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配列制御シリコーンの合成

研究課題

研究課題/領域番号 19K05468
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

松本 和弘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40512182)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードシリコーン / ポリシロキサン / シロキサン / 配列制御 / ワンポット合成 / 合成化学 / スピロ化合物 / 大環状化合物 / 重合
研究開始時の研究の概要

シリコーンは、日用品から航空宇宙に至るまで幅広い産業分野において利用されている有用なポリマー材料である。しかしながら、現行の合成法では、そのシロキサン配列構造を精密に制御して合成することはできない。本研究では、研究代表者がこれまでに開発しているワンポット配列制御合成法により供給可能な数個~十数個のケイ素原子からなる配列制御されたオリゴシロキサンをモノマー原料に用い、これを重合することで、これまでに誰も成し得ていないシリコーンの配列制御合成法を開発する。そして、様々なシロキサン配列構造を有するシリコーンを合成し、その配列構造がシリコーンの物理的性質に及ぼす影響を明らかにする。

研究成果の概要

本研究の目的は、ポリシロキサン(シリコーン)の配列制御合成法を開発することである。これを実現するために、研究代表者がこれまでの研究で開発しているオリゴシロキサンのワンポット配列制御合成法により、両末端にアルコキシシリル基を有する配列制御オリゴシロキサンを合成し、これをトリヒドロシランと交互共重合させるアプローチをとった。研究計画の通り、ワンポット配列制御合成法を用いてスピロ環構造を有するオリゴシロキサン化合物を合成し、これをホウ素触媒存在下にて、トリヒドロシランと交互共重合することで、スピロ環構造を保持した大環状ポリシロキサンを得ることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ポリシロキサンは一般にはシリコーンとして知られており、耐熱性や耐寒性などの種々の優れた性質により、様々な産業分野で広く使用されている。Si-H基を有するポリシロキサンを官能基を有するオレフィンのヒドロシリル化により修飾する手法は、導入する官能基に応じて様々な特性を付与できることから、変性シリコーンの製造法として幅広く用いられている。
本研究課題で開発したスピロ骨格という特徴的な主骨格を有し、なおかつ規則的にSi-H基を有するポリシロキサンも、各種オレフィンとのヒドロシリル化によって様々な官能基を導入できることから、新規な変性シリコーン材料としての応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 配列制御オリゴシロキサンの精密合成2021

    • 著者名/発表者名
      MATSUMOTO Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Petroleum Institute

      巻: 64 号: 6 ページ: 307-316

    • DOI

      10.1627/jpi.64.307

    • NAID

      130008110360

    • ISSN
      1346-8804, 1349-273X
    • 年月日
      2021-11-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Well-defined hydrogen and organofunctional polysiloxanes with spiro-fused siloxane backbones2021

    • 著者名/発表者名
      Kawatsu Takahiro、Fuchise Keita、Takeuchi Katsuhiko、Choi Jun-Chul、Sato Kazuhiko、Matsumoto Kazuhiro
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 12 号: 15 ページ: 2222-2227

    • DOI

      10.1039/d0py01503b

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile Synthesis of Sequence‐Defined Oligo(Dimethylsiloxane‐co‐Diphenylsiloxane)s2021

    • 著者名/発表者名
      Kawatsu Takahiro、Choi Jun‐Chul、Sato Kazuhiko、Matsumoto Kazuhiro
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 42 号: 5 ページ: 2000593-2000593

    • DOI

      10.1002/marc.202000593

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オリゴシロキサンの配列制御合成2021

    • 著者名/発表者名
      松本 和弘
    • 学会等名
      第70回 高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シリコーンの精密合成に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      松本 和弘
    • 学会等名
      第30回記念万有福岡シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 配列制御を伴うシロキサンの精密合成2019

    • 著者名/発表者名
      松本和弘
    • 学会等名
      石油学会第62回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] One-Pot Iterative Synthesis of Sequence-Controlled Oligosiloxanes2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Matsumoto
    • 学会等名
      19th International Workshop on Silicon-Based Polymers (ISPO 19)
    • 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] シロキサンの精密合成2019

    • 著者名/発表者名
      松本和弘
    • 学会等名
      第23回ケイ素化学協会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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