| 研究課題/領域番号 |
19H02705
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 (2020-2021)
名古屋市立大学 (2019) |
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研究代表者 |
笹森 貴裕 筑波大学, 数理物質系, 教授 (70362390)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 典型元素 / 小分子活性化 / ケイ素 / リン / 立体保護 / 低配位化学種 / ホスフェニウム / 分子内配位 / [2]フェロセノファン / 高周期典型元素 / 芳香族化合物 / 小分子活性化反応 / シリレン / シリラン / ゲルマニウム / 1,2-挿入 / アルキン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの有用な小分子変換反応の多くが適切な遷移金属触媒により達成されている。本研究課題では、稀少で毒性が懸念される遷移金属元素を用いること無く、ケイ素に代表される低毒性かつユビキタスな「典型元素」を用いた小分子変換反応の開拓を目指す。
高周期典型元素の特性に応じた適切な分子設計により、高周期典型元素化合物の安定性と反応性を適切に制御することで、窒素や二酸化炭素などの小分子を有用な分子へと変換する反応の開拓を行う。最終的には、遷移金属フリー小分子変換反応を達成する「典型元素触媒」の開発へつながる学術基盤を構築する。
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| 研究成果の概要 |
エチレンやアセチレンなどの小さな有機分子から機能性ある有機分子を作り上げる有機反応は重要である。これまでは、稀少で毒性ある遷移金属元素の触媒を活用することで有用な小分子変換反応が開拓されてきた。本研究課題では、豊富な典型元素を活用し、小分子変換反応を達成することを目標として研究を行った。その結果、遷移金属ではなく、典型元素のゲルマニウムの二価化学種を使うことで、遷移金属と同じようなアルキンの活性化反応を見出した。また、置換基を工夫することで、本来極めて反応活性で単離困難なケイ素二価化学種やリン二配位カチオン種を温和な条件で発生する安定な等価体の開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
稀少な遷移金属を使わなくてはならないと認識されている、有機反応化学において重要な、小分子活性化反応について、豊富に存在する、ケイ素などの典型元素であっても、適切な分子設計を施せば、アルキンやオレフィンなどの中性小分子を活性化することができることを見出した。稀少な元素を豊富な元素で置き換える「元素戦略」の観点からみても、遷移金属が必須と考えられている有機反応を典型元素で代替できる可能性があることを示した本研究課題は、豊富な典型元素の触媒開発にむけて、基盤となる重要な知見と、研究分野に対する大きな波及効果を与えた。
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