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2019 年度 実施状況報告書

次世代型NMR法を用いたゴムの架橋構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K05175
研究機関高知大学

研究代表者

山田 和彦  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (80373380)

研究分担者 高橋 雅人  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 上級研究員 (60392015)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードゴム / 硫黄 / 固体NMR / 架橋構造
研究実績の概要

本年度は、ゴムの架橋構造において主要なスルフィド結合(モノ、ジ、ポリ)を有する有機硫黄化合物(架橋構造のモデル化合物)を対象とした硫黄NMR測定を実施し、それらNMRスペクトルの観測とシミュレーションプログラムを活用したスペクトル解析に成功した。共有結合性を示す含硫黄化合物の硫黄NMR測定の実施例は皆無であるため、本研究で得られたNMRパラメータの妥当性を慎重に議論した。得られた硫黄NMRパラメータとX線で得られた分子構造(特にスルフィド結合の二面角)との間に明確な相関を見出すことができた。この相関関係を利用することで、ゴムの架橋構造に関与する硫黄原子の定量解析と立体構造解析が可能になることを実証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ゴムの架橋構造のモデル化合物である有機硫黄化合物に対する硫黄NMR測定に、世界で初めて成功した。得られたNMRパラメータは文献と比較することは不可能であったが、量子化学計算の結果を参考に詳細に検討した結果、矛盾のない実験結果であることが判明した。これら情報は今後の解析に重要である。

今後の研究の推進方策

引き続き、モデル化合物とゴムに対して硫黄NMR測定を実施し、包括的にゴムの架橋構造を理解したいと考えている。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Determination of sulfur-33 electric-field-gradient tensorsin elemental sulfur by 2D nutation echo NQR2020

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 雑誌名

      J. Mol. Struct

      巻: 1209 ページ: 127932

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 33S Nuclear Quadrupole Resonance Study of Dibenzyl Disulfide Toward Understandingof Cross-linked Structures in Rubber2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada*, K. Nakazono, T. Yoshie, M. Fukuchi, T. Kitaura, T. Takata
    • 雑誌名

      Solid State Nucl. Magn. Reson.

      巻: 101 ページ: 110-115

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sulfur-33 NQR investigationof the electric-field-gradient tensor in an organosulfur compound2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada*, D. Aoki, K. Nakazono, T. Takata,
    • 雑誌名

      Verlagder Zeitschrift für Naturforschung B

      巻: 74 ページ: 421-425.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 展望 全原子を測定対象とする次世代型NMR システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      山田 和彦
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 5 ページ: 201-206

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chapter 20: Development of Sulfur-33 Nuclear Magnetic Resonancefor Structural Study of Cross-Linked Rubber2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada
    • 雑誌名

      NMR methods for characterization of synthetic and natural polymers:

      巻: 20 ページ: 481-505

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Relationshipbetween strength in magnetic field and spectral width of solid-state 33SNMR in organosulfur compound,2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, S. Ohki, K. Deguchi, K. Hashi, A. Goto, T. Shimizu,
    • 雑誌名

      Chem. Lett.,

      巻: 48 ページ: 601-603.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 磁場掃引法を活用した半整数四極子核固体NMR法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      山田 和彦
    • 学会等名
      第58回NMR討論会
  • [学会発表] ゴムを測定対象とする次世代型硫黄NMR法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      山田 和彦
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
  • [学会発表] ゴムの架橋構造解析を目指した硫黄NMR法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      山田 和、福地将志、北浦健大
    • 学会等名
      日本ゴム協会2019年年次大会
  • [学会発表] 生体分子中の酸素や硫黄を測定対象とする次世代型NMR装置の開発研究2019

    • 著者名/発表者名
      山田 和彦
    • 学会等名
      第11日本生物物理学会中国四国支部大会

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公開日: 2021-01-27  

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