研究課題
基盤研究(A)
本研究においては、有機アンチモン、ビスマス化合物に代表される高周期15族元素化合物を高分子合成における重合連鎖移動剤や有機合成における炭素ラジカル前駆体として用いる可能性について検討を行った。これまで15族ヘテロ元素化合物から炭素ラジカルが生成することは知られているが、その反応性の検討や合成的な利用は全く行われていなかった。新たに設計、合成した有機アンチモンおよびビスマス化合物をリビングラジカル重合の連鎖移動剤として用いたところ、これらの化合物が生成する重合体の分子量と分子量分との制御に極めて有効であることを明らかにした。重合の制御の程度は、これまで最も優れていた有機テルル化合物を上回る結果であった。さらに、この高度な重合の制御が、これらの化合物と炭素ラジカルとの交換連鎖反応の反応性の高さに依存していることを反応動力学的手法を用いて明らかにした。すなわち、15族ヘテロ元素化合物がこれまで最も反応性が高いと考えられていた16族や17族ヘテロ元素化合物よりも高い反応性を持ち、炭素ラジカル生成に対して最も反応性の高いヘテロ元素化合物であることを明らかにした。さらに、ジスチビンやチオビスムチンといったこれまで15族ヘテロ元素を含む化合物がラジカルに対して極めて高い反応性を示すことから、これをラジカル重合反応の助触媒として用いることで、生成する重合体の分子量分布をさらに高度に制御することや、極めて高い分子量を持つ高分子の重合制御にも成功した。さらに、この高い反応性を生かすことで、中性条件下における有機アンチモン化合物の新しい合成法の開発にも成功した。
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