2012 Fiscal Year Annual Research Report
有機分子触媒を用いた精密重合の開発と特殊構造を有するポリマー合成への応用
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24350051
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
覚知 豊次 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80113538)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 敏文 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80291235)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 有機分子触媒 / シリルケテンアセタール / グループトランスファー重合 / 精密重合 / ブロックコポリマー / 特殊構造ポリマー |
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| Research Abstract |
本研究では、触媒に有機超強酸、開始剤にかさ高いシリル基を有したシリルケテンアセタールを用いて、アクリル酸メチル、アクリル酸n-ブチル、およびアクリル酸2-(2-エトキシエトキシ)エチルの重合を行った。さらに、本重合系が工業的に利用可能であることを検討する目的で、大スケールでの重合や水分を含んだ系での重合についても検討を行った。その結果、トリイソプロピルシリル基のようなかさ高いシリル基を有するシリルケテンアセタールを開始剤として用いたグループトランスファー重合(GTP)で、高分子量ポリアクリル酸エステルおよびブロックコポリマーの精密合成を達成した。また、この結果は、構造が明確かつ、分子量10万を超えるポリアクリル酸エステルを精密合成した初めての例である。さらに、本重合系は大スケールでの条件や水分を含んだ条件においても進行することが確かめられた。
アクリル酸エステルは、メタクリル酸エステルと類似した構造を有するにもかかわらず高い反応性を示すことからGTPによって構造が精密に制御されたポリアクリル酸エステルを合成することは困難であったが、本年度の成果はブロックコポリマーなどの特殊構造を有するポリアクリル酸エステルの精密合成に道を開くものである。さら、かさ高いシリルケテンアセタールはごく少量の水分が存在しても安定であり、このことはポリアクリル酸エステルの工業的な製造への応用を可能とした。
本研究は1)有機分子触媒の分子設計による重合反応の精密化、2)適用できるモノマー群の拡張、および3)室温・空気中でも実行可能な新しい重合反応系の提案を目的としており、本年度の成果は2)と3)に関して重要な知見を与えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」に記載したように、本研究で目的とした3点のうち「適用できるモノマー群の拡張」と「室温・空気中でも実行可能な新しい重合反応系の提案」に関して十分な成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)GTPにできるモノマー群の拡張として、ソルビン酸エステルおよびソルビン酸アミドの重合を検討する。
2)精密GTPを可能とするシリルケテンアセタールのシリル基の構造と有機分子触媒の組合せを検討する。
3)メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、アクリルアミドを用いたブッロク重合を検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究の計画の1つとして、合成したポリマーを高速液体クロマトグラフィーにより精製・分離する予定であった。しかし、実験の進捗が遅れたため、高速液体クロマトグラフィー用の分取カラム(65万円X2本)の購入予算が次年度に繰越しとなった。次年度は繰越予算と次年度の予算を合わせてカラムを購入し、分離実験を行う。
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