Synthesis of polysaccharide-based block copolymers via olefin metathesis and evaluation of their physical properties

烯烃复分解多糖基嵌段共聚物的合成及其物理性能评价

基本信息

批准号：
19KK0163
负责人：
上高原浩
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-10-07 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

石油由来ポリマーを代替し得る生分解性の天然多糖をベースとする機能性材料の開発を目指し、オレフィンメタセシスを鍵反応とした多糖系ブロックコポリマーの合成とその物性評価について、共同研究先のアメリカ合衆国 VirginiaTech、Kevin J. Edgar教授とZoomによるオンライン会議ならびにメールを介したディスカッションを複数回行うとともに、日本側研究者（研究分担者の杉村和紀助教および当該研究テーマを担当する大学院生）の渡米と長期研究滞在を遂行した。昨年度までに出発試料として選定したセルロースアセテートCA（工業的に重要な汎用エステル誘導体）と、エチルセルロースEC（濃厚溶液中でコレステリック液晶を形成するエーテル誘導体）について、オレフィンメタセシス反応に向けた末端機能化とブロック化反応を行った。具体的には、セロビオース誘導体をモデル化合物に用いて還元末端へのオレフィン含有基の導入とクロスメタセシス反応を行い、異種セロビオース誘導体の選択的連結を可能にする、オレフィン構造の組合せを明らかにした。さらに、セルロース誘導体-block-ビニルポリマー共重合体に関して、CAの末端ブロモ化と続くグルコシド化反応による還元末端へのオレフィン含有基の導入を行い、多糖鎖ブロックセグメントの調達ルートを検討し得た。並行して、Virginia Tech訪問にて、医薬品・化粧品として利用されるデキストラン（α-1,6-グルカン）末端へのオレフィン含有基の導入、ならびにゲル化剤・増粘剤として利用されるカードラン（β-1,3-グルカン）の高メチル化と還元末端へのオレフィン含有基の導入に関する実験ノウハウを取得した。

The company aims to develop functional materials based on biodegradable natural polysaccharides that can replace petroleum-derived polymers, and conducted multiple online meetings and email discussions with its collaborative researcher VirginiaTech and Professor Kevin J. Edgar from the United States, who are collaborative researchers, including VirginiaTech and Professor Kevin J. Edgar, via Zoom, and multiple discussions via email, and Japanese researchers (assistant professor Sugimura负责研究主题的研究人员和研究生Kazuki去了美国，并进行了长期研究。对醋酸纤维素CA（一种具有工业重要的通用酯衍生物）和乙基纤维素EC（一种在浓缩溶液中形成胆固醇液体晶体的乙醚衍生物）进行了终端官能化和阻塞反应，这些反应被选为浓度液晶体的乙醚衍生物。具体而言，将纤维酶衍生物用作模型化合物，以将含烯烃的基团引入还原末端，并进行了交叉 - 术反应，以揭示烯烃结构的组合，这些结构允许选择性链接异源性核糖衍生物。此外，关于纤维素衍生物 - 乙烯基聚合物共聚物，将含烯烃的组引入含烯烃的基团以CA的终末溴化为降低，然后进行葡萄糖化反应，然后研究多糖链片段的采购途径。 In parallel, we obtained experimental know-how on introducing olefin-containing groups to the terminal of dextran (α-1,6-glucan), which is used as pharmaceuticals and cosmetics, as well as the hypermethylation of curdran (β-1,3-glucan), which is used as a gelling agent and thickener, and the introduction of olefin-containing groups to the reduced end of the Curdran（β-1,3-葡聚糖），用作胶凝剂和增稠剂。