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炭素とハイパーブランチポリマーのハイブリッド材料による高難度触媒反応

研究課題

研究課題/領域番号 17K17709
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 有機・ハイブリッド材料
高分子化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

難波江 裕太  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (40514881)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードバイオマス / ハイパーブランチポリマー / 固体酸触媒 / 芳香族高分子 / ポリエーテルケトン / 重縮合 / フリーデル・クラフツ反応 / 全芳香族ポリマー / 架橋ビーズ / イオン交換樹脂 / 有機無機ハイブリッド材料 / 機能性高分子
研究成果の概要

本研究では,高難度な触媒反応を実現する高分子触媒として,フタル酸末端を有するハイパーブランチポリエーテルケトンの合成と不溶化に取り組んだ.目的のポリマーの合成ルートを新規に開発し,重量平均分子量が12000から220000程度のポリマーの合成に成功した.次に固体触媒として用いるために,ジフェニルエーテルを用いた架橋を試みたところ,想定する触媒反応条件下で不溶なハイパーブランチポリマーを得ることに成功した.このようにして得られたポリマーを,セルビオースの加水分解反応に供したところ,確かに触媒活性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンニュートラルの重要性が叫ばれる昨今,バイオマス資源の有効利用の重要性が高まっている.本研究で開発に成功した触媒材料は,バイオマス変換において重要な糖類の加水分解反応を,極めて効率的に実現し得る.また本研究で得られた知見を,今後様々な触媒反応に展開することによって,これまで不可能であった高難度触媒反応の実現に繋がることが期待される.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 炭素表面が関わる触媒反応2020

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太
    • 雑誌名

      材料表面

      巻: 5 ページ: 141-147

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Syntheses of carboxylated poly(arylene ether ketone)s with hyperbranched and linear architectures through the self-condensations of aromatic dicarboxylic anhydrides2018

    • 著者名/発表者名
      Nabae Yuta、Takusari Nobuhiro、Yamamoto Kenta、Mizuno Jun、Hayakawa Teruaki、Kakimoto Masa-aki
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 50 号: 12 ページ: 1149-1157

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0106-y

    • NAID

      40021735605

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Hyperbranched Aromatic Polymers for Catalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Nabae Yuta、Kakimoto Masa-aki
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 10 号: 12 ページ: 1344-1344

    • DOI

      10.3390/polym10121344

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hyperbranched vs. linear polymers in the catalysis by sulfonic acid functionalized poly(ether sulfone)2018

    • 著者名/発表者名
      Nabae Yuta、Tomita Masaki、Taniguchi Tsubasa、Liang Jie、Yamamoto Kenta、Hayakawa Teruaki、Kakimoto Masa-aki
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 137 ページ: 324-329

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.01.030

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フタル酸末端を有するハイパーブランチポリエーテルケトンの合成と架橋による不溶化2020

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太、山本健太、石原智美、早川晃鏡
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Aromatic Polymers for Catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nabae
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Bilateral Polymer Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The effect of hyperbranched structure in acid catalyzed reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nabae, Masaki Tomita, Tsubasa Taniguchi, Jie Liang, Teruaki Hayakawa and Masa-aki Kakimoto
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族高分子を活用した触媒材料開発2018

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太
    • 学会等名
      触媒工業協会交流サロン
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 奨励賞受賞講演 芳香族高分子を活用した触媒材料開発2018

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太
    • 学会等名
      第122回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スルホン化ポリエーテルスルホンによる酸触媒反応におけるハイパーブランチ構造の効果2018

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太・富田眞輝・谷口翼・梁杰・早川晃鏡・柿本雅明
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族ジカルボン酸無水物モノマーのフリーデル・クラフツアシル化自己縮合反応によるカルボキシル化ポリエーテルケトンの合成2018

    • 著者名/発表者名
      山本 健太、田鎖 暢浩、水野 淳、難波江 裕太、早川 晃鏡、柿本 雅明
    • 学会等名
      精密ネットワークポリマー研究会 第11回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族テトラカルボン酸二無水物モノマーの自己縮合反応によるハイパーブランチポリエーテルケトンの合成とNHPIによる末端修飾2017

    • 著者名/発表者名
      山本 健太、田鎖 暢浩、水野 淳、難波江 裕太、早川 晃鏡、柿本 雅明
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香族テトラカルボン酸二無水物モノマーの自己縮合によるハイパーブランチポリエーテルケトンの合成と触媒材料への展開2017

    • 著者名/発表者名
      難波江裕太、田鎖暢浩、山本健太、水野淳、早川晃鏡、柿本雅明
    • 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] 芳香族ジカルボン酸無水物モノマーのアシル化自己縮合反応によるカルボキシル化ポリエーテル ケトンの合成2017

    • 著者名/発表者名
      山本 健太、田鎖 暢浩、水野 淳、史 穎、難波江 裕太、早川 晃鏡、柿本 雅明
    • 学会等名
      第25回日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] One Step Synthesis of Carboxylated Aromatic Poly (Ether Ketone) from Aromatic Dicarboxylic Anhydride Monomer by Friedel-Crafts Acylating Self-Condensation Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamamoto, Nobuhiro Takusari, Jun Mizuno, Yuta Nabae, Teruaki Hayakawa and Masa-aki Kakimoto
    • 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

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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