| 研究課題/領域番号 |
19K05579
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35010:高分子化学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
野村 信嘉 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (70291408)
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| 研究分担者 |
大石 理貴 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20376940)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ポリ乳酸 / ラセミ乳酸 / イソタクチック / 結晶性 / 融点 / 立体選択性 / ステレオコンプレックス / 植物由来 / 立体選択的重合 / 開環重合 / 脱離 / 触媒 / 乳酸 / ラセミ / グリセロール / 資源循環 / ポリ(ラセミ乳酸) / 開館重合 / 立体選択的 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
資源循環型プラスチックであり、生分解性も併せ持つポリ乳酸は、大きな注目を集めている。市販のポリ乳酸は、高い光学純度のL-乳酸を原料とする光学活性ポリマーで、工業的には2分子のL-乳酸を脱水環化したL-ラクチドから合成されている。しかしL-乳酸は、ラセミ化しやすいことが問題となっている。本申請研究では、取り扱いが容易なラセミ乳酸を1分子含むモノマーを設計し、ステレオコンプレックスを形成出来るイソタクチック選択的重合触媒を開発する。高い立体選択性を得られれば、市販の光学活性ポリ(L-乳酸)より高い融点を有する高機能性ポリ乳酸を合成できる。
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| 研究成果の概要 |
ラセミ乳酸を原料として結晶性ポリ乳酸を合成するには、二分子の乳酸分子が脱水縮合したラセミラクチドをイソタクチック選択的に重合する方法が有効である。しかしラセミラクチドの合成時に、副生成物としてメソラクチド(35-50%程度)も生成し、分離、除去、あるいは異性化が必要となる。
本研究では、異性体の生成や分離を考慮しなくて良い乳酸1分子からなるモノマーを設計し、原料であるラセミ乳酸を無駄なく利用出来る結晶性ポリ乳酸の合成方法を提案するとともに、アルミニウム触媒を用いたイソタクチック選択的重合により、結晶性ポリ乳酸を合成できることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラスチックが大きな社会問題となる一方、プラスチックを使わずに快適な生活を送ることは難しい。そこで注目されているのが、植物由来の資源循環型、かつ生分解性をも有するポリ乳酸である。市販のポリ乳酸は、光学活性なL-乳酸を原料とするが、リサイクルや耐熱性の改善には、ラセミ乳酸が望ましい。しかしラセミ乳酸を用いると、モノマーであるラクチドの合成時に異性体も生成してしまい、非効率である。
本研究では、ラセミ乳酸1分子を含むモノマーを用い、結晶性ポリ乳酸を合成できることを初めて実証した。ラセミ乳酸から合成したポリ乳酸の有効活用の手段となる可能性を有している。
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