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2017 年度 実績報告書

フェニルアニオンの高周期14族元素類縁体の合成と性質解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04110
研究機関京都大学

研究代表者

時任 宣博  京都大学, 化学研究所, 教授 (90197864)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードフェニルアニオン / 芳香族性 / 二価化学種 / ゲルマニウム / スズ
研究実績の概要

本研究では、フェニルアニオンの高周期14族元素類縁体を、新規π共役化合物創出に繋がるビルディングブロックと捉え、その合成手法の確立とその基本的性質の解明を目指している。これらの化合物は、かさ高い置換基を持たなくとも電荷反発により自己多量化を防ぐことが期待され、また炭素類縁体とは異なる反応性を示すと考えている。
前年度までの研究により、2位にt-Bu基を有するゲルマニウムおよびスズ核置換フェニルアニオンの合成・単離に成功し、その性質を明らかにしてきた。その結果、これらが母体フェニルアニオンと同様芳香族性を有している一方、核置換した高周期14族元素が二価化学種としての性質も有していることを明らかにしている。
平成29年度は、置換基の導入効果を検証するため、これまでの系で高周期元素の隣接炭素上に導入されていたt-Bu基を持たない、母体のゲルマベンゼニルアニオン ([GeC5H5]-)の合成を行なった。検討の結果、目的とするアニオンを室温で安定な化学種として合成・単離することに成功し、その構造をNMR測定により決定することができた。すなわち、t-Bu基はゲルマベンゼニルアニオンの安定化に必須ではなく、完全に立体保護を排除しても安定な化学種として手に取れることを示した点で意義が大きい。ただし、無置換体は結晶性に乏しく、その構造をX線結晶構造解析によって決定することはできなかった。
また、ケイ素核置換フェニルアニオンの合成にも取り組み、ゲルマニウムおよびスズ類縁体の系に倣い、原料となる2位にt-Bu基を有する中性シラベンゼンの合成を検討し、目的物を安定な化合物として合成・単離することに成功した。現在、得られたシラベンゼンと還元剤との反応を検討している。

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

当初計画していた、含高周期14族元素フェニルアニオン類のかさ高い置換基を用いない新規合成手法の開発は難航している。一方、従来の手法に則った無置換ゲルマニウム核置換フェニルアニオンの合成・単離を達成し、置換基がなくとも熱的に安定な化学種として取り扱えるという重要な知見を得たことから、今後の関連化合物分子設計の自由度を広げることができた。

今後の研究の推進方策

引き続き含高周期14族元素フェニルアニオンの新規合成法の開拓を行う。これまではフェニルアニオン類縁体をその主たる標的化合物としていたが、縮合多環式芳香族化合物も視野に入れ、検討を推し進める。またケイ素類縁体の合成も推し進め、核置換する高周期14族元素の違いの影響についてを系統的に明らかにする。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Nature of E2X2 σ(4c-6e) of theX---E-E---X type at naphthalene 1,8-positions and model, elucidated by X-ray crystallographic analysis and QC calculations with the QTAIM approach2017

    • 著者名/発表者名
      Tsubomoto Yutaka、Hayashi Satoko、Nakanishi Waro、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section B Structural Science, Crystal Engineering and Materials

      巻: 73 ページ: 265~275

    • DOI

      10.1107/S205252061700364X

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Examination of the Radical Cations Obtained from the Chemical and Electrochemical Oxidation of 5-Aminothiazoles2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kirara、Murai Toshiaki、Kutsumizu Shoichi、Miwa Yohei、Ebihara Masahiro、Guo Jing-Dong、Tokitoh Norihiro
    • 雑誌名

      ChemistryOpen

      巻: 6 ページ: 282~287

    • DOI

      10.1002/open.201700016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymmetric Intramolecular C?H Insertion Promoted by Dirhodium(II) Carboxylate Catalyst Bearing Axially Chiral Amino Acid Derivatives2017

    • 著者名/発表者名
      Furuta Takumi、Lu Wen-jie、Pei Xu、Murai Takuya、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro、Kawabata Takeo
    • 雑誌名

      Synlett

      巻: 28 ページ: 679~683

    • DOI

      10.1055/s-0036-1588674

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A designer ligand field for blue-green luminescence of organoeuropium(ii) sandwich complexes with cyclononatetraenyl ligands2017

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Kenshiro、Sugiyama Rion、Tsuji Takashi、Iwasa Takeshi、Tsunoyama Hironori、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro、Nakajima Atsushi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 ページ: 6557~6560

    • DOI

      10.1039/C7CC03045B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactivity of Organoaluminum Compounds with Unique Coordination Modes2017

    • 著者名/発表者名
      Agou Tomohiro、Tokitoh Norihiro
    • 雑誌名

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      巻: 75 ページ: 723~734

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.75.723

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Structures of Zigzag Shaped [12]Cyclo-p-phenylene Composed of Dinaphthofuran Units and Biphenyl Units2017

    • 著者名/発表者名
      Shouda Takaaki、Nakanishi Kentaro、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro、Kuramochi Kouji、Tsubaki Kazunori
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 82 ページ: 7850~7855

    • DOI

      10.1021/acs.joc.7b01053

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Bent 1,3-Digerma-2-silaallene2017

    • 著者名/発表者名
      Sugahara Tomohiro、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 ページ: 9920~9923

    • DOI

      10.1002/anie.201706297

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of counter anions, P-substituents, and solvents on optical and photophysical properties of 2-phenylbenzo[b]phospholium salts2017

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi Yoshinari、Kawaguchi Shogo、Fujii Kaori、Kimura Yoshifumi、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro、Matano Yoshihiro
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 46 ページ: 9517~9527

    • DOI

      10.1039/C7DT01839H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Phenalenone Skeleton by an Unusual Rearrangement Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Sayaka、Azuma Eriko、Sasamori Takahiro、Tokitoh Norihiro、Kuramochi Kouji、Tsubaki Kazunori
    • 雑誌名

      Organic Letters

      巻: 19 ページ: 4846~4849

    • DOI

      10.1021/acs.orglett.7b02305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Integrated Dry-Wet Synthesis Method for Metal Encapsulating Silicon Cage Superatoms of M@Si16 (M = Ti and Ta)2017

    • 著者名/発表者名
      Tsunoyama Hironori、Akatsuka Hiroki、Shibuta Masahiro、Iwasa Takeshi、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro、Nakajima Atsushi
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 ページ: 20507~20516

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b06449

    • 査読あり
  • [学会発表] New Reactions Using Masked Doubly Bonded Aluminum Species2017

    • 著者名/発表者名
      Tokitoh Norihiro
    • 学会等名
      International Symposium on Advancing Chemical Sciences 2017 (ISACS-2017, RSC): Challenges in Inorganic Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reduction of Heavy Aromatics2017

    • 著者名/発表者名
      Tokitoh Norihiro
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Silicon Chemistry (ISOS XVIII) in conjunction with the 6th Asian Silicon Symposium (ASiS-6)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 時任研究室

    • URL

      http://oec.kuicr.kyoto-u.ac.jp/~tokitohlab/

  • [備考] 「ゲルマニウム化合物」を触媒としたアリールアセチレン類の環化三量化反応の開発に成功

    • URL

      https://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/sites/topics/180227/

  • [備考] フェニルアニオンのゲルマニウム類縁体の合成 ~新たな低配位ゲルマニウム導入試剤として期待~

    • URL

      https://www.kuicr.kyoto-u.ac.jp/sites/topics/170406/

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公開日: 2019-12-27  

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