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2023 Fiscal Year Annual Research Report

New Main Group Element Chemistry and Materials Science Based on Heavy Aryl Anions

Research Project

Project/Area Number 19H05635
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

時任 宣博  京都大学, 化学研究所, 特任教授 (90197864)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水畑 吉行  京都大学, 化学研究所, 准教授 (30437264)
行本 万里子  京都大学, 化学研究所, 助教 (70822964)
Project Period (FY) 2019-06-26 – 2024-03-31
Keywordsアリールアニオン / 芳香族化合物 / 高周期元素 / 典型元素 / 拡張パイ電子系
Outline of Annual Research Achievements

フェニルアニオンのアニオン炭素を高周期14族元素に置き換えた「重いフェニルアニオン」に関して、既に合成・単離を報告しているゲルマニウムおよびスズ類縁体に加え、ケイ素類縁体であるシラベンゼニルアニオンの合成に関して検討を進めた。ゲルマニウム・スズ類縁体合成と同様にTbt基置換中性シラベンゼンの還元を行うと、従前の系と異なり置換基の脱離が進行せず、Tbt基のオルトベンジルプロトンがケイ素中心に引き抜かれることを明らかにしている。中心元素による反応性の違いを理論計算を用いて詳細に検討し、中間体ジアニオンにおける中心元素の混成状態およびベンジルプロトンとの相互作用の違いが重要であることを示した。
また、近畿大学 松尾司教授の協力のもと、オルトベンジルプロトンを持たない置換基であるEindを活用し、Eind置換シラベンゼンの合成およびその還元反応を検討した。その結果、期待通りに置換基の脱離反応が進行した一方、発生したシラベンゼニルアニオンは極めて高反応性であり、その多量体を与えることがわかった。金属錯化等の配位安定化を活用した単量体の発生確認を推し進めている。
加えて、昨年度までに見いだしているゲルマベンゼニルアニオンを用いた単原子ゲルマニウム輸送反応の条件検討を行い、中間体であるゲルマベンゼニルゲルミレンのルイス塩基錯体の利用およびルイス塩基の添加により、目的とする反応が高効率で進行することを見いだした。本反応を活用することで、従来はハロゲン化化合物の還元的手法により合成されてきた種々のクラスター群を非還元的かつ穏やかな条件で構築することが可能となった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Synthesis of 1‐Adamantylaminogermylene and Its Chalcogenation Reactions2024

    • Author(s)
      Yukimoto Mariko、Kanda Kazuaki、Aoki Takamasa、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 27 Pages: e202300663

    • DOI

      10.1002/ejic.202300663

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potassium 2-germanaphthalenide: an isolable polycyclic system of germanium-incorporated anionic benzenoid2024

    • Author(s)
      Tsuji Shingo、Tokitoh Norihiro、Yamada Hiroko、Mizuhata Yoshiyuki
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry Frontiers

      Volume: 11 Pages: 400~408

    • DOI

      10.1039/D3QI02183A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Reduction of Metallabenzenes: Different Scenarios Highly Dependent on the Central Group 14 Elements, Si vs. Ge2023

    • Author(s)
      Tsuji Shingo、Tokitoh Norihiro、Yamada Hiroko、Mizuhata Yoshiyuki
    • Journal Title

      Chemistry - An Asian Journal

      Volume: 19 Pages: e202300945

    • DOI

      10.1002/asia.202300945

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Small molecule activation based on novel heavier group 13/15 interelement compounds, λ3,λ3-phosphanylalumanes2023

    • Author(s)
      Yanagisawa Tatsuya、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 97 Pages: bcsj.20230186

    • DOI

      10.1093/bulcsj/bcsj.20230186

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recent progress in the chemistry of heavy aromatics2023

    • Author(s)
      Fujimori Shiori、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro
    • Journal Title

      Proceedings of the Japan Academy, Series B

      Volume: 99 Pages: 480~512

    • DOI

      10.2183/pjab.99.027

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synthesis and characterization of novel hydrodigermenide and digermyne radical anion2023

    • Author(s)
      Mizuhata Yoshiyuki、Ijichi Wataru、Nishino Ryohei、Kato Tatsuhisa、Kayahara Eiichi、Yamago Shigeru、Tokitoh Norihiro
    • Journal Title

      Polyhedron

      Volume: 244 Pages: 116614~116614

    • DOI

      10.1016/j.poly.2023.116614

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unusual nuclear exchange within a germanium-containing aromatic ring that results in germanium atom transfer2023

    • Author(s)
      Nishino Ryohei、Tokitoh Norihiro、Sasayama Ryuto、Waterman Rory、Mizuhata Yoshiyuki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 4519

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40188-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Solid‐state Chromism of Zwitterionic Triarylmethylium Salts2023

    • Author(s)
      Iwai Kento、Mizuhata Yoshiyuki、Nakamura Tomoya、Goto Masato、Wakamiya Atsushi、Shimakawa Yuichi、Tokitoh Norihiro
    • Journal Title

      European Journal of Inorganic Chemistry

      Volume: 26 Pages: e202300337

    • DOI

      10.1002/ejic.202300337

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ゲルマベンゼニルゲルミレン-ルイス塩基錯体の反応性2024

    • Author(s)
      西野龍平・時任宣博・山田容子・水畑吉行
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会、船橋
  • [Presentation] 2位に2価ゲルマニウムを有する1,2,3-トリゲルマビシクロ[1.1.0]ブタンの合成とその骨格変換2024

    • Author(s)
      内田大地・水畑吉行・時任宣博・山田容子・行本万里子
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会、船橋
  • [Presentation] メチレン架橋1,3-ビスゲルミレンの合成2023

    • Author(s)
      内田大地・水畑吉行・時任宣博・山田容子・行本万里子
    • Organizer
      第27回ケイ素化学協会シンポジウム、那須
  • [Presentation] 単原子ゲルマニウム導入反応の開発とその活用2023

    • Author(s)
      水畑吉行・西野龍平・山田容子・時任宣博
    • Organizer
      第33回基礎有機化学討論会、岡山
  • [Presentation] Unusual Heteroatom Exchange of a Germabenzenyl Anion Leading to a Novel Ge Transfer Reaction2023

    • Author(s)
      Tokitoh Norihiro
    • Organizer
      Achievements in Molecular Inorganic Chemistry, Bonn, Germany
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Systematic Studies on Hevay Germaneamides2023

    • Author(s)
      Kanda Kazuaki、Yukimoto Mariko、Tokitoh Norihiro
    • Organizer
      The 17th International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead, August 2023, Wellington, New Zealand
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A Unique Germanium Atom Transfer Reaction via Unusual Nuclear Exchange of a Germabenzenyl Anion2023

    • Author(s)
      Yoshiyuki Mizuhata、Ryohei Nishino、Norihiro Tokitoh
    • Organizer
      The 17th International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead, August 2023, Wellington, New Zealand
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis of Germabenzenylgermylene Lewis-base Complexes Useful for Germanium Transfer2023

    • Author(s)
      Ryohei Nishino、Yoshiyuki Mizuhata、Norihiro Tokitoh
    • Organizer
      The 17th International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead, August 2023, Wellington, New Zealand
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Formation of a Novel Cyclic Germylene via a Kinetically Stabilized Germyne2023

    • Author(s)
      Uchida Daichi、Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro、Yukimoto Mariko
    • Organizer
      The 17th International Conference on the Coordination and Organometallic Chemistry of Germanium, Tin and Lead, August 2023, Wellington, New Zealand
    • Int'l Joint Research
  • [Book] "Germaaromatic Compounds" in "Organogermanium Compounds: Theory, Experiment, and Applications", ed. by V. Ya. Lee2023

    • Author(s)
      Mizuhata Yoshiyuki、Tokitoh Norihiro
    • Total Pages
      29
    • Publisher
      John Wiley & Sons, Inc.
  • [Remarks] 有機元素化学研究室

    • URL

      https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/~oec/index.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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