| 研究課題/領域番号 |
20K15128
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
稲田 雄飛 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 助教 (90770941)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | ピレノファン / ナノカーボン / キャリア輸送層 / 有機半導体 / デバイス |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、有機半導体を発光層に用いた電流注入型レーザーデバイスの発光効率を改善するため、『ねじれ形ピレノファン』（以下、目標分子と記述）という分子を用いた新たな高移動度キャリア輸送層の開発を目指す。
実施計画で提案した目標分子の合成経路は、1,6-ジブロモピレン（DBP）を出発原料とし、（I）メチル化、（II）ブロモ化、（III）四級アンモニウム化、（IV）アニオン交換、（V）Hoffman脱離・環化付加の５工程からなる。前年度は、一段階目で得られた1,6-ジメチルピレン（DMP）の二つのメチル基のうち片側のみをブロモ化する反応を試みた。NMR分析によってブロモ化の進行が示唆された。以下、本年度に実施した実験の概要について述べる。
前年度の最後に行ったDMPのブロモ化反応を再度行った。NMR分析によって反応を追跡したところ、前年度に比べて反応進行度は低下し、臭素化剤や開始剤を追加しても反応が進まない問題が生じた。臭素化剤と開始剤の当量を検討したが、前年度の結果を再現できなかった。最終的には、溶媒の脱水処理が反応進行度を低下させており、購入した溶媒をそのまま用いると反応進行度が大きくなることが明らかとなった。
反応進行度を改善後、反応液をNMR分析した。目的化合物（DMPのモノブロモ化体）以外にも、副生成物として、DMPのメチル基が二つとも臭素化されたと見られる化合物（ジブロモ化体）の生成が示唆され、その比率は約２：１と見積もられた。これらの分離方法として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを試みたが、目的化合物の単離には至らなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
次の３点が主な理由である。
① 昨年度に引き続き、本年度も新型コロナウイルス感染症対策により、当初の予定よりも研究時間が大幅に減少した。学生実験の定員減少に伴う実施回数の拡大など、研究以外の業務に割く時間が増えたままであった。
② DMPのブロモ化反応の再現がとれず、原因が分かるまでかなりの時間を要した。
③ DMPのブロモ化反応において、目的化合物の単離に苦慮し、かなりの時間を要した。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記の「研究実績の概要」で述べた通り、本年度は２段階目の工程に取り組んだ。昨年度よりも反応進行度は増大したが、目的化合物の単離に課題がある。次年度は、カラムクロマトグラフィーの展開溶媒を見直すとともに、再結晶、再沈殿などの精製方法も試みる。これらと並行し、収率の低下が見込まれるが、ジブロモ化体が生成しないよう、あえて臭素化剤の当量を減らし、出発物と分離する案も試す。その上で、３段階目以降の工程に進み、ねじれ形ピレノファンの合成を目指す。さらに、これに分子配向制御技術を適用し、ねじれ形ピレノファンのキャリア輸送層としての有用性を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度が本研究の最終年度であったが、研究の進捗が遅れているため、事業期間をさらに１年間延長した。次年度使用額は、かなり少額であり、実験消耗品に充てる。
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