2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヘテロ芳香族のカップリングを利用する鎖状および分岐状オリゴマーの精密合成
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25288049
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
森 敦紀 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90210111)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヘテロ芳香族 / C-Hカップリング / チエニレン－ビニレン / N-ヘテロ環状カルベン / シロキサン結合 / ポリチオフェン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ヘテロ芳香族化合物の効率的な触媒的C-Hカップリング新反応を開発し，鎖状または分岐状のヘテロ芳香族オリゴマー合成を目指し，官能基耐性なカップリング反応，分岐オリゴマー形成のための官能基変換と構造修飾，異種オリゴマー合成，新規な炭素－炭素結合形成法開発をめざして研究を推進している。
平成２７年度には，チオフェン環と炭素－炭素二重結合を交互にもつチエニレン－ビニレン系オリゴマー合成を中心に簡便かつ効率的なステップワイズ合成法の確立をめざした。その合成法として，チオフェン環と臭化ビニルとのクロスカップリング反応を検討した。パラジウムまたはニッケルを触媒金属種としてホスフィン系およびN-ヘテロ環状カルベン系の配位子を有する金属錯体を用いる触媒反応をおこなった。その結果，パラジウムに配位子としてN-ヘテロ環状カルベンを有する触媒が有効に作用することがわかった。チオフェン置換基をもつ臭化ビニルとチオフェンとのカップリング反応をくり返すことで２から４量体のオリゴ（チエニレンビニレン）合成に成功した。
また，チオフェン環側鎖にシロキサン結合をもつ種々のチオフェン誘導体を設計合成した。得られた化合物をニッケル触媒の存在下，重合反応をおこなうことによりポリチオフェンが得られ，その分子量は触媒とモノマーの仕込み比に対応して制御することが可能となった。また，得られたオリゴチオフェン，ポリチオフェン誘導体の物性評価として，それらの溶液および薄膜状態での紫外・可視吸収スペクトルを測定し，π共役系の拡張を評価した。
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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
種々の官能基をもつオリゴチオフェン，ポリチオフェンの合成を順調に達成してきた。側鎖官能基としてシロキサン結合をもつ誘導体において，炭化水素に可溶な誘導体合成に成功し官能基の多様性を拡張することに成功している。
チオフェン環と炭素－炭素二重結合を交互にもつチエニレン－ビニレンオリゴマー合成においては当初の計画ではMizoroki-Heck型反応の利用を考えていたが，ハロゲン化ビニルを利用する方法を用いた方がより効率的に合成可能であることがわかり，方針を変更することで目的の化合物を得ることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画当初に目標としていた，種々の官能基をもつチオフェン誘導体を用い，分岐状オリゴマー，直鎖状オリゴマー，適度なスペーサー分子をもつオリゴマー等の合成が概ね達成されつつあり，最終年度には導入する側鎖官能基を一層拡張し酸素官能基などを有するチオフェン誘導体でのオリゴマー，ポリマー合成を検討する予定である。また，得られたオリゴマーポリマーの物性評価を推進する予定である。
測定する物性としては，計画していた電子材料特性発現のための吸収スペクトル等の分光学的な測定に加え，力学的な物性についても検討していく予定である。
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| Causes of Carryover |
研究計画のうち，オリゴチオフェンおよびポリチオフェンを合成する部分の研究が順調に進捗したため，先に合成を計画していた部分についても優先して合成をめざすことを考えた。その結果，並行して推進する物性評価の一部を順序を入れ替え次年度にまわしたため，物性評価に要する予算についても一部を翌年度に執行する方が研究が有効に推進できると考えたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
オリゴチオフェン，ポリチオフェン誘導体の物性評価をおこなうための化合物大量合成用の試薬，溶剤，触媒等の消耗品費および，物性評価を遂行するための測定装置に付随する各種消耗品等の購入に充てる予定である。また，成果発表のための旅費および原材料合成のための研究補助謝金についても計画している。
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