高分子結晶工学に基づく分子設計ならびに高分子構造制御

基于聚合物晶体工程的分子设计与聚合物结构控制

• 批准号: 02J04067
• 负责人: 永浜 定
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J04067/
• 关键词: 高分子構造制御; ジエンモノマー; トポケミカル重合; 結晶構造解析; 立体規則性; シート型ポリマー; 水素結合; 結晶工学; ラダー型ポリマー; ジエンポリマー; 分子間相互作用

1,3-ジエンモノマーのトポケミカル重合に都合のよい分子配列をデザインし、ポリマーの分子量や分子量分布および立体規則性などの一次構造だけでなく、結晶構造の制御も含めたトポロジー的に制御された高分子材料の設計を目指した。まず、重合設計を行なうために、モノマー結晶のX線構造解析の結果より、重合に最適の条件を導き、結晶中での分子間相互作用の影響を調べた。水素結合によるネットワークやCH-π相互作用などの弱い相互作用が分子配列にどのような影響を及ぼしているかの考察を行ない、得られた結果をもとに、分子間相互作用を積極的に利用し、重合に適した分子配列の設計を行ない、二次元や三次元に構造制御されたラダーポリマーやダイヤモンド型ポリマーの構築を試みた。さらに得られたポリマーはこれまでに見られない特性や物性があると期待できることから、キャラクタリゼーションや固相反応機構の考察を試みた。重合に最適な条件を導くことによって、結晶中での分子配列をデザインし、高次元に構造制御されたポリマー合成試みた。まず、2D構造を持つポリマーの構築を行なった。すでに、二官能モノマーであるジソルビン酸ジアンモニウムによるラダーポリマーを得ることに成功していることから、さらにシートポリマーのような2Dポリマーの設計を行なった。反応部にムコン酸を用いリンカー部としてジアミンを用いることによって、多官能なアンモニウム塩モノマーの構造を分子設計し、トポケミカル重合によって二次元に構造制御されたシートポリマーを合成した。また、モノマー分子の分子間相互作用を利用し、結晶中における反応部位のスタッキング様式をデザインした。EZ-ムコン酸誘導体の並進型スタッキングと交互型スッタキングしたモノマー結晶のトポケミカル重合によって、それぞれ、新たな立体規則性ポリマーを合成した。これにより、ムコン酸誘導体の重合によって得られる可能な4種類すべてのポリマーの立体規則性ポリマーを得た。

The molecular weight distribution and stereoregularity of the molecular alignment of the 1,3-D crystal structure are discussed in detail. The results of X-ray structural analysis of crystal, the optimal conditions of coincidence, and the influence of intermolecular interaction in crystallization are discussed. The interaction between water and CH-π is studied in detail, and the results are obtained. The interaction between molecules is actively utilized, and the molecular alignment design is carried out. The structure of two-dimensional and three-dimensional structures is studied. The first step is to investigate the physical properties of the material. The optimum conditions for the alignment of molecules in crystals and high-dimensional structures The 2D structure of the structure is very simple. The design of 2D software can be implemented successfully. The structure of the reaction unit is molecular design, two-dimensional structure control and synthesis. The molecular interaction between the two molecules is utilized, and the reaction site in the crystal is analyzed. EZ-C-acid-inducing compounds are synthesized by the reaction of different types of compounds and by the reaction of different types of compounds. 4 kinds of compound are obtained by combining them.

项目成果

A.Matsumoto et al.: "Reaction Principles and Crystal Structure Design for Topochemical Polymerization of 1,3-Diene Monomers"Angew. Chem. Int. Ed.. 41(14). 2502-2505 (2002)

A.Matsumoto 等：“1,3-二烯单体拓扑化学聚合的反应原理和晶体结构设计”Angew。

S.Nagayam et al.: "Two-Dimensional Polymer Synthesis by Topochemical Polymerization of Alkyenediammonium Muconate as Multifunctional Monomer"J.Polymer.Sci, Part A, Polym.Chem.. (in press). (2004)

S.Nagayam 等人：“通过拓扑化学聚合粘康酸亚烷基二铵作为多官能单体进行二维聚合物合成”J.Polymer.Sci，A 部分，Polym.Chem..（出版中）。

松本章一, 田中敏弘, 永浜定: "トポケミカル重合によるジエンポリマーの立体規則性制御"高分子論文集. 61・4(in press). (2004)

Shoichi Matsumoto、Toshihiro Tanaka、Sada Nagahama：“通过拓扑化学聚合控制二烯聚合物的立构规整性”，《聚合物科学与技术》杂志 61, 4（出版中）。

S.Nagahama et al.: "Two-Dimensional Hydrogen Bond Networks Supported by CH/π Interaction Leading to a Molecular Packing Appropriate for Topochemical Polymerization of 1,3-Diene Monomers"Cryst. Growth Design. 3(2). 247-256 (2003)

S. Nagahama 等人：“由 CH/π 相互作用支持的二维氢键网络导致适合 1,3-二烯单体的拓扑化学聚合”晶体生长设计。 (2003)

K.Sada et al.: "Organic Layered Crystals with Adjustable Interlayer Distances of 1-Naphthylmethyl-ammonium n-Alkanoates and Isomerism of Hydrogen-Bond Networks by Steric Dimenson"J.Am.Chem.Soc.. 126. 1764-1771 (2004)

K.Sada 等人：“有机层状晶体，具有可调节的 1-萘基甲基铵正链烷酸酯的层间距离和空间维度的氢键网络异构现象”J.Am.Chem.Soc.. 126. 1764-1771 (