低酸化数13族元素化合物の空軌道と充填軌道の同時活用；新奇反応と新奇光電子物性

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H01915
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 山下 誠 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10376486)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ホウ素 / アルミニウム / 求核性 / アニオン / 金属間結合

研究成果の概要

本研究では「高電子受容性の13族元素間単結合分子の電子状態制御と新反応」として(1)テトラ(1-ナフチル)ジボランを合成、これの溶液中での発光が既報のテトラ(o-トリル)ジボランに比べて大幅に短波長シフトした発光を示すこと、(2) 独自に開発したAlアニオン反応剤を用いて非対称型ジアルマンおよびトリアルマンを合成、これらが還元されやすいことを見いだすと共にXPSにより内殻電子の束縛エネルギーを測定した。また、「ジアミノAlアニオンの反応性解明」としてVおよびSmに対してAl原子を導入し、従来に存在しないV-Al結合およびSm-Al結合を持つ分子を合成、その特異な反応性を解明した。

自由記述の分野

有機金属化学・有機典型元素化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により得られた13族元素間単結合分子が示す高い反応性は、原子軌道である空軌道の重なりによりLUMOがその大きさをコンパクトに保ったままエネルギー準位が低下した結果であることを見いだしている。これは高反応性分子を設計するための新たな指針になると考えられる。また、Al-Sc, Al-V, Al-Sm分子は未踏の金属間結合を含んでおり、その電子状態に対する理解は合金の無機化学における理解に対しても一般化することが可能となる。このように、本研究はの成果は基礎化学的に重要であり、分子化学の根幹に対して大きく寄与すると言えよう。