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2022 年度 実績報告書

人工酵素触媒を用いた精密酸化重合による高性能・高機能な芳香族ポリエーテルの合成

研究課題

研究課題/領域番号 20K05610
研究機関岡山理科大学

研究代表者

東村 秀之  岡山理科大学, 理学部, 教授 (00562224)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード人工酵素触媒 / 酸化重合 / 芳香族ポリエーテル
研究実績の概要

人工酵素触媒によるフェノール類の精密酸化重合法を見出しており、新規な芳香族ポリエーテル類を高選択的合成できるようになった。本研究では、本触媒の特徴を最大限に引き出し、本ポリマーのさらなる高性能化と機能性の付与により、本法のスコープを拡大することを目指す。具体的には、(A)本ポリマーにアダマンチル基を導入し、分子間に空隙を持たせて誘電率を低くする。(B)反応性基をもつポリマーを合成し、多孔質化で誘電率をさらに低くする。(C)push-pull置換基をもつポリマーを合成し、高誘電性を発現させる。(A)(B)のポリマーは高速通信デバイスの絶縁材料として、(C)ポリマーは、高耐熱性フィルムコンデンサー材料の応用が考えられる。
(A) 2-フェニルフェノール酸化重合体は誘電率2.22を示し、全芳香族炭化水素系ポリマーとして世界最小となったが、このポリマーに1-アダマンチル基の導入を検討し、繰り返し単位あたり1/5以上導入することができた。また2-(2-アダマンチル)フェノールの本酸化重合と再沈殿により、Mnが約1万の新規ポリマーが得られ、誘電率が2.17とより低誘電率となることが示された。(B) 2-エチニルフェノールの本酸化重合から溶媒可溶なポリマーが得られ、Mnは約5千を示したが、OHだけでなくC≡CHも反応しているようで、検討を継続している。(C)本酸化重合において、2-メトキシフェノールでは電子供与性のメトキシ基が触媒に配位して重合を阻害し、また5-シアノフェノールではシアノ基の電子吸引性により酸化重合不活性となった。しかし、2-メトキシ-5-シアノフェノールの酸化重合では、両置換基の共鳴効果によりお互いの欠点を相殺して重合可能となり、Mnが1万以上の新規ポリマーを得ることに成功した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Enzyme Model-catalyzed Oxidative Copolymerization of Phenol while Continuously Adding an Endcap to Multi-branched Poly(phenylene oxide) Showing Low Dielectric Constant2022

    • 著者名/発表者名
      Nakano Akiyuki、Kubota Yuto、Osaka Noboru、Higashimura Hideyuki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 ページ: 420~423

    • DOI

      10.1246/cl.210797

    • 査読あり
  • [学会発表] 2-フェニルフェノールの酸化重合における酵素モデル触媒の置換基効果と反応機構2023

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      日本化学会 第103春季年会 (2023)
  • [学会発表] 2-メトキシ-5-シアノフェノール酸化重合体の合成と構造2023

    • 著者名/発表者名
      武智士門, 中野晟志, 東村秀之
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会(2023)
  • [学会発表] 酵素モデル触媒による2-フェニルフェノール酸化重合の反応機構2022

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      2022年日本化学会中国四国支部大会
  • [学会発表] 酵素モデル触媒を用いた2,5-ジ置換フェノール酸化重合体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      武智士門, 谷口奨馬, 中野晟志, 東村秀之
    • 学会等名
      2022年日本化学会中国四国支部大会
  • [学会発表] 2-フェニルフェノールの酸化重合における銅-トリアザシクロノナン錯体触媒の置換基効果2022

    • 著者名/発表者名
      中野晟志, 浅尾直樹, 藤澤清史, 東村秀之
    • 学会等名
      第102回日本化学会春季年会(2022)
  • [図書] ‘Oxidative Polymerizaion’ in Routledge Resources Online: Polymers, Polymeric Materials, and Polymer Technology, Routledge2024

    • 著者名/発表者名
      Higashimura Hideyuki
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      Taylor & Francis Group

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公開日: 2023-12-25  

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