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2017 年度 実績報告書

有機薄膜太陽電池の限界突破を指向した長距離励起子拡散長π共役系の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K13945
研究機関埼玉大学

研究代表者

古川 俊輔  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (70625590)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード有機薄膜太陽電池 / 高周期14族化合物 / テトリレノイド / 面外異方性分子
研究実績の概要

本研究を遂行する過程で,予想外の2つの発見をした.1つ目は,最も重い14族テトリレノイド(プルンビレノイド)の合成単離に初めて成功したことである.2つ目は,ヘテラスマネン骨格構築法を検討する過程で,表裏の2面性をもつπ共役分子の創製を達成したことである.
テトリレン(R2E:)にアニオンが付加した化学種テトリレノイド([R2E-X]-)は,テトリレン等価体としての興味からケイ素,ゲルマニウム,スズ類縁体の合成が報告されているものの,もっとも高周期の鉛類縁体の合成は達成されていなかった.本研究では,イオン性結晶の初期検討として,π共役5員環の最小骨格化合物としてプルンバシクロペンタジエニリデン1を選定し,これにハロゲン化物イオンを作用させる検討を行った.得られた化合物の単結晶X線構造解析を行ったところ,プルンビレンπ骨格にハロゲン化物イオンが垂直に配位したプルンビレノイドであることが明らかとなった.
本研究の目的分子を合成する過程で,表裏の2面性をもつπ共役分子の合成に成功した.目的分子を合成する上で鍵となる反応中間体(ヘキサリチオトリフェニレン)にリン試剤および単体硫黄を作用させたところ,トリフェニレン骨格が3つのリン原子で架橋された分子(トリホスファスマネン)が得られた.本分子は,π共役平面骨格に垂直方向に大きな双極子モーメントを有し,これまでの代表的な面外異方性分子(TiOPcなど)と比較し3倍ほど大きな値であった.本分子を金基板上に塗付したところ,硫黄原子と金原子が選択的に相互作用して吸着され,分子の面外双極子によって金の仕事関数が変化することが明らかとなった.本研究成果は,Journal of the American Chemical Society誌,2017, 139, 5787-5792に掲載された.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Disodium Benzodipyrrole Sulfonate as Neutral Hole-Transporting Materials for Perovskite Solar Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Shang, R.; Zhou, Z.; Nishioka, H.; Halim, H.; Furukawa, S.; Takei, I.; Ninomiya, N.; Nakamura, E.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 140 ページ: 5018-5022

    • DOI

      10.1021/jacs.8b01783

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Properties of Spiro-type Heterasumanenes containing Group 14 Elements as Bridging Atoms2018

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, S.; Hayashi, K.; Yamagishi, K.; Saito, M.
    • 雑誌名

      Mater. Chem. Front.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/c7qm00590c.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Reactivity of a Ruthenocene-type Complex bearing an Aromatic π-Ligand with the Heaviest Group 14 Element2017

    • 著者名/発表者名
      Nakada, M.; Kuwabara, T.; Furukawa, S.; Hada, M.; Minoura, M.; Saito, M.
    • 雑誌名

      Chem. Sci.

      巻: 8 ページ: 3092-3097

    • DOI

      10.1039/C6SC04843A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Triphosphasumanene Trisulfide: High Out-of-Plane Anisotropy and Janus-Type π-Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, S.; Suda, Y.; Kobayashi, J.; Kawashima, T.; Tada, T.; Fujii, S.; Kiguchi, M.; Saito, M.
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 ページ: 5787-5792

    • DOI

      10.1021/jacs.6b12119

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Crystals Based on a Main-Group Coordination Polymer with Alignment of Rigid π Skeletons2017

    • 著者名/発表者名
      Saito, M.; Akiba, T.; Furukawa, S.; Minoura, M.; Hada, M.; Yoshikawa, H. Y.
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 36 ページ: 2487-2490

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.7b00217

    • 査読あり
  • [学会発表] Triphosphasumanenes: Janus-Type π-Conjugated Molecules and Their Out-of-Plane Anisotropy2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Furukawa, Yuki Suda, Masaichi Saito
    • 学会等名
      International Congress on Pure&Applied Chemistry 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Out-of-Plane Anisotropy of Triphosphasumanene Derivatives and Their Application to Organic/Metal Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      古川俊輔,須田祐貴,小林潤司,川島隆幸,多田朋史,藤井慎太郎,木口学,斎藤雅一
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
  • [学会発表] スピロ架橋型ヘテラスマネン類の系統的合成とその性質2017

    • 著者名/発表者名
      山岸健,林敬祐,古川俊輔,斎藤雅一
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会
  • [学会発表] ボウル型ヘテラスマネンを鍵骨格としたヘキサゴナルネットワークの創製2017

    • 著者名/発表者名
      林敬祐,古川俊輔,酒巻大輔,関修平,斎藤雅一
    • 学会等名
      第28回基礎有機化学討論会

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公開日: 2018-12-17  

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