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動的共有結合を利用する環状高分子の合成と機能材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K14272
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分35010:高分子化学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

青木 大輔  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (80736950)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020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)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード環状分子 / 環状高分子 / 動的共有結合 / ジスルフィド / ポリエチレンオキシド / 環状化合物 / ラジカル / 構造再配列 / 架橋
研究成果の概要

本研究課題では(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-イル)ジスルフィド(BiTEMPS)骨格の構造再編成を利用することで、狙った分子骨格を環状分子・環状高分子へと変換する手法を確立した。BiTEMPS骨格の平衡系は、ラジカル交換反応を経由するため非常に速く効率的に環化反応が進行する。得られた環状分子・環状高分子の動的特性は興味深く、今後は末端を有さない動的な環状分子の反応性や機能を中心に研究を推進する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環状化合物、特に分子量が中程度からそれ以上の環状高分子は、古くから他の形状の化合物や高分子とは異なる特異な機能・特性を発現することが知られていた。しかし、一方で環状という特異な形状は、その合成を困難にしていた。今回、開発した手法は酸素ケアや触媒が要らず、簡便な操作で行うことができることから、幅広い分野での工業的な利用はもちろん、学術的にも環状骨格の詳細な機能・特性についてより詳細な解析が期待できる。また狙った分子骨格に環状分子特有の分子認識能や包接能といった特異の機能・物性を付与することもできる。この研究を契機に、環状分子を機能材料開発のツールとする新しい材料設計の指針を立てることができる。

報告書

(3件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] A Strategy toward Cyclic Topologies Based on the Dynamic Behavior of a Bis(hindered amino)disulfide Linker2020

    • 著者名/発表者名
      N. Tsurumi, R. Takashima, D. Aoki, S. Kuwata, H. Otsuka
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 59 号: 11 ページ: 4294-4298

    • DOI

      10.1002/anie.201910722

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maleimidophenyl Isocyanates as Post-polymerization Modification Agents and Their Applications in the Synthesis of Block Copolymers2019

    • 著者名/発表者名
      R. Takashima, J. Kida, D. Aoki, H. Otsuka
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.

      巻: 57 号: 24 ページ: 2396-2406

    • DOI

      10.1002/pola.29450

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 動的な環状分子の選択的合成と高分子反応への展開2020

    • 著者名/発表者名
      青木大輔・大塚英幸
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェニルマレイミドイソシアネート誘導体を用いた高分子修飾反応とブロック共重合体合成への応用2019

    • 著者名/発表者名
      高嶋力任、木田淳平、青木大輔、大塚英幸
    • 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] Post-polymerization Modification with Maleimidophenyl Isocyanates and Their Applications in the Synthesis of Various Block Copolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Rikito Takashima, Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      The 16th Pacific Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子の末端制御を鍵とするトポロジー変換2019

    • 著者名/発表者名
      青木大輔
    • 学会等名
      CREST-さきがけ連携公開型ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A universal Strategy toward Cyclic Topologies Based on the Dynamic Behavior of Bis(hindered amino)disulfide Linker2019

    • 著者名/発表者名
      青木大輔
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Synthesis and Materials
    • 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] Selective Cyclization Derived from Dynamic Nature of Bis(hindered amino)disulfide Linkages2019

    • 著者名/発表者名
      青木大輔
    • 学会等名
      International Congress on Pure and Applied Chemistry Yangon 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] Effective synthetic method utilizing water as a reaction field for cyclic polymers2019

    • 著者名/発表者名
      青木大輔、鶴見奈央、大塚英幸
    • 学会等名
      第68回高分子年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Rational Entry to Macrocyclic Compounds and Polymers via Selective Cyclization Derived From Dynamic Covalent Bond2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Aoki, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Science 2018 (JKJS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合化学を利用した環状高分子の効率的合成法2018

    • 著者名/発表者名
      青木大輔、大塚英幸
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子トポロジー変換とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      青木大輔
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会 サマーキャンプ (2018年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子トポロジー変換が生み出すケミストリー2018

    • 著者名/発表者名
      青木大輔
    • 学会等名
      第一回 高分子の物理と化学を融合する会(2018年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的共有結合を利用した環状高分子の効率的合成法2018

    • 著者名/発表者名
      青木大輔、大塚英幸
    • 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] A Rational Entry to Cyclic Polymers via Topology Transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Aoki
    • 学会等名
      The First International Conference of Polymeric and Organic Materials Yamagata University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子トポロジー変換を利用した環状トポロジーの構築2018

    • 著者名/発表者名
      青木大輔、鶴見七央、大塚英幸
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子トポロジー変換による環状トポロジーの構築2018

    • 著者名/発表者名
      青木大輔
    • 学会等名
      高分子学会九州支部フォーラム 主題 数理・データサイエンスと材料科学のクロスオーバー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of cyclic compounds and polymers via dynamic covalent chemistry-based topology transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Aoki, Nao Tsurumi, Hideyuki Otsuka
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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