Sequence-regulated degradable copolymers via chain growth radical polymerization

通过链增长自由基聚合制备序列调控的可降解共聚物

基本信息

批准号：
21F20341
负责人：
大内誠
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21F20341/
关键词：
分解配列ラジカル重合共重合変換

项目摘要

環境に優しい高分子材料として，使用している時は分解の恐れがなく所望の特性を発現し，使用後にある刺激で分解できる高分子の開発が求められている。本研究ではモノマー単位の並び方（配列）を精密に制御し，ある刺激で分解できる結合を周期的に導入した高分子を設計・合成し，このようなスイッチング分解材料の開発を目指している。2022年度は分解材料の開発で問題になる安定性の両立に向けて，自己修復性材料の開発を検討した。高分子材料に自己修復性を付与するためには非共有結合で鎖同士の相互作用を動的に強める必要があり，これまでの自己修復性を示す高分子材料には特殊な官能基を導入して非共有結合をデザインする必要があった。最近メタクリル酸メチル（MMA）とアクリル酸ブチル（BA）という汎用モノマーの共重合体が自己修復性を示し，さらに両ユニットの交互配列が自己修復性に重要であると推察している論文が報告されたため，我々は両モノマーの交互配列制御を目指した。重合後にメタノールによるエステル交換反応でMMAに変換できながら，かさ高さのために単独重合性を示さないモノマーを開発し，このモノマーとBAのラジカル共重合が交互共重合で進行することを明らかにした。重合後にメタノールによってMMAとBAの交互共重合を精密に合成し，対応する1:1統計的共重合体に比べて高い自己修復性を示すことを明らかにした。この成果をまとめた論文はAngewandte Chemie誌に受理され，Hot Paperに選出されるほど注目された。

作为环保的聚合物材料，有必要开发聚合物在使用时表现出所需的特性而不会出现分解的风险，并且使用后刺激可能会降解。在这项研究中，我们旨在通过精确控制单体单元的布置（排列）以及设计和合成聚合物来开发这种开关分解材料，这些分解材料会定期引入键可以通过某种刺激来降解的键。在2022财年，我们讨论了可自动修复材料以达到稳定性的开发，这是开发拆卸材料的问题。为了赋予聚合物材料的自我重新申请，有必要使用非共价键动态增强链之间的相互作用，并且以前表现出自我重新申请的聚合物材料必须引入特殊功能组来设计非共价键。最近，据报道，通用单体，甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）的共聚物表现出可自我要求，并且这两个单元的交替排列对于自我复制性都很重要，因此我们旨在控制两个单体的交替安排。聚合后可以通过与甲醇的甲醇转化为MMA的单体，但由于其膨胀而没有表现出均聚糖化，这表明该单体的自由基共聚，而BA通过交替共聚。聚合后，精确地与甲醇合成了MMA和BA的交替共聚，表明它表现出比相应的1：1统计共聚物表现出更高的自我修复特性。该论文总结了这一结果，被Angewandte Chemie杂志接受，并引起了人们对其注意力的关注。