Precise synthesis of ABC sequence-controlled polymers by anionic copolymerization and creation of natural-mimetic adhesive rubber

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05165
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35010:Polymer chemistry-related
• Research Institution: Kogakuin University (2022-2023); Tokyo Institute of Technology (2021)
• Principal Investigator: Goseki Raita 工学院大学, 先進工学部, 准教授 (20592215)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: アニオン重合 / 配列制御高分子 / ブタジエン誘導体 / 1,1-ジフェニルエチレン / エラストマー / カテコール / 天然素材

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have attempted to establish a method for controlling the monomer sequence in order to clarify the correlation between monomer-sequence-controlled-structure and its properties. In particular, we have found the conditions for synthesizing a highly alternating copolymer by anionic copolymerization of 1-phenyl-1,3-butadiene (1-PBD) with 1,1-diphenylethylene (DPE). We have also clarified that the reaction proceeds in a self-alternating manner in bifunctional monomers that have 1-PBD and DPE skeletons in one molecule. It was successfully demonstrated that sequence-controlled polymers having ethylene-styrene-DPE repeating units can be obtained by hydrogenation of these resultant polymers. In addition, we developed a rubber material composed of 1-PBD derivatives containing a catechol group, and clarified its properties.

Free Research Field

高分子合成

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酵素やDNAなどの天然高分子では、ポリマー中のモノマー配列が遺伝等の情報伝達や生理活性等の高次な機能の発現に重要な役割を果たしている。一方、合成高分子では、厳密な配列制御は未解決の重要課題として残されてる。そのため、本研究で見出した2成分系(もしくは1成分)から3成分系配列制御ポリマーを合成できる手法は学術的に意義のある研究であると言える。また、現行で工業的に利用されているスチレンとイソプレンからなる水添化エラストマー材料と本手法により合成されるエラストマー材料を比較することで、配列制御の意義を見出せる可能性を秘めており、工業的にも意義のある研究であると言える。