2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24245026
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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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| Outline of Annual Research Achievements |
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２６年度は，フェロセン助触媒を用いたレドックス触媒の効率化を実現した。例えば，（１）に対して，感温性高分子（高温で親油性，低温で親水性）に触媒，フェロセン助触媒の両者を担持させ，高活性化と金属除去の両立を達成した。また乳化リビング重合にフェロセン助触媒が効果的に働くことを見出し，高活性乳化重合を実現し，（２）に貢献した。また，フェロセン助触媒系に組み合わせる添加物を工夫することで，モノマーを一つずつ付加させる「ラジカル付加連続制御」，重合制御系からラジカル種同士を反応させて高分子量化させる系への「触媒スイッチ」に対して可能性を示唆する結果を得た。これらの実現は，鎖の明確な位置が機能化されたポリマーの合成に発展する可能性があり，高活性レドックス触媒を用いた新しい展開の礎を築いた。また，（４）に対しては，金属レドックス系とヨウ素移動に基づく制御系を組み合わせることで，非共役モノマーの重合で活性を向上させた。しかし，その触媒活性は未だ不十分であり，次年度以降検討を要する。
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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
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，一電子レドックスを伴う主触媒の活性を操り，触媒の高活性化と触媒除去の両立を実現した。また，レドックス触媒系を極限に操ることで重合制御から，ラジカル付加制御，ラジカルカップリング反応に展開することで新しいタイプのポリマー合成の可能性が分かっており，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。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの知見を活かし，高極性モノマーの重合や，完全水中重合でも高い活性を示す鉄触媒系の開発を目指す。また，末端に二種機能性基が導入された「末端機能性ポリマー」，一定間隔で機能性基を有する「位置制御ポリマー」，モノマー配列が制御された「配列制御ポリマー」の合成を推進する。
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