• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

らせん構造制御を基軸とする両極性有機半導体の創製と高性能有機薄膜太陽電池への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17J01940
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関金沢大学

研究代表者

和田 侑也  金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードポリイソシアニド / 不斉増幅 / ラセン構造 / 一次元超分子集合体 / 有機半導体 / 円偏光発光材料 / らせん / キラル分離剤 / 円偏光発光 / オリゴチオフェン / 太陽電池 / らせん構造
研究実績の概要

令和元年度は、アミノ酸から誘導されるイソシアニドモノマーの特異な重合挙動の解明および生成ポリマーの構造に関する研究を実施した。具体的には、グリシン由来イソシアニドモノマーの重合系において、ラセン状ポリイソシアニドを構成単位とする一次元超分子集合体の一段階合成に成功し、それらの超分子構造や重合挙動を調査した。また、光学活性なアラニン由来イソシアニドモノマーとの共重合を行ったところ、一次元超分子集合体形成とともに顕著な不斉増幅現象が観測されたため、その反応や不斉の伝播挙動について調査した。蛍光発光性のπ共役側鎖を導入した新規ポリイソシアニドを合成し、円偏光発光(CPL)材料への応用についても検討を行なった。
グリシン由来イソシアニドの重合挙動を詳細に調査したところ、その重合反応は、典型的な連鎖重合機構ではなく、超分子化を伴って連鎖移動反応が進行することを明らかにし、本重合系の反応機構をtransit-type merry-go-round機構と定義した。
キラルおよびアキラルモノマーの仕込み比を様々に変化させ、共重合を行ったところ、一次元超分子集合体の形成過程で生じる分子内および分子間不斉伝播を介して、構成ユニットであるポリイソシアニドのラセンの巻き方向を効率的に制御できることが分かった。モノマー添加実験を含む詳細な検討から、1つの光学活性ユニットのキラリティ情報が、1300以上のアキラルモノマーユニットに伝播することで、非常に長距離にわたる不斉増幅が達成されることを明らかとした。
蛍光発光性のπ共役側鎖を導入したラセン状ポリイソシアニドから成る一次元超分子集合体がさらにラセン状に集積することを見出し、階層的な不斉増幅を利用した高度なCPL機能の創出および円偏光発光色の制御に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Helical Assemblies of One-Dimensional Supramolecular Polymers Composed of Helical Macromolecules: Generation of Circularly Polarized Light Using an Infinitesimal Chiral Source2020

    • 著者名/発表者名
      Ikai Tomoyuki、Okubo Mitsuhiro、Wada Yuya
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 6 ページ: 3254-3261

    • DOI

      10.1021/jacs.9b13584

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-Step Synthesis of One-Dimensional Supramolecular Assemblies Composed of Helical Macromolecular Building Blocks2019

    • 著者名/発表者名
      Wada Yuya、Shinohara Ken-ichi、Asakawa Hitoshi、Matsui Sayaka、Taima Tetsuya、Ikai Tomoyuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 35 ページ: 13995-14002

    • DOI

      10.1021/jacs.9b07417

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically active triptycenes containing hexa-peri-hexabenzocoronene units2019

    • 著者名/発表者名
      Wada Yuya、Shinohara Ken-ichi、Ikai Tomoyuki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 76 ページ: 11386-11389

    • DOI

      10.1039/c9cc06025a

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 天然由来イソシアニドモノマーの特異な重合挙動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      和田侑也、篠原健一、淺川雅、松井彩香、當摩哲也、前田勝浩、井改知幸
    • 学会等名
      第68回高分子年次会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラセン状ポリイソシアニドの合成とその一次元超分子集合体形成挙動2019

    • 著者名/発表者名
      和田侑也、篠原健一、淺川雅、松井彩香、當摩哲也、前田勝浩、井改知幸
    • 学会等名
      Symposium on Molecular Chirality 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ラセン状ポリイソシアニドを構成単位とする一次元超分子集合体の一段階合成2019

    • 著者名/発表者名
      和田侑也、篠原健一、淺川雅、松井彩香、當摩哲也、前田勝浩、井改知幸
    • 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] グリシン由来イソシアニドモノマーの重合挙動解析: ラセンポリマーから成る一次元超分子集合体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      和田侑也、篠原健一、淺川雅、松井彩香、當摩哲也、前田勝浩、井改知幸
    • 学会等名
      2019年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Triptycene-Based Chiral Functional Molecules/Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Wada, Takumu Yoshida, Seiya Awata, Ken-ichi Shinohara, Tsuyoshi Taniguchi, Katsuhiro Maeda, Timothy M. Swager, and Tomoyuki Ikai
    • 学会等名
      31th International Symposium on Chiral Discrimination (ISCD-31)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天然由来イソシアニドモノマーの特異な重合挙動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      和田侑也, 篠原健一, 淺川雅, 松井彩香, 當摩哲也, 前田勝浩, 井改知幸
    • 学会等名
      第68回高分子年次会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アミノ酸由来イソシアニドモノマーの特異な重合挙動の解析2018

    • 著者名/発表者名
      和田侑也, 高木遊学, 井改知幸, 前田勝浩, 加納重義
    • 学会等名
      第12回超分子若手懇談会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アミノ酸由来イソシアニドモノマーの重合挙動解析及び生成ポリマーの高次構造精密制御2017

    • 著者名/発表者名
      和田侑也, 高木遊学, 井改知幸, 篠原健一, 前田勝浩, 加納重義
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Anomalous Polymerization Behaviors of Alanine-Based Isocyanides with an Oligothiophene Pendant2017

    • 著者名/発表者名
      Yuya Wada, Yugaku Takagi, Katsuhiro Maeda, Shigeyoshi Kanoh, Tomoyuki Ikai
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Center of Excellence for Innovative Material Sciences Based on Supramolecules
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi