ポリビニルアルコールの多重構造制御 ~ホウ素を持つモノマーの分子設計により実現~

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2025-04-05 京都大学,科学技術振興機構

京都大学大学院工学研究科の研究チームは、ホウ素を含むモノマーの分子設計を通じて、ポリビニルアルコール(PVA)の一次構造を多重に制御する新しい合成手法を開発しました。PVAは医療材料や接着剤など多用途に利用されており、その分解性からも注目されています。研究では、ホウ素を持つモノマーを用いた立体規則性の制御と、重合後のホウ素側鎖の水酸基への変換により、立体規則性が制御されたPVAの合成に成功しました。さらに、分子内連鎖移動による分岐生成の抑制、分子量の制御、異種ポリマーとのブロックコポリマー化も実現し、これらのPVAは特徴的な結晶性を示しました。この成果は、PVAのさらなる高機能化や用途拡大に寄与することが期待されます。

<関連情報>

立体特異的制御ラジカル重合とそれに続く側鎖置換によるポリ(ビニルアルコール)の包括的構造制御のためのビニルボロンモノマーの設計 Design of Vinylboron Monomers for the Comprehensive Structural Control of Poly(vinyl alcohol)s via Stereospecific Controlled Radical Polymerization and Subsequent Side-Chain Replacement

Hiroshi Suzuki,Tsuyoshi Nishikawa.Makoto Ouchi
Journal of the American Chemical Society  Published: April 4, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.5c00336

Abstract

ポリビニルアルコールの多重構造制御 ~ホウ素を持つモノマーの分子設計により実現~

A series of vinylboron monomers was designed, wherein the boron atom is protected by N-alkyl-substituted anthranilamide moieties, in order to prepare poly(vinyl alcohol) (PVA) polymers via stereospecific RAFT polymerization and subsequent oxidation of the pendant boron groups with comprehensive control over primary structural factors, i.e., branching structure, molecular weight, tacticity, and block sequencing with other monomers. In contrast to vinylboron monomers that are protected by nonsubstituted anthranilamide moieties, those protected with N-alkyl-substituted anthranilamide moieties allowed suppressing backbiting reactions during the radical polymerization, thus enabling the generation of linear PVAs. In particular, when relatively bulky substituents such as isobutyl and neopentyl groups were installed on the anthranilamide protecting group, the polymerization proceeded in an isospecific fashion through helical conformation, yielding isotactic PVAs. Stereoblock PVAs and a vinyl alcohol–acrylamide block copolymer were also synthesized via RAFT polymerization, and the thermal properties specific to tacticity, e.g., dual melting behavior affected by the two segments, were observed.

0504高分子製品
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