有機塩基を用いた低環境負荷型・精密重合法によるπ共役系高分子材料の開発

利用有机碱的低环境影响精密聚合方法开发π共轭高分子材料

基本信息

批准号：
20J20461
负责人：
佐藤圭一郎
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者は、有機金属試薬及び遷移金属触媒を使用せず、反応系からの除去が容易な有機塩基を用いる新たな有機半導体高分子の精密合成手法開発及び、その高機能性半導体材料への応用を目指し検討を行っている。本年度、[1] 新規モノマーの合成及び、有機塩基を用いる重合検討、[2] 環境調和型重合手法を用いて合成したポリチエニレンビニレン種 (PTV) の熱電変換材料への応用を行った。[1] 新規モノマーの合成及び、有機塩基を用いる重合検討有機塩基による重合検討を行うために、同一チオフェン環にシアノメチレン基、ホルミル基、アルキル基を導入した新規モノマーの設計及び合成を行った。得られたモノマーについて種々の有機塩基を用いる重合検討を行った。その結果、塩基としてDBUを用いた際に最もよく重合反応が進行し、数平均分子量(Mn)2,700、分子量分布値3.17を有するポリマーの合成に成功した。[2] 環境調和型重合手法を用いて合成したポリチエニレンビニレン種の熱電変換材料への応用遷移金属触媒及びハロゲン原子を使用しない Horner-Wadsworth-Emmons 重縮合法を用いて、チオフェン環の 3 位及び 4 位に 2-(エチルヘキシル) 基を導入したポリ(3,4-ジ(2-エチルヘキシル)チエニレンビニレン) (P3,4EHTV) の合成に成功した。P3,4EHTV は溶解性が高く、Mn = 31,000 のポリマーがヘキサンに対して完全溶解した。また、得られたP3,4EHTV を熱電変換材料に応用し、その性能を先行研究で合成されたポリ(3(2-エチルヘキシル)チエニレンビニレン) (P3EHTV) と比較した。その結果、P3,4EHTV は、先行研究で合成された P3EHTV よりも高いパワーファクター (PF) = 2.66 μW m-1 K-2 を示した。

申请人旨在开发一种新的有机半导体聚合物的精密合成方法，该方法使用易于从反应体系中去除的有机碱，而不使用有机金属试剂或过渡金属催化剂，并将其应用于高功能半导体材料。下列的。今年，我们[1]合成了新的单体并研究了使用有机碱的聚合反应，[2]将采用环保聚合方法合成的聚噻吩亚乙烯基（PTV）应用于热电转换材料。 [1]新型单体的合成和有机碱聚合研究为了研究有机碱聚合，我们设计并合成了在同一噻吩环上引入氰基亚甲基、甲酰基和烷基的新单体。使用各种有机碱对所得单体进行聚合研究。结果表明，以DBU为基础时聚合反应进行得最好，成功合成了数均分子量(Mn)为2700、分子量分布值为3.17的聚合物。 [2] 采用环保聚合法合成的聚噻吩乙烯撑在热电转换材料中的应用采用Horner-Wadsworth-Emmons缩聚法，不使用过渡金属催化剂或卤素原子，噻吩环3 Poly(3,4 -二(2-乙基己基)噻吩亚乙烯基)，在 1-位和 4-位引入 2-(乙基己基)基团(P3,4EHTV)成功合成。 P3,4EHTV溶解度高，Mn=31,000的聚合物完全溶解在己烷中。我们还将获得的P3,4EHTV应用于热电转换材料，并将其性能与之前研究中合成的聚(3(2-乙基己基)噻吩乙烯撑)(P3EHTV)进行了比较。结果，P3,4EHTV 表现出比之前研究中合成的 P3EHTV 更高的功率因数 (PF) = 2.66 μW m-1 K-2。