研究課題
挑戦的研究(開拓)
ヘキサシラベンゼンはベンゼンの6個の炭素原子すべてをケイ素原子で置き換えた化合物であり、その構造的な美しさだけでなく、近年注目度の高いグラフェンのケイ素類縁体である「シリセン」の基本構造であるという科学的な重要性も相まって多くの化学者を惹きつけてきた。いわば典型元素化学における「夢化合物」の一つであり、その合成を指向した研究は枚挙にいとまがない。しかし未だ計算科学の域を出ない化合物であり、その合成は達成されていない。本研究では、これまでのヘキサシラベンゼン合成検討における問題点を抽出しそれらを克服する方法を考案し、その新たな合成経路、分子設計に基づいてヘキサシラベンゼンの合成を目指す。
ペンタブロモジシランの還元的縮合反応において、6つのSi原子を中心骨格とした新規なアニオン性および中性不飽和Siクラスターを得た。単結晶X線結晶構造解析により、得られたアニオン性クラスターは五角錐構造を有しており、頂点のSi原子と環状Si5部位との間に6つの電子が非局在化しており、三次元芳香族性の発現が示唆されることがわかった。また中性クラスターはヘキサシラベンゼンの不安定原子価異性体であり、ヘキサシラベンゼンへの誘導に活用可能である。
ヘキサシラベンゼンはベンゼンの6個のC原子すべてをSi原子で置き換えた化合物であり、その構造的な魅力や基礎化学的重要性だけでなく、近年注目度の高いグラフェンのSi類縁体である「シリセン」の基本構造であるという機能物性科学的な重要性も相まって多くの化学者を惹きつけている。本研究では、ヘキサシラベンゼンの合成には至らなかったものの、その原子価異性体や三次元芳香族性を示す新規5角錐型Siクラスターの合成に成功するなど、構造、性質ともにその本質解明に近づいたと言え、本研究成果は、今後のヘキサシラベンゼン合成法に対して重要な指針を与えると考えられる。
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