2022 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 / 分子鎖切断 / 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。
本年度は、前年度に続いて蛍光性ラジカルを与える分子プローブ群の構築を継続した。分子プローブの設計は、２つのアプローチで進めた。１つは、ジアリールアセトニトリル誘導体に代表される連鎖移動型分子プローブで、高分子鎖の切断により生成するポリマーラジカル（P.）が分子プローブから水素ラジカル（H.）を引き抜く連鎖移動反応が進行することで、分子プローブ由来の蛍光性ラジカルを与えるアプローチである。もう１つは、1,1-ジフェニルエチレン誘導体に代表される付加反応型分子プローブで、P.が分子プローブに付加して、分子プローブ由来の蛍光性ラジカルを与えるアプローチである。今年度は、両方のアプローチを進めた。分子プローブの合成は、既報に準じるか、既報を修正して反応条件および精製方法を探索し、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た。付加反応型分子プローブして、アリール基上の官能基が異なる一連の誘導体を合成し、分子プローブ群を構築した。官能基は、電子供与性、電子求引性、アルキル基、立体的に嵩高い置換基などを導入した。これらの合成と並行して、DFT計算を利用したシミュレーションを行い、生成するラジカルの安定性や光学物性の予測および解析を行った。合成された分子プローブを用いて、外部刺激により切断された高分子鎖から発生するP.の検出に関する実験を行った。典型的な高分子サンプルとして、高分子量のポリスチレンを用いて、プローブとして機能評価した。さらに、新しく連鎖移動型分子プローブも合成して、P.の検出を行った。架橋高分子への適用研究に関しても予備的な検討を実施した。
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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、2022年度は前年度に続いて「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」を進め、「ステージ２：分子プローブへの機能付与と評価」、「ステージ３：プローブの高分子化と評価」を精力的に実施した。さらに、「ステージ４：直鎖状高分子への分子プローブの適用研究」、「ステージ５：架橋高分子への分子プローブの適用研究」に関しても研究を実施し、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に進展しているので、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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Research Products
(23 results)
