環境低負荷触媒による生分解性脂肪族ポリエステルの実践的合成法の開発

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本研究の目的は、カルボン酸アルカリ金属塩を用いた環状エステルの開環重合法を確立し、実践的な生分解性高分子材料の合成へと展開することである。前年度には、カルボン酸アルカリ金属塩を用いた各種環状エステル類の開環重合法の学術的体系化を図った。本年度は前年度の触媒スクリーニングの知見に基づき、カルボキシレートとアンモニウムカチオンを構造中に併せ持つ天然由来化合物であるトリメチルグリシンを触媒に用い、脂肪族ポリエステル類をより環境低負荷に合成する手法の開発に挑んだ。トリメチルグリシン (TMG) を触媒に用い、各種環状エステル類の重合を行った結果、環状エステルであるL-ラクチドや、環状カーボネートであるトリメチレンカーボネート (TMC) の重合が進行することが明らかとなった。なかでも、TMG は TMC の開環重合に特に有効であり、生成したポリマーの構造を 1H NMR、SEC および MALDI-TOF MS 測定により解析したところ、構造の明確なポリトリメチレンカーボネート (PTMC) が得られていることが明らかとなった。また、動力学的解析およびポスト重合の結果より、本重合系はリビング的に進行していることが明らかとなった。また、本重合系の応用として、種々のアルコールを開始剤に用いることで、末端に官能基を有する PTMC や、星型構造を有する PTMC の精密合成が可能であった。さらに、重合開始点を二つ有する開始剤を用いた TMC の重合と、ジイソシアネートとの重付加反応を同一系内で連続的に行うことで、生分解性ポリウレタンのワンポット合成法へと展開した。