2016 Fiscal Year Research-status Report
大環状ポリマーブラシの合成と環拡大ビニル重合機構の実証
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16K05786
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
鳴海 敦 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (60443975)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 重信 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 客員教授 (60011186)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大環状ポリマー / 環拡大ビニル重合 / 環状開始剤 / 閉環メタセシス反応 / リビングラジカル重合 / SEC-MALS / 回転半径 / 原子間力顕微鏡 (AFM) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は、環状アルコキシアミン誘導体、すなわち、環状NMP開始剤の合成を目的として実験を進めた (NMP: 安定ニトロキシドを介した制御ラジカル重合)。両端にアリル基を有するアルコキシアミン誘導体を合成した。続いて、Grubbs触媒を用いた閉環メタセシス (RCM) 反応を行い、内部アルケンを有する環状アルコキシアミン誘導体を得た。水素添加反応を行い、目的物である環状NMP開始剤を得た。今回の環状NMP開始剤は、柔軟なオリゴオキシエチレン鎖を閉環鎖として活用した。これにより、各種ビニルモノマーを含めた液体試薬への溶解性の向上が達成された。
環状NMP開始剤によるスチレン (St) の塊状重合を実施した。生成ポリマーの分子量を、RI検出器付サイズ排除クロマトグラフィー (SEC) および多角度光散乱検出器付サイズ排除クロマトグラフィー (SEC-MALS) で調べた。その結果、本塊状重合系内では、スチレン (St) の環拡大重合が進行していること、さらに、ラジカル環交差反応による環融合が併発していることが支持された。環融合後の高分子鎖が環状構造を保つか否かを調べることを主な目的として、回転半径の分子量依存性をSEC-MALS測定により調べた。分子量の範囲は10万以上を対象とした。回転半径 vs 分子量依存性のプロットより、生成物の回転半径は、鎖状よりも小さく、環状よりも大きいことが明らかとなった。以上より、今回合成したサンプルは、完全ではないものの環状構造を有すると推測している。
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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
平成２８年度は、環状NMP開始剤の合成を目的としていた。計画に従い、両端に水酸基を有するアルコキシアミン誘導体を合成した。次に、ジイソシアナート化合物を用いた閉環反応を実施したが、水酸基のアリル基への変換およびメタセシス反応を用いた閉環反応が高効率に進行することがわかったため、後者の方法を採用する方針とした。最終的に目的物を得る合成ルートを構築した。
平成２８年度は、環状NMP開始剤を用いたビニルモノマーの重合の実施を予定していた。計画通り、スチレンの塊状重合を実施し、生成物の高分子鎖の形態をを多角度光散乱検出器付サイズ排除クロマトグラフィー (SEC-MALS) で調べた。ブチルアクリレートの重合と生成物の原子間力顕微鏡 (AFM) 観察についても研究を開始している
以上より研究は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は研究計画に変更なく進めていく方針である。平成２８年度に引き続き、環状NMP開始剤の合成を行う。環状NMP開始剤によるスチレンおよびブチルアクリレートの重合を実施し、環拡大ビニル重合の機構に関するデータを収集する。さらに、大環状ポリマーブラシの合成とAFMによる分子鎖形態の観察を進めていく。計画通り、grafting-from法およびgrafting onto法による大環状ポリマーブラシの合成実験について取り組んでいく。
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| Causes of Carryover |
平成２８年度は分担者を追加し、分担金をお支払いした。また、環状開始剤の合成経路に変更が生じ、消耗品の購入が予定より増加した。以上により、必要経費が増え、300,000円の前倒し支払い請求を行い受理された。そのうちの99,954円が未使用であり、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は次年度の物品費に充てることを計画している。
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