立体規則性

タクティシティーの概念

タクティシティーとは、高分子化合物における隣接するキラル中心間の相対的な立体構造を指します。この用語は、ギリシャ語の「τακτικός」（配列することに由来）から派生したものです。高分子の立体規則性は、その物理的特性、特に融点や溶解性、機械的性質に大きな影響を与えます。

高分子が持つ立体規則性は、ポリマーの構造がどのように配列されているかを示します。これには、長距離の秩序を持つ堅固な結晶と、短距離の秩序を持つ柔軟な非晶質が関与しています。正確な立体規則性を理解することは、ポリマーの特性を利用する上で非常に重要です。

タクチック高分子とは

タクティシティーを持つ高分子は、配置繰り返し単位がすべて同じもので構成される場合、タクチック高分子と呼ばれます。これらの高分子は、一般的にビニルポリマーに見られる特徴を持ちます。例えば、ポリマーの繰り返し単位において、置換基Rが特定の側に固定されている場合、次の繰り返し単位でも同じように配置されることが要求されます。

タクチック高分子は、さらに以下の三つのタイプに分類されます。

1. イソタクチック高分子

イソタクチック高分子は、すべての置換基がポリマーの炭素骨格の同じ側に配置されています。このような単一の配置単位からなるポリマーは、一般に半結晶性を示し、螺旋構造を持ちます。たとえば、チーグラー・ナッタ触媒を用いたポリプロピレンはイソタクチックポリマーの一例です。これに対し、ヘミイソタクチック高分子は異なる種類の置換基を持つ高分子を指します。

2. シンジオタクチック高分子

シンジオタクチック高分子は、互いに鏡像異性の配置単位が交互に配列された構造を持ちます。このスタイルは、特にメタロセン重合触媒を用いて合成されるポリスチレンやガタパーチャ樹脂で認識されます。

3. アタクチック高分子

アタクチック高分子は、配置単位が無秩序に並んでいるため、隣接する配置単位の方向が異なる場合もあります。このような無秩序性により、アタクチック高分子は一般に非晶質です。たとえば、ポリ塩化ビニルはフリーラジカル重合によって合成される際にアタクチックな特性を示します。一方で、アタクチックポリスチレンは不規則な構造のために鎖形成が難しいため、ガラスのような性質を示しますが、シンジオタクチックな合成方法を用いることで、半結晶性のポリスチレンを得ることも可能です。

このように、タクティシティーは高分子の特性や用途に深く関与しており、その理解は新たな材料開発において重要な要素となります。

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