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利用環境下における高分子鎖切断の精密設計と時系列解析

計画研究

研究領域高分子材料と高分子鎖の精密分解科学
研究課題/領域番号 20H05734
研究種目

学術変革領域研究(B)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関東京工業大学

研究代表者

佐藤 浩太郎  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70377810)

研究分担者 石曽根 隆  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (60212883)
研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)
2022年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2021年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2020年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
キーワードリビング重合 / 精密分解 / ドーマント種 / 化学分解 / 重合活性種
研究開始時の研究の概要

近年、高分子の分解が、海洋問題をはじめとして、様々なシチュエーションにおいて、深刻な問題となってきている。本研究では、精密高分子合成反応で培った知見をもとに、合成とは逆の分解反応の制御が可能なユニットの設計・高分子鎖への導入を行い、精密分解可能な新規高分子材料の設計指針を探索する。とくに、従来、精密重合において副反応制御に用いられてきた安定な共有結合種を用い、分解の活性種へと変換する未開拓の分解性高分子材料の設計手法を提案し、高分子材料の性質を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、精密重合で培った知見をもとに、化学分解の制御が可能なユニットの設計・高分子鎖へ導入し、誘発分解による精密分解可能な新規高分子材料の設計指針を探索した。とくに、従来、精密重合において副反応制御に用いられてきた安定な共有結合種を用い、分解の活性種へと変換する未開拓の分解性高分子材料を設計し、その性質を明らかにした。また、高分子鎖を形成する様々な化学結合に着目し、精密に設計・合成したモデル化合物(低分子化合物)や精密重合によるモデル高分子・オリゴマーを用いて再評価し、研究領域内の他の研究と共同して高分子の精密分解を新しい学術領域として体系化した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子合成分野においては、分解を志向したビニルポリマーの主鎖中へのエステル結合の導入やクローズド・ループのリサイクルを志向した環状モノマーの開環重合および解重合による関する類似の研究がドイツやアメリカ、中国から報告されつつある。本研究課題では、申請者らが独自に開発してきた単一のドーマント種から異なる活性種を生成させる新しい精密重合系に基づいた精密分解を目的としている。このような従来の精密重合の化学に立脚した新しい分解機構の提案は、他に報告例がなく、その学術的、社会的意義は高い。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 15件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Oligomers Derived from Biodegradable Polyesters on Eco- and Neurotoxicity2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Naoto、Tateishi Ayaka、Kobayashi Yasuaki、Kubo Tomohiro、Miyakawa Hitoshi、Satoh Kotaro、Numata Keiji
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: tbd 号: 6 ページ: 2721-2729

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.3c00160

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of polycaprolactone degradation products on the water flea, <scp><i>Daphnia magna</i></scp>: Carbodiimide additives have acute and chronic toxicity2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Megumi、Ito Haruka、Tateishi Ayaka、Kobayashi Yasuaki、Satoh Kotaro、Numata Keiji、Miyakawa Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Toxicology

      巻: 43 号: 12 ページ: 1840-1848

    • DOI

      10.1002/jat.4516

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Addition-Fragmentation Ring-Opening Polymerization of Bio-Based Thiocarbonyl l-Lactide for Dual Degradable Vinyl Copolymers2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoya Kamiki, Tomohiro Kubo, Kotaro Satoh*
    • 雑誌名

      Macromol. Rapid. Commun.

      巻: 2022 号: 2 ページ: 202200537-202200537

    • DOI

      10.1002/marc.202200537

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interlocking degradation of vinyl polymers via main-chain C-C bonds scission by introducing pendant-responsive comonomers2022

    • 著者名/発表者名
      Sota Yamamoto, Tomohiro Kubo, Kotaro Satoh*
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci.

      巻: 60 号: 24 ページ: 3435-3446

    • DOI

      10.1002/pol.20220250

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] One-pot synthesis of structure-controlled temperature-responsive polymer gels2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Tomoki、Ito Nagisa、Hara Mitsuo、Seki Takahiro、Uchiyama Mineto、Kamigaito Masami、Satoh Kotaro、Hoshino Taiki、Takeoka Yukikazu
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 13 号: 29 ページ: 4230-4240

    • DOI

      10.1039/d2py00554a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 制御/リビングラジカル重合の基礎から最新の研究動向まで2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 雑誌名

      日本接着学会誌

      巻: 58 ページ: 159-168

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Novel bio-based and/or degradable polymers using controlled/living polymerization2024

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      4th CSLT-CSJ Joint Symposium, Tamkang University, Tamsui, New Taipei City
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 植物由来化合物の精密重合による機能性ポリマーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      第16回 ChemBioハイブリッドレクチャー、東京大学
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlled Polymerization of Renewable Functional Styrenes & Dual Degradable Vinyl Copolymers by Bio-Based Lactide2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      Japan-Thailand Bilateral Symposium of Advanced Materials for Sustainable Society, VISTEC
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Bio-Based and/or Degradable Polymers Using Controlled/Living Polymerization2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      Japan-Thailand Bilateral Symposium of Advanced Materials for Sustainable Society, Chulalongkorn
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Precision Synthesis of Novel Degradable Polymers from Renewable Bio-based Resources2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      International Symposium on Feedstock Recycling of Polymeric Materials (ISFR 2023), Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 機能性接着剤に向けた官能基含有植物由来モノマーの重合2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      第54回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学反応による高分子精密分解に向けた分子設計2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      繊維学会 新研究委員会設立シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異種反応を用いた精密高分子合成の新しい手法2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlled Polymerization of Functional Styrene from Natural Resource2021

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      The 48th World Polymer Congress, IUPAC-MACRO2020+
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 再生可能な植物資源を用いた高分子の精密合成2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      第50回繊維学会 夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子化学2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      基本を深く学ぶ接着基礎講座、日本接着学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子合成の基礎1―連鎖重合を中心に2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      2021年度若手社員のための高分子基礎講座, 高分子学会関東支部
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Polymerization Systems by Switching Active Species2021

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 精密重合の高分子鎖切断の設計への展開2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      第52回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel Bio-Based and/or Degradable Vinyl Polymers using Controlled/Living Polymerization2021

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Satoh
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子の精密重合から高分子鎖切断の精密設計へ2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 学会等名
      学術変革領域B高分子精密分解 公開キックオフシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 新訂三版 ラジカル重合ハンドブック「重合機構変換によるブロック共重合体の合成」2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤浩太郎
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      NTS
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 共重合体及びその製造方法、並びに、成形体2021

    • 発明者名
      佐藤浩太郎、久保 智弘、神木 遼也
    • 権利者名
      佐藤浩太郎、久保 智弘、神木 遼也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-131293
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-10-30   更新日: 2025-01-30  

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