| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04809
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
上垣外 正己 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00273475)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | ラジカル重合 / カチオン重合 / リビング重合 / 立体特異性重合 / モノマー配列 / ビニルポリマー / 多重構造制御 / レドックス触媒 / 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 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自然界において、天然高分子は、タンパク質などにみられるように、その制御された一次構造に基づき特異な高次構造を形成し、独自の優れた機能を示す。一方、合成高分子は、さまざまなモノマーを原料として用いることで、特異な機能や性能を発揮し、工業製品として広く用いられている。
本研究では、工業的にも有用なビニルモノマーのラジカル重合やカチオン重合において、分子量、立体構造、モノマー配列を制御する新たな重合系を見出し、これらを組み合わせたハイブリッド精密重合系を構築し、ビニルポリマーにおける多重構造制御を行い、合成高分子の制御された構造に基づく機能性材料の開発へと展開する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ビニルモノマーのラジカル重合やカチオン重合において、触媒、添加物、溶媒、モノマーの構造などを設計し、分子量、立体構造、モノマー配列を制御する新たな重合系を見出し、これらを巧みに組み合わせたハイブリッド精密重合系を構築し、ビニルポリマーにおける多重構造制御を達成すると共に、その構造に基づく機能性材料の開発へと展開することを目的としている。
前年度に続き、高い酸化電位を有するアクリジニウム塩を光レドックス触媒として用いたカチオン重合に加え、ラジカル重合の検討も行った。新学術領域研究における共同研究を通じて酸化還元電位の異なる一連のアクリジニウム塩を合成し、チオエステルやチオアセタールを連鎖移動剤として組み合わせることで、可視光照射下で種々のアルキルビニルエーテルのリビングカチオン重合が可能なことを見出した。とくに、酸化電位の上昇に伴い、重合が速くなることを見出した。さらに、光による重合のスイッチングを可能とし、ブロックポリマーの合成も可能であった。さらに、同様のアクリジニウム塩をシリルケテンアセタールと組み合わせることで、メタクリル酸エステルのリビングラジカル重合が可能なことを見出した。このように、同一の触媒を用いることでハイブリッドな精密重合系の開発が可能なことが示された。
また、新学術領域研究におけるアニオン付加反応を参考にすることで、可逆的な連鎖移動機構に基づくリビングアニオン重合系の開発に関する研究へと展開可能なことも見出した。
モノマーの設計として、植物由来化合物を用いることで新たなビニルモノマーを合成した。植物由来環状ケトンから環状ビニルケトンを合成し、これを重合することで、立体規則性の高い結晶性ポリマーが得られることを見出した。またフルフラールから環状イソプロペニルエーテルを合成し、リビングカチオン重合性が可能なことも見出した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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