2019 Fiscal Year Research-status Report
有機セレン化合物の特異な機能と結合特性を活用した次世代高分子材料の創成
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19K05577
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
森 秀晴 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (00262600)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | セレン / ラジカル重合 / 機能性材料 / 精密重合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、セレン化合物を基本骨格（キーマテリアル）として取り上げ、「セレンを基盤とした精密重合とナノマテリアルとの融合領域の開拓」を試みることを目的とする。まずは、多様な機能が期待できる新規セレン含有モノマー類の合成として、側鎖にセレノフェンを有する２－ビニルセレノフェンを合成し、そのラジカル重合挙動を検討した。その結果、電子供与性モノマーと考えられる２－ビニルセレノフェンと電子受容性モノマーであるマレイミド誘導体との共重合において比較的高収率で交互共重合体が得られることを見出した。また、2つの異なる重合性官能基を有するN-ビニルマレイミドと２－ビニルセレノフェンとの共重合においては、カルボニルに隣接する二重結合が優先的に反応し、N-ビニル基がほとんど残存した交互共重合体の生成が確認された。一方、グリシジルメタクリレートとの共重合においては、その仕込み比によりエポキシ基含有率を制御出来ることを見出した。
さらに、セレンを側鎖に有する (メタ)アクリレート誘導体を合成し、そのラジカル重合により新規セレン含有ポリマーを創成すると共に、その特性評価を行った。ラジカル重合を様々な条件で検討した結果、いずれの場合も分子量は低いものの有機溶媒に良好な溶解性を示すポリマーの合成が確認された。特にセレン含有メタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合は良好に進行し、生成した共重合体は優れた熱安定性と高い透過性を示した。
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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
セレンを分子内に持つ高分子材料は古くから知られてはいたが、活用できる合成・重合法が限られており、当該材料が本来持つ性能を発揮するには至っていなかった。本研究では、多様な機能が期待できる新規セレン含有モノマー類の合成として、側鎖にセレノフェンを有する２－ビニルセレノフェンおよびセレンを側鎖に有する3種類の(メタ)アクリレート誘導体の合成に成功し、そのラジカル重合挙動を確認している。さらに、２－ビニルセレノフェンの共重合において交互共重合体が得られること、新規セレン含有ポリマーが有機溶媒に対して良好な溶解性、優れた熱安定性、高い透過性を示すことを新たに見出している。
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| Strategy for Future Research Activity |
セレニド（R-Se-R）、セレノ二ウム塩（R’RR-Se+-X-）、セレノイド（R-Se(=O)-R）、セレノン（R-SeO2-R）などを含む新たな新規セレン含有ビニルモノマー類の設計と精密合成手法の確立を目指す。さらに、セレン化合物による新規リビングラジカル重合系の開拓及びセレン含有微粒子および動的共有結合を使用した機能性高分子材料の創成に展開する。
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| Causes of Carryover |
モノマー合成及び重合挙動解析が比較的順調に進んだため、各種試薬・溶媒類、ガラス器具類の購入が予定より少なかったため次年度使用額が生じた。次年度は新規モノマー・ポリマー合成用の各種試薬・溶媒類、ガラス器具類、ポンプやオイルバス等の実験器具類の購入が必要となる。さらには、生成ポリマーの集合構造やノ粒子などの高次構造体解析用の試薬類や消耗品の購入が必要とされる。
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