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直接的アリール化重合のための混合配位子触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03055
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 合成化学
研究機関京都大学

研究代表者

小澤 文幸  京都大学, 化学研究所, 名誉教授 (40134837)

研究分担者 脇岡 正幸  京都大学, 化学研究所, 助教 (50598844)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2017年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード直接的アリール化重合 / 混合配位子触媒 / π共役系高分子 / 共役系高分子
研究成果の概要

C-H結合の活性化を利用するパラジウム触媒直接的アリール化重合(DArP)は,π共役系高分子の簡便合成法として注目されている.しかし,DArPでは,所望とするC-H結合以外でC-C結合形成が起こり,ポリマー鎖に分岐や架橋が生じて生成物が不溶化することがある.本研究では,P(2-MeOC6H4)3にTMEDAを組み合わせた,我々独自の混合配位子触媒を用いることにより,ポリマー不溶化の問題を劇的に改善できることを明らかにした.さらに,混合配位子触媒を用いて合成されたポリマーが,従来法である右田-Stille型クロスカップリング重合の生成物と,同等以上の有機電子デバイス特性を示すことを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機電子デバイスの基盤材料であるπ共役系高分子の多くは,現在,右田-Stille型クロスカップリング重合により合成されているが,合成に多くの工程を要し,高毒性の有機スズ化合物が副生するため,工業化には不適とされている.その解決策として直接的アリール化重合(DArP)が注目されているが,標的としないC-H結合の活性化に伴う分岐と架橋の発生が問題となっている.我々は,二種類の補助配位子の機能分担により触媒活性と反応選択性の両立を図る混合配位子触媒を開発し,この問題に抜本的な解決策を示した.高性能触媒の開発に基づく本研究の成果は,有機電子デバイスの開発研究にさらなる進展をもたらすものと期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Mixed-Ligand Approach to Palladium-Catalyzed Direct Arylation Polymerization: Synthesis of Donor?Acceptor Polymers Containing Unsubstituted Bithiophene Units2020

    • 著者名/発表者名
      Wakioka Masayuki、Morita Hazuki、Ichihara Nobuko、Saito Masahiko、Osaka Itaru、Ozawa Fumiyuki
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 号: 1 ページ: 158-164

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b02298

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Catalysts for Direct Arylation Polymerization (DArP)2018

    • 著者名/発表者名
      Wakioka Masayuki、Ozawa Fumiyuki
    • 雑誌名

      Asian Journal of Organic Chemistry

      巻: 7 号: 7 ページ: 1206-1216

    • DOI

      10.1002/ajoc.201800227

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a 1,2-Dithienylethene-Containing Donor-Acceptor Polymer via Palladium-Catalyzed Direct Arylation Polymerization (DArP)2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Natsumi Yamashita, Hiroki Mori, Yasushi Nishihara, Fumiyuki Ozawa
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 23 号: 4 ページ: 981-981

    • DOI

      10.3390/molecules23040981

    • NAID

      120006510297

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] パラジウム触媒直接的アリール化重合(DArP)の開発2017

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸, 小澤文幸
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 75 号: 8 ページ: 810-820

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.75.810

    • NAID

      130005966748

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高選択的直接的アリール化重合によるπ共役ポリマーの合成:太陽電池特性に及ぼすホモカップリング欠陥の影響2020

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・鳥居直弘・斎藤慎彦・尾坂 格・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高選択的直接的アリール化重合によるチオフェン置換ジケトピロロピロールとジチエニルエテンの交互共重合体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・石塚里沙・小澤文幸
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒直接的アリール化重合:π共役系高分子の簡便かつ高精度な合成法2019

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      有機化学研究会(白鷺セミナー) 第85回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次元拡張型π共役系高分子の合成とその配向性2019

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      第4回MAIRS ワークショップ:薄膜・分子吸着の構造にどこまで迫れるか
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パラジウム触媒によるベンゾジチオフェン類の高選択的直接的アリール化重合2019

    • 著者名/発表者名
      鳥居直弘・脇岡正幸・斎藤慎彦・尾坂 格・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒直接的アリール化重合:π共役系高分子の新規簡便合成法2018

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly Selective Direct Arylation Polymerization Catalysts for the Synthesis of π-Conjugated Polymers with Least Defect Formation2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Fumiyuki Ozawa
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Organometallic Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高選択的直接的アリール化重合により合成された1,2-ジチエニルエテン含有DAポリマーの構造とFET特性2018

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・山下菜摘・森 裕樹・西原康師・小澤文幸
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高選択的直接的アリール化重合によるベンゾジチオフェン含有DAポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      鳥居直弘・脇岡正幸・斎藤慎彦・尾坂 格・小澤文幸
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] π共役ポリマーの精密合成のための高性能直接的アリール化重合触媒2018

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・山下菜摘・森田葉月・市原暢子・小澤文幸
    • 学会等名
      第65回有機金属化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 直接的アリール化重合による1,2-ジチエニルエテン含有DAポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・山下菜摘・森田葉月・市原暢子・小澤文幸
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Highly Efficient Palladium Catalysts for Precise Synthesis of Donor-Acceptor Conjugated Polymers via Direct Arylation Polymerization (DArP)2018

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Natsumi Yamashita, Naohiro Torii, Hazuki Morita, Nobuko Ichihara, Fumiyuki Ozawa
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1,2-ジチエニルエテン含有 DA ポリマーの構造制御合成と異性化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      第3回pMAIRS ワークショップ:分子配向解析の波及効果
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 混合配位子触媒による高選択的直接的アリール化重合:ベンゾジチオフェン含有DAポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      鳥居直弘・脇岡正幸・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会 (1B2-35、3月20~23日、日本大学船橋キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 直接的アリール化重合による1,2-ジチエニルエテン含有DAポリマーの構造制御合成とその光異性化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      山下菜摘・脇岡正幸・森 裕樹・西原康師・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会 (1B2-36、3月20~23日、日本大学船橋キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高性能直接的アリール化重合触媒の開発 (第32回若い世代の特別講演)2018

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会 (3B1-31、3月20~23日、日本大学船橋キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Poly(3-hexylthiophene) via Highly Selective Direct Arylation Polymerization: Control of Molecular Weight and End Groups2018

    • 著者名/発表者名
      Kai Xu, Masayuki Wakioka, Fumiyuki Ozawa
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会 (3A8-51、3月20~23日、日本大学船橋キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mixed-Ligand Palladium Catalysts for Highly Selective Direct Arylation Polymerization (DArP)2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Fumiyuki Ozawa
    • 学会等名
      International Symposium on Pure & Applied Chemistry 2017 (ISPAC 2017) (June 8-10, 2017, Ho Chi Minh City, Vietnam)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高選択的パラジウム触媒によるジチエニルエテンの直接的アリール化重合2017

    • 著者名/発表者名
      山下菜摘・脇岡正幸・森 裕樹・西原康師・小澤文幸
    • 学会等名
      第64回有機金属化学討論会 (P3-75、9月7~9日、東北大学川内キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム触媒によるビチオフェン類の高選択的直接的アリール化重合2017

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・森田葉月・山下菜摘・市原暢子・小澤文幸
    • 学会等名
      第120回触媒討論会 (2C04、9月12~14日、愛媛大学城北キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 直接的アリール化重合:π共役系高分子の新簡便合成法2017

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      第4回次世代の有機化学・広島シンポジウム (10月6日、広島大学東広島キャンパス)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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