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。

申请人正在考虑开发一种使用有机金属试剂或过渡金属催化剂，以及将它们应用于高度功能的半导体材料的情况下，可以使用有机碱从反应系统中易于从反应系统中删除新的有机半导体聚合物。今年，[1]是一项关于使用有机碱的新单体合成和聚合化的研究，并将[2]应用于使用环境友好的聚合化技术使用聚苯基乙烯基物种（PTV）应用于热电转化材料。 [1]使用有机碱基的新单体合成和聚合与有机碱一起进行聚合，设计并合成新单体，其中氰基甲基甲基烯，甲基和烷基被引入相同的硫烯环中。使用各种有机碱将获得的单体进行聚合。结果，当将DBU用作碱时，聚合反应进行得最好，并且与多个平均分子量（MN）为2,700的聚合物成功合成了3.17的分子量分布值。 [2]使用环保聚合技术合成的热电转换材料，将聚苯基乙烯乙烯物种应用于热电转换材料。使用无卤素原子的过渡金属催化剂和霍纳 - 沃斯沃思 - 孔多降压法，我们成功合成了poly（3,4-di（2-乙基己基）硫乙烯乙烯）（p3,4EHTV），其中2-（乙基己基）组在3和4位置引入了3和4个位置。 P3,4EHTV高度溶解，Mn = 31,000聚合物完全溶于己烷中。此外，将获得的P3,4EHTV应用于热电转换材料，并将其性能与先前研究中合成的Poly（3（2-乙基己基）硫乙烯乙烯）（P3EHTV）进行了比较。结果表明，与先前研究中合成的P3EHTV相比，P3,4EHTV表现出更高的功率因数（PF）=2.66μWM-1 K-2。