２次元ポリマーの精密合成法の開発

二维聚合物精密合成方法开发

• 批准号: 15F15341
• 负责人: 相田 卓三
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15341/
• 关键词: ポリマー

本研究では１次元高分子を適切に折りたたむことで、サイズの制御された２次元高分子に変換することを目標としています。そのため、(1)２次元構造に適切に折りたたまれる１次元高分子の設計・合成、ならびに(2)その１次元高分子の精密合成が必要となります。Ji氏はまず本研究目的に適した１次元高分子の設計を行い、最終的には合成の容易さも考慮し、２種類の主鎖構造が異なる高分子をターゲットとして選定しました。約一ヶ月の期間を要し、２つのうち一方の高分子のモノマーの合成を完了し、その重合条件を検討した結果、重合度50–100前後のポリマーの合成に成功しました。しかしながら、用いた重合方法は逐次重合機構に基づく重合であり、得られたポリマーの多分散度は非常に大きく、長さはバラバラです。そこで、サイズ排除クロマトグラフィー法による分取精製を試みました。クロロホルムを展開溶媒とし流速、ならびに用いるカラムを検討することで、最終的にポリスチレンをスタンダードに多分散度が1.5前後に抑えたポリマー溶液の調整に成功しました。次のステップとして現在は、この高分子が溶液中、2次元構造に折りたたまれるかを、溶媒・温度・ならびに添加物による効果を検討している段階です。具体的には、得られたポリマー溶液を動的光散乱法（DLS）で、排除体積が小さくなる条件の探索をしています。また、もう一つ重溶媒利用できる溶媒組成であれば、DOSY NMRによる拡散係数の変化を、ポリマーの折りたたみ（折りたたまれるほど拡散係数が大きくなる）を追跡するのに用いるべく、条件検討を開始し始めました。

这项研究旨在通过正确折叠来将一维聚合物转换为具有控制尺寸的二维聚合物。因此，（1）需要适当折叠成二维结构的一维聚合物的设计和合成，以及（2）需要这些一维聚合物的精确合成。 JI首先设计了适合此研究目的的一维聚合物，并最终选择了两种不同的聚合物，将不同的主链结构作为靶标，考虑到易于合成。完成了两个聚合物单体之一的合成大约一个月，并且在检查了聚合条件之后，我们成功合成了一个聚合度约为50-100的聚合物。但是，所使用的聚合方法基于顺序聚合机制，所获得的聚合物的多分散性非常大，长度不同。因此，我们尝试使用尺寸排除色谱法进行准备和纯化。通过检查使用氯仿作为发育溶剂的流速和色谱柱，我们最终能够实现标准聚合物溶液，该溶液的多分散性约为1.5。目前正在考虑下一步，以确定该聚合物是否将折叠成溶液中的二维结构，以及溶剂，温度和添加剂的影响。具体而言，搜索获得的聚合物溶液以发现使用动态光散射（DLS）减少排除体积的条件。此外，如果溶剂组合物是另一个高度溶剂的溶剂，我们已经开始检查条件，以使用DOSY NMR通过DOSY NMR进行扩散系数的变化来跟踪聚合物的折叠（扩散系数越高，折叠越多）。