1,6-ジインの環化重合による環状ポリエンの合成および物性と利用
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21K05172
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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 35010:Polymer chemistry-related
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
岡本 専太郎 神奈川大学, 化学生命学部, 教授 (00201989)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 環化付加重合 / 環状ポリエン / ニッケル触媒 / 環状高分子 / 環状ポリエン / 共役高分子 / 高分子合成 / 触媒反応 |
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| Outline of Research at the Start |
1,6-ジインの非環状ポリエンヘの重合は,いくつかの形式が考えられる。head-to-headとtail-to-tailの線状高分子については金属アルキリデン錯体を触媒 とするメタセシス重合で合成可能であり,機能性高分子を含む多くの研究例が有る。しかし,tail-to-tailやhead-to-headの合成例は見当たらない。本研究での重合は,予想される反応機構からtail-to-tail型の重合であると思われ,前例が無い研究 となる。一方,環状ポリエンの合成報告は,調査の限り, Veigeらのタングステン触媒を用いる報告のみである。従って,本 研究は,ほとんど未開拓の環状ポリエン高分子の化学に有用な成果を提供することになる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
末端構造を持たない環状高分子は，多くのユニークな物性を示し興味が持たれる。一方，共役系高分子は，分子軌道の縮退による特異な導電性，電荷分離，光吸収および発光性から光・電子材料として注目を集めている。以上を合わせ持つ「環状共役高分子」は，環状構造による物性変化のみならずπ-π相互作用を含むHost-Guest化学や自己組織化にも興味が持たれる。我々は，1,6-ジインのNi触媒反応の検討中に，環状ポリエンの副生を発見した。この環状ポリエンは，狭い分子量分散で得られ，分析結果および予想反応機構からall-cisの環状ポリエン構造であると考えられた。
本研究では，嵩高いN,N-またはN,N,N-型配位子を有するニッケル錯体が，制御された方法で1,6-ジインの選択的付加環化オリゴマー化を触媒し，狭い分子量分散を有する中サイズの環状ポリエンを提供することを確立した。 本法は，幅広い官能基選択性を持ち，再現性に優れている。得られた環状オリゴマーは熱的に異性化され，トランス二置換アルケンを含む位置異性環状ポリエンになる。 異性化された環状ポリエンは、異性化前には観察されなかった共役構造を示す。 オリゴマー化で達成される狭い分子量分散を含む本反応の反応機構を提示した。
本研究によって，少量のNi触媒によって，1,6-ジインからおよそ8量体を中心とする環状ポリエンオリゴマーが選択性，収率，再現性よく得られることが明らかになった。さらに，幅広い官能基に選択性があり，様々な官能基を有する環状ポリエンオリゴマーが合成できることを明らかにした。この環状ポリエンオリゴマーのポリエン部分はall-cis体であり，立体的に折り畳まり縮退した構造を持っており，共役していないこと，さらに，熱処理によって位置及び幾何配置が異性化し，環状に広がった高分子に変化することを明らかにした。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
