キラル分子選択と連鎖構造制御による高性能共重合ポリエステル材料の創成

• 研究課題/領域番号: 26410231
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 阿部 英喜 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (70271541)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 共重合ポリエステル / キラル分子 / 連鎖構造制御 / 交互共重合ポリエステル / コンフォメーション効果 / 高耐熱性結晶性樹脂 / 規則性連鎖共重合体 / 脂肪族ポリエステル / 酵素化学触媒重合 / 結晶構造解析 / 周期性共重合体 / 高分子量化合成技術

研究成果の概要

生物有機酸である3－ヒドロキシブタン酸と乳酸からなる交互共重合ポリエステルの構造と高耐熱性発現の要因解明に取り組んだ。モノマーの立体構造とその組合せならびに形成する結晶内におけるコンフォメーションならびに分子鎖パッキング構造との相関を詳細に解析した。その結果、高耐熱性を示す交互共重合体においては、分子鎖のらせん半径を小さくし、より密に分子鎖をパッキングした結晶が形成され、結晶中の分子間の凝集力を高めることにより、より熱的に安定な結晶が形成されていることを明らかにした。また、乳酸に換えて様々な不斉中心を有する生物有機酸との交互・周期共重合体の合成も行い、その構造と熱物性との相関を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Synthesis and Properties of Alternating Copolymers of 3-Hydroxybutyrate and Lactate Units with Different Stereocompositions (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuta Tabata, Hideki Abe
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 47 号: 21 ページ: 7354-7361
  • DOI: 10.1021/ma501783f
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Syntheses and properties of novel alternating copolymers of 3-hydroxybutyrate and lactate units (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部英喜
  • 学会等名: THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015 (Pacifichem 2015)
  • 発表場所: Hawaii Convention Center
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis, properties, and structure of alternating copolymers of 3-hydroxybutyrate and lactate units (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部英喜
  • 学会等名: International Conference and Exhibition on Biopolymers and Bioplastics
  • 発表場所: DoubleTree by Hilton Hotel San Francisco Airport
  • 年月日: 2015-08-10
  • 国際学会
• [学会発表] Syntheses and Structure of Copolymers with Alternating Sequences of 3-Hydroxybutyrate and Lactate Units (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部英喜
  • 学会等名: The 5th International Conference on Biobased Polymers 2015 (ICBP2015)
  • 発表場所: シンガポール国立大学
  • 年月日: 2015-06-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 3-ヒドロキシブタン酸と乳酸の規則性周期共重合体の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田端雄太、阿部英喜
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 3-ヒドロキシブタン酸と乳酸からなる交互共重合体の合成と物性に及ぼす立体規則性の効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田端雄太、阿部英喜
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [備考] バイオプラスチック研究チーム｜理化学研究所
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/csrs/biomass_eng/bioplastic/
• [備考] バイオプラスチック研究チーム｜阿部英喜｜環境資源科学研究センター｜理化学研究所
  • URL: http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/brt/index.html