触媒的酸素酸化カップリングを利用したπ共役高分子の合成

• 研究課題/領域番号: 25810070
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 桑原 純平 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70466655)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: π共役高分子 / 触媒的酸化カップリング

研究成果の概要

π共役高分子は太陽電池や有機ＥＬ素子への利用が期待される材料である。このπ共役高分子を従来よりも低コストかつ低環境負荷な手法で合成可能にすることを研究の目的とした。合成工程における化学修飾の回数を削減する合成経路を開拓することで、コストや廃棄物の低減が可能になった。さらに従来の方法では、高分子合成の際に金属やハロゲンを含む副生成物が生じるが、本研究で見出した重合反応ではH20しか副生しない。この特長は、環境負荷の低減に加えて得られる高分子の高純度化に寄与する。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanistic Studies and Optimisation of a Pd-catalysed Direct Arylation Reaction Using Q1 Phosphine-free Systems (2015)
  • 著者名/発表者名: Junpei Kuwabara, Masaru Sakai, Qiao Zhang and Takaki Kanbara
  • 雑誌名: Org. Chem. Front 巻: 2 号: 5 ページ: 520-525
  • DOI: 10.1039/c4qo00351a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Bithiazole-based Crystalline Polymers via Pd-Catalyzed Direct C−H Arylation (2015)
  • 著者名/発表者名: Wei Lu, Junpei Kuwabara, Masahiro Kuramochi, and Takaki Kanbara
  • 雑誌名: J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem 巻: 53 号: 11 ページ: 1396-1402
  • DOI: 10.1002/pola.27611
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Effect of Solvent in Direct Arylation Polycondensation of Substituted Thiophenes (2015)
  • 著者名/発表者名: Junpei Kuwabara, Kohtaro Yamazaki, Takuya Yamagata, Wataru, Tsuchida, and Takaki Kanbara
  • 雑誌名: Polym. Chem 巻: 6 号: 6 ページ: 891-895
  • DOI: 10.1039/c4py01387e
  • NAID: 120007130385
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct Arylation Polycondensation of Bithiazole Derivatives with Various Acceptors (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Kuramochi, Junpei Kuwabara, Wei Lu, and Takaki Kanbara
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 42 号: 21 ページ: 7378-7385
  • DOI: 10.1021/ma5014397
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two-Step Direct Arylation for Synthesis of Naphthalenediimide-Based Conjugated Polymer (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuta Nohara, Junpei Kuwabara, Takeshi Yasuda, Liyuan Han, and Takaki Kanbara
  • 雑誌名: J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem 巻: 52 号: 10 ページ: 1401-1407
  • DOI: 10.1002/pola.27140
  • 査読あり
• [学会発表] Synthesis of Highly Pure, High-Molecular-Weight Conjugated Polymers by Direct Arylation Polycondensation for Improving the Performance of Organic Photovoltaics (2014)
  • 著者名/発表者名: Junpei Kuwabara, Takeshi Yasuda, Seong Jib Choi, Wei Lu, Koutarou Yamazaki, Shigehiro Kagaya, Liyuan Han, Takaki Kanbara
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2014)
  • 発表場所: Tsukuba International CongressCenter (EPOCHAL TSUKUBA)
  • 年月日: 2014-12-04
• [学会発表] 高純度なπ共役高分子の合成と太陽電池特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑原 純平、野原 雄太、神原 貴樹
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] 各種置換基を導入したチオフェンをモノマーとする直接アリール化重縮合の最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑原純平、山崎光太郎、神原貴樹
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 （名古屋）
  • 年月日: 2014-05-29
• [学会発表] 有機薄膜太陽電池材料の高純度化と製造コスト低減を可能にする合成法の開拓 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑原純平、神原貴樹
  • 学会等名: 第3回 JACI/GSCシンポジウム
  • 発表場所: 東京国際フォーラム （東京）
  • 年月日: 2014-05-23
• [学会発表] C-H結合の直接アリール化反応を利用した共役系高分子材料の効率的合成
  • 著者名/発表者名: 野原雄太、桑原純平、安田剛、 韓礼元、神原貴樹
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
• [学会発表] New Synthetic Approach for π-Conjugated Polymers
  • 著者名/発表者名: Junpei Kuwabara
  • 学会等名: 1st Symposium of Korea-Japan Joint Project for Carbon Nanotube Electro-Optical Study
  • 発表場所: Ito Campus, Kyushu Univ.
  • 招待講演