セルロース系有機-無機複合ナノコンポジットの分子設計と利用開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14206021
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中坪 文明 京都大学, 農学研究科, 教授 (10027170)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻井 敬宣 京都大学, 化学研究所, 助教授 (00217308) ; 上高原 浩 京都大学, 農学研究科, 助手 (10293911) ; 高野 俊幸 京都大学, 農学研究科, 助教授 (50335303)
• Keywords: セルロース系有機-無機複合ナノコンポジット / 自己組織性と金属(無機)複合体形成能 / 高位置選択的メチル化セルロース / トリチル誘導体化試薬 / 長鎖アルキル置換セルロース誘導体 / 6-O-(4-O-C_<18>H_<37>-trityl) cellulose / Z型LB膜 / 金属作体LB膜

Research Abstract

本研究は、高度に規制されたセルロース誘導体、即ち高位置選択的置換セルロース誘導体の自己組織性と金属(無機)複合体形成能を利用した、少量・高付加価値新素材、新機能性材料の創製とのそ利用開発を確立するための基礎的知識を集積することを目的に進められている。3年間の研究期間の初年度である14年度では下記の研究結果を得た。
1)高位置選択的置換セルロース誘導体の調製
まず、高度に規制されたセルロース誘導体の調製には高位置選択的置換セルロース誘導体の調製が不可欠である。即ち、セルロースの無水グルコース単位の2,3,6位の水酸基へ目的とする官能基(機能発現置換基)が自由自在に導入された誘導体の一般的合成法を確立することが不可欠である。そこで、この目的のために、申請者の開発したセルロースの化学合成法を駆使し、さしあたり可能な7種の高位置選択的メチル化セルロースの全てを、初めて調製することに成功し、またその性質を調べた。本法は、その他のエーテル誘導体の調製にも適用し得る一般的調製法である。一方、天然セルロースから一段階で6位に高位置選択的にエーテル基が導入された誘導体を得るためのトリチル誘導体化試薬(Cl-C(C_6H_5)_2(C_6H_4-O-C_nH_<2n+1>)を独自分子設計し、C1〜C18の長鎖アルキル置換セルロース誘導体の調製にも成功した。
2)LB膜の調製
1)で調製した6-O-(4-O-C_<18>H_<37>-trityl)celluloseを用いLB膜形成能を検討した。その結果、Z型LB膜が調製し得ることが判明し、今後の重金属錯体LB膜の調製の可能性を支持する結果を得た。
なお、研究分担者のD.klemmとは研究の結果の報告と方向性等についてメールなどで意見の交換をし、また昨年開催された,ドイツ(Jerna)でのDFGプロジェクト発表会に中坪が出席した際、また日本で開催されたセルロース国際会議2002にD.Klemmが招待講演者として来日した際に十分議論し検討をした。

Research Products

• [Publications] M, Karakawa, Y.Mikawa, H.Kamitakahara, F.Nakatsubo: "Preparations of regioselectively methylated cellulose acetates and their ^1H and ^<13>C NMR spectroscopic analyses"Journal of Polymer Science : Part A : Polymer Chemistry. 40. 4167-4179 (2002)