2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of New Functional Polymer Materials containing Various Phosphine Blocks in the Main Chain
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18H02022
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
林 実 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (20272403)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ホスフィン / 高分子 / オリゴマー / 機能性材料 / ハイブリッド材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の中心課題は、構造の規定された有機ホスフィンオリゴマーを様々な有機・無機高分子で連結することによる新物質の創成であり、本年度は、そのために必要な構造が規定された重合可能な官能性有機ホスフィンオリゴマーの合成について検討を行った。
現在のところ、側鎖官能基を変換可能な形で、２官能性直鎖状のリン原子２つ（Ｐ２）、および３つ（Ｐ３）を有する構造の規定された原料を合成出来ている。また、これらの化合物はリン原子上に不斉中心があるため、通常の合成法ではオリゴホスフィン誘導体はジアステレオマー混合物となり解析が困難となるが、申請者らの開発した不斉ホスフィン合成法を利用して単一ジアステレオマーの合成にも成功した。このＰ２およびＰ３オリゴマーをそれぞれ反応させることによって、環状４量体、６量体、８量体の合成を行い、本年度当経費で導入したリサイクル分取ＧＰＣシステムを用いてそれぞれを分離精製することに成功した。また、分岐状ホスフィン前駆体については、開発済みのクロスカップリング反応と脱保護反応を繰り返し利用し、それぞれ枝分かれが１つ（Ｇ１）、２つ（Ｇ２）、３つ（Ｇ３）のデンドロンを合成することができた。一方、ホスフィンオリゴマーの重合相手である官能性有機・無機マクロモノマーの合成については、PEG鎖を有する2官能性高分子モノマーの合成には成功したが、その他の有機・無機高分子モノマーの合成には至っていないため合成検討を継続する。合成出来たPEG鎖を有する2官能性高分子モノマーを用いたＰ２との重合については条件の検討を行い、ある程度の分子量の単峰性ポリマーが得られることを確認できた。
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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
本年度の研究計画として、（１）環状体、直鎖状体、分岐状体について、2官能性ホスフィンオリゴマーの合成・精製検討を行うこと、（２）ホスフィンオリゴマーの重合相手である官能性有機・無機マクロモノマーの合成検討を進めること、（３）合成・精製できた官能性有機ホスフィンオリゴマーと、官能性有機・無機マクロモノマーについて、重合条件の初期検討を開始すること、の３点を挙げていた。
（１）については、側鎖官能基を変換可能な形で、２官能性直鎖状のリン原子２つ（Ｐ２）、および３つ（Ｐ３）を有する構造の規定された原料を合成出来た。また、これらの化合物はリン原子上に不斉中心があるため、通常の合成法ではオリゴホスフィン誘導体はジアステレオマー混合物となり解析が困難となるが、申請者らの開発した不斉ホスフィン合成法を利用して単一ジアステレオマーの合成にも成功した。このＰ２およびＰ３オリゴマーをそれぞれ反応させることによって、環状４量体、６量体、８量体の合成を行い、本年度当経費で導入したリサイクル分取ＧＰＣシステムを用いてそれぞれを分離精製することに成功した。また、分岐状ホスフィン前駆体については、開発済みのクロスカップリング反応と脱保護反応を繰り返し利用し、それぞれ枝分かれが１つ（Ｇ１）、２つ（Ｇ２）、３つ（Ｇ３）のデンドロンを合成することができた。このように、環状体、直鎖状体、分岐状体について、それぞれ2官能性ホスフィンオリゴマーの合成・精製に成功している。
（２）については、PEG鎖を有する2官能性高分子モノマーの合成に既に成功している。
（３）については、合成出来たPEG鎖を有する2官能性高分子モノマーを用いたＰ２との重合に成功している。
以上のように、研究計画に示した３点のいずれもほぼ計画通り、あるいは計画以上に達成できており、概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在まで、概ね計画通り順調に進展していることから、これまでの計画通りに研究を進めるとともに、現在遅れ気味の官能性有機・無機マクロモノマーの合成検討を精力的に進める。特に、ポリスチレンやＰＭＭＡ、シリコーン等が連結部位となるマクロモノマーの合成について、ATRP等の既存の高分子合成手法を応用した合成法を検討し、合成を達成する。また、オリゴホスフィン側の前駆体として、直鎖状体については、Ｐ２、Ｐ３以上の多数のリン原子を含むオリゴホスフィン誘導体やリン原子間の連結有機部分の構造の異なる誘導体についても合成・精製を行い、それらから得られるポリマーの重合度や物性への影響について調査を行う。また、これまでに合成した分岐状体については、デンドリマー状の分岐状ホスフィンを組み込んだポリマーは報告例がないことから、今後重合可能性について検討を進めるとともに、現在までにオリゴホスフィン合成上の問題点として浮上した新現象であるオリゴホスフィン類の金属包接能に着目した検討を進める。さらに、ホスフィンオリゴマーの重合相手である、両端ハロゲン化2官能性高分子モノマーについては、これまでにまだPEG鎖を有する2官能性高分子モノマーの合成しか達成できていないため、その他の有機・無機高分子モノマーの合成検討を継続する。これらの検討で得られるホスフィンオリゴマー、２官能性有機・無機マクロモノマーを用いた重合の検討を継続するとともに、得られる新規ポリマーの物性についても検討を始める予定である。
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