2023 Fiscal Year Annual Research Report
高度に分極した高周期１４族元素－炭素多重結合化学種の合成と反応性の探究
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21K05091
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
松尾 司 近畿大学, 理工学部, 教授 (90312800)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | テトレン / シレン / ゲルメン / スタネン / シリン / ゲルミン / スタニン / カルベン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高周期１４族元素－炭素多重結合化学種を合成し、特異な結合電子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先駆的な研究を格段に発展させることを目的とする。独自に開発したかさ高い「縮環型立体保護基（Rind 基）」を駆使して、高周期１４族元素（ケイ素・ゲルマニウム・スズ）と炭素の二重結合化学種「テトレン」（シレン・ゲルメン・スタニン）を合成し、三重結合化学種「テトリン」（シリン・ゲルミン・スタニン）に変換する。これまでに見いだした先駆的知見を基盤として、学術的にも価値の高い「高周期１４族元素－炭素多重結合化学種」を創り出し、分子構造や化学結合について解明するとともに、高度に分極した電子構造に由来する特異な物性や反応性を探究することを目的とする。
令和５年度は、令和４年度に引き続き、かさ高い Rind 基を活用して高周期１４族元素二価化学種「ハロテトリレン」(Rind)XE: (E = Ge, Sn; X = Br, Cl) を合成し、N-ヘテロ環状カルベン（NHC）などのルイス塩基との反応性を調査した。ゲルマニウム中心に NHC が１つ配位した「ブロモゲルミレン・NHC モノ付加体」、NHC が２つ配位した「ゲルミリウムイリデンカチオン・NHC ビス付加体」の選択的合成に成功し、分子構造を単結晶Ｘ線構造解析により明らかにした。さらに「ブロモゲルミレン・NHC モノ付加体」の還元反応について調査した。
研究期間全体を通して、高周期１４族元素－炭素二重結合化学種の合成研究を行い、ゲルメンの単離と構造解析に成功した。高周期１４族元素二価化学種「ハロテトリレン」と NHC との反応により、高周期１４族元素－炭素配位結合を有する一連の「ハロテトリレン・NHC 付加体」の創出に成功した。これらの分子構造と電子状態について、実験化学と理論化学の両面から明らかにした。
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