分解性を有する炭素主鎖骨格ポリマーの開発

2026-07-17 愛媛大学

愛媛大学の研究グループは、炭素―炭素(C–C)結合を主鎖とするため通常は分解しにくいポリマーに、アルコキシカルボニルメチレン(ACM)ユニットを導入することで、塩基処理により主鎖を切断できる新たな分子設計法を開発した。まず、ポリ(アルコキシカルボニルメチレン)が汎用塩基であるtert-ブトキシカリウム存在下で効率よく低分子化することを確認し、このACMユニットを分解誘起部位としてポリスチレン(PS)やポリメタクリル酸メチル(PMMA)の主鎖へ導入したところ、通常は分解しない条件でも分子量が大幅に低下することを実証した。さらに、ACMユニットの導入後も熱安定性やガラス転移温度を維持または向上できる材料もあり、実用性能と分解性の両立が可能であることを示した。本成果は、使用時には高い耐久性を維持し、廃棄時には選択的に分解できる資源循環型プラスチックの開発に向けた新たな材料設計指針となることが期待される。

分解性を有する炭素主鎖骨格ポリマーの開発
炭素主鎖骨格ポリマーの合成と分解

<関連情報>

アルコキシカルボニルメチレンユニットを有する炭素主鎖骨格ポリマーの塩基による分解反応 Base-Mediated Degradation of Carbon–Carbon Main Chain Polymers Bearing Alkoxycarbonylmethylene Repeating Units

Hiroaki ShimomotoTsubasa Deguchi,Tomomichi Itoh,and Eiji Ihara
Macromolecules  Published: May 4, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.6c00248

Abstract

The base-mediated degradation behavior of carbon–carbon (C–C) main chain polymers containing alkoxycarbonylmethylene (ACM) repeating units is described. By the reaction with potassium tert-butoxide (t-BuOK, 0.1 equiv with respect to the ACM repeating unit), poly(alkoxycarbonylmethylene)s (PACMs), which were prepared by Pd-initiated C1 polymerization of alkyl diazoacetates, were found to be effectively degraded into oligomers via abstraction of main chain methine protons followed by retro-Michael addition from the generated enolate species. In addition, polystyrene (PSt) and poly(methyl methacrylate) (PMMA)-based C–C main chain polymers having ACM repeating units, which were synthesized by radical copolymerization of styrene or methyl methacrylate with dialkyl fumarate (DRF) or alkyl acrylate, were also found to be degraded by the reaction with t-BuOK. Some base-degradable ACM-containing copolymers exhibited improved thermophysical properties compared to the corresponding vinyl homopolymers (PSt and PMMA).

0504高分子製品
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