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2014 年度 実績報告書

直接的アリール化反応を基盤とするリビング重合系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24750088
研究機関京都大学

研究代表者

脇岡 正幸  京都大学, 化学研究所, 助教 (50598844)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード直接的アリール化 / C-H結合切断 / 精密重合 / パラジウム触媒
研究実績の概要

直接的アリール化反応を基盤とするリビング重合系の実現を目指し、まず、高活性な触媒を開発するための知見を収集した。その結果、アセテート架橋の多核錯体[PdAr(μ-O2CMe)(PPh3)]n (C1)が優れた反応中間体のモデルであり、2-メチルチオフェンとの反応により対応する直接的アリール化生成物を定量的に与えることを見出した。そして、錯体C1は、溶液中で単核錯体[PdAr(O2CMe-κ2O)(PPh3)] (C2) との平衡にあり、配位不飽和な錯体C2が真の活性種であることを明らかにした。
最終年度には、これらの知見に基づき2-ブロモ-3-ヘキシルチオフェン (1: ThBr) の重合を行い、リビング重合達成の可能性を探った。Pd[P(o-tolyl)3]2と1から調製した配位不飽和なチエニル錯体{PdThBr[P(o-tolyl)3]}2 (C3)を触媒として用いて重合を行った。その結果、P(2-Me2NC6H4)3 (L1) を添加して重合を行うと、リビング連鎖重合に特徴的な挙動を示すことがわかった。この場合、1の転化率が35%まで分子量の増加は緩慢であったが、転化率が35%を超えると直線的に分子量が増加した。すなわち、重合初期では1のオリゴマー化(逐次重合)が進行し、その後、そのオリゴマーが開始剤となって連鎖重合が進行していることがわかった。この連鎖重合の機構について、種々検討を行ったところ、リビング重合の一種である触媒移動型縮合重合と同様にring-walkingを伴う機構で進行しており、その機構の発現には、ある程度の鎖長を持ったP3HTの存在が必要であることが示唆された。また、以上の挙動はL1に特有な現象であり、その他の配位子を用いた反応では1の転化率が90%を超えるまでポリマー分子量は数百程度であった。すなわち、典型的な逐次重合の進行が観測された。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Remarkable Ligand Effect of P(2-MeOC6H4)3 on Palladium-Catalyzed Direct Arylation2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Yuki Nakamura, Michelle Montgomery, and Fumiyuki Ozawa
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 34 ページ: 198-205

    • DOI

      10.1021/om501052g

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mixed-Ligand Approach to Palladium-Catalyzed Direct Arylation Polymerization: Synthesis of Donor-Acceptor Polymers with Dithienosilole (DTS) and Thienopyrroledione (TPD) Units2015

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Iizuka, Masayuki Wakioka, and Fumiyuki Ozawa
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 48 ページ: -

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.5b00526

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of PAr3 Ligands on Direct Arylation of Heteroarenes with Isolated [Pd(2,6-Me2C6H3)(μ-O2CMe)(PAr3)]4 Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Yuki Nakamura, Yoshihiro Hihara, Fumiyuki Ozawa, and Shigeyoshi Sakaki
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 33 ページ: 6247-6252

    • DOI

      10.1021/om500922n

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 混合配位子系による直接的アリール化重合:高選択性発現機構2015

    • 著者名/発表者名
      飯塚英祐・脇岡正幸・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 直接的アリール化重合によるジケトピロロピロール含有DA型π共役系高分子の合成2015

    • 著者名/発表者名
      高橋里奈・脇岡正幸・小澤文幸
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] P(C6H4-o-OMe)3配位子を用いるパラジウム触媒直接的アリール化反応2014

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・市原暢子・竹谷知祥・小澤文幸
    • 学会等名
      第113回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] パラジウム触媒直接的アリール化反応-P(C6H4-o-OMe)3の特異な配位子効果-2014

    • 著者名/発表者名
      中村友紀・脇岡正幸・小澤文幸
    • 学会等名
      第113回触媒討論会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 2-ブロモ-3-ヘキシルチオフェンのパラジウム触媒直接的アリール化重合における特異な重合挙動2014

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・竹谷知祥・飯塚英祐・中村友紀・後藤 淳・小澤文幸
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学病院キャンパス
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
  • [学会発表] 直接的アリール化重合によるジチエノシロール含有D-A型π共役系高分子の合成2014

    • 著者名/発表者名
      飯塚英祐・脇岡正幸・小澤文幸
    • 学会等名
      第61回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      九州大学病院キャンパス
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
  • [学会発表] Ligand Effects on Direct Arylation of Heteroarenes with Isolated Arylpalladium Complexes2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nakamura, Yoshihiro Hihara, Masayuki Wakioka, Fumiyuki Ozawa, and Shigeyoshi Sakaki
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Royton Sapporo, Sapporo
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
  • [学会発表] A Highly Efficient Catalyst for the Synthesis of Alternating Copolymers with Thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione Units via Direct Arylation Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Yutaro Kitano, Nobuko Ichihara, and Fumiyuki Ozawa
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      Royton Sapporo, Sapporo
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
  • [学会発表] A Highly Efficient Catalyst for the Synthesis of Alternating Copolymers with Thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione Units via Direct Arylation Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Wakioka, Yutaro Kitano, Eisuke Iiduka, Nobuko Ichihara, and Fumiyuki Ozawa
    • 学会等名
      2nd International Symposium on C-H Activation
    • 発表場所
      University of Rennes 1, Rennes, France
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-03
  • [学会発表] 高活性パラジウム触媒によるチエノピロールジオン類の直接的アリール化重合2014

    • 著者名/発表者名
      脇岡正幸・市原暢子・北野裕太郎・飯塚英祐・小澤文幸
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30

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公開日: 2016-06-01  

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