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柔軟性と構造対称性を併せ持つ革新的ラダーポリマーの合成と物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04879
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 高分子化学
研究機関大阪大学 (2019)
東京工業大学 (2017-2018)

研究代表者

石割 文崇  大阪大学, 工学研究科, 講師 (00635807)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードラダーポリマー / 高分子反応 / ジアザシクロオクタン / 高分子化学 / 高分子物性 / 高分子構造 / コンフォメーション変化 / 溶液物性 / 熱物性 / ガス吸着特性 / ガス透過性 / 高分子合成
研究成果の概要

本研究では高分子化学分野でこれまで未開拓であった、配座柔軟性と構造対称性を併せ持つ新しいラダーポリマーである、ジアザシクロオクタン(DACO)含有ラダーポリマー類の合成法開発と、機能物性研究を行った。DACO環の2つのN上に様々な側鎖置換基の導入に成功し、高対称性のDACO含有ラダーポリマーが得られた。また、DACO含有ラダーポリマーに対してBPh2Clのようなルイス酸を作用させると、B原子がこの二つの塩基性のN原子を架橋して剛直なボラTB骨格含有ラダーポリマーが形成され、塩基性水溶液で処理すると再び柔軟なDACO含有ラダーポリマーを与えるというユニークな刺激応答性を示すことを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子材料は現代の人類の生活を支える不可欠な物質であり、今後もより高機能な高分子の開発が望まれている。ラダーポリマーは、主鎖に沿って二本以上の化学結合を有するため、優れた熱安定性や力学特性ばかりでなく、制限されたコンフォメーション挙動より、通常のポリマーでは実現できない特異な物性の発現が古くから期待されている。本研究ではこれまで高分子化学分野でこれまで未開拓であった、配座柔軟性と構造対称性を併せ持つ新しいラダーポリマーを世界に先駆けて開発することに成功し、そのユニークな物性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Switching of the conformational flexibility of a diazacyclooctane-containing ladder polymer by coordination and elimination of a Lewis acid2020

    • 著者名/発表者名
      Ishiwari Fumitaka、Ofuchi Momoko、Inoue Keiki、Sei Yoshihisa、Fukushima Takanori
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 11 号: 2 ページ: 236-240

    • DOI

      10.1039/c9py01104h

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective synthesis of diazacyclooctane -containing flexible ladder polymers with symmetrically or unsymmetrically substituted side chains2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Keiki、Ishiwari Fumitaka、Fukushima Takanori
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 印刷中 号: 22 ページ: 3690-3694

    • DOI

      10.1039/d0py00603c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 柔軟性と対称性を持つ新しいラダーポリマーの展望2018

    • 著者名/発表者名
      石割文崇・福島孝典
    • 雑誌名

      公益社団法人 高分子学会 超分子研究会アニュアルレビュー

      巻: 39 ページ: 4-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 柔軟性と対称性を併せ持つ新しいラダーポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 71-4 ページ: 344-344

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rigid-to-Flexible Conformational Transformatdion: An Efficient Route to Ring-Opening of a Troeger's Base-Containing Ladder Polymer2017

    • 著者名/発表者名
      F. Ishiwari, N. Takeuchi, T. Sato, H. Yamazaki, R. Osuga, J. N. Kondo, T. Fukushima
    • 雑誌名

      ACS Macro Lett.

      巻: 6 号: 7 ページ: 775-780

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.7b00385

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ルイス酸の配位/脱離によるジアザシクロオクタン類の可逆的配座柔軟性スイッチングとラダーポリマーへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇・大淵 萌々子・井上 恵希・福島 孝典
    • 学会等名
      第17回 ホストゲスト超分子化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ジアザシクロオクタン骨格を主鎖に持つ柔軟性ラダーポリマーの合成、物性、および可逆的配座柔軟性スイッチング2019

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇・井上 恵希・大淵 萌々子・福島 孝典
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 有効共役長の伸長と高次構造形成をもたらす二面性π共役ポリマーの合成と性質2019

    • 著者名/発表者名
      阿部大樹・石割文崇・福島孝典
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and physical properties of diazacyclooctane-containing ladder polymers featuring conformational flexibility2019

    • 著者名/発表者名
      Keiki Inoue, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and properties of optically active bifacial polyindenofluorene with hydrophilic and hydrophobic side chains2019

    • 著者名/発表者名
      Yalun Yin, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bifacial π-conjugated polymers: A new design strategy leading to the extension of the effective conjugation length as well as the formation of higher-order structure2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Ishiwari, Daiki Abe, Yalun Yin, Akinori Saeki, Takanori Fukushima
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NMR を用いた有機高分子および分子集合体のダイナミクス解析2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      19-1NMR研究会, 多角的材料分析におけるNMRの役割
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 面を持つ新しいポリマーの開発とその展望2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      第3回 化学系同期勉強会, 名古屋大学ITbM(1F)講演室
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 面を有する新たな高分子の合成と機能2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      第3回 産総研化学研究シンポジウム 「産学官で活躍する30代がつくばに集う」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Remarkable effects of tripodal triptycene units that affect self-assembly behavior and physical properties of polymers2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      2nd G'L'owing Polymer Symposium in KANTO (GPS-K 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造有機化学と高分子化学が織りなす世界 ~どのように私は研究を進めてきたか~2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      令和元年度 錯体化学若手の会北陸支部勉強会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジアザシクロオクタン骨格を主鎖に含む高い柔軟性と構造対称性を併せ持つラダーポリマーの合成と性質2019

    • 著者名/発表者名
      井上 恵希・石割 文崇・福島孝典
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会 甲南大学 岡本キャンパス (2019.3.16-19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジアザシクロオクタン骨格含有ラダーポリマーへのルイス酸の配位/脱離による可逆的配座柔軟性スイッチング2019

    • 著者名/発表者名
      大淵 萌々子・石割 文崇・福島 孝典
    • 学会等名
      第99回日本化学会春季年会 甲南大学 岡本キャンパス (2019.3.16-19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] “面”を持つ新たな高分子の合成と機能2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      第3回東工大応用化学系 次世代を担う若手シンポジウム 東京工業大学大岡山キャンパス ELSI棟三島ホール (2019. 3. 23)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二面性π共役ポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 大樹・石割 文崇・福島 孝典
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会 名古屋国際会議場 (2018. 5. 23-25)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Troeger 塩基の高効率開環反応を鍵とした柔軟性と対称性を併せ持つラダーポリマーの合成と物性2018

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇・竹内 信彦・佐藤 嵩浩・福島 孝典
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会 名古屋国際会議場 (2018. 5. 23-25)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二面性共役ポリマーの合成と性質2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 大樹・石割 文崇・福島 孝典
    • 学会等名
      第29回基礎有機化学討論会 東京工業大学 大岡山キャンパス (2018.9.6-8)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二面性π共役ポリマーの合成と光電子物性2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 大樹・石割 文崇・福島 孝典
    • 学会等名
      第67回高分子討論会 北海道大学 札幌キャンパス (2018.9.12-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ルイス酸の配位と脱離によるジアザシクロオクタン骨格含有 ラダーポリマーの可逆的配座柔軟性スイッチング2018

    • 著者名/発表者名
      大淵 萌々子・石割文崇・福島孝典
    • 学会等名
      第67回高分子討論会 北海道大学 札幌キャンパス (2018.9.12-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジアザシクロオクタン骨格を主鎖に持つ柔軟性と対称性を併せ持つラダーポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      井上恵希・竹内信彦 ・石割文崇・福島孝典
    • 学会等名
      第67回高分子討論会 北海道大学 札幌キャンパス (2018.9.12-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新奇トポロジカル分子・高分子の創成とその物性、機能2018

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      日本化学会関東支部栃木地区講演会 宇都宮大学陽東キャンパス(2018. 7. 10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 特異な構造特性および集合構造を有する高分子の合成と機能2018

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      有機合成化学協会関東支部 平成30年度若手研究者のためのセミナー 東京大学薬学系総合研究棟2階講堂 (2018. 8. 4)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Troeger's baseの高効率変換反応を鍵とするジアザシクロオクタン骨格を主鎖に含む新規柔軟性ラダーポリマーの合成と物性2017

    • 著者名/発表者名
      竹内 信彦・石割 文崇・佐藤 嵩浩・山崎 弘史・大須賀 遼太・野村 淳子・福島 孝典
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科・応用化学専攻・物質機能化学コース・佐伯研究室

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~saeki/cmpc/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 石割文崇 研究業績

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp/members/ishiwaripapers.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 福島・庄子研究室ウェブサイト

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 「化学と工業」ディビジョン・トピックス:柔軟性と対称性を併せ持つ新しいラダーポリマーの合成

    • URL

      http://www.chemistry.or.jp/division-topics/2018/03/post-111.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 「化学と工業」ディビジョン・トピックス:柔軟性と対称性を併せ持つ新しいラダーポリマーの合成

    • URL

      http://www.chemistry.or.jp/division-topics/2018/03/post-111.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-23  

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