光刺激による重合からカップリングへの選択的変換を用いた高分子の新合成法

• 研究課題/領域番号: 24350057
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山子 茂 京都大学, 化学研究所, 教授 (30222368)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2012年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
• キーワード: リビングラジカル重合 / ラジカルカップリング反応 / 光反応 / 高分子合成 / テレケリックポリマー / テルル / TERP / グリーンケミストリー / ラジカル重合 / ラジカルカップリング / 精密高分子合成 / ラジカル / カップリング反応 / ラジカル反応 / 中央官能基化ポリマー / ミクトアームポリマー / 制御重合 / 二量化 / ブロック共重合体

研究成果の概要

光刺激によるリビングラジカル重合から、重合末端ラジカルのカップリング反応への選択的変換による、分子量の制御された対称構造を持つ高分子の合成法の開発を行った。有機テルル化合物の光照射により、対応する炭素ラジカルが高効率で発生することを明らかにすると共に、有機テルル化合物を用いたリビングラジカル重合TERPを用いて合成した分子量の制御された重合体に、ジエン共存下で光を照射すると、ジエンの挿入を伴ってカップリング体が高収率で得られた。これらを利用して、官能基の数と位置とを制御して、分子量の制御されたテレケリック重合体、ブロック共重合体、鎖中央官能基化重合体が合成できることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] University of New South Wales(オーストラリア)
• [雑誌論文] 有機テルル化合物を用いた制御ラジカル重合（TERP）による生体適合性ポリ（2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン）（PMPC）の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川ひなり, 山子茂, 石原一彦, 遊佐真一
  • 雑誌名: 高分子論文集 巻: 72 ページ: 335-340
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光リビング・制御ラジカル重合 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山子茂, 中村泰之
  • 雑誌名: 高分子 巻: 64 ページ: 103-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organotellurium-Mediated Radical Polymerization under Photo Irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y.; Yu, M.; Ukai, Y.; Yamago, S.
  • 雑誌名: Controlled Radical Polymerization, ACS Symposium Series 巻: --
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expanding the scope of controlled radical polymerization via cobalt-tellurium radical exchange reaction (2014)
  • 著者名/発表者名: Kermagoret, A.; Nakamura, Y.; Bourguignon, M.; Detrembleur, C.; Jerome, C.; Yamago, S.; Debuigne, A.
  • 雑誌名: ACS Macro Lett. 巻: 3 号: 1 ページ: 114-118
  • DOI: 10.1021/mz400635h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modular Synthesis of Mid-Chain Functionalized Polymers by Photoinduced Diene- and Styrene-Assisted Radical Coupling Reaction of Polymer-End Radicals (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y.; Arima, T.; Yamago, S.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 47 号: 2 ページ: 582-588
  • DOI: 10.1021/ma402354m
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Controlled Polymerization of Protic Ionic Liquid Monomer by ARGET-ATRP and TERP (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Nakamura, Kouji Nakanishi, Shigeru Yamago, Yoshinobu Tsujii, Kenichi Takahashi, Takashi Morinaga, Takaya Sato
  • 雑誌名: Macromolecular Rapid Communications 巻: Vol. 35 号: 6 ページ: 642-648
  • DOI: 10.1002/marc.201300855
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新規リビングラジカル重合TERPの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 521 ページ: 50-54
• [雑誌論文] Organotellurium-mediated Living Radical Polymerization under Photoirradiation by a Low-Intensity Light-Emitting Diode (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y.; Yamago, S.
  • 雑誌名: Beilstein J. Org. Chem. 巻: 9 ページ: 1607-1612
  • DOI: 10.3762/bjoc.9.183
  • 査読あり
• [雑誌論文] 有機テルル化合物を用いるリビングラジカル重合法TERPの開発と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 雑誌名: 未来材料 巻: 13 ページ: 15-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-induced Switching from Living Radical Polymerization to a Radical Coupling Reaction Mediated by Organotellurium Compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y.; Arima, T.; Tomita, S.; Yamago, S.
  • 雑誌名: J.Am.Chem. Soc. 巻: 134 号: 12 ページ: 5536-5539
  • DOI: 10.1021/ja300869x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Controlled Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization (TERP) in Ionic Liquids (ILs). A New Role of ILs in Radical Reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: Feng, S., Xu, W., Nakanishi, K., Yamago, S.
  • 雑誌名: ACS Macro Lett. 巻: 1 号: 1 ページ: 146-149
  • DOI: 10.1021/mz200133d
  • 査読あり
• [学会発表] 多官能性TERP 開始剤の合成とそれを用いたポリマーの制御合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 范唯佳, 中村 泰之, 山子 茂
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 有機テルル化合物を用いたラジカル重合（ＴＥＲＰ）を用いた高分子の精密合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 学会等名: 高分子学会関東支部 第45回湘南地区講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] 後修飾法による多官能性TERP開始剤の合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 范唯佳, 中村 泰之, 山子 茂
  • 学会等名: 第64回高分子年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-05-29
• [学会発表] (メタ)アクリル酸エステルのラジカル重合における停止反応機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村泰之、山子茂
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] ラジカル－ラジカル反応の選択性における溶媒ケージ効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荻原祐、中村泰之、山子茂
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-28
• [学会発表] Termination Mechanism of Radical Polymerization (2014)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 学会等名: 18th International Research Training Group (IRTG) Joint Symposium
  • 発表場所: Muenster, Germany
  • 年月日: 2014-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] 有機テルル化合物の光活性化を用いたラジカル重合停止機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村泰之、山子茂
  • 学会等名: 第41回有機典型元素化学討論会
  • 発表場所: 宇部
  • 年月日: 2014-11-28
• [学会発表] ポリマー末端ラジカルの反応性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山子茂、中村泰之、荻原祐
  • 学会等名: 財団法人 日本化学繊維研究所 第72回講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] 構造制御されたテレケリックポリマーと多分岐架橋剤のチオール・エン反応によるゲルの合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 范唯佳、中村泰之、登阪雅聡、山子茂
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] メタクリロニトリルのラジカル重合停止反応機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荻原祐、中村泰之、山子茂
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] Recent Developments in Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization (TERP) (2014)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 学会等名: EUChem Conference on Organic Free Radicals
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2014-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] ビニルモノマーのラジカル重合停止反応機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村泰之、山子茂
  • 学会等名: 第63回高分子年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] 有機テルル化合物を用いた生体適合共役及び非共役モノマーからなるジブロック共重合体の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中川ひなり、遊佐真一、山子茂、石原一彦
  • 学会等名: 第63回高分子年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] 先端機能性ポリマーリビングラジカル重合法を用いた機能性高分子精密合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 学会等名: 財産法人生産開発科学研究所新材料・新技術利用研究会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] 高周期ヘテロ元素化合物を用いるリビングラジカル重合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 学会等名: 第140回ポバール会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] 高性能リビングラジカル重合制御剤の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山子茂
  • 学会等名: 第101回有機合成シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] TERPとラジカルカップリング反応を用いた末端および中央官能基化ポリマーの合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 有馬隆広, 中村泰之, 山子茂
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Photoinduced Switching from Living Radical Polymerization to a Radical Coupling Reaction Mediated by Organotellurium Compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, T. Arima. S. Tomita, S. Yamago
  • 学会等名: 12th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Development of Organotellurium- Mediated Radical Coupling Reaction for Polymer Synthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, T. Arima, S. Yamago
  • 学会等名: 10th International Conference on Heteroat om Chemistry
  • 発表場所: Uji, Kyoto
• [学会発表] Synthesis of Structurally Controlled Macromolecules Based on Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization
  • 著者名/発表者名: Yamago, S.
  • 学会等名: 6th Pacific Symposium on Radical Chemistry
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] 有機テルル化合物の光活性化に基づくポリマーの 精密ラジカルカップリング反応の開発
  • 著者名/発表者名: 中村泰之, 有馬隆弘, 山子茂
  • 学会等名: 高分子研究発表会2013
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Recent Advances in Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization (TERP)
  • 著者名/発表者名: Yamago, S.
  • 学会等名: 12th International Conference on the Chemistry of Selenium and Tellurium
  • 発表場所: Cardiff, UK
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Structurally Well Controlled Mid-chain Functionalized Polymers by Successive TERP and Radical Coupling Reaction
  • 著者名/発表者名: Yamago S.; Arima, T.; Nakamura, Y.
  • 学会等名: ACS 246th National Meeting
  • 発表場所: Indianapolice, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Determination of the Termination Mechanism in Radical Polymerization of Conjugated Monomers
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T.; Noguchi, N.; Yamago, S.
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] Recent Developments in Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization (TERP)
  • 著者名/発表者名: Yamago, S.
  • 学会等名: IUPAC International Symposium on Ionic Polymerization 2013
  • 発表場所: Awaji Island, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Recent Advances in Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization
  • 著者名/発表者名: Yamago, S.
  • 学会等名: National Taiwan University & Kyoto University Symposium 2013
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] TERPにより合成したテレケリックポリマーと四分岐架橋剤との反応による
  • 著者名/発表者名: 榊原正也, 登阪雅聡, 中村泰之, 山子茂
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] TERPにより合成したテレケリックポリマーを用いた、ゲルの構造制御
  • 著者名/発表者名: 榊原正也, 登阪雅聡, 中村泰之, 山子茂
  • 学会等名: 繊維学会2013年秋期研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] TERPにより合成したテレケリックポリマーと四分岐架橋剤を用いたゲルの構造制御
  • 著者名/発表者名: 榊原正也, 登阪雅聡, 中村泰之, 山子茂
  • 学会等名: 第九回有機元素化学セミナー
  • 発表場所: 宇治
• [学会発表] Elsevier BV
  • 著者名/発表者名: Yamago, S.; Nakamura, Y.
• [図書] Controlled Radical Polymerization, ACS Symposium Series (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Y.; Yu, M.; Ukai, Y.; Yamago, S.
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: American Chemical Society
• [図書] "Other Degenerative Transfer Systems", in Polymer Science : A Comprehensive Reference, Vol. 3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamago, S.; Nakamura, Y.
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: Elsevier BV