2019 Fiscal Year Annual Research Report
マルチ反応変換と組合せによる高分子の新規構造制御法の開発
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19H00910
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 浩太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70377810)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / リビング重合 / クリック反応 / マルチ反応変換 / 高分子構造制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来重合反応における副反応の抑制に用いられてきた生長末端の安定なドーマント種を、複数の刺激を用いて解離し複数のマルチアクティブ種へ可逆変換するとともに、クリック反応など他の反応系と組み合わせることで、異種反応を経由して高分子を形成する新規な高分子構造制御法を開発・確立することを目的とした。具体的には、生長末端に従来のリビング重合のドーマント種を異なる複数の刺激で可逆的に活性化もしくはアジド基などへ化学変換することで、同一のドーマント種から炭素カチオンやアニオン、ラジカル、金属配位といった異種の重合もしくはクリック反応へと系内で可逆的に変換させる全く新しい重合概念の確立を目指している。とくに、マルチアクティブ種や異種反応での可逆的成長を制御することで、自在に高分子を設計できる革新的高分子精密合成を可能とするとともに、得られる従来未開拓の高分子材料についてその性質を明らかにするために検討を行った。
今年度は、炭素―硫黄結合の活性化による切換え可能なカチオン／ラジカル重合系の開発およびリビングクリック重合の確立に注力して研究を行った。とくに、光を用いた自在なカチオン／ラジカルの活性種の変換重合が可能であることが明らかになり論文発表した。また、リビングクリック重合においては、種々のエステル型モノマーへの適用可能性などが示され、研究が順調に進捗した。これらの一部の研究成果に対して海外での招待講演を含めて外部発表を行った。
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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
本研究では、従来の精密重合（リビング重合）に用いられてきた「共有結合種（ドーマント種）の可逆的活性化反応に基づく重合反応制御」の概念をさらに発展させて、マルチアクティブ種の共存に適用し、従来のモノマー構造由来の反応機構や活性種による分類を超えて未開拓の共重合体や位置特異的に自在にモノマー単位や機能団を組み込むことのできる革新的な高分子材料の合成・設計技術を確立することを目的としている。
２０１９年度はとくに以下の事柄に注力して研究を行った。
１）炭素ー硫黄結合の活性化による切換え可能なカチオン／ラジカル重合系の開発 これまでに見出してきたトリチオカーボネート化合物(RAFT試薬)にルイス酸やプロトン酸を組み合わせたリビングカチオン重合、およびRAFT重合とリビングカチオン重合が同時に進行するタンデム型カチオン／ラジカル変換重合において光を用いた自在な活性種の変換などより精密な重合反応系の確立を目指した。
２）リビングクリック重合の確立 これまでにわかりつつある触媒移動型クリックリビング重合において、効率的に銅触媒を捕捉可能な配位子型の開始剤を設計することで、より理想的なリビングクリック重合を目指した。さらに種々のアジド-アルキンAB型モノマーを設計し、開始剤から選択的なクリック重合を生じさせることで、ポリエステル-b-ポリアミドブロック共重合体の合成などを検討するとともに、スペーサーの効果などを、その長さによらないリビングクリック重合について検討を開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、プラスチックなど従来の高分子材料の合成において、全く新しい合成反応の概念を提唱し、従来の手法では作り出すことができなかった高分子を作る方法の開発を目的としている。とくに、従来の高分子を作る様々な化学反応を組みわせられるような画期的な化学反応論を構築することで、自在に高分子を設計できる革新的高分子精密合成を可能とするとともに、得られる従来未開拓の高分子材料についてその性質を明らかにするよう研究を推進する。
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Research Products
(8 results)
