Creation of a New Mechanism for Electron Delocalization by Taking Advantage of Non-bonded Interactions between Heavy Atoms

利用重原子之间的非键相互作用创建电子离域新机制

• 批准号: 22K19019
• 负责人: 斎藤 雅一
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19019/
• 关键词: 非結合性相互作用; セレン原子官能基; σ非局在電子系; ジセレニド; 単分子電気伝導度; 重原子; 非局在電子系; 高分子; 電気伝導度

本研究では、重原子を導入し、炭素化合物では実現不可能な、結合の制約を受けない非結合性相互作用を利用した柔軟な構造変化を伴う電子の非局在化の機構を達成し、これを電気伝導に構造変化を伴う高分子化合物へと展開するための基礎学理とすることを目的とする。今回、我々が独自に開発したヘキサセラニルベンゼンのリチオ化反応を用い、ベンゼン周縁部にセレン原子官能基からなるσ非局在電子系を有するユニットをジセレニド結合で連結した分子の合成・単離およびその分子構造の解明に成功した。モデル分子の理論計算を行ったところ、HOMOはジセレニド部位と二つのσ非局在系との相互作用から構成されており、分子全体に広がっていた。その電気化学的測定を行い、分子のHOMOに由来する物性を明らかにした。また、得られたジセレニドの反応性も調べたところ、2,3,5,6-テトラブロモフェニル基を連結部位として二つのσ非局在電子系を有するユニットを連結させることにも成功した。この連結ベンゼン環部位に存在する臭素原子をセレン原子官能基に変換させることも検討中である。セレン原子官能基からなるσ非局在系を二つのベンゼン環で挟んだ分子の合成に成功し、ブレイクジャンクション法を用いてその単分子電気伝導度を測定したところ、σ非局在系のない参照化合物よりも高い電気伝導度を有していることを明らかにした。これは非結合原子間の相互作用が電気伝導パスに関与したことを示す意義深い結果である。

In this study, the introduction of heavy atoms into carbon compounds is impossible, binding constraints are affected, and non-binding interactions are utilized to achieve soft structure transformation, electron interaction, and non-localized mechanisms. In this paper, we have developed a new method of molecular synthesis, molecular structure and molecular structure analysis. The theoretical calculation of the molecule is carried out in two parts, namely, the interaction between the two parts and the whole molecule. The determination of electrical chemistry and molecular HOMO properties is very important. 2, 3, 5, 6-position, 2, 6, 7, 8, 9, 10 This link is the ring site of the element atom, and the atom functional group is replaced. The electronic conductivity of single molecules was determined by the method of "atomic functional group" and "non-local functional group" in the system of reference compounds. The interaction between non-bonded atoms is of great significance to the development of electrical conductivity.

项目成果

拡張されたσ非局在電子系を有するデカキス(アリールセレニル)ピレンおよび その酸化体の合成と構造

具有扩展σ-离域电子体系的十(芳基硒基)芘及其氧化产物的合成与结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林大晃;古川俊輔;箕浦真生;斎藤雅一
• 通讯作者: 斎藤雅一

重典型元素の導入による芳香族性の概念の拡張―π芳香族性から（σ＋π）二重芳香族性までー

通过引入重基团元素扩展芳香性的概念——从π芳香性到(σ+π)双芳香性——

• 发表时间: 2022
• 作者: Qichun Jiang;Yuka Imanishi;Hiromichi V. Miyagishi;Hiroshi Masai;Tomohiro Iwai・Jun Terao;斎藤雅一（埼玉大院理工）
• 通讯作者: 斎藤雅一（埼玉大院理工）

A Challenge to Expand Aromaticity from π-Aromaticity to (σ+π)-Double Aromaticity

将芳香度从π-芳香度扩展至(σ+π)-双芳香度的挑战

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤井郁哉;城戸春香;肥後諒大;仙波一彦;中尾佳亮;斎藤雅一（埼玉大院理工）
• 通讯作者: 斎藤雅一（埼玉大院理工）

Lone-pair Interactions between Non-bonded Heavy Atoms on the Periphery of Benzene to Produce (σ+π)-Double Aromaticity

苯外围非键重原子之间的孤对相互作用产生(σ+π)-双芳香性

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤井郁哉;城戸春香;肥後諒大;仙波一彦;中尾佳亮;斎藤雅一（埼玉大院理工）;斎藤雅一（埼玉大院理工）
• 通讯作者: 斎藤雅一（埼玉大院理工）

Synthesis of a Silylium Ion Incorporated into a Pentaselenylbenzene Platform

掺入五硒基苯平台的硅离子的合成

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林大晃（埼玉大院理工）;古川俊輔（埼玉大院理工）;箕浦真生（立教大理）;斎藤雅一（埼玉大院理工）;斎藤雅一（埼玉大院理工）
• 通讯作者: 斎藤雅一（埼玉大院理工）