2014 Fiscal Year Annual Research Report
無機化学的手法に基づく元素ブロック高分子の構築法の開拓
| Project Area | Creation of Element-Block Polymer Materials |
|---|
| Project/Area Number |
24102008
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
郡司 天博 東京理科大学, 理工学部, 教授 (20256663)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚田 学 東京理科大学, 理工学部, 助教 (60632578)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
|
| Keywords | 元素ブロック / ポリシルセスキオキサン / かご型シルセスキオキサン / ジチオレン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
さまざまな元素群で構成される構造単位である元素ブロックを組み合わせることにより元素ブロック高分子材料が創出される。平成26年度は前年度に引き続いてケイ素と酸素，炭素を主な構成元素とするシロキサン系元素ブロックとルテニウムやモリブデンのジチオレン錯体の元素ブロック材料の調製を検討した。
ギ酸を触媒とする新規ゾル・ゲル法を開発した。アルコキシシランの加水分解・重縮合反応の触媒にギ酸を用いることで低沸点のギ酸メチルも生成し，蒸留による触媒の除去が可能となる。さらに高分子量のポリシロキサンをハロゲンフリーで合成できる。そこで，トリメトキシ（メチル）シランに対する水のモル比を変えて加水分解重縮合したところ，ギ酸メチルやメタノール，ギ酸が留出し，メチルポリシルセスキオキサンの透明な粘性液体を得た。
水ガラスから2段階で合成したオクタキスジメチルシリルポリヘドラルオクタシリケートと水またはジフェニルシランジオールとの反応によりかご含有ポリシロキサンの合成を検討した。水のモル比と試薬の添加順序を最適化することにより高分子量化合物の白色固体を得た。また，これを有機溶媒に溶解してからシャーレに入れて加熱することにより自立膜を得た。
1,2-ベンゼンジチオールを配位子とするルテニウム錯体を合成し，その一酸化炭素との反応を検討した。まず，この錯体をメチルポリシルセスキオキサンやポリエトキシシロキサンと混合して加熱することにより，シロキサンとのハイブリッド膜を調製した。この膜を一酸化炭素雰囲気に置くと赤褐色の呈色が減少し，一方，トリメチルアミンオキシドのような酸化剤と反応することにより元の錯体に戻ることが明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標に従い，ギ酸を用いた新規ゾル・ゲル法を開発して新しいシロキサン系元素ブロック高分子の合成法を提案することができた。また，かご型シルセスキオキサンを含有する元素ブロック高分子材料についても，水ガラスから合成した新しいモノマーを原料として合成する方法を探索し，提案することができた。さらに，ルテニウムのジチオレン錯体を合成し，これをメチルポリシルセスキオキサンやエトキシポリシロキサンとハイブリッドとすることにより，化学センサーとしての基礎的な知見を集積するに至った。これらの知見は，本研究が順調に遂行したことによりもたらされたものであり，本研究はおおむね順調に進行していると判断される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ギ酸を用いてメチルポリシルセスキオキサンを合成することを見出したが，その生成物のキャラクタリゼーションが不十分であり，特に高分子量体の合成条件を精査する必要がある。この手法により，従来より大きな反応規模で合成することが可能になったので，なるべく大きな規模での合成を探索する必要がある。
これらを混合して調整する元素ブロック材料については，シロキサン系元素ブロックの分子量や構造が物性に及ぼす影響を探索する必要がある。
また，新規構造を有するジチオレン錯体の合成，およびそれらの骨格構造を生かした，新しいシロキサン系元素ブロックを設計し，その機能開発を進める予定である。
|
