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Study of Radical Polymerizations Utilizing Carbonyl Reactions to Introduce Various Functional Groups into Side and Main Chain

Research Project

Project/Area Number 21K20531
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Watanabe Hironobu  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30912357)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords重合反応 / 高分子合成 / ラジカル共重合 / ヘテロ原子 / 硫黄 / エノール / 分解性ポリマー / 機能性材料 / チオカルボニル / チオアミド / 制御重合 / モノマー設計 / 新規モノマー / ビニルアルコール / ラジカル重合 / 立体規則性 / 配列制御 / 分解性
Outline of Research at the Start

プラスチックによる環境汚染問題や、医療の高度化により、分解性や生体適合性を有する新しいポリマー材料が求められている。その開発のためには、ポリマーの主鎖や側鎖にヘテロ原子を含む官能基を導入することが重要である。本研究では、学術的・工業的に広く用いられる汎用性の高い高分子合成法であるラジカル重合により、主鎖、側鎖への多様な官能基を導入する新しい方法の創出を目指す。とくに、カルボニルの多彩な反応を利用することでこれに挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed at the generation of novel polymers containing various functional groups in the side chains and main chains by exploiting reactions of carbonyl group in monomer design and radical polymerization reactions. In particular, we investigated the direct radical copolymerization of thioamide derivatives and vinyl monomers to synthesize novel degradable polymers, radical polymerization of carbonyl and imine compounds, and the synthesis of polymers with hydroxy groups directly attached to the main chains by radical polymerization of enols. Appropriate design of monomer structures and polymerization conditions allowed the synthesis of unique polymers that have not been obtained previously.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、カルボニル化合物の反応を利用することで、ラジカル重合によって生成するポリマーの主鎖や側鎖に多様な官能基を導入できることを明らかにした。ラジカル重合は簡便で汎用性の高い高分子合成法であり、学術的・工業的に広く用いられる。そのため、カルボニルという有機化学におけるきわめて基本的な官能基を利用して従来にない構造のポリマーを合成できるようになったことは意義深い。本研究は、種々の機能性や分解性を有する高分子材料の開発に繋がる結果であり、産業面や環境問題における貢献も期待される。

Report

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

    (7 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Direct Radical Copolymerizations of Thioamides To Generate Vinyl Polymers with Degradable Thioether Bonds in the Backbones2023

    • Author(s)
      Watanabe Hironobu、Kamigaito Masami
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: - Issue: 20 Pages: 10948-10953

    • DOI

      10.1021/jacs.3c01796

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 炭素-ヘテロ原子二重結合を反応点とするラジカル重合: 主鎖にヘテロ原子を有する新規ポリマーの開発2022

    • Author(s)
      渡邉大展、上垣外正己
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ケトーエノール互変異性を利用したヒドロキシ基含有多置換ビニルポリマーの合成2022

    • Author(s)
      磯田泰輝、藤原直生、山下このみ、渡邉大展、内山峰人、上垣外正己
    • Organizer
      第71回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭素-ヘテロ原子二重結合のラジカル重合: 主鎖にヘテロ原子をもつ新規ポリマーの開発2022

    • Author(s)
      渡邉大展、上垣外正己
    • Organizer
      第71回高分子討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ケト-エノール互変異性をもつジカルボニル化合物のラジカル重合: ヒドロキシ基含有多置換ビニルポリマーの合成2022

    • Author(s)
      磯田泰輝、渡邉大展、内山峰人、上垣外正己
    • Organizer
      第71回高分子討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ケト-エノール互変異性をもつジカルボニル化合物のラジカル重合2022

    • Author(s)
      磯田泰輝、渡邉大展、内山峰人、上垣外正己
    • Organizer
      第12回 CSJ化学フェスタ2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属研究室HP(名古屋大学 上垣外研)

    • URL

      http://chembio.nagoya-u.ac.jp/labhp/polymer2/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2021-10-22   Modified: 2024-01-30  

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