芳香族アミンの酵素重合とポリマーの磁気的性質

芳香胺的酶促聚合及聚合物的磁性能

基本信息

批准号：
10875187
负责人：
木瀬秀夫
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

窒素などのヘテロ原子で連結された芳香族環を有するポリマーは、その酸化によって不対電子が生成し、その分子内配置がOvchinnikov則を満たすとき磁性の発現が期待される。このような新規の有機磁性材料の合成を目的として、西洋わさび由来のペルオキシダーゼを触媒として、過酸化水素を酸化剤に用いてフェニレンジアミン類の酸化重合を水/1,4-ジオキサンの混合溶媒系で行った。各種の反応条件の効果を検討した結果、ポリマー収率は溶媒組成に強く依存し、ジオキサン濃度が15-30%で80%以上の収率を得た。円二色性スペクトルの測定から、溶媒組成による収率の変化は、主に高次構造の変化による酵素活性の変化に起因すると考えられる。重合中または重合後に反応溶液をステンレススチールと接触させると、微量の鉄およびニッケルがポリマー中に包含された。これらのポリマーについて超伝導量子干渉計(SQUID)による磁気測定を行った。m-フェニレンジアミンからのポリマーの磁化―磁場曲線は300-800KでS字型となるが残留磁化および保磁力を示さず、軟強磁性的挙動を示した。o-およびp-フェニレンジアミンからのポリマーも同様の挙動を示したが、飽和磁化の値はm-フェニレンジアミンポリマーより低下した。これらの結果から、フェニレンジアミンポリマーは微量の鉄またはニッケルと錯体を形成し、軟強磁性材料となり得る事が示された。

与杂原子连接的芳族环（如氮）相关的聚合物，预计将在氧化后产生未配对的电子，并且当其分子内构型满足Ovchinnikov规则时，预计将表达磁性。为了综合这种新型有机磁性材料，使用玉米粉作为催化剂和过氧化氢衍生的过氧化物酶在水/1,4-二烷的混合溶剂系统中使用氧化剂进行了氧化剂。由于检查了各种反应条件的影响，聚合物的产量很大程度上取决于溶剂的组成，而二恶英浓度为15-30％，产量为80％或更多。从测量圆形二色性光谱，可以认为由于溶剂成分引起的产率的变化主要是由于酶活性的变化，这是由于高阶构象的变化而引起的。当聚合过程中或之后，将反应溶液与不锈钢接触时，聚合物中包含铁和镍的痕迹。使用超导量子干涉仪（Squid）对这些聚合物进行磁测量。来自M-苯基二胺的聚合物的磁化 - 磁场曲线在300-800K处S形，但没有显示残留磁力或强制性，并显示出软铁磁行为。来自O-和p-苯基二胺的聚合物的表现相似，但饱和磁化值降低了比M-苯基二胺聚合物的聚合物。这些结果表明，苯二胺聚合物与痕量的铁或镍形成复合物，并且可以是软铁磁材料。