Developments of Hydrogen-transfer Type Addition Copolymerization giving pi-Conjugated Polymers

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14669
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Kiyota Sayori 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術職員 (20376883)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: D(ドナー)―A(アクセプター)型高分子 / π共役高分子 / ルテニウム錯体 / 付加重合 / 交互共重合 / ハロゲンフリー

Outline of Final Research Achievements

DA polymers are polymers in which electron-rich aromatics (donors) and electron-deficient aromatics (acceptors) are alternately bonded, and are expected to be used as conductive polymers and solar cell materials. The current synthesis method for DA polymers is polycondensation using organohalides, so the contamination of halogens has been a problem. Therefore, the aim of this study is the synthesis of DA polymers by addition polymerization. This applicant found out that a ruthenium complex with an oxygen-containing bicyclic diene ligand became a good catalyst for alternating addition polymerization between dialkynylarenes with bis(butadienyl)arenes to give conjugated DA polymers. The fluorescence spectra of the DA polymers showed significant quenching, which were thought to be a property of DA polymers.

Free Research Field

有機金属化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在知られているすべてのDAポリマーの合成法は、芳香族ハロゲン化物をモノマーとする重縮合であり、副生成物として大量のハロゲン塩が発生し、その完全除去は困難であること、さらにポリマー主鎖にも末端のハロゲンから分解が進行することが知られていた。このため、これらの重合体を導電性高分子として用いる際には、ハロゲンを用いない新手法が望まれていた。そこで、ジアルキニルアレーンとビス（ブタジエニル）アレーンとの交互付加重合を実現し、共役ヘキサトリエニル基によりドナーとアクセプターが架橋されたDAポリマー構築法を確立した。