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コンビナトリアル化学手法による炭酸ガス固定化材料の開発と反応性高分子への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15655037
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 高分子化学
研究機関山形大学

研究代表者

遠藤 剛  山形大学, 工学部, 教授 (40016738)

研究分担者 永井 大介  山形大学, 工学部, 研究員 (30375323)
中村 透  (株)山本製作所, 研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード二酸化炭素 / アミジン / 固定化 / 有効利用 / キナゾリン / ポリスチレン / ポリメタクリラート
研究概要

二酸化炭素の化学的な固定化と、有効利用は環境、資源問題につながる重要な研究課題である。我々はこれまでにアミジン類であるN-メチルテトラヒドロピリミジン(MTHP)が二酸化炭素を可逆的に固定化できることを見いだしている。さらにアミジン構造を有するポリスチレン誘導体を合成し、これも可逆的に二酸化炭素を固定化し、対応する双性イオンを与えることを見いだしている。この双性イオンの二酸化炭素部位は通常の二酸化炭素よりも活性化されていることから高い反応性が期待できる。そこで本年度では、アミジン類と二酸化炭素の反応により生成する双性イオンの高い反応性を利用した有用物質の合成について検討した。
2-アミノベンゾニトリルを1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]-7-ウンデセン(DBU)存在下、二酸化炭素と反応させると医薬品合成の中間体であるキナゾリン誘導体が得られることが報告されている。^<1)>しかしながら定量的に生成物を得るには、過剰量のDBUまたは30気圧程度の高圧が必要とされてきた。そこで我々は、工業的に使いやすく経済的なプロセスを目指して、触媒量のMTHP(2-アミノベンゾニトリルに対して0.3当量)を用いて常圧下での2-アミノベンゾニトリルとCO_2の反応を詳細に検討した結果、ジメチルスルフォキシド中100℃で反応を行うことにより、ほぼ定量的にキナゾリン誘導体が得られることを見いだした。
この反応を高分子反応に応用することができれば新しい高分子試薬の創製が可能であることから、アミジン構造を持つポリマーを用いて2-アミノベンゾニトリルとCO_2の反応を検討した。その結果、2-アミノベンゾニトリルに対して等量(繰り返し単位検算)のポリマーを必要とするものの反応は効率良く進行し、ほぼ定量的にキナゾリン誘導体が得られることが分かった。さらに、一度反応に用いたポリマーを回収し再度反応を行ったところ、ほぼ同様の収率で生成物が得られたことから、アミジン構造を有するポリマーはリサイクル可能な高分子試薬として利用可能であることが示唆された。以上のように本研究では、二酸化炭素を固定化し、有用物質へと変換するCO_2の循環システムの構築に成功した。
参考文献)
1)Mizuno, T.;Ishino, Y. Tetrahedron 2000,41,1051.

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 文献書誌 (17件)

  • [雑誌論文] Kinetic Study and Computational Studies on Aminolysis of Bicyclic Carbonates Bearing Alicyclic Structure Giving Alicyclic Hydroxyurethanes2005

    • 著者名/発表者名
      落合 文吾
    • 雑誌名

      Tetrahedron 61

      ページ: 1835-1838

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Star-Shaped Polymer Synthesis by Anionic Polymerization of Propylene Sulfide Based on Trifunctional initiator Derived from Trifunctional Five-Membered Cyclic Dithiocarbonate2005

    • 著者名/発表者名
      鈴木 茜
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 8823-8824

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Novel Construction of a Reversible Fixation-Release System of Carbon Dioxide by Amidines and Their Polymers2004

    • 著者名/発表者名
      遠藤 剛
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 2007-2009

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Incorporation of Gaseous Carbon Dioxide into Solid-State Copolymer Containing Oxirane and Quaternary Ammonium Halide Structure as Self-Catalytic Function2004

    • 著者名/発表者名
      落合 文吾
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 42

      ページ: 4941-4947

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Soild-Phase Incorporation of Gaseous Carbon Dioxide into Oxirane-Containing Copolymers2004

    • 著者名/発表者名
      落合 文吾
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 42

      ページ: 3812-3817

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel Anionic Ring-Opening Polymerization of Seven-Membered Monothiocarbonate Depending on Intiators2004

    • 著者名/発表者名
      落合 文吾
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 2329-2331

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Controlled Cationic Ring-Opening Polymerization of a Six-Membered Cyclic Thiourethane2004

    • 著者名/発表者名
      永井 大介
    • 雑誌名

      Macromolecules 37

      ページ: 3523-3525

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Stereocontrolled Anionic Alternating Copolymerization of Ethylphenylketene with Benzaldehyde by a Bisoxazoline Ligand2004

    • 著者名/発表者名
      永井 大介
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 42

      ページ: 5384-5388

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Radical Polymerization Behavior of a Vinyl Monomer Bearing Five-Membered Cyclic Carbonate Structure and Reactions of the Obtained Polymers with Amines2004

    • 著者名/発表者名
      落合 文吾
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 43

      ページ: 584-592

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Facile Synthesis and Crosslinking Reaction of Trifunctional Five-Membered Cyclic Carbonate and Dithiocarbonate2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木 茜
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry 42

      ページ: 5983-5989

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 進一: "Efficient Fixation of Carbon Dioxide into Poly (glycidyl methacrylate) Containing Pendant Crown Ether"Macromolecules. 36. 1514-1521 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 須藤 篤: "Highly Efficient Fixations of Carbon Dioxide and Carbon Disulfide by Cycloaddition to Aziridine under Atmospheric Pressure"Tetrahedron Letters. 44. 7889-7891 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 西田 治男: "Effect of Tin on Poly (L-lactic acid) Pyrolysis"Polymer Degradation and Stability. 81. 515-523 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高木 浩二: "Allylnickel-Catalyzed Living Coordination Polymerization of Allenes with Ester Functionality"Polymer Bulletin. 50. 335-342 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 篤志: "Controlled Cationic Ring-Opening Polymerization of 1,3-Oxazolidine-2-thione Derived from L-Seline"Macromolecules. 36. 9335-9339 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 栄治: "Photocationic and Radical Polymerizations of Epoxides and Acrylates by Novel Sulfonium Salts"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 41. 3816-3827 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 栄治: "Novel N-Methylbenzothiazolium Salts as Hardeners for Epoxy and Acrylate Monomers"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 41. 3828-3837 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yujiang Fan: "Racemization on Thermal Degradation of Poly (L-lactide) with Calcium Salt and Structure"Polymer Degradation and Stability. 80. 503-511 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yujiang Fan: "Control of Racemization for Feedstock recycling of PLLA"Green Chemistry. 5. 575-579 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yujiang Fan: "Pyrolysis Kunetics of Poly (L-lactide) with Carboxyl Acid and Carcium Salt End Structures"Polymer Degradation and Stability. 79. 547-562 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yujiang Fan: "Thermal Degradation of Poly (L-lactide): Effect of Alkali Earth Metal Oxides For Selective L,L-Lactide Formation"Polymer. 45. 1197-1205 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 須藤 篤: "L-Tosylaziridine, A New Substrate for Chemical Fixation of Carbon Dioxide via Ring Expansion Reaction under Atmospheric Pressure"Tetrahedron Letters. 45. 1363-1365 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 落合 文吾: "Chemical Modification of Novel Alkyne-Containing Polymers Obtained by Radical Polymerization of Conjugated Enynes"Polymer Bulletin. 51. 263-269 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 篤志: "Synthesis of Optically Active Polyurethane by Self-Polyaddition of Tyrosine Based Monomers"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 42. 1143-1153 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山下 陽一郎: "Deterionation Behavior of Cellulose Acetate Films in Acidic or Basic Aqueous Solutions"Journal of Applied Polymer Science. 91. 3354-3361 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 須藤 篤: "Controlled Depolymeization of Poly (5-ethyl-5-phenyl-1,3-dioxan-2-one): Selective Liberation of Cyclic Carbonate Monomer from Polymer Chain Endo"Macromolecules. 37. 251-253 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 遠藤 剛: "A Novel Construction of A Reversible Fixation-Release System of Carbon Dioxide by Amidines and Their Polymers"Macromolecules. 37. 2007-2009 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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