JPH08225313A - フラーレン誘導体担持層状化合物 - Google Patents

フラーレン誘導体担持層状化合物

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JPH08225313A
JPH08225313A JP7058286A JP5828695A JPH08225313A JP H08225313 A JPH08225313 A JP H08225313A JP 7058286 A JP7058286 A JP 7058286A JP 5828695 A JP5828695 A JP 5828695A JP H08225313 A JPH08225313 A JP H08225313A
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JP
Japan
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water
fullerene derivative
fullerene
laminar compound
compound
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Pending
Application number
JP7058286A
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English (en)
Inventor
Takayuki Yoshida
貴幸 吉田
Satoru Mori
哲 森
Eiko Watanabe
えい子 渡辺
Seiichi Hayashi
誠一 林
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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Publication date
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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】光機能材料に有用なフラーレン誘導体担持層状
化合物を提供する事。 【構成】フラーレンに極性基を付加させたフラーレン誘
導体を層間内に担持している事を特徴とする層状化合
物、それを基盤上にキャストしてなる薄膜。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光機能材に利用される
フラーレン誘導体担持層状化合物に関する。
【0002】
【従来の技術】フラーレンは、光触媒、3次非線形光学
材料等の様々な光機能を有する材料として注目されてい
る。しかしながらフラーレンは、微粉末でありそのまま
の状態で光機能材料として用いる事は困難であった。そ
こでCVD(ChemicalVapor Depos
ition)等によるフィルム化が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CVD
によるフィルムの調製は煩雑な操作手順を要し、また歩
留まりが悪いという欠点を有している。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題を
解決するためになされたものである。即ち、本発明は、
(1)フラーレンに極性基を付加させたフラーレン誘導
体を層間内に担持している事を特徴とするフラーレン誘
導体担持層状化合物、(2)上記(1)記載のフラーレ
ン誘導体担持層状化合物を基盤上にキャストしてなる薄
膜に関する。
【0005】本発明のフラーレン誘導体担持層状化合物
は、フラーレンに極性基を導入し水溶性としたフラーレ
ン誘導体を、水で膨潤させた層状化合物にインターカレ
ートする事により得る事ができる。
【0006】本発明で使用するフラーレンは特に限定は
ないが、炭素数が60,70,76,78,82,84
等のフラーレンが用いられ、入手しやすさから炭素数6
0,70が好ましく用いられる。
【0007】これらフラーレンに導入する極性基の用い
うる具体例としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル
基、メルカプト基等が挙げられる。これら極性基はこれ
とは別に同一分子内に活性水素を有する官能基を有する
化合物をフラーレンの炭素−炭素二重結合に求核付加反
応させることにより得られる。
【0008】これらの化合物の用いうる具体例として
は、メタノールアミン、エタノールアミン、プロパノー
ルアミン、2−メルカプトエタノール、3−メルカプト
プロパノール、p−ヒドロキシベンゾフェノン、p−ヒ
ドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシアニリン等
が挙げられ、これらを2種以上併用する事も可能であ
る。
【0009】これら化合物のフラーレンへの導入は例え
ば以下の手順により行う。上記化合物のうち活性水素を
有する官能基が1級、あるいは2級アミノ基である場合
には(以下これらをアミン化合物という)、フラーレン
をトルエン、あるいはベンゼンに溶解させ溶液とする。
この時の溶液中のフラーレンの濃度は、0.1〜3wt
%であり、好ましくは0.5〜2wt%である。この溶
液に、アミン化合物をそのまま、あるいはTHF(テト
ラヒドロキシフラン)、MIBK(メチルイソブチイル
ケトン)、エーテル等の活性水素を持たない極性溶媒に
溶解させた溶液を加え、10〜110℃で1時間〜48
時間撹拌する事により反応を行う。アミン化合物の使用
量は、フラーレン1モルに対し1〜80モルであり、好
ましくは3〜60モルである。
【0010】また、上記官能基が水酸基、あるいはメル
カプト基である場合には、例えば次の手順により反応を
行う。あらかじめ脱水させたTHF、MIBK、エーテ
ル等の溶媒に金属ナトリウム、あるいは水素化ナトリウ
ムを加える。そこへ水酸基、あるいはメルカプト基を有
する化合物を室温、あるいは氷冷しながら滴下を行い0
℃〜50℃で30分〜5時間撹拌を行いナトリウム塩と
する。このナトリウム塩をあらかじめ脱水したトルエ
ン、ベンゼン溶液等の溶媒にフラーレンを溶解させた溶
液に、室温、あるいは氷冷しながら滴下を行い、滴下終
了後10℃〜80℃で1〜48時間撹拌する事により目
的の化合物が得られる。この時の前記フラーレン溶液中
のフラーレンの濃度は、0.1〜3wt%であり、好ま
しくは0.5〜2wt%である。また、反応この場合の
水酸基、あるいはメルカプト基を有する化合物の使用量
は、フラーレン1モルに対し1〜80モルであり、好ま
しくは3〜60モルである。
【0011】反応終了後、反応混合物に水を加え、油層
と水層とを分離する。油層を除去した後必要により更に
水層のトルエンあるいはベンゼンを加え、未反応のフラ
ーレンを抽出除去する。この操作は必要にであれば数回
くり返す。このようにして得られたフラーレン誘導体
(フラーレンに極性基を付加させた化合物)の水溶液
は、そのままであるいは必要により所定量の濃度まで濃
縮し、下記の層状化合物にフラーレン誘導体を担持させ
る工程に使用することができる。また、上記フラーレン
誘導体水溶液中に残っている未反応の化合物(極性基及
び活性水素を有する官能基を持つ化合物)を除去するた
め、フラーレン誘導体水溶液をそのままあるいは必要に
より、濃縮して分取薄層クロマトグラフィー、薄層クロ
マトグラフィー等で処理してもよい。
【0012】つづいて、本発明のフラーレン誘導体担持
層状化合物の製造方法を具体的に説明する。まず、層状
化合物を水に分散させ膨潤させる。この時の層状化合物
の添加量は、水に対して0.01〜10重量%であり、
好ましくは0.1〜3重量%である。
【0013】本発明で使用できる層状化合物としては、
水に接した時に膨潤性を示す層状化合物であれは特に制
限はないが、用いうる具体例としてNaモンモリロナイ
ト、Caモンモリロナイト、酸性白土、合成スメクタイ
ト、Naテニオライト、Liテニオライト、Naヘクト
ライト、Liヘクトライト及び合成雲母が挙げられる。
【0014】ついで、上記で得られたフラーレン誘導体
の水溶液を添加する。この時の誘導体の添加量は、層状
化合物に対して0.1〜5重量%であり、好ましくは
0.1〜1重量%である。ついで、10〜80℃、好ま
しくは20〜60℃で1〜36時間撹拌し、インターカ
レーション反応を行う。反応終了後生成物を濾過し、水
で洗浄を行い本発明のフラーレン誘導体担持層状化合物
が得られる。
【0015】本発明の薄膜は、以下の手順で得られる。
本発明のフラーレン誘導体担持層状化合物を水に分散さ
せ分散液とした後、硝子、あるいは石英等の基盤にバー
コーター等を用いてキャストし薄膜化する。これを加熱
乾燥、あるいは凍結乾燥することにより、本発明の薄膜
が得られる。この時の本発明のフラーレン誘導体担持層
状化合物の水への添加量は、水100重量部に対して1
〜100重量部であり、好ましくは2〜30重量部であ
る。またこのよにして得られた薄膜上に紫外線硬化性樹
脂等を塗布してオーバーコートしてもよい。以上のよう
にして得られる本発明の薄膜の膜厚は1μm〜10mm
が好ましい。
【0016】また、薄膜の成形性を向上させる目的で前
記した層状化合物や水溶性高分子を添加しても良い。層
状化合物の使用量は本発明のフラーレン誘導体担持層状
化合物100重量部に対して通常10〜2000重量部
である。
【0017】用いられる水溶性高分子は、水溶液とした
ときのpHが6〜8を示すものが好ましく、用いうる具
体例としてはポリビニルアルコール、ポリエチレングリ
コール、ポリアクリルアミド等が挙げられ、その分子量
は2000〜100000のものが好ましく用いられ
る。水溶性高分子の使用量は本発明のフラーレン担持層
状化合物100重量部に対して通常5〜1000重量部
である。
【0018】
【実施例】次に実施例により本発明の内容を更に具体的
に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0019】合成例1 C60フラーレン(ヘキスト社製)200mgを300
mlの茄子型フラスコに入れた後、トルエン200ml
を加え溶解させた。そこへ、エタノールアミン6gを5
0mlのTHFに加えた溶液を加え、室温で96時間撹
拌し反応を行った。得られた反応混合物に水200ml
を加えた後油層と水層を分離し、更に水層をトルエンで
数回洗浄を行い、未反応のフラーレンを分離した。得ら
れた水溶液を加熱濃縮した後、分取薄層クロマトグラフ
ィーにより反応物と未反応のエタノールアミンの分離を
行った。ついで得られた水溶液から水を減圧下、加熱除
去して、茶色の粉体であるフラーレン誘導体(A−1)
を282mg得た。
【0020】得られたフラーレン誘導体(A−1)の赤
外吸収スペクトルを測定したところ、576cm-1と5
27cm-1にフラーレンC60に由来する吸収、110
0cm-1にC−O−Cに由来する吸収、1320cm-1
にC−Nに由来する吸収、2810cm-1にC−Hに由
来する吸収、3400cm-1にN−Hに由来する吸収、
3410cm-1にOHに由来する吸収がみられた。
【0021】実施例1 合成例1で得られたフラーレン誘導体(A−1)50m
gを水50mlに溶解させた水溶液を、合成スメクタイ
ト(合成スメクタイトSWN(コープケミカル社製))
1gを200mlの水に分散させた分散液に添加し、6
0℃で24時間撹拌し、インターカレーション反応を行
った。遠心分離器を用いて水による洗浄を数回行った
後、80℃で24時間減圧乾燥を行い本発明のフラーレ
ン誘導体担持層状化合物(B−1)870mgを得た。
【0022】得られたフラーレン誘導体担持層状化合物
(B−1)の赤外吸収スペクトルを測定したところ、1
100cm-1にC−O−C、及びSi−O−Siに由来
する吸収、2860cm-1にC−Hに由来する吸収、3
460cm-1にN−Hに由来する吸収、3500cm-1
にOHに由来する吸収がみられた。また、X線回折によ
り層間距離を測定した結果、1.31nmであった。
【0023】実施例2 合成例1で得られたフラーレン誘導体(A−1)50m
gを水50mlに溶解させた水溶液を、合成雲母(合成
雲母(コープケミカル社製))1gを200mlの水に
分散させた分散液に添加し、60℃で24時間撹拌し、
インターカレーション反応を行った。遠心分離器を用い
て水による洗浄を数回行った後、80℃で24時間減圧
乾燥を行い本発明のフラーレン誘導体担持層状化合物
(B−2)980mgを得た。
【0024】得られたフラーレン誘導体担持層状化合物
(B−2)の赤外吸収スペクトルを測定したところ、1
100cm-1にC−O−C、及びSi−O−Siに由来
する吸収、2880cm-1にC−Hに由来する吸収、3
410cm-1にN−Hに由来する吸収、3500cm-1
にOHに由来する吸収がみられた。また、X線回折によ
り層間距離を測定した結果、1.33nmであった。
【0025】実施例3 実施例1で得られたフラーレン誘導体担持層状化合物
(B−1)を用いて以下の組成を有する組成物を調製し
た。 フラーレン誘導体担持層状化合物(B−1) 300mg 合成スメクタイト 500mg 水 10ml この組成物を、バーコーターを用いて石英板上に塗布
し、60℃で3時間乾燥させ本発明の薄膜(C−1)を
得た。得られた薄膜(C−1)の膜厚は0.3mmであ
った。
【0026】実施例4 実施例2で得られたフラーレン誘導体担持層状化合物
(B−2)を用いて以下の組成を有する組成物を調製し
た。 フラーレン誘導体担持層状化合物(B−2) 200mg 合成スメクタイト 500mg 水 10ml この組成物を、バーコーターを用いて石英板上に塗布
し、60℃で3時間乾燥させ本発明の薄膜(C−2)を
得た。得られた薄膜(C−2)の膜厚は0.3mmであ
った。
【0027】比較例1 合成スメクタイト(合成スメクタイトSWN(コープケ
ミカル社製))を用いて以下の組成を有する組成物を調
製した。 合成スメクタイト 600mg 水 10ml この組成物を、バーコーターを用いて石英板上に塗布
し、60℃で3時間乾燥させ比較用の薄膜(C−3)を
得た。得られた薄膜(C−3)の膜厚は0.3mmであ
った。
【0028】試験例 得られた薄膜(C−1)、(C−2)、(C−3)を分
光光度計(U−3210形自記分光光度計(日立社
製))を用いて吸収スペクトルを測定した。その結果、
フィルム(C−1)では、250nmと210nmに、
フィルム(C−2)では250nmと210nmに吸収
が見られた。また比較用のフィルム(C−3)では21
0nmに吸収がみられた。
【0029】
【発明の効果】本発明のフラーレン誘導体担持層状化合
物は、フラーレンの持つ光機能を保持したまままで容易
に薄膜化でき、光触媒、3次非線形光学材料等の光機能
材料として極めて有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フラーレンに極性基を付加させたフラーレ
    ン誘導体を層間内に担持している事を特徴とするフラー
    レン誘導体担持層状化合物。
  2. 【請求項2】請求項1記載のフラーレン誘導体担持層状
    化合物を基盤上にキャストしてなる薄膜。
JP7058286A 1995-02-23 1995-02-23 フラーレン誘導体担持層状化合物 Pending JPH08225313A (ja)

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JP7058286A JPH08225313A (ja) 1995-02-23 1995-02-23 フラーレン誘導体担持層状化合物

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JP (1) JPH08225313A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6949660B2 (en) 1995-10-26 2005-09-27 Seth Nanotechnology, Incorporated Chiral (1pyrrolino) fullerene derivatives
CN113527993A (zh) * 2021-07-19 2021-10-22 丹阳市现代实业有限公司 一种高分子水性涂料及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6949660B2 (en) 1995-10-26 2005-09-27 Seth Nanotechnology, Incorporated Chiral (1pyrrolino) fullerene derivatives
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