| 研究課題/領域番号 |
14J02544
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
上宮田 源 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| キーワード | 精密重合 / リビング重合 / 環拡大重合 / 環状高分子 / カチオン重合 / トポロジー |
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| 研究実績の概要 |
合成高分子において，例え構成単位の化学的組成が同一の場合でも高分子鎖のかたち（トポロジー）が異なると特徴的な性質を発現しうる。特に‘末端がない’という奇異な特徴を持つ「環状」高分子は，古くから高分子科学者を魅了し続けているものの，環状高分子とその誘導体の効率的で簡便な合成法は未だ少ない。本研究では，申請者がこれまで独自に開発してきた環拡大リビングカチオン重合を展開し，効率的かつ簡便に環状高分子を得ることを目的とする。
平成26年度は，以下３点で成果を得た。
（１）単分散に近い環状高分子を得る手法の確立：単分散の環状高分子を得づらいという従来の問題に対し，分子間反応を抑えるため希釈下の重合条件を検討し，分子間反応を抑えることで単分散に近い高分子を得ることが出来た。
（２）環状高分子が動的に共有結合を組み替えていることの発見：従来の環状高分子は一旦合成するとその形が共有結合で固定されたままである。申請者は，本重合で触媒存在下環状ポリマーを希釈すると活性点同士が分子内で動的に組みかわり，時間とともに単分散に近くなることを見出した。これは，環状高分子の動的変換を実現することに繋がる。
（３）環状高分子側鎖に対する官能基導入：環状高分子に特徴的な機能を発現させる予備検討として，モノマーに各種機能基（水酸基，アミノ基，開始剤等）の保護基を導入し，それらモノマーを用いて環拡大重合を行なった。その結果各種モノマーで環状高分子が得られ，機能性基を側鎖に有する環状高分子を合成可能と分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２６年度は，今後予定している環状高分子から派生する機能性環状高分子の構築に向けて，その基盤となる手法を確立できた。具体的には，単分散に近い環状高分子を得る手法を確立した点，高分子側鎖に機能基を導入出来た点は，今後の研究展開の鍵となるであろう。加えて，ルイス酸の刺激で環状ポリビニルエーテルが動的にサイズ変換されることは，当初申請者が予測していなかった結果であり，今後の展開へ興味が持たれる。以上の理由より，当該研究はおおむね順調に進展していると判断される。
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| 今後の研究の推進方策 |
上述の平成２６年度の結果に基づき，平成２７年度は環状構造から派生する誘導体の合成と，それら高分子の環状構造に基づく機能の発現を目指す。
（１）親水性－疎水性環状ブロック共重合体：親水性部位と疎水性部位を有する環状ブロック共重合体を水中に溶解させミセルを形成させる。その際の集合体構造の大きさや溶媒に対する溶解性，感温性等を評価，直鎖の分子と比較して環状構造に基づく性質を見出す。
（２）環状－直鎖型ブロック共重合体：環状鎖と直鎖が１点で結合したおたまじゃくし型ブロック共重合体を合成し，親水性や疎水性といった異なる性質を有するセグメントをそれぞれに持たせ，バルクや溶液での自己組織化挙動が単純な環状高分子とどのように異なるか調べる。
（３）環状グラフト共重合体：環状鎖のAFMでの直接観察やチューブ状自己組織化を目指し，環状鎖に多数の高分子鎖を結合させ，環状グラフト共重合体を得る。ここでは，モノマーに異種リビング重合の開始点を導入し，環状高分子の側鎖から異種高分子を新調させるグラフトフロム法にて合成する。
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