浸透圧を活用した半透膜中での高速ミセル脱水重縮合

利用渗透压在半透膜中进行高速胶束脱水缩聚

• 批准号: 16750095
• 负责人: 高須 昭則
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750095/
• 关键词: 水中脱水重縮; エマルション; トリスドデシル硫酸スカンジウム; p-ドデシルベンゼンスルホン酸; ジオール; ジカルボン酸; 1,9-ノナンジオール(1,9-ND); ドデカン二酸(DDA)

本研究では、細胞膜が原形質(コロイド系)の水分量を巧みに調節する生命現象(浸透調節)に着目し、半透膜を用いた高速脱水重縮合システムの構築を試みた(高速化の駆動力として浸透圧を活用する世界で初めての試み)。まずはエマルション界面を活用した脱水操作の必要のない脱水重縮合法を確立し、その上で浸透圧と脱水重縮合挙動の相関を調べた。まず、界面活性剤一体型触媒としてp-ドデシルベンゼンスルホン酸(DBSA)およびトリスドデシル硫酸スカンジウム[Sc(DS)_3]を用いて水中で重縮合を行った。各種ジカルボン酸とジオールを用いて80℃で48時間重合を行った([Diol]_0=[Dicarboxylic Acid]_0=1.1M)。16wt%のDBSAを用いて重縮合を行った結果、セバシン酸(SeA)と1,9-ノナンジオール(1,9-ND)および1,10-デカンジオール(1,10-DD)の水中脱水重縮合では、重量平均分子量(M_w)が7600および4100ポリエステルが合成できた(収率:99%)。ドデカン二酸(DDA)と1,9-NDでは、M_wが10100(M_w/M_n=2.0)のポリエステル得られ、その重合速度がモノマーの組み合わせに依存していることがわかると同時に、水中脱水重縮合でM_wが1万以上のポリエステルが合成できた初めての例となった。同量のSc(DS)_3を用いてDDAと1,9-NDの重縮合を行った場合もM_w 4000のポリエステルが得られ、ルイス酸型の触媒も有効であることがわかった。浸透圧の効果を調べるため、DDAと1,9-NDから得られたポリエステル(M_w=3800)エマルションを透析膜中に入れ、飽和食塩水中で80℃、5時間重縮合を行った。透析膜は収縮し浸透圧が働いていることは確認できたが、SEC測定により求めたMwにはほとんど変化が見られなかった(M_w=3300)。触媒濃度を変えて実験を行ったが、浸透圧による脱水の効果が重縮合に影響を与えている様子は確認できなかった。本研究で得られた基礎的な知見をもとに、条件の最適化を行うことで新たな脱水重縮合システムの確立を引き続き検討する。

本研究中，我们着眼于细胞膜巧妙调节原生质（胶体系统）含水量的生物现象（渗透压调节），尝试构建利用半透膜（高速）的高速脱水缩聚系统。首次尝试利用渗透压作为驱动力）。首先，我们建立了一种利用乳液界面且不需要脱水操作的脱水缩聚方法，然后研究了渗透压与脱水缩聚行为之间的相关性。首先，使用对十二烷基苯磺酸（DBSA）和三十二烷基硫酸钪[Sc(DS)_3]作为表面活性剂集成催化剂在水中进行缩聚。使用各种二羧酸和二醇([二醇]_0=[二羧酸]_0=1.1M)在80℃下进行聚合48小时。使用 16 wt% DBSA 进行缩聚，癸二酸 (SeA)、1,9-壬二醇 (1,9-ND) 和 1,10-癸二醇 (1,10-DD) 进行水下脱水，通过缩聚，得到具有合成重均分子量(M_w)为7600和4100(产率：99％)。用十二烷二酸（DDA）和1,9-ND，得到了M_w为10100（M_w/M_n=2.0）的聚酯，并且清楚地表明聚合速率取决于单体的组合，这是首次发现。通过缩合合成了M_w为10,000以上的聚酯。当使用等量的Sc(DS)_3进行DDA和1,9-ND的缩聚时，得到M_w为4000的聚酯，表明路易斯酸型催化剂也是有效的。为了研究渗透压的影响，将由DDA和1,9-ND获得的聚酯乳液(M_w=3800)置于透析膜中，并在80℃的饱和盐水中缩聚5小时。虽然确认透析膜收缩且渗透压发挥作用，但通过SEC测量测定的Mw几乎没有变化(M_w=3300)。尽管使用不同的催化剂浓度进行了实验，但无法证实渗透压引起的脱水效应影响缩聚。基于本研究获得的基础知识，我们将继续考虑通过优化条件建立新的脱水缩聚体系。

项目成果

Morphology and Biodegradability of Poly(ε-caprolactone)/Poly(vinyl alcohol) Block Copolymers

聚(ε-己内酯)/聚(乙烯醇)嵌段共聚物的形态和生物降解性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Polymer Journal 36・9
• 作者: 高須 昭則;他4名
• 通讯作者: 他4名

Accelerated biodegradation of poly(vinyl alcohol) by glycosidations of the hydroxyl groups or addition of sugars

• DOI: 10.1021/bm034527q
• 发表时间: 2004-05-01
• 期刊: BIOMACROMOLECULES
• 影响因子: 6.2
• 作者: Takasu, A;Takada, M;Kinoshita, T
• 通讯作者: Kinoshita, T

Asymmetric Epoxidation of α-Olefins Having Neighboring Sugar Chiral Templates and Alternating Copolymerization with Dicarboxylic Anhydrides

具有邻近糖手性模板的α-烯烃的不对称环氧化及其与二酸酐的交替共聚

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biomacromolecules 6・3(in press)
• 作者: 高須 昭則;他4名
• 通讯作者: 他4名

Facile Fabrication Method for p/n-Type and Ambipolar Transport Polyphenylenevinylene-Based Thin-Film Field-Effect Transistors by Blending C_<60> Fullerre

通过混合 C_<60> Fullerre 轻松制造 p/n 型和双极输运聚苯乙烯撑薄膜场效应晶体管

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied Physics Letters 86・5
• 作者: 高須 昭則;他4名
• 通讯作者: 他4名

Room-Temperature Direct Dehydration Polycondensation of Functional Monomers Catalyzed by Reusable Lewis Acid

可重复使用的路易斯酸催化功能单体的室温直接脱水缩聚

• 发表时间: 2005
• 期刊: The 8^<th> SPSJ International Polymer Conference Preprint 8
• 作者: M.Kimura;A.Ezoe;M.Mori;Y.Tamaru;M.Kimura;M.Kimura;M.Shimizu;M.Kimura;M.Kimura;R.Mukai;Yoshinao Tamaru;高須昭則(他2名);高須昭則(他3名);高須昭則(他2名);高須昭則(他3名);高須昭則(他3名)
• 通讯作者: 高須昭則(他3名)