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2019 年度 実績報告書

柔軟性と構造対称性を併せ持つ革新的ラダーポリマーの合成と物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04879
研究機関大阪大学

研究代表者

石割 文崇  大阪大学, 工学研究科, 講師 (00635807)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード高分子化学 / ラダーポリマー / 高分子反応
研究実績の概要

主鎖に沿って二本以上の化学結合を有するラダーポリマーは、多重の化学結合に由来する優れた熱安定性・力学特性を示す。これまでに合成されてきたラダーポリマーはいずれも極めて剛直な主鎖構造を持つものばかりであるが、最近我々は、トレガー塩基(TB)含有ラダーポリマーの高効率な変換反応により、環反転可能な柔軟なコンフォメーション変化を示すジアザシクロオクタン(DACO)含有ラダーポリマーの合成法を開発した。具体的には、TB含有ラダーポリマーをヨードメタンやジメチル硫酸などによりメチル化し、その後、NaOH水溶液に浸漬すると速やかにアミナール部位の加水分解およびホルムアルデヒドの脱離が生じ、DACO含有ラダーポリマーが定量的に得られた(ACS Macro Lett. 2017)。この成果は「Mission Accomplished: Synthesis of ‘Flexible’ Ladder Polymers」としてSynfacts誌にてハイライトされた。メチル化以外にも、対応するアルキルブロマイドを作用させることで、ベンジル基やアリル基、αカルボニル基などの導入が可能であり、得られたDACO含有ラダーポリマーの2級アンモニウム塩部位に対しても同様のアルキルハライドで定量的に3級化可能であることも見出した(Polym. Chem. 2020)。さらに、DACO骨格は、二つの近接した窒素原子を持つため、適切なルイス酸を作用させることにより、二つの窒素原子をルイス酸で再び架橋し、剛直なヘテラTB含有ラダーポリマーへと可逆的に変換可能であり、主鎖の剛直性が変化するユニークな刺激応答性ラダーポリマーとして機能する(Polym. Chem. 2020)。以上本研究を通じ、柔軟性DACO含有ラダーポリマーの開発や機能開拓を世界に先駆けて行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ工科大学
  • [雑誌論文] Switching of the conformational flexibility of a diazacyclooctane-containing ladder polymer by coordination and elimination of a Lewis acid2020

    • 著者名/発表者名
      Ishiwari Fumitaka、Ofuchi Momoko、Inoue Keiki、Sei Yoshihisa、Fukushima Takanori
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 11 ページ: 236~240

    • DOI

      10.1039/C9PY01104H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective synthesis of diazacyclooctane -containing flexible ladder polymers with symmetrically or unsymmetrically substituted side chains2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Keiki、Ishiwari Fumitaka、Fukushima Takanori
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/D0PY00603C

    • 査読あり
  • [学会発表] ルイス酸の配位/脱離によるジアザシクロオクタン類の可逆的配座柔軟性スイッチングとラダーポリマーへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇・大淵 萌々子・井上 恵希・福島 孝典
    • 学会等名
      第17回 ホストゲスト超分子化学シンポジウム
  • [学会発表] ジアザシクロオクタン骨格を主鎖に持つ柔軟性ラダーポリマーの合成、物性、および可逆的配座柔軟性スイッチング2019

    • 著者名/発表者名
      石割 文崇・井上 恵希・大淵 萌々子・福島 孝典
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 有効共役長の伸長と高次構造形成をもたらす二面性π共役ポリマーの合成と性質2019

    • 著者名/発表者名
      阿部大樹・石割文崇・福島孝典
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis and physical properties of diazacyclooctane-containing ladder polymers featuring conformational flexibility2019

    • 著者名/発表者名
      Keiki Inoue, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] Synthesis and properties of optically active bifacial polyindenofluorene with hydrophilic and hydrophobic side chains2019

    • 著者名/発表者名
      Yalun Yin, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] Bifacial π-conjugated polymers: A new design strategy leading to the extension of the effective conjugation length as well as the formation of higher-order structure2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Ishiwari, Daiki Abe, Yalun Yin, Akinori Saeki, Takanori Fukushima
    • 学会等名
      第100回日本化学会春季年会
  • [学会発表] NMR を用いた有機高分子および分子集合体のダイナミクス解析2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      19-1NMR研究会, 多角的材料分析におけるNMRの役割
    • 招待講演
  • [学会発表] 面を持つ新しいポリマーの開発とその展望2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      第3回 化学系同期勉強会, 名古屋大学ITbM(1F)講演室
    • 招待講演
  • [学会発表] 面を有する新たな高分子の合成と機能2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      第3回 産総研化学研究シンポジウム 「産学官で活躍する30代がつくばに集う」
    • 招待講演
  • [学会発表] Remarkable effects of tripodal triptycene units that affect self-assembly behavior and physical properties of polymers2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      2nd G'L'owing Polymer Symposium in KANTO (GPS-K 2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造有機化学と高分子化学が織りなす世界 ~どのように私は研究を進めてきたか~2019

    • 著者名/発表者名
      石割文崇
    • 学会等名
      令和元年度 錯体化学若手の会北陸支部勉強会
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科・応用化学専攻・物質機能化学コース・佐伯研究室

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~saeki/cmpc/

  • [備考] 石割文崇 研究業績

    • URL

      http://fuku.res.titech.ac.jp/members/ishiwaripapers.html

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公開日: 2021-01-27  

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