2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of photo-functional polymer materials using cationic chlorophyll-a derivatives
| Project/Area Number |
21K05173
|
|---|
| Research Institution | Ritsumeikan University |
|---|
Principal Investigator |
小笠原 伸 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 准教授 (80706606)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | クロロフィル / ラジカル重合 / ポリマー / 縮合反応 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
クロロフィル誘導体に重合性官能基を導入したクロロフィルモノマーを合成し、ラジカル重合によりスチレンとの共重合体を調製することに成功した。
用いたクロロフィルモノマーは、乾燥スピルリナ粉末から抽出したクロロフィルaをを既報の処理方法に従って、化学処理することで得られたメチルピロフェオフォルバイドaを出発原料として合成した。具体的には、17位末端にエーテル鎖を介してアクリレート残基を有するものを合成した。しかしながら、フリーベース体のクロロフィルモノマーを用いた場合は全く重合せず、ニッケルがクロリン環中心に配位した錯体においてのみ、重合することが確認された。また、重合に際して添加するクロロフィルモノマーよりも得られるポリマー中のクロロフィル含有量が低いこと、添加するクロロフィルモノマーのモル比が低いほど、重合の転化率が増加することを見出した。これらのことから、クロロフィルモノマーが重合の際に発生するラジカル種を失活させていることが示唆された。
そこで、市販品のポリマーを固定化担体とした系にクロロフィル誘導体を導入することを試みた。この系に用いたクロロフィル誘導体は17位末端にカルボン酸を有するものであり、既報の合成方法に従って合成した。また、ポリマーはAldrichより購入したスチレンとアリルアルコールのランダム共重合体を使用した。このポリマー中の水酸基に縮合反応によってクロロフィル誘導体を導入した。1H NMRによってポリマー中にクロロフィル誘導体が導入されていることが確認され、さらにGPCの解析によってポリマー１分子鎖中に少なくとも3分子以上のクロロフィル誘導体が導入されていることが示された。ポリマー１分子鎖中に存在する水酸基の個数は平均12であるので、約25%の結合部位にクロロフィル誘導体が導入された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
中性クロロフィル誘導体をポリマー担体へ導入するための検討に時間を費やしてしまったため、当初予定していたカチオン性クロロフィル誘導体のポリアー担体への導入が未だ達成できていない。しかしながら、カチオン性のクロロフィル誘導体にも同様の手法が適用できる可能性があるので、その点について今後検討を行っていく。
|
| Strategy for Future Research Activity |
中性クロロフィル誘導体のポリマー担体への導入について、これまでと同様に検討を進めていくのと並行して、カチオン性クロロフィル誘導体についても重合やポリマー担体への導入が可能か検討を行う。また、光物性についても評価を行い、ポリマーの微細なモルフォロジーについても可能な限り検討を進めていく。
|
| Causes of Carryover |
当初予想していた結果が得られず、最初期の系の検討に時間がかかってしまい、計画していた試薬や消耗品を購入できなかった。また、学会発表のための旅費を計上していたが、オンラインでの発表となり旅費が必要なくなってしまった。
今年度は試薬や消耗品購入に使用する予定である。
|
