2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15J00430
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
後藤 栄祐 山形大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 共役系高分子 / 精密合成 / 分子量分布 / 結晶性 / 電子欠損性ユニット / 非等モル重縮合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は有機金属試薬型モノマーとNiもしくはPd触媒を使用する有機半導体高分子の精密合成法の開発に関して研究を行っている。①申請者はジアルキル亜鉛tBu2Znを使用しP3HTを精密に合成し、DSC測定、UV-vis吸収測定、X線測定等の特性解析の結果から本手法を用いて得られた高分子量かつ分子量分散の少ないP3HT(Mn=43,200, D=1.15)は市販の高分散なP3HT(Mn=42,400, D=2.27)よりも高い結晶性を有していることを明らかにした。さらに、有機電界効果トランジスタ、有機薄膜太陽電池等の特性評価を行いその結晶性の違いが電子デバイスに与える影響に関して詳細な検討を行った結果、本手法を用いて得られた分子量分散の少ないP3HTが優れた特性を示し、半導体ポリマーの分子量分布を制御することの有用性が明らかとなった。②将来的な電子欠損性ユニットを有するモノマーの精密合成を達成するために、まずその前段階としてモデル反応を用い、金属触媒が電子欠損ユニット上を選択的に移動する詳細な条件検討を行った。申請者は2-(Tributylstannyl)thiopheneとDibromonaphthalenediimideを等量反応させ、Pd触媒の配位子およびモノマー構造の最適化によって選択的に触媒移動反応を進行させることに成功した。さらにこの触媒移動反応を用い、世界初となるスチルカップリング反応を利用した非等モル条件下での共役系高分子合成法を確立した。③上記の知見を活かし、電子欠損モノマーであるナフタレンジイミド含有ポリマーの精密合成を検討し、その結果、Mn=8,400, D=1.35のポリマーを得ることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
亜鉛アート錯体を用いた電子欠損モノマーの精密重合に関して研究を行い、筆頭著者英語投稿論文3報の提出および学会発表3件を行った。中でもACS Macro Lettersに投稿した発表内容は共役系高分子の合成法として初となる“非等モル条件下での重縮合反応”の成功例であり、雑誌内の被閲覧論文ランキング上位にランクインするなどの大きなインパクトがあった。この論文中ではPd触媒が電子欠損ユニット上を触媒移動する条件に関して詳細な検討が行われており、申請者の研究課題である電子欠損モノマーの精密重合へ向けた第一歩となる重要な内容となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
触媒が電子欠損ユニットであるナフタレンジイミド上を選択的に移動する条件を発見したノウハウを生かし、他の電子欠損ユニットであるベンゾチアジアゾールユニットやジケトピロロピロールユニット、イソインディゴユニット等に関してもモデル反応を行い統計的な触媒移動条件の探索を行う。それらの知見を活かし、電子欠損モノマー含有ポリマーの精密合成を引き続き検討する。
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