2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of electronic properties of arylated cage-silsesquioxanes based on the development of highly efficient synthetic routes
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17K14530
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井本 裕顕 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (40744264)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 有機無機複合材料 / 構造有機化学 / 有機元素化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
かご型シルセスキオキサン（POSS）の内部には対称性の高いLUMOが存在することや、POSSがπ共役系分子に対して電子アクセプターとして作用することが知られている。しかし、その詳細については実験研究が不足しているために明らかになっていないのが現状である。本研究では、POSSを直接アリール化する反応を開発し、それを利用して様々なアリール化POSSを合成・分析することでPOSSが有する電子材料としての可能性を探求することを目的としている。これまでアリール化POSSを合成するには、前駆体としてアリール化したシランカップリング剤が必要であったが、反応性の高いシランカップリング剤を合成・単離することは容易ではなく、幅広いスクリーニングや系統的な調査の妨げになってきた。本年度は、前年度に行ったロジウム触媒に加えて、パラジウム触媒によってハロゲン化アリールからPOSSを直接アリール化する手法を開発した。前年度から基質の幅を大きく広げ、開発した反応の基質一般性の高さを実証した。さらに、ロジウム触媒によるPOSSの直接的アリール化反応のメカニズムを理論化学計算によって明らかにすることができた。また、かごの一部が欠損した不完全POSS化合物に対しても、開口部へのPd触媒による直接的アリール化反応を開発した。得られたアリール化不完全POSSは、フィラーとしてポリマー中に高濃度で分散できることが明らかとなった。この他にも、不完全POSSを用いた高分子を開発するなど、POSS材料を幅広く展開した。
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