低極性有機溶媒中で機能する触媒担持刺激応答性高分子の創製

创建在低极性有机溶剂中起作用的催化剂支持的刺激响应聚合物

• 批准号: 12J02093
• 负责人: 雨森 翔悟
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02093/
• 关键词: 温度応答性; 下限臨界共溶温度; 上限臨界共溶温変; 刺激応答性; 超分子; 電荷移動相互作用; ドナー; アクセプター; 上限臨界共溶温度

本研究の目的はトルエンやアセトン、ジクロロエタン等の有機溶媒中で機能する触媒担持刺激応答性高分子の開発である。これは温度などの外部環境の変化に応答して高分子の溶解性が劇的に変化する刺激応答性を利用し、触媒の活性の制御、触媒の簡便な回収を有機溶媒中で行うものである。これまでの刺激応答性、特に温度に応答する温度応答性は水溶液中での議論に限られてきた。そこで上記の目的を達成するためには、有機溶媒中における温度応答性高分子の開発、また低分子存在下の高分子の溶解挙動について評価する必要がある。本研究では前年度に、尿素官能基を有する高分子に様々な水素結合性の低分子を添加し、高分子-低分子間の水素結合を温度で制御することによって有機溶媒中自在に温度応答性を誘起することに成功しており、触媒担持刺激応答性高分子の開発の新たな設計指針を示した。しかしながら、水素結合は高分子-低分子間と低分子-低分子間の両方が混在しており、高分子と低分子間の相互作用と温度応答性の関係について定量的に評価することは困難であった。そこで本年度はピレン部位を有する高分子と各種アクセプター低分子を用い、高分子-低分子間の電荷移動相互作用を用いることで温度応答性を誘起し、電荷移動錯体に特徴的な吸収スペクトルを利用することで高分子-低分子間の電荷移動相互作用について定量的に評価を行った。結果として、高分子と低分子間の会合の割合が高分子の溶解性を決定づけており、その会合体の割合が温度によって変化することで温度応答性が発現することが判明した。また、低分子の構造中のアクセプター部位の数を変化させることで発現する温度応答性を制御することにも成功した。

The purpose of this study is to develop functional catalyst-supported responsive polymers in organic solvents such as organic solvents. This is due to the change of temperature and external environment, the change of solubility of polymers, the use of stimulants, the control of catalyst activity, the simple recovery of catalysts and the operation of organic solvents. This is a response to stimulation, temperature, temperature, and water solutions. To achieve the above objectives, it is necessary to develop temperature-responsive polymers in organic solvents and to evaluate the solubility of polymers in the presence of low molecules. In the past year, this study has successfully demonstrated new design guidelines for the development of polymer with high water binding properties by adding urea functional groups to polymers, controlling the temperature of water binding between polymers and low molecules, and inducing temperature sensitivity in organic solvents. It is difficult to quantitatively evaluate the interaction between polymers and low molecules and the relationship between low molecules and low molecules. This year, the use of polymer and low molecular charge transfer interaction, the induction of temperature responsivity, the characteristic absorption of charge transfer errors, and the quantitative evaluation of charge transfer interaction between polymer and low molecular charge transfer interaction were studied. As a result, it was found that the solubility of polymers was determined by the cleavage of polymers and low molecules, and the temperature of cleavage of polymers was determined by the reaction temperature. The number of active sites in the structure of the low molecular weight polymer has been reduced to 100%, and the temperature response has been successfully controlled.

项目成果

Fundamental Molecular Design for Precise Control of Thermoresponsiveness of Organic Polymers by Using Ternary Systems

• DOI: 10.1021/ja301688u
• 发表时间: 2012-05-23
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Amemori, Shogo;Kokado, Kenta;Sada, Kazuki
• 通讯作者: Sada, Kazuki

多点型アクセプター分子とピレン部位を有する高分子による特異な温度応答性の発現

具有多点受体分子和芘部分的聚合物表达独特的温度响应性

• 发表时间: 2014
• 作者: K. Ichikawa;C. Packham;C. Ramos Almeida;A. Asensio Ramos;A. Alonso-Herrero;O. Gonzalez-Martin;E. Lopez-Rodriguez;Y. Ueda;T. Diaz-Santos;M. Elitzur;S. Hoenig;M. Imanishi;N. A. Levenson;R. E. Mason;E. S. Perlman;C. D. Alsip;雨森翔悟;雨森翔悟・小門憲太・佐田和己
• 通讯作者: 雨森翔悟・小門憲太・佐田和己

Polymer Phase-Transition Behavior Driven by a Charge-Transfer Interaction

• DOI: 10.1002/anie.201210261
• 发表时间: 2013-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Amemori, Shogo;Kokado, Kenta;Sada, Kazuki
• 通讯作者: Sada, Kazuki

低分子の分子認識を利用した温度応答性ゲルの分子設計

利用小分子的分子识别进行温度响应凝胶的分子设计

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Ichikawa;C. Packham;C. Ramos Almeida;A. Asensio Ramos;A. Alonso-Herrero;O. Gonzalez-Martin;E. Lopez-Rodriguez;Y. Ueda;T. Diaz-Santos;M. Elitzur;S. Hoenig;M. Imanishi;N. A. Levenson;R. E. Mason;E. S. Perlman;C. D. Alsip;雨森翔悟;雨森翔悟・小門憲太・佐田和己;雨森翔悟・Gharib Desi Hamed・小門憲太・佐田和己
• 通讯作者: 雨森翔悟・Gharib Desi Hamed・小門憲太・佐田和己

高分子と低分子間の超分子形成を利用したLCST型温度応答性の分子設計

利用聚合物和小分子之间的超分子形成进行 LCST 型温度响应分子设计

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Ichikawa;M. Imanishi;Y. Ueda;T. Nakagawa;M. Shirahata;H. Kaneda;S. Oyabu;雨森翔悟
• 通讯作者: 雨森翔悟