高分子間静電相互作用の共有結合変換に基づく多環高分子トポロジーの精密設計

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13450377
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 手塚 育志 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80155457)
• キーワード: 高分子トポロジー / 環状高分子 / テレケリックポリマー / 自己組織化 / ナノテクノロジー

研究概要

本研究は、大環状構造を基本単位とする新奇トポロジカル高分子群を、申請者らが独自に開発した末端に環状オニウム塩基を有する高分子前駆体(テレケリクス)の高分子間静電相互作用による自己組織化とその共有結合変換に基づく効率的合成システム(Electrostatic Self-Assembly and Covalent Fixation)よって設計・合成するものである。本年度は以下の項目について研究を行った。
1.単環および多環高分子トポロジーの構築N置換-アルキルおよびフェニルピロリジニウム(5員環アンモニウム)塩基のテレケリクス末端への導入を行い、次に環状オニウム塩型テレケリクスの対アニオンとしてビフェニルカルボン酸アニオンまたはテレフタル酸アニオンなどのジカルボン酸アニオンを導入した後、適当な希釈条件下で過熱処理して環状オニウム塩の定量的な開環反応を行い、イオン結合を共有結合に変換することによって、単環状高分子の高効率合成に成功した。さらに多環高分子トポロジーの構築を目的として、上記環状オニウム塩型直鎖および分岐テレケリクスと多官能カルボン酸塩による反応を希釈条件で行い、分子内環化反応を優先させることによって、環状構造を含む種々の高分子群の合成を試みた。
2.トポロジカル異性体の合成と分離および相互変換 環状オニウム塩型直鎖および分岐テレケリクスと多官能カルボン酸塩による複環状構造高分子群の合成システムの中から、2官能ー3官能の組合せに着目し、化学構造がまったく同一でそのトポロジー形態のみが異なる、高分子トポロジカル異性体の合成を行った。さらにこれら異性体の分離にも成功した。

研究成果

• [文献書誌] Y. Tezuka, H. Oike: "Topological Polymer Chemistry : Systematic Classification of Nonlinear Polymer Topologies."J. Am. Chem. Soc.,. 123(47). 11570-11576 (2001)
• [文献書誌] Y. Tezuka, H. Oike: "Electrostatic Self-Assembly and Covalent Fixation for Topological Polymer Chemistry"Macromol. Rapid commun. 22(13). 1017-1029 (2001)
• [文献書誌] H. Oike, M. Washizuka, Y. Tezuka: "Designing an "A-Ring-with-Branches" Polymer Topology by Electrostatic Self-Assemby and Covalent Fixation with Interiorly-Functionalized Telechlics Having Cyclic Ammonium Salt Groups"Macromol. Rapid Commun.,. 22(14). 1128-1134 (2001)
• [文献書誌] H. Oike, T. Mouri, Y. Tezuka: "Efficient Polymer Cyclization by Electrostatic Self-Assemby and Covolent Fixation with Telechelic Poly(tetrahydrofuran) Having Cyclic Ammonium Solt Groups"Macromolecules. 34(19). 6592-6600 (2001)
• [文献書誌] H. Oike, T. Mouri, Y. Tezuka: "A Cyclic Macromonomer Designed for a Novel Polymer Network Architecture Having Bouth Covalent and Physical Linkages"Macromolecules. 34(18). 6229-6234 (2001)
• [文献書誌] H. Oike, M. Hamada, S. Eguchi, Y. Danda, Y. Tezuka: "Novel Syuthesis of Single -and Double-Cyclic Polystyrenes by Electrostatic Self-Assemby and Covalent Fixation with Telechelics Having Cyclic Ammonium Solt Groups"Macromolecules. 34(9). 2776-2782 (2001)