2021 Fiscal Year Research-status Report
Precision oxidative polymerization catalyzed by an artificial enzyme to synthesize aromatic polyethers with high performances and functions
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20K05610
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
東村 秀之 岡山理科大学, 理学部, 教授 (00562224)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工酵素 / フェノール類 / 酸化重合 / 芳香族ポリエーテル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工酵素触媒を用いることにより、両オルト位に置換基のないフェノール類の精密酸化重合法を見出し、新規な芳香族ポリエーテル類の合成を行っている。本研究では、該ポリマーのさらなる高性能化と機能性付与を目指し、本法のスコープを拡大することを目標とする。具体的には、（A）嵩高い基を導入して誘電率を低くする、(B)反応性基を導入して、多孔質化で誘電率をさらに低くする、(C)push-pull置換基をもつポリマーを合成し、高誘電性を発現させる。（A）及び（B）は高速通信デバイスの絶縁材料として、（C）は高耐熱性フィルムコンデンサー材料として有望である。
2021年度の成果は以下のとおりである。（A）2-フェニルフェノール酸化重合体につき、10GHzでの誘電率が2.22を示し、全芳香族炭化水素系ポリマーとして世界最小であることが判明した。このポリマーにアダマンチル基の置換を検討し、繰り返し単位あたり10unit%以上導入することができた。またモノマーにアダマンチル基を置換した2-(2-アダマンチル)フェノールにつき、重合条件を最適化して再沈殿と組み合わせることにより、数平均分子量（Mn）を1万程度まで向上させることができた。（B)トリメチルシリル基で保護した2-エチニルフェノールの酸化重合性を確認した。（C)人工酵素触媒を用いた酸化重合において、2-メトキシフェノールでは電子供与性のメトキシ基が触媒に配位して重合を阻害し、また5-シアノフェノールではシアノ基の電子吸引性により酸化重合不活性となった。しかし、2-メトキシ-5-シアノフェノールの酸化重合では、両置換基の共鳴効果によりこれらを相殺して重合可能となり、反応条件の検討結果からMnが1万以上のポリマーを得ることに成功した。従来触媒ではポリマー中にC=O不純構造が相当量副生したが、人工酵素触媒ではこれも抑制することができた。
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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
新型コロナ対策で研究を抑制せざるをえない期間があり、（B)についてはやや遅れているが、（A)及び（C)については順調に進展した。（A)では2－フェニルフェノール酸化重合体が超低誘電性を示すことが判明し、またポリマーおよびモノマーに嵩高い置換基を導入することを並行して進めることができた。（C)では2-メトキシ-5-シアノフェノールの酸化重合で、Mnが１万以上で、C=O不純構造の少ないポリマーを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
（A)及び（C)については、得られたポリマーを大量合成し、パウダー誘電率を測定する。（B)については、保護基を脱離したモノマーを用いた検討を行う。
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| Causes of Carryover |
2021年度は新型コロナ対策で研究を抑制した時期があったが、2022年度は通常通りに研究を進捗できる見込みである。
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