SYnthesis and Properties of Stable Triplet Carbenes in the Solid State

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05040
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 山本 陽介 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 名誉教授 (50158317)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHANG RONG 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (70754216) ; 中本 真晃 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (90334044)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 不安定中間体 / カルベン / 三重項 / 速度論的安定化 / 立体保護

Outline of Annual Research Achievements

研究目的である熱的に安定な三重項カルベンの合成を達成したと考えているものの、溶媒であったジクロロメタンでは、-50°Cでも徐々に分解することがわかった。本系は、光分解でなく酸化反応によって目的の三重項カルベンを合成しているため、系中には、酸化剤の残りや酸化した後の酸化剤の還元体が残っており、それらを系中から取り除かないといけないという非常に大きな問題があった。そこでジクロロメタン以外のいろいろな溶媒を試したが、クロロベンゼンでは目的の三重項カルベンがジカチオンであるために溶解度が悪いものの、酸化剤の残りや酸化した後の酸化剤の還元体と思われる生成物は溶解するため、主な不純物を濾過で取り除くことができたと考えている。現在は、目的である熱的に安定な三重項カルベンの同定に取り組んでいる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

１５年以上かかってようやく研究目的に到達できつつあると考えている理由は、溶液中では三重項カルベン特有のピークが観測されていたためである。しかし、その中には、一重項酸化剤と考えられるESRピークが主要ピークとして観測されていたので、目的の三重項カルベンは観測されたものの、酸化剤および酸化剤の還元体を系中から取り除いて、三重項カルベンを精製する必要があるという状況であった。しかし、ようやく適切な溶媒を見つけたので、精製できたと考えている。ただ、固体中では、三重項カルベン特有のピークは観測できていないので、ESR測定条件の検討などをおこなっている。

Strategy for Future Research Activity

上記のように、固体におけるESR観測、あるいは再結晶を行いたい。ただ、再結晶に適した溶媒は見つかっておらず、ジクロロメタンには溶解するものの、-50°Cでも徐々に分解することもわかっている。なので、多大なテクニックが要求されるので、そこまでは辿り着けないかもしれない。が、固体で精製できたことが確認したい。

Causes of Carryover

合成および測定計画に遅れが生じたため。最終年度に、合成を再度行うために消耗品費が必要であり、最終的な化合物同定にもさまざまな装置を利用する。