| 研究課題名 | 機能性材料の創製を目指したカーボンナノチューブ表面の有機化学的修飾 |
| レコードタイプ | 研究実績報告 |
| 報告年度 | 2004 |
| 研究期間 | 2002-2004 |
| 研究課題番号 | 14350475 |
| 研究代表者 | 村田 静昭 (ムラタ シズアキ) 名古屋大学・大学院・環境学研究科・教授 |
| 研究代表者番号 | 50157781 |
| 研究機関 | 名古屋大学 研究機関番号：13901 |
| 研究分担者 | 岩松 将一
(イワマツ ショウイチ)
名古屋大学・大学院・環境学研究科.
助手
(60345866)
鈴木 敏泰 (スズキ トシヤス) 分子科学研究所. 助教授 (60260030) |
| 研究種目 | 基盤研究(B) 研究種目コード：310 |
| 審査区分 | 一般 区分コード：03 |
| 研究分野[3] | 合成化学 研究分野コード：4702 |
| キーワード | フラーレン / パラジウムメタラサイクル / アニリン / カーボンナノチューブ / オルトフェニレンジアミン / 付加反応 |
| 研究概要 | 昨年度明らかにすることができた、カーボンナノチューブ表面への有機チッ素化合物の付加反応による表面の改質反応を発展させる研究を行った。単壁カーボンナノチューブとフェニルヒドラジン誘導体との反応は、界面活性剤存在下に溶液中に分散(一部可溶化)させた状態で再現生良く進行することを見出した。さらに、フェニルヒドラジン上の置換基の電子供与性が大きいほど反応効率が高くなることが判明した。得られた表面改質カーボンナノチューブには、炭素原子250個当り最大1個のフェニルヒドラジンが結合しており、通常の有機溶媒に可溶である。さらに付加反応は可逆的で、生成物を熱することにより脱離反応が進行し、カーボンナノチューブに戻ることも明らかにした。以上の結果を総合し、以下に示す二つの成果を得ることができた。1)フェニルヒドラジンはカーボンナノチューブに対して特異的な付加反応剤として働くことが強く示唆された。2)カーボンナノチューブを付加生成物として有機溶媒に溶解、溶液をスピンコート法やインクジェット法で薄膜やパターン印刷を行い、その後熱して再生させることによりカーボンナノチューブの複雑な加工が可能になる。1)の成果はフラーレンの改質にも応用可能で、フェニルヒドラジンによるフラーレンジケトン誘導体への付加・環拡大反応を用いる大口径開口フラーレン誘導体の合成に成功した。得られた開口フラーレン誘導体は、小分子をフラーレン内部空間に内包させるのに適した物質であり、大員環サイズを15〜19へと変化させることによって水素分子から水分子と大きさの異なる分子内包フラーレンを合成することに成功した。特に、水分子内包フラーレンの合成は世界で初めての極性分子内包例であると共に極限サイズの成功例でもある。 |
| 発表文献 | S.-i.Iwamatsu, F.Ono, S.Murata：
"A Novel Migrative Addition Reaction of Hydrazines to the Diketone Derivative of C_<60>"
Chem.Commun.
1268-1269
(2003)
S.-i.Iwamatsu, F.Ono, S.Murata： "A Novel Ring Expansion of the Holey Ketolactam Derivative of C_<60>" Chem.Lett 32. 614-615 (2003) S.-i.Iwamatsu, T.Uozaki, K.Kobayashi, S.Re, S.Nagase, S.Murata： "A Bowl-Shaped Fullerene Encapsulates a Water into the Cage" J.Am.Chem.Soc 126. 2268-2269 (2004) S.-i.Iwamatsu, S.Murata： "H2O@Open-Cage Fullerene C_<60> : Control of the Encapsulation Property and the First Mass Spectroscopic Identification" Tetrahedron Lett 45. 6391-6394 (2004) S.-i.Iwamatsu, T.Kuwayama, K.Kobayashi, S.Nagase, S.Murata： "Regioselective Carbon- Carbon Bond Cleavage of the Open-Cage Diketone Derivative of [60]Fullerene by the Reaction with Aromatic Hydrazone" Synthesis. 2962-2964 (2004) P.S.Vijayalakshmi, S.-i.Iwamatsu, I.Koike, Y.Kitamura, S.Murata： "Highly Conjugated Hydrophilic [60]Fullerene Derivatives" Tetrahedron Lett 45. 8311-8313 (2004) |