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2023 年度 実績報告書

超分子的相互作用を利用した環状高分子を効率的かつ簡便に合成する手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19066
研究機関大阪大学

研究代表者

小林 裕一郎  大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (10739676)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード環状高分子 / 超分子 / ポリロタキサン / シクロデキストリン / ポリエチレングリコール / ロタキサン / 末端連結
研究実績の概要

環状高分子は、線状高分子とは異なる物性を持っていることから注目されており、環状高分子由来の材料がどのような物性を見せるのか注目されている。環状高分子を得る手法には、環状モノマーにモノマーを挿入していく方法と、線状高分子の末端を分子内で結合する方法がある。線状高分子末端を連結する方法では、濃度が重要である。なぜなら、高濃度では分子間結合が分子内結合より優先されるため、環状高分子は一般に低濃度で合成される。そのため、環状高分子を高濃度で合成することは困難であった。本研究では、疑似ポリロタキサン(pPRxs)という複数の環状分子の空洞部を線状高分子が貫通した構造の超分子構造を使用して、高濃度の線状高分子水溶液から環状高分子を取得する新しい方法論を示します。具体的にはγシクロデキストリンという環状分子が2本鎖のポリエチレングリコール(PEG)とpPRxを形成するという特性を活かし、pPRx形成後に、線状高分子末端を連結することによって環状高分子を得ました。このpPRxを用いた我々の方法では、従来の環状高子合成の濃度よりも80倍以上濃い濃度で環状高分子を合成することができました。更に、線状高分子の末端をリンカーではなく、直接、しかも効率的に2量化するシンナモイル基を用いることで、その収率を3倍以上向上することにも成功しました。それによりリンカーを用いて連結した際には、PEGの分子量は400程度でしたが、シンナモイル基を用いた際には最大で4000まで環状高分子を高濃度で合成することが出来た。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Efficient Synthesis of Cyclic Poly(ethylene glycol)s under High Concentration Conditions by the Assistance of Pseudopolyrotaxane with Cyclodextrin Derivatives2023

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chun-Lin、Kobayashi Yuichiro、Tsuji Yoshihiro、Harada Akira、Yamaguchi Hiroyasu
    • 雑誌名

      ACS Macro Letters

      巻: 12 ページ: 1498~1502

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.3c00527

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supramolecular polysulfide polymers cross-linked by metal-ligand interactions2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yuichiro、Kitano Daiki、Nishimura Ryuto、Yamagishi Yuki、Horiguchi Akiyoshi、Yamaguchi Hiroyasu
    • 雑誌名

      Polymer Chemistry

      巻: 14 ページ: 2577~2580

    • DOI

      10.1039/D3PY00151B

    • 査読あり
  • [学会発表] 高効率環状ポリマー合成-シクロデキストリン誘導体との擬ポリロタキサン形成に基づくによる高濃度ポリエチレングリコールの環化反応-2024

    • 著者名/発表者名
      シャオ チュンリン・小林裕一郎・山口浩靖
    • 学会等名
      日本化学会第104春季年会
  • [学会発表] 新規硫黄ポリマー合成:超分子硫黄ポリマーや重縮合硫黄ポリマー2023

    • 著者名/発表者名
      小林裕一郎
    • 学会等名
      第72回高分子年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と超分子硫黄ポリマーの合成2023

    • 著者名/発表者名
      小林裕一郎
    • 学会等名
      2023年度 高分子化学構造・物性相関研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と新規硫黄ポリマーの合成2023

    • 著者名/発表者名
      小林裕一郎
    • 学会等名
      粘着研究会 190回例会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規硫黄ポリマー合成:超分子硫黄ポリマーや重縮合硫黄ポリマー2023

    • 著者名/発表者名
      小林裕一郎・西村龍人・山口浩靖
    • 学会等名
      第72回ネットワークポリマー討論会
  • [学会発表] 超分子錯体による機能性ポリマー材料の開発と新規硫黄ポリマーの合成2023

    • 著者名/発表者名
      小林裕一郎
    • 学会等名
      第188回東海高分子研究会講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Supramolecular Sulfur-containing Polymers2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Kobayashi
    • 学会等名
      Design and preparation of stimuli responsive polymeric materials 2023
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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