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Elucidation of the mechanism of termination in radical polymerization: New investigations utilizing precision radical reactions

Research Project

Project/Area Number 16K05795
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionNational Institute for Materials Science (2017-2018)
Kyoto University (2016)

Principal Investigator

Nakamura Yasuyuki  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主任研究員 (30456826)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsラジカル / ラジカル重合 / 重合停止反応 / 反応機構 / 精密重合 / 溶媒効果 / 選択性 / 停止反応 / 溶媒ケージ効果 / 重合反応機構 / 結合反応 / 不均化反応 / ラジカル反応 / ラジカル重合反応 / 結合 / 不均化 / 高分子合成化学 / リビングラジカル重合
Outline of Final Research Achievements

The importance of the effect of viscosity on the termination mechanism of radical polymerization, namely the selectivity of disproportionation and combination of two polymer chain end radicals, was clarified. Furthermore, the control of viscosity by the selection of solvents was even found to be able to control the selectivity of termination reaction. On the other hand, the effect of viscosity depends on the environment of the radical pair, which was investigated by the reaction of azo compound, widely used radical initiator. The termination selectivity of radical pair in a solvent cage and that of encountered diffused radicals was found to be significantly different.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ラジカル重合反応は最も重要な高分子合成反応の一つである。しかしその基本反応である停止反応の機構は十分には明らかにされておらず、これを明らかにすることで合成反応の合理化などが期待される。本研究では停止反応の機構が分子構造や反応条件によりどのように変化するかを明らかにした。とくに粘度が重要な要素であることを示すとともに、これを説明する反応モデルを提案した。これらはラジカル重合やラジカル化学の基礎的な知見として広く応用可能である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Elucidation of the Mechanism and Synthetic Utilization of Termination Reaction of Radical Polymerization Based on Living Radical Polymerization2018

    • Author(s)
      中村泰之
    • Journal Title

      KOBUNSHI RONBUNSHU

      Volume: 75 Issue: 5 Pages: 444-455

    • DOI

      10.1295/koron.2018-0014

    • NAID

      130007489391

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • Year and Date
      2018-09-25
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  • [Journal Article] Control of the termination mechanism in radical polymerization by viscosity: Selective disproportionation in viscous media2017

    • Author(s)
      Nakamura, Y.; Ogihara, T.; Hatano, S.; Abe, M.; Yamago, S.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 23 Issue: 6 Pages: 1299-1305

    • DOI

      10.1002/chem.201604659

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 精密反応を用いたラジカル重合 停止反応の機構解明2017

    • Author(s)
      中村泰之
    • Journal Title

      化学と工業

      Volume: 70 Pages: 1031-1032

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  • [Journal Article] Synthesis of Multivalent Organotellurium Chain Transfer Agents by Post-modification and Their Applications in Living Radical Polymerization2016

    • Author(s)
      Fan, W.; Nakamura, Y.; Yamago, S.
    • Journal Title

      Chem. Eur. J.

      Volume: 22 Issue: 47 Pages: 17006-17010

    • DOI

      10.1002/chem.201603682

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      李小培、中村泰之、山子茂
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      MACRO18 World Polymer Congress
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      中村泰之
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      李小培、中村泰之、山子茂
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      李小培; 中村泰之; 山子茂
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      第66回高分子学会年次大会
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      千葉市
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      華沈智仁; 中村泰之; 山子茂
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      第66回高分子学会年次大会
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      千葉市
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      2017-05-30
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  • [Presentation] 感応性有機テルル化合物を用いたリビングラジカル重合と有機テルル化合物の相選択的な回収法の開発2017

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      藤田健弘; 中村泰之; 山子茂
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      第66回高分子学会年次大会
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      千葉市
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      2017-05-30
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  • [Presentation] 水溶性有機テルル化合物を用いた水溶液リビングラジカル重合とテルル化合物の回収2017

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      范唯佳; 中村泰之; 山子茂
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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      千葉市
    • Year and Date
      2017-05-30
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  • [Presentation] フルオラステルル化合物を用いたリビングラジカル重合と有機テルル基の効率的回収法の開発2017

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      関豊光;禹蒙蒙;中村泰之;山子茂
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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      千葉市
    • Year and Date
      2017-05-30
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  • [Presentation] テルロールの安定性と反応性の検討2017

    • Author(s)
      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
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      横浜市
    • Year and Date
      2017-03-18
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  • [Presentation] ラジカル重合停止反応機構の解明と制御―精密ラジカル反応にもとづく新しい展開2017

    • Author(s)
      中村泰之
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2017-03-18
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  • [Presentation] アクリロニトリルのラジカル重合停止反応機構の解明2017

    • Author(s)
      李小培、中村泰之、山子茂
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] ラジカル捕捉反応による有機ヘテロ元素連鎖移動剤の開発とそれを用いたリビングラジカル重合2017

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      華沈智仁、中村泰之、山子茂
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      第66回高分子学会年次大会
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  • [Presentation] (メタ)アクリロニトリルのラジカル重合停止反応機構の解明2017

    • Author(s)
      李小培、中村泰之、山子茂
    • Organizer
      第66回高分子討論会
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      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • Organizer
      第43回 典型元素化学討論会
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2016-12-09
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  • [Presentation] 精密重合法・反応の応用による“ラジカル重合停止反応”の再発見2016

    • Author(s)
      中村泰之
    • Organizer
      2016KIPS若手高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2016-12-08
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  • [Presentation] Development of an Efficient Method for Tellurium Recovery and Recycling from Polymer-ends by Using Fluorous Tellurol and Fluorous Extraction2016

    • Author(s)
      Seki, T.; Yu, M.; Nakamura, Y.; Yamago, S.
    • Organizer
      The 10th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-10)
    • Place of Presentation
      淡路市
    • Year and Date
      2016-11-18
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  • [Presentation] The Effects of Reaction Field in The Mechanism of Termination in Radical Polymerization2016

    • Author(s)
      Nakamura, Y.; Ogihara, T.; Yamago, S.; Abe, M.
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      The 12 th International Symposium on Organic Free Radicals (ISOFR12)
    • Place of Presentation
      上海(中国)
    • Year and Date
      2016-10-12
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  • [Presentation] ラジカル捕捉反応による有機ヘテロ元素重合開始剤の合成とこれを用いたリビングラジカル重合2016

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      華沈智仁; 中村泰之; 山子茂
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      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2016-09-15
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  • [Presentation] TERPによるエチレンのラジカル制御重合2016

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      中村泰之; Ebeling Bastian; Wolpers Arne; Monteil Vincent; D'Agosto Franck; 山子茂
    • Organizer
      第65回高分子討論会
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      横浜市
    • Year and Date
      2016-09-15
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  • [Presentation] フルオラステルロールの反応性とフルオラス抽出を利用したポリマー末端テルル基の効率的回収・再利用方法の開発2016

    • Author(s)
      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      横浜市
    • Year and Date
      2016-09-15
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  • [Presentation] ラジカル-ラジカル反応機構における反応場の効果の解明2016

    • Author(s)
      中村泰之; 荻原祐; 李小培; 山子茂; 波多野さや佳; 安倍学
    • Organizer
      第27回 基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島市
    • Year and Date
      2016-09-03
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  • [Presentation] 重合末端モデルラジカルを用いた ラジカル重合停止反応の機構における 反応場効果の検討2016

    • Author(s)
      中村泰之; 荻原祐; 山子茂
    • Organizer
      高分子研究発表会(神戸)2016
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-07-15
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  • [Presentation] New Fluorous Organotelluium Compounds as Recyclable Controlling Agents for Living Radical Polymerization2016

    • Author(s)
      Yamago, S.; Yu, M.; Seki, T.; Fujita, T.; Patel, V. K.; Nakamura, Y.
    • Organizer
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2016-07-02
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Controlled radical polymerization based on the synthesis of carboxylic acid functionalized TERP agent2016

    • Author(s)
      范唯佳; 中村泰之; 山子茂, Michael Cunningham
    • Organizer
      第5回 JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-06-02
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  • [Presentation] フルオラス置換基を持つ有機テルル重合開始剤の合成とそれを用いたリビングラジカル重合2016

    • Author(s)
      山子茂; 禹蒙蒙; 関豊光; 杉原佑介; 西野英雄l; 中村泰之
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] フルオラステルロールの反応性とフルオラス溶媒抽出を利用したポリマー末端テルル基の効率的回収方法の開発2016

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      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-05-26
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      中村泰之; 荻原祐; 山子茂
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      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] アルキン官能基を持つ有機ヘテロ元素重合開始剤の合成とこれを用いたリビングラジカル重合2016

    • Author(s)
      華沈智仁; 藤井鑑; 中村泰之; 山子茂
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-05-26
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    • Author(s)
      中村泰之; Ebeling Bastian; Monteil Vincent; D'Agosto Franck; 山子茂
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-05-26
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  • [Presentation] 構造制御されたポリマー末端ラジカルを用いた合成反応および反応機構解析2016

    • Author(s)
      中村泰之
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸市
    • Year and Date
      2016-05-26
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    • Invited
  • [Presentation] A New Method for Recovery and Recycling of Tellurium in Organotellurium-Mediated Radical Polymerization (TERP)2016

    • Author(s)
      Shigeru Yamago, Weijia Fan, Yangtian Lu, Yasuyuki Nakamura
    • Organizer
      13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • Place of Presentation
      岐阜市
    • Year and Date
      2016-05-24
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of the Termination Mechanism of Radical Polymerization by Photolysis of Tellurium-Terminated Living Polymers2016

    • Author(s)
      Shigeru Yamago; Yasuyuki Nakamura
    • Organizer
      26th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Year and Date
      2016-04-07
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] リビングラジカル重合2018

    • Author(s)
      松本章一(監修)、中村泰之、ほか
    • Total Pages
      328
    • Publisher
      CMC出版
    • ISBN
      9784781313368
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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