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보론 원자의 p-공궤도를 통하여 π-공액된 유기보론 고분자

전문가 제언: ○ 전기전도성을 가진 폴리아세틸렌이 합성된 이래 전기전도성, 전기화학적 활성, 발광성, 3차 비선형 광학적 특성 등의 기능을 갖는 π-공액 고분자에 대한 연구가 활발하게 추진되어 왔다. 그 결과 1998년 산화중합, 유기금속에 의한 폴리축합과 전해중합 등 다양한 π-공액 중합체의 합성법이 급속하게 발전하였고 다양한 기능을 나타내는 단위들이 포함된 공액중합체들이 합성되어 polysilole, polygermole, polyphosphole, poly(vinylene-arsine 등이 등장하였다.

○ 보론 원자를 통해 π-공액을 확장하려는 이론적인 시도는 Good 등에 의해 최초로 시도되었다. 분자량이 낮은 비닐보란유도체의 11B-NMR 자료와 Huckel의 분자궤도 이론에 의한 계산 결과가 일치하여 비닐기의 π-궤도가 보론 원자의 비어 있는 p-궤도와 중첩되어 π-공액의 확장이 가능하다는 결론에 도달하였다. 이로부터 완전하게 방향족성을 가지게 됨에 따라 p형 도핑형의 정공을 가지는 특이한 전자상태의 π-공액의 유기보론 고분자가 합성될 수 있음이 예견되었다.

○ 바닥상태에서 5개의 마디구조를 가지고 있어 밴드 갭이 매우 적은 폴리보롤(polyborole)의 출현도 이미 예견되었으며 도핑이 필요하지 않은 전도성 폴리(bora-acetylene)의 존재도 이론적으로 예측되었으나 히드로보란화 반응이 보고된 30년 후에야 비로소 hydroboration 중합에 의한 확장된 π-공액 유기보론 공액고분자의 합성이 실현되었다.

○ 본고에서는 보론 원자의 p-공궤도를 통하여 π-결합이 확장되어 얻어진 π-공액 유기보론 고분자의 합성에 관련된 최신의 연구 동향을 소개하고 있는데, 이들 물질군이 가지고 있는 물리화학적 특성 및 활용가능성을 고려할 때 본고는 매우 귀중한 기초 자료를 제공하고 있는 것으로 사료된다.

저자: Noriyoshi MATSUMI, Yoshiki CHUJO
자료유형: 학술정보