[スポンサーリンク]

ナノカーボン

コランニュレン corannulene

[スポンサーリンク]

コランニュレン(コラニュレン、コラヌレン, corannulene)は1966年にLawtonとBarthによって初めて合成された[1]。コランニュレンの共鳴構造は図1左のように描くことができ、中心に芳香環をもつアヌレン(内側はシクロペンタジエニルアニオン、外側は[15]アヌレニルカチオン)とみなすことができる。この構造から、中心(心臓)を表すラテン語の「cor」と「annulene」を組み合わせた「corannulene」と名付けられた。当時、コラニュレンが安定に存在する主な理由を共鳴安定化によるものだと考えられていましたが、近年の理論計算によるとこの共鳴安定化の寄与はさほど大きくないことがわかっている[2]

コラニュレンの構造は、フラーレン(C60)の最小部分構造であり、X線結晶構造解析によりボウル状であることが確認されている[3]。コラニュレンの4種類の炭素-炭素結合は車輪の構成要素になぞらえて「hub」、「spoke」、「flank」、「rim」と呼ばれ、湾曲構造に起因して各々の結合の反応性が異なる 。 (図 1 右)。

2015-06-17_02-39-27

図1. LawtonとBarthが提唱した共鳴構造(左)、結合の名前と結合距離(右)

 

コランニュレンの合成

合成は困難であったが、1991年に数十ミリグラムスケールの新規合成法[4]、1997年に数百ミリグラムスケール[5]、2006年にグラムスケール、そして2012年にキログラムスケール[6]の改良合成法が報告され、現在では2012年の合成法に従い、試薬として比較的容易に入手可能である。合成法について、詳しくは記事「ナノの世界に朗報?!-コラニュレンのkg合成-」参照

日本でも東京化成工業で19100円 (200mg 製品コード:C2572)で購入できる。最近関東化学より22,000円 (1g: 製品コード07363-65)とより安価に購入できるようになった。

The Kg-Scale Synrhesis of Corannulene

The Kg-Scale Synrhesis of Corannulene

論文数

コランニュレンの供給法の開発により関連論文の数は大幅に増加している。コランニュレンに関する総論文数は939である (SciFinderキーワード調べ、2015年6月8日現在)。発表論文数順は

1 位 Lawrence T. Scott 124 報

2 位 Marina A. Petrukhina 89 報

3 位 Jay S. Siegel 76 報

である。

2015-07-07_20-16-18

コランニュレン論文数の推移

 

応用研究

名大の伊丹健一郎、ボストン・カレッジのScottらは市販のコランニュレンを出発物質として2段階で80個の炭素原子と30個の水素原子からなる湾曲炭素ナノ分子「ワープドナノグラフェン」の合成に成功している。[7]

C80H30_f1

東大の相田卓三らは、重合するモノマーとしてアミド基を含むチオアルキル側鎖を5つ導入したコランニュレン誘導体を用いて、超分子ポリマーの新しい精密合成法を開発している。[8] (記事「超分子ポリマーを精密につくる」参照)

2b530e80c7d0de90885e285c5d798063

 

また、最近東大の塩谷光彦らのグループによって、コランニュレンの安定なflank結合の触媒的炭素ー炭素結合開裂が報告されている。[9](記事「コランニュレンの安定結合を切る」参照)

2015-06-17_02-41-36

参考文献

  1. Barth, W. E.; Lawton, R. G. J. Am. Chem. Soc. 196688, 380. DOI: 10.1021/ja00954a049
  2. Monaco, G.; Scott, L. T.; Zanasi, R. J. Phys. Chem. A 2008112, 8136. DOI: 10.1021/jp8038779
  3. Hanson, J. C.; Nordman, C. E. Acta Crystallogr1976B32, 1147.
  4. Scott, L. T.; Hashemi, M. M.; Meyer, D. T.; Warren, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7082. DOI: 10.1021/ja00018a082
  5. Scott, L. T.; Cheng, P.-C.; Hashemi, M. M.; Bratcher, M. S.; Warren, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10963. DOI: 10.1021/ja972019g
  6. Butterfield, A. M.; Gilomen, B.; Siegel, J.S. Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 664. DOI:10.1021/op200387s
  7. Kawasumi, K.; Zhang, Q.; Segawa, Y.; Scott, L. T.; Itami, K. Nature Chemistry 2013, 5, 739. DOI: 10.1038/nchem.1704
  8. Kang, J.; Miyajima, D.; Mori, T.; Inoue, Y.; Itoh, Y.; Aida, T Science 2015347, 646. DOI:10.1126/science.aaa4249
  9. Tashiro, S.; Yamada, M.; Shionoya, M. Angew. Chem. Int. Ed. 201554, 5351. DOI: 10.1002/anie.201500819

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. 化学者のためのエレクトロニクス入門⑤ ~ディスプレイ分野などで活…
  2. タミフル(オセルタミビル) tamiflu (oseltamiv…
  3. マツタケオール mushroom alcohol
  4. 二酸化炭素 (carbon dioxide)
  5. カンファー(camphor)
  6. ペリプラノン
  7. ブレオマイシン /Bleomycin
  8. ダイヤモンドライクカーボン

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ビス(トリ-tert-ブチルホスフィン)パラジウム(0):Bis(tri-tert-butylphosphine)palladium(0)
  2. ニュースタッフ参加
  3. カリフォルニア大学バークレー校・化学科への学部交換留学
  4. 室温で緑色発光するp型/n型新半導体を独自の化学設計指針をもとにペロブスカイト型硫化物で実現
  5. “へぇー、こんなシンプルにできるんだっ!?”四級アンモニウム塩を触媒とするアルキンのヒドロシリル化反応
  6. アメリカで Ph.D. を取る –エッセイを書くの巻– (後編)
  7. ポンコツ博士の海外奮闘録 〜コロナモラトリアム編〜
  8. 進化する高分子材料 表面・界面制御 Advanced:高分子鎖デザインがもたらすポリマーサイエンスの再創造
  9. 専門用語豊富なシソーラス付き辞書!JAICI Science Dictionary
  10. マーデルング インドール合成 Madelung Indole Synthesis

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2015年7月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

注目情報

最新記事

電子のスピンに基づく新しい「異性体」を提唱―スピン状態を色で見分けられる分子を創製―

第614回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(松田研究室)の清水大貴 助教にお願い…

Wei-Yu Lin教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年5月13日(月)に東京大学 本郷キャンパス(薬学部)にて開催されたW…

【26卒】太陽HD研究開発 1day仕事体験

太陽HDでの研究開発職を体感してみませんか?私たちの研究活動についてより近くで体験していただく場…

カルベン転移反応 ~フラスコ内での反応を生体内へ~

有機化学を履修したことのある方は、ほとんど全員と言っても過言でもないほどカルベンについて教科書で習っ…

ナノ学会 第22回大会 付設展示会ケムステキャンペーン

ナノ学会の第22回大会が東北大学青葉山新キャンパスにて開催されます。協賛団体であるACS(ア…

【酵素模倣】酸素ガスを用いた MOF 内での高スピン鉄(IV)オキソの発生

Long らは酸素分子を酸化剤に用いて酵素を模倣した反応活性種を金属-有機構造体中に発生させ、C-H…

【書評】奇跡の薬 16 の物語 ペニシリンからリアップ、バイアグラ、新型コロナワクチンまで

ペニシリンはたまたま混入したアオカビから発見された──だけではない.薬の…

MEDCHEM NEWS 33-2 号「2022年度医薬化学部会賞」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける分子生成の基礎と応用

開催日:2024/05/22 申込みはこちら■開催概要「分子生成」という技術は様々な問題…

AlphaFold3の登場!!再びブレイクスルーとなりうるのか~実際にβ版を使用してみた~

2021年にタンパク質の立体構造予測ツールであるAlphaFold2 (AF2) が登場し、様々な分…

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