所属
大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 高分子化学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 化学生命工学科
職名
助教
連絡先
外部リンク
ワタナベ ヒロノブ
渡邉 大展
WATANABE Hironobu
学位 1
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博士（理学） （ 2021年3月 大阪大学 ）
研究キーワード 5
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ラジカル重合
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カチオン重合
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立体特異性重合
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リビング重合
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高分子合成
研究分野 2
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ナノテク・材料 / 高分子化学
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ナノテク・材料 / 高分子材料
現在の研究課題とSDGs 2
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高機能、高性能、分解性などの機能性高分子材料の開発
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新規重合反応の開発と高分子の精密合成
経歴 4
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名古屋大学 大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 高分子化学 助教
2021年4月 - 現在
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名古屋大学 大学院工学研究科 有機・高分子化学専攻 助教
2021年4月 - 現在
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テキサス大学オースティン校 研究員
2019年10月 - 2019年12月
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日本学術振興会特別研究員（DC1）
2018年4月 - 2021年3月
学歴 3
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大阪大学 大学院理学研究科 高分子科学専攻 博士後期課程
2018年4月 - 2021年3月
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大阪大学 大学院理学研究科 高分子科学専攻 博士前期課程
2016年4月 - 2018年3月
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大阪大学 理学部 化学科
2012年4月 - 2016年3月
国名： 日本国
所属学協会 1
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高分子学会
論文 7
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Direct Radical Copolymerizations of Thioamides To Generate Vinyl Polymers with Degradable Thioether Bonds in the Backbones. 査読有り
Watanabe H, Kamigaito M
Journal of the American Chemical Society 2023年4月
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Biocompatible thermoresponsive N-isopropyl-N-(3-(isopropylamino)-3-oxopropyl)acrylamide-based random copolymer: synthesis and studies of its composition dependent properties and anticancer drug delivery efficiency 査読有り
Mondal Sourov, Kumari Archana, Mitra Kheyanath, Verma Abhineet, Saha Satyen, Maiti Biswajit, Singh Ranjeet, Manna Partha Pratim, Maiti Pralay, Watanabe Hironobu, Kamigaito Masami, Ray Biswajit
JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B 10 巻 ( 41 ) 頁： 8462 - 8477 2022年10月
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Role of the Counteranion in the Stereospecific Living Cationic Polymerization of N-Vinylcarbazole and Vinyl Ethers: Mechanistic Investigation and Synthesis of Stereo-Designed Polymers 査読有り
Watanabe Hironobu, Kanazawa Arihiro, Okumoto Satoshi, Aoshima Sadahito
MACROMOLECULES 55 巻 ( 11 ) 頁： 4378 - 4388 2022年6月
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Watanabe Hironobu, Yamamoto Takuya, Kanazawa Arihiro, Aoshima Sadahito
POLYMER CHEMISTRY 11 巻 ( 20 ) 頁： 3398 - 3403 2020年5月
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Temperature-induced switchable magnetite nanoparticle superstructures 査読有り 国際共著
Kronenbitter Cathrin, Watanabe Hironobu, Aoshima Sadahito, Coelfen Helmut
MATERIALS ADVANCES 1 巻 ( 1 ) 頁： 10 - 13 2020年4月
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Kim WooJin, Nishikawa Yuki, Watanabe Hironobu, Kanazawa Arihiro, Aoshima Sadahito, Fujii Akihiko, Ozaki Masanori
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 59 巻 ( SD ) 頁： SDDA01 2020年3月
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Watanabe Hironobu, Kanazawa Arihiro, Aoshima Sadahito
ACS MACRO LETTERS 6 巻 ( 4 ) 頁： 463 - 467 2017年4月
講演・口頭発表等 6
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ケト−エノール互変異性をもつジカルボニル化合物のラジカル重合
磯田泰輝、渡邉大展、内山峰人、上垣外正己
第12回 CSJ化学フェスタ2022
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ケト−エノール互変異性をもつジカルボニル化合物のラジカル重合： ヒドロキシ基含有多置換ビニルポリマーの合成
磯田泰輝、渡邉大展、内山峰人、上垣外正己
第71回高分子討論会 2022年9月 公益社団法人 高分子学会
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炭素−ヘテロ原子二重結合のラジカル重合： 主鎖にヘテロ原子をもつ新規ポリマーの開発
渡邉大展、上垣外正己
第71回高分子討論会 公益社団法人 高分子学会
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炭素−ヘテロ原子二重結合を反応点とするラジカル重合： 主鎖にヘテロ原子を有する新規ポリマーの開発
渡邉大展、上垣外正己
第71回高分子学会年次大会 公益社団法人 高分子学会
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ケトーエノール互変異性を利用したヒドロキシ基含有多置換ビニルポリマーの合成
磯田泰輝、藤原直生、山下このみ、渡邉大展、内山峰人、上垣外正己
第71回高分子学会年次大会 公益社団法人 高分子学会
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立体特異性リビングカチオン重合の開拓 招待有り
渡邉大展
第179回東海高分子研究会講演会 2021年9月18日
科研費 3
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炭素－ヘテロ原子二重結合のラジカル重合による主鎖の機能化されたポリマーの創出
研究課題/研究課題番号：23K13792 2023年4月 - 2026年3月
科学研究費助成事業 若手研究
渡邉 大展
担当区分：研究代表者
配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）
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カルボニルの反応を利用したラジカル重合系の創出：主鎖と側鎖への多彩な官能基の導入
研究課題/研究課題番号：21K20531 2021年8月 - 2023年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援 研究活動スタート支援
渡邉 大展
担当区分：研究代表者
配分額：3120000円 （ 直接経費：2400000円 、 間接経費：720000円 ）
プラスチックによる環境汚染問題や、医療の高度化により、分解性や生体適合性を有する新しいポリマー材料が求められている。その開発のためには、ポリマーの主鎖や側鎖にヘテロ原子を含む官能基を導入することが重要である。本研究では、学術的・工業的に広く用いられる汎用性の高い高分子合成法であるラジカル重合により、主鎖、側鎖への多様な官能基を導入する新しい方法の創出を目指す。とくに、カルボニルの多彩な反応を利用することでこれに挑戦する。
本研究では、カルボニル化合物の多彩な反応を利用することで、学術的・工業的に広く用いられる汎用性の高い高分子合成法であるラジカル重合において、主鎖と側鎖への多様な官能基を導入する新しい手法の創出を目的とする。本年度はとくに以下の2点について検討を行った。
（１）チオカルボニル化合物の重合による主鎖に硫黄原子を含むポリマーの合成：カルボニル化合物から誘導可能な種々のチオアミド類縁体を設計し、ラジカル重合のモノマーとして用いた。その結果、スチレン、アクリル酸エステル、酢酸ビニルなどの汎用ビニルモノマーとの共重合が進行し、主鎖に硫黄原子を持つポリマーが得られた。得られた共重合体は単独重合体と異なる熱物性を示した。さらに、ポリマーは適切な条件で低分子量まで分解可能であり、分解性を有することがわかった。従来チオカルボニル化合物は、そのC=S結合へのラジカル付加と続くβ開裂に基づき、可逆的付加―開裂連鎖移動重合（RAFT重合）や開環重合に用いられてきたが、本研究ではモノマー構造を設計することで、チオカルボニル化合物をビニル化合物のように重合可能と示された。
（２）エノールの直接ラジカル重合による側鎖にヒドロキシ基をもつポリマーの合成：カルボニル化合物のケト-エノール平衡は通常ケト型に大きく偏っているが、一部のカルボニル化合物においては通常よりエノール体の割合が多いことが知られている。このようなエノールをモノマーとみなし、汎用ビニルモノマーのラジカル共重合を検討したところ、NMRなどから共重合が進行したことが示された。本研究により、エノール類の重合に基づき、側鎖としてヒドロキシ基を有するポリビニルアルコール型のポリマーを直接合成である可能性が示唆された。
本年度検討した上記（１）（２）の研究はいずれも順調に進行した。さらに、上記の他にも意義深い結果が得られてきている。
本年度に引き続き、ラジカル重合で主鎖と側鎖に多様な官能基を導入するための新しい手法について研究する。まずチオカルボニルモノマーについて、より詳細な重合反応性を調べることで、ラジカル重合におけるビニル化合物との性質の違いについて検討する。また、主鎖の硫黄原子がポリマーの物性に与える影響について調べるとともに、ポリマーの分解性についてもさらなる検討を行う。次にエノールモノマーについて、モノマー置換基のさらなる拡張を行い、スチレンやアクリル酸エステル等の多様なビニルモノマーとの共重合を検討する。得られるポリマーはエノールモノマーに由来した特異的な構造をもつため、その構造と性質の関係を調べる。上記に加えて、種々のカルボニル化合物、およびカルボニルから誘導される化合物を用いたラジカル重合についても検討する。 -
高度に立体制御されたリビングカチオン重合系の創出と機能性材料への展開
研究課題/研究課題番号：18J20555 2018年4月 - 2021年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 特別研究員奨励費
渡邉 大展
昨年度、酒石酸由来の配位子であるTADDOLとTiCl4を組み合わせたカチオン重合開始剤系（TADDOL/TiCl4系）により、ビニルエーテル（VE）類の立体特異性カチオン重合が進行することを見出した。しかし、そのままではリビング重合との両立は困難であった。そこで本年度は、重合条件や配位子の設計によりVEの立体特異性リビングカチオン重合を目指した。
まず、Ar = PhのTADDOLとTiCl4を組み合わせ、種々の温度や溶媒でイソブチルVE（IBVE）のカチオン重合を検討した。すると、重合温度を従来の-78℃より高温にすることで、分子量が計算値に近く分布の狭いポリマーが生成するようになった。得られたポリマーのNMR測定などから、重合の副反応がほとんど起きていないことが示された。ポリマーの立体規則性は、ジクロロメタン中0℃で重合したものでは一般的なカチオン重合と同程度であったが、ヘキサン中0℃では通常より高い値を示した。こうした結果から、立体特異性重合に有効な本TADDOL/TiCl4系が潜在的にはリビング重合も可能なことが示された。
そこで次に本重合系を用いて、より立体制御に有利な-78℃条件下でもリビング重合との両立を検討した。とくに、TADDOL配位子の高いデザイン性を活かし、TADDOLのAr置換基を設計することで適切なdormant-active平衡を構築できるのではないかと考え、実験を行った。その結果、適切な条件下では、比較的狭い分子量分布を保ったまま重合の進行とともに生成ポリマーの分子量が増大し、立体規則性も高い値を示した。また、Ar置換基の電子的・立体的な性質がリビング重合性と立体規則性に重要であることを明らかにした。このように、VEのカチオン重合において、TADDOL置換基の選択により高い立体特異性とリビング性を両立可能なことを見出した。
担当経験のある科目 (本学) 3
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有機化学４及び演習
2021
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化学生命工学実験4
2021
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化学生命工学実験2
2021
社会貢献活動 1
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テクノサイエンスセミナー2022
役割：講師, 運営参加・支援