研究課題/領域番号 |
22K18332
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研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分33:有機化学およびその関連分野
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研究機関 | 岐阜大学 |
研究代表者 |
芝原 文利 岐阜大学, 工学部, 准教授 (60362175)
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研究分担者 |
武藤 雄一郎 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (50453676)
笹森 貴裕 筑波大学, 数理物質系, 教授 (70362390)
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研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2024年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2023年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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キーワード | 含窒素複素環シリレン / シリレン錯体 / 触媒反応 / シリレン / 不活性結合活性化 / 錯体 |
研究開始時の研究の概要 |
これまで構造有機化学的興味からしか注目されてこなかった、含窒素複素環カルベン(NHC)の同族電子等価体である含窒素複素環シリレン(NHSi)の特異な性質・反応性に基づく、合成化学的に有用かつ新規な触媒反応を開拓していく。特にシリレンが持つ、非共有電子対による強いドナー性と、空のp軌道が示す強力なルイス酸性を鍵とした対応する錯体の特異な反応性に注目し、新しい分子活性化法の達成と種々の結合形成反応を検討していく。
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研究実績の概要 |
含窒素複素環シリレン(NHSi)は、不安定ながらも含窒素複素環カルベン(NHC)と同様の安定化手法により、遊離状態の化合物の単離例のある安定化化学種である。一方、NHCと比較し、配位元素 がケイ素になり、混成軌道の取りにくさからs性が向上し、特に基底一重項をとりやすいシリレンの性質もともない、非共有電子対による高いドナー性とともに、空のp軌道による高いアクセプター性をあわせ持つため、対応する金属錯体では、軌道が持つエネルギー的には 通常のNHC配位子では起きないとされる金属からの有意な逆供与が発現して金属のπ酸性を向上させることが期待できる。これに加えて、特にドナー性軌道の広がりは、同周期のリンに類似していることが予想され、配位子としてはリン配位子により近い性質すなわち、NHC より高い遷移金属元素との親和性を示し、より強固な錯形成が期待できる。 初年度に当たる昨年度は特に縮環構造をもつNHSiおよびその錯体合成をめざし、その前駆体になる対応するジクロロシラン並びにヒドロクロロシランの合成を検討した。ジクロロシランの生成はまだ確認できていないが、ヒドロクロロシランに関しては合成を達成し、X線結晶構造解析で構造確認までできた。この際、形式的には2-ピリジルメチルアミンとポリクロロシランとの反応によって生じるピリジルメチルアミノシランに対し、強塩基を作用させて縮環させているが、懸念事項であった通常では反応しにくいと考えられるケイ素のβ位上の水素を脱プロトン化することができ、すなわち一般的なβ効果より環構造の芳香族化の寄与がかつことを明らかにし、対応する縮環構造を導けることが確認できた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
目標としていたシリレン前駆体の合成の目処が立ち、前駆体のX線構造解析も達成できたため。
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今後の研究の推進方策 |
継続的にジクロロシラン前駆体の合成を検討するが、本研究課題の主目的であるシリレン錯体の触媒反応への応用に関しては、ヒドロクロロシラン前駆体への低原子価遷移金属の酸化的付加、引き続く銀塩を用いる脱クロロ化によりシリレン錯体が合成できる目処が立っており、実際これらを順に検討していく。
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