2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K05856
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
湊 盟 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40239306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
周 大揚 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (00324848)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ポリシロキサン / モリブデン / 機能性ポリマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は現代の産業界において，不可欠な材料であるポリシロキサンの特異な性質に着目し，この主鎖骨格上に様々な官能基を導入することで，炭素骨格からなる有機高分子機能材料を上回る性能が期待できる新たな無機機能性高分子材料を創製することを最終目標としている。研究代表者はこれまで遷移金属錯体と有機ケイ素化合物の反応を検討してきた。その過程で，２級有機シラン類(RR’SiH2)からポリシロキサン -(RR’SiO)n-を合成する重合反応に活性を示す新たな触媒を見出した。この触媒反応は官能基に対する許容性が大きく，従来の方法では重合中に破壊される官能基も影響を受けない。そこで，この触媒システムを利用し，多様な機能性官能基を有するシランモノマーを重合し，生成する新規なポリシロキサンを機能性材料として評価することまでを行う。全体計画の前半部として，研究期間内に多種多様な官能基を有するシランモノマーの分子設計と合成を行い，次いでこれらの重合反応を検討し，目的の機能性ポリシロキサンが効率良く得られる手法を確立する予定である。さらに合成した機能性ポリシロキサンを炭素骨格からなる有機高分子の類似体と比較検討を行い，その優れた特性を明らかにすることを考えている。具体的には、１。ポリマーの原料となる有機ジヒドロシランの合成。機能性高分子としての性質が発現するために必要な様々な官能基、例えばアミノ基・カルボキシル基・ホスフィン・フェロセンのような置換基をもつシラン類を設計・合成する。２。モリブデン錯体触媒を利用したジヒドロシラン類の重合反応によるポリシロキサンの合成手法の確立。１で合成した多種多様な有機ジヒドロシラン類を効率よくポリマーに変換できる反応条件を検討し、これを用いて機能性ポリシロキサンを合成する。
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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
これまでに行った研究は以下のとおりである。１。ポリマーの原料となる有機ジヒドロシランの合成。機能性物質の合成を目的として、塩基性・酸性・電子吸引性・電子供与性・酸化ー還元活性などが期待できる官能基を有する有機ジヒドロシランを作ることを検討し、アミノ基・カルボキシル基・パーフルオロフェニル基・フェロセニル基などを持つこれらを効率よく合成した。これらの有機ジヒドロシラン類は対応するジクロロシラン類よりも水分に対して安定で、精製が容易であり、また長期保存が可能である。従って重合反応の出発物質として従来のものより優れている。２。モリブデン錯体触媒を利用したジヒドロシラン類の重合反応によるポリシロキサンの合成手法の確立。いくつかの有機ジヒドロシランを標準の出発物質として、様々な反応条件を検討し、最適な重合条件を検討した。その結果、有機基がメチルやエチルのような飽和脂肪族の場合は、テトラブチルアンモニウムフルオライド(TBAF)を添加すると生成物のポリシロキサンの分子量と収率が大幅に向上（最大Mn = 6000）することを見出した。また、フェニル基のような芳香族の有機基をもつシランでは、TABFを用いると炭素ーケイ素結合の開裂が生じ、目的のポリシロキサンは生成しなかったが、[K(18-crown-6)][F]を代わりに使うと、高分子量の対応するポリシロキサンを得る事ができた。またこの重合反応は、ほとんど中性条件下で進むため、官能基に対する許容性が大きく、ほとんどの官能基は影響を受けないこともわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究においては，これまであまり利用されてこなかったSi-O結合の基本骨格を持った新たなイオン交換樹脂，高分子金属錯体触媒，フォトレジスト材料，高分子医薬品などを合成し，この骨格の機能性高分子への適用特性を解明し，既存のものを凌ぐ無機高機能材料を創製することが最終目標である。今年度は全体計画の前半部として，研究期間内に引き続き多種多様な官能基を有するシランモノマーの分子設計と合成を行い，次いでこれらの重合反応を検討し，目的の機能性ポリシロキサンが効率良く得られる手法を確立する予定である。さらに合成した機能性ポリシロキサンを炭素骨格からなる有機高分子の類似体と比較検討を行い，その優れた特性を明らかにする。また、機能性材料へ展開し，その適用性を解明する点に学術的な特色がある。従来にない高機能の無機高分子の創製が期待される
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| Causes of Carryover |
610円と極めて小額な差が生じた。事務用品などの消耗品にあてる予定である。
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