2020 Fiscal Year Annual Research Report
共鳴による反応性差をトリガーとしたπ共役系高分子の精密合成
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19K22211
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
東原 知哉 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50504528)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | π共役高分子 / 環境低負荷 / アルドール縮合 / 電荷移動度 / 半導体材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
π共役高分子は、有機太陽電池や有機トランジスタなどの電子デバイスに用いる半導体材料として広く研究が行われている。これらは一般的に、有機金属官能基やハロゲン元素を有するモノマーと遷移金属触媒とを用いた重縮合によって合成される。しかしながら、得られるポリマー中には、縮合反応の副生物や遷移金属触媒等が残存し、これら不純物がデバイス特性を低下させる原因となることが報告されている。上記課題を解決するため、本研究では、活性αメチレン基とホルミル基とを同一芳香環内に有する新規AB型モノマーの設計とアルドール縮合反応を用いた環境低負荷型合成法の開発を行った。その結果、遷移金属やハロゲンを使用することなく、効率的にポリ(オキシインドリデンチエニレンビニレン)（POTV）を合成することに成功した。本手法で得られたPOTVは1.03×10-4 cm2 V-1s-1のホール移動度を示し、比較的高い半導体特性を有していることが示された。現段階ではPOTVの分子量が低いため、今後分子量を改善することで、さらなるパフォーマンスの向上が期待される。
本手法の一般性を検証するため、メチレンエステル基及びホルミル基とを同一芳香環内に有する含エステルポリチエニレンビニレンの合成を検討し、モノマー前駆体の分子設計に求められる条件を部分的に明らかにした。さらに、メチレンアミド基及びホルミル基とを同一芳香環内に有するモノマー前駆体を用いて含アミドポリチエニレンビニレンの合成を検討し、用いる塩基の対カチオンの大きさや重合溶媒の極性がモノマーの反応性に大きな影響を与えることを見出した。
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