| 研究課題/領域番号 |
22KJ1267
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| 補助金の研究課題番号 |
21J20562 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
高嶋 力任 東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2023年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | カテナン / 特殊構造高分子 / 環状高分子 / 超分子 / 動的共有結合 / ジスルフィド / 刺激応答性分子 / 高分子合成 / 高分子 / 空間連結型高分子 / 電荷移動錯体 / 大環状分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、動的な環状分子を用いて「環構造の形成」と 「架橋構造の形成」を同時に達成 する新しい『空間連結型の高分子の合成法を確立』し、得られる架橋高分子の物性・機能を明 らかにすることを目的とする。具体的には加熱するだけでラジカル的に開裂し、発生したラジ カルを介して結合交換反応を引き起こすビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-イル)ジス ルフィド(BiTEMPS)骨格に着目し、環状分子の合成およびその重合を行った。
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| 研究実績の概要 |
ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-イル)ジス ルフィド(BiTEMPS)骨格は加熱するだけでラジカル的に開裂し、発生したラジカルを介して結合交換反応を引 き起こす。本研究では、BiTEMPS骨格で連結された動的な大環状分子 (MM) を用いた『空間連結型の高分子』の合成方法を確立することを目的に研究を行ってい る。2022年度は、MMの合成法を利用したカテナン分子の単離と特性評価を中心に研究を進めた。特に大環状ビピリジンを利用したCuAAC (銅触媒アジド-アルキンクリック反応) を活用したロタキサン合成に着目してBiTEMPSを両端にもつロタキサンを合成し、その環化反応を行うことでカテナンの簡便な合成を達成した。合成したカテナンについて、NMRやMS、単結晶X線構造解析によりその構造を明らかにした。 以上のように、通常では合成が難しいカテナンを加熱のみで合成することに成功した。また、得られたカテナンはBiTEMPS構造に基づく動的な特性を有し、重合反応による分子ネックレスの合成へと展開できる。この成果や昨年度までで得られた成果について、来年度に国際的な学術誌に発表する予定である。その他には、昨年度に得られた成果について複数の国内および国際会議にて発表を行った。特に、新型ウイルスにより自粛を余儀なくされていたオフラインでの学会に積極的に参加し、国内および国外の研究者との質疑を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度に1報査読付きの論文が受理されている。また、大環状モノマーの重合挙動の調査などMICP合成に重要な知見を深めるための研究について2報の論文を準備しており、英文校閲まで終了している。さらに、カテナン分子の単離と特性評価についても研究が進んでおり、論文を執筆中である。そのため、次年度には3報以上の論文が公開される予定である。以上のように研究は順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
大環状モノマーの合成法を利用したカテナンやロタキサンの合成手法を確立し、それらを架橋部位にもつ高分子を合成する。また、その物性評価を引っ張り試験や動的粘弾性試験、熱機械分析など用いて行う。 今年度までに、カテナン分子の合成法を見出しており、次年度ではその官能基化を行い、種々の特殊構造高分子の合成へと展開する。また、昨年度までに得られた知見をまとめた論文を数件すべて投稿し、本年度中に受理されるように努める。
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