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ラジカル共重合における選択的ドミノ型連鎖生長反応による精密構造制御

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 18H04647
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

上垣外 正己  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00273475)

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)
キーワードラジカル重合 / 共重合 / ドミノ反応 / 水素結合 / ハイブリッド触媒 / モノマー配列 / リビング重合 / ラジカル付加 / 高分子合成 / 高分子構造・物性 / 合成化学 / 有機工業化学 / 精密重合
研究実績の概要

合成高分子における、分子量、立体構造、モノマー配列などの多重構造制御は、高分子化学における究極の課題である。このためには、重合過程において重合の活性を担う触媒中心のみならず、相互作用を巧みに用いて反応を制御し、重奏的に或いは独立でも、各制御を並列して担うハイブリッドな触媒系の開発が重要と考えられる。本研究ではとくに、ラジカル共重合における選択的なドミノ型反応の開発によりモノマー配列を制御し、リビングラジカル重合触媒と組み合わせることで、高度に制御されたポリマーの合成を目的としている。
エキソメチレン型のビニル基と三員環と五員環の縮環構造を有するサビネンとアクリル酸エステルとのフルオロアルコール中での1:2の選択的なラジカル共重合に関して、生成ポリマーの構造解析、モデル化合物を用いた反応解析に加え、新学術領域研究内の共同研究によりモデル反応における生成物の解析を詳細に行い、ドミノ型の共重合反応機構を明らかとした。さらに、チオカルボニル化合物を用いたリビングラジカル重合系により、モノマー配列と分子量の同時制御が可能となることを見出した。
また、新たなモノマーとして、イソソルバイドの形式的な脱水反応により、ビニルエーテル型の双環ジエン化合物を合成し、マレイミド誘導体と1:1のラジカル共重合が進行することを見出した。
さらに、桂皮酸エステルと無水マレイン酸との位置選択的な1:1交互ラジカル共重合で生成したポリマーの高分子反応により、1:3の連鎖から成る高耐熱性の置換ポリメチレンの合成が可能なことを見出した。
α-トリフルオロメチルアクリル酸エステルとビニルエーテルのラジカル共重合に関しては、モノマーの置換基により、選択的な1:2から1:1のラジカル共重合が進行することを見出し、モノマー配列と分子量が同時に制御された共重合体の合成を検討した。

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

    (45件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 13件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cooperative reduction of various RAFT polymer terminals using hydrosilane and thiol via polarity reversal catalysis2019

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Mineto、Satoh Kotaro、Kamigaito Masami
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 37 ページ: 5327-5330

    • DOI

      10.1039/c9cc00900k

    • NAID

      120006723421

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cationic Polymerization via Activation of Alkoxyamines Using Photoredox Catalysts2019

    • 著者名/発表者名
      Konya Masato、Uchiyama Mineto、Satoh Kotaro、Kamigaito Masami
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 3 号: 11 ページ: 1100-1108

    • DOI

      10.1002/cptc.201900148

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 1:3 ABAA sequence-regulated substituted polymethylenes via alternating radical copolymerization of methyl cinnamate and maleic anhydride followed by post-polymerization reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Terao Yuya、Sugihara Shizuka、Satoh Kotaro、Kamigaito Masami
    • 雑誌名

      European Polymer Journal

      巻: 120 ページ: 109225-109225

    • DOI

      10.1016/j.eurpolymj.2019.109225

    • NAID

      120006840785

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Valencene as a naturally occurring sesquiterpene monomer for radical copolymerization with maleimide to induce concurrent 1:1 and 1:2 propagation2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Hiroaki、Takeshima Hisaaki、Nagai Tomonari、Uchiyama Mineto、Satoh Kotaro、Kamigaito Masami
    • 雑誌名

      Polymer Degradation and Stability

      巻: 161 ページ: 183-190

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2019.01.025

    • NAID

      120006650165

    • 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] Controlled Radical Copolymerization of Cinnamic Derivatives as Renewable Vinyl Monomers with Both Acrylic and Styrenic Substituents: Reactivity, Regioselectivity, Properties, and Functions2018

    • 著者名/発表者名
      Terao Yuya、Satoh Kotaro、Kamigaito Masami
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 20 号: 1 ページ: 192-203

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.8b01298

    • NAID

      120006635884

    • 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] Degenerative chain-transfer process: Controlling all chain-growth polymerizations and enabling novel monomer sequences2018

    • 著者名/発表者名
      Kamigaito Masami、Satoh Kotaro、Uchiyama Mineto
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry

      巻: 57 号: 3 ページ: 243-254

    • DOI

      10.1002/pola.29257

    • NAID

      120006635881

    • 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
  • [学会発表] 遷移金属触媒によるラジカル付加反応を用いた精密重合2020

    • 著者名/発表者名
      上垣外正己
    • 学会等名
      19-2高分子学会講演会「高分子合成~意のままに合成する技術と秘訣~」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vinyl Monomer Sequence Control via Precision Polymerization2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      2019 Japan-USA Symposium on Polymer Chemistry: Macromolecules: - Challenges and Opportunities for the 21st Century -
    • 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] Vinyl Monomer Sequence Control via Precision Polymerization2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      Precision Synthesis and Thin Film Self-Assembly of Polymers
    • 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] Vinyl Monomer Sequence Control via Precision Polymerization2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      The 16th Pacific Polymer Conference (PPC16)
    • 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] 1:2 Radical Copolymerization of Naturally-Occurring Sabinene via Domino Chain Growth Reaction2019

    • 著者名/発表者名
      T. Aritsu, T. Nishida, M. Uchiyama, K. Satoh, M. Kamigaito
    • 学会等名
      The 16th Pacific Polymer Conference (PPC16)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 精密重合における最近の進展2019

    • 著者名/発表者名
      上垣外正己
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] α-トリフルオロメチルアクリレートとビニルエーテルの2:1交互ラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      YOO Dasom, SUN Zhihong, 宮島雅斗, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] 植物由来サビネンの特異的1:2ラジカル共重合:機構解析と重合制御2019

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] イソソルバイドを原料とした環状ジエンの合成とラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      吉田捷人, 横田知瞭, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] イソソルバイドを原料とした環状ジエンの合成とラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      吉田捷人, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物由来サビネンとアクリルモノマーの1:2ラジカル共重合:高耐熱性バイオベースポリマーの合成2019

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ドミノ型連鎖生長反応に基づく植物由来サビネンの1:2ラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第169回東海高分子研究会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 種々のα-トリフルオロメチルアクリル酸エステルとビニルエーテルのラジカル共重合におけるモノマー連鎖制御2019

    • 著者名/発表者名
      YOO Dasom, 宮島雅斗, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己, AMEDURI Bruno
    • 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
  • [学会発表] ドミノ型連鎖生長反応に基づく植物由来サビネンの1:2ラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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
  • [学会発表] イソソルバイドを原料とした二環式ジエンの制御ラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      吉田捷人, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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
  • [学会発表] イソソルバイドを原料とした環状ジエンの合成とラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      吉田捷人, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] α-トリフルオロメチルアクリル酸エステルとビニルエーテルのラジカルの2:1交互ラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      YOO Dasom, 宮島雅斗, 内山峰人, 佐藤浩太郎, Bruno Ameduri, 上垣外正己
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ドミノ型連鎖成長反応に基づく植物由来サビネンの1:2ラジカル共重合2019

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第50回中部化学関係協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 植物由来サビネンとアクリルモノマーの1:2ラジカル共重合:高耐熱性バイオベースポリマーの合成2019

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 西田竹徳, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第28回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Sequence-Regulated Polymers via Iterative Single Monomer Addition and Controlled Polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      Bordeaux Polymer Conference 2018 (BPC2018)
    • 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] Controlled Polymerization of Bio-based Vinyl Monomers2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      17th International Conference “Polymers and Organic Chemistry” (POC2018)
    • 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] Precision Polymerization of Renewable Vinyl Monomers2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      CAMD pre-MACRO Polymer Symposium
    • 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] Vinyl Monomer Sequence Regulation via Controlled Addition and Polymerization2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      The IUPAC World Polymer Congress (MACRO2018)
    • 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] Monomer Sequence Regulation via Controlled Additions and Polymerizations2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 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 / 招待講演
  • [学会発表] Monomer Sequence Regulation via Controlled Additions and Polymerizations2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kamigaito
    • 学会等名
      2nd International Conference of Molecular Engineering of Polymers (MEP-2018, MEP-2)
    • 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] Radical Copolymerization of Naturally Occurring Valencene and Various Vinyl Monomers2018

    • 著者名/発表者名
      H. Hashimoto, H. Takeshima, M. Uchiyama, K. Satoh, M. Kamigaito
    • 学会等名
      The 10th International Conference of Modification, Degradation and Stabilization of Polymers (MoDeSt2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1:2 Radical Copolymerization of Sabinene via Successive Ring-Opening, Monomer Addition, and Ring-Closing Mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      T. Aritsu, T. Nagai, T. Nishida, M. Uchiyama, K. Satoh, M. Kamigaito
    • 学会等名
      The 12th SPSJ International Polymer Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Cationic Polymerization with Alkoxyamine Activated by Photoredox Catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      M. Konya, M. Uchiyama, K. Satoh, M. Kamigaito
    • 学会等名
      International Conference on Advanced and Applied Petroleum, Petrochemicals, and, Polymers (ICAPPP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ビニルポリマーでモノマーが並ぶ反応開発2018

    • 著者名/発表者名
      上垣外正己
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アルコキシアミンの光触媒活性化によるビニルエーテルのカチオン重合2018

    • 著者名/発表者名
      紺屋柾人, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] 植物由来バレンセンと種々のビニルモノマーのラジカル共重合2018

    • 著者名/発表者名
      橋本浩明, 長井智成, 竹嶋久晶, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] 光レドックス触媒によるアルコキシアミンの活性化を用いたカチオン重合2018

    • 著者名/発表者名
      紺屋柾人, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第165回東海高分子研究会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アルコキシアミンの光触媒活性化によるカチオン重合:反応機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      紺屋柾人, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] 開環―モノマー付加―閉環を伴う植物由来サビネンの1:2ラジカル共重合2018

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 長井智成, 西田竹德, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] 植物由来バレンセンと汎用ビニルモノマーの制御ラジカル共重合2018

    • 著者名/発表者名
      橋本浩明, 竹嶋久晶, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 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] 開環―モノマー付加―閉環を伴う植物由来サビネンの1:2ラジカル共重合2018

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 長井智成, 西田竹德, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光レドックス触媒によるアルコキシアミンの活性化を用いたカチオン重合2018

    • 著者名/発表者名
      紺屋柾人, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第49回中部化学関係協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 開環―モノマー付加―閉環を伴う植物由来サビネンの1:2ラジカル共重合2018

    • 著者名/発表者名
      有津拓, 長井智成, 西田竹德, 内山峰人, 佐藤浩太郎, 上垣外正己
    • 学会等名
      第17回産官学接着若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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