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Precision oxidative polymerization catalyzed by an artificial enzyme to synthesize aromatic polyethers with high performances and functions

Research Project

Project/Area Number 20K05610
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
Research InstitutionOkayama University of Science

Principal Investigator

Higashimura Hideyuki  岡山理科大学, 理学部, 教授 (00562224)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords人工酵素触媒 / 精密酸化重合 / 芳香族ポリエーテル / 超低誘電率 / 熱硬化性基 / pushu/pull型置換基 / 酸化重合 / 人工酵素 / フェノール類 / 酸化触媒
Outline of Research at the Start

本提案者は、人工酵素触媒によるフェノール類の精密酸化重合という低環境負荷・低コストの重合法を見出しており、先端材料に不可欠な芳香族ポリエーテル類を合成することに成功している。本研究では、人工酵素触媒の特徴を最大限に引き出し、得られるポリマーのさらなる高性能化と機能性の付与により、本法のスコープを拡大することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

We found enzyme model-catalyzed precision oxidative polymerization of phenols and thereby have synthesized new aromatic polyethers. The aim of this research is to maximize the characteristics of the catalysts and to provide higher performance and functionalization to the polymers. (A) The polymerization of 2-(2-adamantyl)phenol followed by reprecipitation produced a new polymer with ultra-low dielectric constant of 2.17. (B) By the polymerization of 2-ethynylphenol, a polymer with Mn of ca. 5,000 remaining the thermosetting group was obtained. (C) The polymerization of 2-methoxy-5-cyanophenol, in which the two substituents cancel each drawback through the resonance at the para position, yielded a new polymer with push/pull-type substituents.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代6G通信システムにおいて高周波での超低遅延性を実現するため、アンテナ配線板の絶縁材料には高熱安定性だけでなく低誘電特性も不可欠となってきた。(A)ポリマーは嵩高いアダマンチル基の導入により、(B)ポリマーは熱硬化-発泡によるポーラス化させれば、高速通信用の低誘電絶縁材料として有望である。またEV用キャパシタでは軽量高容量と急速放電が求められており、(C)ポリマーは電子供与/吸引基の共鳴により高分極を持ち、高容量コンデンサー用高誘電絶縁材料として期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Enzyme Model-catalyzed Oxidative Copolymerization of Phenol while Continuously Adding an Endcap to Multi-branched Poly(phenylene oxide) Showing Low Dielectric Constant2022

    • Author(s)
      Nakano Akiyuki、Kubota Yuto、Osaka Noboru、Higashimura Hideyuki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 51 Issue: 4 Pages: 420-423

    • DOI

      10.1246/cl.210797

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new poly(arylene oxide) with an extremely low dielectric constant as a fully aromatic hydrocarbon-type polymer2021

    • Author(s)
      Nakano Akiyuki、Tanabe Yoichi、Higashimura Hideyuki
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 237 Pages: 124345-124345

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2021.124345

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2-フェニルフェノールの酸化重合における酵素モデル触媒の置換基効果と反応機構2023

    • Author(s)
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • Organizer
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 2-メトキシ-5-シアノフェノール酸化重合体の合成と構造2023

    • Author(s)
      武智士門, 中野晟志, 東村秀之
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素モデル触媒による2-フェニルフェノール酸化重合の反応機構2022

    • Author(s)
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • Organizer
      2022年日本化学会中国四国支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素モデル触媒を用いた2,5-ジ置換フェノール酸化重合体の合成2022

    • Author(s)
      武智士門, 谷口奨馬, 中野晟志, 東村秀之
    • Organizer
      2022年日本化学会中国四国支部大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 2-フェニルフェノールの酸化重合における銅-トリアザシクロノナン錯体触媒の置換基効果2022

    • Author(s)
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • Organizer
      第102回日本化学会春季年会(2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工酵素触媒を用いた2-フェニルフェノールの酸化重合による新規ポリアリレンオキサイドの合成2021

    • Author(s)
      中野晟志, 玉置星都, 田中陸雄, 田邉洋一, 東村秀之
    • Organizer
      第70回高分子討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 人工酵素触媒による2-フェニルフェノールの精密酸化重合2021

    • Author(s)
      中野晟志, 橋口翔, 田邉洋一, 東村秀之
    • Organizer
      2021年日本化学会中国四国支部大会高知大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 2-フェニルフェノールの精密酸化重合とポリマーの高分子量化2021

    • Author(s)
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Book] ‘Oxidative Polymerizaion’ in Routledge Resources Online: Polymers, Polymeric Materials, and Polymer Technology, Routledge2024

    • Author(s)
      Higashimura Hideyuki
    • Publisher
      Taylor & Francis Group
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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