| 研究課題/領域番号 |
16K06851
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪市立工業研究所 |
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研究代表者 |
岩井 利之 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 有機材料研究部, 研究主任 (20416291)
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| 研究分担者 |
伊藤 貴敏 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 有機材料研究部, 研究室長 (60416295)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | マイクロリアクター / フロー合成 / フラーレン / メタノフラーレン / 有機薄膜太陽電池 / ヒドラゾン / 硫黄イリド |
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| 研究実績の概要 |
平成28年度はスルホニウム塩とフラーレンC60から異性化工程を経ず直接[6,6]PCBMを合成可能な硫黄イリド法によるフローマイクロ合成の検討を試みた。
まずバッチ法での条件をフロー系に適用し、数十秒程度の滞留時間での検討を試みたところ、リアクター内では反応が完結しておらず、リアクターから採取した反応液の径時変化を観察したところ、バッチ法と同様数時間かけて反応が進行していることが確認できた。すなわち、バッチ法で反応に用い有機塩基であるDBUではフロー系で用いるに十分な反応速度で硫黄イリドを発生させることができていないことが明らかとなった。そこでフロー系に適用可能な有機塩基の探索を行ったところ、バッチ法において5分以内に反応を完結させることの可能な有機超強塩基を見出すことができた。
さらに、この有機強塩基を用いてフロー系での最適条件探索を試みることとした。DBUを塩基とした際と同様、T字型ミキサーを混合器として用いたところ、送液速度の上昇とともにフラーレンへの硫黄イリドのモノ付加体であるPCBMの収率が向上した。これは送液速度の上昇による混合効率の向上がその理由であると考えられることから、より混合性能の高い混合器での検討を行ったところ、PCBMの収率はさらに向上した。送液速度、滞留時間、試薬の等量比などの検討を進め、現在PCBMの収率がバッチ法よりも10％程度上回る収率60%を超える条件を見出すことができた。
次年度以降はさらなる収率向上と、初年度に導入した送液ポンプを用いた連続送液による大量合成の検討を実施する。また、初年度での検討が遅れている水系ヒドラゾン法についてもその検討を加速させる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成28年度は光異性化フロー反応の検討を行うとともに、フラーレンC60から[6,6]PCBMを直接合成する水系二層系反応を用いたフローマイクロ合成へ展開する予定であったが、光異性化用のナトリウムランプや送液ポンプとともに用いるサンプルインジェクターの選定・導入に当初の想定よりも時間を要してしまった。そこで、硫黄イリド法による[6,6]PCBM合成について、フローマイクロ合成法での予備検討を前倒しすることでその進展を図り、バッチ法を大きく上回る収率でPCBMを合成できる条件を見出した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度に検討を進める予定であった光異性化フロー反応の検討と、フラーレンC60から[6,6]PCBMを直接合成する水系二層系反応を用いたフローマイクロ合成へ展開について、平成28年度分の遅れを取り戻すべくその検討を加速する。また、今年度中に導入予定であるもう一台の送液ポンプの導入による、3液混合でのフロー合成についても検討を進めたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
科研費申請時の当初計画では、中・高圧送液ポンプを3台導入する予定であったが、交付決定時の初年度予算額で中・高圧送液ポンプを3台導入することになると、実験消耗品等の購入に影響が出る可能性があったために、研究計画上最低限必要な2台を初年度に導入し、もう1台を次年度に導入することとした。そのため、次年度の実験消耗品購入に差し支えないよう、初年度に導入した中・高圧送液ポンプ1台、及び関連消耗品の半額程度を次年度に繰り越すこととした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
科研費申請時の当初計画にあるように本研究課題では中・高圧送液ポンプを3台導入する予定である。初年度に導入した2台に加えて、もう1台を初年度の予算繰り越し分と2年目の予算から支出する。その他実験消耗品や旅費等は当初の計画に基づいて支出する予定である。
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