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反応空間を有する酸素置換Alアニオン種の合成と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20F20337
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

山下 誠  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10376486)

研究分担者 FENG GENFENG  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-11-13 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2022年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2021年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードアルミニウム / アニオン / 求核性 / 低酸化数 / 前周期金属 / ジアミン / 希土類 / ジシラノール
研究開始時の研究の概要

本研究では、大きな反応空間を有するAlアニオンを合成し、その性質を探る。研究全体としては、そのAlアニオンの合成の検討、これを用いるAl-9族金属結合を持つ錯体の合成と性質の解明、Al置換ランタノイドおよびアクチノイド化合物の創製と小分子との反応を各項目に分け、これらに順次着手する。

研究実績の概要

本研究では窒素原子が置換したアルミニウムアニオンを新しく合成することに成功し、これを塩化ジアミノスカンジウム前駆体に対してトランスメタル化することで、今までに存在しなかったAl-Sc結合を有する金属錯体を作り出した。Al-Sc[N(SiMe3)2]錯体は分子内C-H開裂を受け、μ-ヒドリドおよびμ-メチレン配位子が架橋したAl-Sc二核錯体を形成することを見いだした。一方でAl-Sc(NiPr2)2錯体は、ハロゲン化アルキルの存在下でベンゼンと直接反応してアルミニウムが2個付加したシクロヘキサジエン誘導体を与えることも明らかとしている。後者の生成物はラジカル機構によって生成するように見えるが、DFT計算により、臭化アルキルおよびベンゼンと順次反応していくというイオン機構が明らかになった。ここでベンゼンとの反応段階ではベンゼンがScに配位しながらAl求核剤がベンゼンを求核攻撃するというbimetallic機構を含むこともわかった。
また、このアルミニウムアニオンを用いると、今までに合成されたことのないアシルアルミニウムをハロゲン化アルカリ金属付加体の4配位構造として与えた。このアシルアルミニウムはアシルアニオンとしてC=OおよびC=N二重結合を持つ化合物と反応することも見いだしている(論文投稿中)。このアルミニウムアニオンはまた、トランスメタル化により磁性を有するAl-Sm錯体を与えることも見いだしているため、その性質の解明を行ってから論文を投稿する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Al?Sc Bonded Complexes: Synthesis, Structure, and Reaction with Benzene in the Presence of Alkyl Halide2022

    • 著者名/発表者名
      Feng Genfeng、Chan Ka Lok、Lin Zhenyang、Yamashita Makoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 号: 49 ページ: 22662-22668

    • DOI

      10.1021/jacs.2c09746

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Synthesis of an aluminum-scandium bonded compound from a newly-designed aluminum anion2022

    • 著者名/発表者名
      Genfeng Feng, Makoto Yamashita
    • 学会等名
      The 102nd CSJ Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 名古屋大学大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 有機元素化学研究室ウェブサイト

    • URL

      http://oec.chembio.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 有機元素化学研究室ウェブサイト

    • URL

      https://oec.chembio.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-11-16   更新日: 2024-03-26  

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