2015 Fiscal Year Annual Research Report
超分子相互作用を用いた温度応答性高分子システムの開発
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26288054
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐田 和己 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80225911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小門 憲太 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40600226)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 相分離 / 高分子化学 / 温度応答性高分子 / 水素結合 / 電荷移動錯体 / LCST |
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| Outline of Annual Research Achievements |
温度に応答してその溶解性と構造が大きく変化する温度応答性高分子は機能性高分子の原料として幅広く研究されてきた。本研究では高分子に相互作用し、溶媒と親和性の高い低分子（エフェクター）を用い、高分子・溶媒分子・エフェクター間の三成分系を用いることにより、超分子化学を基盤とする新しい温度応答性高分子の分子設計の一般化とその機構解明を検討した。
弱い分子間相互作用として、パーフルオロ化した芳香環と通常の芳香環間の相互作用の利用を検討したが、LCST型相分離は実現せず、高分子とエフェクターの相互作用が弱すぎるためと思われる。高分子鎖の柔軟性と相互作用部位の協同性の評価としては、ポリビニルエーテル系の高分子でもポリアクリル酸系の高分子と同様に超分子デザインによる温度応答性の発現に成功した。また、尿素官能基を持つ高分子の分子認識部位の近傍に光学活性部位を導入し、キラルな化合物をエフェクターとして加えることで高分子の相分離を誘起することに成功したが、わずかな構造の違いによって、大きく相転移温度が変化することが明らかになり、エフェクターの光学活性と高分子の光学活性部位のキラリティとの相関については、明確になっておらず、現在詳細な検討を続けている。また、化学反応については尿素官能基を持つ高分子の水素結合を利用し、ヘキサノールをエフェクターとする系において、エフェクターのTMSCNによるシリルエーテル化反応によって高分子のコンフォメーション変化が達成できた。また、エフェクターの光二量化反応の利用についても検討を行っている。さらに高分子物理を基盤とした理論的な解析も進めている。これらの刺激応答性高分子をゲル化させることにより、刺激に応答するゲルの合成にも成功している。
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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
新しい温度応答性高分子の超分子化学的な分子デザインを多角的に評価をすすめている。高分子鎖の柔軟性と相互作用部位の協同性の評価として、これまでのアクリル系だけではなく、ビニルエーテル系でも温度応答性の発現が観測されたのは重要と思われる。また複数の化学反応を用いて、低分子の化学反応によって相分離が誘起されう高分子システムの構築、光学活性なエフェクターを用いた光学活性な低分子に応答するシステムの構築は高分子化学の新しい側面を浮き彫りにしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
液晶やフッ素溶媒中で機能する温度応答性高分子の合成、応用としては化学反応によって誘起される高分子の相分離を用いたアロステリック触媒や温度応答性触媒への構築ならびに、MOF表面へのグラフト化によるゲスト分子の放出制御、高分子ブラシの構築に向けて検討を進める。また、これらの温度応答性高分子系の複合化による多彩な刺激応答性材料の構築を目指す。同時に高分子物理を基盤とした理論的な解析も進めていく。
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| Causes of Carryover |
試薬などの消耗品費が当初の計画より小額で済んだため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試薬などの消耗品費または旅費等に使用予定
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