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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Simultaneous utilization of vacant and filled orbitals of group 13 element compounds in low oxidation state: novel reaction and photoelectronic property

Research Project

Project/Area Number 21H01915
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

山下 誠  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10376486)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsホウ素 / アルミニウム / アニオン / 求核性 / 金属間結合
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。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (40 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 11 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 香港科学技術大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      香港科学技術大学
  • [Journal Article] Vanadium Alumanyl Complex: Synthesis, Characterization, Reactivity, and Application as a Catalyst for C-H Alumanylation of Alkenes2024

    • Author(s)
      Zatsepin Pavel、Moriyama Takumi、Chen Chaoqi、Muratsugu Satoshi、Tada Mizuki、Yamashita Makoto
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 146 Pages: 3492~3497

    • DOI

      10.1021/jacs.3c13418

  • [Journal Article] Photophysical properties of 1-Aza-2-boraacenaphthene synthesized by a reduction of base-stabilized aminodibromoborane2024

    • Author(s)
      Kumada Haruki、Nakano Ryo、Yamashita Makoto
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 53 Pages: upae057

    • DOI

      10.1093/chemle/upae057

  • [Journal Article] Alumanyl-Samarium(II): Synthesis, Characterization, and Reactivity Studies2024

    • Author(s)
      Feng Genfeng、Chan Ka Lok、Lin Zhenyang、Yamashita Makoto
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 146 Pages: 7204~7209

    • DOI

      10.1021/jacs.4c01193

  • [Journal Article] Mechanochemical Synthesis of Non‐Solvated Dialkylalumanyl Anion and XPS Characterization of Al(I) and Al(II) Species**2023

    • Author(s)
      Kurumada Satoshi、Yamanashi Ryotaro、Sugita Kengo、Kubota Koji、Ito Hajime、Ikemoto Satoru、Chen Chaoqi、Moriyama Takumi、Muratsugu Satoshi、Tada Mizuki、Koitaya Takanori、Ozaki Taisuke、Yamashita Makoto
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 30 Pages: e202303073

    • DOI

      10.1002/chem.202303073

  • [Journal Article] Reactions of Tetra(o‐tolyl)diborane(4) with Organic Azides: Formation of Fluorescent Boron‐Fused Hexazenes2023

    • Author(s)
      Yamamoto Masahiro、Chan Wing Chun、Lin Zhenyang、Yamashita Makoto
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 29 Pages: e202302027

    • DOI

      10.1002/chem.202302027

  • [Journal Article] Alkali Chloride Adducts of Acyclic Acylaluminum: Synthesis, Structure, and Reactivity Studies2023

    • Author(s)
      Feng Genfeng、Yamashita Makoto
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 62 Pages: e202306366

    • DOI

      10.1002/anie.202306366

  • [Presentation] Comparing and Contrasting Alumanyl Complexes of Early Transition Metals2024

    • Author(s)
      Pavel Zatsepin, Takumi Moriyama, Chaoqi Chen, Satoshi Muratsugu, Mizuki Tada, Makoto Yamashita
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] テトラ(1-ナフチル)ジボラン(4)の合成と性質2024

    • Author(s)
      谷澤倫・山下誠
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] ホウ素架橋ヘキサゼン分子及びその誘導体の合成2024

    • Author(s)
      山本真洋・山下誠
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] 同一原子上に空軌道と電子対をもつ13族元素含有分子の研究2024

    • Author(s)
      山下誠
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis of linear trialumane and unsymmetrical dialumane using Al anion2024

    • Author(s)
      Ryotaro Yamanashi, Kanata Mizutani, Makoto Yamashita
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
  • [Presentation] Synthesis, Structure, and Properties of Aluminum-Early Metal Complexes2024

    • Author(s)
      Makoto Yamashita
    • Organizer
      13th Japan-China Joint Symposium on Metal Cluster Compounds
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis of linear trialumane and unsymmetrical dialumane using Al anion2024

    • Author(s)
      Ryotaro Yamanashi, Kanata Mizutani, Makoto Yamashita
    • Organizer
      The 9th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC9)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis, Structure, and Properties of Aluminum-Early Metal Complexes2024

    • Author(s)
      Makoto Yamashita
    • Organizer
      The 9th Asian Conference on Coordination Chemistry (ACCC9)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 同一原子上に空軌道と電子対を持つ13族元素含有分子の特性2024

    • Author(s)
      山下誠
    • Organizer
      2023年度「化学生命の最前線2」
    • Invited
  • [Presentation] 求核性Alアニオンを用いた低酸化数Al化学種の合成とXPSによる電子状態評価2024

    • Author(s)
      山梨 遼太朗・車田 怜史・水谷 奏太・杉田 健悟・伊藤 肇・久保田 浩司・唯 美津木・邨次 智・池本 悟・Chen Chaoqi・森山 拓海・小板谷 貴典・尾崎 泰助・山下 誠
    • Organizer
      学際統合物質科学研究機構(IRCCS)成果報告会・産学ワークショップ
  • [Presentation] テトラ(1-ナフチル)ジボラン(4)の合成と性質2024

    • Author(s)
      谷澤倫・山下誠
    • Organizer
      学際統合物質科学研究機構(IRCCS)成果報告会・産学ワークショップ
  • [Presentation] ホウ素架橋ヘキサゼン分子及びその誘導体の合成2024

    • Author(s)
      山本真洋・山下誠
    • Organizer
      学際統合物質科学研究機構(IRCCS)成果報告会・産学ワークショップ
  • [Presentation] Syntheses of Low Oxidation State Aluminums by reactions of nucleophilic Al anion and its XPS characterization2024

    • Author(s)
      山梨 遼太朗・車田 怜史・水谷 奏太・杉田 健悟・伊藤 肇・久保田 浩司・唯 美津木・邨次 智・池本 悟・Chen Chaoqi・森山 拓海・小板谷 貴典・尾崎 泰助・山下 誠
    • Organizer
      2023年度GTR成果報告会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 13族元素_遷移金属間の新しい結合の創製とその性質の解明2024

    • Author(s)
      山下誠
    • Organizer
      第3回関東典型元素化学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] テトラ(1-ナフチル)ジボラン(4)の合成と性質2023

    • Author(s)
      谷澤倫・山下誠
    • Organizer
      第2回量子制御生命研究会
  • [Presentation] N,Oモノアニオン性二座配位子を有するハロボランの還元2023

    • Author(s)
      熊田春輝・中野遼・山下 誠
    • Organizer
      第2回量子制御生命研究会
  • [Presentation] ホウ素架橋ヘキサゼン分子及びその誘導体の合成2023

    • Author(s)
      山本真洋・山下誠
    • Organizer
      第2回量子制御生命研究会
  • [Presentation] 求核的アルミニウムと求電子的アルミニウムの反応によるAl-Al結合の構築2023

    • Author(s)
      山梨 遼太朗・水谷 奏太・山下 誠
    • Organizer
      第2回量子制御生命研究会
  • [Presentation] 13族元素を含む新結合と新反応2023

    • Author(s)
      山下誠
    • Organizer
      令和5年度有機合成化学協会東海支部総合講演会
    • Invited
  • [Presentation] ホウ素架橋ヘキサゼン分子及びその誘導体の合成2023

    • Author(s)
      山本真洋・山下誠
    • Organizer
      第1回 「高密度共役の科学」 若手会合宿
  • [Presentation] 低酸化数アルミニウム化学種の合成とXPS測定による電子状態評価2023

    • Author(s)
      山梨 遼太朗・車田 怜史・水谷 奏太・杉田 健悟・伊藤 肇・久保田 浩司・唯 美津木・邨次 智・池本 悟・Chen Chaoqi・森山 拓海・小板谷 貴典・尾崎 泰助・山下 誠
    • Organizer
      第50回有機典型元素化学討論会
  • [Presentation] Transfer Dehydrogenation of Alkanes Using PXP-Pincer Catalyst (X = B, Al, C)2023

    • Author(s)
      Makoto Yamashita
    • Organizer
      International Symposium on Catalysis and Fine Chemicals 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis of linear oligoalumanes by reaction of nucleophilic and electrophilic aluminum species2023

    • Author(s)
      Ryotaro Yamanashi, Kanata Mizutani, Makoto Yamashita
    • Organizer
      2023 International IRCCS-ILR-IRTG Symposium on “New Horizons of Molecular Functions”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and Properties of New Tetraaryldiborane(4)2023

    • Author(s)
      Rin Tanizawa, Makoto Yamashita
    • Organizer
      2023 International IRCCS-ILR-IRTG Symposium on “New Horizons of Molecular Functions”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and derivatization of boron-bridged hexazene2023

    • Author(s)
      Masahiro Yamamoto, Makoto Yamashita
    • Organizer
      2023 International IRCCS-ILR-IRTG Symposium on “New Horizons of Molecular Functions”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristic Reactions of Carbon-Substituted Diborane(4)s2023

    • Author(s)
      Makoto YAMASHITA
    • Organizer
      The XXIII International Conference on Organic Synthesis (23-ICOS)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 求核的アルミニウムと求電子的アルミニウムの反応によるAl-Al結合の構築2023

    • Author(s)
      山梨 遼太朗・水谷 奏太・山下 誠
    • Organizer
      第39回有機合成化学協会セミナー
  • [Presentation] テトラ(1-ナフチル)ジボラン(4)の合成と性質2023

    • Author(s)
      谷澤倫・山下誠
    • Organizer
      第33回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] N,Oモノアニオン性二座配位子を有するハロボランの還元2023

    • Author(s)
      熊田春輝・中野遼・山下 誠
    • Organizer
      第33回基礎有機化学討論会
  • [Presentation] Chemistry of Aluminum-Early Transition Metal Complexes2023

    • Author(s)
      Makoto YAMASHITA
    • Organizer
      Achievements in Molecular Inorganic Chemistry
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemistry of Unprecedented Intermetallic Bonds Including Group 13 Element2023

    • Author(s)
      Makoto YAMASHITA
    • Organizer
      Trilateral Japan-Canada-Germany symposium on smart molecules design and practical applications in chemical and biochemical process
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Synthesis and Properties of Carbon-Substituted Diborane(4)s2023

    • Author(s)
      Makoto YAMASHITA
    • Organizer
      The 17th International Meeting on Boron Chemistry (IMEBORON XVII)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 東京工業大学 山下・森本研究室

    • URL

      http://www.chemistry.titech.ac.jp/~oec/index.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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