Precise Syntheses of Cyclic Polymers via Rational Molecular Design and Elucidation of the Physical Properties

通过合理的分子设计精确合成环状聚合物并阐明物理性质

基本信息

批准号：
22KJ1672
负责人：
窪田博之
金额：
$ 1.41万
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：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

当特別研究員は，環状ポリビニルアルコールの合成を目指し，紫外光（UV）照射によって側鎖の水酸基化が可能なオルトニトロべンジルビニルエーテル（oNBnVE）を独自に設計，合成した。本モノマーはリビングカチオン重合が可能であったが，得られたポリマーへのUV照射による側鎖の水酸基化は現状75%程度にとどまっており，定量的な側鎖変換には至らなかった。しかし，このオルトニトロベンジル（oNBn）基の光変換反応をポリマーの光分解のトリガーとして用いるという着想に至り，oNBnVEとベンズアルデヒド誘導体であるパラトルアルデヒド（pMeBzA）の交互カチオン共重合へと展開した。共重合はリビング的に進行し，両モノマーが等速で消費され，主鎖にアセタール結合を含む交互ポリマーが生成したことをNMR測定などにより確認した。得られたポリマーは室内光や熱に対しては十分安定でありながら，UVを照射することでオリゴマーを含む低分子への迅速な分解が可能であった。この光分解は溶液中だけでなくバルク状態（フレーク状や薄膜）でも可能であった。さらに，この光分解性交互セグメントと非光分解性交互セグメントからなるブロックポリマーを合成し，前者のみを選択的に光分解することが可能であることも示した。本研究成果をまとめた論文は化学分野全体において権威ある雑誌である”Angewandte Chemie International Edition”に発表し，国内外の学会においても3件の発表を行った。

该课题组针对环状聚乙烯醇的合成，自主设计合成了邻硝基苄基乙烯基醚（oNBnVE），其侧链可在紫外光（UV）照射下羟基化。虽然该单体能够进行活性阳离子聚合，但目前所得聚合物经紫外线照射的侧链羟基化率仅为75%左右，未能实现定量的侧链转化。然而，他们提出了利用这种邻硝基苯甲基（oNBn）基团的光转化反应作为聚合物光降解的触发剂的想法，并发展了oNBnVE和对托醛（pMeBzA）（一种苯甲醛）的交替阳离子共聚的想法衍生物。通过NMR测量证实，共聚以活性方式进行，并且两种单体以相同的速率消耗，产生主链中含有缩醛键的交替聚合物。所得聚合物对室内光和热足够稳定，但在紫外线照射下可以快速分解成包括低聚物在内的低分子。这种光分解不仅可以在溶液中进行，而且可以在块体（薄片形式或薄膜）中进行。此外，我们合成了由可光降解交替链段和不可光降解交替链段组成的嵌段聚合物，并表明可以选择性地仅光降解前者。总结该研究成果的论文发表在整个化学领域的权威期刊《Angewandte Chemie国际版》上，并在国内外学术会议上做了3次报告。