高反応性部位が協調する、新たな低配位元素化学の開拓~2つの二価ゲルマニウム部位を炭素で架橋した分子の動的挙動と反応性~

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2025-07-11 京都大学

高反応性部位が協調する、新たな低配位元素化学の開拓~2つの二価ゲルマニウム部位を炭素で架橋した分子の動的挙動と反応性~

京都大学化学研究所の水畑吉行准教授らは、炭素で架橋された1,3-ビスゲルミレンという新規低配位ゲルマニウム化合物の合成に成功しました。この分子は固体では環状二量体を形成し、溶液中では可逆的に解離する動的挙動を示します。高い反応性により、硫黄(S₈)と反応してかご型構造を構築したり、安定なベンゼンなどを活性化することが可能。本研究は構造と反応性を制御する新たな元素化学の道を切り拓きました。成果は『Angewandte Chemie Int. Ed.』誌にオンライン掲載され、「Hot Paper」に選出されています。

<関連情報>

メチレン架橋1,3-ビス(ゲルミレン)の二量体との動的平衡における反応性 Reactivity of a Methylene-Bridged 1,3-Bis(germylene) in Dynamic Equilibrium with Its Dimer

Daichi Uchida, Prof. Dr. Mariko Yukimoto, Prof. Dr. Norihiro Tokitoh, Prof. Dr. Mitsuaki Yamauchi, Dr. Hiroko Yamada, Prof. Dr. Yoshiyuki Mizuhata
Angewandte Chemie International Edition  Published: 23 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202508927

Abstract

We report the properties and reactivity of an unprecedented methylene-bridged 1,3-bis(germylene) derivative. In the solid state, it undergoes dimerization to afford a 1,2,4,5-tetragermacyclohexa-1,4-diene derivative (Ge4CHD). Moreover, theoretical calculations on Ge4CHD reveal σ*–π interactions between the two π orbitals (Ge═Ge) and the CH σ* orbital. This interaction is confirmed by a significant red shift in the solid-state UV–vis spectrum. In contrast to the behavior in the solid state, the Ge4CHD derivative dissociates in solution into a methylene-bridged 1,3-bis(germylene) derivative. The resultant 1,3-bis(germylene) derivative reacted with S8 to form a novel cage compound containing three S and two Ge atoms. On the other hand, in the reaction with triphenylphosphine sulfide, the in situ generated 2-thia-1,3-digermabicyclo[1.1.0]butane derivative activated the benzene solvent, leading to the formation of a [2 + 2] cycloaddition product. Additionally, the 1,3-bis(germylene) derivative reacted with 4-dimethylaminopyridine (DMAP) to form a three-membered ring. Its structural parameters and the results of theoretical calculations indicated the zwitterionic character.

0500化学一般
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