環状高分子が示す特異的物性の追究

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本研究は、環状高分子が示す特異的物性の追究を目的としている。環状高分子は、直鎖状高分子とは異なり、鎖の末端がないことに由来する特徴的な物性を示す材料である。環状トポロジーによって鎖の末端の反応や相互作用が防がれ、高分子の特性は大きく変化するため、材料応用への関心は高まっている。過去にポリエチレングリコールを環化し、環状高分子の新規機能を明らかとした。この環状高分子のさらなる機能化を目的として、主鎖の立体規則性に注目し、ホモキラルな環状のポリプロピレングリコール(poly(propylene glycol), PPG)の合成を行った。また、環状高分子の特異的な物性の中でも結晶化は、複数の文献において異なる傾向の結果が報告されており、すべての環状高分子のトポロジー効果を包括的に解釈できていない。さらに、高分子の結晶性において詳細な環状トポロジーの効果と立体規則性の効果を比較した報告例は限定的であり、それぞれの特徴の結晶性に対する競合的な効果を解明することは、材料としての応用を目指す上で重要である。本研究では、環状atactic PPG (at-PPG)と、キラルなモノマーを使用して環状isotactic PPG (it-PPG)を合成に成功した。これらの高分子について示差走査熱量測定(DSC)、Ｘ線散乱測定、偏光顕微鏡観察(POM)を通じて評価し、主に結晶性におけるトポロジーと立体規則性の効果を明らかにした。また、プロピレングリコールを開始剤とした直鎖および環状it-PPGの合成を達成し1H NMR、SECおよびMALDI-TOF MSを用いて合成確認を行い、13C NMRから立体規則性が高度に制御されたことを確認した。