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可動型グラフト鎖を有する新規ポリマー:グラフトポリロタキサン

Research Project

Project/Area Number 08J09781
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

高坂 泰弘  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2010: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2008: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsロタキサン / サイズ相補性 / 架橋剤 / 解架橋 / ラジカル重合 / ポリロタキサンネットワーク / ポリクラウンエーテル / グラフトポリロタキサン / 特殊NMR測定 / ロタキサン型架橋剤 / 速度論的安定化 / 液晶性ロタキサン / 液晶性エラストマー / クラウンエーテル / シクロデキストリン / アゾベンゼン / リサイクル / リビング重合
Research Abstract

(1)合成したアゾベンゼン原料の特性評価から,当初の分子設計では液晶性を発現しないことが予想された.そこで,光駆動性・液晶性については一旦保留し,ビニル基を有する輪成分を用いた[3]ロタキサン型架橋剤の合成を検討した(下記).
(2)軸成分の末端に輪成分の空孔と相補的なサイズの置換基を導入した[3]ロタキサンの型架橋剤を合成した.これをビニルモノマーのラジカル重合系に少量添加すると,対応する架橋高分子が効率よく得られた.この架橋高分子は溶媒膨潤性に優れ,ビニルモノマーの性質を反映した物性を示した.また,対アニオン交換反応によって定量的・選択的な解架橋が達成され,未架橋高分子が回収された.既存のモノマーを利用して解架橋性の高分子が簡便に得られることから,省資源・リサイクルへの応用が期待される.次に,光塩基発生剤による解架橋を検討したが,良好な結果が得られなかった.そこで,塩基のような外部刺激を必要とせず,単純に光照射のみで分解を実現する架橋剤として,中央部にジスルフィド結合を含むビスアンモニウム塩を用いた[3]ロタキサンを合成した.このロタキサンを用いてビニルモノマーを重合・架橋し.得られたゲルに紫外光を照射すると,照射部分のみが解架橋して溶出し,ゲル表面が凹んだ.これは,ジスルフィド結合のホモリシスで発生したラジカル中間体を経て,ロタキサン構造が解離したためと考えられる.また.このゲルはチオール触媒によっても分解した.これらの反応のメカニズムを低分子を用いた実験から検証した.
(3)計画書記載の通り,大環状クラウンエーテルを側鎖に含む高分子を,[2]ロタキサンモノマーの重合と解離反応によって合成した.得られたポリクラウンエーテルの数平均分子量は9万であり,過去に類例のない高分子量体が得られた.この高分子はカチオン分離膜やポリロタキサン合成の出発物質として有用であると考えられる.

Report

(3 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2011 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] An efficient synthetic entry to rotaxanes utilising reversible cleavage of aromatic disulphide bonds2011

    • Author(s)
      Takahiro Yoshii, Yasuhiro Kohsaka, Taichi Moriyama, Takao Suzuki, Yasuhito Koyama, Toshikazu Takata
    • Journal Title

      Supramolecular Chemistry

      Volume: 23 Pages: 65-68

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      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] POLYROTAXANE NETWORK AS A TOPOLOGIGALLY CROSS-LINKED POLYMER : SYNTHESIS AND PROPERTY2009

    • Author(s)
      T. TAKATA, T. ARAI, Y. KOHSAKA, M. SHIOYA, Y. KOYAMA
    • Journal Title

      Proceedings of the Yamada Conference LXXXVIIII impress

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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械的な結合系を利用した分解性ネットワークポリマーの合成と特性評価2011

    • Author(s)
      高坂泰弘・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      第4回精密ネットワークポリマー研究会若手発表会
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学書写キャンパス
    • Year and Date
      2011-03-08
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 刺激応答性ロタキサンを用いた架橋高分子のマテリアルリサイクルシステム2010

    • Author(s)
      高坂泰弘・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      第59回高分子討論会
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-09-16
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] サイズ相補的な構成成分を持つロタキサンの分解挙動とリサイクル材料への応用2010

    • Author(s)
      高坂泰弘・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      第21回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス
    • Year and Date
      2010-09-10
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  • [Presentation] Synthesis of Rotaxane Triggered by the Stimuli-responsive Property of Aromatic Linkage2010

    • Author(s)
      Takahiro Yoshii, Yasuhiro Kohsaka, Yasuhito Koyama, Toshikazu Takata
    • Organizer
      Post-ISMSC 2010 (The 6th Symposium on Host-Guest Chemistry)
    • Place of Presentation
      大阪国際交流センター
    • Year and Date
      2010-06-11
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  • [Presentation] An Efficient Strategy for Rotaxane Synthesis Using Reversible Cleavage of Aromatic Disulfide Linkage Following Wheel Insertion2010

    • Author(s)
      Takahiro Yoshji, Yasuhiro Kohsaka, Yasuhito Koyama, Toshikazu Takata
    • Organizer
      ISMSC 2010 (5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry)
    • Place of Presentation
      奈良県立新公会堂
    • Year and Date
      2010-06-09
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 速度論的に安定化された超分子ゲルの創製とマテリアルリサイクル2010

    • Author(s)
      高坂泰弘・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2010-05-28
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  • [Presentation] リサイクル特性を持つポリロタキサンネットワークの合成2010

    • Author(s)
      高坂泰弘・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      日本化学会第90年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2010-03-29
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  • [Presentation] グラフトポリロタキサン:グラフト鎖が可動な高分子の合成と構造決定2010

    • Author(s)
      高坂泰弘・小山靖人・小西玄一・高田十志和
    • Organizer
      日本化学会第90年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2010-03-28
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 分解可能なロタキサン構造を含む高分子の合成と分解挙動2010

    • Author(s)
      高坂泰弘・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      第91日本化学会春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      2010-03-26
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ロタキサン構造を鍵とする架橋構造の速度論的安定化とリサイクル特性2009

    • Author(s)
      高坂泰弘・中薗和子・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      第21回エラストマー討論会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2009-12-03
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリロタキサンネヅトワークの特性とロタキサン架橋構造の意義2009

    • Author(s)
      高坂泰弘・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      合成樹脂工業協会2009年ネットワークポリマー討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2009-10-15
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフト鎖長の可変な高分子の合成と構造解析2009

    • Author(s)
      高坂泰弘・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      高分子学会第58回年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2009-05-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] リサイクル特性を持つポリロタキサンネットワークの合成2009

    • Author(s)
      高坂泰弘・小山靖人・高田十志和
    • Organizer
      日本ゴム協会2009年年次大会
    • Place of Presentation
      アウィーナ大阪
    • Year and Date
      2009-05-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Graft Polyrotaxane : Polymer Having Graft Chains Bound Mechanically to The Backbone2008

    • Author(s)
      Y. Kohsaka
    • Organizer
      The 4th IUPAC-Sponsored International Symposium on Macro-and Supramolecular Architectures and Materials : Synthesis, Properties and Applications (MAM-08)
    • Place of Presentation
      Heinrich-Heine-Universitat, Dusseldorf, Germany
    • Year and Date
      2008-09-10
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/takata/index.html

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/polymer/lab/takata/index.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリ擬ロタキサンの製造方法、架橋体の製造方法及びポリマーの回収方法2010

    • Inventor(s)
      八子貫之, 高坂泰弘, 高田十志和
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学大学、株式会社ブリヂストン
    • Patent Publication Number
      2010-209301
    • Acquisition Date
      2010-09-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ポリ擬ロタキサンの製造方法、架橋体の製造方法及びポリマーの回収方法2009

    • Inventor(s)
      高坂泰弘
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学ブリヂストン
    • Industrial Property Number
      2009-060235
    • Filing Date
      2009-03-13
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2024-03-26  

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