山子茂 化学研究所教授らの研究グループは、三次元構造の制御された「多分岐構造ポリマー」の実用的合成に世界で初めて成功しました。
本研究成果は、2017年11月30日午後7時に英国の科学誌「Nature Communications」に掲載されました。
研究者からのコメント
山子教授
ラジカル重合は合成ポリマーの约4～5割を产出する产业的に重要なポリマー材料创製法です。多分岐ポリマーの构造を制御することで様々な机能の向上が见込まれます。今回の成果は、ラジカル重合を用いた机能性ポリマー材料开発研究へ大きな波及効果が期待されます。
概要
树状に枝分かれした多分岐ポリマーは、通常用いられる线状のポリマーと异なる様々な特徴を持ちます。特に、抵抗が小さく粘度が低い点や、様々な原子に置き换えられるポリマーの末端部分を多く持つという特徴を持つことから、粘度调节剤、润滑剤、触媒、薬品输送システムなど、多くの応用分野ですでに利用されています。しかし、製品で用いられている多分岐构造ポリマーは分子量、分子量のばらつき、分岐数、分岐间隔といった叁次元（3顿）构造が制御されていません。そもそもこれらの要素を制御した多分岐ポリマーの简単な合成法が见つかっておらず、世界中で研究が进められています。
中には3顿构造の制御された多分岐ポリマーもありますが、合成に手间がかかるため大量に入手するのは困难です。一方、1回の合成で多分岐ポリマーを合成する方法もこれまでに知られていますが、3顿构造までは十分に制御できていませんでした。
そこで本研究グループは、新しく化学合成の材料となるモノマー分子（ポリマーを合成する际の基质）を开発しました。有机テルル重合制御剤を用いて、このモノマーとアクリル酸エステルをリビングラジカル（ラジカル重合において成长末端が重合の间中、常に活性である重合法）により重合することで、3顿构造の制御された枝状の分岐构造を持つ多分岐ポリマーの合成に成功しました。有机テルル重合制御剤、新モノマー、アクリル酸エステルの量比を変えることで、分子量のばらつきが少ない状态を保ったまま分子量、分岐数、分岐间隔を自在に変えることができます。さらに、様々な官能基を持つアクリレートを利用できることや、成长末端を変换できることも明らかにしました。
図：新しいモノマーを用いた多分岐ポリマーの制御合成。反応が进むにつれ、木のように枝分かれした构造をつくる。
书誌情报
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Yangtian Lu, Takashi Nemoto, Masatoshi Tosaka & Shigeru Yamago (2017). Synthesis of structurally controlled hyperbranched polymers using a monomer having hierarchical reactivity. Nature Communications, 8, 1863.
- 朝日新聞（12月21日 20面）および日刊工業新聞（12月1日 23面）に掲載されました。
