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Development of a method to efficiently and easily synthesize cyclic polymers using supramolecular interactions

Research Project

Project/Area Number 22K19066
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Yuichiro Kobayashi  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (10739676)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords環状高分子 / ポリロタキサン / シクロデキストリン / ポリエチレングリコール / 末端連結 / 超分子 / ロタキサン / 高分子 / 環状分子
Outline of Research at the Start

環状高分子は線状高分子とは異なる性質を示すことが知られており、幅広い分野への応用の可能性を有するにも関わらず、効率的合成法が確立されていないため、社会実装は実現されていない。本研究では、環状高分子合成において超分子という分子間が弱い相互作用により自己集合するという概念を導入することで、これまで困難であった高濃度での環状高分子合成法を開発することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a new methodology to synthesize cyclic polymers from highly concentrated aqueous polymer solutions using pseudopolyrotaxanes (pPRxs). The cyclic polymer was obtained by passing a linear polymer through the cavity of the cyclic molecule to form pPRx, and then connecting the ends of the linear polymer within pPRx. Using our method using pPRx, we were able to synthesize cyclic polymers at concentrations that are difficult to achieve using conventional cyclic polymer synthesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環状高分子は線状高分子と異なる粘度や熱特性を持つことが知られており、環状高分子材料の開発が期待されている。しかしながら、環状高分子は線状高分子末端間を連結することで合成されることが一般的であり、線状高分子末端間を連結するには低分子で合成する必要があるため、大量合成が困難なため、その材料物性の調査は未だ行われていない。本研究の手法は、環状高分子の大量合成に繋がる手法であるため、環状高分子材料創製と物性調査へ繋がる重要な研究であるため、学術的、社会的意義は高い。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Efficient Synthesis of Cyclic Poly(ethylene glycol)s under High Concentration Conditions by the Assistance of Pseudopolyrotaxane with Cyclodextrin Derivatives2023

    • Author(s)
      Xiao Chun-Lin、Kobayashi Yuichiro、Tsuji Yoshihiro、Harada Akira、Yamaguchi Hiroyasu
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: 12 Issue: 11 Pages: 1498-1502

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.3c00527

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supramolecular polysulfide polymers cross-linked by metal-ligand interactions2023

    • Author(s)
      Kobayashi Yuichiro、Kitano Daiki、Nishimura Ryuto、Yamagishi Yuki、Horiguchi Akiyoshi、Yamaguchi Hiroyasu
    • Journal Title

      Polymer Chemistry

      Volume: 14 Issue: 21 Pages: 2577-2580

    • DOI

      10.1039/d3py00151b

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Cyclization of Linear Polymer with Pseudopolyrotaxane Assistance2023

    • Author(s)
      Tsuji Yoshihiro、Kobayashi Yuichiro、Chunlin Xiao、Harada Akira、Yamaguchi Hiroyasu
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Issue: 1 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1246/cl.220427

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高効率環状ポリマー合成-シクロデキストリン誘導体との擬ポリロタキサン形成に基づくによる高濃度ポリエチレングリコールの環化反応-2024

    • Author(s)
      シャオ チュンリン・小林裕一郎・山口浩靖
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規硫黄ポリマー合成:超分子硫黄ポリマーや重縮合硫黄ポリマー2023

    • Author(s)
      小林裕一郎
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と超分子硫黄ポリマーの合成2023

    • Author(s)
      小林裕一郎
    • Organizer
      2023年度 高分子化学構造・物性相関研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と新規硫黄ポリマーの合成2023

    • Author(s)
      小林裕一郎
    • Organizer
      粘着研究会 190回例会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新規硫黄ポリマー合成:超分子硫黄ポリマーや重縮合硫黄ポリマー2023

    • Author(s)
      小林裕一郎・西村龍人・山口浩靖
    • Organizer
      第72回ネットワークポリマー討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と新規硫黄ポリマーの合成2023

    • Author(s)
      小林裕一郎
    • Organizer
      第188回東海高分子研究会講演会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Supramolecular Sulfur-containing Polymers2023

    • Author(s)
      Yuichiro Kobayashi
    • Organizer
      Design and preparation of stimuli responsive polymeric materials 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Supramolecular Polysulfide Polymers2022

    • Author(s)
      Yuichiro Kobayashi・Yuki Yamagishi・Daiki Kitano・Akiyoshi Horiguchi・Ryuto Nishimura・Shun Hashimoto・Akira Harada・Hiroyasu Yamaguchi
    • Organizer
      The 17th Pacific Polymer Conference (PPC17)
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高分子濃厚溶液にγシクロデキストリンを添加することによる高分子末端間反応制御2022

    • Author(s)
      辻佳弘・小林裕一郎・原田明・山口浩靖
    • Organizer
      第38回シクロデキストリンシンポジウム
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] γシクロデキストリンの包接現象を利用した高濃度での環状ポリマー合成2022

    • Author(s)
      辻佳弘・小林裕一郎・原田明・山口浩靖
    • Organizer
      第71回高分子討論会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と超分子硫黄ポリマーの合成2022

    • Author(s)
      小林 裕一郎
    • Organizer
      第68回高分子研究発表会(神戸)
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] γシクロデキストリン添加によるポリエチレングリコール誘導体の分子内・分子間反応比率の変化2022

    • Author(s)
      辻佳弘・小林裕一郎・原田明・山口浩靖
    • Organizer
      第68回高分子研究発表会(神戸)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 2022年7月 ヤングサイエンティスト講演賞

    • URL

      https://spsj.or.jp/branch/kansai/control/webapp/data_file/html_file/p3-ys-22.pdf

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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