2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Highly Electrophilic Divalent Silicon Scpecies for Small Molecules Activation
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19K22188
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
笹森 貴裕 筑波大学, 数理物質系, 教授 (70362390)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 高周期典型元素 / ケイ素 / 酸化還元 / シリレン / 小分子活性化 / 求電子性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、持続可能な社会の実現に向けた挑戦的な課題として、二酸化炭素および窒素の高効率変換反応開拓を見据えた研究基盤構築を行う。電気化学的な酸化還元により、ケイ素二価化学種シリレンの反応性を巧みに制御できる精密な分子設計を行い、窒素や二酸化炭素と反応するほど極めて高い求電子性を有する化学種「超求電子性シリレン」の創製に挑む。豊富元素であるケイ素の二価化学種「シリレン」を基本骨格とした。これまで合成されているシリレンとは異なり、シリレンのケイ素上の置換基として、かさ高いフェロセニル基を導入し、フェロセニル基の電気化学的な酸化により、シリレンの求電子性を究極まで高めたシリレンジカチオン種を創製する。すなわち、シリレン本来の求電子性・求核性を、電気化学的な酸化・還元により制御することを着想した。
本年度は、シリレンを単量体として合成・単離するために必要な、立体保護能を有するフェロセニル基（Fc*基=2,5-bis(3,5-di-t-butylphenyl)-1-ferrocenyl group）および、フェロセニル基を有するビス（フェロセニル）ジクロロシラン（Fc*(Fc)SiCl2, Fc = ferrocenyl）を合成・単離することに成功し、さらにナトリウムを用いた還元反応により対応するビス（フェロセニル）シリレンが発生することを見出した。
特に、シクロヘキセン共存下でジクロロシランの還元を行うことで、対応するケイ素ー炭素ー炭素三員環化合物（シリラン）を安定な化合物として合成・単離することに成功した。特に、このシリランが温和な条件でビス（フェロセニル）シリレンを発生するよい前駆体として機能することを見出し、さらにビス（フェロセニル）シリレンがアルケンなど種々のπ電子系小分子を活性化できることを見出した。
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