複素芳香環間の電荷移動構造による高誘電率ポリマーの構築

• Project/Area Number: 18655090
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山本 隆一 Tokyo Institute of Technology, 資源化学研究所, 教授 (10016743)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 高分子機能材料 / 高誘電性ポリマー / 分子内電荷移動 / 誘電体物性 / 高分子合成 / 分極性置換基 / 誘電率 / 光学的性質

Research Abstract

主鎖に沿った電荷移動構造及び、ニトロ基やヒドロキシル基等の分極性置換基を有する芳香環系ポリマーを合成した。たとえばジニトロチオフェンやベンゾチアゾール,ピリダジンは電子受容性単位であるのに対して、ジアルコキシベンゼンは電子供与性単位である。そして、この電子受容性単位と電子供与性単位が交互に結合して生成するポリマーは電荷移動構造を持つ。そして、この電荷移動構造及びニトロ基等の分極作用により、同ポリマーには高誘導率が期待される。本年は、この様な分子構造を有する新規ポリマーを、パラジウム錯体を用いるC-Cカップリング重縮合により合成した。得られたポリマーは有機溶媒に可溶であり、キャスト法により良好なフィルムとすることができた。そして、このフィルムについて誘導率を測定したところ、2.5以上の高い比誘導率を示すポリマーがあることが分った。また、ポリマーの電荷移動構造を明らかにする目的で、低分子のモデル化合物を合成し、その単結晶構造をX線回折法により明らかにした。この低分子モデル化合物は長い領域において電荷移動構造を有すると考えられる固体構造を有し、またその固体構造に基づく2次非線形光学発光現象を示した。さらに、分子内電荷移動構造を有するパイ共役高分子で自己集積を行うものについて、大きなFaraday rotationを示すことを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis and Chemical Properties of Dielectric Polyphenylenes with Nitro Group (2009)
  • Author(s): M. Abe, M. Tokita, J. Watanabe, Y. Sakai, T. Yamamoto
  • Journal Title: J. Appl. Polym. Sci Ill Pages: 2426-2435
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrochemical and Chemical Dopiong Behavior of Bithiophene-Bithiazole Copolymer (2008)
  • Author(s): S. Otsuka, H. Fukumoto, T. Yamamoto
  • Journal Title: Bull. Chem. Soc. Jpn 81 Pages: 536-538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Luminescent π-conjugated poly(aryleneethynylene)s consisting of plural aromatic units : Preparation and systematic studies on their optical properties (2008)
  • Author(s): T. Morikita, T. Yasuda, T. Yamamoto
  • Journal Title: Reactive & Functional Polym 68 Pages: 1483-1491
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New luminescent 1,2,4-triazole/thiophene copolymers: Synthesis, characterization, and optical properties (2007)
  • Author(s): T. Yasuda, K. Namekawa, T. Iijima, and T. Yamamoto
  • Journal Title: Polymer 48 Pages: 4375-4384
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemical and Electrochemical Oxidation of Thiophene-Pyridine and Thiophene-Pyrimidine Co-Oligomers in Solutions (2007)
  • Author(s): A. Kumagai, H. Fukumoto, and T. Yamamoto
  • Journal Title: Chem. B 111 Pages: 8020-8026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of Soluble Polypyrrole with -C≡C-p-C_6H_4-hexyl Side Chains at the N-Position and Its Self-assembling Behavior (2007)
  • Author(s): R. Yamashita, T. -A. Koizumi, S. Sasaki, and T. Yamamoto
  • Journal Title: Polym. J. 39 Pages: 1202-1206
  • NAID: 10019785513
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular Alignment Studied by X-ray Diffraction Analysis and Optical Properties of Vacuum-Deposited Thin Films (2006)
  • Author(s): A.Kumagai, Y.Fujiwara, T.Yamamoto
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 45
• [Journal Article] Synthesis and Basic Optical Properties of New π-Conjugated Thiophene-Pyridine Co-oligomers (2006)
  • Author(s): H.Fukumoto, A.Kumagai, Y.Fujiwara, T.Yamamoto
  • Journal Title: Heterocycles 68 Pages: 1349-1357
• [Journal Article] Synthesis of Nitropyridine-Based π-Conjugated Polymers and Their Chemical Properties (2006)
  • Author(s): B.-K.Choi, T.Yamamoto
  • Journal Title: J. Appl. Polym. Sci 102 Pages: 1763-1767
• [Journal Article] Modification of soluble polyphenylene by Friedel-Crafts reactions : Introduction of benzyl and toluoyl groups (2006)
  • Author(s): M.Abe, T.Yamamoto
  • Journal Title: Synth. Met 156 Pages: 1118-1122
• [Journal Article] Synthesis and chemical properties of new soluble aromatic polyketones with cross π-conjugated systems (2006)
  • Author(s): M.Abe, T.Yamamoto
  • Journal Title: Synth. Met 156 Pages: 1390-1395
• [Presentation] New π-Conjugated Polymers Prepared by Organometallic Polycondensation (2008)
  • Author(s): Takakazu. Yamamoto
  • Organizer: 1 8th Iketani Conference
  • Place of Presentation: 兵庫県淡路市
  • Year and Date: 2008-10-23
• [Presentation] 燐光発光性ポリケトンの合成とその諸物性 (2007)
  • Author(s): 山本 隆一・阿部 正宏
  • Organizer: 第56回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2007-09-19