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2012 年度 実績報告書

光刺激による重合からカップリングへの選択的変換を用いた高分子の新合成法

研究課題

研究課題/領域番号 24350057
研究種目

基盤研究(B)

研究機関京都大学

研究代表者

山子 茂  京都大学, 化学研究所, 教授 (30222368)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードリビングラジカル重合 / TERP / カップリング反応 / 二量化 / 光反応 / ブロック共重合体 / テレケリックポリマー
研究概要

本研究では研究代表者がこれまで開発を進めてきた、有機テルル化合物を用いたリビングラジカル重合TERPを展開し、光刺激によるリビングラジカル重合からラジカルカップリング反応へとの選択的な反応経路のスイッチによる、高分子の新しい合成法を確立することを目的とした。
その結果、イソプレンをモノマーとして用いた場合、加熱条件ではTERPが進行して構造の制御されたポリイソプレンが生成する一方、このポリイソプレンに対して光照射を行うと、重合末端でのカップリング反応が選択的に進行し、対応する重合体が90%以上の高いカップリング効率で得られた。
カップリング体の分子量は前駆体のポリイソプレンの約2倍であり、分子量分布も前駆体同様に狭かった。さらに、ポリスチレンやポリメタクリル酸メチル(PMMA)マクロテルル開始剤を出発原料として、イソプレンの熱重合、光カップリングを行うことで、構造の制御された、対称な構造を持つABAトリブロック共重合体の合成にも成功した。さらに、有機テルル開始剤に官能基を持たせることで、TERPと光カップリングにより、テレケリックポリマーの制御合成にも成功した。
さらに、イソプレンなどのジエンをカップリング剤として用いることで、TERPで合成したポリマーの選択的な二量化反応にも成功した。例えば、PMMAマクロ開始剤に光照射を行うと、主に不均化反応が進行してカップリング体の収率は3割程度であった。しかし、そこにイソプレンを過剰量加えると、選択的にカップリング反応が進行し、90%以上の効率でカップリング体が得られた。さらに、イソプレンを過剰に用いているのにもかかわらず、高選択的に二分子のイソプレンが挿入された生成物のみが得られることを明らかにした。

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

研究計画に示した内容がおおむね達成された。

今後の研究の推進方策

引き続き、研究計画に則り研究を推進することを図る。

次年度の研究費の使用計画

物品費を節約してやりくりしたために生じたものである。次年度において研究の進展をさらに加速するため、多少高価な試薬を購入することに使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 有機テルル化合物を用いるリビングラジカル重合法TERPの開発と応用2013

    • 著者名/発表者名
      山子茂
    • 雑誌名

      未来材料

      巻: 13 ページ: 15-21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-induced Switching from Living Radical Polymerization to a Radical Coupling Reaction Mediated by Organotellurium Compounds2012

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Y.; Arima, T.; Tomita, S.; Yamago, S.
    • 雑誌名

      J.Am.Chem. Soc.

      巻: 134 ページ: 5536-5539

    • DOI

      10.1021/ja300869x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Controlled Organotellurium-Mediated Living Radical Polymerization (TERP) in Ionic Liquids (ILs). A New Role of ILs in Radical Reaction2012

    • 著者名/発表者名
      Feng, S., Xu, W., Nakanishi, K., Yamago, S.
    • 雑誌名

      ACS Macro Lett.

      巻: 1 ページ: 146-149

    • DOI

      10.1021/mz200133d

    • 査読あり
  • [学会発表] Photoinduced Switching from Living Radical Polymerization to a Radical Coupling Reaction Mediated by Organotellurium Compounds2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura, T. Arima. S. Tomita, S. Yamago
    • 学会等名
      12th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20121212-20121216
  • [学会発表] TERPとラジカルカップリング反応を用いた末端および中央官能基化ポリマーの合成2012

    • 著者名/発表者名
      有馬隆広, 中村泰之, 山子茂
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [学会発表] Development of Organotellurium- Mediated Radical Coupling Reaction for Polymer Synthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura, T. Arima, S. Yamago
    • 学会等名
      10th International Conference on Heteroat om Chemistry
    • 発表場所
      Uji, Kyoto
    • 年月日
      20120520-20120525
  • [学会発表] 先端機能性ポリマーリビングラジカル重合法を用いた機能性高分子精密合成2012

    • 著者名/発表者名
      山子茂
    • 学会等名
      財産法人生産開発科学研究所新材料・新技術利用研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-11-02
  • [学会発表] 高周期ヘテロ元素化合物を用いるリビングラジカル重合2012

    • 著者名/発表者名
      山子茂
    • 学会等名
      第140回ポバール会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-07-07
  • [学会発表] 高性能リビングラジカル重合制御剤の開発2012

    • 著者名/発表者名
      山子茂
    • 学会等名
      第101回有機合成シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-06-06
  • [学会発表] Elsevier BV

    • 著者名/発表者名
      Yamago, S.; Nakamura, Y.
  • [図書] "Other Degenerative Transfer Systems", in Polymer Science : A Comprehensive Reference, Vol. 32013

    • 著者名/発表者名
      Yamago, S.; Nakamura, Y.
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      Elsevier BV

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公開日: 2014-07-16  

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