| 研究課題/領域番号 |
12J02090
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
磯野 拓也 北海道大学, 大学院・総合化学院, 特別研究員(DC1)
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| キーワード | ポリロタキサン / ポリアセチレン / 環化重合 / 超分子 / 特殊構造ポリマー |
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| 研究概要 |
本研究では主鎖上に刺激応答性ロタキサン部位を導入したポリフェニルアセチレン誘導体の精密合成を行い、外部刺激によるシャトリングをらせんの巻き方向(キラリティー)や色調変化として効率よく出力できる高分子材料として提案することを目的とした。今年度はpHに応答するロタキサン構造を有するPPA誘導体の合成を目指し、最適なモノマーの合成とポリロタキサン合成への応用を試みた。
オリゴエチレングリコールの両末端にフェニルアセチレン残基を有するジアセチレンモノマーを幾つか合成した。また、二級アンモニウム塩を有する軸成分を新規に合成した。これらのジアセチレンモノマーと軸成分は低極性溶媒に溶解することで水素結合ならびにイオン-双極子相互作用によって錯体を形成すると考えられ、錯体を形成した状態で環化重合することによりポリロタキサンを合成する。ポリロタキサンの合成に先立ち、ジアセチレンモノマーの環化重合性を検討した。クロロホルム中、モノマー濃度を0.03Mとし、ロジウム錯体を触媒に用いて重合した。重合系は常に均一で、有機溶媒に可溶なポリマーを与えた。生成ポリマーのNMR測定から未反応のアセチレンプロトンが存在しないことを確認した。したがって、本重合は環化重合機構で進行したことがわかり、生成ポリマーは大環状の繰り返し単位を持つことが判明した。続いて、軸成分ρ存在下にて環化重合を行うことで目的のポリロタキサンの合成を試みた。軸成分の存在下においても環化重合は進行し、有機溶媒に可溶なポリマーを与えた。しかしながら、生成ポリマーのMRスペクトルには軸成分由来のシグナルは観測されず、ロタキサン構造は形成されていないことが判明した。重合条件の検討も行ったが、ロタキサン構造を有するポリマーは得られなかった。この原因は軸成分のストッパーの嵩高さが不十分であったためと考え、新たな軸成分を合成する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現在、様々な刺激に応答するロタキサン構造を持ったポリアセチレンの合成を目指し、新規モノマーおよび軸成分を多数合成している段階である。最終目標のポリロタキサンの合成および機能評価には至っていないが、目標達成に必要不可欠なモノマーの合成はほぼ完成段階にある。
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| 今後の研究の推進方策 |
pH応答性ポリマーを得るために必要なモノマーは既に合成が完了しており、今後は重合条件のさらなる検討および軸成分の分子設計の最適化を行う。加えて、今後はpH応答性の他、熱および光応答性を有するポリマーの合成に向けて新規モノマーの分子設計と合成、さらに重合を行う予定である。
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