常磁性内包フラーレン化学の新展開

顺磁性内嵌富勒烯化学新进展

基本信息

批准号：
06J03945
负责人：
二川秀史
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、常磁性分子であるLa内包フラーレンとN@C_<60>に着目して研究を行った。これらは、ナノ磁性体の構築素子として多分野から注目を集める一方で、その合成・単離の困難さからその構造や物性はほとんど明らかにされていない。前年度までに、申請者は金属内包フラーレンの発見当初より抽出が困難であったLa@C_<72>、La@C_<74>、La@C_<80>を誘導体として抽出・単離し、構造解析及び物性解明に成功している。また、N@C_<60>については、大量合成法の確立に成功し、単離とLFP測定を行い、特異的な光物性を明らかにした。本年度は、このような未開拓であった常磁性内包フラーレンの更なる構造決定と物性解明を目的とするとともに、機能性材料の開発を目指し、以下の2つについて研究を行った。1.La@C_<82>の第3の異性体の抽出と構造解析金属内包フラーレンにおいて、La@C_<82>は特異的に有機溶媒中へと抽出されることから活発に研究されてきた化学種である。これまでに2つの異性体が報告され、最近では化学修飾や超分子化学を用いたLa@C_<82>の機能化も報告されている。一方で、理論計算によりLa@C_<82>には更に異性体が存在する可能性が示唆されていた。申請者はLa@C_<82>の新たな異性体を誘導体として抽出・単離することに成功し、単結晶X線構造解析によりその構造を明らかにした。2.ナノロッドの創製を目指した単結晶の作成と構造・物性解明フラーレンの自己組織化により生成するナノロッドやナノ結晶は、バルク固体や溶液状態では発現しない構造や物性が期待され、フラーレンを用いた機能性材料創製において重要な役割を果たすと考えられる。しかしながら、それらの結晶構造や物性はほとんど解明されていない。本年度、申請者は内包フラーレンもしくは誘導体と有機化合物との共結晶を作成し、単結晶X線構造解祈によりそれらの結晶構造を解明した。

在本研究中，我们重点关注 La-内嵌富勒烯和 N@C_<60>，它们是顺磁性分子。尽管这些材料作为纳米磁性材料的构建模块引起了许多领域的关注，但由于其合成和分离的困难，它们的结构和物理性质在很大程度上仍然未知。到前一年，申请人已经提取并分离出自内嵌金属富勒烯发现以来一直难以提取的La@C_<72>、La@C_<74>和La@C_<80>衍生物，并确定结构和物理性质已成功阐明。我们还成功建立了N@C_<60>的大规模合成方法，进行了分离和LFP测量，并阐明了其特定的光物理性质。今年，我们对以下两个课题进行了研究，旨在进一步确定这种未开发的顺磁性内嵌富勒烯的结构和物理性质，以及开发功能材料。 1.La@C_<82>第三种异构体的萃取和结构分析在内嵌金属富勒烯中，La@C_<82>因其被专门萃取到有机溶剂中而受到积极的研究。迄今为止已报道了两种异构体，最近还报道了使用化学修饰和超分子化学对La@C_ 82 进行官能化。另一方面，理论计算表明La@C_<82>可能有其他异构体。申请人成功提取并分离出La@C_<82>的新异构体作为衍生物，并通过单晶X射线结构分析揭示了其结构。 2. 创建单晶并阐明其结构和物理性质，旨在创建纳米棒通过富勒烯自组装产生的纳米棒和纳米晶体预计将具有在块状固体或溶液状态下不会出现的结构和物理性质，它被认为在功能材料的创造中发挥着重要作用。然而，它们的晶体结构和物理性质在很大程度上是未知的。今年，申请人创造了内嵌富勒烯或其衍生物与有机化合物的共晶，并通过单晶X射线结构分析阐明了它们的晶体结构。