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人工酵素触媒を用いた精密酸化重合による高性能・高機能な芳香族ポリエーテルの合成

研究課題

研究課題/領域番号 20K05610
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35010:高分子化学関連
研究機関岡山理科大学

研究代表者

東村 秀之  岡山理科大学, 理学部, 教授 (00562224)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード人工酵素触媒 / 精密酸化重合 / 芳香族ポリエーテル / 超低誘電率 / 熱硬化性基 / pushu/pull型置換基 / 酸化重合 / 人工酵素 / フェノール類 / 酸化触媒
研究開始時の研究の概要

本提案者は、人工酵素触媒によるフェノール類の精密酸化重合という低環境負荷・低コストの重合法を見出しており、先端材料に不可欠な芳香族ポリエーテル類を合成することに成功している。本研究では、人工酵素触媒の特徴を最大限に引き出し、得られるポリマーのさらなる高性能化と機能性の付与により、本法のスコープを拡大することを目指す。

研究成果の概要

人工酵素触媒によるフェノール類の精密酸化重合法を見出し、新規な芳香族ポリエーテル類を合成してきた。本研究では、本触媒の特徴を最大限に引き出し、本ポリマーの高性能化と機能性の付与を目指す。(A) 2-(2-アダマンチル)フェノールの本酸化重合と再沈殿により新規ポリマーが得られ、超誘電率2.17を示した。(B) 2-エチニルフェノールの本酸化重合により、熱硬化性基を残存させながらMnが約5千のポリマーが得られた。(C) 2-メトキシ-5-シアノフェノールの本酸化重合では、両置換基の共鳴効果によりお互いの欠点を相殺して重合可能となり、push/pull型置換基をもつ新規ポリマーを得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代6G通信システムにおいて高周波での超低遅延性を実現するため、アンテナ配線板の絶縁材料には高熱安定性だけでなく低誘電特性も不可欠となってきた。(A)ポリマーは嵩高いアダマンチル基の導入により、(B)ポリマーは熱硬化-発泡によるポーラス化させれば、高速通信用の低誘電絶縁材料として有望である。またEV用キャパシタでは軽量高容量と急速放電が求められており、(C)ポリマーは電子供与/吸引基の共鳴により高分極を持ち、高容量コンデンサー用高誘電絶縁材料として期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Enzyme Model-catalyzed Oxidative Copolymerization of Phenol while Continuously Adding an Endcap to Multi-branched Poly(phenylene oxide) Showing Low Dielectric Constant2022

    • 著者名/発表者名
      Nakano Akiyuki、Kubota Yuto、Osaka Noboru、Higashimura Hideyuki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 4 ページ: 420-423

    • DOI

      10.1246/cl.210797

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new poly(arylene oxide) with an extremely low dielectric constant as a fully aromatic hydrocarbon-type polymer2021

    • 著者名/発表者名
      Nakano Akiyuki、Tanabe Yoichi、Higashimura Hideyuki
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 237 ページ: 124345-124345

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2021.124345

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 2-フェニルフェノールの酸化重合における酵素モデル触媒の置換基効果と反応機構2023

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2-メトキシ-5-シアノフェノール酸化重合体の合成と構造2023

    • 著者名/発表者名
      武智士門, 中野晟志, 東村秀之
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酵素モデル触媒による2-フェニルフェノール酸化重合の反応機構2022

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      2022年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酵素モデル触媒を用いた2,5-ジ置換フェノール酸化重合体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      武智士門, 谷口奨馬, 中野晟志, 東村秀之
    • 学会等名
      2022年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2-フェニルフェノールの酸化重合における銅-トリアザシクロノナン錯体触媒の置換基効果2022

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      第102回日本化学会春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 人工酵素触媒を用いた2-フェニルフェノールの酸化重合による新規ポリアリレンオキサイドの合成2021

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 玉置星都, 田中陸雄, 田邉洋一, 東村秀之
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工酵素触媒による2-フェニルフェノールの精密酸化重合2021

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 橋口翔, 田邉洋一, 東村秀之
    • 学会等名
      2021年日本化学会中国四国支部大会高知大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2-フェニルフェノールの精密酸化重合とポリマーの高分子量化2021

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] ‘Oxidative Polymerizaion’ in Routledge Resources Online: Polymers, Polymeric Materials, and Polymer Technology, Routledge2024

    • 著者名/発表者名
      Higashimura Hideyuki
    • 出版者
      Taylor & Francis Group
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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