• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

生分解性や物性を自在に調整した生分解性ポリエステルの化学合成法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 12J02180
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関北海道大学

研究代表者

牧口 孝祐  北海道大学, 大学院総合化学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード有機分子触媒 / 開環重合 / β-ブチロラクトン / 不斉重合
研究概要

生分解性ポリマーの合成方法は微生物合成法と化学合成法に大別される。中でも代表的な微生物合成ポリエステルであるポリ(3-ヒドロキシブチレート)(P3HB)に関する研究は盛んである。しかし、微生物合成法ではポリマー鎖末端の構造が明確なP3HBは得られない。一方で、化学合成では末端の構造を制御して官能基を導入することで、物性制御や改質のための共重合を行える。また、生分解速度の調整にはR/S比の変更も有効な手段である。そこで本研究では、P3HBの精密合成の達成を目的として、金属を含有しない有機触媒を用いることとした。
昨年度、モノマーであるβ-ブチロラクトン(β-BL)は、スーパーブレンステッド酸の一種であるトリフリルイミド(HNTf2)を触媒として用いることにより重合可能であることを確認している。そこで本年度は従来用いられてきたジフェニルリン酸のフェニル基上にニトロ基を導入し、触媒系の拡大を行った。すると重合は比較的温和な条件下で進行し、ポリマーを得ることができた。以上の結果より、リン酸のフェニル基上への置換基導入は有効な手段であることが見出された。
また、β-BLと比較して重合中の副反応が生じにくいラクチドの重合を行い、より汎用性の高い生分解性ポリエステルであるポリラクチドの合成を試みた。このとき、不斉点と電子求引性基を導入したリン酸触媒を用いて重合を行ったところ、エナンチオマー選択重合が進行しD体のモノマーがL体のモノマーより早く消費されることが判明した。
以上の結果からリン酸の置換基を変更することで酸性度の調整や不斉点を導入することが可能となり、広範なモノマーの重合ならびにポリマーの立体制御が可能であることが明らかとなった。さらに置換基や重合条件の詳細な検討を行うことによって、P3HBの立体制御も今後は可能になると考えられる。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Diphenyl Phosphate/4-Dimethylaminopyridine as an Efficient Binary Organocatalyst System for Controlled/Living Ring-Opening Polymerization of L-Lactide Leading to Diblock and End-Functionalized Poly(L-lactide)s2014

    • 著者名/発表者名
      牧口 孝祐、菊地 誠也、屋内 一馬、小笠原 啓孝、佐藤 信一郎、佐藤 敏文、覚知 豊次
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry

      巻: 52 号: 7 ページ: 1047-1054

    • DOI

      10.1002/pola.27089

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binaphthol-derived phosphoric acids as efficient chiral organocatalysts for the enantiomerselective polymerization of rac-lactide2014

    • 著者名/発表者名
      牧口 孝祐、山中 卓人、覚知 豊次、寺田 眞浩、佐藤 敏文
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 50 号: 22 ページ: 2883-2885

    • DOI

      10.1039/c4cc00215f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機分子触媒を用いた環状エステル,環状カーボネートおよび環状エーテルの開環重合2013

    • 著者名/発表者名
      牧口 孝祐、覚知 豊次、佐藤 敏文
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 71 号: 7 ページ: 706-715

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.71.706

    • NAID

      10031185766

    • ISSN
      0037-9980, 1883-6526
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Block and End-Functionalized Polyesters by Triflimide-Catalyzed Ring-Opening Polymerization of ε-Caprolactone, 1, 5-Dioxepan-2013

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Makiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      巻: (in press) 号: 11 ページ: 2455-2463

    • DOI

      10.1002/pola.26631

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diphenyl Phosphate as an Efficient Acidic Organocatalyst for Controlled/Living Ring-Opening Polymerization Trimethylene Carbonates Leading to Block, End-Functionalized, and Macrocyclic Polycarbonates2013

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Makiguchi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 号: 5 ページ: 1772-1782

    • DOI

      10.1021/ma4000495

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Precise synthesis of aliphatic polyesters and polycarbonates using organic acid as an efficient catalyst2013

    • 著者名/発表者名
      牧口 孝祐
    • 学会等名
      Frontier Chemistry Center The 2nd International Symposium
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2013-12-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 有機ブレンステッド酸を触媒に用いた環状エステルおよび環状カーボネートのリビング開環重合2013

    • 著者名/発表者名
      牧口 孝祐
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 有磯酸触媒を用いたカチオン開環重合によるポリエステルおよびポリカーボネートの精密合成2012

    • 著者名/発表者名
      牧口孝祐
    • 学会等名
      第5回有機触媒シンポジウム
    • 発表場所
      学習院大学(東京)
    • 年月日
      2012-10-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] スーパーブレンステッド酸を触媒に用いた環状エステルのカチオン開環重合2012

    • 著者名/発表者名
      牧口孝祐
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(愛知)
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis or three-armed star poly(ε-caprolactone) via ring-opening polymerization and click reaction2012

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Makiguchi
    • 学会等名
      19th International SPACC Symposium
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi