南 安規 上級主任研究員(筑波大学 連携大学院 准教授)

サーキュラーテクノロジー実装研究センター / 化学プロセス研究部門

筑波大学 数理物質科学研究群 連携大学院 有機反応化学研究室

南 安規 上級主任研究員(筑波大学 連携大学院 准教授)

サーキュラーテクノロジー実装研究センター / 化学プロセス研究部門

Integrated Research Center for Circular Technology / Research Institute for Chemical Process Technology
筑波大学 数理物質科学研究群 連携大学院 有機反応化学研究室

研究紹介

 私たちの生活を豊かにする機能分子,いろいろな産業を支える高機能材料,高度な医薬や農薬などを創製し、経済的に 製造する方法の基礎学問が化学です。なかでもヒトや環境に関係する有機化学は、炭素化合物の革新的有機反応や 高機能性分子創製を担っています.近年では環境・資源・エネルギー問題解決を目指し、持続的社会実現に貢献する グリーンケミストリーが最重視されています。
 こうした背景のもと当研究室では,未活用資源の精密分解,機能付与という視点の元,新たな分子変換反応の開拓に挑戦しています. たとえば,有機化合物内の安定な結合を変換する反応手法の開発,安定な高分子を簡便に変換して機能性化合物,プラスチック, 原料再生に関する基礎研究を基盤に応 用,社会実装に向けて研究を推進しています.

 本研究室は筑波大学 数理物質科学研究群 連携大学院制度の下,有機反応化学研究室として産業技術総合研究所つくばセンターにて活動しています。
 基礎研究を基盤に、産学のつながりなど社会貢献を意識した研究活動ができます。産総研に所属するさまざまな研究者たちとの共同体制も充実しております。大学院生への所内支援制度も有しております。ぜひ、一緒に研究を行いましょう。
 以下に、本研究室の研究内容を紹介します。最新の研究動向は発表論文のページを参考にしてください。      

スーパーエンジニアリングプラスチックの主鎖切断

 ポリエーテルエーテルケトン(PEEK) やポリフェニレンスルフィド(PPS)などの高機能熱可塑性樹脂はスーパーエンプラと呼ばれ、 耐熱性と力学的な強度を有し、種類によっては耐薬品性などの性能を有する工業製品として知られています。しかし、 スーパーエンプラのケミカルリサイクルは、高い安定性のために困難を極めます。この現状のままでは環境への負荷だけでなく、 リサイクル不能のプラスチックが使用禁止になる未来に対応できません。また、高価格製品であるため、廃棄することは経済的に 大きな損失となります。これらの問題を打開するため、新たなリサイクル技術が望まれます。
 この問題に着目し、当グループではスーパーエンプラの主鎖切断を可能にする反応手法の開発に取り組んでいます。 これまでに、PEEKの主鎖切断によるモノマー化に成功しています。

参考資料
プレス発表: ポリスルホン樹脂に適用できる原料化技術を開発
プレス発表: 耐熱性・耐薬品性に優れるスーパーエンジニアリングプラスチックのリサイクル技術を開発
産総研マガジン: "スーパーエンジニアリングプラスチック" とは?
ChemSusChem 2025, 18, e202401778.
Commun. Chem. 2024, 7, 37.
Commun. Chem. 2023, 6, 14.
 

スーパーエンプラ変換

エポキシ樹脂の化学分解

 エポキシ樹脂は接着剤や航空輸送機、風力発電機などに使用される髙安定プラスチックです。私たちはエポキシ樹脂を 化学的に分解して、原料化合物に効率よく分解することに成功しました。炭素繊維やガラス繊維との複合体にも利用でき、 繊維材料の回収も可能です。

参考資料
プレス発表: エポキシ樹脂のケミカルリサイクルに新たな道筋
ChemSusChem 2026, 19, e202502692.
Polymer J. 2025, 57, 149-162.
 

エポキシ樹脂の化学分解

樹脂表面の主鎖切断を利用する機能付与

 上記のスーパーエンジニアリングプラスチックの主鎖切断法を利用して、不溶性のポリエーテルエーテルケトンの表面主鎖 のみを切断し、機能を付与することに成功しました。

参考資料
Commun. Chem. in press.
 

樹脂表面の主鎖切断