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2016 年度 実績報告書

粒径制御シルセスキオキサン元素ブロック合成法の開拓

計画研究

研究領域元素ブロック高分子材料の創出
研究課題/領域番号 24102003
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

中 建介  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 教授 (70227718)

研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワード高分子合成 / 有機無機ハイブリッド高分子 / かご型シルセスキオキサン / 透明膜 / 耐熱性 / 屈折率 / 有機ヒ素化合物
研究実績の概要

平成27年度までに合成されたスター型誘導体や主鎖型ポリマーに含まれるかご型オクタシルセスキオキサン(T8)の置換基がイソブチル基に限られていることから、平成28年度は、物性の制御や新たな機能の発現を目指して他の置換基を有するT8を用いた検討を行い、以下の成果を得た。
1)様々な置換基含有スター型誘導体の合成および物性評価:イソブチル、シクロペンチルおよびフェニル基を有するモノアリル置換T8をオクタジメチルシロキシ-Q8-シルセスキオキサンに対してヒドロシリル化反応させることで、対応するスター型誘導体(1a-c)を得た。1はいずれも可視領域において光学的透明性を示した。次に窒素下で熱重量分析を行ったところ、シクロペンチル基、さらにフェニル基に置換することで熱分解温度が著しく上昇することが分かった。また エリプソメーターを用いて、屈折率評価を行った結果、置換基の特性を反映した屈折率を有する光学的透明膜を得られることが分かった。
2)トリフルオロプロピル基を有するビスアリル T8とその元素ブロック高分子の合成:アリルへプタ(3,3,3-トリフルオロプロピル) T8の部分加水分解反応を行い、次にアリルトリクロロシランを反応させることで、トリフルオロプロピル基を有するビスアリル T8を得ることに成功した。得られたモノマーに対して等量の鎖長の異なるシロキサンモノマーを加えて重合し、シリコンウェハ上にスピンコートして得られたポリマーの屈折率は1.3以下であり、従来の高分子よりも著しく低い屈折材料であることを見出した。
また、高周期15族元素を組込んだ新たな元素ブロックの創製も押し進めることで、新たな元素ブロック高分子材料のライブラリー拡大化を行い、以下の成果を得た。
3)ヒ素求核法という新たな実践的ヒ素炭素結合法の開発に成功し、種々のヒ素含有元素ブロックの合成を押し進め、その特徴を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 謝辞記載あり 15件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of bi-functional terminal octasilicate-core dendrimer containing fluorocarbon and hydrocarbon chains2017

    • 著者名/発表者名
      Irie, Y.; Yuasa, S.; Imoto, H.; Naka, K.
    • 雑誌名

      J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.

      巻: 55 ページ: 912-918

    • DOI

      10.1002/pola.28451

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Practical screening strategy of arsenic ligands for a transition metal-catalyzed reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Imoto, H.; Yamazawa, C.; Tanaka, S.; Kato, T.; *Naka, K.
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 46 ページ: 821-823

    • DOI

      10.1246/cl.170163

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rh-Catalyzed Direct Arylation of a Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane2017

    • 著者名/発表者名
      Imoto, H.; Wada, S.; Naka, K.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 46 ページ: 6168-6171

    • DOI

      10.1039/C7DT01106G

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of single component element-block materials based on siloxane-based caged frameworks2017

    • 著者名/発表者名
      Naka, K.; Irie, Y.
    • 雑誌名

      Polym. Int.

      巻: 66 ページ: 187-194

    • DOI

      10.1002/pi.5121

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Practical Method for the Generation of Organoarsenic Nucleophiles towards the Construction of a Versatile Arsenic Library2016

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S.; Imoto, H.; Kato, T.; Naka, K.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 ページ: 7937-7940

    • DOI

      10.1039/C6DT00723F

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental Study on Arsoles; Structural Variation, Optical and Electronic Properties, and Emission Behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Ishidoshiro, M.; Imoto, H.; Tanaka, S.; Naka, K.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 ページ: 8717-8723

    • DOI

      10.1039/C6DT01010E

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Metal-organic framework containing arsenic atoms with a free lone pair2016

    • 著者名/発表者名
      Ishidoshiro, M.; Imoto, H.; Naka, K.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 89 ページ: 1057-1062

    • DOI

      10.1246/bcsj.20160120

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chemical functionalisation and photoluminescence of graphene quantum dots2016

    • 著者名/発表者名
      Sekiya, R.; Uemura, Y.; Naito, H.; Naka, K.; Haino T.
    • 雑誌名

      Chem.-Eur. J.

      巻: 22 ページ: 8196-8206

    • DOI

      10.1002/chem.201504963

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Facile synthesis and properties of dithieno[3,2-b:2’,3’-d]arsoles2016

    • 著者名/発表者名
      Kato, T.; Imoto, H.; Tanaka, S.; Ishidoshiro, M.; Naka, K.
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 45 ページ: 11338-11345

    • DOI

      10.1039/C6DT02034H

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of polymer-calcite composite thin films by phase transition of vaterite composite particles with octacarboxy-terminated T8-caged silsesquioxane2016

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi, S.; Imoto, H.; *Naka, K.
    • 雑誌名

      Polym. J.

      巻: 48 ページ: 1019-1027

    • DOI

      10.1038/pj.2016.69

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of silsesquioxane-based element-block amphiphiles and their self-assembly in water2016

    • 著者名/発表者名
      Yusa, S.; Ohno, S.; Honda, T.; Imoto, H.; Nakao, Y.; Naka, K.; Nakamura, Y.; Fujii, S.
    • 雑誌名

      RSC Adv

      巻: 6 ページ: 73006-73012

    • DOI

      10.1039/C6RA13995G

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient isolation of completely decorated polyhedral oligomeric silsesquioxanes by utilizing imine bond formation2016

    • 著者名/発表者名
      Imoto, H.; Wada, S.; *Naka, K.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 45 ページ: 1256-1258

    • DOI

      10.1246/cl.160679

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Arsole-containing π-conjugated polymer by post-element-transformation technique2016

    • 著者名/発表者名
      Matsumura, Y.; Ishidoshiro, M.; Irie, Y.; Imoto, H.; Naka, K.; Tanaka, K.; Inagi, S.; Tomita, I.
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 55 ページ: 15040-15043

    • DOI

      10.1002/anie.201608404

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular shape recognition by using a switchable luminescent nonporous molecular crystal2016

    • 著者名/発表者名
      Imoto, H.; Tanaka, S.; Kato, T.; Yumura, T.; Watase, S.; Matsukawa, K.; Naka, K.
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 35 ページ: 3647-3650

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.6b00614

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conductive casting films based on an octasilicate-core dendrimer containing the mixed-valence state TCNQ on the periphery2016

    • 著者名/発表者名
      Irie, Y.; Li, L.; Imoto, H.; Komada, M.; Nishino, T.; Naka, K.
    • 雑誌名

      RSC Adv.

      巻: 6 ページ: 114513-114518

    • DOI

      10.1039/C6RA21636F

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Synthesis of Element Block Polymers Based on T8-caged Silsesquioxanes2017

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      Indo-Japan Joint Symposium on Polymeric Materials
    • 発表場所
      Keraka, INDIA
    • 年月日
      2017-02-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of Element Block Polymers Based on T8-caged Silsesquoxanes2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      the 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 実践的ヒ素-炭素結合反応による有機ヒ素化合物の創出と機能開拓2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      ヘテロ原子部会平成28年度第2回懇話会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2016-11-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能性新素材を目指す元素ブロック高分子材料の創出2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      第65回高分子討論会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] かご型シルセスキオキサンを基盤とした元素ブロック高分子の創出2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      日本ゾルゲル学会第14回討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-08-08
    • 招待講演
  • [学会発表] かご型シルセスキオキサンを基盤とした元素ブロック高分子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      第61回湘北地区懇話会講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2016-08-01
    • 招待講演
  • [学会発表] Element-Block Polymers Based on T8-caged Silsesquioxanes2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      IITG-KIT Joint Symposium on Soft and Biobased Materials
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-08-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Element-Block Polymers Based on T8-caged Silsesquioxanes2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      Collaborative Conference on 3D & Materials Research (CC3DMR)
    • 発表場所
      Incheon/Seoul, South Korea
    • 年月日
      2016-06-20 – 2016-06-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] かこ型シルセスキオキサンを基盤とした元素フロック高分子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      中 建介
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成28年度春季大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-24 – 2016-05-26
    • 招待講演
  • [備考] 中研究室 京都工芸繊維大学

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~kenaka/index.html

  • [産業財産権] フッ素含有シルセスキオキサン、フッ素含有シルセスキオキサンの製造方法、及び重合体2016

    • 発明者名
      中 建介、井本裕顕、山中貴大
    • 権利者名
      中 建介、井本裕顕、山中貴大
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-22292
    • 出願年月日
      2016-11-16

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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