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Advance

Sato Soichi

    Department of Applied Chemistry　Professor
    Course of Applied Chemistry　Professor
    Research Institute of Industrial Technology　Researcher
Last Updated :2025/04/25

Researcher Information

Degree

  • Doctor of Science（1994/03 University of Tsukuba）

Research funding number

  • 90280908

ORCID ID

J-Global ID

Research Interests

  • 超原子価化合物   三方両錐形   ハイパーバレント化合物   ヘキサアリールパーテルラン   光学活性   6配位   テトラアリールテルラン   速度論的安定化   リガンドカップリング反応   八面体構造   カルコゲヌラニルジカチオン   Pseudorotation   超分子化学   酸化還元電位   応答性分子   配位結合   レドックス物質   カルコゲヌラン   

Research Areas

  • Nanotechnology/Materials / Inorganic and coordination chemistry / Main Group Element Chemistry
  • Nanotechnology/Materials / Synthetic organic chemistry / Main Group Element Chemistry
  • Nanotechnology/Materials / Structural/physical organic chemistry / Main Group Element Chemistry

Academic & Professional Experience

  • 2022/04 - Today  Toyo UniversityFaculty of Science and EngineeringProfessor
  • 2018/04 - 2020/03  Tokyo Metropolitan University理学部化学科Associate Professor
  • 2006/10 - 2018/04  Tokyo Metropolitan University都市教養学部都市教養学科理工学系化学コースAssociate Professor
  • 2003/12 - 2004/03  University of TsukubaDepartment of ChemistryAssociate Professor
  • 1998/05 - 2003/11  University of TsukubaTARA CenterLecturer
  • 1998/04 - 1998/05  University of Tsukuba先端学際領域研究(TARA)センターAsistant
  • 1995/10 - 1998/03  University of TsukubaDepartment of Chemistry, TARA CenterAsistant

Association Memberships

  • The Society of Physical Organic Chemistry, Japan   

Published Papers

MISC

Research Grants & Projects

  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2012/04 -2015/03 
    Author : SATO Soichi
     
    We have succeeded the synthesis, isolation, and structure ditermination of chalcogenonium (telluronium and selenonium) salts bearing three ppy ligans. These structure have a hexa-coordinated and a distorted octahedral structure with only facial configuration. These properties of compounds were estimated by DFT calculation. We found that the orbital of lone electron pair locate on central chelcogen atoms. These results indecate that these compounds are new species which have [14-Ch-6]+(Ch = Se, Te). Furthermore, in order to estimate the bond properties between chalcogen atoms and nitrogens, these compounds were calculated by AIM (Atoms in Molecule) alalysis. The Ch-N moieties were characterized by the week bonds.
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2006 -2009 
    Author : NABESHIMA Tatsuya; SATO Soichi; AKINE Shigehisa; IKEDA Chusaku; YAMAMURA Masaki
     
    Artificial molecules with synergistic functions have received much attention not only for allosteric molecules but also for sophisticated functionalized molecular devices. Metal-metal interaction, metal-typical element interaction and metal-ion interaction are known to considerably affect structure and properties and functions of metallo-supramolecules. In this study we design and synthesize responding metallo-supramolecules whose structures and functions can be regulated by such interactions. Selected target molecules are metallo-supramolecules based on pseudomacrocycles, multi-nuclear complexes bearing oxime and Schiff base moieties, complexes of multi-dentate dipyrrin derivatives, etc.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2006 -2007 
    Author : 鍋島 達弥; 秋根 茂久; 池田 忠作; 佐藤 総一
     
    外部因子応答性の機能性分子の研究が近年活発に行われるようになってきたが、多段階の協同性や応答性、これを利用したlogic gateといった動的機能を有する分子は興味深いターゲットであるにもかかわらずその報告例は非常に少ない。そこで本研究では配位結合を利用した自己集積により、柔軟な構造をもつ多元応答性配位空間の構築を行い、分子情報の伝達や機能の変換および増幅を目指した研究を進めた。そこで配位結合による自己組織化・自己集積化による機能場の創成を構築の基本的ストラテジーとした。さらにこの場に、ゲストの添加、酸化還元など外部因子を用いた構造および機能に対する摂動を加えることによって、協同的で動的な機能の多段階制御の実現が可能な配位空間の創出を目指した。 擬クリプタンドによる応答性配位空間の創出として以下の検討を行った。球状配位空間として、正八面体型の鉄一ビピリジン錯体部を構成要素とする擬クリプタンド型アニオンレセプターを設計した。認識場となる空間を包み込むように三つの尿素部位を導入し、効果的なアニオンの包接にふさわしい構造とした。この系においては、認識場の近傍に位置する鉄一ビピリジン錯体部とゲストの静電相互作用の大きさをレドックスにより変化させることで、アニオン認識能を劇的に変化させることに成功した。また我々が開発した新規配位子であるsalamoのC字型誘導体を基本骨格に用い、静的構造および動的性質(配座変換・化学反応)の制御として、「球状配位空間」に取り込まれるイオンの種類に応じた錯林分子の動的な配座変換(らせん反転)速度の制御を実現することができた。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2000 -2002 
    Author : AKASAKA Takeshi; NAGASE Shigeru; WAKAHARA Takatsugu; SATO Soichi; OKAMURA Mutsuo
     
    Derivatization of fullerenes and endohedral metallofullerenes by the addition of silicon compounds has been developed. It is expected that these silicon derivatives will constitute an important stepping stone on the way to the material, catalytic, and biological applications. The chemical derivatization of endohedral metallofullerenes is especially interesting, since it could lead to new physical and chemical properties which the fullerene derivatives do not have, and provides a new stage in the chemistry of the endohedral metallofullerenes.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2000 -2001 
    Author : 佐藤 総一
     
    我々が新たに開発した、高効率ヘキサアリールパーテルランの合成法を用いて、まずトリス(2,2'-ビフェニリレン)パーテルラン1を合成した。このテルラン中心原子のテルル上に6配位、2座配位子を3つ持つため、Δ,Λの光学異性体のラセミ体として存在している。これを光学活性カラムにて分割し、それぞれの性質を旋光計、CDスペクトル、UVスペクトルにて観測した。超原子価化合物としては、初めて中心原子上に不斉源を持つ化合物の単離例となり、さらには、今まで理論計算の結果からのみ否定されてきた、3組の3中心4電子結合に関与するd軌道の度合いが、CDスペクトルのd-d^*遷移の吸収の有無にて、初めて実験的に明らかになった。 炭素リガンドのみならず、他の元素が直接中心原子に配位したカルコゲナジカチオン種の合成を試みた。利用する超原子価化合物はKapovitsタイプのジオキシカルコゲヌランで、この化合物群を一旦酸化してオキシスルフランとし、その後トリフルオロメタンスルホン酸無水物にて脱酸素反応を行うことによって、対応するカルコゲナジカチオンの創製を試みる。このタイプのオキシスルフラン、カルコゲナジカチオンの報告はなく、新規化合物となる。また非対称型のリガンド、または酸素原子をリガンドとして持つため、反応性についても従来のものと全く異なった挙動が期待できる。また得られたジカチオン種の安定化を図るため、ベンゼン環の6位に嵩高い置換基を導入し、速度論的安定化を試みた。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 1999 -2000 
    Author : FURUKAWA Naomichi; SATO Soichi; KOBAYASHI Kenji; HORN Ernst
     
    Both electronic and steric interaction work among the multiple chalcogen elements arranged appropriately in the molecules. In general, the repulsive forces predominantly work in the dicoordinated chalcogen elements. On the other hand, when one generates a cation at one of the chalcogen atoms in the molecule by oxidation, other dicoordinate chalcogen elements react with the cationic center by the attractive forces to form the stable dications between the two elements. Furthermore, this dication reacts cumulatively with other chalcogen elements to create a new chemical bonds having a hypervalent structure at the central chalcogen elements in the molecule. We have found that the dication species become a strong electron withdrawing property and activate the carbon atoms attached at the chalcogen elements of the dication. In the present investigation, we report the following results : 1) by using the previous procedure, we succeeded to generate new active chemical species, i.e., carbocations, ketenes, and carbens. We also succeeded to generate first organo-dicoordinated sulfur and selenium cations(R-S^+, R-Se^+). Furthermore, we could generate benzodithiete by the reaction of 2-benzylthiophenyl benzyl sulfoxide with Tf_2O. 2) 2, 6-Bisphenylchalcogenylmethylphenyl(or 2, 6-bisdimethylaminomethyl)phenyl telluride reacts with NOBF_4 to afford dication bearing a hypervalent tellurane structure at the central tellurium atom. By using this oxidation reaction we found a new remote oxidation reaction of the analogous molecules which have multi phenylenethio moiety as a spacer in the molecule. This reaction gave the oxidized product at the chalcogen atom at the separated position from that of the initial reaction site. We proposed that this new type of oxidation reaction should be called a remote oxidation and a new type of chemical reaction. 3) We identified the formation of the tetracation by following the 1^H-NMR spectorscopy on treatment of 1, 4-methylthiomethylsulfinylbenzene with CF_3CO_2H and as an extension of this reaction we could prepare various active polythiapoly cations from which cyclic polyphenylenepolysulfides were prepared.
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1998 -1999 
    Author : 佐藤 総一
     
    カルコゲヌラニルジカチオンは中心原子上に4つの配位子、また2つの正電荷を有する非常に珍しい化学種である。近年我々は、ビフェニリレン基を2つ有するスルフラニルジカチオンを安定に単離する事に成功し、そのX線結晶構造解析により立体構造も明らかにし既に報告した。今回我々はKapovitsリガンドを有するビスアシロキシスルフランを出発原料とし、これにジメチルスルホキシド存在下、トリフルオロメタンスルホン酸無水物を作用させたところ、対応するスルフラニルジカチオン化合物の生成をNMRにて確認した。単離も試みたが空気中の湿気等に不安定であり、容易に対応するスルホニウム塩に変化した。上記の方法はスルフラニルジカチオンの新たな生成法となる。反応機構としてはおそらくジメチルスルホキシドがトリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応し、スルホニウム塩となった後、これがスルフランと反応して硫黄間にて結合したジカチオン種が発生する。ここからジメチルスルフィドが脱離する事により、目的化合物であるスルフラニルジカチオンが生成しているものと予想される。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 1997 -1998 
    Author : 古川 尚道; 佐藤 総一
     
    2ヶのカルコゲン原子が接近した状態で2電子酸化すると、化学結合としては全く新しいジカルコゲナジカチオンが生成する。このジカチオンは環状化合物やアリール置換体では通常安定で、1,5-ジカルコゲナシクロオクタン骨格を持つ、S,Se,Teのジカチオンは単離され構造が決められている。しかし、非環状の化合物、例えばビフェニルのo,o'位、ナフタレンの1,8-位にアルキルカルコゲニル基を有する化合物では、酸化すると容易に脱アルキル化が進行し、チオスルフォニウム塩のような塩が定量的に得られた。この脱アルキル化反応を上記のカルコゲン化合物と2-メチルチオメチルフェニルアルキルスルフィド(1a)、セレニド(1b)、テルリド(1C)をモデル化合物とし、NOBF_4を用いた-CH_3CN中での酸化反応を行った。(1a)〜(1c)について反応をそれぞれ^1H-NMRにより追跡した所、いずれもジカチオンが生成するが安定性はTe>>Se>Sとなり、Te体のジカチオンは非常に安定な形で単離できた。この反応は-40℃以下で行ったが反応温度の上昇により1a,lbはアルキル基がEt,Pr,i-Pr等では脱アルキルが起こり、その際アルキル基はいずれも炭素カチオン体としてCH_3CNにトラップされ、加水分解によりN-アルキルアセトアミドに変化した。この反応の機構は速度論的実験、光学活性な1-フェネチル基を用いた立体化学の研究より、SNI型の反応で進行し、通常のSNl反応では生成し難い一級のカルボカチオンが生成することを見出した。またジカチオン種の安定性についてのab initio分子軌道計算から、ジカチオンの中心原子の電気陰性度の減少と共に脱離するアルキル炭素とカルコゲン原子間の結合次数が増加するためという結論が得られ、実験結果をよく説明している。この結果はカルコゲンジカチオンの生成により分子が強く活性化され、モノカルコゲニウムカチオンの反応より、10^<10>以上の反応性を示すことが明白になった。同様に分子内では相互作用が考え難い、1,3-,1,4-ビスアルキルチオベンゼンでは同じ条件で2分子間でのジカチオン(テトラカチオン)の生成を経由する反応を新たに見出し、新しい活性カルコゲン分子創製に成功した。

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