| 研究課題/領域番号 |
20J21205
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小池 太智 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 14族元素 / 高反応性化学種 / π電子系 / 構造有機化学 / 典型元素化学 / ケイ素0価化学種 / 単原子ケイ素転位反応 / 分子スイッチ / 二重結合 / ホウ素 / 分極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
14族0価単原子[E(0)(E= Si,C)]は、単原子上に非共有電子対、空軌道と2つの不対電子の4つの反応点を持ち、極めて自由度の高い有機分子構築を可能とする化学種である。その高い活性ゆえに合成反応への利用には限界があったものの、近年、2つのルイス塩基によって安定化を受けた形（イリドン）で単離されるようになってきた。しかし、既知のイリドンはE(0)原子と配位子間の結合が強く、E(0)原子の反応性を調べるのに適していない。そこで本研究では、容易に脱離しやすい配位子で安定化されたイリドンを合成し、E(0)原子による自由度の高い有機分子構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
(1) 研究課題の目的化合物の一つとして設定していた単原子ケイ素錯体（シリロン）の反応性について調査した。すなわち、本シリロンとモノヒドロボラン、或いはモノハロボランとの反応を検討した結果、種々の高度にツイストしたケイ素―ケイ素二重結合化学種（1-アミノ-2-ボリルジシレン）に簡便に誘導できることを見出した。一方で、アミンボランとの反応では、水素転位反応、アルミニウム試薬とはルイス錯形成反応が進行することを明らかにし、シリロンの電子状態について新たな知見を得た(Chem. Commun. 2022, 58, 8061-8064)。さらにジハロボランとの反応では、これまで報告例の無かったハロゲン置換ケイ素ホウ素二重結合化学種に誘導できることも見出した。
(2) 世界で初めて安定な四員環ビニルカルベンであるシクロブテニリデンの合成を、三員環カルベンの形式的な環拡大反応によって達成した。本反応は、活性な反応点である二配位炭素を維持した状態で環骨格編集を達成した初めての例であったため、特異な構造や電子状態を有する有機化合物の合成を目指す上での新しい指針を示す成果である。また、理論計算および反応性調査を駆使することで、本化学種が高いアンビフィリシティーと電子供与能を両立した、多面性を有する新しいタイプの二配位炭素化学種であることを見出した。すなわち、ルイス酸の配位圏内においては、４電子供与配位子である"カルボン"の寄与を示す一方で、一酸化炭素固定やC-H結合に対する挿入反応を示すなど、"カルベン"としての高い反応性を併せ持っていることを明らかにした。
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| 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。
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| 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。
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