課題番号 ：S-19-NR-0020
利用形態 ：技術代行
利用課題名（日本語） ：超高屈折率材料のためのポルフィリンナノ構造制御による異常分散特性に関する研究
Program Title (English) ：Studies on Anomalous Dispersion Properties Based on Nano-structured Porphyrin
toward Exceptionally High Refractive Index Materials
利用者名（日本語） ：森末光彦
Username (English) ：M. Morisue
所属名（日本語） ：京都工芸繊維大学分子化学系
Affiliation (English) ：Kyoto Institute of Technology

１．概要（Summary ）
強い吸収をもつ材料は、材料の誘電体の性質により吸収帯のやや長波長側で屈折率が極大となる。このことにより吸収が強いポルフィリンの共役系を拡張したポリマーでは非常に高い屈折率を示すことが期待される。本研究では亜鉛ポルフィリンとホウ素時ピリン錯体(BODIPY)を交互配列した共役ポリマー1(Scheme 1)を合成し、X線光電子分光法（XPS）による亜鉛元素とホウ素およびフッ素の構成元素比からポリマーの一次構造の決定を行った。

Scheme 1. Chemical structure of polymer 1.

２．実験（Experimental）
亜鉛ポルフィリンを含有する共役高分子をパラジウム錯体を使用した薗頭反応により合成する際、反応系中に微量残存する酸素および水による酸化カップリングが併発することが課題である。酸化カップリング前駆体と考えられている銅アセチリド二量体の形成を抑制することで、選択的に薗頭反応を進行させて、ポリマーの一次構造を制御できると考え、反応溶媒の最適化を行った。この条件に基づいて合成したポリマーのXPS(ULVAC-PHI INC., PHI5000 VersaProbe II)測定を行い、ポリマー一次構造を決定した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
ポリマーの一次構造は亜鉛ポルフィリンとBODIPYが交互に配列した時の構成比に対応しており、反応溶媒として時クロロメタンを使用する最適化した条件で薗頭反応が選択的に進行したことが明らかとなった。従来、薗頭反応による共役高分子の合成において課題であった酸化カップリングを抑制する有効な方法論を示すことができた。

４．その他・特記事項（Others）
本研究課題は奈良先端科学技術大学院大学NAISTナノテクノロジープラットフォームにより 支援を受けた。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) M. Morisue, M. Kawanishi, S. Nalano,“An Elaborate Route of Exclusive Sonogashira Polycondensation to Alternating BODIPY–Porphyrin Ethynylene-Conjugated Polymer”. Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry 2019, 57(24), 2457–2465. [DOI: 10.1002/pola.29493]

６．関連特許（Patent）
なし