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2006 年度 実績報告書

チエニルポルフィリン類を用いた共役ポリマーの合成と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 18039036
研究機関東京理科大学

研究代表者

小柳津 研一  東京理科大学, 総合研究機構研究部, 助教授 (90277822)

研究分担者 湯浅 真  東京理科大学, 理工学部, 教授 (40192801)
キーワードポルフィリン / ポリチオフェン / 配向 / 共役系 / 超臨界二酸化炭素 / 導電性 / 電極触媒 / ドープ
研究概要

本研究は、メソ位3-チエニル基置換されたポルフィリンを用いてポルフィリンとポリチオフェンからなる全共役系の高分子錯体を合成し、連鎖に沿ったポルフィリン環の配向が無秩序から共面配列まで階層的に制御された一連のp共役連鎖を創出することを目的とする。物質移動が顕著に促進される超臨界二酸化炭素中での電解重合により、精密な積層膜を構築する。これを用いて、ポリチオフェン鎖がポルフィリン部位の酸化還元における電子移動経路を提供することを実証し、高効率な電子移動触媒およびエネルギー変換系としての可能性を明らかにする。本研究の結果、類例のない全共役系ポルフィリンーポリチオフェン複合体を提供することに成功し、ポリチオフェンに沿ったポルフィリン環の配列制御や人工格子の構築に展開すると共に、ポリチオフェンを電子伝達経路に用いてポルフィリンのレドックス活性を向上させた。具体的成果を以下に述べる。
(1)チエニルポルフィリン類の設計と合成 ポルフィリンーポリチオフェン複合体の単量体としてチエニルポルフィリンを合成し、中心金属を導入した。チエニル基の置換位置の違いに基く生成ポリマーの高次構造の多様性により薄膜物性に差異が生じることを明らかにした。
(2)化学酸化重合によるポリマー合成 チエニルポルフィリン類を化学酸化重合し、ポルフィリン配向度の高いHT-HT型ポリマーを得た。ポルフィリン環の立体障害が緩和された共重合体を合成し、立体規則性を保ちながらポルフィリン環の配向度が制御された一連の誘導体に展開した。各種スペクトルからポルフィリンの整列度を解析し、成膜性と導電性を有する配向ポルフィリン集積体として確立した。
(3)電解重合による薄膜化 常温常圧下におけるチエニルポルフィリン類の電解重合を経て、超臨界二酸化炭素環境下における電解重合へ展開し、膜厚や配向度が精密制御された高密度ポルフィリン集積膜を作製した。ナノレベルの超構造薄膜を形成しうる材料としての性質を、構造と相関させてまとめた。
(4)多重積層膜の構築と機能開拓 超臨界二酸化炭素中で得られる平滑・高密度の導電性薄膜を用いて、膜厚がナノメータレベルで制御された積層構造を構築した。ポルフィリン環に局在するHOMOの高いエネルギーレベルにより極めて高いエネルギーレベルにより極めてp-ドーブ容易なポルフィリン-ポリチオフェン複合体として確立した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Active Oxygen Species by Potentiometry2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, K.Eguchi, Y.Toyoda
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu 64(in press)

  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of A π-Conjugated Hybrid of Oligothiophene and Porphyrin2006

    • 著者名/発表者名
      K.Oyaizu, M.Hoshino, M.Ishikawa, T.Imai, M.Yuasa
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci., A 44

      ページ: 5403-5412

  • [雑誌論文] Fabrication of Electrodes for Highly Sensitive Detection of a Superoxide Anion Radical by Electropolymerization of Thienylporphyrins in the Presence of Thiophene and Application to Active Oxygen Sensors2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, H.Murata, M.Ishikawa, S.Tsutsui, M.Namba
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu 63

      ページ: 427-431

  • [雑誌論文] Improved Activity of Cathode Catalysts for Fuel Cells by Optimizing the Conditions for Preparation of Carbon Particles Modified with Cobalt-polypyrrole Complex2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, H.Murata, K.Tanaka, M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu 63

      ページ: 601-606

  • [雑誌論文] Investigation of Carbon Materials as Supports for Metalloporphyrins Used for Cathode Catalysts in Fuel Cells2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, M.Kitao, K.Fujita
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu 63

      ページ: 607-612

  • [雑誌論文] Controlled Oxidation of Dextran for Evolution of Polyether Segment Bearing Pendant Carboxyl Groups for Corrosion Inhibition Applications2006

    • 著者名/発表者名
      K.Oyaizu, A.Yamaguchi, T.Hayashi, Y.Nakamura, D.Yoshii, Y.Ito, M.Yuasa
    • 雑誌名

      Polym. J. 38

      ページ: 343-348

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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