| 研究実績の概要 |
本研究は、触媒的C-H結合活性化を鍵とする新しい分子変換反応及び触媒系の開発により、明確に設定した標的化合物、すなわち、ｎ型有機半導体材料として官能基化フラーレン及びその部分骨格を効率的合成し、優れたｎ型半導体の新機能を創出することを目的とした。平成27年度では研究計画通り、新しいdispiro[fluorene-9,5'-indeno[2,1-a]indene-10',9''-fluorene] (DSFIIF)構造の構築と物性解明および有機薄膜太陽電池の標準アクセプター材料PCBMの新規合成法の開発に成功した。
１．π共役縮環骨格にジフルオレンのスピロ環を有する化合物は、有機EL素子の発光材料やキャリア輸送材料として最近注目されている。我々は、FeCl3酸化剤の存在下、（9-フルオレニリデン）ジアリールエタン（DFDPE）が一電子酸化反応を伴うスピロ環化反応により、インデノインデンπ縮環骨格にフルオレン構造を有する新規ジスピロ環化合物（DSFIIF）を高収率で与えることを見出した。特に，ジエステル置換基を有するジスピロ環は溶液中で0.94という高い蛍光量子収率を示した。
２．58π電子構造有するフラーレン誘導体PCBMは現在有機薄膜太陽電池の効率的な標準電子アクセプター材料として幅広く応用されている。しかし、今までの合成法は、収率や選択性が低く、実際に実用化に向けて使うとなるとコストや合成スケールなどの問題も多く、この問題を解決するのが研究課題になっている。我々は[60]フラーレンとmethyl 5,5-dibromo-5-phenylpentanoateの反応において、マンガン粉末を1,2-dichlorobenzeneとDMSO混合溶媒で用いると反応が室温でスムーズに進行し、対応するPC61BMが90％以上の高い収率で得られることを見出した。本方法を用いることで、PC71BMや56π電子を有するbis-PCBMやICBMの効率的合成も可能になった。
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