Розробка методів синтезу полімерів з використанням діазокарбонільних сполук як мономерів. Понад 20 років дослідницька група Ihara в Університеті Ехіме спеціалізується на розробці інноваційних методів синтезу полімерів з використанням діазокарбонільних сполук як мономерів.
Вони виявили, що діазоацетат можна полімеризувати за допомогою ініціатора на основі паладію (Pd) для отримання вуглець-вуглецевих (C–C) полімерів основного ланцюга, де кожен атом вуглецю в скелі зв’язаний з алкоксикарбонільною (складноефірною) групою. На відміну від традиційної вінілової полімеризації, коли полімерний ланцюг побудований з двовуглецевих ланок вінілових мономерів, таких як етилен і стирол, діазоацетатна полімеризація створює головний ланцюг C–C з одновуглецевих ланок. Цей унікальний процес, відомий як C1 полімеризація, є відмінною та важливою особливістю цього методу синтезу.
У той час як продукт вінілової полімеризації алкілакрилату має замісник на кожному іншому атомі вуглецю головного ланцюга, продукт полімеризації С1 має такий самий замісник на кожному атомі вуглецю головного ланцюга. Очікується, що структурна різниця призведе до унікальних фізичних властивостей і функцій для останніх продуктів. Авторство: Eiji Ihara Очікується, що продукти полімеризації C1 матимуть покращені фізичні властивості та функціональність. Після першої публікації про цей проєкт полімеризації C1 (E. Ihara, et al., Macromolecules, 36, 36 (2003)), багато груп у всьому світі приклали інтенсивні зусилля до цієї полімеризації C1.
Покращені властивості полімерів C1
Було розроблено структуру ініціаторів на основі Pd, що дозволило досягти успіху в покращенні їх активності для полімеризації C1. Наприклад, тепер можна отримувати полімери з високою молекулярною масою (молекулярна маса > 50000), контролювати стереоструктуру (тактичність) головного ланцюга CC і кількісно включати функціональну групу на одному кінці полімерного ланцюга.
Крім того, використовуючи унікальні структури полімерів C1, було досягнуто успіху в отриманні полімерів C1 з підвищеною кислотністю та набагато вищими температурами плавлення, до 130 °C, у порівнянні з їхніми вініловими полімерами з такими самими заступниками. Крім того, було виявлено, що полімери C1 можуть ефективно розкладатися на низькомолекулярні сполуки в умовах помірної лужності, що дуже важливо, враховуючи їх потенціал як екологічно чистих полімерних матеріалів.
Тим часом було продемонстровано, що біс(діазокарбонільні) сполуки, що містять дві діазокарбонільні групи в молекулі, можуть бути використані як мономери для поліконденсації, утворюючи різноманітні нові полімери з безпрецедентною хімічною структурою. Для поліконденсації були використані унікальні реакційні властивості діазокарбонільних груп, такі як введення OH і NH і утворення зв’язку C=C. На основі цієї нової поліконденсації можна було отримати полімери з легкою розкладаністю в помірно кислих умовах і електрохромними властивостями (оборотна зміна кольору при додатку напруги в стані плівки). Ці результати стимулювали дослідження в усьому світі в подібному проєкті після першої публікації про цей проєкт поліконденсації (E. Ihara, et al., Macromolecules, 43, 4589 (2010)).