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2022 年度 実施状況報告書

アニオン共重合によるABC配列制御高分子の精密合成と天然模倣接着ゴムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 21K05165
研究機関工学院大学

研究代表者

後関 頼太  工学院大学, 先進工学部, 准教授 (20592215)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードアニオン重合 / ブタジエン誘導体 / カテコール / 交互共重合 / 1,1-ジフェニルエチレン / 熱可塑性エラストマー
研究実績の概要

本研究では、モノマー配列を簡便に制御する技術を確立し、配列に由来する特性との相関を解明することで、機能性材料の新しい設計指針を獲得することを目指している。特に、1分子からEt-Stとなる2成分の繰り返し構造を与える1-フェニル-1,3-ジエン誘導体類に着眼し、DPEとのアニオン共重合によりABC(Et-St-DPE)3成分系配列制御ポリマーを合成可能にする手法の開発という挑戦的な課題に取り組んでいる。
2022年度では、1-フェニル-1,3-ブタジエン(1-PBE)と1,1-ジフェニルエチレン(DPE)との交互共重合およびカテコール基を有する1-PBE誘導体の重合性を評価した。アニオン共重合では温度・溶媒・DPE当量・濃度・対カチオンなど種々の条件下で行い、得られたポリマーの交互性を調査した。その結果、THF中、-40°CでDPE当量を15とすることで、構造の明確な共重合体が得られることを明らかにした。加えて、得られたポリマーの水素添加反応は副反応なく進行することが確認でき、3成分形ABC配列制御ポリマーが得られていることを確認している。また、カテコール含有1-PBE誘導体に関しては、モノマーの合成方法を確立するとともに、その重合がTHF中で定量的に進行することがわかった。さらに、得られたポリマーはジエン誘導体でありながら室温付近にガラス転移温度を有していることがわかり、当初の予定通り、スチレンの代替材料として利用できる可能性が示唆された。
これらの結果は、当初計画していた研究計画にほぼ基づいており、おおむね良好な結果が得られている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究で掲げた第一目標である、モノマー骨格と交互性の関係と共重合反応により3成分系ABC配列制御高分子の合成法の確立に関しては良好な結果が得られている。また、カテコール基含有1-PBE誘導体に関しても1-PBEと同様な重合性を示すことが分かりつつあり、当初の予定通りであるといえる。ただし、その特性に関して、十分な比較検討ができていないことや交互共重合体成分をセグメントとするエラストマー合成の着手には至れていないことから、若干の遅れが生じていると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後に関しては当初の予定通り、配列構造と物性の関係を調査すべく、共重合成分をセグメントとするエラストマーの合成および比較ポリマーの合成を進めていく。また、天然成分からカテコール含有1-PBE誘導体の合成方法の確立やこれを含有するエラストマー材料の特性評価を行う予定である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Anionic Self-alternating Polymerization of 1-(4-Vinylphenyl)-1-phenylethylene2022

    • 著者名/発表者名
      Hamin Kim, Raita Goseki, and Takashi Ishizone
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 55 ページ: 8642-8650

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.2c01515

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible Alkylene Bridges as a Tool To Engineer Crystal Distyrylbenzene Structures Enabling Highly Fluorescent Monomeric Emission2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimichi Shimomura, Kazunobu Igawa, Shunsuke Sasaki, Noritaka Sakakibara, Raita Goseki, Gen-ichi Konishi
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 28 ページ: e202201884

    • DOI

      10.1002/chem.202201884

    • 査読あり
  • [学会発表] リビングアニオン付加反応を用いた両末端にビニル基 を有する定序性オリゴマーのワンポット合成2022

    • 著者名/発表者名
      西嶋 智彦・高畑 和津樹・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会討論会
  • [学会発表] 異なる反応性ビニル基を有する二官能性モノマー類の自己交互重合2022

    • 著者名/発表者名
      後関 頼太・板谷 義人・Kim Hamin・小池 浩太郎・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会討論会
  • [学会発表] 芳香族4-アシルスチレン類のアニオン重合2022

    • 著者名/発表者名
      神谷 有紀・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会討論会
  • [学会発表] 1-フェニル-1,3-ブタジエンと1,1-ジフェニルエチレンの交互共重合体の合成2022

    • 著者名/発表者名
      小池 浩太郎・板谷 義人・金 夏 民・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会討論会
  • [学会発表] 6位に置換基を有するベンゾフルベン類のアニオン重合挙動2022

    • 著者名/発表者名
      福井 文菜・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会討論会
  • [学会発表] 5位に置換基を有する2-イソプロペニルチオフェン類 のアニオン重合性2022

    • 著者名/発表者名
      栗芝 裕享・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会討論会
  • [学会発表] 異種反応性ビニル基を有する二官能性モノマーの自己交互重合2022

    • 著者名/発表者名
      後関 頼太・板谷 義人・Kim Hamin・ 石曽根 隆
    • 学会等名
      2022年繊維学会年次大会
  • [学会発表] 鎖末端にテトラフェニルエチレン骨格を有する高分子の合成と発光特性2022

    • 著者名/発表者名
      堀部 和生・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 1-フェニル-1,3-ブタジエンと 1,1-ジフェニルエチレンのアニオン共重合2022

    • 著者名/発表者名
      小池 浩太郎・板谷 義人・金 夏 民・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 異なる反応性ビニル基を有する二官能性モノマーの自己交互重合2022

    • 著者名/発表者名
      後関 頼太・板谷 義人・Kim Hamin・ 石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 6-フェニル-1,2-ベンゾフルベンのアニオン重合と構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      石曽根 隆・後関 頼太・福井 文菜
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 5-フェニル-2-イソプロペニルチオフェンのアニオン 重合性2022

    • 著者名/発表者名
      栗芝 裕享・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 芳香族 4-スチリルケトン類のアニオン重合2022

    • 著者名/発表者名
      神谷 有紀・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] リビングアニオン付加反応を利用した定序性高分子のワンポット合成2022

    • 著者名/発表者名
      高畑 和津樹・西嶋 智彦 ・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] 含窒素ヘテロ環構造を有するメタクリルアミド類のア ニオン重合2022

    • 著者名/発表者名
      井上 裕貴・後関 頼太・石曽根 隆
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
  • [学会発表] Substituents effect on self-alternating polymerization behavior of 1-(4-vinylphenyl)-1-phenylethylene derivatives2022

    • 著者名/発表者名
      Hamin Kim・Raita Goseki・Takashi Ishizone
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会

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公開日: 2023-12-25  

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