| 研究課題/領域番号 |
16K17915
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
押村 美幸 徳島大学, 大学院理工学研究部, 助教 (30596200)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ポリエステル / エステル交換反応 / 化学選択的反応 / アミノ酸 / ポリカーボネート |
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| 研究実績の概要 |
ジアニオン型亜鉛アート錯体（TBZL）のエステル交換への高い化学選択性を利用し、本研究ではTBZLを触媒に用いたSerおよびThrのメチルエステル体（L-Ser-OMeおよびL-Thr-OMe）の重縮合反応により、側鎖にアミノ基を有するポリエステルのone-step合成を試みた。L-Ser-OMeおよびL-Thr-OMeをモノマーに、触媒として2 ～ 20 mol%のジアニオン型亜鉛アート錯体を用い、減圧0 ～ 25 °Cで反応を行った。モレキュラーシーブを加える、またはポンプで減圧することで、副生するメタノールの除去を行ったところ、1H NMR測定よりエステル交換反応の進行が確認された。しかし、反応中または反応後、精製処理の段階でエステル結合からアミド結合へのアシル転移反応が起きていることが示唆された。アシル転移反応は中性条件で進行し弱酸性条件では起こらないため、重合系の酸性度を制御することで、目標とするone-step合成の達成を目指し、条件検討を行っている。
また、条件検討および比較として、脂肪族および芳香族ジオールとジカルボン酸エステルとの重縮合反応によるポリエステル合成についても検討を進め、数平均分子量が2000-4000のポリエステルが得られた。今後は更なる分子量の向上を目指し、重合溶媒、温度、時間、添加剤の検討を行っている。
さらに、上記のジエステルの代わりにジフェニルカーボネートを用いることで、ジオールとの交換反応によるポリカーボネートの合成に関しても検討を行った。この反応では、フェノールが副生するが、フェノールはカーボネートと反応することがなく重合反応を阻害しないため、除去操作が必要とされない。この重合反応により、数平均分子量が1万以上のポリカーボネートを合成することに成功した。
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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
L-Ser-OMeおよびL-Thr-OMeの重合による側鎖にアミノ基を有するポリエステルのone-pot合成に関しては、重合溶媒である非プロトン性溶媒への溶解性の問題、アシル転移反応があり、当初予定した通りの結果が出ているとは言い難いが、他のポリエステル合成、ポリカーボネート合成の研究において予定以上の結果が出ている部分があり、これらの重合条件をフィードバックできるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
L-Ser-OMeおよびL-Thr-OMeの重合による側鎖にアミノ基を有するポリエステルのone-pot合成の、重合条件の最適化を第一に研究を進める。アシル転移反応が起こらないよう重合系の酸性度を制御し、触媒量（0.2 ～ 20 mol%）、重合溶媒（DMSO、水、THF、トルエン等）、重合温度（－40 ～ 25 °C）、モノマー濃度（0.1 ～ 2.0 M）を変え反応を行い、最適な重合条件を求める。
そして、合成した種々のポリマーの物性評価を行う。DSCおよびTGAを用いて、合成した側鎖にアミノ基を有するポリエステルやポリカーボネートの、融点、ガラス転移温度、分解温度等の熱特性を調べる。ポリ乳酸やポリカプロラクトンに代表される脂肪族ポリエステルは、生分解性および生体適合性が高い特徴を有することから幅広く研究されており、さらなる機能・特性向上が求められている。合成された側鎖にアミノ基を有するポリエステルは、単体として興味深い物性が予想されるだけでなく、後修飾することでさまざまな機能を容易に付与することが可能であり、医薬・組織工学用途への利用も期待される。
本研究のデータの蓄積により、生分解性ポリエステルの新規製造法及び新規ポリマーについての特許出願、論文投稿、学会発表等、成果発表を行う。
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