2016 Fiscal Year Annual Research Report
デザイン性錯体ナノ空間を利用した精密シークエンス制御高分子の創製
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16J11427
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
望月 秀人 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 多孔性金属錯体 / ラジカル共重合 / シークエンス制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラジカル共重合では反応性に富むラジカルを成長活性種とするため、反応時にモノマー選択性を付与することが難しく生成共重合体のシークエンスの制御は非常に困難である。本研究では多孔性金属錯体の骨格内にあらかじめモノマーを周期的に固定・配列化しておき、これをテンプレートにゲストモノマーとのラジカル共重合をすることで生成共重合体中のシークエンス制御を行った。まずスチレン誘導体であるStyrene-3,5-dicarboxylic acid (S)を用いて、一次元ナノ細孔を有する[Cu(5-vinylisophthalate)(H2O)]nを合成し、細孔内チャネル方向にSを周期配列させた。続いてこの細孔にアクリロニトリル(A)を導入し、AとSのラジカル共重合を行った。錯体から単離した共重合体(P1)の組成を元素分析から求めたところA:S＝3:1であった。P1のシークエンス解析を行うために、溶液共重合によって様々なA:S比を有するランダム共重合体を合成し、これらの1H NMRスペクトルと比較したところ、P1は各Sユニットが孤立したシークエンスを有することが分かった。そこで三連子に関するシークエンス解析を13C NMRスペクトルから行ったところ、P1はA中心の三連子としてAAAとAASを、S中心のものではASAを支配的に有することが明らかとなった。さらにレプリカ交換分子動力学法と密度半関数法による解析結果も考慮することで、P1はSAAAシークエンスを繰り返し単位として有することが示された。加えて、ゲストモノマーとしてAの代わりにメチルビニルケトンを用いることによっても重合が進行し、P1と同型のシークエンスを有する制御共重合体を得ることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多孔性金属錯体の周期骨格構造をテンプレートに用いてラジカル共重合を行うことにより、目的としていたシークエンス制御共重合を達成した。またゲストモノマーを変えることによっても同様のシークエンスを有した共重合体が得られ、本手法の汎用性を示すことが出来た。以上から研究は順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
多孔性金属錯体の高い構造設計性を利用し、さらに多様な周期シークエンスを有する共重合体の合成に取り組んでいく。また本年度で得られた知見を活かし、多孔性金属錯体を用いた高分子鎖の周期的修飾反応を行っていく。
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