| 研究課題/領域番号 |
17K05977
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
西長 亨 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (30281108)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 自己組織化 / オリゴチオフェン / 金微粒子 / ラジカルカチオン |
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| 研究実績の概要 |
ポリエチレンジオキシチオフェン（PEDOT)は、最も成功した導電性高分子であるが、その部分構造であるEDOT(E)のオリゴマーは、酸素置換基の高い電子供与性によりカチオン種を高度に安定化させうるものの、３量体（E3)で既に難溶であるため、そのオリゴマーのラジカルカチオン種のπダイマー形成能に関する研究は限定的であった。本研究において、可溶性のエチル基を２個組み込んだプロピレンジオキシチオフェン（ProDOT（P))とE体を組み合わせた混合オリゴマー分子を探索し、その中でE2-P(Et)2体の両端をメチルチオ基でキャップした分子が、可溶性、ラジカルカチオン種の安定性、およびπダイマー形成能を併せもつ分子であることを見い出した。さらに、EDOTやProDOTのみで構成されるオリゴマーでは、第１酸化電位と第２酸化電位が融合し、ラジカルカチオンがジカチオンと中性種へと不均化してしまうのに対し、今回合成したE2P2体では、E2部分がP2部分よりドナー性が高いために第１酸化電位と第２酸化電位が有意に拡がり、不均化が起こりにくくなったために、ラジカルカチオン状態が安定化できたため、πダイマー形成能を示すことも明らかにした。
一方、２個のイソプロピル基を導入したProDOTモノマーの合成が可能であることを確認し、その３量体の両端をメチルチオ基でキャップした分子P(iPr)3を合成した。さらにP(iPr)3をSbCl5で化学的に酸化し、再結晶させたところ、ラジカルカチオンとジカチオンが混在したと思われる単結晶が得られ、そのX線結晶解析の結果から、オリゴマーのπ系が嵩高いイソプロピル基により引き離されることが示され、この部分がπ系を被覆する効果があることがわかった。
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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
EDOTとProDOTを組み合わせたオリゴマーユニットがπダイマー形成能を示すことを明らかにした。また、イソプロピル基を導入したProDOTがπ系を被覆する効果を示すことも確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
末端基R＝SHをもち、末端基側から２個ProDOTで被覆させたEDOT混合の部分被覆４量体を合成し、金微粒子上に吸着させる。さらに酸化種の安定性とπダイマー形成能を確認して行く。
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