| 研究課題/領域番号 |
19K05636
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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35030:有機機能材料関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
郡司 天博 東京理科大学, 理工学部先端化学科, 教授 (20256663)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 有機-無機ハイブリッド / かご型シルセスキオキサン / チタンホスホネートクラスター / 有機－無機ハイブリッド / 加水分解重縮合 / 触媒反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
かご型シルセスキオキサンの高分子に3-メルカプトプロピル基や3-ヒドロキシプロピル基を導入することにより有機－無機ハイブリッドを合成する。また，かご型シルセスキオキサンを剛直なスペーサーで連結することにより，かご型シルセスキオキサンの外側に大きな空隙を生成する。さらに，かご型シルセスキオキサンに電子求引基や電子供与性基を導入してかご型シルセスキオキサンの電子密度を変化させて反応を制御し，かご型シルセスキオキサンの反応性を制御するための知見を得る。一方，チタンホスホネートクラスターなどのかご型構造を有する化合物を用いた材料調製に応用し，多孔性材料の創製とその機能化を目的として研究を推進する。
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| 研究成果の概要 |
かご型シルセスキオキサンを1,4-ブタンジオールで連結することにより重合体を得た。また，チオエーテル構造の末端にβ-ジケトン基が置換した官能基を有するかご型シルセスキオキサンを合成し，銅やアルミニウム，チタンイオンと錯形成することにより重合体を得た。一方，チタンホスホネートクラスターとジオールとの反応によりチタンホスホネートクラスターを架橋した高分子を得た。さらに，チタンホスホネートクラスターをアセトンやテトラヒドロフラン中で加水分解することにより新たな有機-無機ハイブリッド材料を得た。特に，溶媒の種類により生成物の形態や性状が大きく変化し，有機合成反応の触媒や光触媒となることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
かご型シルセスキオキサンやチタンホスホネートクラスターは分子内にかご型構造を有しており，高度に規制された対称性が高い骨格構造を有することが特徴である。そのため，その合成や有機-無機ハイブリッド材料への応用は高い関心を集めており，基礎物性の解明や材料としての応用が希求されている。本研究は，このようなかご型構造を有する有機-無機ハイブリッド材料の新規合成法の開発に関わるものであり，その研究成果は有機化学と無機化学を融合した新しい学問分野の創成と普及に貢献したことに意義がある。
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