2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Grid-like Extended pi-Electron Systems Based on 5-6-5 Fused Aromatic Rings.
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20K15352
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
陣内 青萌 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40861042)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光触媒 / 有機半導体 / 有機色素 / π共役化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題ではπ共役系を縦横に拡張することが可能な5-6-5 縮環型π共役化合物の幾何学的特徴を切り口として、π共役系が交差状に拡がった二次元のπ電子ネットワークを有する高機能有機半導体の創製を試みる。２０２１年度は分子の上下方向・左右方向への位置選択的な逐次的化学修飾が可能なベンゾジチオフェンを電子供与性ユニット (ドナーユニット (D)) として、電子受容性ユニット (アクセプターユニット (A)) であるベンゾチアジアゾール誘導体を長軸方向に導入した A-D-A 型連結化合物を合成した。さらに、本 A-D-A 型連結化合物をモノマーユニットとして、鎖状ポリマー化合物の合成も達成した。得られたドナー・アクセプター連結化合物を光触媒として使用し、酸化還元指示薬の分解試験を実施した。その結果、いずれもドナーユニットやアクセプターユニットの非連結体 (単量体) と比較して指示薬の分解が加速されることが明らかとなった。本試験の結果より、ドナー化合物とアクセプター化合物の適切な連結によって光触媒活性が向上することが明らかとなった。また本年度は上記のドナー・アクセプター連結化合物が酸化還元指示薬の分解のみならず、電子移動を伴う分子変換反応へ応用できることを見出した。
以上、本年度はグリッド状π電子系の構築に向けた単量体化合物やポリマー化合物の合成を達成し、対応する非連結体 (単量体) と比較して優れた機能を発現するドナー・アクセプター連結化合物を見出すことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は光・電子機能を有するπ電子分子を縦横に (交差状に) 連結したπ電子空間を構築することによって、機能性ユニットの機能集積化を基盤とした新機軸の高機能有機半導体を提案することである。研究開始時の計画では、光機能性ユニットである BODIPY や、電子受容性ユニットであるピロリミットイミドを側鎖に導入したグリッド状π電子ネットワークを構築する計画であり、その一部は前年度までに達成することができた。本年度は光触媒活性を有する電子受容性化合物であるベンゾチアジアゾール誘導体をドナーユニットに連結した化合物を開発することができた。当初の研究計画で期待した通り、本連結体は上記モノマーと比較して優れた光触媒活性を示した。本結果は光レドックス触媒の開発や用途開拓に重要な知見をもたらす結果と期待される。本年度はグリッド状π電子系の構築に向けた単量体化合物・ポリマー化合物の合成を達成し、良好な光・電子機能を有する化合物の開発に成功していることから、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究成果として、良好な光触媒活性を有するドナー・アクセプター連結化合物の開発に成功した。次年度はこれらのドナー・アクセプター連結化合物をもとに、さらなる高活性触媒の開拓を推進するとともに、優れた光触媒反応速度を活かした用途開拓も推進する。さらに、電子受容性側鎖ユニットの化学構造制御を通じて、優れた光・電子機能を有する交差π共役ポリマーの創製に取り組む。
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| Causes of Carryover |
光反応照射装置の納期が次年度５月以降となり、持ち越しとしたため。
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Research Products
(14 results)
