Syntheses of Thermoresponsive Water-Soluble Polymers Having Associative Groups at Well-Defined Positions for Challenging Research of Polymer Informatics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21222
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ouchi Makoto 京都大学, 工学研究科, 教授 (90394874)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古賀 毅 京都大学, 工学研究科, 教授 (80303866)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 感熱性 / 高分子 / 刺激応答 / 精密重合 / 配列 / インフォマティクス

Outline of Final Research Achievements

We have achieved syntheses of thermoresponsive alternating copolymers carrying hydrophilic and hydrophobic pendant groups in alternating fashion as well as the block copolymer with different type of thermoresponsive homopolymer. We have also clarified sequence-specific thermoresponsive behaviors through comparison with the corresponding random copolymers. Furthermore, the hydroxy pendant group underwent the reaction with alkyl isocyanate for syntheses of alternating copolymers having urethane bond showing hydrogen bonding association ability. The urethane-pendant alternating copolymers showed unique thermoresponsive behaviros based on the hydrogen bonding. The thermoresponsive aggregations are analyzed by simulation.

Free Research Field

高分子

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体高分子はモノマー配列が制御された共重合体であり，配列に基づいて機能している。特に疎水性基や水素結合を活用して，高分子鎖の分子内や分子間の凝集を通じて配列特異的なかたちを形成し，機能していることが重要である。本研究では，水溶性の合成高分子に対して疎水性基，親水性基，会合性基の配列を制御することに成功し，さらにその配列特異的な温度応答性挙動を明らかにした。シミュレーション・インフォマティクス解析は現在展開中であるが，これによって高分子鎖の水中での振る舞いが理解されると期待される。