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環状高分子には主鎖末端が存在しないため、同一の組成・分子量であってもかたち(トポロジー)の違いから直鎖状高分子とは異なった特性を示すことが知られている。本研究課題は高分子の『かたち』に根ざした機能(トポロジー効果)の発現を狙って、環状高分子合成法の開発と機能化されたさまざまな環状高分子の新奇物性探究を行う。そのために平成28年度は、様々なトポロジーに由来する物性の追求を目指して、多種の環状高分子合成を行った。
本年度の代表的な成果として、オレフィンフィンメタセシス反応やクリックケミストリーを組合せることで，複数の環をひとつの分子内に持つ多環状高分子の選択的合成に成功した。さらに、そのトポロジー効果を検討した。例えば、環状高分子は環内に複数の分岐点をもったfused型、環同士が1点で繋がったspiro型、環同士が直鎖で繋がったbridged型の3つの基本構造に分けられるが、これらの異なる種類のトポロジーを複数合わせ持つ構造は、直感的にはシンプルでありながら選択的な合成はほとんど報告されていない。そこで、spiro型とbridged型の2つの基本構造を合わせ持つ新規多環状高分子トポロジーの構築をクリックケミストリーにより行った。さらに、イオン性高分子前駆体を利用した高選択的かつ高効率反応として知られるESA-CF法を応用して、高分子量体のポリアクリル酸に静電相互作用によりペリレンジイミド（PDI）を効率的に導入し、共有結合化によって新規電子材料となる環状ポリアクリル酸の合成を行った。
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