研究紹介

前山研究室（芳香族ポリケトンを広める）

[窒素原子を含まず、炭素・水素・酸素原子のみから

なる高性能耐熱材料の開発＆機能材料への展開]

１．熱に強く、酸やアルカリに侵されない高性能芳香族ポリケトンの開発（企業との共同研究）

　　　有機材料が本来持っている「熱に弱い」という問題点を克服し、金属材料より軽く、なおかつ、金属材料の
ように熱にも強く、十分な強度を有する材料の開発を目指しています。ベンゼン環とケトンカルボニル基、エ
ーテル酸素を工夫してつなげることで高性能化が発現します。特に私たちは芳香環の並べ方に一工夫を加える
ことにより、有機溶剤によくとけるポリケトン、さらには逆に水に溶けるポリケトンの開発を行っています。また、
新しい有機反応を用いる芳香族ポリケトンの合成にも挑戦しています。さらには、加熱時に膨張を極力しない
高分子素材の開発を行っています。また溶剤可溶性ポリケトンの塗膜後の不溶化に関する検討も進めています。

２．芳香環（ベンゼン環）どうしを効率的につなぐ高活性・高速重合金属触媒の開発
　　鈴木章先生が開発された「鈴木-宮浦カップリング反応」は、原料の取り扱いやすさ、反応性の高さなどの点
　　で機能材料の合成手法に広く用いられています。しかし、芳香族ポリケトンの合成に適用するには反応性が十
　　分でなく、高分子量体を得ることができませんでした。我々のグループでは大阪大学・櫻井グループとの協力
　　研究を通して、鈴木-宮浦カップリング重合に用いる「高速・高活性」重合触媒を開発しました。現在、さら
　　なる反応活性の向上を目指し研究を行っています。この合成技術を「鈴木-宮浦カップリング重合」以外の系
　　への展開を現在さらに試みています。このことにより、これまでは合成することが困難であった、様々なπ共
　　役系高分子の合成が可能になりました。
　　また、芳香族ポリケトンが酸やアルカリに強いことを活かし、不斉触媒やキラルリガンドの開発を行います。

３．耐熱性と十分な溶剤可溶性を併せ持つ芳香族ポリケトン透明材料の開発
　　我々のグループで開発してきた芳香族ポリケトン（１．）は優れた耐熱性を溶剤可溶性を併せ持っています
　　が、黄色～茶色に着色しています。熱に強い透明フィルムの需要が極めて高い社会的要求に応えるため、芳香
　　族ポリケトンの透明材料への展開を目指し研究を進めています。様々な分子ユニットを導入することにより、
　　これまでの芳香族ポリケトンよりも透明性が大きく向上した材料を開発しました。さらなる透明性の向上、さ
　　らには光学的性質に基づく諸物性の改善を目指し研究を進めています。
　　　また、ポリケトンが黄土色を呈している原因を基礎研究を通して明らかにし、透明素材開発の新しいアプロ
　　ーチにも現在挑戦しています。

４．溶剤可溶性芳香族ポリケトンの塗料用途・複合材料への展開（企業との共同研究）
　　溶剤可溶性の耐熱材料であることを生かし、その実用展開の一つとして、塗料用途への展開を行っています。また、他のエンプラとのウインウインを目指し、複合材料の開発を行っています（ポリマーどうしのブレンドではなく、分子レベルで複数の高分子をつなぎます）

５．芳香族ポリケトンを基盤とする蛍光特性を示すπ共役系高分子の開発
　　　芳香族ポリケトン骨格に共役芳香族構造、C-C二重結合、C-C三重結合などのπ共役構造を組み込むことで、
共役長をあまり拡張しなくても蛍光特性を示します。ケトンカルボニル基やエーテル酸素を主鎖に導入する
ことで得られる交差共役型π共役系高分子の光学的特性、蛍光特性を調査し、その性能向上を図ります。

６．選択的なイオン（アニオン）や有用物質の選択的分離を志向した有機高分子ゲルの開発
　　　金属イオンの捕集材料はこれまで数多く開発されてきているのに対し、アニオンや生体分子等の有機分子の
　　選択的捕集が達成された例は多くありません。私たちのグループでは適切に分子デザインされた捕集サイトを
　　有するモノマー、ベースモノマー、架橋剤を用いるラジカル共重合により捕集サイトを有する有機高分子ゲル
　　を作製し、その捕集挙動の追跡を行っています。近年、その中でもその重要性が増しているフッ化物イオンの
　　捕集剤開発を行っています。私たちの開発した高分子ゲルを使うと、F,C,Brイオン共存下の溶液からFイオン
　　のみを効率的にかつ選択的に取り出すことができます。

７．水溶性ならびに両親媒性を示す芳香族ポリケトンおよび関連高分子の開発
　　　　我々のこれまで行ってきた「芳香環どうしのねじれを巧みに利用した」芳香族ポリケトンは有機溶媒に
　　　　易溶である反面、水には溶解しない。水性塗料としての利用展開を目指し、親水性単位の導入による
　　　　水溶性・両親媒性芳香族ポリケトンおよび関連する高分子の開発を目指す。高分子側鎖をちょっと変えて
　　　　あげるだけで溶解性（有機溶媒・水）が劇的に変化することが明らかとなりつつあります。

８．耐熱性と十分な溶剤可溶性を併せ持つ高分子素材の開発（芳香族ポリケトン以外）
　　　　我々のこれまで行ってきた「芳香環どうしのねじれを巧みに利用した」芳香族ポリケトン開発の知見を
　　　　活かし、芳香族ポリケトン以外の高性能高分子を新たにターゲットとし、耐熱性・溶剤可溶性を併せ持
　　　　ち、塗料として利用可能な新素材の開発を目指します（詳細をかけなくてごめんなさい）。
　