2017 Fiscal Year Annual Research Report
柔軟性と構造対称性を併せ持つ革新的ラダーポリマーの合成と物性研究
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17H04879
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石割 文崇 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00635807)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / ラダーポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Troeger's base骨格の高効率開環反応を鍵とした、1,5-ジアザシクロオクタン構造を主鎖に持つ、柔軟かつ高規則的という新しい構造特性を有する新規ラダーポリマーの開発と物性研究を行う。平成29年度には、エタノアントラセン骨格を有するジアミンモノマーからTroeger's base形成重合により得られるラダーポリマー（PIM-EA-TB）に対し、ジメチル硫酸とNaOHを作用させることにより、二級アミン構造を有する1,5-ジアザシクロオクタン構造を主鎖に持つラダーポリマーへと導き、それらの構造を1H NMRにより詳細に帰属した。このポリマーに対し、酸ハロゲン化物を作用させることにより二級アミン部位が定量的に対応するアミドへと変換可能であり、様々な機能団の導入が可能であることも見出した。一連の反応において分子量の増減が起こっていないことは、SEC-MALSにより確認した。また、粉末状態のN2ガス吸着測定から、Troeger's base状態では有していたミクロ多孔性が、開環後ポリマーでは消失することが明らかとなり、柔軟なポリマーが得られたことを支持している。以上の結果を論文としてACS Macro Letter誌に発表し、「化学と工業」誌のディビジョントピック、「Synfacts」誌のSynfacts of the Monthとしてハイライトされるなど、国内外で高い評価を得た。しかし、上記論文で親ポリマーとして用いたPIM-EA-TBは、エタノアントラセン骨格を有するジアミンモノマーが、cis体、(R)-trans体、(S)-trans体の混合物であり、構造不規則性をもつ。そこで、平成29年度には、市販の単一のジアミンモノマーから得られるTroeger's base含有ラダーポリマーの合成と開環反応についても予備的検討を行った。
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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
Troeger's base骨格の高効率開環反応による1,5-ジアザシクロオクタン構造を主鎖に持つ、柔軟かつ高規則的という新しい構造特性を有する新規ラダーポリマーの合成法開発の研究成果を論文として発表することができたほか、単一モノマーからの1,5-ジアザシクロオクタン含有ラダーポリマーの合成にも着手できたため概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度はには、まず第一に、真に構造明確な柔軟性ラダーポリマーの合成へ向け、単一ジアミンモノマーから合成されるTroeger's base含有ラダーポリマーの合成と開環反応を行いその構造を明らかにする。1H NMRが極めてブロードであるため、MALDI-TOF-MS測定や、ポリマーの誘導化など、様々な直接的・間接的手法を用いて徹底的な構造決定を行う。次に、得られたポリマーの高次構造や物性に関しても徹底的な調査を行う。具体的には、熱重量測定（TGA）、示差走査熱量測定（DSC）、X線回折測定（XRD）、偏光顕微鏡（POM）観察、動的粘弾性測定などを行い評価する予定である。
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