2019 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of archaea-mimetic assemblies based on controlled radical polymerization of vinyl ethers
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19H02762
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
杉原 伸治 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (70377472)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ラジカル重合 / ビニルエーテル / 重合誘起自己組織化 / RAFT重合 / ポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
“ビニルエーテルのラジカル重合”を基盤に，これまで学理として成立していないエーテル基を基盤とする「アーキアミメティック」化学体系を新しく構築することを目的に，本研究を実施した。
まず，以前に達成されている水酸基含有ビニルエーテルの重合モデル（水素結合系）を参考に，水酸基不含ビニルエーテルのフリーラジカル重合ならびにその精密重合を検討した。ここでは，官能基に依存せず，すべてのビニルエーテルの重合を可能にするため，数種の官能基を選択し，その官能基を側鎖に有するビニルエーテルモノマーを用いた。水素結合系モデルとは異なり，本系では水素結合官能基を持たない。そこで，外部水素結合場である水やアルコールを用い，カチオン―π相互作用を複合的に導入した重合系にて，水酸基不含ビニルエーテルのフリーラジカル重合ならびに可逆的付加開裂型連鎖移動（RAFT）重合を行った。その結果，カチオン―π相互作用系として，水酸化リチウムや過塩素酸リチウムを用い，リチウムイオンとビニル基との相互作用を利用した場合，ラジカル重合が進行し，高分子量体を得ることができた。しかし，ハロゲン基やアミノ基含有ビニルエーテルモノマーの場合，同じ相互作用系を用いても，全くラジカル重合が進行しなかった。これら官能基は，ビニルエーテル酸素と相互作用すべき水素結合型の添加物と相互作用しやすいため，ビニルエーテルの重合を活性化できなかったと考えている。
上述に加え，すでに達成されている水酸基含有ビニルエーテル生成物を反応性立体安定化剤として利用し，ビニルエステル類のRAFT乳化重合を行った。得られたポリマーは，重合とともに組織化し，高分散安定性によりワーム状組織やベシクルを形成した。これは，ビニルエーテルを骨格とするアーキアミメティック組織であり，本重合系の詳細な解析が必要なため，継続して研究している。
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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
本研究計画に基づき，水酸基不含ビニルエーテル類のラジカル重合並びにその精密重合を達成した。その結果は，審査付き論文として発表することができた。また，本重合系さらに発展させたアーキアミメティック組織合成に関し，ある程度の素地ができた。よって，おおむね順調に研究が進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに，ポリビニルエーテルの高分散性の特徴を生かし，ビニルエステル類のRAFT乳化重合を実施した。その際，予備的にワーム状組織やベシクルが得られたた。本結果を基に，今後は，高分散性ビニルエーテル類のラジカル重合の継続的検討ならびに得られたポリビニルエーテルを用いたアーキアミメティック組織化法をより一般化し，「アーキアミメティック」化学体系を推進する。
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