2026年 | プレスリリース?研究成果
五角形のケイ素π电子系化合物の合成に成功 ―全ケイ素置换シクロペンタジエニドの登场―
【本学研究者情报】
〇大学院理学研究科化学専攻 教授 岩本武明
【発表のポイント】
- 五角形のケイ素（注1）骨格をもつケイ素π电子系化合物、ペンタシラシクロペンタジエニド（注2）を合成し、その分子构造の解明に成功しました。
- この化合物は非平面の五角形のケイ素骨格を持ちながらも、非局在化したπ电子と芳香族性（注3）を持つことを解明しました。
- 様々な触媒や机能分子に使われているシクロペンタジエニド（注4）のケイ素版化合物として触媒?材料両分野への展开が期待されます。
【概要】
ケイ素は元素周期表で炭素の一つ下にあり、半导体、炭化ケイ素繊维、シリコーンなどの身近な高机能性材料を与える元素です。しかし、ケイ素の场合、机能性炭素（有机）材料によく见られるπ电子系化合物（ベンゼンやフラーレンなど）は通常は安定ではありません。π电子系化合物を构成するπ结合がケイ素の场合は强くなく安定ではないからです。そのため、ケイ素の数が増えるほど、そのπ电子系化合物の合成は难しくなり、5つ以上の连続するケイ素原子上にπ电子を非局在化させた分子の合成は挑戦的な课题でした。
东北大学大学院理学研究科の岩本武明教授、石川朋树大学院生、石田真太郎准教授の研究グループは、五角形のケイ素骨格をもつπ电子系化合物、ペンタシラシクロペンタジエニドの合成に成功し、その分子构造を解明しました。
この化合物は非平面の五角形の骨格が特徴であり、非平面でありながらも、平面五角形の炭素骨格を持つシクロペンタジエニドと同様に非局在化したπ电子と芳香族性を持ちます。そして、ケイ素骨格上でのπ电子の非局在化と、ケイ素上に导入された保护基がこの化合物を安定化していることを明らかにしました。
本成果により合成された化合物は、様々な触媒や机能分子に使われているシクロペンタジエニドのケイ素版化合物であり、ケイ素を基盤とした新たなπ電子系化合物として触媒および材料両分野への幅広い展開が期待されます。
本研究成果は、日本时间2月6日午前4时に科学雑誌厂肠颈别苍肠别のオンライン版に掲载されました。
図1. ペンタシラシクロペンタジエニドの合成
【用语解説】
注1. ケイ素：元素周期表で炭素の一つ下に位置する14族元素。地殻にある元素の中で、酸素に次いで豊富な元素。半導体、炭化ケイ素繊維（東北大学で開発された超高耐熱材料）、シリコーン等の私たちの身の回りで活躍する機能材料の核となる元素で、炭素との結合をもつ有機ケイ素化合物は合成化学でも広く活用されています。
注2. π電子系化合物：π結合をもつ化合物の総称。π結合は二重結合や三重結合を構成する結合で、分子の電子状態や機能を司る。
注3. 芳香族性：ベンゼンなどの芳香族化合物の高い安定性を説明する概念。現在では分子の磁気的性質の指標としても用いられる。
注4. シクロペンタジエニド：五角形の炭素骨格を持つ電荷 ?1の有機化合物。環骨格炭素原子上に非局在化した6つのπ電子を持つ代表的な芳香族化合物の一つで様々な金属触媒の配位子として利用されています。世界で初めて合成された有機金属化合物フェロセンにも使われています。この化合物の前に「ペンタシラ」がつくと、「5つの炭素をケイ素に置き換えた」、という意味になります。
【论文情报】
タイトル：Silicon Cyclopentadienides Featuring a Nonplanar 6π Aromatic Si5 Ring
著者：Takeaki Iwamoto,* Tomoki Ishikawa, Shintaro Ishida
*责任着者 东北大学大学院理学研究科化学専攻教授 岩本武明
掲载誌：厂肠颈别苍肠别
顿翱滨：
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学大学院理学研究科化学専攻
教授 岩本 武明（いわもと たけあき）
罢贰尝：022-795-6558
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（报道に関すること）
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
罢贰尝：022-795-6708
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