| 研究課題/領域番号 |
21K05034
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
村岡 貴子 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40400775)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 中員環化合物 / ルイス酸性元素 / 分極性結合 / 環拡大 / ルイス酸性元素化合物 / 合成 / 構造 / 反応性 / 合成戦略構築 / 12～13族元素化合物 / 13族元素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
主に炭素と水素で構成された物質（有機化合物）は，天然に多く存在し，人工的にも多種類のものが合成されています。しかし，特殊な構造を持つ有機化合物の中には，効率的な合成法が確立されていないものもあります。本研究では，これまでにあまり注目されてこなかった8～12員環化合物（8個から12個の元素で構成された環状物質）の合成戦略の構築を最終目標に掲げ，合成戦略構築に寄与する基礎的知見を得るために，10員環化合物の性質について明らかにします。
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| 研究成果の概要 |
ルイス酸性元素を含む中員環化合物は，合成方法が確立されていないため合成実例はほとんどなく，未開拓の研究領域の１つである。我々は，一般的に５員環ジエン化合物を合成する手法とされている反応を13族元素の１つであるガリウム化合物に施したところ，予想に反して１０員環テトラエン誘導体が生成することを見出した。生成物の選択性が５員環ジエンから10員環テトラエンに変わった理由は，ガリウムー炭素結合が分極し，反応中に結合切断と結合生成が容易に進行すること，10員環に安定化相互作用が存在するためであることが分かった。また，１０員環テトラエンに電子的・立体的摂動を与えると，５員環や９員環への縮環が進行した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
酸素や窒素などの含ヘテロ原子中員環化合物は，様々な員環数の化合物が合成され，陽イオン識別などに利用されるなど，学術的，実践的研究が盛んにおこなわれている。クラウンエーテル類縁体は，孤立電子対を含む電子豊富なヘテロ元素が大きな結合定数を有する陽イオンと優先的に相互作用することで陽イオンを識別している。これらの概念と異なり，中員環内に電子不足のルイス酸性元素を導入して陰イオンを識別する研究は，皆無である。本研究での成果，さらに本研究概念を他のルイス酸性元素化合物に応用することで，含ルイス酸性元素中員環化合物を自在に設計・合成し，陰イオン識別をはじめとする応用利用への可能性が拓かれる。
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