[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

カーボンナノベルト合成初成功の舞台裏 (3) 完結編

[スポンサーリンク]

前前回 カーボンナノベルト合成初成功の舞台裏 (1) 、前回 カーボンナノベルト合成初成功の舞台裏 (2) の続きです。

前回、カーボンナノベルト前駆体の具体的な合成方法を紹介し、実際に多段階反応により環状化合物2(カーボンナノベルト前駆体)を得ています。(この環状化合物2の大量生産に関しては、合成方法確立の後にERATO経由で研究者が招集されて行われました。こういった事もERATOプロジェクトの特色の1つです。普通は化学系の学位を持った研究者が集められて行われており、効率に関してはまるで会社のようです)

Guillaume氏は、カーボンナベルト1を得るために前駆体2に対し、Naナフタレニド、Rieke Mg、Stille-Kelly反応、Ullmannカップリングなど、その他高圧水銀ランプ照射やフリーラジカル条件など多くの手法を試しましたが、良い結果は得られませんでした。

Ni触媒によるYamamotoカップリング反応で、ホスフィン配位子やビピリジン配位子などを用いた場合でも、その触媒効果は不十分でMALDI分子量検出できる程度であり、C-Br結合をすべて C-C結合にすることは困難でした。最終的には、反応温度を上昇させ、2当量の[Ni(cod)(bpy)] (cod: 1,5-cyclooctadiene, bpy: 2,2′-bipyridine)を添加することによってやっと1%程度の生成物1を得ることが出来ました。 これほど少量な化合物の分離に成功したこと、私は本当にGuillaume氏の洗練された手腕に感心します。

炭化水素1は、下図における7.52および8.27(それぞれH1, H2)に対称なピークを有します。(具体的な帰属のための計算は実際に論文を読んでみて下さい)HMQC(Heteronuclear Multiple Quantum Correlation)という、直接結合している水素と炭素を調べることが出来る方法に加えて、HMBC(Heteronuclear Multiple Bond Coherence)という、数結合離れている水素と炭素を調べることが出来る方法を使用し、C1、C4、C2、C3とH1、H2がそれぞれ図のように帰属されます。

当然ながら、NMRによって化合物1の構造が確かめられた後は、最も直接的な観測のために単結晶を用いてX線結晶構造解析を行います。実際、昨年の9月にカーボンナノベルト単結晶は得られたので、より一歩進んだ構造解析や、その他多くの物理化学的な性質を解析することになりました。これまでの所で、カーボンナノベルト合成に関する作業は一段落したといったところでしょうか。

その結果は以下の通りです。我々は各C-C結合の長さなどについて、カーボンナノベルト単結晶と[6]-CPPのデータを比較しました。その結果、minor状態における(下図参照)a環が芳香性を有すること、それ以上にmajor状態におけるb環がa環よりも芳香性を有しているということがわかりました。

カーボンナノベルトのベルト垂直方向は、[6]-CPPよりも剛性が高いこともわかりました。[6]-CPPのベンゼン環は一定のゆがみを有しておりその結果ベンゼン環が内側に向いてしまっているのに対して、カーボンナノベルトはより1に近い半径比であることがわかりました。すなわち、カーボンナノベルトのほうが[6]-CPPよりも一般的な”リング”に近いということです。それは、カーボンナノベルトの方が、よりカーボンナノチューブに似た結合をしているとも言えます。

ラマン分光分析の結果からは、カーボンナノベルトのradial breathing modeは268cm-1であり、これは[6]-CPPの値231cm-1よりも(6,6)-CNTの値281cm-1に近いことがわかりました。

その他、カーボンナノベルトの興味深い物理化学的な特徴は、明るい赤色の蛍光と独特の光学的性質です。将来的に光電材料として応用される可能性も秘めていますカーボンナノベルト合成の成功は、カーボンナノチューブの合成がもはや手の届かないものではないということを証明するものであり、それと同時にこういった物理化学的な分野で新たな時代を切り拓くものであると願っています。

さて、昨年9月にこの化合物の単結晶が得られ、カーボンナノベルトの合成に成功したことが確認されました。実験室全体が興奮した瞬間の映像をご覧ください(中国ではみれませんでした)。

私はこの映像をQQディスカッショングループに送った時のことを覚えています。皆、伊丹研究室の情熱的な雰囲気を感じているようでした。 ある人は「もし自分の人生が、素晴らしい仕事のために、そして恩師に拍手を送るためにあったのだとしたら、それはきっと悔いのない人生なのだろうな」と呟いていました。

伊丹先生がこの瞬間のために皆を集めた理由がわかりました。それは、化学の美しさを感じてもらうとともに、困難な道程の末に辿り着く達成感を味わってもらうためであったのです。そして、こういった仲間の偉大な業績と努力を、これから先の科学研究の原動力にしてもらいたかったのでしょう 。

 

関連リンク

Chem Station 中国語版からの翻訳・加筆記事です。

原文: 首次合成碳纳米带–背后的故事(三)完结篇 by JiaoJiao

Eine

投稿者の記事一覧

音楽ゲームが好き。ナノメートルの世界で分子や電子の気持ちを考える日々

関連記事

  1. 今年の光学活性化合物シンポジウム
  2. 「アニオン–π触媒の開発」–ジュネーブ大学・Matile研より
  3. 電気ウナギに学ぶ:柔らかい電池の開発
  4. EDTA:分子か,双性イオンか
  5. 「コミュニケーションスキル推し」のパラドックス?
  6. 有機合成化学協会誌2017年5月号 特集:キラリティ研究の最前線…
  7. 光刺激に応答して形状を変化させる高分子の合成
  8. 学会風景2001

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. as well asの使い方
  2. ロバート・バーグマン Robert G. Bergman
  3. 植村酸化 Uemura Oxidation
  4. 芳香族ボロン酸でCatellani反応
  5. ウーロン茶に新薬開発の夢 県立大グループが新成分発見
  6. 2011年イグノーベル賞決定!「わさび警報装置」
  7. 赤絵磁器を彩る絵具:その特性解明と改良
  8. 【第48回有機金属化学セミナー】講習会:ものづくりに使える触媒反応
  9. 【書籍】英文ライティングの基本原則をおさらい:『The Element of Style』
  10. 「えれめんトランプ2.0」が発売された

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2017年12月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

注目情報

最新記事

第27回ケムステVシンポ『有機光反応の化学』を開催します!

7月に入り、いよいよ日差しが強まって夏本格化という時期になりました。光のエネルギーを肌で感じられます…

国内最大級の研究者向けDeepTech Company Creation Program「BRAVE FRONTIER」 2022年度の受付開始 (7/15 〆切)

Beyond Next Ventures株式会社(本社:東京都中央区、代表取締役社⻑:伊藤毅、以下「…

イミンアニオン型Smiles転位によるオルトヒドロキシフェニルケチミン合成法の開発

第394回のスポットライトリサーチは、東京農工大学 大学院工学府 応用化学専攻 森研究室の神野 峻輝…

マテリアルズ・インフォマティクスで用いられる統計[超入門]-研究者が0から始めるデータの見方・考え方-

開催日:2022/07/06 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

表面酸化した銅ナノ粒子による低温焼結に成功~銀が主流のプリンテッドエレクトロニクスに、銅という選択肢を提示~

第393回のスポットライトリサーチは、北海道大学 大学院工学院 材料科学専攻 マテリアル設計講座 先…

高分子材料におけるマテリアルズ・インフォマティクスの活用とは?

 申込みはこちら■セミナー概要本動画は、20022年5月18日に開催されたセミナー「高分…

元素のふるさと図鑑

2022年も折り返しに差し掛かりました。2022年は皆さんにとってどんな年になり…

Q&A型ウェビナー カーボンニュートラル実現のためのマイクロ波プロセス 〜ケミカルリサイクル・乾燥・濃縮・焼成・剥離〜

<内容>本ウェビナーでは脱炭素化を実現するための手段として、マイクロ波プロセスをご紹介いたします…

カルボン酸、窒素をトスしてアミノ酸へ

カルボン酸誘導体の不斉アミノ化によりキラルα-アミノ酸の合成法が報告された。カルボン酸をヒドロキシル…

海洋シアノバクテリアから超強力な細胞増殖阻害物質を発見!

第 392回のスポットライトリサーチは、慶應義塾大学大学院 理工学研究科 博士後期課…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP