星型ブロックコポリマーの新規精密合成法および溶液物性に関する研究

• Project/Area Number: 15J01471
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 菊地 誠也 北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 特殊構造ポリマー / 温度応答挙動 / リビング重合 / 末端官能基化 / 星型ポリマー

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、特殊構造ポリマーの溶液物性評価を目的として、グループトランスファー重合 (GTP) を用いたアクリルアミドポリマーの新規合成法確立をおこなった。今年度はまず、特殊構造化に必要な末端官能基化アクリルアミドポリマーの合成を行い、開始剤にシリルケテンアミナール誘導体、停止剤に2-フェニルアクリル酸エステル誘導体を用いることにより、官能基を両末端へ定量的に導入され、かつ分子量および分子量分散度の制御されたアクリルアミドポリマーの合成を達成した。また、合成した末端官能基化アクリルアミドポリマーを用いた高分子反応により分岐構造を有する星型ポリマーおよび末端を持たない環状ポリマーといった特殊構造ポリマーの精密合成が可能となった。さらに、ポリマーに用いたポリ(N,N-ジエチルアクリルアミド) は水溶性が温度によって可逆的に変化する温度応答性ポリマーであり、分岐や末端構造の有無などポリマー構造が温度応答性に与える影響の評価を行った。その結果、水に可溶から不溶へ変わる相転移温度だけではなく、温度応答速度に対してもポリマー構造が大きく影響することが明らかとなった。より詳細にポリマー構造が温度応答性に与える影響を評価するため、分子動力学計算を用いてシミュレーションを行い、ミクロな領域での温度応答性の違いも明らかにした。以上より、本研究を通じて、GTP を用いたアクリルアミドポリマーの精密合成法の確立および特殊構造が温度応答性に与える影響の解明が達成された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Synthesis and Thermoresponsive Property of Linear, Cyclic, and Star-Shaped Poly(N,N-diethylacrylamide)s Using B(C6F5)3-Catalyzed Group Transfer Polymerzation as Facil End-Functionalization Method (2016)
  • Author(s): 菊地誠也、陳友根、北野広大、佐藤信一郎、段潜、沈賢徳、覚知豊次
  • Journal Title: Macromolecules Volume: 49 Issue: 13 Pages: 4828-4838
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01075
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / 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 Issue: 8 Pages: 3049-3060
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b00190
  • 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 Issue: 38 Pages: 6845-6856
  • DOI: 10.1039/c5py01104c
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 有機ルイス酸/ヒドロシランを用いたアクリル系モノマーの新規重合法の開発 (2015)
  • Author(s): 菊地誠也、陳友根、覚知豊次
  • Organizer: 第5回 CSJ 化学フェスタ 2015
  • Place of Presentation: タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
  • Year and Date: 2015-10-13
• [Presentation] Lewis acid-catalyzed Group Transfer Polymerization of N-Acryloylmorpholine with Hydrosilane (2015)
  • Author(s): 菊地誠也、陳友根、覚知豊次
  • Organizer: Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium
  • Place of Presentation: 北海道大学 (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2015-09-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] B(C6F5)3-catalyzed Group Transfer Polymerization of N,N-Disubstituted Acrylamide with Hydrosilane (2015)
  • Author(s): 菊地誠也、陳友根、覚知豊次
  • Organizer: The 4th Joint Symposium between HU and HEU
  • Place of Presentation: 北海道大学 (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2015-09-01
  • Int'l Joint Research