2022 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of Cyclic Vinyl Polymers via Ring-Closure without highly Diluted Conditions
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20H02786
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高須 昭則 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30303697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 真弘 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50357836)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 環状高分子 / 高希釈条件を必要としない閉環反応 / ソルビン酸エステル / アルキルアクリレート / アルキルメタくリレート / 生分解性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の研究結果を踏まえて、NHCにルイス酸を組み合わせる同様の開始剤系を用いて、種々のビニルモノマーのアニオン重合を検討した。メタクリル酸メチル(MMA)についてはすでにNHCを開始剤に用いた重合例があり、定量的に重合が進行するが、モノマーが消費されモノマーの濃度が下がるとプロトン移動が起こり線状の高分子になると報告されている。MAD存在下ではそのプロトン移動を制御でき環状高分子が生成されると期待したが、線状ポリマーが得られた。次に1,2-二置換性モノマーのクロトン酸メチル(MC)の重合を検討した。開始末端隣接の炭素上の水素原子が1つしかなくプロトン移動が起きにくいと考えた。NHCtBu/MAD触媒系を検討したところ、Rauhut-Currier反応が起きてhead-to-tail(HT)型の二量体が得られた。このように、重合が開始すると開始末端のNHC自身がカチオン性を有し、NHCに隣接するモノマーユニット中の水素の酸性度が高くなり、成長アニオンによって引き抜かれてしまう。一方、ソルビン酸エステル類は開始末端隣接のモノマーユニット中の水素原子は三級炭素と二重結合に結合しており、引き抜かれにくい。よって、開始反応を工夫すれば種々のビニルモノマーへの拡張が可能になると期待した。その結果、MMAの他にN-置換マレイミドおよびアクリレートの重合と環化が可能になった。この研究結果を、アリルメタクリレートに応用すると側鎖に二重結合を有する環状ビニルポリマーが合成可能になり、長鎖アルキル基を導入することで透過型電子顕微鏡観察が可能になり、その環状構造が直接観察できた。立体規則性は環状高分子の生分解性に大きく影響し、その見極めもしたうえでの評価が研究成果の取り纏めに不可欠であるため。成果の取り纏めには、環状高分子の生分解性評価も4か月間追加して実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画通りに研究は遂行でき、学会および論文発表ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究遂行上、立体規則性は環状高分子の生分解性に大きく影響し、その見極めもしたうえでの評価が研究成果の取り纏めに不可欠である。よって、成果の取り纏めには、環状高分子の生分解性評価も4か月間追加して実施した。
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