金属-金属間に結合性相互作用を持つ3核トリウムクラスター
Tri-thorium Cluster with Metal-Metal Bonding Interaction
金属-金属間結合を有する金属錯体分子は，一般に金属クラスター分子と総称される。金属クラスター分子は，金属-金属間結合が関与する触媒作用や，特異な電気的・磁気的性質など，クラスター固有の化学的性質を示すため，dブロック遷移金属を中心に多くの金属クラスター分子が合成されてきた。一方，アクチノイド-アクチノイド結合を有する化合物は，これまで気相中で分光化学的に観測されたU2，Th21）や，低温マトリクス中でのU2H2，U2H4などの例に限定され，安定に単離可能なものは未知であった。
最近，KaltsoyannisやLiddleらは，η8-C8H8配位子を有するTh錯体2を，［K2｛C4（SiMe3）4｝］（1）で還元することで，Th3核クラスター3が高収率で合成できることを明らかにした,2）。一方，KC8を用いた反応では3は低収率のみで得られ，可溶性還元剤の活用が重要であることが示唆される。単結晶X線構造解析の結果，Th-Th間の距離は3.9947（5），3.9896（4） Åであり，Van der Waals半径の和より短い。Ramanスペクトルでは，Th-Th結合に由来する吸収が72, 105 cm－1に観測され，理論的に予測されたTh3骨格に由来する伸縮振動の値と良い一致を示した。理論化学的な検討から，Th3骨格は3中心2電子のσ-芳香族性の結合性相互作用を有することが示されている。σ-芳香族性は，H3＋やLi3＋における研究に加え，最近ではPd3核クラスター分子でも報告されている3）。本研究により，アクチノイド-アクチノイド結合を持つクラスター分子が構築できることが実証された。
1） T. Steimle et al., J. Phys. Chem. A 2015, 119, 9281.
2） N. Kaltsoyannis, S. T. Liddle et al., Nature 2021, 598, 72.
3） M. Malacria et al., Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 1987.
砂田祐輔 東京大学生産技術研究所