新規精密重合による機能性特殊構造らせん高分子の合成と機能評価

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K04685
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 西村 達也 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (00436528)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: リビング重合

研究実績の概要

特殊構造をもつ高分子は、物性や集合構造に特徴があるため、次世代の材料として注目を集めている。本研究では、これまでに報告例のほとんど無かったポリフェニルアセチレン類の重合の精密制御を行ない、特殊構造高分子の合成を目指している。我々が開発したポリアセチレン類のリビング重合は簡便かつ安定な原料を混ぜるだけで重合し、ほぼすべての官能基を両末端に導入する事ができるため、上記の特殊構造をもつ材料の合成に非常に有利である。
最終年度に実施した研究は、この新しいリビング重合方法を駆使してらせん高分子からなるポリマーブラシ基板の合成と、それを用いる不斉認識および光学分割カラムの固定相などのキラルマテリアルの開発を行った。具体的には、左巻きらせんポリマーブラシ基板の合成を行った。シリコン基板に開始剤としてフェニルボロン酸誘導体を反応させ、そこから均一な重合を行い、最大800nmの厚みのポリマーブラシ基板を合成した。また、このらせん高分子が溶媒や温度変化によって、側鎖間の水素結合をオンオフをくり返し、まるでバネが伸び縮みするような変化を示す事を見出した。興味深い事に、らせんの巻き方向によりキラルなカルボン酸と相互作用させた際に、エナンチオマーの違いを認識することも見出した。この主鎖の伸び縮みを利用した厚みの変化、および光学活性体の認識を利用した色変化について、詳細に検討した。これらの材料を用いて、新しいキラルマテリアルの開発が加速すると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Recovery of rhodium from glacial acetic acid manufacturing effluent using cellulose-based sorbent (2024)
  • 著者名/発表者名: Biswas Foni B.、Endo Masaru、Rahman Shafiqur、Rahman Ismail M.M.、Nakakubo Keisuke、Mashio Asami S.、Taniguchi Tsuyoshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro、Hasegawa Hiroshi
  • 雑誌名: Separation and Purification Technology 巻: 328 ページ: 124995～124995
  • DOI: 10.1016/j.seppur.2023.124995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of optically active star polymers consisting of helical poly(phenylacetylene) chains by the living polymerization of phenylacetylenes and their chiroptical properties (2023)
  • 著者名/発表者名: Inaba Ayato、Nishimura Tatsuya、Yamamoto Masato、Das Sandip、Yurtsever Ayhan、Miyata Kazuki、Fukuma Takeshi、Kawaguchi Seigo、Kikuchi Moriya、Taniguchi Tsuyoshi、Maeda Katsuhiro
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 13 ページ: 30978～30984
  • DOI: 10.1039/D3RA05971E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revisiting the Synthesis of Cellulose Acrylate and Its Modification via Michael Addition Reactions (2023)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Hiroya、Taniguchi Tsuyoshi、Takekuma Motohiro、Mashio Asami S.、Wong Kuo H.、Hasegawa Hiroshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 24 ページ: 3767～3774
  • DOI: 10.1021/acs.biomac.3c00436
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高分子末端の構造を自由に設計できる一置換アセチレン類の精密重合法の開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Tsuyoshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
  • 雑誌名: Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan 巻: 81 ページ: 594～606
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.81.594
• [雑誌論文] Low-Valent Niobium Catalysis for the Polymerization of Electron-Rich Diphenylacetylenes (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakaguchi Daisuke、Taniguchi Tsuyoshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 56 ページ: 5873～5880
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile Synthesis of Linear and Cyclic Poly(diphenylacetylene)s by Molybdenum and Tungsten Catalysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyairi Mami、Taniguchi Tsuyoshi、Nishimura Tatsuya、Maeda Katsuhiro
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 62 ページ: 2331-2344
  • DOI: 10.1002/anie.202302332
  • 査読あり