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短波長X線回折による精密構造解析と分子軌道観測

Publicly Offered Research

Project AreaStimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules
Project/Area Number 25109543
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

橋爪 大輔  独立行政法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, ユニットリーダー (00293126)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords電子密度分布解析 / X線結晶構造解析 / 電子状態 / ラジカル / ポルフィリン
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、① 実験室における高周期元素化合物結晶の高精度・高確度X線回折法の開発、② 分子軌道分布の直接観察法開発を目的として行っている。今年度は、ケイ素間、炭素-硫黄間の多重結合のπ軌道の観測、結合の性質を中心に研究を行った。また、高精度なX線結晶構造解析を担当し、当該新学術領域研究班員と共同研究を行った。以下の平成26年度の成果について述べる。
1.Si間多重結合のπ軌道観測
Trans-bent 構造をもつ、ジシリンおよびジシランは、アセチレンやエチレンに見られる対称的なπ軌道とは異なり、trans方向に歪んだπ結合を有することが計算化学により予測されている。この軌道を実験的に観測することを目的に、ジシリン、ジシランについて電子密度分布解析を行った。ジシリンは、trans-bentした面内のπ軌道が歪み、もう一方のπは対称的である。電子密度分布解析の結果、trans-bent方向の軌道の歪みを観測することができた。しかし、σ軌道とπ軌道の分離ができないために、明瞭な結果は得られなかった。Si間二重結合を有するジシレンについても、歪んだπ結合を観測できた。結合距離が三重結合に比べ長いこと、結合を形成する電子の総数が少ないことから、電子密度がジシリンに比べ疎になり、σ結合の電子密度分布を分離しなくても、明瞭なπ結合が観測された。
2. チオアロイルカチオンにおけるC-S結合
チオアリロイルカチオンは、アロイルカチオンとは異なりC-S間で三重結合の寄与はないとされている。ところが、メシチレン環上にC+=S基をもつ化合物の電子密度分布解析を行った結果、C-S結合において、二重結合を形成するメシチレン環面内のπ結合だけでなく、これに垂直なπ結合も観測された。結合楕円率から、メシチレン環に垂直なπ結合の寄与はベンゼン環中のC-C結合におけるπ結合程度であると見積もることができた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Highly Bent Crystals Formed by Restrained π-Stacked Columns Connected via Alkylene Linkers with Variable Conformations2015

    • Author(s)
      C.-M. Chou, S. Nobusue, S. Saito, D. Inoue, D. Hashizume, S. Yamaguchi
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 2354-2359

    • DOI

      10.1039/c4sc03849e

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An Isolable Diborane(4) Compound with Terminal B–H Bonds: Structural Characterization and Electronic Properties2014

    • Author(s)
      Y. Shoji, S. Kaneda, H. Fueno, K. Tanaka, K. Tamao, D. Hashizume, T. Matsuo
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 43 Issue: 10 Pages: 1587-1589

    • DOI

      10.1246/cl.140507

    • NAID

      130004427193

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phosphorus(V) Tetraazaporphyrins: Porphyrinoids Showing an Exceptionally Strong CT Band between the Soret and Q Bands2014

    • Author(s)
      Furuyama, T.; Yoshida, T.; Hashizume, D.; Kobayashi, N.
    • Journal Title

      Chem. Sci.

      Volume: 5 Issue: 6 Pages: 2466-2474

    • DOI

      10.1039/c4sc00569d

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Highly Coplanar (E)-1,2-Di(1-naphthyl)disilene Involving a Distinct CH-pai Interaction with the Perpendicularly Oriented Protecting Eind Group2014

    • Author(s)
      M. Kobayashi, N. Hayakawa, K. Nakabayashi, T. Matsuo, D. Hashizume, H. Fueno, K. Tanaka, K. Tamao
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 43 Issue: 4 Pages: 432-434

    • DOI

      10.1246/cl.131043

    • NAID

      130004868044

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Arylations for Study of the Air-Stable P-Heterocyclic Biradical: From Wide Electronic Tuning to Characterization of the Localized Radicalic Electrons2013

    • Author(s)
      S. Ito, Y. Ueta, T. T. T. Ngo, M. Kobayashi, D. Hashizume, J.-i. Nishida, Y. Yamashita, K. Mikami
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Issue: 46 Pages: 17610-17616

    • DOI

      10.1021/ja409625x

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] X線回折で観測する結合状態・分子軌道2014

    • Author(s)
      橋爪大輔
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学領域内共同・連携フォーラム「生体関連感応性化学種」
    • Place of Presentation
      東京江戸川区タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-10-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Bonding modes of some labile Si compounds studied by charge density analysis2014

    • Author(s)
      D. Hashizume
    • Organizer
      23rd Congress and general assembly of the international union of crystallography
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 精密単結晶X線構造解析によるビラジカル種の電子密度分布観測2014

    • Author(s)
      橋爪大輔
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学第3公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市エポカルつくば
    • Year and Date
      2014-06-16 – 2014-06-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] テトラゲルマシクロブタジエンの合成と構造2014

    • Author(s)
      松尾司, 鈴木克規, 谷川智春, 橋爪大輔, 笛野博之, 田中一義, 玉尾皓平
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学第3公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市エポカルつくば
    • Year and Date
      2014-06-16 – 2014-06-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] かさ高いRind基で安定化されたスタニレン及びブロモスタニレンの合成と構造2014

    • Author(s)
      谷川智春, 李良春, 橋爪大輔, 玉尾皓平, 松尾司
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学第3公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市エポカルつくば
    • Year and Date
      2014-06-16 – 2014-06-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルマノンの酸素原子移動反応2014

    • Author(s)
      森本達人, 藤田直子, 堀田朋美, 谷川智春, 李良春, 橋爪大輔, 玉尾皓平, 笛野博之, 田中一義, 松尾司
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学第3公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市エポカルつくば
    • Year and Date
      2014-06-16 – 2014-06-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 6価有機テルルPh6Teの精密結晶構造解析2014

    • Author(s)
      一瀬翔、小林翔、箕浦真生、橋爪大輔、笹森貴裕、時任宣博
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] かさ高いRind基を有するジボラン(6)の構造と反応性2014

    • Author(s)
      金田将平、丸橋亮大、庄子良晃、橋爪大輔、玉尾皓平、笛野博之、田中一義、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 直線型二配位構造を有する有機鉄二価二核錯体の合成と物性2014

    • Author(s)
      合田舜、岡澤厚、小島憲道、橋爪大輔、小林義男、田中一義、笛野博之、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] シリル基によって安定化されたヘキサフェニルベンゼンヘキサアニオン種の合成2014

    • Author(s)
      前出智貴、藤本悠希、谷川智春、橋爪大輔、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 発光性ジアリールジシレンの合成2014

    • Author(s)
      早川直輝、小林恵、橋爪大輔、玉尾皓平、笛野博之、田中一義、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] かさ高いRind基で保護されたスタンニレンの合成と反応2014

    • Author(s)
      谷川智春、李良春、橋爪大輔、玉尾皓平、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] かさ高いRind基を有するリン不飽和化合物の合成研究2014

    • Author(s)
      辻本祥太、李保林、橋爪大輔、李永明、辻勇人、玉尾皓平、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] かさ高いRind基を有するゲルマンチオンの合成と構造2014

    • Author(s)
      羽村将宏、合田舜、森本達人、伊藤幹直、橋爪大輔、玉尾皓平、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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  • [Presentation] かさ高いRind基を有するヒドロシランの合成と反応2014

    • Author(s)
      森本達人、蜂谷誠、橋爪大輔、玉尾皓平、松尾司
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] X線回折法による価電子分布の実験的観測2013

    • Author(s)
      橋爪大輔
    • Organizer
      感応性化学種が拓く新物質科学 第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      福岡
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      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 精密X線回折による結合状態解析2013

    • Author(s)
      橋爪大輔
    • Organizer
      第17回ケイ素化学協会シンポジウム
    • Place of Presentation
      箱根
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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