Simultaneous utilization of vacant and filled orbitals of group 13 element compounds in low oxidation state: novel reaction and photoelectronic property
| Project/Area Number |
21H01915
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山下 誠 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10376486)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | ホウ素 / アルミニウム / アニオン / 求核性 / 金属間結合 / 三重項 / 3重項 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では13族元素化合物の充填軌道および空軌道の位置およびエネルギー準位を精密に制御して、13族元素間単結合分子および13族元素アニオンの化学を展開することを目的とする。それぞれの研究項目において、複数軌道の同時制御を通した新反応を開拓すると共に、特異な電子状態の創出を行い、有機化合物の特性に対する元素の効果についての学理構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は研究実施計画に記載した項目に従って以下の研究を行った。
(3-1) 高電子受容性の13族元素間単結合分子の電子状態制御と新反応
新規に合成したテトラ(1-ナフチル)ジボランの溶液中での吸収・発光を既報のテトラ(o-トリル)ジボランと比較し、前者は後者に比べて大幅に短波長シフトした発光を示すことを明らかとした。これはホウ素上のアリール基の自由回転が立体障害により束縛されることで、構造緩和が起こる前に発光したことによると考えている。一方、独自に開発したAlアニオン反応剤を用いて、非対称型ジアルマンおよびトリアルマンの合成を行い、これらの構造解析・反応性解明・電気化学特性解明を行った。このトリアルマンは三配位Al原子が単結合で3原子以上連結した初めての分子であると言える。予備的にテトラアルマン誘導体も得ることができたが、次年度以降に継続して物性解明を行って論文発表を目指す予定としている。
(3-2) ジアミノAlアニオンの反応性解明
ジアミノAlアニオンの反応性解明の一環として、VおよびSmに対してAl原子を導入し、従来に存在しないV-Al結合およびSm-Al結合を持つ分子を合成した。前者は水素分子と速やかに反応すること、アルケンとの反応においてC-H結合Al化反応を起こすことも明らかとしており、さらにその素反応を詳細に解明することで、V触媒を用いたアルケンの触媒的C-H結合Al化反応へと展開した。また、後者はその磁性の解析からSm(II)化学種であることを明らかにすると共に、エチレンとの反応で瞬時にAlC2からなる三員環化合物を与え、これが速やかにAl2C4からなる六員環化合物へと異性化すること、この異性化が特徴的なアルキルリレー機構で進行することを明らかとした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(73 results)
