Synthesis of Cyclic Vinyl Polymers via Ring-Closure without highly Diluted Conditions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02786
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: Takasu Akinori 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30303697)
• 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) ; 林 幹大 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70792654)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 環状高分子 / 高希釈条件を必要としない閉環反応 / N-ヘテロ環状カルベン / ソルビン酸エステル / メタクリル酸メチル / マレイミド / 直接観察 / 電子顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

The relationship between the primary structures of polymers and their properties has long been recognized as an important research subject for polymer chemists. Advanced chemical procedures allowing precise control of the structure also enable us to examine the topological effects on polymer properties. Cyclic polymers possess unique characteristics due to the absence of polymer termini. To make progress in this research field, innovative synthetic procedures are essential. The synthetic strategy for cyclic polymers has two typical pathways: the ring closure of functional linear polymers and ring expansion polymerization using cyclic monomers, an initiator, or a catalyst. This report describes the recent synthetic evolution of cyclic polymers, focusing on our new strategy: ring closing without highly dilute conditions, including expansion of the range of the acceptable monomers, stereoregularity, and direct observation of the cyclic topology.

Free Research Field

高分子合成

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

末端のない環状高分子の制御合成は、絡み合いの効果を排除してダイレクトに高分子の一次構造と物性の相関に迫ることを可能にする。しかし、その合成法は、メタセシス反応による不飽和環状分子の環拡大重合が主流となり、20世紀最大の遺産である“リビング付加重合”を活用することができていない。線状高分子の閉環反応は、分子間の反応を抑制するために高希釈条件を必要とする。よってグラム単位の合成には浴槽サイズの反応容器が必要である。さらに線状高分子が混入した場合、その除去精製に多くの時間と労力を必要とする。これらの課題に対しては、これまでの慣用的な手法で対応するには限界があり、革新的な合成手法の開拓が必要である。