2019 Fiscal Year Annual Research Report
Hybrid Catalyst-Driven New Prospects for Sequence Regulation in Polymer Science
| Project Area | Hybrid Catalysis for Enabling Molecular Synthesis on Demand |
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| Project/Area Number |
17H06453
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大内 誠 京都大学, 工学研究科, 教授 (90394874)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 高分子合成 / 配列 / 触媒 / ハイブリッド / 重合 / 交互 / エステル / 酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度はアクリレートとアクリルアミドを二種類の活性化エステル結合で連結したジビニルモノマーを設計し，この環化重合とアミノリシス反応をワンポットで行い，交互配列ポリマーの超効率合成に成功した。アミノリシス反応によってアクリレート単位がアクリルアミドに変換されるため，得られるポリマーはアクリルアミドを繰り返し単位に有し，2種類の側鎖が交互に並んだ交互共重合体であり，これまで実現例のない一種類の繰り返し単位を用いた側鎖配列制御となった。アミノリシス反応をワンポットで行えるために，10種類以上の交互ポリマーを合成した。さらに，対応するランダム共重合体も合成し，比較することで，交互配列に由来する温度応答性，自己組織化挙動を明らかにした。これらをまとめた論文は化学分野のトップジャーナルであるAngewandte Chemieに掲載され，大学からプレスリリースを行った。
また，連続成長ができないほどかさ高い側鎖置換基を有するメタクリレートが，電子求引性基を有するアクリレートと交互共重合することを見出した。得られる交互共重合体はメタクリル酸とアクリルアミドの交互共重合体に変換が可能であり，置換基と配列に由来する温度応答性挙動を明らかにした。本成果をまとめた論文は高分子分野のトップジャーナルであるMacromoleculesに掲載された。またピロリジンを有するアミンでこの共重合体を変換することで，有機触媒として知られるプロリンに含まれるカルボン酸とピロリジンの交互配列ポリマーを合成した。このポリマーは，アルドール反応，マイケル付加反応に対し，触媒活性を示した。現在，この交互に配列された隣接官能基の協調触媒機能を調べている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
配列制御高分子のワンポットによる超効率合成を実現した。また，配列制御による触媒機能を調べる土台が構築できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
配列制御高分子の合成に，ルイス酸触媒を組み合わせることで，より精度と効率の高い合成プロセスにする。
また，触媒に関与する官能基を配列制御高分子に導入し，高分子が有する自己組織化特性や温度応答性と合わせて，酵素様の触媒機能を創出する。
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