Новости химической науки > молекула водорода внутри фуллерена

Группа японских химиков использует органический синтез для получения миллиграммовых количеств фуллерена C₆₀, содержащего внутри молекулу водорода.

Японские исследователи с использованием органического синтеза, подобно хирургам, провели "молекулярную операцию" на молекулах фуллерена. Научная группа Киотского университета научилась создавать отверстие в молекуле C₆₀, внедрять в него молекулу H₂ и всего в четыре стадии "зашивать" сетку С₆₀, получая в результате эндоэдральный фуллерен H₂@C₆₀ [Science, 307, 238 (2005)].

Komatsu с коллегами закрывают 13-членное кольцевое отверстие в четыре стадии, получая при этом H₂@C₆₀ (С-серый, O-красный, N-синий, S-желтый, H-синие сферы).

По словам руководителя научной группы профессора Koichi Komatsu, ключевой момент работы заключается в том, что в ней впервые продемонстирован огромный потенциал использования методов органического синтеза при получении эндоэдральных фуллеренов, до этого получавшихся только с использованием трудноконтролируемых физических методов при экстремальных условиях. С использованием титана, сочетание карбонильных групп сжимает отверстие до восьмичленного кольца.

В результате образуется отверстие достаточно малое для того, чтобы полученный H₂@C₆₀ можно было нагревать без потери молекулы водорода. Производное фуллерена перестраивается - предположительно посредством термической электроциклизации - образуя при этом структуру C₆₀ и отщепляя при этом 2-цианопиридин и дифенилацетилен.

Ранее научной группе профессора Komatsu удалось получить производное фуллерена C₆₀, содержащее отверстие, окруженное 13 атомами углерода, которое было затем успешно заполнено H₂ (C&EN, June 16, 2003, page 5). В последней работе Komatsu совместно с коллегами Michihisa Murata и Yasujiro Murata синтетически "зашили" отверстие, получив таким образом наноконтейнер.

Профессор Komatsu считает, что успех его научной группы объясняется удачным использованием легко удаляемого атома серы на границе создаваемого отверстия. Как только молекула водорода попадает внутрь фуллерена, сульфидная группа окисляется до сульфоксидной, которая в свою очередь фотохимически отщепляется, сокращая размер отверстия на один атом.

Источник: C&EN, 83, 3, page 14.