2018 Fiscal Year Research-status Report

高効率C=C結合形成反応を利用した平面性π共役高分子の創製

Research Project

Project/Area Number	18K05223
Research Institution	Konan University
Principal Investigator	木本篤志甲南大学, 理工学部, 准教授 (40464797)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	π共役高分子 / 高分子合成 / 有機半導体 / 電子・電気材料 / 芳香族材料
Outline of Annual Research Achievements	これまでの研究で、目的とする剛直な主査骨格を有する高平面性高分子を得るために、溶解性の問題はある程度クリアしている一方、C=C結合形成反応の探索が不十分であった。そこで、本年度は重合反応に適用可能な高収率で進行する新たなC=C結合形成反応、および条件を探索した。具体的には前駆体の活性メチレンとイミン間においてアニリンが脱離する縮合反応が生起しチオインジゴを形成することに着目した。まずモデル反応として、活性メチレンモノマー（A）から合成したイミンモノマー（B）とAとの反応を試みた。その結果、目的とする二量体モデル物質を得ることに成功した。従来の酸化反応による合成法と収率を比較すると、数%であった収率が大きく向上した。さらに封管反応条件により、15%程度にまで収率が向上した。この反応条件を用いて、オリゴマーの合成へと展開した。すなわち、二官能性のイミンモノマーを同様の合成手順により合成し、これをAと反応させることで、三量体オリゴマーの合成を試みた。その結果、収率が低いながらも目的とする三量体の合成に成功した。得られた三量体は二量体と比較して、強い分子間相互作用に基づく会合能が高いことが明らかになった。これと並行して、チオインジゴ形成反応以外のイミンと活性メチレンの交換反応を検討した。アントラキノンから容易に得られるアントラキノンジイミンと活性メチレンの反応を検討した。その結果、ある種の活性メチレンを有する化合物との反応が容易に進行することを見出した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 今年度の研究を通して、C=C結合形成反応の高効率化は達成した。その結果、モデル物質に関しては物性評価に十分な量を得られるようになってきている。また、次年度に向けて、今回見出した条件を用いてオリゴマーの合成検討を行うとともに、別のモノマーユニットを用いた検討も行っていることから概ね順調に進展していると考えている。
Strategy for Future Research Activity	今年度C=C結合形成反応の高効率化を達成したものの、反応収率は未だに低く、これをそのまま重合反応に適用しても高分子を得ることは期待できない。今後はさらに反応の収率を向上させるために条件の検討を行うとともに、別のモノマーについても並行して検討する。
Causes of Carryover	当初予定していた消耗品に使用予定であった経費に関しては学内の競争的資金ですべて賄うことができた。また、学会発表に必要な旅費に関しては北海道で行われる予定であった学会（第67回高分子討論会）が震災のため中止となり、執行されなかった。また、それと前後して、研究の遂行状況より、新たに種々の反応を加速するマイクロウェーヴ合成装置を本反応に適用することで、本研究課題を次の段階に進めることを目指すこととした。以上の理由により、次年度使用額が生じることとなった。