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πースタック型導電性ビニルポリマーの合成と機能

Research Project

Project/Area Number 23655092
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

中野 環  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (40227856)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsπスタック構造 / 導電性ポリマー / アニオン重合 / ラジカル重合 / チオフェン / 立体構造 / ジベンゾフルベン
Research Abstract

チオフェン含有πスタック型ポリマーの原料となるモノマーとして4-メチレンシクロペンタ[2,1-b;3,4-b']ジチオフェン(MCPDT)の合成法を確立した。3-ブロモチオフェンとn-BuLiの反応により3-リチオチオフェンを調製し、これをチオフェン-3-カルバルデヒドと反応させてジ(3-チエニル)メタノールを得た。これをヨウ素化してビス(3-(2-ヨウ化チエニル))メタノールとしたのち、PCCでアルコール残基を酸化し、さらに銅触媒により縮環させてシクロペンタ[2,1-b;3,4-b']ジチオフェン-4-オンを合成した。これにMeMgBrを加えて、4-メチルシクロペンタ[2,1-b;3,4-b']ジチオフェン-4-オールとした後にp-TsOHを用いて脱水し、MCPDTを得た。MCPDTをn-BuLiを用いてアニオン重合したところ効率よくポリマーが得られた。また、ラジカル重合でもポリマーが得られた。いずれの重合法で得られたポリマーもπスタック型構造を有することを明らかにした。但し、
研究を通じて、MCPDTモノマーは空気中の酸素と反応してビニル型でない構造を有する高分子を与えることが見出されたため、モノマーの保存・及び重合反応は窒素下で行う必要があることが分かった。アニオン重合およびラジカル重合のいずれでもπスタック型の高分子が得られたが、ラジカル重合体のほうが若干コンホメーション選択性が低いことが示唆された。加えて、ラジカル重合体はアニオン重合体に比べて良好な溶解性を示した。これは、わずかな構造の乱れによって分子鎖聞の相互作用が弱くなったためと推定される。
さらに、新しいπスタック型高分子として側鎖にメトキシエトキシ基を有するポリジベンゾフルベン誘導体の合成に成功した。この高分子は無置換体に比べてはるかに高い溶解性を示した。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Research-status Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Molecular Mechanism of Polyacrylate Helix Sense Switching across Its Free Energy Landscape2013

    • Author(s)
      Adriana Pietropaolo
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 135 Issue: 15 Pages: 5509-5512

    • DOI

      10.1021/ja4002508

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Chirality Induction to an Achiral p-Conjugated Polymer by Circularly Polarized Light2012

    • Author(s)
      Y. Wang, T. Sakamoto, and T. Nakano (T. Nakano)
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Issue: 13 Pages: 1871-1873

    • DOI

      10.1039/c2cc17027b

    • Related Report
      2012 Research-status Report 2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A chiral p-stacked vinyl polymer emitting white circularly polarized light2011

    • Author(s)
      K. Watanabe, T. Sakamoto, M. Taguchi, M. Fujiki, and T. Nakano (T. Nakano)
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 47 Issue: 39 Pages: 10996-10998

    • DOI

      10.1039/c1cc13711e

    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric Anionic Polymerization of 2,7-Bis(4-t-butylphenyl)fluoren-9-ylmethyl Methacrylate and Photoinduced Structural Transition of the Obtained Polymer2011

    • Author(s)
      Kento Watanabe , Takeshi Sakamoto, Tamaki Nakano
    • Journal Title

      Chirality

      Volume: 23

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      2011 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthesis and Structure of a pi-Stacked Polydibenzofulvene Derivative Bearing Ether Side Chain2013

    • Author(s)
      Geng LI, Yasuhito KOYAMA, and Tamaki NAKANO
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 側鎖にキサントン残基を有するビニルポリマーの合成と機能2013

    • Author(s)
      杉野寛佳、李コウ、小山靖人、中野 環
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of Circularly Polarized Light-Emitting Chiral Polymers and Photo-driven Synthesis of Polymer Helix2012

    • Author(s)
      T. Nakano
    • Organizer
      12th Japan–Belgium Symposium on Polymer Science
    • Place of Presentation
      Universite Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium
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      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis and Structure of Optically Active Polymers Emitting Circularly Polarized Light2012

    • Author(s)
      T. Nakano
    • Organizer
      17th Malaysian Chemical Congress (17MCC)
    • Place of Presentation
      Putra World Trade Centre, Kuala Lumpur, Malaysia
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      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Circularly Polarized Light-Assisted Synthesis of Optically Active Polymers2012

    • Author(s)
      T. Nakano, Y. Wang, N. Xiao, and S. Muraki
    • Organizer
      The 5th Symposium on Molecular Chirality of Chinese Chemical Society & International Chiral Meeting
    • Place of Presentation
      Zhangjiajie Education and Training Base, Zhangjiajie, China
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      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Chirality Induction to a Polymer Chain Using Circularly Polarized Light2012

    • Author(s)
      T. Nakano
    • Organizer
      Cambodian Malaysian Chemical COnference (CMCC)
    • Place of Presentation
      Angkov Century Resort & Spa, Siem Reap, Cambodia
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    • Invited
  • [Presentation] 円偏光発光材料としてのキラルポリフルオレン誘導体の合成と構造2011

    • Author(s)
      渡辺 顕士・坂本 猛・中野 環
    • Organizer
      第60回高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
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      2011 Research-status Report
  • [Book] Polymer Science: A Comprehensive Reference2012

    • Author(s)
      T. Nakano and Y. Okamoto
    • Total Pages
      7760
    • Publisher
      Elsevier BV.
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://polymer.cat.hokudai.ac.jp/

    • Related Report
      2011 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発光素子2013

    • Inventor(s)
      北海道大学、住友化学
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学、住友化学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-100512
    • Filing Date
      2013-05-16
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高分子化合物の変性方法及び変性された高分子化合物を含む膜の製造方法2012

    • Inventor(s)
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • Industrial Property Rights Holder
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2012-04-25
    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高分子化合物の変性方法及び変性された高分子化合物を含む膜の製造方法2012

    • Inventor(s)
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • Industrial Property Rights Holder
      中野 環、坂本 猛、東村 秀之、小林 憲史
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2012-04-26
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 有機半導体化合物2012

    • Inventor(s)
      中野 環、東村 秀之、田中 健太
    • Industrial Property Rights Holder
      中野 環、東村 秀之、田中 健太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2012-05-25
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 有機半導体化合物2011

    • Inventor(s)
      中野 環、坂本 猛、田中健太、東村秀之
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学・住友化学
    • Filing Date
      2011
    • Related Report
      2011 Research-status Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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