青木 大輔

<p>This review summarizes the development of stimuli-responsive materials based on the topology transformable polymers from branched to linear. The junction point of the rotaxane components bearing plural polymer chains is the key for the topology transformation which cannot be attained by the fixed junction point formed by the covalent bond. Crown ether-containing macromolecular [2]rotaxane with both ammonium and urethane moieties (M2R) as the stations for the crown ether wheel on the axle polymer chain produces the controllable and movable junction point of the polymer chains via the control of the component interaction, which enables the construction of sophisticated dynamic polymer systems. The rotaxane-linked star polymers with a fixed rotaxane linkage owing to the ammonium/crown ether interaction were synthesized by the introduction of two additional polymer chains to the components of M2R. The star polymers altered their topology to linear by the <i>N</i>-acetylation of the ammonium moiety, which broke the ammonium/crown ether interaction and generated the urethane/crown ether interaction to move the wheel component to the polymer chain terminal, eventually affording the linear polymer. The change in physical property caused by the topology transformation was confirmed in hydrodynamic volume and viscosity, demonstrating an effective way to the development of novel stimuli-responsive materials.</p>

空間的に高分子鎖が連結された架橋点を含む架橋高分子の合成をビニルポリマー系へと展開するために，[2]ロタキサン構造と[3]ロタキサン構造からなるビニル型架橋剤をそれぞれ合成した．[2]ロタキサン構造からなるビニル架橋剤を用いて汎用ビニルモノマーから架橋高分子を合成したところ，化学的に架橋した高分子よりも高い機械的特性を示した．また，高分子鎖を軸分子とする [2]ロタキサン構造からなる架橋剤を用いて合成した架橋高分子フィルムでは，ロタキサンの環状成分が軸鎖に沿って移動するスライディング効果による特徴的な物性が観察された．一方，[3]ロタキサン構造からなるビニル架橋剤では，軸分子に可逆的に開裂可能な共有結合部位を導入したり，末端封鎖基を環状分子の内孔と同程度とすることで，刺激に応答して分解する架橋高分子や再架橋可能な高分子を得ることができた．このようにロタキサン構造を含むビニル型架橋剤を用いることで，空間連結に由来する新たな機能を架橋高分子に賦与できることを示した．