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2014 年度 実績報告書

PAH-遷移金属ハイブリッド化合物を基盤とする新電子材料開発

研究課題

研究課題/領域番号 25620158
研究機関筑波大学

研究代表者

渕辺 耕平  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (10348493)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード有機半導体 / フッ素 / 多環式芳香族炭化水素 / 環化反応 / 触媒 / パラジウム / インジウム / プリンタブル
研究実績の概要

本研究課題ではまず、フッ素置換アルケン類の特異な反応性を利用して、種々の多環式芳香族炭化水素(PAH)の触媒的合成を実現した。
第一に、1,1-ジフルオロアレン(CF2=C=CR1R2)に臭化インジウム触媒を取り合わせ、その求電子的活性化をトリガーとするドミノ反応(連続反応の一種)を開発した。これらの反応により、位置選択的にフッ素置換したPAH(ピンポイントフッ素化PAH)を高収率で合成した。第二に、1,1-ジフルオロアルケン(CF2=CR1R2)の求電子的活性化にも挑戦した。この場合、触媒としてはカチオン性パラジウム種が適しており、用いる1,1-ジフルオロアルケンに応じたピンポイントフッ素化PAHを高収率で得ることに成功した。
これらピンポイントフッ素化PAHと遷移金属とのπ錯体はいずれも不安定であり、本研究課題の目的の一つであったこれらの単離は困難であったが、その一方でピンポイントフッ素化PAHそのものが、高溶解性有機半導体化合物として動作することも、明らかとした。
すなわち、フッ素置換基は種々の特異な電子的性質を有しており、ピンポイントフッ素化PAHには耐酸化性・溶解度・電荷移動度の向上等が見込まれた。そこで、合成した一連のピンポイントフッ素化ピセン(5個のベンゼン環がジグザグ状に連結)を題材にそのキャリア移動度を測定したところ、13-フルオロピセンにp型の半導体特性が発現することが確認された。一方、一連のピンポイントフッ素化ピセンの有機溶媒への溶解度を測定したところ、フッ素非置換ピセンに比べて最大で25倍という高い溶解度が見られた。有機半導体化合物の溶解度は、プリンタブルな電子デバイス作成を実現する上で、きわめて重要な性質である。

  • 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 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Organocatalytic, Difluorocarbene-Based S-Difluoromethylation of Thiocarbonyl Compounds2015

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, K.; Bando, M.; Takayama, R.; Ichikawa, J.
    • 雑誌名

      J. Fluorine Chem.

      巻: 171 ページ: 133-138

    • DOI

      doi:10.1016/j.jfluchem.2014.08.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pinpoint-Fluorinated Phenacenes: New Synthesis and Solubility Enhancement Strategies2015

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, K.; Morikawa, T.; Shigeno, K.; Fujita, T.; Ichikawa, J.
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 17 ページ: 1126-1129

    • DOI

      DOI: 10.1021/ol503759d

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Indium(III)-Catalyzed Cationic Cyclization of 1,1-Difluoroallenes: Regioselective Synthesis of 1-Fluoronaphthalenes2014

    • 著者名/発表者名
      Fuchibe, K.; Mayumi, Y.; Yokota, M.; Aihara, H.; Ichikawa, J.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 87 ページ: 942-949

    • DOI

      doi.org/10.1246/bcsj.20140128

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 銅触媒を用いたジフルオロメチレン基導入によるフッ素置換五員環シリルエノールエーテルの合成2015

    • 著者名/発表者名
      胡極・渕辺耕平・市川淳士
    • 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] 縮合環構造を有するアラインを用いた多環式芳香族炭化水素の高効率合成2015

    • 著者名/発表者名
      阿部将志・渕辺耕平・市川淳士
    • 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] フルオロアルケンのカチオン環化を基盤とする置換アセン合成2015

    • 著者名/発表者名
      筥崎智弘・三浦恵佑・渕辺耕平・市川淳士
    • 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] 有機触媒によるジフルオロカルベンの発生とチオカルボニル化合物のS-ジフルオロメチル化反応2014

    • 著者名/発表者名
      高山亮・坂東正樹・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      第37回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      大阪府立男女共同参画・青少年センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-31
  • [学会発表] 機能性材料を指向した高溶解性ピンポイントフッ素化フェナセンの合成2014

    • 著者名/発表者名
      重野健斗・渕辺耕平・藤田健志・市川淳士
    • 学会等名
      第37回フッ素化学討論会
    • 発表場所
      大阪府立男女共同参画・青少年センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-31
  • [学会発表] 1,1-Difluoroallenes as Synthetic Platforms: Preparation and Domino Reactions2014

    • 著者名/発表者名
      Kohei Fuchibe
    • 学会等名
      ICOMC2014 Sendai Pre-Symposium
    • 発表場所
      東北大学工学部
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-11
    • 招待講演
  • [学会発表] ルイス酸によるアリル位フッ素-炭素結合活性化:トリフルオロメチルアルケンからのジフルオロアルケン合成2014

    • 著者名/発表者名
      八田響・渕辺耕平・市川淳士
    • 学会等名
      第3回 JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都千代田区)
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23
  • [図書] フッ素化学入門2015 フッ素化合物の合成法2015

    • 著者名/発表者名
      足達健二、渕辺耕平 他47名
    • 総ページ数
      367 (104-107, 128-133, 182-186, 199-207)
    • 出版者
      三共出版
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック2015

    • 著者名/発表者名
      檜山爲次郎・今本恒雄・田中健編
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      丸善
  • [図書] Science of Synthesis Knowledge Updates 2014/22014

    • 著者名/発表者名
      E. Aguilar, K. Fuchibe 他15名
    • 総ページ数
      492 (217-231)
    • 出版者
      Thieme

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公開日: 2016-06-01  

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