物質材料工学専攻 河原成元 教授が、一般社団法人日本ゴム協会第31回エラストマー討論会英語優秀発表賞を受賞しました。

受賞の対象となった論文は、「Electrochemical Bromination and Epoxidation of Natural Rubber in Latex Stage」です。本賞は、2020年11月26日～27日に行われた日本ゴム協会第31回エラストマー討論会英語セッションで発表された論文の中で、最優秀と認められたものに贈られました。

【受賞内容の概要】

天然ゴムの電気化学的エポキシ化は、求核剤が求電子剤に極性変換される反応機構を経由して進行すると考えられます。すなわち、電気化学的エポキシ化は、天然ゴムの電子リッチな炭素－炭素二重結合に求核剤を導入する新たな高分子反応の開拓に繋がる可能性を秘めています。

電気化学的エポキシ化では、求核剤であるBr－が陽極酸化されることにより、優れた求電子剤であるBr+に極性が変換されます。このBr+が天然ゴムの炭素－炭素二重結合に求電子付加することでブロモヒドリン中間体が形成され、ブロモヒドリン中間体からHBrが脱離することによりエポキシ環が形成されると考えられます。

本研究では、天然ゴムラテックスの電気分解をNaBrおよび二酸化炭素の存在下で行った後、塩基で処理することにより、天然ゴムの電気化学的エポキシ化における塩基の効果を検討しました。生成物の構造をNMR法により解析したところ、エポキシ基含有率および臭素含有率は、それぞれ10%および7%でした。また、電気分解後、トリエチルアミンで処理することにより、臭素含有率が2%まで低下し、エポキシ基含有率が21%まで向上しました。以上より、天然ゴムの電気分解後、塩基としてトリブチルアミンで処理することによりエポキシ化効率が向上することを見出しました。この成果は、天然ゴムを原料とする材料創製の設計指針に繋がると期待されています。