Synthesis of Exomethylene-containing Cross-conjugated Polymers as Versatile Precursors of Multi-purpose Polymers and Their physical properties

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K05891
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: 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学群)
• Principal Investigator: Koizumi Toshio 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学群), 応用科学群, 教授 (60225349)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 交差共役化合物 / デンドラレン / アレン / クロスカップリング重合 / 凝集誘起発光 / プロパルギル / Twisted-π共役

Outline of Final Research Achievements

Pd(0)-catalyzed polymerization of bifunctional bis(propargyl carbonate) derivatives with aromatic diboronic acids was investigated under various conditions. We succeeded in obtaining exomethylene-type allene-containing cross-conjugated polymers. Furthermore, the allene moieties in the obtained polymers were converted into the corresponding diene moieties.
During the course of our studies on dendralenes, we discovered aggregation-induced emission (AIE) of 2,3-diaryl-1,3-butadienes (diaryl[2]dendralenes). Surprisingly, diaryl[4]dendralenes as well as diaryl[2]dendralenes showed emission properties. Selective synthesis of allenes and propargylic compounds was also achieved by reaction of propargyl carbonates with boronic acids under different conditions.

Free Research Field

高分子合成化学、有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高分子を含む共役系化合物の研究例は膨大であり、既に発光材料などの分野で実用化されている化合物も多い。一方、エキソメチレン構造をもつ交差共役系高分子の合成例は２例しかなく、物理的性質や反応性の多くが未解明のままであった。本研究によってアレン骨格をもつ交差共役高分子の合成法を確立すると共に、合成した交差共役系高分子を様々なπ系高分子へ変換する前駆体として捉える新領域を開拓した。また、研究の過程で交差共役系の低分子（デンドラレン類）が凝集誘起発光を示すことを発見した。さらに研究を進めれば、材料科学の分野に新しい概念の基づいた素材を提供できる可能性がある。