Establishment and applications of synthetic methods for conjugated polymers with advanced optoelectronic functions based on the post-element-transformation technique

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機能性π共役高分子の前駆体となる主鎖型反応性高分子の設計・合成及びその反応開拓に関する研究を展開するために、以前より検討を行ってきたチタナシクロペンタジエン部位をもつ反応性高分子に加えて、同ポリマーから得られるテルロフェン部位をもつπ共役高分子のアルキルリチウムとのさらなる高分子反応により得られる1,4-ジリチオ-1,3-ブタジエン部位をもつ反応性高分子のポスト元素変換反応を検討した。その結果、炭素－リチウム結合の高い反応性を反映し、有機チタンポリマーからは円滑な変換が達成できなかったシロールやジシラヘキサジエンなどの有機ケイ素部位をもつπ共役高分子が得られることが分かった。また、クロスカップリング反応に基づく重縮合によりテルロフェン部位をもつπ共役高分子を別途合成し、それらの有機リチウムポリマーへの変換とポスト元素変換を伴う高分子反応についても検討を行ったところ、同様にスズ、ゲルマニウム、ケイ素などの第14族元素を含む種々の元素ブロックをもつπ共役高分子へと変換できることが示された。さらに、得られたπ共役高分子材料の光・電子特性の評価結果から、付与した元素ブロックの特徴を反映したπ共役高分子が得られていることが支持された。つぎに、縮環メタラサイクル部位としてチタナフルオレン骨格やジチアチタナシクロペンタジエン骨格をもつモノマーの重縮合を行ったところ、興味深いことに有機金属部位をもつにもかかわらず空気中で安定な高分子が得られることが分かった。つぎに、光・電子特性の評価を行ったところ比較的LUMOエネルギー準位の低いπ共役高分子として特性を有することが示された。さらに、重縮合に用いるモノマーの構造に応じて電子特性の制御が可能となることが示された。