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高分子ニトリルオキシドを用いた分子連結法の開発と精密高分子合成への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15J11978
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

筒場 豊和  東京工業大学, 大学院理工学研究科 (工学系), 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードニトリル N-オキシド / クリック反応 / 無触媒・無溶媒合成 / 高分子連結 / 特殊構造高分子 / ニトリルオキシド / 1,3双極子付加環化反応 / 無触媒、無溶媒反応 / 高分子ニトリルオキシド
研究実績の概要

本年度ではニトロアルカン開始剤を用いたリビング重合による高分子ニトリル N-オキシドの合成とクリック反応よる高分子連結を主に検討した。ニトリル N-オキシドの前駆体となるニトロアルカン構造をもつ重合開始剤(もしくはモノマー)を用いた重合反応とそれに続くニトリルオキシド化によって高分子ニトリルN-オキシド合成した。水酸基を有するニトロアルカン開始剤を合成し、有機分子触媒を用いたラクトン及びラクチドのリビング開環重合によってポリエステル型の高分子ニトリル N-オキシドが良好な収率で得られた。これらのリビング重合系を応用することジブロック型や分岐型の高分子ニトリル N-オキシドを得るまでに至った。また、リビングラジカル重合の一つである原子移動ラジカル重合(ATRP)にもこの合成法は適用可能であり、重合後にニトリル-N-オキシド化する手法を用いてビニルモノマー主鎖の高分子ニトリル-N-オキシドや高分子多官能ニトリル-N-オキシドの合成も行った。これらの結果は、ニトロアルカンが各種重合条件において安定に存在し、ニトリル-N-オキシドが前駆体として有用であることを示している。また本手法は、脱水反応の試薬との副反応に注意すれば、リビング重合が許容するモノマー構造由来の高分子ニトリル-N-オキシドが得られる点で非常に意義深く、今後のクリック反応剤としての発展が期待される。加えて、合成した高分子ニトリル-N-オキシドは無触媒クリック反応により高効率なブロックコポリマー、グラフトコポリマー合成への応用が可能であった。特に一番分子量の高いものでは数平均分子量10000のものから60000以上の分子量を持つ構造明確なスターポリマーが定量的に得られ、ニトリル N-オキシドの高反応性を示すことができたと言える。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Kinetically Stabilized Aliphatic Nitrile <i>N</i>-Oxides as Click Agents: Synthesis, Structure, and Reactivity2017

    • 著者名/発表者名
      Toyokazu Tsutsuba, Hiromitsu Sogawa, Shigeki Kuwata, Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 3 ページ: 315-318

    • DOI

      10.1246/cl.161098

    • NAID

      130005436583

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preparation of a highly reactive polymer click reagent, PEG nitrile N-oxide, and its application in block and star polymer synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Toyokazu Tsutsuba, Hiromitsu Sogawa and Toshikazu Takata
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 8 号: 9 ページ: 1445-1448

    • DOI

      10.1039/c7py90034a

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Polymer Nitrile N-Oxides Directed to Fabrication of Sophisticated Polymer Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス (神奈川)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ニトリル-N-オキシドを用いた効率的な無触媒、無溶媒高分子連結2016

    • 著者名/発表者名
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 新規クリック反応剤ニトリル-N-オキシドの反応性に及ぼす構造効果2016

    • 著者名/発表者名
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • 学会等名
      第27回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場 (広島)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ラジカル重合による高分子ニトリル-N-オキシドの合成とクリック反応2016

    • 著者名/発表者名
      筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場 (兵庫)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ラジカル重合による高分子ニトリルN-オキシドの合成とクリック反応2016

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・展示場
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Polymer Nitrile N-Oxides directed toward Efficient Catalyst-free Polymer Linking2016

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Kinetically Stabilized Nitrile N-oxides from Nitroalkane Precursors and Effect of Substituent on the Reactivity2016

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      日本化学会第96回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ニトリル-N-オキシドの無触媒、無溶媒のクリック反応による効率的高分子連結2016

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      第4回東京23区地区懇話会
    • 発表場所
      上智大学 四ッ谷キャンパス
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高分子末端ニトリル-N-オキシドの合成と効率的な無触媒、無溶媒高分子連結2016

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      帝人21世紀フォーラム
    • 発表場所
      大崎ブライトコアホール
    • 年月日
      2016-01-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Synthetic Method of Polymer Nitrile N-oxide and Application to Catalyst-free Polymer Linking2015

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      ハワイ ホノルル
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ニトリル-N-オキシドを用いる無触媒・無溶媒でのブロック及びスターポリマーの合成2015

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多官能ニトリル-N-オキシドを用いた高分子の無触媒修飾及び架橋2015

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      第65回ネットワークポリマー講演討論会
    • 発表場所
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高分子ニトリル-N-オキシドを用いる無触媒、無溶媒高分子連結2015

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学 川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Polymer Nitrile N-Oxides and Application of Catalyst-free Polymer Linking2015

    • 著者名/発表者名
      ○筒場豊和・曽川洋光・高田十志和(東工大院理工)
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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