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2013 Fiscal Year Annual Research Report

高活性レドックス触媒による超精密ラジカル重合

Research Project

Project/Area Number 24245026
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

澤本 光男  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90150325)

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)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
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
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25年度は,鉄触媒とフェロセン助触媒の組み合わせにより,(1)の高活性鉄触媒で大きな成果を得た。また,(1)と(2)を融合させて,アルコール溶媒でも高活性を示す鉄触媒,フェロセン助触媒を用いた高活性乳化重合を展開し,実用性の高い触媒系を見出しつつある点は特筆に値する成果である。また,(4)に対して,配位子と添加物の組み合わせにより,酢酸ビニルの重合に対する触媒活性が向上することを見出した。これら知見を活かして,例えば低温でも活性を示す触媒を開発することで,立体構造制御(3)への展開が見込まれる。

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」,組み合わせる「助触媒」や「添加物」に対して独自に分子設計を行うことで,主触媒の一電子レドックスを伴う触媒活性を操り,鉄触媒と水中重合触媒の高活性化を実現した。また,非共役モノマーに活性を示す鉄触媒系も見出し,現在までの研究はおおむね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

組み合わせる配位子,助触媒,添加物の役割を調べることで,リビングラジカル重合触媒の高活性化につながるレドックス特性を明らかにし,安価で少量でも働き,水中でも活性を示すような,より実用性の高い高活性化触媒系の開発につなげる。

  • Research Products

    (29 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (20 results) (of which Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Functionalization at the Central Position of Vinyl Polymer Chains: Highly Associable Multipoint Hydrogen Bonds for Complementary Self-Assemblies2014

    • Author(s)
      Lee, S.; Ouchi, M.; Sawamoto, M.
    • Journal Title

      Macromolecular Rapid Communications

      Volume: 35 Pages: 431-436

    • DOI

      10.1002/marc.201300833

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 触媒2014

    • Author(s)
      大内誠, 寺島崇矢, 澤本光男
    • Journal Title

      金属触媒リビングラジカル重合:触媒の高活性化・高耐性化・高機能化

      Volume: 55 Pages: 58-64

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高分子2014

    • Author(s)
      大内誠, 寺島崇矢, 澤本光男
    • Journal Title

      精密ラジカル重合の展開:反応制御と機能性高分子鎖の精密構築

      Volume: 35 Pages: 431-436

  • [Journal Article] Phosphine–Ligand Decoration toward Active and Robust Iron Catalysts in LRP2013

    • Author(s)
      Nishizawa, K.; Ouchi, M.; Sawamoto, M.
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 46 Pages: 3342-3349

    • DOI

      10.1021/ma400524q

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sequence-Controlled Polymer2013

    • Author(s)
      Lutz, J. F.; Ouchi, M.; Liu, D. R.; Sawamoto, M.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 341 Pages: 628-636

    • DOI

      10.1126/science.1238149

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polymeric pseudo-crown ether for cation recognition via cation template-assisted cyclopolymerization2013

    • Author(s)
      Terashima, T.; Kawabe, M.; Miyabara, Y.; Yoda, H.; Sawamoto, M.
    • Journal Title

      nature communications

      Volume: 4 Pages: 2321-2329

    • DOI

      10.1038/ncomms3321

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synchronized Tandem Catalysis of Living Radical Polymerization and Transesterification: Methacrylate Gradient Copolymers with Extremely Broad Glass Transition Temperature2013

    • Author(s)
      Ogura, Y.; Terashima, T.; Sawamoto, M.
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: 2 Pages: 985-989

    • DOI

      10.1021/mz400484j

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Frontiers in Precision Polymer Synthesis by Precision Radical Polymerization

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      The Third Elsevier International Symposium: Frontiers in Polymer Science
    • Place of Presentation
      Melia Sitges Hotel Congress Centre; Sitges Hotel Congress Centre(スペイン,シッチェス)
    • Invited
  • [Presentation] Principles, Catalysis, and Sequence-Regulation in Metal-Catalyzed Living Radical Polymerization

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      Queensland Polymer Group Symposium: Recent Advances in Polymer Science and Engineering
    • Place of Presentation
      Queensland University, Brisbane, Australia
    • Invited
  • [Presentation] Precision Radical Polymerization: Catalysis and Functional Polymers

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      The 34th Australasian Polymer Symposium (34APS)
    • Place of Presentation
      Darwin Convention Centre(オーストラリア ダーウィン)
    • Invited
  • [Presentation] Metal-Catalyzed Living Radical Polymerization: Perspective and Future

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      The 10th IUPAC International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME-10)
    • Place of Presentation
      Durham University(イギリス,ダーラム)
    • Invited
  • [Presentation] Precision Radical Polymerization: Part 1. Fundamentals and Catalysis

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      The RSC-Unilever 4th International Symposium on Functional Materials Science (Part 1)
    • Place of Presentation
      Peking University(中国,北京)
    • Invited
  • [Presentation] Precision Radical Polymerization: Part 2. Precision Synthesis of Functional Polymers

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      The RSC-Unilever 4th International Symposium on Functional Materials Science (Part 2)
    • Place of Presentation
      Peking University(中国,北京)
    • Invited
  • [Presentation] Metal-Catalyzed Living Radical Polymerization: From Catalysis to Funcional Polymers

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      KAUST Polymer Conference: From Synthesis to Properties to Functions
    • Place of Presentation
      King Abdullah University of Science and Technology(サウジアラビア,Thuwal)
    • Invited
  • [Presentation] Precision Radical Polymerization for Sequence-Controlled Polymers

    • Author(s)
      Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      The13th Pacific Polymer Conference (PPC13), Pacific Polymer Federation
    • Place of Presentation
      Grand Hi-Lai Hotel Arena Branch(中国, Kaohsiung)
    • Invited
  • [Presentation] フェロセン協奏レドックスによる高活性鉄触媒系の開発:オール鉄触媒による機能性モノマーのリビングラジカル重合

    • Author(s)
      藤村 幸次郎,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第62回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
  • [Presentation] 水系金属触媒リビングラジカル重合:配位子設計による超高活性触媒の開発

    • Author(s)
      西澤 啓太,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第62回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
  • [Presentation] 鉄触媒による機能性モノマーのリビングラジカル重合:酸素を含む多座ホスフィン配位子の設計

    • Author(s)
      鴻池 駿佑,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第62回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
  • [Presentation] 鉄触媒を用いた共役ジエン類とアクリロニトリルのリビングラジカル共重合

    • Author(s)
      奥野 晋吾,坂東 文明,早野 重孝,角替 靖男,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第62回高分子年次大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
  • [Presentation] 球にありふれた水と鉄を用いたグリーン精密重合

    • Author(s)
      西澤 啓太,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第2回JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      メルパルク大阪 (大阪)
  • [Presentation] フェロセン協奏レドックスで実現する持続可能な精密ラジカル重合

    • Author(s)
      藤村幸次郎, 大内誠, 澤本光男
    • Organizer
      第2回JACI/GSCシンポジウム
    • Place of Presentation
      メルパルク大阪(大阪)
  • [Presentation] 持続可能な金属触媒リビングラジカル重合: 鉄錯体-フェロセン系レドックス触媒サイクル

    • Author(s)
      藤村 幸次郎,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
  • [Presentation] 水中に特異的なラジカル反応とラジカル重合:一分子付加反応と非共役モノマーの精密重合

    • Author(s)
      西澤 啓太,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
  • [Presentation] 鉄触媒による機能性モノマーのリビングラジカル重合: 鉄中心を守りながら触媒サイクルを促進するキレート配位子

    • Author(s)
      鴻池 駿佑,大内 誠,澤本 光男
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
  • [Presentation] 金属触媒とヨウ素移動の協働によるリビングラジカル重合:非共役モノマーの精密重合

    • Author(s)
      倉岡 晃平,大内誠,澤本 光男
    • Organizer
      第63回高分子討論会
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
  • [Presentation] Kojiro Fujimura, Makoto Ouchi, and Mitsuo Sawamoto

    • Author(s)
      Sustainable Metal–Catalyzed Living Radical Polymerization via Ferrocene–AssistedConcerted Redox Catalysis
    • Organizer
      IUPAC International Symposium on Ionic Polymerization 2013
    • Place of Presentation
      兵庫県立淡路夢舞台国際会議場 (兵庫県淡路市)
  • [Presentation] Green Metal Catalyzed Living Radical Polymerizations with Iron and Water: Highly Active Catalysis beyond Conventional Systems

    • Author(s)
      Keita Nishizawa, Makoto Ouchi, and Mitsuo Sawamoto
    • Organizer
      IUPAC International Symposium on Ionic Polymerization 2013
    • Place of Presentation
      兵庫県立淡路夢舞台国際会議場 (兵庫県淡路市)
  • [Book] 触媒の設計・反応制御 事例集(第9章第2節:配位子設計によるリビングラジカル重合触媒の高活性化)2013

    • Author(s)
      大内誠,澤本光男
    • Total Pages
      827
    • Publisher
      株式会社技術情報協会
  • [Remarks] 研究者の所属研究室

    • URL

      http://living.polym.kyoto-u.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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