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2018 年度 実績報告書

動的環構造を持つアクリル酸エステルの開環および環拡大を利用した反応性高分子の合成

研究課題

研究課題/領域番号 16K05792
研究機関信州大学

研究代表者

高坂 泰弘  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (90609695)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード高分子合成 / モノマー設計 / 分解性材料 / 反応性ポリマー / 精密重合化学 / 循環型材料 / 開環重合 / ポリエステル
研究実績の概要

前年度までに環状アクリルモノマー (2,6-dimethyl-5-methylene-1,3-dioxan-4-one; DMDO)の開環重合に成功したが,重合度が増加しない問題があった.今年度はε-カプロラクトンとDMDOの共重合について検討し,重合度,共役エステル含有率を従来技術より大幅に向上させることに成功した.生成ポリマーをチオールで処理すると,共役エステル骨格のみが選択的に分解することがわかった.
しかしながら,DMDOの完全な制御重合には至っておらず,特に分子量が数万のポリマーが得られない点については,課題として残っている.そこで,環状ヘミアセタールエステルの開環重合を専門とするProf. M. Shaver(マンチェスター大)にDMDOを提供し,金属触媒を用いた開環重合の実現を共同研究として進めた.DMDOの重合は困難であったが,構造を一部改良したモノマーを用いて,ポリ共役エステルの精密合成を達成した.

一方,DMDOのヘミアセタールエステル部位はビニルエーテルのカチオン重合開始剤としても機能することが期待され,環拡大を経てビニル基を有するマクロ環が得られると予想される.そこで,この重合の先駆者である大内誠先生(京都大学)にDMDOを提供し,開始剤系の最適化を経て,マクロ環の合成に成功した.

環状ビニルエステル (2-methylene-4H-benzo[d][1,3]dioxin-4-one; MBDO) のラジカル重合体について,DOSYスペクトルにより主鎖分解をリアルタイムに計測し,分解が末端からの解重合ではなく,内部からの主鎖切断を経た機構で進行することを突き止めた.また,カチオン重合についても検討し,ビニル重合と開環重合が競争することを見出した.特に,低温では開環重合が優勢になり,1,3-ジカルボニル骨格を含む単位が生成した.

備考

2019年5月14日 信濃毎日新聞 朝刊29面報道
2019年5月20日現在 取材済み:共同通信社,読売新聞社,毎日新聞社

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Edinburgh/University of Manchester(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Edinburgh/University of Manchester
  • [雑誌論文] Radical Polymerization of ‘Dehydroaspirin’ with a Formation of Hemiacetal Ester Skeleton: A Hint for Recyclable Vinyl Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Akane Kazama, Yasuhiro Kohsaka
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.1039/C9PY00474B

    • 査読あり
  • [学会発表] 脱水アスピリンのラジカルおよびカチオン重合と生成ポリマーの分解2019

    • 著者名/発表者名
      風間茜,高坂泰弘
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] Designed Monomers for Polymers Leading Backbone Destruction and Reconstruction Reactions2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kohsaka
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(アジア国際シンポジウム)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and Degradation of Polymers Prepared from Vinyl Monomers Bearing Cyclic Hemiacetal Ester Moieties2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Kohsaka, Yosuke Matsuhashi, and Akane Kazama
    • 学会等名
      The 10th International Conference of Modification, Degradation and Stabilization of Polymers (MoDeSt2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 官能基シナジーに着目したα-機能化アクリルモノマーの設計と重合2018

    • 著者名/発表者名
      高坂泰弘
    • 学会等名
      高分子学会第67回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脱水アスピリンのラジカル重合:側基に環状ヘミアセタールエステルを持つポリマーの合成と加水分解2018

    • 著者名/発表者名
      風間茜,松橋洋介,高坂泰弘
    • 学会等名
      高分子学会第67回年次大会
  • [学会発表] 脱水アスピリンのラジカル重合による主鎖型ポリ環状ヘミアセタールエステルの合成と性質2018

    • 著者名/発表者名
      風間茜,高坂泰弘
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
  • [学会発表] ヘミアセタールエステル含有環状アクリレートの開環重合による分解性ポリ共役エステルの合成2018

    • 著者名/発表者名
      松橋洋介,山下修司,高坂泰弘
    • 学会等名
      高分子学会第67回年次大会
  • [学会発表] 脱水アスピリンを用いた循環可能なビニルポリマーの合成2018

    • 著者名/発表者名
      風間茜,高坂泰弘
    • 学会等名
      東海高分子研究会第165回東海高分子研究会講演会
  • [学会発表] α-機能化アクリルモノマーの設計による重合反応と機能材料の開発2018

    • 著者名/発表者名
      高坂泰弘
    • 学会等名
      高分子学会Webinar
  • [学会発表] α-機能化アクリル酸エステルを用いた新奇重合反応・機能高分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      高坂泰弘
    • 学会等名
      接着学会粘着研究会第166回(3月度)例会
    • 招待講演
  • [備考] 化学・材料学科 高坂 泰弘 准教授ら、アスピリンからビニールを合成する手法を開発

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/textiles//news/2019/05/130734.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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