ナノ構造を有する電子・光応答性インテリジェントポリマーの合成とその物性評価

• Project/Area Number: 04J00810
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Kyoto University
• Research Fellow: 飯田 和則 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: ラジカルカチオン / ラジカル / 一電子酸化・還元 / 酸化・還元電位 / ベンジルシラン / ベンジルスタンナン / リビング重合法 / ラジカルイオン種 / ラジカル種

Research Abstract

申請者はこれまで有機テルル開始剤を用いたリビングラジカル重合系を開発してきた。本年度の研究課題・目標は、これらの方法論を生かして電気・光化学的な応答性を持つポリマーを合成することであった。しかしながら、これまで開発を行ってきたリビング重合法は分子量の制御されたポリマーを与えるものの、用いる有機テルル重合開始剤の毒性などが問題となっていた。従って本年度は、本来の課題に先立って、新たにリビング重合系の設計に取り組んだ。
一般に、中性の分子を一電子酸化・還元すると対応するラジカルイオン種が生じる。これらラジカルイオン種のうち、多くのものは不安定であり、特定の結合が開裂して対応する中性のラジカル種とイオン種が生じる。従って、これらラジカルイオンを反応性の高いラジカルやイオン種の前躯体として用いるなら、新しい活性種の生成法、また新しい重合開始系となりうると思われる。
有機ケイ素化合物をラジカルカチオン前駆体として、トリアリルアミニウム塩を1電子移動剤として用いて検討を行ったところ、ベンジルシランとアミニウム塩を用いた2成分系がラジカル重合の新しい開始系となることを明らかにした。この新しい2成分系はスチレンやメタクリル酸メチル、アクリル酸ブチルの重合が可能であることを明らかにした。ベンジルシラン類においては酸化電位の低いベンジルシランが開始剤として有効であることを明らかにし、これと酸化力の比較的おだやかなアミニウム塩とを組み合わせることにより、より温和な条件での重合を達成した。ベンジルシラン以外にもベンジルスタンナンも開始剤として有効であることを明らかにした。また、アミニウム塩は1電子移動剤として働くだけでなく、ラジカル重合の阻害剤としても働くことを見出した。