π-共役系、有機金属導電性高分子の合成と物性

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04640585
• 研究機関: 慶応義塾大学
• 研究代表者: 西原 寛 慶応義塾大学, 理工学部化学科, 助教授 (70156090)
• キーワード: π共役高分子 / 有機金属錯体 / メタラサイクル / コバルタシクロペンタジェン / ポリアルキルフェニレン / アレーン錯体

研究概要

π共役有機金属錯体高分子の新規合成法として以下に示す二種の方法を開発した。その一つはM^5-シクロペンタジエニルビス(トリフェニルホスフィン)コバルトと4、4^´-ジエチニルビフェニルおよびp-ジエチニルベンゼン類との反応によるポリ(4、4^´-ビフェニレンコバルタシクロペンタジエニレン)およびポリ(コバルタシクロペンタジエニレンp-フェニレン)類を合成する方法である。この反応はメタラサイクル形成反応を高分子合成に利用した最初の例である。合成したコバルタシクロペンタジエニレン高分子錯体は長く共役したπ電子系に基づく強い吸収を500nm付近にもつ。この可視吸収スペクトルや電気化学測定より求めた酸化電位と還元電位より算出したバンドギャップの値は 1、2〜1、8eVとこれまでに知られているπ共役高分子の値と比較して小さい部類の値であり、またイオン化ポテンシャルは3、9〜 4、2eV程度であった。これらの新規高分子の導電率などの他の物性値についても明らかにした。
第二のπ共役有機金属錯体高分子の合成法は、可溶性のπ共役有機高分子を配位子として用いる方法である。可溶性π共役高分子の合成法として、長鎖アルキル基をもつベンゼン誘導体の電解酸化重合によるポリ(n-アルキルフェニレン)の合成法を確立した。これらの高分子をクロムやモリブデンのカルボニル錯体と反応させることにより、アレーンメタルトリカルボニルユニットを含む可溶性のπ共役有機金属錯体高分子を合成した。これらの新規高分子錯体の導電率、電気化学的性質などを明らかにし、特にπ共役系の電子移動とレドックス伝導の混成による導電率の上昇を観測した。

研究成果

• [文献書誌] H.Funaki,K.Aramaki H.Nishihara: "A Novel π-Conjugated Organometallic Polymer,Molybdenum Tricarbonyl Modified Poly(n-hexylphenylene)" Chemistry Letters. 2065-2068 (1992)
• [文献書誌] A.Ohkubo,K.Aramaki H.Nishihara: "Synthesis of a Novel π-Conjugated Organometallic Polymer,Poly(4,4'-biphenylene 2,5-cobaltacyclopenta-2,4-dienylene),by Metallacycling Polymerization (MCP)" Chemistry Letters. 271-274 (1993)
• [文献書誌] H.Nishihara,H.Funaki,T.Shimura,K.Aramaki: "Synthesis of organometallic Conducting Polymers Using Soluble Poly(n-alkylphenylene)s as Ligands" Synthetic Metals. 印刷中.
• [文献書誌] H.Nishihara,A.Ohkubo K.Aramaki: "Synthesis of π-Conjugated organometallic Polymers Based on Metallacyclization Reactions" Synthetic Metals. 印刷中.
• [文献書誌] K.Sakamoto,K.Aramaki H.Nishihara: "Fabrication of a Polymer Trilayer Structure Acting as a Photoelectric Cell at Interdigitated Array Microelectrodes" Chemistry Letters. 印刷中.