2012 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and Reactions of Stimuli-responsive Low-coordinate Compounds of Main Group Elements
| Project Area | Stimuli-responsive Chemical Species for the Creation of Functional Molecules |
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| Project/Area Number |
24109003
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
松尾 司 近畿大学, 理工学部, 准教授 (90312800)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 低配位典型元素化合物 / 高周期１４族元素 / 不飽和結合 / 感応性化学種 / ゲルマノン / ゲルミレン / 酸素原子移動反応 / イソシアニド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高周期１４族元素の低配位化合物を創製し、高度に分極した不飽和結合に由来する反応性の探究を通して、典型元素化合物に関する物質科学研究の新領域の開拓を目指している。独自に開発したかさ高いRind基の導入により、ケイ素やゲルマニウムを含む新しい不飽和化合物を合成し、それらの分子構造や化学結合について解明するとともに、結合電子に由来する特異な反応性を探究することを目的とする。領域内の研究者との連携により、典型元素の本質的特性に基づく新反応を開拓し、本研究領域が目指す「感応性化学種」の新しいサイエンスに立脚した革新的な分子変換反応の開発に貢献することを目標とする。最近、かさ高いEind基の導入により、ケトンの炭素原子をゲルマニウム原子に置き換えた「ゲルマノン」を安定な化合物としてはじめて合成・単離することに成功した。ゲルマニウムと酸素の二重結合は、炭素と酸素の二重結合よりも電荷が分離しており、ゲルマニウムがプラス、酸素がマイナスの性質が強いこと、その結果、ゲルマノンの末端酸素は強い求核性（塩基性）を有しており、様々な求電子試薬（酸）と反応して付加物を与えることを見いだしている。初年度である平成２４年度は、ゲルマノンの更なる反応性の開拓を目指して、イソシアニドとの反応を調査したところ、ゲルマニウム―酸素結合が切断されて、ゲルミレンとイソシアナートが生成する酸素原子移動反応を見いだした。また、ゲルマニウム二価ゲルミレンと四価ゲルマノンとの相互変換に基づく、ゲルマニウム触媒の可能性にアプローチした。触媒量のゲルミレンの存在下、ピリジンオキシドと2,6－ジメチルフェニルイソシアニドが反応し、ピリジンと2,6－ジメチルフェニルイソシアナートが生成した。ゲルミレンが酸素原子移動反応の触媒として機能することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ゲルマノンの酸素原子移動反応について見いだし、ゲルマニウム触媒として機能することを明らかにするなど、実験研究はおおむね順調に進展している。理論計算による反応機構の考察を進めている。テトラシラシクロブタジエンの結合状態に関する理論研究、三重項種の分光学的観測についても、領域内の研究者との連携・共同研究がスタートしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲルマノンの高度に分極したゲルマニウムー酸素結合に由来する更なる反応性の開拓を進める。水素化反応、複数の基質の同時活性化、カチオン種やラジカルアニオン種への変換などを調査する。また、かさ高いRind基を用いて安定シラノンの合成にチャレンジする。テトラシラシクロブタジエンに関する理論計算や分光学的研究を進めるとともに、テトラゲルマシクロブタジエンの合成法を開拓する。領域内の研究者との連携を深めて、かさ高い立体保護基であるRind基の有効利用を進める。
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