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ハイブリッド触媒を用いた配列規制重合法の創成

公募研究

研究領域分子合成オンデマンドを実現するハイブリッド触媒系の創製
研究課題/領域番号 18H04639
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 敏文  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80291235)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードハイブリッド触媒 / リビング重合 / 配列規制重合 / 機能性高分子
研究実績の概要

本研究はハイブリッド触媒を用いた配列規制重合の開発とこの重合法を利用した高付加価値な機能性高分子材料の開発を目的としている。本年度は下記の2つについて重点的に検討を行った。
①新規ハイブリッド触媒の探索:昨年度から新規ハイブリッド触媒系として酸・塩基複合型触媒に着目し、脂肪族ポリカーボネートを与える環状カーボネートモノマーの開環重合に対する触媒スクリーニングを行った。その結果、酢酸ナトリウムなどのカルボン酸アルカリ金属塩やテトラメチルアンモニウムアセテートなどの酢酸4級アンモニウム塩に優れた触媒活性を見出した。例えば、酢酸ナトリウムを用いた場合、モノマーに対してわずか0.0001 mol%の触媒量でも十分な速度で重合が進行し、分散度の狭いポリトリメチレンカーボネートを与えた。
②乳酸とグリコール酸の交互共重合体(alt-PLGA)の合成:昨年度に引き続き、モノマー配列制御された生分解性・生体適合性ポリエステルの合成を目指し、R体およびS体のメチルグリコリドの位置選択的開環重合を検討した。様々な重合触媒を検討した結果、P2-t-Buを触媒とした重合を-78℃で行うことで乳酸側のエステル結合のみが選択的に開環し、目的としたalt-PLGAを与えることを見出した。R体とS体のモノマーから調製したalt-PLGAを当量混合することでステレオコンプレックスを形成することも確認できた。従来の重縮合法で合成された完全交互共重合体からなるステレオコンプレックスの物性と比較して、ほぼ同等であったことから本手法で得られたalt-PLGAは非常に高い交互モノマー配列を有していると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 6件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] KAUST(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Polytech Montpellier(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] POSTECH(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Trimethyl Glycine as an Environmentally-Benign and Biocompatible Organocatalyst for Ring-Opening Polymerization of Cyclic Carbonate2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Saito, Kaoru Takojima, Takafumi Oyama, Shintaro Hatanaka, Takashi Konno, Takuya Yamamoto, Kenji Tajima, Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 8868-8875

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.9b00884

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile synthesis of poly(trimethylene carbonate) by alkali metal carboxylate-catalyzed ring-opening polymerization2019

    • 著者名/発表者名
      Takojima Kaoru、Saito Tatsuya、Vevert Cedric、Ladelta Viko、Bilalis Panayiotis、Watanabe Jun、Hatanaka Shintaro、Konno Takashi、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Hadjichristidis Nikos、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 52 号: 1 ページ: 103-110

    • DOI

      10.1038/s41428-019-0264-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Installing a functional group into the inactive ω-chain end of PMMA and PS-b-PMMA by terminal-selective transesterification2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kohei、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 10 号: 24 ページ: 3390-3398

    • DOI

      10.1039/c9py00315k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機分子触媒を用いた環状エステル類の精密開環重合2019

    • 著者名/発表者名
      斎藤達也、磯野拓也、佐藤敏文
    • 雑誌名

      触媒

      巻: 61 ページ: 150-156

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Transition Behaviors and Nanoscale Film Morphologies of Poly(δ‐valerolactone) Axles Bearing Movable and Fixed Rotaxane Wheels2019

    • 著者名/発表者名
      Ree Brian J.、Aoki Daisuke、Kim Jehan、Satoh Toshifumi、Takata Toshikazu、Ree Moonhor
    • 雑誌名

      Macromolecular Rapid Communications

      巻: 40 号: 21 ページ: 1900334-1900334

    • DOI

      10.1002/marc.201900334

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Macromolecular [2]Rotaxanes Linked with Polystyrene: Properties and Nanoscale Film Morphologies2019

    • 著者名/発表者名
      Ree Brian J.、Aoki Daisuke、Kim Jehan、Satoh Toshifumi、Takata Toshikazu、Ree Moonhor
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 52 号: 14 ページ: 5325-5336

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.9b00450

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microphase separation of carbohydrate-based star-block copolymers with sub-10 nm periodicity2019

    • 著者名/発表者名
      Isono Takuya、Kawakami Nao、Watanabe Kodai、Yoshida Kohei、Otsuka Issei、Mamiya Hiroaki、Ito Hajime、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Borsali Redouane、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 10 号: 9 ページ: 1119-1129

    • DOI

      10.1039/c8py01745j

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Biodegradable Compatibilizers for Poly(hydroxyalkanoate)/Poly(ε-caprolactone) Blends through Click Reactions with End-Functionalized Microbial Poly(hydroxyalkanoate)s2019

    • 著者名/発表者名
      Oyama Takafumi、Kobayashi Shingo、Okura Tetsuo、Sato Shunsuke、Tajima Kenji、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      巻: - 号: 8 ページ: 7969-7978

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.9b00897

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A versatile synthetic strategy for macromolecular cages: intramolecular consecutive cyclization of star-shaped polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Mato Yoshinobu、Honda Kohei、Tajima Kenji、Yamamoto Takuya、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 2 ページ: 440-446

    • DOI

      10.1039/c8sc04006k

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Downsizing feature of microphase-separated structures via intramolecular crosslinking of block copolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kodai、Katsuhara Satoshi、Mamiya Hiroaki、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 10 号: 11 ページ: 3330-3339

    • DOI

      10.1039/c8sc05016c

    • NAID

      120006626578

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micelle Structure Details and Stabilities of Cyclic Block Copolymer Amphiphile and Its Linear Analogues2019

    • 著者名/発表者名
      Ree, B. J.; *Satoh, T.; *Yamamoto, T.
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 11 号: 1 ページ: 163-163

    • DOI

      10.3390/polym11010163

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Comparative Study of Dynamic Light and X-Ray Scatterings on Micelles of Topological Polymer Amphiphiles2018

    • 著者名/発表者名
      Ree Brian J.、Lee Jongchan、Satoh Yusuke、Kwon Kyungho、Isono Takuya、Satoh Toshifumi、Ree Moonhor
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 10 号: 12 ページ: 1347-1347

    • DOI

      10.3390/polym10121347

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chain-End Functionalization with a Saccharide for 10 nm Microphase Separation: “Classical” PS-b-PMMA versus PS-b-PMMA-Saccharide2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kohei、Tanaka Shunma、Yamamoto Takuya、Tajima Kenji、Borsali Redouane、Isono Takuya、Satoh Toshifumi
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 51 号: 21 ページ: 8870-8877

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.8b02069

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 有機塩基触媒を用いたメチルグリコリドの位置選択的開環重合2020

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫・牧野寛・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オリゴ糖を有する高分子材料の合成と自己組織化2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏文
    • 学会等名
      2019高分子学会東北支部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トリオールボレート塩モノマーの鈴木カップリング触媒移動型連鎖重縮合によるポリフルオレン含有ブロック共重合体の合成2019

    • 著者名/発表者名
      藤原魁佑・小林三朗・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Regioselective Ring-Opening Polymerization of (S)-3-Methylglycolide using Organocatalyst2019

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫・牧野寛・斎藤達也・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Practical synthesis of aliphatic polycarbonate by carboxylate salt-catalyzed ring-opening polymerization2019

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫・斎藤達也・Cerdric Vevert・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      Asian-French Workshop on Polymer Science 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酢酸塩を触媒に用いた実践的な脂肪族ポリカーボネートの合成2019

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫・斎藤達也・Cerdric Vevert・磯野拓也・山本拓矢・田島健次・佐藤敏文
    • 学会等名
      2019年度 北海道高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Self-assembly of Sugar-based Monodisperse Block Copolymers2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      International Green Materials workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Polyester Synthesis using Environmentally-friendly Catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      15th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials-2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 特殊構造高分子の精密合成-重合触媒開発からミクロ相分離構造解析まで-2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏文
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会2019 ミニシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境低負荷型分子触媒を用いた環状エステルの開環重合2019

    • 著者名/発表者名
      磯野拓也、佐藤敏文
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機触媒を用いたメチルグリコリドの位置選択的開環 重合2019

    • 著者名/発表者名
      牧野寛 、蛸島薫 、斎藤達也 、磯野拓也 、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文
    • 学会等名
      第53回高分子学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Novel Synthetic Strategy for Multicyclic Polymer2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      Polymers Meet topology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Synthetic Strategy for Multicyclic Polymer2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      Hokkaido University & Peking University Joint Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 特殊構造高分子の精密合成-重合触媒開発からミクロ相分離構造解析まで-2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏文
    • 学会等名
      産総研つくば講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 芳香族カルボン酸塩を触媒に用いた環状エステル類の開環重合2018

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫、齋藤達也、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 芳香族カルボン酸塩を触媒に用いた環状エステルのバルク重合2018

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫、齋藤達也、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部 2018 年度夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] t-Bu-P4 触媒によるグリシジルエーテルのブロック共重合:立体規則性制御ブロック共重合体の合成と物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      磯野 拓也、佐藤 敏文
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] t-Bu-P4触媒によるグリシジルエーテルのブロック共重合:トリブロックターポリマーの合成と自己組織化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      新宮 智樹、リー ブライアン ジウォン、磯野 拓也、山本 拓矢、田島 健次、佐藤 敏文
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二重活性化を鍵とする環境低負荷触媒を用いた脂肪族ポリエステル類の合成2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤 達也、蛸島 薫、磯野 拓也、山本 拓矢、田島 健次、佐藤 敏文
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ring-Opening Polymerization of Cyclic Esters using Aromatic Carboxylate Salts as a Catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      蛸島薫、齋藤達也、磯野拓也、山本拓矢、田島健次、佐藤敏文
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Symposium on Polymer Science 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stereocomplex formation of architecturally complex stereoblock polylactide2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      256th ACS National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Synthetic Strategy for Multicyclic Polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Isono, Toshifumi Satoh
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 高分子化学研究室

    • URL

      http://poly-ac.eng.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 高分子化学研究室

    • URL

      http://poly-ac.eng.hokudai.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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