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2016 年度 実績報告書

多様な骨格導入を可能とする交差共役高分子の合成と機能性高分子への変換

研究課題

研究課題/領域番号 26410141
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工

研究代表者

小泉 俊雄  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 教授 (60225349)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード交差共役化合物 / 共役化合物 / クロスカップリング重合 / パラジウム触媒 / チオール-エン反応 / スチルベン / 高分子反応
研究実績の概要

27年度に引き続き常法では合成困難な主鎖骨格を含む高分子の合成を中心に検討を実施した。2,3-ブタジエニレン([2]デンドラレン)骨格の変換の検討が昨年度は十分ではなかったことから、Diels-Alder反応以外の反応について検討し、特に[2]デンドラレン骨格のチオール-エン反応を実施し、スチルベン骨格含有共役型高分子への変換を試みた。モデル反応として実施した2,3-ジアリール[2]デンドラレンとの反応では、生成物の実に約7割がcis-スチルベン型生成物であり、約3割がtrans-スチルベン型であった。一般的にtrans-スチルベン類はcis型に比べて熱力学的に安定であることから優先して生成する傾向にあるが、全く異なる結果が得られた。そこで、[2]デンドラレン骨格を含む交差共役型高分子に対してチオール-エン反応を行った。その結果、trans-スチルベン型ユニットの割合が増えたもののcis/trans比はほぼ1/1であり、trans体が多く生成することはなく、これは興味深い結果である。
研究の過程でジアリール隣接置換デンドラレン類は、いわゆる凝集誘起発光(AIE)挙動を示すことを明らかにすることができた。[2]デンドラレン類に加えて[4]デンドラレン類もAIE挙動を示し、ジアリール隣接置換デンドラレン類が固体状態でAIEを示すことを初めて明らかにした。
28年度で予定されていた交差共役型高分子をチオフェン含有共役型高分子への変換を実施することはできなかった。これは、上述した予想外の興味深い結果が得られたため、これらの研究を行ったためである。また、ベンザイン類との反応でナフタレン骨格をもつ共役型高分子への変換についても検討した。しかし、種々反応条件を変えて実験を実施したが、検討した範囲では目的の反応を進行させる条件を見出すことはできなかった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Direct arylation polycondensation of β-unprotected chalcogen heteroles under phosphine-free conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi, Yoshihisa Kojima, Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 113 ページ: 214-220

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2017.02.067

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Palladium on Carbon (Pd/C)-Catalyzed Direct C-H Arylation Polycondensation of 3,4-Ethylenedioxythiophene with Various Dibromoarenes2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Kojima, Shotaro Hayashi, Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry

      巻: 55 ページ: 1183-1188

    • DOI

      10.1002/pola.28475

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] From Propargylic Biscarbonate to Diaryl[n]dendralenes2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi, Masakatsu Kasuya, Junsuke Machida, and Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 58 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of π-conjugated porous polymers via direct arylation of fluoroarenes with three-arm triazine2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi, Yuki Togawa, Jun Ashida, Koji Nishi, Atsushi Asano, Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 90 ページ: 187-192

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2015.11.056

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Palladium-immobilized on thiol-modified silica gel: an effective catalyst for direct arylation approach2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi, Atsushi Takigami, and Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 7 ページ: 930-934

    • DOI

      10.1002/cplu.201600188

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct arylation of fluoroarenes toward linear, bent-shaped and branched π-conjugated polymers: polycondensation post-polymerization approaches2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi, Yuki Togawa, Yoshihisa Kojima and Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 7 ページ: 5671-5686

    • DOI

      10.1039/c6py01237j

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Small Band Gap Poly[Bis-EDOT-Isoindigo] via Direct Arylation and Oxidative Electropolymerization, and Its Optoelectronic Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi and Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 84 ページ: 570-573

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.84.570

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Cyclic Compound based on Xanthene-linked π-Stacked Dimer via Direct Arylation2016

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Hayashi, Shin-ichi Yamamoto, and Toshio Koizumi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 ページ: 200-203

    • DOI

      10.1246/cl.160930

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] パラジウム触媒によるプロパルギルカーボナートとフェノール類 及びアリールボロン酸の三成分反応2017

    • 著者名/発表者名
      谷本 亘章、林 正太郎、小泉 俊雄
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-16
  • [学会発表] 新奇固相担持パラジウムを触媒とした直接的アリール化を 駆使した含 EDOT π共役系高分子合成と物性2016

    • 著者名/発表者名
      林 正太郎、小泉俊雄
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] 発光性π共役系高分子ゲル:溶媒によるゲル化制御2016

    • 著者名/発表者名
      林 正太郎、瀧上 敦士、小泉 俊雄
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2016-05-26

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公開日: 2018-01-16  

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