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2011 年度 実績報告書

新規な含高周期典型元素d-π電子共役系の構築と機能に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 23685010
研究機関京都大学

研究代表者

笹森 貴裕  京都大学, 化学研究所, 准教授 (70362390)

キーワード有機金属化学 / 典型元素 / フェロセン / d-π電子系 / リチオ化 / 根岸カップリング / ヨードフェロセン / 立体保護
研究概要

本研究は、遷移金属のd電子系を高周期典型元素π電子系で架橋した新規なd-π電子系の構築とその物性解明を行い、典型元素π電子系と遷移金属元素の相乗効果の解明を目的としている。しかし、P=Pなどに代表される高周期典型元素π電子系は、非常に反応活性であるため、安定な化合物として取り扱うためには、かさ高い置換基を導入する必要がある。そこで本年度は、系統的に安定な含高周期典型元素d-π電子系化合物を合成するための置換基として、遷移金属ユニットをフェロセンとし、フェロセンユニットに立体保護能を付与したかさ高いフェロセニルユニットの設計・合成を行った。まず、2,5位にかさ高いアリール基として3,5-ジメチルフェニル基(Dmp基と略記)を有するヨードフェロセン類を合成することとした。フェロセンを出発物質とし、スルポキシド部位の導入につぐオルトリチオ化と根岸カップリング反応を活用することで、2-Dmp-1-S(0)Ph-ferroceneを合成した。次いで、還元・再酸化によりS-0の立体を反転させた後、同様にオルトリチオ化、根岸カップリングを施すことで、2,5-Dmp2-S(0)Ph-ferroceneの合成に成功した。n-BuLiによりスルホ穂キシド部位のリチオ化を行いヨウ素を加えることで、目的とするかさ高いヨードフェロセン2,5-Dmp2-1-iodo-ferroceneを合成することに成功した。X線結晶構造解析の結果、中心が二つのDmp基によって効率よく保護されていることが分かり、十分な立体保護能を有するフェロセニルユニットであることが分かった。さらに、このヨードフェロセンに対しt-BuLiを作用させることで、対応するリチオフェロセンが効率よく発生することが分かり、中心部位に種々の元素が導入可能であることが分かった。

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

本研究の最初の重大な課題は、目的とする高周期典型元素d-π電子系を安定な化合物として系統的に合成・評価するための置換基開発にある。遷移金属ユニットはフェロセンに限られるものの、様々なアリール基を2,5位に導入したヨードフェロセンの合成方法を確立したことにより、今後立体保護能のチューニングも迅速に行うことができる。さらにこのヨウ素部位の金属交換反応も効率よく進行することが確認できているので、今後は種々の元素の導入が容易に行える。基盤となる汎用性の高い置換基開発を一年で達成できたので、おおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

置換基開発を達成できたので、今後は実際に典型元素の導入とπ電子系(不飽和結合)の構築を行う。中心元素の導入及び不飽和結合の構築は、これまでの知識・技術の蓄積が十分活用できるものと考えている。まずは一連の高周期15族元素(P=P、As=As、sb=sb、Bi=Bi)について検討を行い、系統的な知見を得る。その後、14族元素へと展開をはかる。最終的にはフェロセン以外の遷移金属ユニットへと展開する。化合物の安定性に問題があった場合、置換基のかさをあげ、立体保護能を強化した置換基を合成する。合成法はH23年度に確立した合成法をそのまま活用できると考えている。物性評価は、X線結晶構造解析、各種スペクトル解析、電気化学測定等により、詳細に基礎的な知見をまとめることにより行う。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Evidence for LiBr-Assisted Generation of a Silylene from a 1, 2-Diaryl-1, 2-dibromodisilene2012

    • 著者名/発表者名
      J.S.Han
    • 雑誌名

      Chem.Asian.J.

      巻: 7 ページ: 298-300

    • DOI

      10.1002/asia.201100833

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of an Organotellurium(II) Cation2012

    • 著者名/発表者名
      K.Sugamata
    • 雑誌名

      Eur.J.Inorg.Chem.

      巻: 2012 ページ: 775-778

    • DOI

      10.1002/ejic.201101313

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of an Arylbromosilylene-Platinum Complex by Using a 1, 2-Dibromodisilene As a Silylene Source2012

    • 著者名/発表者名
      T.Agou
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 31 ページ: 1150-1154

    • DOI

      10.1021/om201227p

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Kinetically Stabilized 1,2-Dihydrodisilenes2012

    • 著者名/発表者名
      T.Agou
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc.

      巻: 134 ページ: 4120-4123

    • DOI

      10.1021/ja300694p

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of 4,5,6-Triphospha[3]radialene2012

    • 著者名/発表者名
      H.Miyake
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 51 ページ: 3458-3461

    • DOI

      10.1002/anie.201200374

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of a Unique Fluorosilene-KF Complex Bearing Bulky Substituents2011

    • 著者名/発表者名
      E.Mieda
    • 雑誌名

      Chem.Lett.

      巻: 40 ページ: 196-197

    • DOI

      10.1246/cl.2011.196

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unecpected Formation of Dihydrobenzosilole Derivative via the Intramolecular Cyclization in the Reaction of Overcrowded Dichloromethylsilane with Aryllithium2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasamori
    • 雑誌名

      Heterocycles

      巻: 82 ページ: 1103-1112

    • DOI

      10.3987/COM-10-S(E)70

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Halogenation reactions of a ditelluride having bulky aryl groups leading to the formation of organotellurium halides2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasamori
    • 雑誌名

      Heteroatom Chem

      巻: 22 ページ: 405-411

    • DOI

      10.1002/hc.20698

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorination Reaction of a Ditelluride Bearing Bulky Aryl Substituents : Formation of Mixed-Valent Te(IV)-Te(II) Ditelluride Difluoride2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sugamata
    • 雑誌名

      Chem.Asian.J.

      巻: 6 ページ: 2301-2303

    • DOI

      10.1002/asia.201100368

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chalcogenation of 1,2-Bis(ferrocenyl)disilene : The First Isolation of 1, 2, 3, 4-Dithiadisiletane2011

    • 著者名/発表者名
      N.Tokitoh
    • 雑誌名

      Phosphorus, Sulfur and Silicon and the Related Elements

      巻: 186 ページ: 1217-1219

    • DOI

      10.1080/10426507.2010.507730

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of 1-Phospha-2-boraacenaphthenes : Reductive 1, 2-Aryl Migration of 1-Diarylboryl-8-dichlorophosphinonaphthalenes2011

    • 著者名/発表者名
      A.Tsurusaki
    • 雑誌名

      Angew.Chem.Int.Ed.

      巻: 50 ページ: 10940-10943

    • DOI

      10.1002/anie.201104971

    • 査読あり
  • [学会発表] アンサ型フェロセニルジゲルメンの合成検討2012

    • 著者名/発表者名
      宮本久
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-28
  • [学会発表] 安定な1,2-ジブロモジシレンの反応性解明と新規低配位ケイ素化学種合成への展開2012

    • 著者名/発表者名
      吾郷友宏
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-28
  • [学会発表] かさ高いベンジル置換基を有するシリレンの発生検討2012

    • 著者名/発表者名
      笹森貴裕
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] 安定なトリホスファ[3]ラジアレンの合成、反応、性質2012

    • 著者名/発表者名
      三宅秀明
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-27
  • [学会発表] かさ高い置換基を有するテルレニルカチオン種の発生とその捕捉反応2012

    • 著者名/発表者名
      菅又功
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] かさ高いフェロセニルユニットを有する安定な1,2ービス(フェロセニル)ジホスフェンおよびブスチベン類縁体の合成研究2012

    • 著者名/発表者名
      坂上訓康
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] かさ高い置換基を有するテルレニルカチオン種の発生2011

    • 著者名/発表者名
      菅又功
    • 学会等名
      第38回有機典型元素化学討論会
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      2011-12-08
  • [学会発表] New Redox Systems Containing Heavier Main Group Elements2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasamori
    • 学会等名
      MDF Workshop-Open-shell Organic Molecules-Synthesis and Electronic Structure Freedom
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      2011-10-07
  • [学会発表] 新規な1,2ービスフェロセニルジホスフェン類縁体の合成と性質2011

    • 著者名/発表者名
      坂上訓康
    • 学会等名
      第22回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Synthesis, Structure, and Reactivity of Kinetically Stabilized 1, 2-Diary1-1, 2-dihydrodisilenes2011

    • 著者名/発表者名
      N.Tokitoh
    • 学会等名
      Sixteenth International Symposium on Silicon Chemistry(ISOS-XVI)
    • 発表場所
      Hamilton, Canada
    • 年月日
      2011-08-16
  • [学会発表] Reactivity of Stable 1, 2-Diaryldisilyne2011

    • 著者名/発表者名
      T.Sasamori
    • 学会等名
      Sixteenth International Symposium on Silicon Chemistry (ISOS-XVI)
    • 発表場所
      Hamilton, Canada
    • 年月日
      2011-08-16
  • [図書] 有機金属化学の最前線(現代化学増刊44);宮浦憲夫、鈴木寛治、小澤文幸、山本陽介、永島英夫編2011

    • 著者名/発表者名
      笹森貴裕
    • 総ページ数
      23
    • 出版者
      東京化学同人

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公開日: 2013-06-26  

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