有機分子触媒を活用した環境低負荷な機能性高分子材料の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Advanced Molecular Transformations by Organocatalysts
• Project/Area Number: 26105703
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 佐藤 敏文 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80291235)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 高分子合成 / 高分子構造・物性 / 有機分子触媒

Outline of Annual Research Achievements

１）昨年度までに有機リン酸であるリン酸ジフェニルを触媒とした各種環状エステル類の無溶媒重合系の開発を行ってきた。今年度は、様々な分子構造を有する有機リン酸類縁体を触媒とした重合を検討した。その結果、リン酸フェニル二ナトリウムがラクチドの無溶媒開環重合において優れた触媒となることを見出した。リン酸ジフェニルを触媒としたラクチドの無溶媒開環重合には長時間を要していたが、今回新たに見出した触媒ではより短時間で分子量分散度の狭いポリ乳酸を与えることが明らかとなった。本重合系はポリ乳酸の環境調和型合成プロセスとして有用と考えられる。
２）フォスファゼン塩基の一種であるt-Bu-P4とアルコールからなる重合系を用い、非直鎖状の構造を有する両親媒性ブロックコポリエーテルの精密合成を行った。本重合系は種々のエポキシドの開環重合において極めて有用であることがこれまでに明らかになっており、その知見をもとに様々な非直鎖状両親媒性ブロックコポリエーテルの合成へと応用した。本重合系を利用することではじめて分子量と分子量分散度が高度に制御された一連のブロックコポリエーテルを得ることができ、そのサンプルを使って非直鎖状構造と水溶液中での会合挙動の相関関係を理解すること出来た。ここで得られた知見は高機能性界面活性剤の開発などにおいて貢献するものと期待される。
３）これまでに開発してきたジリン酸ジフェニル触媒による開環重合系を基盤として、新規ブロックコポリマーを開発した。具体的には、リン酸ジフェニルを触媒として末端官能基化ポリカプロラクトンを合成し、オリゴ糖との複合化を行った。ここで得られたブロックコポリマーは水溶液中ではナノパーティクル、固体中ではミクロ相分離構造を形成することが見出された。これらのナノ構造はDDS用キャリアやリソグラフィー材料として期待される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Sequential Mukaiyama-Michael reaction induced by carbon acids (2016)
  • Author(s): Yanai, H., Kobayashi, O., Takada, K., Isono, T., Satoh, T.,Matsumoto, T.
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 52 Pages: 3280-3283
  • DOI: 10.1039/c5cc10115h
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of Well-Defined Amphiphilic Star-Block and Miktoarm Star Copolyethers via t-Bu-P4-Catalyzed Ring-Opening Polymerization of Glycidyl Ethers (2016)
  • Author(s): Satoh, Y., Miyachi, K., Matsuno, H., Isono, T., Tajima, K., Kakuchi, T.,Satoh, T.
  • Journal Title: Macromolecules Volume: 49 Pages: 499-509
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b02459
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] B(C6F5)3-Catalyzed Group Transfer Polymerization of N,N-Disubstituted Acrylamide Using Hydrosilane: Effect of Hydrosilane and Monomer Structures, Polymerization Mechanism, and Synthesis of α-End-Functionalized Polyacrylamides (2016)
  • Author(s): Kikuchi, S., Chen, Y., Kitano, K., Sato, S.-i., Satoh, T.,Kakuchi, T.
  • Journal Title: Macromolecules Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b00190
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Controlled/Living Ring-Opening Polymerization of Glycidylamine Derivatives Using t-Bu-P4/Alcohol Initiating System Leading to Polyethers with Pendant Primary, Secondary, and Tertiary Amino Groups (2015)
  • Author(s): Isono, T., Asai, S., Satoh, Y., Takaoka, T., Tajima, K., Kakuchi, T., Satoh, T.
  • Journal Title: Macromolecules Volume: 48 Pages: 3217-3229
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00556
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Organophosphate-catalyzed bulk ring-opening polymerization as an environmentally benign route leading to block copolyesters, end-functionalized polyesters, and polyester-based polyurethane (2015)
  • Author(s): Saito, T., Aizawa, Y., Tajima, K., Isono, T., Satoh, T.
  • Journal Title: Polymer Chemistry Volume: 6 Pages: 4374-4384
  • DOI: 10.1039/C5PY00533G
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Organic acids as efficient catalysts for group transfer polymerization of N,N-disubstituted acrylamide with silyl ketene acetal: polymerization mechanism and synthesis of diblock copolymers (2015)
  • Author(s): Kikuchi, S., Chen, Y., Kitano, K., Takada, K., Satoh, T., Kakuchi, T
  • Journal Title: Polymer Chemistry Volume: 6 Pages: 6845-6856
  • DOI: 10.1039/C5PY01104C
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Synthesis of AB block and A2B2 and A3B3 miktoarm star-shaped copolymers using ω-end-functionalized poly(methyl methacrylate) with a hydroxyl group prepared by organocatalyzed group transfer polymerization (2015)
  • Author(s): Eric, O.-T., Chen, Y., Takada, K., Sato, S.-i., Satoh, T.,Kakuchi, T
  • Journal Title: Polymer Chemistry Volume: 6 Pages: 7841-7850
  • DOI: 10.1039/c5py01112d
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Organophosphate-Catalyzed Bulk Ring-Opening Polymerization of Cyclic Esters (2015)
  • Author(s): Tatsuya Saito, Yusuke Aizawa, Takuya Isono, Kenji Tajima, Toyoji Kakuchi, Toshifumi Satoh
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: ホノルル（米国）
  • Year and Date: 2015-12-15 – 2015-12-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Synthesis of Architecturally Complex Block Copolymers Consisting of Oligosaccharides and Polyester via Organocatalytic Ring-Opening Polymerization (2015)
  • Author(s): Takuya Isono, Toshifumi Satoh
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: ホノルル（米国）
  • Year and Date: 2015-12-15 – 2015-12-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 有機リン酸類を触媒に用いたラクチドのバルク重合 (2015)
  • Author(s): 相澤佑輔、齋藤達也、磯野拓也、田島健次、寺田眞浩、佐藤敏文
  • Organizer: 第5回CSJ化学フェスタ
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-10-13 – 2015-10-15
• [Presentation] Organophosphate-catalyzed bulk ring-opening polymerization leading to block copolyesters, end-functionalized polyesters, and polyester-based polyurethane (2015)
  • Author(s): Toshifumi Satoh
  • Organizer: France-Japan Joint Seminar On Functional Block Copolymer
  • Place of Presentation: グルノーブル（フランス）
  • Year and Date: 2015-09-19 – 2015-09-23
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 有機リン酸触媒を用いた環状エステルの無溶媒重合 (2015)
  • Author(s): 齋藤達也、相澤佑輔、磯野拓也、田島健次、佐藤敏文
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学 川内キャンパス（仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-15 – 2015-09-17
• [Presentation] 有機リン酸類を触媒に用いたラクチドのバルク重合 (2015)
  • Author(s): 相澤佑輔、齋藤達也、磯野拓也、田島健次、寺田眞浩、佐藤敏文
  • Organizer: 2015年度 北海道高分子若手研究会
  • Place of Presentation: 定山渓グランドホテル瑞苑（札幌市）
  • Year and Date: 2015-08-28 – 2015-08-29
• [Presentation] 種々の有機リン酸類を触媒に用いた 環状エステルの開環重合 (2015)
  • Author(s): 相澤佑輔、齋藤達也、磯野拓也、田島健次、寺田眞浩、佐藤敏文
  • Organizer: 日本化学会北海道支部2015年夏季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道教育大学函館校（函館市）
  • Year and Date: 2015-07-18 – 2015-07-18
• [Presentation] Enantiomer-Selective Lactide Polymerization using Chiral Phosphoric Acids (2015)
  • Author(s): Takuya Isono, Yusuke Aizawa, Tatsuya Saito, Masahiro Terada, Toshifumi Satoh
  • Organizer: The 39th Naito Conference on The chemistry of organocatalysts
  • Place of Presentation: シャトレーゼ ガトーキングダム（札幌市）
  • Year and Date: 2015-06-06 – 2015-06-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] コアファースト法を用いたグループトランスファー重合による星型ポリアクリル酸エステルの合成 (2015)
  • Author(s): 伊藤貴弘、高田健司、陳友根、佐藤敏文、覚知豊次
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] HSiMe2Ph/B(C6F5)3 を用いたメタクリル酸エステルのグループトランスファー重合 (2015)
  • Author(s): 北野広大1・菊地誠也1・高田健司1・陳友根3・佐藤敏文2・覚知豊次
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] Synthesis of Multiblock Acrylate Polymers by Organocatalyzed Group Transfer Polymerization (2015)
  • Author(s): Kenji TAKADA, Takahiro ITO, Yougen CHEN, Toshifumi SATOH, Toyoji KAKUCHI
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] グル-プトランスファー重合による両末端官能基化ポリ(N,N-ジエチルアクリルアミド)の合成 (2015)
  • Author(s): 一戸瑛治1・菊地誠也1・陳友根3・佐藤敏文2・覚知豊次
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] ラセミラクチドのエナンチオマー選択的バルク重合 (2015)
  • Author(s): 相澤佑輔、齋藤達也、磯野拓也、田島健次、寺田眞浩、佐藤敏文
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] 有機リン酸触媒を用いた環状エステルのバルク重合 (2015)
  • Author(s): 齋藤達也、相澤佑輔、磯野拓也、田島健次、佐藤敏文
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] フォスファゼン塩基触媒によるグリシジルアミン誘導体のリビングアニオン開環重合 (2015)
  • Author(s): 磯野拓也、覚知豊次、佐藤敏文
  • Organizer: 第８回有機分子触媒シンポジウム
  • Place of Presentation: 沖縄県市町村自治会館・自治会館ホール（那覇市）
  • Year and Date: 2015-05-10 – 2015-05-11