2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of molecular probes capable of detecting polymer radicals for the scientific elucidation of polymer chain scission
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21H04689
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大塚 英幸 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (00293051)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 高分子反応 / 高分子反応 / ポリマーラジカル / 分子プローブ / 蛍光検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、外部刺激により高分子鎖が切断される際に発生する、微量かつ不安定なポリマーラジカルと速やかに反応して長寿命かつ蛍光を発する分子プローブ群の開発と高分子切断の多角的な解析を目的としている。今年度は、「ステージ１：蛍光性ラジカルを与える分子プローブ群の構築」から研究を着手し、10種類以上の誘導体の合成に成功した。合成の確認は、核磁気共鳴測定、赤外分光測定、質量分析、元素分析等により実施し、純度の確認は高速液体クロマトグラフィー測定により行った。得られた一連の分子プローブ群に対して、「ステージ２：分子プローブへの機能付与と評価」を実施した。
また、「ステージ３：プローブの高分子化と評価」を実施した。具体的には、高分子修飾反応を用いて、最も汎用的な高分子の一つであるポリスチレン（PS）に、ジアリールアセトニトリル（DAAN）骨格を直接導入したDAAN修飾PS（PS-DAAN）を合成した。PSへのDAANの導入率は、反応条件を変えることで制御できることが明らかとなった。PS-DAANは，低分子のDAAN誘導体と比較して、主鎖の切断を50倍程度高感度で検出できることが明らかになった。さらに、熱重量分析の結果、水素移動反応によってPSの連鎖的熱分解を抑止し、高分子の熱安定性を向上させる効果があることが示唆された。
こうして得られた知見は、本研究の今後の計画にとって重要な知見となり、これまで系統的な研究が行われてこなかった高分子鎖切断に関する学術基盤の構築に向けて、大きな一歩となった。
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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
当初計画において、2021年度は「ステージ１：蛍光性ラジカルを与える分子プローブ群の構築」から着手し、年度途中から「ステージ２：分子プローブへの機能付与と評価」を実施することを想定していたが、それらは順調に進んでいる。また、「ステージ３：プローブの高分子化と評価」に関しては、一部を前倒しで実施することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に親展しているので、このまま計画通りに研究を推進する。予想外のことが起きた場合には、臨機応変に対応する計画である。
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