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高分子ニトリルオキシドを用いた分子連結法の開発と精密高分子合成への応用

Research Project

Project/Area Number 15J11978
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

筒場 豊和  東京工業大学, 大学院理工学研究科 (工学系), 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsニトリル N-オキシド / クリック反応 / 無触媒・無溶媒合成 / 高分子連結 / 特殊構造高分子 / ニトリルオキシド / 1,3双極子付加環化反応 / 無触媒、無溶媒反応 / 高分子ニトリルオキシド
Outline of Annual Research Achievements

本年度ではニトロアルカン開始剤を用いたリビング重合による高分子ニトリル N-オキシドの合成とクリック反応よる高分子連結を主に検討した。ニトリル N-オキシドの前駆体となるニトロアルカン構造をもつ重合開始剤(もしくはモノマー)を用いた重合反応とそれに続くニトリルオキシド化によって高分子ニトリルN-オキシド合成した。水酸基を有するニトロアルカン開始剤を合成し、有機分子触媒を用いたラクトン及びラクチドのリビング開環重合によってポリエステル型の高分子ニトリル N-オキシドが良好な収率で得られた。これらのリビング重合系を応用することジブロック型や分岐型の高分子ニトリル N-オキシドを得るまでに至った。また、リビングラジカル重合の一つである原子移動ラジカル重合(ATRP)にもこの合成法は適用可能であり、重合後にニトリル-N-オキシド化する手法を用いてビニルモノマー主鎖の高分子ニトリル-N-オキシドや高分子多官能ニトリル-N-オキシドの合成も行った。これらの結果は、ニトロアルカンが各種重合条件において安定に存在し、ニトリル-N-オキシドが前駆体として有用であることを示している。また本手法は、脱水反応の試薬との副反応に注意すれば、リビング重合が許容するモノマー構造由来の高分子ニトリル-N-オキシドが得られる点で非常に意義深く、今後のクリック反応剤としての発展が期待される。加えて、合成した高分子ニトリル-N-オキシドは無触媒クリック反応により高効率なブロックコポリマー、グラフトコポリマー合成への応用が可能であった。特に一番分子量の高いものでは数平均分子量10000のものから60000以上の分子量を持つ構造明確なスターポリマーが定量的に得られ、ニトリル N-オキシドの高反応性を示すことができたと言える。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Kinetically Stabilized Aliphatic Nitrile <i>N</i>-Oxides as Click Agents: Synthesis, Structure, and Reactivity2017

    • Author(s)
      Toyokazu Tsutsuba, Hiromitsu Sogawa, Shigeki Kuwata, Toshikazu Takata
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 46 Issue: 3 Pages: 315-318

    • DOI

      10.1246/cl.161098

    • NAID

      130005436583

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preparation of a highly reactive polymer click reagent, PEG nitrile N-oxide, and its application in block and star polymer synthesis2017

    • Author(s)
      Toyokazu Tsutsuba, Hiromitsu Sogawa and Toshikazu Takata
    • Journal Title

      Polymer Chemistry

      Volume: 8 Issue: 9 Pages: 1445-1448

    • DOI

      10.1039/c7py90034a

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Synthesis of Polymer Nitrile N-Oxides Directed to Fabrication of Sophisticated Polymer Architecture2017

    • Author(s)
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • Organizer
      日本化学会第97回春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス (神奈川)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ニトリル-N-オキシドを用いた効率的な無触媒、無溶媒高分子連結2016

    • Author(s)
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学(神奈川)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規クリック反応剤ニトリル-N-オキシドの反応性に及ぼす構造効果2016

    • Author(s)
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • Organizer
      第27回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場 (広島)
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ラジカル重合による高分子ニトリル-N-オキシドの合成とクリック反応2016

    • Author(s)
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場 (兵庫)
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ラジカル重合による高分子ニトリルN-オキシドの合成とクリック反応2016

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場・展示場
    • Year and Date
      2016-05-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Polymer Nitrile N-Oxides directed toward Efficient Catalyst-free Polymer Linking2016

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      日本化学会第96回春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Kinetically Stabilized Nitrile N-oxides from Nitroalkane Precursors and Effect of Substituent on the Reactivity2016

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      日本化学会第96回春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ニトリル-N-オキシドの無触媒、無溶媒のクリック反応による効率的高分子連結2016

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      第4回東京23区地区懇話会
    • Place of Presentation
      上智大学 四ッ谷キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子末端ニトリル-N-オキシドの合成と効率的な無触媒、無溶媒高分子連結2016

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      帝人21世紀フォーラム
    • Place of Presentation
      大崎ブライトコアホール
    • Year and Date
      2016-01-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] A Novel Synthetic Method of Polymer Nitrile N-oxide and Application to Catalyst-free Polymer Linking2015

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      ハワイ ホノルル
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ニトリル-N-オキシドを用いる無触媒・無溶媒でのブロック及びスターポリマーの合成2015

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀
    • Year and Date
      2015-10-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 多官能ニトリル-N-オキシドを用いた高分子の無触媒修飾及び架橋2015

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      第65回ネットワークポリマー講演討論会
    • Place of Presentation
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • Year and Date
      2015-10-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子ニトリル-N-オキシドを用いる無触媒、無溶媒高分子連結2015

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      第64回高分子討論会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Polymer Nitrile N-Oxides and Application of Catalyst-free Polymer Linking2015

    • Author(s)
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • Organizer
      第64回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-05-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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