高度反応制御技術の開発によるフラーレン誘導体の選択的合成

开发先进反应控制技术选择性合成富勒烯衍生物

基本信息

批准号：
20K05522
负责人：
伊藤貴敏
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

一置換フラーレン誘導体のPCBMは、有機薄膜太陽電池のn型半導体材料、および、ペロブスカイト太陽電池の電子輸送材料の鍵となる化合物であり、実用的製法の確立が切望されている。申請者らは、これまでにフラーレン誘導体の合成法について独自にスルホニウム塩の脱離基となる硫黄原子（S）上の置換基を調整することにより、フラーレンC70に対する選択的付加反応を開発した。これらの知見を利用して、フラーレンC６０においてもスルホニウム塩の置換基が選択性に及ぼす影響について明らかとすることを目的として検討を行った。そこで付加前駆体として置換基を有するスルホニウム塩の合成を計画した。スルホニウム塩の合成は、スルフィドと臭化4-フェニル吉草酸メチルとの反応により合成される。各種スルフィドは、対応する有機ハロゲン化物と硫黄源を作用させて合成を行った。硫黄上の置換基として、アルキル鎖長がフェニルブチル基、ベンジルオキシエチル基、フェノキシプロピル基を有するスルホニウム塩を用い室温での反応を行ったところ、得られたフラーレン誘導体の化学収率が低い結果であった。上記スルホニウム塩に加え更に長い鎖長であるフェニルペンチル基、および、ベンジルオキシプロピル基を有するスルホニウム塩を用い、０℃での反応をおこなった場合には、化学収率が向上したが、モノ付加体とビス付加体の生成比率が低下することがわかった。

PCBM是一种单硫化富勒烯衍生物，是用于有机薄膜太阳能电池的N型半导体材料的关键化合物，以及用于钙钛矿太阳能电池的电子传输材料，对实际制造方法的需求很高。申请人通过调整硫酸硫酸硫酸硫原子的取代基的选择性添加反应，该反应是硫酸盐的离开组，以合成富勒烯衍生物。使用这些发现，我们还研究了磺酸盐C60中磺酸盐选择性的取代基的影响。因此，计划了具有取代基作为添加前体的硫盐的合成。硫化物与甲基4-苯基录音带的反应合成了磺酸盐的合成。通过作用于相应的有机卤化物和硫源来合成各种硫化物。作为硫的取代基，使用苯基丁基基团，苯甲酰甲基乙基基和苯氧丙基基团在室温下进行反应，发现所得的富勒烯衍生物的化学产率较低。除硫盐外，还使用了具有较长链长苯基苯基苯基和苯甲酰丙基丙基基团的硫盐，并在0°C下进行反应，但发现化学产量得到了提高，但单载合和Bisaducts的产生比降低了。