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ケイ素-ケイ素π単結合の結合長変化を利用したπ結合の構造、性質の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H01914
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関群馬大学

研究代表者

久新 荘一郎  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40195392)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードゲルマニウム-ゲルマニウムπ単結合 / ケイ素-ケイ素π単結合 / ジアニオン / シス付加 / ラジカルアニオン / 結合長変化
研究開始時の研究の概要

研究代表者はケイ素-ケイ素π単結合をもつ化合物を合成し、その構造や性質について最近、報告した。ケイ素-ケイ素π単結合にはσ結合が存在しないので、通常の二重結合や三重結合のようにσ結合の束縛を受けない。σ結合が存在せず、結合長を変えられる状況では、π結合はどのような構造的、電子的、磁気的特徴を示すのであろうか。そのために本研究では、π単結合の結合長を変化させたときの構造、電子的性質、磁気的性質の変化、π単結合化合物を還元したときのラジカルアニオンの構造と性質、炭素-炭素、ゲルマニウム-ゲルマニウム、スズ-スズπ単結合化合物の合成、構造、性質に関する研究を行う。

研究成果の概要

本研究では次のような結果が得られた。
1)π単結合をもつビシクロ[1.1.0]テトラゲルマンやテトラシランと末端アルキンの反応を行い、反応性に違いが見られることおよびその理由について明らかにした。
2)π単結合をもつビシクロ[1.1.0]テトラゲルマンを二電子還元して生成するジアニオンの構造を解析し、還元によって構造がどのように変化するかを調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々はケイ素-ケイ素π単結合をもつ化合物を合成し、その構造や性質について報告した。このケイ素-ケイ素π単結合にはσ結合が伴わず、π結合のみが存在している点で従来の二重結合や三重結合とは異なる。π単結合を利用すると、σ結合の束縛を受けないπ結合の本来の姿を明らかにすることが可能になる。
σ結合が存在しないとき、π結合はどのような構造的、電子的、磁気的特徴を示すのであろうか、というのが本研究の中心課題である。π単結合の結合長を変えることによって、従来、見えなかったπ結合の性質を明らかにできると期待され、学術的意義は大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Highly Twisted Ladder Oligosilanes Bearing Phenyl and tert-Butyldimethylsilyl Groups2024

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kyushin, Koichi Arai, Ken-ichiro Kanno
    • 雑誌名

      Zeitschrift fuer anorganische und allgemeine Chemie

      巻: 650 号: 15

    • DOI

      10.1002/zaac.202400034

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial and Complete Replacement of the Phenyl Group(s) of 1,1,3,3-Tetraphenyl-2,2,4,4-tetrakis(trimethylsilyl)cyclotetrasilane by Chlorine Atom(s)2023

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Ishida, Yosuke Ishii, Tetsuya Fukasawa, Soichiro Kyushin
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 号: 70

    • DOI

      10.1002/chem.202302479

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 進展著しいオリゴシラン,14族クラスターの化学2023

    • 著者名/発表者名
      久新荘一郎
    • 雑誌名

      化学

      巻: 78 ページ: 66-67

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of the Fluorescence Quantum Yield of Triphenylene by the Rotational Effect of 4-(Trimethylsilyl)phenyl Groups2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kyushin, Hidetoshi Fujii, Keisuke Negishi, Hideyuki Matsumoto
    • 雑誌名

      Mendeleev Communications

      巻: 32 号: 1 ページ: 87-90

    • DOI

      10.1016/j.mencom.2022.01.028

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ruthenium-Catalyzed Hydrosilylation of Alkynes with Preservation of the Si-Si Bond of Hydrooligosilanes: Regio- and Stereoselective Synthesis of (Z)-Alkenyloligosilanes and Carbonyl-Functionalized Alkenyldisilanes2022

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichiro Kanno, Seiya Noguchi, Yukie Ono, Saki Egawa, Naoki Otsuka, Masato Mita, Soichiro Kyushin
    • 雑誌名

      Journal of Organometallic Chemistry

      巻: 961 ページ: 122234-122234

    • DOI

      10.1016/j.jorganchem.2021.122234

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperation of σ-π and σ*-π* Conjugation in the UV/Vis and Fluorescence Spectra of 9,10-Disilylanthracene2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kyushin, Yuya Suzuki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 7 ページ: 2241-2241

    • DOI

      10.3390/molecules27072241

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reply to: "A Double Bond with Weak σ- and Strong π-Interactions is Still a Double Bond2021

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kyushin, Yoshikuni Kurosaki, Kyohei Otsuka, Haruna Imai, Shintaro Ishida, Toru Kyomen, Minoru Hanaya, Hideyuki Matsumoto
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24239-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clusterization Effect on the 29Si NMR Signal of a Spiro Silicon Atom2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Tsurusaki, Hiroyasu Sato, Soichiro Kyushin
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 40 号: 16 ページ: 2852-2858

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.1c00318

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ヘキサ-tert-ブチルビシクロ[1.1.0]テトラゲルマンおよびシランの反応2023

    • 著者名/発表者名
      井口龍雅,石田真太郎,久新荘一郎
    • 学会等名
      第27回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] テトラクロロビシクロ[2.2.2]オクタシランの合成、構造、反応2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 涼,髙橋榛菜,津留﨑陽大,久新荘一郎
    • 学会等名
      第85回有機合成化学協会関東支部シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヘキサ-tert-ブチルビシクロ[1.1.0]テトラゲルマンの反応2023

    • 著者名/発表者名
      井口龍雅,石田真太郎,久新荘一郎
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ケイ素クラスターとは何か2022

    • 著者名/発表者名
      久新荘一郎
    • 学会等名
      第39回無機・分析コロキウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Behavior of Band-Shaped Organosilicon Compounds2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kyushin
    • 学会等名
      25th IUPAC International Conference on Physical Organic Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Behavior of Belt-Shaped Organosilicon Compounds2022

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Kyushin
    • 学会等名
      8th Asian Silicon Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機ケイ素化合物の超分子化学および動的挙動に関する最近の研究2021

    • 著者名/発表者名
      久新荘一郎
    • 学会等名
      第55回有機反応若手の会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 炭化ケイ素繊維の高度化のための化学からのアプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      久新荘一郎,市川慶介,小山 遊,白岩寛之,溝口和都,田中智大,山延 健,林 謙一,市川 宏,岡村清人,鈴木謙爾
    • 学会等名
      日本金属学会2021年秋期(第169回)講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ケイ素ベルト形シクロファンの構造と性質2021

    • 著者名/発表者名
      岩田和哉,高橋雅英,武藤仁美,笹川拡明,藤間佑樹,菅野研一郎,久新荘一郎
    • 学会等名
      第31回基礎有機化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無酸素ポリ(ジメチルシリレン)の合成2021

    • 著者名/発表者名
      久新荘一郎
    • 学会等名
      第40回無機高分子研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 触媒総合辞典2023

    • 著者名/発表者名
      菅野研一郎,久新荘一郎
    • 総ページ数
      548
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254252743
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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