2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K00607
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
橘 熊野 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (60504024)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
粕谷 健一 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (60301751)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生分解性高分子 / ポリエステル / 微生物 / 環境分解 / 高分子合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境中の微生物によって水と二酸化炭素に分解される生分解性高分子は環境調和型材料として期待が高まっている。多くの研究者の研究成果から、脂肪族ポリエステルは生分解性を有しているということが一般的な事実として受け入れられつつある。しかしながら、全ての脂肪族ポリエステルが容易に生分解をすることはないという相反する事実もある。本研究では、系統的な脂肪族ポリエステルの合成と詳細な生分解性評価を行うことで、新規生分解性ポリエステルを分子設計する上での指針となる脂肪族ポリエステルの「生分解性と一次構造(化学構造)相関」を明らかにすることを目的とする。
昨年度までに、ジカルボン酸の脂肪族鎖長によってAA-BB型ポリエステルの生分解性が異なり、メチレン鎖が長くなることによって生分解性が変化するが、長くなることで単純に生分解性が減少するのでは無いこと、および、長鎖ジカルボン酸では生分解性が著しく低下することを明らかにした。本年度は、引き続き長鎖ジカルボン酸からなるポリエステルの生分解性の詳細な評価を行うと共に、新たな生分解性高分子のユニットとしての脂環式ユニットを主鎖骨格へ導入した新規ポリエステルを合成し、その生分解性評価を行った。その結果、これまで生分解性が無いと考えられていた脂環式ユニットをポリマー中に導入した場合でも、環境中で生分解性を示すことを明らかにした。生分解性高分子の研究領域において新たな生分解性ユニットの発見は、既存生分解性高分子の物性向上にも繋がることであり、本研究成果は生分解性高分子の普及を推進するものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
m = 2~14の市販ジカルボン酸と1,4-ブタンジオールからAA-BB型の脂肪族ポリエステルを合成し、m > 10で著しく環境分解性が低下することを明らかにする一方、m > 10でも条件によっては環境中で生分解可能なことを明らかにした。また、様々な脂環式ユニットを主鎖骨格に有するポリエステルを合成し、その生分解性と物性を評価することで、導入した脂環式ユニットの化学構造によって合成したポリエステルの環境分解性が異なることを明らかにした。
以上のことは、AA-BB型のポリエステルの環境分解限界長を明らかにするとともに、新たな生分解性ユニットとして脂環式ユニットが利用可能なことを示しており、本研究課題の目的の一つである、AA- BB型ポリエステルの「生分解性と一次構造(化学構造)相関」の一端を明らかにした。また、脂環式ユニット含有ポリエステルの合成と基礎的な生分解性評価も行えており、これも、脂環式ユニット含有ポリエステルの「生分解性と一次構造(化学構造)相関」の一端を明らかにした。
合成予定のポリマーに関しては当初目標を半年以上前倒しで達成した。一方で、生分解性の詳細な評価に関しては時間がかかるために、十分に行えていない。その点はマイナスであるが、全体としては当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画で予定していた直鎖脂肪族ポリエステルおよび脂環式ユニット含有ポリエステル以外の生分解性高分子の「生分解性と高分子の一次構造(化学構造)相関性」の一端を明らかにすることができた。今後は、構造特性由来の生分解性をより詳細に明らかにする。そのために、微生物学的な手法を用いてその酵素分解性およで環境分解性などを評価し、引き続き「生分解性と高分子の一次構造（化学構造）相関性」の解明を進める。
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| Causes of Carryover |
目的となる化合物と高分子の合成は1年を前倒しで完了しているが、共通で使用している生分解性評価装置の使用状況が混雑しており、平成29年度に評価を開始できないサンプルが多数残っている。そのため、平成29年度分を平成30年度に繰り越し、生分解性評価に必要な機材や試薬を追加購入して生分解性評価を促進する。
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