愛媛大学大学院理工学研究科の下元浩晃准教授と井原栄治教授らの研究グループは、化学的に安定な炭素―炭素結合を主鎖にもつポリマーに、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、塩基処理によってその主鎖を切断できるようになる新しい高分子設計法を開発しました。まず、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で合成したポリ（アルコキシカルボニルメチレン）が、汎用塩基試薬であるtert-ブトキシカリウム（t-BuOK）存在下で効率よく低分子量化することを明らかにしました。さらに、このACM単位を分解誘起部位として利用し、ポリスチレン（PSt）やポリメタクリル酸メチル（PMMA）の主鎖中へ導入したところ、通常は分解しない条件下でも分子量が大幅に低下することを実証しました。また、一部の材料では熱安定性やガラス転移温度の維持・向上も確認され、分解性と実用性能を両立できる可能性が示されました。本研究は、耐久性を維持しながら必要に応じて分解可能な高分子材料の開発に向けた新たな分子設計指針を示すものであり、将来的な資源循環型プラスチックの実現に貢献することが期待されます。
なお、本成果はアメリカ化学会発行のMacromolecules誌電子版へ2026年5月4日に掲載されました。
研究成果のポイント
- 安定な炭素－炭素（C–C）結合から構成されているために一般に分解性に乏しいポリマーに対し、少量の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、塩基処理によってその主鎖を切断できるようになることを発見した。
- ポリスチレン（PS）やポリメタクリル酸メチル（PMMA）などの代表的なビニルポリマーにも分解性を付与できることを実証した。
- ACMユニットの導入による熱特性の低下がないことから、分解性の付与と材料性能の両立を達成した。
論文情報
掲載誌：Macromolecules 2026, 59 (9), 5159-5169
題名：Base-Mediated Degradation of Carbon−Carbon Main Chain Polymers Bearing Alkoxycarbonylmethylene Repeating Units
（和訳）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
著者：Hiroaki Shimomoto＊, Tsubasa Deguchi, Tomomichi Itoh, and Eiji Ihara＊
DOI：10.1021/acs.macromol.6c00248