メタクリルアミド誘導体のらせん選択ラジカル重合に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350485
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 岡本 佳男 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60029501)
• Keywords: らせん高分子 / イソタクチック特異性重合 / メタクリルアミド誘導体 / ラジカル重合 / 不斉重合 / らせん選択重合

Research Abstract

自然界に存在する核酸・たんぱく質などの天然高分子の多くは、分子間の水素結合などにより、安定ならせん構造を形成することが知られている。一方、多くの合成高分子では、主鎖の立体規則性が高い場合、固体状態ではらせん構造をとり得るが、溶液状態ではそのらせん構造を保持することは困難であり,多くの場合ランダムなコンフォメーションの状態で存在する。しかし、側鎖に嵩高い置換基を有するポリメタクリル酸エステルは、側鎖同士の立体反発により、溶液中でも安定にらせん構造を保持できる。本研究では、N-(トリフェニルメチル)メタクリルアミド(TrMAM)などのかさ高い置換基を有するメタクリルアミド誘導体をキラルな添加剤存在下等の条件でラジカル重合することにより、一方向巻のらせん構造を有するポリマーの合成を目的とした。
側鎖に嵩高い置換基を有するN-(トリフェニルメチル)メタクリルアミド誘導体のラジカル重合により得られたポリマーはほぼ100%のイソタクチシチーを有していることを確認した。また、N-[ジ(4-ブチルフェニル)フェニルメチル]メタクリルアミド(DBuTrMAM)の(+)-メントールと(-)-メントール中で得られたポリマーはそれぞれ(-)および(+)の旋光性を示し、さらに、ポリマー溶液の円偏光二色性スペクトルの測定では不斉構造に基づく吸収が観測された。これらの結果から、得られたポリマーは、巻き方向が一方に偏ったらせん構造を有しているものと推測される。また、光学活性なメントール中で合成した溶媒に不溶なポリ(TrMAM)のCDスペクトルをヌジョール法により測定したところ、ポリ(DBuTrMAM)と同様にCDピークが観測され、らせん選択重合が起こっていることが示唆された。TrMAMはメタノール/クロロホルム中、35℃で一週間経っても、加溶媒分解が起きないことから、今後、アルコール類に対しても高い耐溶媒特性を示すHPLC用キラル固定相としての応用が期待される。

Research Products

• [Publications] Y.Isobe, Y.Suito, S.Habaue, Y.Okamoto: "Stereocontrol during Free-Radical Polymerization of Methacrylamides in the Presence of Lewis Acids"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 41. 1027-1033 (2003)
• [Publications] Y.Okamoto, S.Habaue, Y.Isobe, Y.Suito: "Stereocontrol Using Lewis Acids in Radical Polymerization"Macromolecular Symposia. 195. 75-80 (2003)
• [Publications] Y.Okamoto, S.Habaue, Y.Isobe: "Lewis Acid-Catalyzed Tacticity Control during Radical Polymerization of (Meth)acrylamides"ACS Symposium Series. 854. 59-71 (2003)
• [Publications] K.Morioka, Y.Suito, Y.Isobe, S.Habaue, Y.Okamoto: "Synthesis and Chiral Recognition Ability of Optically Active Poly{N-[(R)-a-methoxycarbonylbenzyl]methacrylamide} with Various Tacticity by Radical Polymerization Using Lewis Acids"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 41. 3354-3360 (2003)
• [Publications] N.Hoshilawa, Y.Hotta, Y.Okamoto: "Stereospecific Radical Polymerization of N-Triphenylmethylmethacrylamides Leading to Highly Isotactic Heelical Polymers"Journal of American Chemical Society. 12380. 12380-12381 (2003)
• [Publications] B.Ray, Y.Isobe, K.Matsumoto, S.Habaue, Y.Okamoto, M.Kamigaito, M.Sawamoto: "RAFT Polymerization of N-Isopropylacrylamide in the Absence and Presence of Y(OTf)_3 : Simultaneous Control of Molecular Weight and Tacticity"Macromolecules. 37. 1702-1710 (2004)