Continuous flow synthesis of fullerene derivative PCBM by integrated process of synthesis and purification

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前年度はオリゴエチレングリコールエーテル鎖を複数本導入したベンジルアルコールを用いて4-ベンゾイル酪酸エステルとし、ヒドラゾン法によりフラーレンと反応させ、PCBMの高極性類縁体であるPCBRを得た。今年度は硫黄イリド法によるPCBR合成を行うため、極性官能基部分にはベンジルアルコールではなく安息香酸構造を導入し、この安息香酸誘導体と4-ベンゾイル酪酸とをエチレングリコールエステルとして連結させた。このエステル体をスルホニウム塩に変換しフラーレンとの反応を行ったところ、目的とするPCBRへと変換することに成功した。しかしながら、このスルホニウム塩合成やフラーレンとの反応において、1) スルホニウム塩の前駆体への転換率が低い、2) スルホニウム塩の精製が困難、3) PCBRの精製・再沈殿が困難、といった課題が見つかった。高極性なPCBRはトルエン比率を低減したトルエン-メタノール混合溶媒系への溶解性が高いことが確認できているが、その合成や精製に高極性化合物特有の課題が生じたことになる。そこでアルコール可溶性PCBRを目指すだけではなく、C60とPCBRの分離が容易になる点を考慮してエチレングリコールエステル程度の小さな極性官能基を導入した系についても検討をすすめている。また、PCBRからPCBMへのエステル交換反応についても検討を行っており、酸性条件下に加え、塩基性条件下での検討も行った。今後さらなる検討が必要ではあるが、塩基性条件下でのエステル交換反応に期待がもたれる結果が得られている。