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2019 年度 実績報告書

直接的アリール化重合のための混合配位子触媒の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03055
研究機関京都大学

研究代表者

小澤 文幸  京都大学, 化学研究所, 名誉教授 (40134837)

研究分担者 脇岡 正幸  京都大学, 化学研究所, 助教 (50598844)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード直接的アリール化重合 / 混合配位子触媒 / 共役系高分子
研究実績の概要

1.ベンゾジチオフェン誘導体(BDT)とトリアゾール誘導体(BTz)の交互共重合体について,ホモカップリング欠陥が太陽電池特性に及ぼす影響を調べた.具体的には,混合配位子触媒を用いて合成した以下の3種類のポリマーについて,バルク-ヘテロ接合型有機薄膜太陽電池を作成し,その特性を比較した.まず,ほぼ完璧な交互共重合体と,2種類のうちの1種類のホモカップリング欠陥を含むポリマーを合成した(P1: ホモカップリング欠陥 <2%; P2: BDT-BDT欠陥 = 20%; P3: BTz-BTz欠陥 = 19%).続いて,太陽電池特性を調べたところ,BDT-BDT欠陥によって特性が低下するのに対し,BTz-BTz欠陥の影響は極めて小さいことがわかった.さらに,右田-Stilleカップリング重合生成物(P4: BDT-BDT欠陥 = 6%, BTz-BTz欠陥 = 8%)には,2種類のホモカップリング欠陥が相当量含まれているにも関わらず,その太陽電池特性はP1と同等であることがわかった.今後さらなる検討が必要ではあるが,BDT-BDT欠陥とBTz-BTz欠陥は,その影響を互いに打ち消し合うために,P1とP4は同等の特性を示すものと推定された.
2.混合配位子触媒を用いて,ポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)の末端構造と分子量の制御について検討した.具体的には,末端修飾剤である2-フェニルチアゾール(PhTz)の存在下で,2-ブロモ-3-ヘキシルチオフェン(ThBr)を重合させた.その結果,PhTz由来の骨格が高い割合で末端に導入されたP3HTが得られ,その重合度(分子量)は,ThBrとPhTzの仕込み比と近い値になることがわかった.さらに,得られたP3HTは,直接的アリール化に反応活性なC-H結合を有しており,T字形のトリブロモアレーンとの反応でT字形のポリマーへと転化できた.

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。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Mixed-Ligand Approach to Palladium-Catalyzed Direct Arylation Polymerization: Synthesis of Donor?Acceptor Polymers Containing Unsubstituted Bithiophene Units2020

    • 著者名/発表者名
      Wakioka Masayuki、Morita Hazuki、Ichihara Nobuko、Saito Masahiko、Osaka Itaru、Ozawa Fumiyuki
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 53 ページ: 158~164

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b02298

    • 査読あり
  • [学会発表] 高選択的直接的アリール化重合によるπ共役ポリマーの合成:太陽電池特性に及ぼすホモカップリング欠陥の影響2020

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・鳥居直弘・斎藤慎彦・尾坂 格・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] 高選択的直接的アリール化重合によるチオフェン置換ジケトピロロピロールとジチエニルエテンの交互共重合体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・石塚里沙・小澤文幸
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] パラジウム触媒直接的アリール化重合:π共役系高分子の簡便かつ高精度な合成法2019

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      有機化学研究会(白鷺セミナー) 第85回講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次元拡張型π共役系高分子の合成とその配向性2019

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸
    • 学会等名
      第4回MAIRS ワークショップ:薄膜・分子吸着の構造にどこまで迫れるか
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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