| Project/Area Number |
21K05074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 水中有機反応 / パラジウム触媒 / 温度応答性ポリマー / オレフィンメタセシス / ルテニウム触媒 / 金属錯体触媒 / ミセル / 温度応答性ミセル / 触媒反応 |
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| Outline of Research at the Start |
有機化学工業において環境負荷を低減するために、水を反応溶媒とするプロセスの確立が重要である。代表者は、刺激応答によるミセル形成のON-OFFができれば水中有機反応システムにも有効であると考え、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNPAAm)に興味を持った。PNIPAAmが水中で下限臨界共溶温度をもち、32度付近で親水性ー疎水性間を不連続に変化する性質を利用した架橋ゲルに関する研究例は多いが、そのミセルを有機合成反応に利用された例は少ない。本研究では、PNIPAAmと親水性鎖としてアニオン性鎖をもつジブロックコポリマーを合成し、それらを用いて水中での触媒的有機反応を検討する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Copolymers that form thermo-responsive micelles were synthesized by tethering a ligand moiety to an initiator of living radical polymerization. We prepared a palladium complex on the ligand at the polymer end. They served as a catalyst for carbon-carbon bond forming reactions in water as a reaction medium. The block copolymer of a poly(N-isopropylacrylamide) chain and a hydrophilic polymer chain formed micelles by heating during the reaction, to promote the reaction within the micelle core. It was found that by cooling the solution after the reaction completed, the micelles dissociated, facilitating the separation of the product by a subsequent extraction step. We also succeeded in reuse of the aqueous solution containing the catalyst.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
有機合成プロセスを水溶媒中でおこなうことは、持続可能な産業構築のために重要である。しかしながら反応後に生成物を分離するために抽出溶媒を使用するという矛盾を克服しない限り真に環境調和型のプロセスとは言えない。温度応答性コポリマーは、ゲル等の応用研究が進む一方でそれが構成するミセルを有機合成の反応場として応用する研究は進んでいない。本研究の成果として、ポリマー末端に１つだけ触媒部位を有することでも有効に触媒として利用できること、またそれを用いてより少ない抽出溶媒で高効率に生成物を分離できることが明らかになったことは今後水系反応プロセスを開発する上で有用な情報を与える。
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