| Project/Area Number |
22K14716
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
奥野 義規 横浜薬科大学, 薬学部, 准教授 (90449405)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 固定化触媒 / フロー反応 / グリーンケミストリー / 不斉触媒 / グラフト重合 / ヘリカル高分子 / 多機能高分子 / プロリン |
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| Outline of Research at the Start |
次世代製造プロセスとして、細いチューブの中を通して反応させるフローリアクターシステムの開発が世界で行われてきた。また、高分子に固定化した触媒は、反応効率だけでなく、グリーンサスティナブルケミストリーの観点からもフローリアクターとの相性が良いとされている。そのためフローリアクターに適した高分子固定化触媒の開発が急務となっている。本研究では、このフローリアクター用の触媒として様々な反応に対応できる多機能を有した高分子触媒の研究開発を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分子固定化において二段グラフト重合法を利用する。この重合法は、連続的に配置した機能性高分子の合成や異なる機能を持つ高分子の区画制御を可能にする。その際、不斉を有するヘリカル高分子を固定化することで高分子上に巨大な不斉環境を形成でき、不斉触媒としても利用することができるようになると考えた。さらに、マイクロ波によってDMAP誘導体を固定化することで、反応時間を短縮するとともに幹高分子の劣化を抑え、DMAP誘導体による不斉合成ができると考えた。以上の機能を持つ高分子触媒の開発を目的とする。
方法としては、①N-トリフェニルメチルメタクリルアミド(TrMAM)と②アクリル酸を不織布に二段グラフト重合する。この際、モノマーの濃度や二段グラフトを行う際の反応条件を変えることで、グラフト率が異なる不織布を合成する。その後マイクロ波を用いてDMAP誘導体を固定化し、固定化できなかったポリアクリル酸のカルボニル基をエンドキャッピングする。
二段グラフト重合におけるTrMAMの重合において、TrMAMの濃度や反応条件を変え、0.7～12.0%のグラフト率を持つ不織布を合成することができた。DMAP誘導体を固定化した不織布を用いた(±)-1-Phenylethanolと無水酢酸のエステル不斉合成では反応が進まないことがあった。これはDMAP誘導体固定化後の未反応のポリアクリル酸のエンドキャッピングが不十分であり、カルボキシ基がエステル化したことが考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまで、グラフト重合のためのモノマー合成において、安定剤含有の無水THFを溶媒として用いてきたが、重合率が安定していなかった。そのため、精製したとはいえわずかに重合禁止剤が残っている可能性があると考えた。また、ヘリカル高分子を重合する際、モノマーの大量合成が必須であることから、二段グラフト重合の反応条件の検討に遅れが生じてしまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、再度溶媒を変更し、モノマーの大量合成を行う。
また、そのモノマーを用いて二段グラフト重合の反応条件の検討を実施する。
同時に、他の多機能高分子作成にも着手する。
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