2015 Fiscal Year Research-status Report
二次元的運動性を有する zig-zag ポリマーの開発と機能開拓
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26810067
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石割 文崇 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教 (00635807)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高分子化学 / 高分子構造 / 高分子物性 / 有機化学 / 超分子化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、2次元的運動性を有する構造明確なラダーポリマー「zig-zagポリマー」を合成し、その機能・物性の探索を目的としている。初年度（平成26年度）には、zig-zagポリマーの効率的な合成経路の探索を行った。その結果、トレガー塩基形成反応を利用した重合反応により得られるPIM（Polymer of Intrinsic Microporousity）類に対して、N-アルキル化後に塩基を作用させることにより、トレガー塩基骨格のアミナール炭素が開環し、ジアザシクロオクタン構造へと変化することを見出した。この反応前後ではラダー構造を保ったまま、剛直なトレガー塩基骨格が、コンフォメーションの自由度を有するジアザシクロオクタン構造へと変化するため、この手法で得られるラダーポリマーは２次元的運動性を有するフレキシブルなラダーポリマーとなりうる。平成27年度は、この反応で得られるラダーポリマーの運動性に関する評価を行った。トレガー塩基骨格を有するポリマーは分子動力学（MD）計算を行ってもほとんどコンフォメーション変化を起こさず、固体状態でミクロ多孔性を有することを特徴とする。一方、ジアザシクロオクタン構造を有するラダーポリマーのモデルオリゴマーの分子動力学（MD）計算を行うと、ジアザシクロオクタン部位でコンフォメーションが自由に変化する様子が観測された。さらに、固体状態で窒素ガス吸着測定を行った結果、非多孔性物質特有の吸着等温線を示した。これらの結果は、ジアザシクロオクタン構造を有するラダーポリマーはフレキシブルなラダーポリマーであることを示唆している。また、このポリマーに対する高分子反応による修飾反応も可能であることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度には、新規ラダーポリマーであるジアザシクロオクタン構造を有するラダーポリマーの運動性に関する評価を行い、そのフレキシブル性を示唆する結果を得ることができた。研究当初の目的とする構造明確なポリマーの合成に成功し、物性調査に着手しているものの、物性調査はまだ基礎的なものにとどまっているため、やや遅れていると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成28年度には、まずは得られたラダーポリマーの熱的物性と力学的物性について調査する。柔軟性を有するラダーポリマーは、ラダーポリマーの高い熱的安定性を保持したまま、特異な力学的物性を示す可能性が高い。また、化学構造の異なるモノマーからのラダーポリマー合成を行い、本手法が様々なラダーポリマー合成に有効であることを示してゆく。さらに、高分子反応による修飾反応についても検討し、論文としてまとめる予定である。
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| Causes of Carryover |
研究開始当初は予想していなかった反応が高効率に進行し、本研究で目的とするzig-zagポリマーの効率的合成方法確立となることを見出したことから、当初の研究計画を変更した。平成28年度も引き続き合成・物性評価を入念に行い、成果を論文としてまとめるために次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
（１）ラダーポリマーの熱的物性・力学的物性の評価、（２）種々のモノマーからのラダーポリマー合成、（３）得られたポリマーの高分子反応の検討を行うために、次年度使用額の一部は実験経費として使用する。また、論文作成における英文校閲料や、学会参加費としての使用も予定している。
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