高度に分極した典型元素不飽和化合物の合成と反応性の開拓

• 研究課題/領域番号: 18K05160
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分34010:無機・錯体化学関連
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 松尾 司 近畿大学, 理工学部, 教授 (90312800)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 典型元素 / 主要族元素 / 不飽和化合物 / 不飽和結合 / シクロブタジエン / テトラノン / 立体保護基 / かご型化合物 / テトリレン / プリズマン / キュバン / プロペラン / 小分子活性化

研究成果の概要

かさ高い縮環型立体保護基（Rind 基）の立体効果を導入することにより、スタンナノンやテトラスタンナシクロブタジエンなどの高度に分極した典型元素不飽和化合物を合成した。それらの分子構造や化学結合について、実験化学と理論化学の両面から解明した。また、結合電子に由来する特異な反応性について調査した。特に、テトラゲルマシクロブタジエンおよびテトラスタンナシクロブタジエンの酸化反応について調査した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により得られた成果は、元素科学の新しい研究戦略・研究指針を与えるものであり、新規な典型元素化合物の合成や分子構造の解明、特異な反応性に関する研究内容は、当該分野への顕著な学術的貢献が期待できる。高度に分極した（電荷分離した）典型元素不飽和化合物は、遷移金属錯体を凌駕する反応性を秘めており、従来の概念を打ち破る分子変換反応を提案することで、今後の社会経済の活性化に貢献する大変重要な科学技術につながる可能性が期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] トゥールーズ大学(フランス)
• [国際共同研究] トゥールーズ大学(フランス)
• [国際共同研究] トゥールーズ大学(フランス)
• [雑誌論文] Products of [2+2] Cycloaddition between a W≡Si Triple-bonded Complex and Alkynes: Isolation, Structure, and Non-classical Bonding Interaction (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto Takashi、Hashimoto Hisako、Ray Mausumi、Hayakawa Naoki、Matsuo Tsukasa、Chakrabarti Jaydeb、Tobita Hiromi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 49 号: 3 ページ: 311-314
  • DOI: 10.1246/cl.190952
  • NAID: 130007805917
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of the Chemical Bonding in (Eind)2Ge=E (E = O and S): Synthesis and Characterization of Germanethione Bearing Bulky Eind Groups (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujita Naoko、Li Liangchun、Lentz Nicolas、Konaka Shigeaki、Kuroda Airi、Ohno Ryoma、Hayakawa Naoki、Tamao Kohei、Madec David、Kato Tsuyoshi、Rosas-Sanchez Alfredo、Hashizume Daisuke、Matsuo Tsukasa
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 49 号: 2 ページ: 141-144
  • DOI: 10.1246/cl.190795
  • NAID: 130007795157
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reaction of Dialumane Incorporating Bulky Eind Groups with Pyridines (2019)
  • 著者名/発表者名: Murosaki Takahiro、Ohno Ryoma、Agou Tomohiro、Hashizume Daisuke、Matsuo Tsukasa
  • 雑誌名: Inorganics 巻: 7 号: 11 ページ: 129-129
  • DOI: 10.3390/inorganics7110129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Thermal Reactions of a Spiro-type Cyclotrisilene Obtained from the Reaction between a Disilenide and a Base Adduct of a Bromosilylene (2019)
  • 著者名/発表者名: Kosai Tomoyuki、Nishimura Shogo、Hayakawa Naoki、Matsuo Tsukasa、Iwamoto Takeaki
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 48 号: 9 ページ: 1168-1170
  • DOI: 10.1246/cl.190438
  • NAID: 130007703043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactions of a Silylyne Complex with Aldehydes: Foramtion of W-Si-O-C Four-Membered Metallacycles and Their Merathesis-Like Fragmentation (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshimoto, H. Hashimoto, N. Takagi, S. Sakaki, N. Hayakawa, T. Matsuo, H. Tobita
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 25 号: 15 ページ: 3795-3798
  • DOI: 10.1002/chem.201900457
  • 査読あり
• [雑誌論文] A stable free tetragermacyclobutadiene incorporating fused-ring bulky EMind groups (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Suzuki, Y. Numata, N. Fujita, N. Hayakawa, T. Tanikawa, D. Hashizume, K. Tamao, H. Fueno, K. Tanaka, T. Matsuo
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 54 号: 18 ページ: 2200-2203
  • DOI: 10.1039/c7cc09443d
  • 査読あり
• [雑誌論文] π-Electron Systems Containing Si=Si Double Bonds (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuo, N. Hayakawa
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 19 号: 1 ページ: 108-129
  • DOI: 10.1080/14686996.2017.1414552
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1,2-Dihalodigermenes bearing bulky Eind groups: synthesis, characterization, and conversion to halogermylenoids (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, N.; Sugahara, T.; Numata, Y.; Kawaai, H.; Yamatani, K.; Nishimura, S.; Goda, S.; Suzuki, Y.; Tanikawa, T.; Nakai, H.; Hashizume, D.; Sasamori, T.; Tokitoh, N.; Matsuo, T.
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 47 号: 3 ページ: 814-822
  • DOI: 10.1039/c7dt03819d
  • 査読あり
• [学会発表] 四員環の化学 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松尾司
  • 学会等名: 第47回有機典型元素化学討論会
  • 招待講演
• [学会発表] テトラゲルマシクロブタジエンの合成と反応性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 黒田愛莉・沼田泰幸・橋爪大輔・松尾司
  • 学会等名: 第47回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] π共役系ジテトレン化合物の合成と電子物性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 矢倉将吾・大野稜真・橋爪大輔・松尾司
  • 学会等名: 第47回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] テトラスタンナシクロブタジエンの合成と反応性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西川湧理・沼田泰幸・橋爪大輔・松尾司
  • 学会等名: 第47回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] かさ高い Rind 基を有するリン不飽和化合物の合成と反応性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大林智洋・貞森和也・辻本祥太・松尾司
  • 学会等名: 第47回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] チオフェン置換ジテトレン化合物の合成と電子物性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 矢倉将吾・大野稜真・橋爪大輔・松尾司
  • 学会等名: 第 24 回ケイ素化学協会シンポジウム
• [学会発表] テトラゲルマシクロブタジエンの合成と反応性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 黒田 愛莉・沼田 泰幸・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] かさ高いRind基を有するハロヒドロシランの合成と反応性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 実生也・大野 稜真・早川 直輝・貞森 和也・吉村 誠慶・畑中 美穂・松尾 司
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] テトラスタンナシクロブタジエンの合成と反応性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西川 湧理・沼田 泰幸・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Synthesis and Structures of Aluminum Hydride Complexes with Bulky Monodentate Aryloxide Ligands (2020)
  • 著者名/発表者名: NAKAI, Tomohiro; WATAUCHI, Toshiki; MUROSAKI, Takahiro; MATSUO, Tsukasa
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] 非対称置換ジシレン化合物の合成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 矢倉 将吾・大野 稜真・松尾 司
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Synthesis and Reactivity of Bromo-Substituted Cyclotrisilene Bearing the Eind Groups (2020)
  • 著者名/発表者名: OHNO, Ryoma; ROSAS-SANCHEZ, Alfredo; HASHIZUME, Daisuke; HATANAKA, Miho; MATSUO, Tsukasa
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Synthesis and Reactivity of Group 13 Element Compounds with Bulky Rind Groups (2020)
  • 著者名/発表者名: SUZUKI, Takeo; SADAMORI, Kazuya; HASHIZUME, Daisuke; MATSUO, Tsukasa
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] Synthesis and Photophysical Properties of Alkene Derivatives with Bulky Rind Groups (2020)
  • 著者名/発表者名: OHNO, Mayo; SUGANO, Kohei; YAMADA, Kohei; MATSUO, Tsukasa
  • 学会等名: 日本化学会第100春季年会
• [学会発表] かさ高いRind基を有する高周期14族元素不飽和化学種の合成と構造 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大野 稜真・Rosas-Sanchez Alfredo・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 第46回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] かさ高い Rind 基を有する13 族元素化合物の合成と反応性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 健央・室﨑 貴大・金田 将平・貞森 和也・北端 拓也・吾郷 友宏・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 第46回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] 安定なジアルキニルボランの合成と性質 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河野 黎・吾郷 友宏・福元 博基・久保田 俊夫・鈴木 健央・松尾 司
  • 学会等名: 第46回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] かさ高いRind 基を用いた13 族元素化合物の化学 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松尾 司
  • 学会等名: 第２５回錯体化学若手の会 中部・東海支部勉強会
  • 招待講演
• [学会発表] 重いシクロブタジエンの化学 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松尾 司
  • 学会等名: 第23回ケイ素化学協会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] テトラゲルマシクロブタジエンの合成と反応性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 黒田 愛莉・沼田 泰幸・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 第23回ケイ素化学協会シンポジウム
• [学会発表] テトラスタンナシクロブタジエンの合成と反応性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西川 湧理・沼田 泰幸・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 第23回ケイ素化学協会シンポジウム
• [学会発表] π共役系ジテトレン化合物の合成と光物性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢倉 将吾・大野 稜真・西村 章吾・早川 直輝・橋爪 大輔・松尾 司
  • 学会等名: 第23回ケイ素化学協会シンポジウム
• [学会発表] かさ高いEMind 基を有するハーフペアレント型ジアゾメタンの反応性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山田 康平・貞森 和也・佐野 友宇也・菅野 公平・吉村 誠慶・ 畑中 美穂・松尾 司
  • 学会等名: 第30回基礎有機化学討論会
• [学会発表] NHC を用いたリン‐ケイ素二重結合の切断反応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大林 智洋・貞森 和也・吉村 誠慶・畑中 美穂・松尾 司
  • 学会等名: 第30回基礎有機化学討論会
• [学会発表] Heavy Cyclobutadienes (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead (ICCOC-GTL-16)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Characterization of a Series of Diarylgermylenes and Dihalodigermenes Having Bulky Rind Groups (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Ohno, Yasuyuki Numata, Naoko Fujita, Naoki Hayakawa, Daisuke Hashizume, Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead (ICCOC-GTL-16)
  • 国際学会
• [学会発表] π-Electron Systems Containing Ge=Ge Double Bonds (2019)
  • 著者名/発表者名: Shogo Yagura, Ryoma Ohno, Naoki Hayakawa, Daisuke Hashizume, Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead (ICCOC-GTL-16)
  • 国際学会
• [学会発表] Reactions of a Half-Parent Diazomethane, (EMind)CHN2: Synthesis of a Germene, (Eind)BrGe=CH(EMind) (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohei Yamada, Kazuya Sadamori, Yuya Sano, Ryoma Ohno, Takayoshi Yoshimura, Miho Hatanaka, Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead (ICCOC-GTL-16)
  • 国際学会
• [学会発表] Heavy Cyclobutadienes (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: The 7th Asian Silicon Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Reduction of 1,2-Dibromodisilene Bearing the Bulky Eind Groups (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Ohno, Alfredo Rosas-Sanchez, Daisuke Hashizume, Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: The 7th Asian Silicon Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] π-Conjugated Ditetrene Compounds with Thiophene Rings (2019)
  • 著者名/発表者名: Shogo Yagura, Ryoma Ohno, Shogo Nishimura, Naoki Hayakawa, Daisuke Hashizume, Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: The 7th Asian Silicon Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Cleavage of a P=Si Double Bond Mediated by NHC (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Obayashi, Kazuya Sadamori, Takayoshi Yoshimura, Miho Hatanaka, Tsukasa Matsuo
  • 学会等名: The 7th Asian Silicon Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Eind基を有する中性クロムシリリン錯体の合成と構造およびアルキンとの反応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松岡 正紘、橋本 久子、大野 稜真、松尾 司、飛田 博実
  • 学会等名: 錯体化学会第69回討論会
• [学会発表] かさ高いRind基を有するジハロジテトレンの反応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大野稜真・小中重明・沼田泰幸・早川直輝・ROSAS-SANCHEZ Alfredo・橋爪大輔・松尾司
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] チオフェンを有する14族元素共役系化合物の合成研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢倉将吾・大野稜真・松尾司
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] ホスファシレンとNHCとの反応 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大林智洋・貞森和也・畑中美穂・松尾司
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] テトラスタンナシクロブタジエンの合成と構造 (2019)
  • 著者名/発表者名: 沼田泰幸・貞森和也・畑中美穂・松尾司
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] ハーフペアレント型ジアゾメタンの反応性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山田康平・貞森和也・管野公平・佐野友宇也・吉村誠慶・畑中美穂・松尾司
  • 学会等名: 日本化学会第99春季年会
• [学会発表] かさ高いカルボキシラート配位子を有する高周期14族元素二価化学種の合成と構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山下凌汰・宮本優・西谷誠寿・早川直輝・松尾司
  • 学会等名: 第45回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] テトラスタンナシクロブタジエンの合成と構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沼田泰幸・松尾司
  • 学会等名: 第45回有機典型元素化学討論会
• [学会発表] Heavy Cyclobutadienes and Heavy Ketones (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuo
  • 学会等名: Institut Charles Gerhardt Montpellier (France)
  • 招待講演
• [学会発表] Heavy Cyclobutadienes and Heavy Ketones (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuo
  • 学会等名: Universite Paul Sabatier (France)
  • 招待講演
• [学会発表] 低配位化合物の創出と応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松尾司
  • 学会等名: 第59回錯体化学若手の会・近畿地区勉強会
  • 招待講演
• [学会発表] テトラスタンナシクロブタジエンの合成と構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沼田泰幸・早川直輝・松尾司
  • 学会等名: 第22回ケイ素化学協会シンポジウム
• [学会発表] かさ高いカルボキシラート配位子を有する高周期14族元素二価化学種の合成と構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山下凌汰・宮本優・西谷誠寿・早川直輝・松尾司
  • 学会等名: 第22回ケイ素化学協会シンポジウム
• [学会発表] ジアリールテトリレンの合成と構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小中重明・沼田泰幸・大野稜真・早川直輝・森本達人・谷川智春・橋爪大輔・松尾司
  • 学会等名: 第65回有機金属化学討論会
• [学会発表] π-Conjugation between a Si=Si Double Bond and Thiophene Rings (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuo, N. Hayakawa, S. Nishimura, N. Kazusa, N. Shintani, T. Nakahodo, H. Fujihara, M. Hoshino, D. Hashizum
  • 学会等名: 28th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur (ISOCS-28)
  • 国際学会
• [学会発表] Germanone vs. Germanethione: Synthesis, Characterization, and Reactivity of Germanethione (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Konaka, N. Fujita, R. Ohno, N. Lentz, D. Hashizume, T. Matsuo
  • 学会等名: 28th International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur (ISOCS-28)
  • 国際学会
• [学会発表] Cleavage of Heavier Double Bonds Mediated by NHC (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Sadamori, N. Hayakawa, M. Hatanaka, T. Matsuo
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Photoreaction of a Half-Parent Diazomethane Bearing the Bulky EMind Group, (EMind)CHN2 (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Yamada, Y. Sano, N. Hayakawa, T. Yoshimura, M. Hatanaka
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Reactivity of Tetragermacyclobutadiene (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Numata, N. Hayakawa, D. Hashizume, T. Matsuo
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis, Structures, and Reactivity of 1,2-Dibromoditetrenes with Bulky MPind Groups, (MPind)BrE=EBr(MPind) (E = Si and Ge) (2018)
  • 著者名/発表者名: R. Ohno, K. Magami, S. Konaka, Y. Numata, N. Hayakawa, D. Hashizume, T. Matsuo
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis, Characterization, and Reactivity of Diaryltetrylenes, (Rind)2E: (E = Si, Ge, Sn, and Pb) (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Konaka, Y. Numata, R. Ohno, N. Hayakawa, T. Morimoto, T. Tanikawa, D. Hashizume, T. Matsuo
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
  • 国際学会
• [学会発表] Heavy Cyclobutadienes, E4(EMind)4 (E = Si and Ge) (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuo, Y. Numata, N. Hayakawa, D. Hashizume
  • 学会等名: The 15th International Symposium on Inorganic Ring Systems (IRIS-15)
  • 国際学会
• [備考] 近畿大学応用元素化学研究室
  • URL: https://www.apch.kindai.ac.jp/laboratory/matsuo/index.html
• [備考] 近畿大学応用元素化学研究室
  • URL: http://www.apch.kindai.ac.jp/element-folder/index.html