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―

この研究の主な対象者
企業・研究者の方
公開日 2025年07月11日

概要

水畑吉行 化学研究所准教授、内田大地 同博士課程学生、行本万里子 同助教（研究当時）、時任宣博 名誉教授、山内光陽 同助教、山田容子 同教授らの研究グループは、水素や二酸化炭素といった小分子の活性化で注目されるゲルミレン（R₂Ge:）の化学を拡張し、炭素原子（メチレン基）で2つのゲルミレン部位を直接つないだ新しい化合物「メチレン架橋1,3-ビスゲルミレン」の合成に世界で初めて成功しました。この分子は、固体では環状の構造（二量体）を形成し、溶液中では元の解離した構造へと可逆的に変化する“動的挙動”を示すという極めてユニークな性質を持ちます。
　この化合物は、従来の安定化された1,3-ビスゲルミレンでは見られなかった高い反応性を持ち、硫黄（S₈）との反応によるかご型分子の構築や、ベンゼンといった安定な芳香族分子の活性化など、これまでにない化学変換を可能にします。本成果は、複数の高反応性元素部位を制御しながら動的に利用できる新たな分子設計の可能性を拓きました。
　本研究成果は、2025年6月23日に、国際学術誌「Angewandte Chemie International Edition」にオンライン掲載されました。さらに本論文は、同誌の「Hot Paper」（注目論文）に選定されました。

研究者のコメント
「研究室内外の多くの知見を融合することで、この成果にたどり着くことができました。架橋原子の違いがここまで大きな違いをもたらすとは予想していませんでしたが、典型元素化学の新たな展開に向けた重要な一歩だと感じています。今回報告した内容以外にも、1,3-ビスゲルミレンが多様な電子構造を持つ化学種や新規な反応性の創出につながることを見いだしています。引き続きその魅力を引き出していきたいと考えています」（水畑吉行）

詳しい研究内容について

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―

研究者情報

研究者名 水畑 吉行
京都大学 教育研究活動データベース 研究者名 Daichi Uchida ORCID 研究者名 行本 万里子 Researchmap 研究者名 時任 宣博
京都大学 教育研究活動データベース 研究者名 山内 光陽
京都大学 教育研究活動データベース 研究者名 山田 容子
京都大学 教育研究活動データベース

書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1002/anie.202508927
  【書誌情報】
Daichi Uchida, Mariko Yukimoto, Norihiro Tokitoh, Mitsuaki Yamauchi, Hiroko Yamada, Yoshiyuki Mizuhata (2025). Reactivity of a Methylene-Bridged 1,3-Bis(germylene) in Dynamic Equilibrium with Its Dimer.Angewandte Chemie International Edition, e202508927.

関連部局

化学研究所