The Development of metal-free and visible-light-driven polymer catalyst materials

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15640
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: University of Shizuoka (2022); Kyushu Institute of Technology (2019-2021)
• Principal Investigator: Okamoto Shusuke 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (50828100)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 光レドックス触媒 / 高分子反応 / ビニルシクロプロパン

Outline of Final Research Achievements

Reactive polymers bearing vinyl cyclopropane moieties in the main chain were successfully synthesized by the polymerizations of diamine bearing a vinyl cyclopropane core with bifunctional monomers. Radical ring-opening addition reactions of the resulting polymers with multifunctional thiols proceeded to afford the corresponding cross-linked polymers. As a search for a new photoredox catalytic system, reductive coupling reaction of benzaldehyde using pyrene compounds was performed. The results suggest that the pyrene derivative with an amide bond exhibited the highest catalytic activity.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によって、高分子主鎖中にビニルシクロプロパン骨格をもつ反応性高分子の合成およびそれらのラジカル反応性の評価とピレン化合物を基盤とした新規光レドックス触媒系の構築を達成できた。本研究ではラジカル開環反応を高分子反応へと応用することで架橋高分子の合成を実現した。これらの研究成果は、低収縮材料を開発するうえで非常に有用な知見となりうることが期待できる。汎用性の高い多環芳香族化合物であるピレンを基盤とした光レドックス触媒系の開発は、環境調和型触媒の開拓に大きく寄与することが期待される。これらの研究成果は、学術的ならびに社会的にも意義深いものであると考えられる。