| Project/Area Number |
19K05189
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28010:Nanometer-scale chemistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松木囿 裕之 九州大学, 先導物質化学研究所, 学術研究員 (50724150)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 長鎖ポリアミン / 直鎖ポリアミン / ポリアミド / シリカ / トリアジン / シアナート / ポリアミン / ポリプロピレンイミン / ポリエチレンイミン / ポリヒドロキシウレタン / ポリウレタン / 両末端修飾ポリアミン / テンプレート合成 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、構造制御された三次元架橋高分子を構築する汎用的な方法論を開拓することを目的とし、特異的な構造を有するシリカテンプレートの作製とこれを用いたトリアジン架橋高分子の作製を行う。
2019-2020年度は、市販のアミン化合物を用いて様々な構造のアミン含有高分子を設計する。2021年度は、これを種々の酸と混合することで様々なナノ-マイクロサイズの表面構造、階層構造を有する有機テンプレートを作製する。そしてこのテンプレートを用いて形状、表面構造を複製したシリカの作製を行う。2022年度では、作製したシリカの表面を利用してトリアジン架橋高分子の合成を行い、シリカの構造の影響に関して評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は2021-2022年度に続き、二級アミンを主鎖骨格に有するポリアミンの合成を行い、酒石酸やコハク酸などの代表的な有機ジカルボン酸との複合化を行った。
単純な構造のアミン化合物からポリアミドを介してポリアミンを形成する合成ルートを拡張する目的から、エチレンジアミン-N,N'-ジプロピオン酸、1,4-ジアミノブタン、N-(tert-ブトキシカルボニル)イミノ二酢酸を原料として用い、N-ヒドロキシコハク酸イミドによる活性エステル化後、エチレンジアミン、3,3'-ジアミノジプロピルアミン、1,4-ジアミノブタンと反応させることで二級アミンを主鎖に有するポリアミドを合成した。その後保護基の脱保護を行い、ボラン還元後、酸処理を行うことでエチレンイミン(en = CH2CH2NH)とプロピレンイミン(pn = CH2CH2CH2NH)部位が交互に配列した長鎖のポリアミンが合成できた。またen-en-pn-pn部位を1つのユニットとしたポリアミンも合成できた。さらにpn部位とテトラメチレンイミン(bn = CH2CH2CH2CH2NH)部位が交互に配列したポリマーを合成することができた。Boc保護後のGPC測定から、これらのポリアミンの分子量は17,000-24,000 g/molであり、およそ30-40量体の長鎖構造であると見積もられた。
これらのポリアミンは水に対する溶解性が異なっており、単純なenやpnのみを有するポリアミンと比較してpn-bn骨格のポリアミンはpH 7付近の溶解性が高く、en-en-pn-pn部位のポリアミンはpH 10以上の塩基条件下でも沈殿しなかった。また種々の有機ジカルボン酸と混合したが、結果的にen骨格のポリアミン以外では酸性～中性条件下では沈殿を生じず、安定な複合体は構築しなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
種々の二級アミンを骨格に有する長鎖のポリアミドを合成する経路の設計は容易に行えたものの、効率良く長鎖のポリアミンに還元する反応の条件を見つけることに多くの時間を要した。またエフォートを申請時の予定の30%から5%に低下させたため、当初の予定よりも遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なる二級アミン骨格を有する長鎖のポリアミンを合成できたので、これらの水溶性や塩基性の違いを評価し、ポリアミン単独でのシリカ形成能力を調べる。またエチレンイミンやプロピレンイミン単独の骨格を有する長鎖ポリアミンは環状モノマーの開環重合で合成できるが、本手法ではより複雑で規則的な構造の長鎖ポリアミンを合成可能である。そこで三級アミンを有するエチレンイミンやプロピレンイミンの繰り返し構造を有する長鎖ポリアミンの合成も可能であるか検討する。
一方、ジカルボン酸と安定な複合体を形成しなかった長鎖ポリアミンはジシアナートモノマーと反応させてトリアジン構造体の構築を検討する。また長鎖ポリアミン中の二級アミンにフェノールやシアナート基をグラフとしたポリマーを作製し、これをプレポリマーとしてジシアナートと反応させ、トリアジン構造体の作製を試みる予定である。
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