2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24245026
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
澤本 光男 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90150325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大内 誠 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90394874)
寺島 崇矢 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70452274)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 精密重合 / ラジカル重合 / 触媒 / レドックス / 水中重合 / 鉄 / 立体規則性 / 配位子 |
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| Research Abstract |
本研究計画は，独自の発想により「高活性レドックス触媒による超精密ラジカル重合」を実現し，これに基づいて，新たな精密重合を開拓し，これまで高分子化学で合成が困難とされてきた種々の次世代機能性高分子の精密合成を目的とする。特に，触媒開発を通じて下記のような精密重合の実現を目指している。
（１）持続型高活性精密ラジカル重合：希少金属元素によらない遍在金属元素である「鉄」による持続型高活性触媒
（２）環境低負荷精密重合プロセス：有機溶媒に代えて，環境低負荷な水中での精密重合への高耐性触媒
（３）立体特異的精密ラジカル重合：従来のラジカル重合では不可能であった立体構造と一次構造を同時に制御する触媒
（４）非共役モノマー群の精密重合：酢酸ビニル，塩化ビニル，α-オレフィンなどの不安定ラジカルを与える重合を制御可能な触媒
平成２４年度は，金属触媒の配位子を設計することで，特に高活性鉄触媒（１）と高活性水中重合触媒（２）で大きな成果を得た。また，これまで高分子合成のみならず，有機合成でもほとんど使われていなかった「フェロセン」をレドックス助触媒として用いることに成功し，触媒活性を著しく高めた点は特筆に値する成果である。これら知見を展開することで，立体構造制御（３）や非共役モノマー重合制御（４）などへの展開が見込まれる。
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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
金属錯体の触媒機能において重要な役割を果たす「配位子」に対して，独自に分子設計を行い，鉄触媒と水中重合触媒の高活性化を実現した。また，鉄錯体の一種であるフェロセンを鉄主触媒と組み合わせた「オール鉄協奏系」が，高活性レドックス触媒として有用であること，さらにその組み合わせによって触媒活性をチューニング可能できる可能性があることを見出したが，これは今後の展開に有用な知見であると期待される。以上から，おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
水中重合や鉄触媒重合に関しては，「持続性」や「環境低負荷性」に加えて，これらの重合系ではじめて実現可能な重合制御を目指す。例えば，水中重合の触媒活性は非常に高いので，水中での「非共役モノマーの重合制御」を検討する。また，鉄触媒に関しては，モノマー配位機構を導入することで，「立体構造制御」へのアプローチを図るとともに，様々なフェロセン誘導体を組み合わせることで，多様なモノマーの重合制御，モノマーに応じた触媒活性のチューニングを目指す予定である。
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