愛媛大学大学院理工学研究科下元浩晃准教授および井原栄治教授らの研究グループは、ジアゾ酢酸エステルと呼ばれる化合物をモノマーとする重合によって、新しいタイプの炭素主鎖骨格ポリマーが合成可能であることを世界に先駆けて報告しています。この重合法では、すべての主鎖炭素上に官能基を導入することができるため、生成ポリマーは、汎用樹脂をはじめとする一般的な炭素主鎖骨格ポリマーと比べて官能基が集積した構造をとります。以前、1分子中に2つの重合部位を有する2官能性ジアゾ酢酸エステルをモノマーとして用い、環化重合（主鎖に環状構造を形成しながら進行する付加重合）を行うことで、多数の環状構造を高密度に有するポリマー（C1環化ポリマー）の開発に成功していましたが、合成可能なポリマー構造に制約がありました。

本研究では、これらの制限を取り除くべく、新しいモノマー合成法の開発を検討しました。その結果、多価アルコールの1つである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の開発に成功し、得られた種々のモノマーを環化重合させることで、多様な環サイズや官能基を有する新しいC1環化ポリマーの合成に成功しました。さらに、得られた一連のC1環化ポリマーの特徴的な熱特性についても明らかにしました。本成果は、炭素主鎖骨格ポリマーの分子設計に関して新たな知見を与えるとともに、新しいポリマー材料設計への応用を期待させるものです。 この研究成果の詳細は、アメリカ化学会発行のMacromolecules誌電子版へ2025年6月25日に掲載されました。

研究成果のポイント

• 当研究グループが開発した独自の高分子合成技術を用い、新しいタイプの炭素主鎖骨格ポリマーの合成に成功した。
• 今回合成に成功したポリマーは、主鎖骨格まわりに多数の環状構造を高密度に有しており、既存の高分子合成法では合成困難な構造を有している。
• 熱的特性調査の結果、対応する環状構造を持たないポリマーに比べて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。

論文情報

掲載誌：Macromolecules
題名：C1 Cyclopolymerization of Bis(diazocarbonyl) Compounds Derived from Pentaerythritol
（和訳）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
著者：Hiroaki Shimomoto, Makoto Ishimoto, Tomomichi Itoh, and Eiji Ihara
DOI：10.1021/acs.macromol.5c00704