ケイ素など高周期14族元素の新しいパイ電子系化合物の構築と機能創出

• Project/Area Number: 16205007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Organic chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 吉良 満夫 東北大, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40004452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀬高 渉 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60321775)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥35,100,000 (Direct Cost: ¥27,000,000、Indirect Cost: ¥8,100,000); Fiscal Year 2005: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2004: ¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
• Keywords: 安定シリレン / 安定ゲルミレン / シラケテンイミン / シリレン遷移金属錯体 / ゲルマニウム-炭素三重結合 / ゲルミレンカルベン

Research Abstract

本研究の主要な目的は物理有機化学の概念と手法を積極的にケイ素など高周期14族元素の分子に適用し、14族元素類縁体間の構造、物性および反応性を比較することで、物理有機化学の発展形態としての新しい構造論と反応論を構築することである。この目的のため、主として、新しい骨格構造を有する重要な有機ケイ素化合物を安定物質として創出し、その性質を炭素類縁体等と比較する。上述のようにして得られた新しい構造および反応化学概念は有機合成化学における反応設計や機能分子設計などに新しい観点を導入するものと期待される。また、第2周期元素化合物では達成困難な反応性や物性を高周期元素の新物質として実現することをも目的としている。既にわれわれは安定な高周期14族二価化合物(メタリレン)として、シリレン、ゲルミレン、スタンニレンを合成単離して、その構造と反応性を詳しく検討した。これらのメタリレンでは我々が独自に開発した立体保護基が安定化に重要な役割を果たしている。今年度、これらの安定なメタリレンを応用して、メタリレンを配位子とする遷移金属錯体の構築およびメタリレンを経由するシラケテンイミン類の創製研究を行った。安定シリレンの配位した遷移金属錯体はすでにいくつか知られているが、今回、パラジウムの14電子錯体としてはじめてのビスシリレン錯体を合成し、その構造をX線構造解析によって決定した。また、結合様式の異なる数種のシラケテンイミン(Si=C=N結合をもつ化合物)の合成と構造決定に成功した。一方、先に我々はスズ炭素三重結合化合物(スタンナアセチレン)をある程度の寿命を持つ不安定化合物として合成することに成功している。この研究を応用して、ゲルマニウムおよびケイ素と炭素の三重結合化合物を得ようと努力したが、これには現在までのところ成功していない。

Research Products

• [Journal Article] Stannaacetylene (RSn≡CR') showing carbene-like reaction mode (2004)
  • Author(s): W.Setaka
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 126(9) Pages: 2696-2697
• [Journal Article] Diverse reactions of nitroxide-radical adducts of silylene, germylene, and stannylen (2004)
  • Author(s): T.Iwamoto
  • Journal Title: J.Organomet.Chem. 689 Pages: 1337-1341
• [Journal Article] Unusual reactions of isolable dialkylgermylene and dialkylstannylene with galvinoxyl radical (2004)
  • Author(s): H.Masuda
  • Journal Title: Rus.Chem.Bull. 53(5) Pages: 1105-1108
• [Journal Article] Singlet excited state of stable dialkylsilylene that is responsible for its photoreactions (2004)
  • Author(s): M.Kira
  • Journal Title: Angew.Chem.Int.Ed. 43(34) Pages: 4512-4515
• [Journal Article] 14-Electron Disilene-Palladium Complex Having Strong π-Complex Character (2004)
  • Author(s): M.Kira
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 126(40) Pages: 12778-12779
• [Journal Article] Iron Complexes of (E)- and (Z)-1,2-Dichlorodisilenes (2004)
  • Author(s): H.Hashimoto
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 126(42) Pages: 13628-13629
• [Journal Article] Isolable silylene, disilenes, trisilaallene, and related compounds (2004)
  • Author(s): M.Kira
  • Journal Title: J.Organomet.Chem. 689 Pages: 4475-4488
• [Journal Article] Comparative chemistry of isolable divalent compounds of silicon, germanium, and tin (2004)
  • Author(s): M.Kira
  • Journal Title: Chem.Rec. 4 Pages: 243-253
• [Journal Article] Silacyclobutadiene Cobalt Complex
  • Author(s): Y.Kon
  • Journal Title: Organometallics (印刷中)
• [Book] 21世紀の有機ケイ素化学:機能性物質科学の宝庫:第1章1 新しい有機ケイ素化合物群-ケイ素-ケイ素二重結合を含む新しい化合物群 (2004)
  • Author(s): 岩本武明
  • Total Pages: 7
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] 21世紀の有機ケイ素化学:機能性物質科学の宝庫:第1章2 新しい有機ケイ素化合物群、ケイ素-炭素二重結合をもつ特異な化合物 (2004)
  • Author(s): 吉良満夫
  • Total Pages: 7
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] 21世紀の有機ケイ素化学:機能性物質科学の宝庫:第1章5 新しい有機ケイ素化合物群、安定シリレンの化学 (2004)
  • Author(s): 吉良満夫
  • Total Pages: 6
  • Publisher: シーエムシー出版