典型元素分子性クラスターの合成と電子構造の解明

Research Project

Project/Area Number	17750031
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Organic chemistry
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	中本真晃筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 講師 (90334044)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2005: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords	高周期典型元素化合物 / クラスター分子 / ケイ素 / ゲルマニウム / リン / キュバン構造 / プロペラン分子 / アルミニウム / ガリウム
Research Abstract	現在までに合成してきた高周期典型元素の低配位/低原子価化合物の知見を元に、本年度は新たに次の2点について重点的に検討を行った。1.ケイ素-リンを骨格元素とするプロペラン型分子の合成。2.リン/ゲルマニウム混合キュバン型クラスター分子の反応、特に還元反応によるジアニオン体の合成と構造決定。 1.高周期元素典型元素からなるクラスター分子の合成法として、還元的縮合反応がよく用いられる。元素の種類、置換基のサイズ、電子的効果、還元条件などによってクラスターサイズが異なることもよく知られている。今回、置換基としてケイ素-ケイ素三重結合化合物の合成に成功している[(Me_3Si)_2CH]_2(^iPr)Si-,を用いて、ケイ素-リンの多重結合化合物を合成することを試みた。R-SiF_2-PH_2を前駆体とし塩基と反応させると、脱HFをした縮合反応が進行し、さらにリン原子が一つ増えたSi2P3タイプのプロペラン分子が得られた。分子構造を明らかにし、生成機構について検討した。 2.昨年度までに合成に成功していた4個のリン(P)原子と4個のゲルマニウム(Ge)原子からなるキュバン型分子の反応性の解明を目的とし、還元反応を行った。14族元素/15族元素の組み合わせからなるクラスター分子であり、電子豊富な骨格形成をしていると思われるが、実際には極めて良い電子受容体であり、二電子還元体はジリチウム塩として安定に単離することに成功した。さらな過剰還元を行うと、各種スペクトールデータより四電子還元体と考えられる分子の生成を示唆する結果を得た。しかし生成物は不安定であり、詳細な構造決定は未だ達成できていない。以上、本研究課題の研究期間中では、主にアルミニウム、ガリウム、ケイ素、ゲルマニウム、リンを構成元素としたかご型分子の合成とその構造決定、および反応性の検討を行った。