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ラジカル重合停止機構の解明―精密ラジカル反応にもとづく新局面の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 16K05795
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2017-2018)
京都大学 (2016)

研究代表者

中村 泰之  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主任研究員 (30456826)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードラジカル / ラジカル重合 / 重合停止反応 / 反応機構 / 精密重合 / 溶媒効果 / 選択性 / 停止反応 / 溶媒ケージ効果 / 重合反応機構 / 結合反応 / 不均化反応 / ラジカル反応 / ラジカル重合反応 / 結合 / 不均化 / 高分子合成化学 / リビングラジカル重合
研究成果の概要

ラジカル停止反応の選択性、すなわちラジカル間での不均化反応または結合反応の選択性において溶媒粘度が重要な要素であることを、ポリマー末端ラジカルおよびそのモデル(小分子)ラジカルの反応実験により明らかにした。さらに用いる溶媒による粘度の操作によって重合停止反応の選択性を変化させることができることを示した。一方、粘度の効果は二つのラジカルの環境により異なることをラジカル反応に開始剤として良く用いられるアゾ化合物を用いて明らかにした。すなわち、ラジカルがペアとして生成する反応では溶媒ケージ内とケージ外に拡散したラジカルではそれぞれ停止反応の選択性が異なることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ラジカル重合反応は最も重要な高分子合成反応の一つである。しかしその基本反応である停止反応の機構は十分には明らかにされておらず、これを明らかにすることで合成反応の合理化などが期待される。本研究では停止反応の機構が分子構造や反応条件によりどのように変化するかを明らかにした。とくに粘度が重要な要素であることを示すとともに、これを説明する反応モデルを提案した。これらはラジカル重合やラジカル化学の基礎的な知見として広く応用可能である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 精密重合をもとにしたラジカル重合停止反応の機構解明と合成反応への利用2018

    • 著者名/発表者名
      中村泰之
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 75 号: 5 ページ: 444-455

    • DOI

      10.1295/koron.2018-0014

    • NAID

      130007489391

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 年月日
      2018-09-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the termination mechanism in radical polymerization by viscosity: Selective disproportionation in viscous media2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Y.; Ogihara, T.; Hatano, S.; Abe, M.; Yamago, S.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 23 号: 6 ページ: 1299-1305

    • DOI

      10.1002/chem.201604659

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 精密反応を用いたラジカル重合 停止反応の機構解明2017

    • 著者名/発表者名
      中村泰之
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 70 ページ: 1031-1032

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of Multivalent Organotellurium Chain Transfer Agents by Post-modification and Their Applications in Living Radical Polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      Fan, W.; Nakamura, Y.; Yamago, S.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 22 号: 47 ページ: 17006-17010

    • DOI

      10.1002/chem.201603682

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ラジカル重合停止反応機構における溶媒粘度効果2018

    • 著者名/発表者名
      李小培、中村泰之、山子茂
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Termination Mechanism in the Radical Polymerization of (Meth)acrylonitriles2018

    • 著者名/発表者名
      Xiaopei Li, Yasuyuki Nakamura, Shigeru Yamago
    • 学会等名
      MACRO18 World Polymer Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 精密重合を使ってできる(わかる)こと:合成と反応機構2018

    • 著者名/発表者名
      中村泰之
    • 学会等名
      高分子学会茨城地区「若手の会」交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Validity of the azo-compounds as a precursor of a polymer-chain end model radical in the termination mechanism of radical polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      李小培、中村泰之、山子茂
    • 学会等名
      2018 KIPS高分子若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクリロニトリルのラジカル重合停止反応機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      李小培; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2017-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル捕捉反応による有機ヘテロ元素連鎖移動剤の開発とそれを用いたリビングラジカル重合2017

    • 著者名/発表者名
      華沈智仁; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2017-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 感応性有機テルル化合物を用いたリビングラジカル重合と有機テルル化合物の相選択的な回収法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      藤田健弘; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2017-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水溶性有機テルル化合物を用いた水溶液リビングラジカル重合とテルル化合物の回収2017

    • 著者名/発表者名
      范唯佳; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2017-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオラステルル化合物を用いたリビングラジカル重合と有機テルル基の効率的回収法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      関豊光;禹蒙蒙;中村泰之;山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      2017-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] テルロールの安定性と反応性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル重合停止反応機構の解明と制御―精密ラジカル反応にもとづく新しい展開2017

    • 著者名/発表者名
      中村泰之
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクリロニトリルのラジカル重合停止反応機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      李小培、中村泰之、山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル捕捉反応による有機ヘテロ元素連鎖移動剤の開発とそれを用いたリビングラジカル重合2017

    • 著者名/発表者名
      華沈智仁、中村泰之、山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] (メタ)アクリロニトリルのラジカル重合停止反応機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      李小培、中村泰之、山子茂
    • 学会等名
      第66回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオラス置換テルル化合物を用いたリビングラジカル重合および有機テルル基の効率的回収・再利用方法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第43回 典型元素化学討論会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 精密重合法・反応の応用による“ラジカル重合停止反応”の再発見2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之
    • 学会等名
      2016KIPS若手高分子シンポジウム
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of an Efficient Method for Tellurium Recovery and Recycling from Polymer-ends by Using Fluorous Tellurol and Fluorous Extraction2016

    • 著者名/発表者名
      Seki, T.; Yu, M.; Nakamura, Y.; Yamago, S.
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS-10)
    • 発表場所
      淡路市
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effects of Reaction Field in The Mechanism of Termination in Radical Polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Y.; Ogihara, T.; Yamago, S.; Abe, M.
    • 学会等名
      The 12 th International Symposium on Organic Free Radicals (ISOFR12)
    • 発表場所
      上海(中国)
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラジカル捕捉反応による有機ヘテロ元素重合開始剤の合成とこれを用いたリビングラジカル重合2016

    • 著者名/発表者名
      華沈智仁; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] TERPによるエチレンのラジカル制御重合2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之; Ebeling Bastian; Wolpers Arne; Monteil Vincent; D'Agosto Franck; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオラステルロールの反応性とフルオラス抽出を利用したポリマー末端テルル基の効率的回収・再利用方法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル-ラジカル反応機構における反応場の効果の解明2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之; 荻原祐; 李小培; 山子茂; 波多野さや佳; 安倍学
    • 学会等名
      第27回 基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 重合末端モデルラジカルを用いた ラジカル重合停止反応の機構における 反応場効果の検討2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之; 荻原祐; 山子茂
    • 学会等名
      高分子研究発表会(神戸)2016
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-07-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] New Fluorous Organotelluium Compounds as Recyclable Controlling Agents for Living Radical Polymerization2016

    • 著者名/発表者名
      Yamago, S.; Yu, M.; Seki, T.; Fujita, T.; Patel, V. K.; Nakamura, Y.
    • 学会等名
      20th International Symposium on Homogeneous Catalysis
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlled radical polymerization based on the synthesis of carboxylic acid functionalized TERP agent2016

    • 著者名/発表者名
      范唯佳; 中村泰之; 山子茂, Michael Cunningham
    • 学会等名
      第5回 JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-06-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオラス置換基を持つ有機テルル重合開始剤の合成とそれを用いたリビングラジカル重合2016

    • 著者名/発表者名
      山子茂; 禹蒙蒙; 関豊光; 杉原佑介; 西野英雄l; 中村泰之
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオラステルロールの反応性とフルオラス溶媒抽出を利用したポリマー末端テルル基の効率的回収方法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      関豊光; 禹蒙蒙; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 重合末端モデルラジカルを用いたラジカル重合停止反応の機構における反応場効果の検討2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之; 荻原祐; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アルキン官能基を持つ有機ヘテロ元素重合開始剤の合成とこれを用いたリビングラジカル重合2016

    • 著者名/発表者名
      華沈智仁; 藤井鑑; 中村泰之; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機テルル化合物を用いたエチレンの制御ラジカル重合2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之; Ebeling Bastian; Monteil Vincent; D'Agosto Franck; 山子茂
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造制御されたポリマー末端ラジカルを用いた合成反応および反応機構解析2016

    • 著者名/発表者名
      中村泰之
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A New Method for Recovery and Recycling of Tellurium in Organotellurium-Mediated Radical Polymerization (TERP)2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yamago, Weijia Fan, Yangtian Lu, Yasuyuki Nakamura
    • 学会等名
      13th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
    • 発表場所
      岐阜市
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of the Termination Mechanism of Radical Polymerization by Photolysis of Tellurium-Terminated Living Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yamago; Yasuyuki Nakamura
    • 学会等名
      26th IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2016-04-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] リビングラジカル重合2018

    • 著者名/発表者名
      松本章一(監修)、中村泰之、ほか
    • 総ページ数
      328
    • 出版者
      CMC出版
    • ISBN
      9784781313368
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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