コンビナトリアル化学手法による炭酸ガス固定化材料の開発と反応性高分子への展開

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15655037
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 遠藤 剛 山形大学, 工学部, 教授 (40016738)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 透 (株)山本製作所, 研究員 ; 永井 大介 山形大学, 工学部, 教務補佐員
• Keywords: 二酸化炭素 / アミジン / 固定化 / ポリスチレン / ポリメタクリラート

Research Abstract

二酸化炭素の化学的な回収、利用は環境、資源問題につながる重要な分野である。我々はこれまでにDBUに代表されるように第三級アミンであるN,N,N'-トリアルキルアミジンが二酸化炭素を可逆的に固定化できることを見出している。さらにアミジン構造を有するポリスチレン誘導体を合成し、これも溶媒中で可逆的な二酸化炭素固定化挙動を示すことを見出している。しかしながら、この反応系を工業的に利用することを考えると有機溶媒の除去や処理といったプロセスが必要となり扱いにくい点がある。そこで、平成15年では、材料への応用を見据え、固相での二酸化炭素定固化反応ついて検討した。
固相での二酸化炭素固定化反応こついて検討した結果、アミジン構造を有するポリマー固体状態でも二酸化炭素を固定できることが分かった。また、このポリマーは良好な成膜性を有していたため、ポリマーフィルムを作成し同様に二酸化炭素の反応を検討したところ、ポリマーがフィルム状であっても反応が進行することが分かった。ポリマーフィルムについて反応の可逆性について検討した結果、加熱により二酸化炭素の脱着反応が進行し、可逆的に二酸化炭素を固定化できることが分かった。さらに、ポリマー構造の拡張を目的に、アミジン構造を持つポリメタクリラートを合成し二酸化炭素との反応を行ったところ、ポリスチレン誘導体と同様に二酸化炭素を固定できることが分かった。現在、メタクリラート、アクリルアミド等の種々のコモノマーとの共重合体を合成し、様々な用途に応じた二酸化炭素固定ポリマーの開発を検討している。

Research Products

• [Publications] 山本 進一: "Efficient Fixation of Carbon Dioxide into Poly (glycidyl methacrylate) Containing Pendant Crown Ether"Macromolecules. 36. 1514-1521 (2003)
• [Publications] 須藤 篤: "Highly Efficient Fixations of Carbon Dioxide and Carbon Disulfide by Cycloaddition to Aziridine under Atmospheric Pressure"Tetrahedron Letters. 44. 7889-7891 (2003)
• [Publications] 西田 治男: "Effect of Tin on Poly (L-lactic acid) Pyrolysis"Polymer Degradation and Stability. 81. 515-523 (2003)
• [Publications] 高木 浩二: "Allylnickel-Catalyzed Living Coordination Polymerization of Allenes with Ester Functionality"Polymer Bulletin. 50. 335-342 (2003)
• [Publications] 永井 篤志: "Controlled Cationic Ring-Opening Polymerization of 1,3-Oxazolidine-2-thione Derived from L-Seline"Macromolecules. 36. 9335-9339 (2003)
• [Publications] 高橋 栄治: "Photocationic and Radical Polymerizations of Epoxides and Acrylates by Novel Sulfonium Salts"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 41. 3816-3827 (2003)
• [Publications] 高橋 栄治: "Novel N-Methylbenzothiazolium Salts as Hardeners for Epoxy and Acrylate Monomers"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 41. 3828-3837 (2003)
• [Publications] Yujiang Fan: "Racemization on Thermal Degradation of Poly (L-lactide) with Calcium Salt and Structure"Polymer Degradation and Stability. 80. 503-511 (2003)
• [Publications] Yujiang Fan: "Control of Racemization for Feedstock recycling of PLLA"Green Chemistry. 5. 575-579 (2003)
• [Publications] Yujiang Fan: "Pyrolysis Kunetics of Poly (L-lactide) with Carboxyl Acid and Carcium Salt End Structures"Polymer Degradation and Stability. 79. 547-562 (2003)
• [Publications] Yujiang Fan: "Thermal Degradation of Poly (L-lactide): Effect of Alkali Earth Metal Oxides For Selective L,L-Lactide Formation"Polymer. 45. 1197-1205 (2004)
• [Publications] 須藤 篤: "L-Tosylaziridine, A New Substrate for Chemical Fixation of Carbon Dioxide via Ring Expansion Reaction under Atmospheric Pressure"Tetrahedron Letters. 45. 1363-1365 (2004)
• [Publications] 落合 文吾: "Chemical Modification of Novel Alkyne-Containing Polymers Obtained by Radical Polymerization of Conjugated Enynes"Polymer Bulletin. 51. 263-269 (2004)
• [Publications] 永井 篤志: "Synthesis of Optically Active Polyurethane by Self-Polyaddition of Tyrosine Based Monomers"Journal of Polymer Science Part A : Polymer Chemistry. 42. 1143-1153 (2004)
• [Publications] 山下 陽一郎: "Deterionation Behavior of Cellulose Acetate Films in Acidic or Basic Aqueous Solutions"Journal of Applied Polymer Science. 91. 3354-3361 (2004)
• [Publications] 須藤 篤: "Controlled Depolymeization of Poly (5-ethyl-5-phenyl-1,3-dioxan-2-one): Selective Liberation of Cyclic Carbonate Monomer from Polymer Chain Endo"Macromolecules. 37. 251-253 (2004)
• [Publications] 遠藤 剛: "A Novel Construction of A Reversible Fixation-Release System of Carbon Dioxide by Amidines and Their Polymers"Macromolecules. 37. 2007-2009 (2004)