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高反応性超分子架橋剤を用いたロタキサン架橋高分子の高効率合成と機能創出

研究課題

研究課題/領域番号 16K17955
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2018)
東京工業大学 (2016-2017)

研究代表者

曽川 洋光  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90709297)

研究協力者 高田 十志和  
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードロタキサン / 架橋高分子 / ニトリル-N-オキシド / ビニルポリマー / セグメント化ポリウレタン / シクロデキストリン / 解架橋 / エラストマー / ポリウレタン / 無触媒架橋 / ラジカル重合 / ゴム / アクリルアミド / 水素結合 / ポリロタキサンネットワーク / ロタキサン架橋高分子 / 後架橋 / 超分子 / 超分子化学 / 有機化学 / 構造・機能材料 / 高分子合成
研究成果の概要

本研究では汎用高分子に可動型架橋点構造を簡便且つ効率的に組み込むこと手法を確立し、既存高分子に強靱性・伸張性を付与した新素材を創出することを目指した。高反応性官能基としてビニル基やニトリル-N-オキシド基を組み込んだロタキサン型架橋剤を設計し、これを共重合および後架橋反応に用いることで、強靱性が増した汎用高分子を効率的に得た。また物理架橋点を形成するセグメント化ポリウレタン中においても、高い可動性を有するロタキサン構造を導入することで強靱化が達成できることを明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は従来まではマトリックスポリマーに制限のあったロタキサン架橋高分子のデザイン性を大きく広げるものである。またロタキサンの特徴的な動的特性を活用した分解性架橋高分子の合成や触媒や溶媒を用いない架橋体合成にも成功していることから、サステイナブルな高強度スマートマテリアルの創成に繋がるものである。

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

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effective Synthesis and Modification of α-Cyclodextrin-Based [3]Rotaxanes Enabling Versatile Molecular Design2019

    • 著者名/発表者名
      Akae Yosuke、Sogawa Hiromitsu、Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 3605-3613

    • DOI

      10.1002/ejoc.201900362

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct introduction of movable crosslinking points to double-bond-containing polymers using nitrile N-oxide-based rotaxane cross-linker2019

    • 著者名/発表者名
      Sogawa Hiromitsu, Tani Misako, Sawada Jun, Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      RUBBERCON 2019

      巻: - ページ: 415-420

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Cyclodextrin-Based [3]Rotaxane-Crosslinked Fluorescent Polymer: Synthesis and De-Crosslinking Using Size Complementarity2018

    • 著者名/発表者名
      Akae Yosuke、Sogawa Hiromitsu、Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 45 ページ: 14832-14836

    • DOI

      10.1002/anie.201809171

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New synthetic route to OH-functionalized nitrile N-oxide and polyfunctional nitrile N-oxides for click crosslinking and decrosslinking of natural rubber2018

    • 著者名/発表者名
      Sogawa Hiromitsu、Monjiyama Syunsuke、Wang Chen-Gang、Tsutsuba Toyokazu、Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 9 号: 34 ページ: 4382-4385

    • DOI

      10.1039/c8py00904j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a Structure-Definite α-Cyclodextrin-Based Macromolecular [3]Rotaxane Using a Size-Complementary Method2018

    • 著者名/発表者名
      Akae Yosuke、Sogawa Hiromitsu、Takata Toshikazu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 57 号: 36 ページ: 11742-11746

    • DOI

      10.1002/anie.201807261

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [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 実施状況報告書
    • 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
      T. Tsutsuba, H. Sogawa, T. Takata
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 8 号: 9 ページ: 1445-1448

    • DOI

      10.1039/c7py00100b

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 蛍光性ロタキサン架橋高分子の合成と可動型架橋点の動的特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      曽川 洋光, 赤江 要祐, 飯島 圭祐, 高田十志和
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Toughening and functionalization of vinyl polymer-based rotaxane-cross-linked polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Sawada, Daisuke Aoki, Hiromitsu Sogawa, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二官能性安定脂肪族ニトリル N-オキシドによる高効率無触媒架橋2018

    • 著者名/発表者名
      池田 立人, 筒場 豊和, 曽川 洋光, 高田 十志和,
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Catalyst-free Synthesis of Network Polymer Utilizing Nitrile N-Oxide Cross-linkers2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Sogawa, Misako Tani, Toyokazu Tsutsuba, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会2017
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトリル-N-オキシド基含有ロタキサン型反応剤の合成と無触媒架橋2017

    • 著者名/発表者名
      曽川 洋光、谷 美紗子、澤田 隼、高田 十志和
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会2017
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of nitrile N-oxide-based orthogonal reagent and their application to catalyst-free polymer linking2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Sogawa, Cheawchan Sumitra, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会2017
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超分子架橋剤を用いたクリック反応によるロタキサン架橋高分子合成と特性2017

    • 著者名/発表者名
      曽川洋光、谷美紗子、高田十志和
    • 学会等名
      第17回リングチューブ超分子研究シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトリル-N-オキシド含有ロタキサン型反応剤を用いたロタキサン架橋エラストマーの簡便合成2017

    • 著者名/発表者名
      曽川洋光、谷美紗子、高田十志和
    • 学会等名
      第89回日本ゴム協会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ロタキサン型超分子架橋剤を用いた架橋高分子の高効率合成と特性2017

    • 著者名/発表者名
      曽川洋光、澤田隼、谷美紗子、高田十志和
    • 学会等名
      第67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] ロタキサン型超分子架橋剤を用いた架橋点可動型エラストマーの高効率合成2017

    • 著者名/発表者名
      曽川洋光、澤田隼、谷美紗子、高田十志和
    • 学会等名
      第28回エラストマー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトリル-N-オキシド反応剤を用いる高分子の無触媒架橋2017

    • 著者名/発表者名
      池田立人、筒場豊和、曽川洋光、高田十志和
    • 学会等名
      第28回エラストマー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シクロデキストリン含有ロタキサン架橋高分子のセルロースナノファイバーを用いた強靭化2017

    • 著者名/発表者名
      飯島圭祐、青木大輔、曽川洋光、高田十志和
    • 学会等名
      第28回エラストマー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 架橋ポリマーの力学物性に及ぼすロタキサン架橋剤の構造効果2017

    • 著者名/発表者名
      澤田隼・青木大輔・曽川洋光・高田十志和
    • 学会等名
      第28回エラストマー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械的結合とクリック反応を活用する新しい架橋方法2017

    • 著者名/発表者名
      曽川洋光・高田十志和
    • 学会等名
      超分子研究会・精密ネットワークポリマー研究会 合同講座
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニトリルオキシドを用いた高分子の合成・修飾・架橋2017

    • 著者名/発表者名
      曽川洋光
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会 サマーキャンプ2016
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Catalyst-free Click Reaction of Nitrile N-Oxide-functionalized Polymers2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Sogawa, Toyokazu Tsutsuba, Shouhei Takamatsu, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      IPC2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Catalyst-free Synthesis of Rotaxane Cross-linked Polymers Using Nitrile N-Oxide-containing Rotaxane Cross-linker2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Sogawa, Misako Tani, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      IPC2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Efficient Conversion of Rubbers Using Cascade Functionalization Tool Containing Masked-ketene and Nitrile N-Oxide Functions2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Sogawa, Sumitra Cheawchan, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      IRC2016
    • 発表場所
      九州国際会議場
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of nitrile N-oxide moiety-containing rotaxane linkers directed forward Rubber Modification2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromitsu Sogawa, Misako Tani, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      IRC2016
    • 発表場所
      九州国際会議場
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトロアルカン構造を有する重合開始剤を活用した高分 子ニトリル-N-オキシドの合成と無触媒高分子連結2016

    • 著者名/発表者名
      曽川 洋光、筒場 豊和、高松 将平、高田 十志和
    • 学会等名
      第65回高分子学会討論会
    • 発表場所
      神奈川大学
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Catalyst-free cascade functionalization of unsaturated bonds-containing polymers using masked ketene-tethering nitrile N-oxide2016

    • 著者名/発表者名
      Sumitra Cheawchan, Hiromitsu Sogawa, Toshikazu Takata
    • 学会等名
      PCT-6
    • 発表場所
      Pathumwan Princess Hotel, Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノ酸含有ニトリル-N-オキシドの合成とクリック反 応2016

    • 著者名/発表者名
      曽川 洋光、高松 将平, 筒場 豊和, 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
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトリル-N-オキシド基含有ロタキサン反応剤の合 成と click 反応への応用2016

    • 著者名/発表者名
      曽川 洋光、谷 美紗子, 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
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノ酸含有ニトリル-N-オキシドの合成とエラストマーの無触媒修飾,2016

    • 著者名/発表者名
      曽川 洋光、高松 将平、高田 十志和
    • 学会等名
      日本ゴム協会2016年年次大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 光開裂性基含有安定ニトリル-N-オキシド反応剤の合成とエラストマーの無触媒修飾2016

    • 著者名/発表者名
      Sumitra Cheawchan、曽川 洋光、高田 十志和
    • 学会等名
      日本ゴム協会2016年年次大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ニトリル-N-オキシド基含有ロタキサン反応剤の合 成と click 反応への応用2016

    • 著者名/発表者名
      谷 美紗子、曽川 洋光、高田 十志和
    • 学会等名
      日本ゴム協会2016年年次大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Click Polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      Takata Toshikazu, Koyama Yasuhito, Sogawa Hiromitsu
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      RSC
    • 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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