環状構造を高密度に有する新しい炭素主鎖骨格ポリマーの開発

2025-09-01 愛媛大学

愛媛大学の下元浩晃准教授・井原栄治教授らは、ジアゾ酢酸エステルをモノマーとする独自の重合法により、主鎖炭素上に高密度で環状構造を導入できる新しい炭素主鎖骨格ポリマーを開発した。従来の環化重合では合成可能な構造に制約があったが、本研究では多価アルコールのペンタエリトリトールを原料とする新規モノマー合成法を確立し、多様な環サイズや官能基を持つC1環化ポリマーを実現。さらに熱特性評価により、対応する非環状ポリマーに比べ著しく高いガラス転移温度を示すことが明らかとなった。本成果は、炭素主鎖ポリマーの分子設計に新たな知見を与えるとともに、新規高分子材料の開発に大きく寄与するものである。研究成果は米国化学会誌「Macromolecules」に掲載された。

<関連情報>

ペンタエリトリトールから合成される2官能性ジアゾカルボニル化合物のC1環化重合 C1 Cyclopolymerization of Bis(diazocarbonyl) Compounds Derived from Pentaerythritol

Hiroaki Shimomoto,Makoto Ishimoto,Tomomichi Itoh,and Eiji Ihara
Macromolecules  Published: June 25, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c00704

Abstract

環状構造を高密度に有する新しい炭素主鎖骨格ポリマーの開発

C1 cyclopolymerization of a series of bis(diazocarbonyl) compounds derived from pentaerythritol [C(CH2OH)4] is described, where two of the OH groups of the tetraol were converted to diazoacetate-containing substituents with or without spacers, and the remaining two OH groups were benzylated or silylated to exert the Thorpe–Ingold effect for the effective cyclization. The cyclopolymerization successfully afforded a new type of cyclopolymer bearing a 9-, 15-, 17-, or 19-membered ring as a repeating unit depending on the spacer structure. For the 19-membered ring formation during the propagation, the two urethane linkages incorporated as spacers were responsible for the effective cyclization, as previously demonstrated for 19-membered-ring-forming cyclopolymerization of divinyl compounds with the urethane linkages. Differential scanning calorimetry analyses revealed that glass transition temperature (Tg) values of the cyclopolymers were 59–68 °C higher than those of their open-chain polymer counterparts.

0504高分子製品
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