Development of Isolable Group-14 Element Species That Contains a Single Pi-Bonding

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21185
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 33:Organic chemistry and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Iwamoto Takeaki 東北大学, 理学研究科, 教授 (70302081)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: π結合 / 高歪化合物 / 単結合

Outline of Final Research Achievements

In this study, we synthesized a stable bicyclo[1.1.0]tetrasilane derivatives as an isolable silicon compound with a pi-type single bond, and disclosed their molecular structures by using X-ray single crystal crystallographic analysis and various spectra. We have also synthesized compounds in which a planar bicyclo[1.1.0]tetrasilane unit is incorporated into organic pi-electron compounds. The UV-visible absorption spectra and theoretical calculations indicate that the pi-type silicon-silicon single bond affects pi-conjugation and that the pi-type silicon-silicon single bond without an underlying sigma bond can serve as a unit of the pi-conjugated system.

Free Research Field

有機化学・有機典型元素化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

π結合は有機分子に多様な構造、反応性と機能を付与する重要な化学結合である。一般に有機分子ではπ結合は二重結合や三重結合などの多重結合に見られ、骨格を維持するσ結合を伴う。本研究ではσ結合を伴わないπ結合を持つ安定ケイ素化合物が合成可能であることを示し、その分子構造や電子状態を明らかにした。これまで機能を持った有機π電子化合物が多数合成されているが、そのほとんどはπ結合の緻密な組み合わせやその変形によるものである。本研究はσ結合を伴わないπ型ケイ素－ケイ素単結合がπ共役系の単位になることを明らかにした。