| 研究課題/領域番号 |
21K19006
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
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| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
河合 壯 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (40221197)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 光反応 / ルイスペア / ポリエステル / フォトクロミック分子 / 光酸発生 / 光塩基発生 / フォトクロミズム / 光異性化 / 光駆動触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光反応によって炭素陽イオンからなるルイス酸と立体的にかさ高いルイス塩基を発生させ、その高い反応性を利用する新規な光誘導型触媒FLP（Flustrated Lewis Pair）を光により形成させる。カルボニル基やエステル部の光による活性化や、環状エステルの開環重合反応などに展開し生分解性フォトポリマー分野に革新をもたらす。基礎学術においては、６π光閉環反応系の特徴とされる熱開環反応に対する軌道対称禁制効果を利用することが本研究の特徴であり大きな立体障害を有する高活性種の光形成を目指している。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光閉環反応によりルイス塩基とルイス酸のユニットがイオン解離する光ルイスペア発生を検討した。イオンペアは高い反応性を有することから小分子の活性化に効果的で特に立体障害により高活性化されたFLPの光形成は未当領域で大きなインパクトがある。光閉環反応に伴ってアルコキシ基が脱離することを想定し、化合物A、B、Cを合成した。立体障害を緩和した構造を有する化合物Cは光反応に伴い特徴的な可視域に３本の吸収バンドが見られ、カルボカチオン体の形成が認められ、安定なルイスペアの形成が認められた。またこの化合物Cを用いて環状エステルモノマーの光駆動型重合に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生分解性ポリマーなど環境負荷の小さいポリマー材料や、抗血栓性など生体親和性の高いポリマー材料のためポリエステル系樹脂が検討されきた。これらの光形成においては側鎖に導入されたビニル基を利用した光架橋、光架橋が活用されてきたが、これは本来の機能と相反する。エステルモノマーの光重合のためには高反応活性のルイス塩基やＦＬＰを光形成する必要がある。本研究で提示された光駆動型のルイスペア発生剤は、学術的には従来にないイオン対型のルイスペアをもたらし、さらにポリエステル系フォトポリマーにつながり、格段の社会的なインパクトが期待される。
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