2015 Fiscal Year Annual Research Report
高周期典型元素間π結合架橋［２］フェロセノファン類の創製と開環重合制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
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| Project/Area Number |
15H00738
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
笹森 貴裕 京都大学, 化学研究所, 准教授 (70362390)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゲルマニウム / d-π電子系 / ジゲルミン / ジゲルメン / π結合 / ジゲルマシクロブタジエン / ジゲルマシクロブテン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ケイ素やゲルマニウムなどの高周期１４族元素や、リンなどの高周期１５族元素のπ結合をｄーπ電子系に組み込んだ新規なｄーπ電子系の創製を目指す。
本年度は、まずπ電子系としてゲルマニウム間三重結合、ジゲルミンに注目し、そのπ結合としての性質および開環重合の条件を見出す目的で、基本的性質を明らかとすることとした。
まず、ゲルマニウム間三重結合を安定な化合物として合成・単離した上で検討を行うこととし、そのための立体保護基としてBbt基（2,6-bis(bis(trimethylsilyl)methyl)-4-tris(trimethylsilyl)methyl-phenyl）およびTbb基（4-t-butyl-2,6-bis(bistrimethylsilylmethyl)phenyl）を用いることとした。それぞれの置換基を有するジゲルミンを既知法に倣って合成し、それに対しまずエチレンおよびトランを反応させた。その結果、それぞれ1,2-ジゲルマシクロブテンおよび1,2-ジゲルマシクロブタジエン誘導体が得られた。これらは Ｇｅ＝Ｇｅ部位を四員環内に含む化合物であり、目的とする[2]フェロセノファン誘導体のモデルとも言える化合物群である。
得られたこれらの化合物に対し、エチレンやアセチレンを反応させたところ、室温でもゆっくりとそのGe=Ge結合が開裂していることが示唆された。
またその他スペクトル測定やＸ線結晶構造解析などの結果から、Ge=Ge結合は比較的弱い結合で、光や熱で容易に開裂することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の対象化合物とする高周期典型元素間π結合は例が少なく、実際に[2]フェロセノファン誘導体を構築したとしても、その開環重合条件の探索や生成物の同定に時間がかかるものと予想された。そこで本年度は、まずそのモデルとしてゲルマニウム間の二重結合および三重結合化合物を合成し、その反応性や開裂条件を明確とした。この基礎的知見により、翌年度の実際の目的物合成も迅速に達成できるものと期待でき、また化合物が合成出来た際の開環重合制御に関する予備知見も十分得られたものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果により、ゲルマニウム間二重結合および三重結合化合物の基礎的な反応性・物性を明らかとすることができた。これらの知見を活かし、目的とする高周期典型元素π結合により架橋された[2]フェロセノファン誘導体を合成する。まずは性質を十分熟知したGe=Ge架橋[2]フェロセノファンの合成を皮切りに、ケイ素やスズ、あるいはリンの系へと展開すれば、多少の条件検討は必要であっても、比較的速やかに合成を達成することができると考えている。また開環重合条件も、基本的性質を元に考察することにより、適切な条件を速やかに見出すことが出来ると考えている。
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