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希釈条件を全く必要としない閉環反応による環状ビニルポリマーの革新的制御合成

研究課題

研究課題/領域番号 18K19112
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

高須 昭則  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30303697)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード環状高分子 / 無希釈条件 / ビニルポリマー / N-ヘテロ環状カルベン / ソルビン酸エステル / メタクリル酸メチル / メタクリル酸アリル / 1:1付加体 / メタクリル酸メチル(MMA) / メタクリル酸アリル(AMA) / 直接観察 / 透過型電子顕微鏡(TEM) / 原子間力顕微鏡(AFM) / アニオン重合 / 希釈条件を必要としない閉環反応 / 立体規則性
研究成果の概要

N-ヘテロ環状カルベン(NHC)を用い、ルイス酸存在下で種々のビニルモノマーのアニオン重合を検討した。ソルビン酸メチル(MS)のアニオン重合では、閉環反応よりも重合反応が促進され分子量分布の整った環状ビニルポリマーに誘導できた。他のモノマーに拡張するための問題点は、NHCに隣接するモノマーユニット中の水素のが成長アニオンによって引き抜かれることであることが分かった。そこで、NHCとソルビン酸エステルの1:1付加体を開始剤に用いるとメタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸アリル(AMA)のアニオン重合が進行し、無希釈条件下で環状のポリアクリレートが合成できることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の暮らしを支えるソフトマテリアル(高分子)材料の高性能化はますます要求が高くなり、その構造の多様化のみならず分子鎖の絡み合いなどトポロジー制御が不可欠となってきた。環状ビニルポリマーを合成するには、分子間の反応を抑制するために高希釈条件が必要であったが、申請者の独創的な発想に基づいて、開始剤として働いたN-ヘテロ環状カルベンが対カチオンとして成長アニオンに隣接することで、高希釈条件を必要としない新規合成法を提案し、いくつかの環状ビニルポリマーが合成できた。この研究により、新たな性質を有するソフトマテリアル(高分子)材料の開発がよりアクセスしやすくなったという学術意義は非常に大きい。

報告書

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

    (24件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of cyclic Poly(methyl methacrylate) via N-Heterocyclic carbene (NHC) initiated-anionic polymerization and subsequent ring-closing without need of highly dilute conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Oga, Yuhei Hosoi, Akinori Takasu
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 186 ページ: 122019-122019

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2019.122019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of a Cyclic Vinyl Polymer Prepared by Anionic Polymerization using N-Heterocyclic Carbene and Subsequent Ring-Closure without Highly Diluted Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Keiji Naruse, Akinori Takasu, Masahiro Higuchi
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 221 号: 10 ページ: 2000004-2000004

    • DOI

      10.1002/macp.202000004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] N-ヘテロ環状カルベンを開始剤とする高分子合成2019

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 68 ページ: 67-68

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] N-置換マレイミドのN-ヘテロ環状カルベンによるアニオン重合2019

    • 著者名/発表者名
      大賀陽介, 高須昭則
    • 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] 無希釈条件下での閉環反応による環状ビニルポリマー合成法の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 学会等名
      高分子学会 高分子基礎物性研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] N-ヘテロ環状カルベンを用いた各種ビニルモノマーの重合とその閉環反応2019

    • 著者名/発表者名
      大賀陽介, 高須昭則
    • 学会等名
      第50回中部化学関連学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] N-ヘテロ環状カルベンによるN-置換マレイミドのアニオン重合及びその閉環反応2019

    • 著者名/発表者名
      大賀陽介, 高須昭則
    • 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] N-ヘテロ環状カルベンを開始剤に用いた環状ポリメタクリル酸メチルの新規合成法2019

    • 著者名/発表者名
      大賀陽介, 細井悠平, 高須昭則
    • 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] N-ヘテロ環状カルベンを用いた非共役ジエンのアニオン重合2019

    • 著者名/発表者名
      成瀬恵司, 高須昭則
    • 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] Syntheis of Cyclic Vinyl Polymers Via Ring-closure Procedure Without Need of Highly Diluted Condition2019

    • 著者名/発表者名
      Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 16th Pacific Polymer Conference (PPC16)
    • 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] New Synthetic Method of Cyclic Vinyl Polymers Initiated by N-Heterocyclic Carbene without Highly Diluted Condition2019

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Oga, Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 16th Pacific Polymer Conference (PPC16)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anionic Polymerization of Non-conjugated Diene Initiated by N-Heterocyclic Carbene in the Presence of Lewis Acid2019

    • 著者名/発表者名
      Keiji Naruse, Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 16th Pacific Polymer Conference (PPC16)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無希釈条件下での閉環反応による環状ビニルポリマー合成法の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 学会等名
      2018年度東海高分子学生研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of Cyclic Vinyl Polymers via Ring-Closure Procedure without Highly Diluted Condition2019

    • 著者名/発表者名
      Akinori Takasu
    • 学会等名
      International Symposium: Polymers Meet Topology
    • 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] Synthesis of Cyclic Vinyl Polymer Initiated by N-Heterocyclic Carbene2018

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Hosoi, Akinori Takasu
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] N-ヘテロ環状カルベンを用いた環状ビニルポリマーの設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      細井悠平, 高須昭則
    • 学会等名
      第49回中部化学関連学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 希釈条件を必要としない閉環反応による環状ビニルポリマーの設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 学会等名
      高分子学会 中国四国支部高分子研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 希釈条件を必要としない閉環反応による環状ビニルポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 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] N-ヘテロ環状カルベンを用いた環状ビニルポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      細井悠平, 高須昭則
    • 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] 希釈条件を必要としない閉環反応による環状ビニルポリマーの設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 学会等名
      第11回日本ゼオン座談会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 希釈条件を必要としない閉環反応による環状ビニルポリマーの設計と合成2018

    • 著者名/発表者名
      高須昭則
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] N-ヘテロ環状カルベン/ルイス酸触媒系による立体規則性ポリ(乳酸)の合成2018

    • 著者名/発表者名
      成瀬恵司, 高須昭則
    • 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] ルイス酸存在下におけるN-ヘテロ環状カルベンを用いた環状ビニルポリマーの合成と拡張2018

    • 著者名/発表者名
      細井悠平, 高須昭則
    • 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
  • [図書] 環状高分子の合成と機能発現2018

    • 著者名/発表者名
      細井悠平, 高須昭則
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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