C60 は 1985 年に Robert Curl、Harold Kroto、Richard Smalley によって設立されました。 1990 年、W.クレッチマー フットボールのような形をしたバックミンスターフラーレンと呼ばれる分子である C60 の最初の実際の合成について説明しました。 Kroto の実験には、レーザーを使用してヘリウム成層圏でグラファイト ロッドを蒸発させ、炭素プラズマを生成する技術が含まれます。グラファイトはC 60 の前駆体です。バックミンスターフラーレンは、最も一般的な天然フラーレンであり、主に非晶質炭素からなる濃い黒色の粉末状物質に含まれています。バックミンスターフラーレンには、26 員環と 12 の 5 員環が含まれています。 5 員環と 6 員環が共有する結合の長さは 1.45 Å です。バックミンスターフラーレンの重要性は、医学、ナノテクノロジー、潤滑剤、および触媒として見られます。 C60 分子は、世界最小のサッカー ボールと呼ばれるかもしれません。
バックミンスターフラーレンの構造
バックミンスターフラーレンは、各多角形の頂点に 60 個の頂点と炭素原子を持ち、そのうち 32 個の面のうち 20 個が六角形で 12 個が多角形であり、すべての多角形のエッジに沿って結合を持っている短縮正 20 面体です。 C60 分子の外径は 7.10 Å で、すべての炭素原子は同一で、sp2 ハイブリダイゼーションを受けて、各炭素原子が他の 3 つの炭素原子と 3 つのシグマ結合を形成します。各炭素の使用されていない電子は、分子軌道で非局在化し、分子に香りの特徴を与えます。 C60 イオンは、格子内で方向が乱れています。バックミンスターフラーレンは、大きな八面体と小さな四面体の穴を持つ面心立方格子に結晶化します。閉じたフラーレン、特に C60 は、バッキーボールとも呼ばれます。バッキーボールは、球状の形状を特徴とするナノ粒子で、60 個の炭素原子で構成される内部が空洞になっています。
バックミンスターフラーレンの特性
バックミンスターフラーレンは、波と粒子の二重性を示すことが知られている最大の分子でした。それは固体で、通常は黒色で、ベンゼン、トルエンなどの有機溶媒に溶解して溶液になり、紫色の溶液を生成します。水にはほとんど溶けません。 C60 固体はグラファイトと同じくらい柔らかいですが、その体積の 70% 未満に圧縮されると、より硬い形のダイヤモンドに変換されます。バックミンスターフラーレンの平均直径は 0.7 nm、平均密度は 1.72 g/cm3 です。バックミンスターフラーレンの水素化熱は 38.1 kJ/モルです。
バックミンスターフラーレンのモル質量は 720.64 g/モルです。その融点と沸点は、それぞれ約 553 k と 800 k です。分子は高温高圧に耐えることができます。その熱伝導率は 0.4 W/mK (300 K) で、電気抵抗率は 1014 オーム/m です。
バックミンスターフラーレンの化学反応
- 水素化
C60 は少量の芳香族性を示し、水素と付加反応してポリヒドロフラーレンを生成します。液化アンモニアの存在下でリチウムと反応し、3度のブタノールを伴い、ポリヒドロフラーレンの組成物を生成します。
- 付加環化
C60 分子は付加環化反応を起こし、ダンベル構造の化合物 C120 を生成します。カップリングは迅速に達成されます
触媒として作用するKCNの存在下での振動ミル。 450 K で加熱すると、C120 が崩壊して C60 の 2 つの分子に戻るため、反応は変化します。高温高圧下での C60 間の付加環化が繰り返されると、重合したフラーレンが形成されます。
- ハロゲン化
バックミンスターフラーレンは、ハロゲンとの追加反応を示します。その構造は、フッ素と塩素と反応してドラム型の分子に変化します。
- 酸素原子との反応
バックミンスターフラーレンの溶液は酸素原子と反応して エポキシド C60O を形成します。バックミンスターフラーレンは、1,2-ジメチルベンゼン (o-キシレン) の存在下、摂氏 -16 度でオゾンと反応し、オゾニドとも呼ばれるオゾンに類似した中間生成物を生成します。 C60O3 は 2 つの形態の C60O に分解できます。 C60O3 を摂氏 23 度で分解するとエポキシドが得られます。ただし、光の存在下で分子を分解または分離すると、橋頭の位置に O 原子が存在する生成物が得られます。
バックミンスターフラーレンの重要性
バックミンスターフラーレンの重要性は、製薬業界では :-
<オール>その酸化還元特性に基づくバックミンスターフラーレンの重要性と用途:-
<オール>結論
バックミンスターフラーレンは、最も一般的な天然フラーレンです。炭素の 3 番目の同素体であり、主に非晶質炭素からなる濃い黒色の粉末状物質に見られます。バックミンスターフラーレンには、26 員環と 125 員環があります。サッカーボールのような形をしており、バッキーボールとも呼ばれます。 C60 はわずかな芳香族の性質を示し、ベンゼンやトルエンなどの有機溶媒に溶解し、水には不溶です。バックミンスターフラーレンは通常は絶縁体ですが、アルカリ金属をドープすると半導体として振る舞います。バックミンスターフラーレンの重要性と用途は、抗酸化剤、化粧品、抗ウイルス剤、薬物送達システムなど、多くの業界で見られます。
