Nakano Tamaki

Institute for Catalysis　Macromolecular Science Research DivisionProfessor
Last Updated :2025/12/04

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Research Keyword

  • conducting polymers
  • circularly polarized light
  • 精密重合
  • π-電子系ポリマー
  • キラルポリマー
  • controlled polymerization
  • pi-electronic polymers
  • chiral polymers

Research Field

  • Nanotechnology/Materials, Polymer chemistry
  • Other, Other, Nomenclature of molecules and macromolecules

Educational Organization

■Career

Career

  • Apr. 2012 - Present
    Hokkaido University, 触媒科学研究所, 教授
  • Apr. 2006 - Mar. 2012
    北海道大学大学院教授, 工学研究科, 教授
  • Apr. 1999 - Mar. 2006
    Nara Institute of Science and Technology, Graduate School of Materials Science, 助教授
  • Apr. 1998 - Mar. 1999
    Nagoya University, Graduate School of Engineering, 助教授
  • Sep. 1990 - Mar. 1998
    名古屋大学工学部, 応用化学科, 助手 （岡本佳男教授）
  • Sep. 1993 - Aug. 1994
    Cornell University, Department of Chemistry (Baker Laboratory), Postdoctoral Fellow

Educational Background

  • 1991, Osaka University
  • 1990, Osaka University, 基礎工学研究科, 化学専攻 博士課程 中退, Japan
  • 1990, Osaka University, Graduate School, Division of Engineering Science
  • 1988, Osaka University, 基礎工学研究科, 化学専攻 修士課程, Japan
  • 1988, Osaka University, Graduate School, Division of Engineering Science
  • 1986, Osaka University, 基礎工部合成化学科, Japan
  • 1986, Osaka University

Committee Memberships

  • 2016 - Present
    日本化学会, 命名法委員会, Society
  • 2004 - Present
    高分子学会, 高分子命名法委員会, Society

Position History

  • 触媒科学研究所附属触媒連携研究センター長, 2018年4月1日 - 2020年3月31日
  • 触媒科学研究所附属触媒連携研究センター長, 2020年4月1日 - 2022年3月31日
  • 触媒科学研究所附属触媒連携研究センター長, 2022年4月1日 - 2024年3月31日
  • 触媒科学研究所附属触媒連携研究センター長, 2024年4月1日 - 2026年3月31日

■Research activity information

Awards

  • 2009, 高分子学会賞　　　　　　　　　　　　　　　
    Japan
  • 1996, 高分子学会ポリマージャーナル論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
    Japan
  • 1996, 1996 SPSJ Award for the Outstanding Paper in Polymer Journal　　　　　　　　　　　　　　　

Papers

Other Activities and Achievements

Books and other publications

  • Chiral Luminescence: From Molecules to Materials and Devices　　　　　　　　　　　　　　　
    Tamaki Nakano, Synthesis and Chiroptical Properties of Helical, Conjugated Polymers, and Twisted Molecules
    2024, 3527841091
  • ラジカル重合ハンドブック 新訂三版　　　　　　　　　　　　　　　
    中野 環, 第2編ラジカル重合反応ー反応設計と精密重合 第1章ラジカル重合による一次構造制御 第3節 立体構造の制御
    Dec. 2023, [Contributor]
  • 改訂6版 化学便覧 基礎編　　　　　　　　　　　　　　　
    中野 環, ３ 化合物命名法（3.4 高分子命名法）
    編集 日本化学会：発行 丸善株式会社, 20 Jan. 2022, 9784621305218
  • 次世代のポリマー・高分子開発　　　　　　　　　　　　　　　
    第2節 有機透明導電材料を目指すπースタック型高分子の設計と可能性
    28 Feb. 2019, [Contributor]
  • Asymmetric Polymerization　　　　　　　　　　　　　　　
    Tamaki Nakano, In Encyclopedia of Polymeric Nanomaterials
    Elsevier, 2015, [Contributor]
  • π-stacked polymers and molecules : theory, synthesis, and properties
    中野 環
    Springer, 2014, 9784431541288, English
  • Synthesis and Properties of pi-Stacked Vinyl Polymers　　　　　　　　　　　　　　　
    Tamaki Nakano, In Synthesis and Properties of pi-Stacked Vinyl Polymers
    Springer Japan, 2013, [Contributor]
  • pi-Stacked Polymers and Molecules: Theory, Synthesis, and Properties　　　　　　　　　　　　　　　
    Tamaki Nakano
    Springer Japan, 2013, [Editor]
  • Comprehensive Polymer Science 2nd Ed　　　　　　　　　　　　　　　
    Elsevier, 2011
  • 新訂 ラジカル重合ハンドブック　　　　　　　　　　　　　　　
    NTS, 2010
  • 新規πスタック型ポリマーの合成と光電子機能
    中野 環
    [奈良先端科学技術大学院大学], 2006

Affiliated academic society

  • バイオインダストリー協会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 光化学協会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 有機合成化学協会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本化学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 高分子学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • アメリカ化学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • The American Chemical Society　　　　　　　　　　　　　　　
  • The Chemical Society of Japan　　　　　　　　　　　　　　　
  • The Society of Polymer Science, Japan　　　　　　　　　　　　　　　

Research Themes

  • Chirality control and function of hyperbranched and cross-linked polymers
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2024 - Mar. 2028
    中野 環
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 24K01534
  • 光による高分子の高次構造・物性の制御
    科学研究費補助金(基盤研究(B))
    2010 - 2012
    中野 環
    光刺激による高分子のコンホメーション制御と物性制御を実現する目的で、前年度に引き続き、ランダムコイル-ヘリックス転移を実現できる高分子の構造を研究した。代表者らの従来の研究成果から、光照射によるビフェニル基のねじれ-平面転移を起こす構造を主
    鎖内に含むポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)(PDOF)が円偏光により光学活性化すること見出しており、この現象に関する詳細な知見を得た。まず、円偏光で誘起されたキラル構造の熱および直線偏光にたいする安定性を検討したところ、比較的高い非対称性を示す試料については、光および直線偏光照射によりCDスペクトル強度が大きく減少したが、比較的小さい非対称性を有する試料についてはスペクトル強度は増大した。次に、従来不斉誘起は固体フィルムでのみ可能であったが、溶媒系探索の結果、トルエン-メタノール今後溶媒中に懸濁させた状態でも円偏光による不斉誘起が可能であることを見出した。この成果は円偏光で作ったキラルポリマーを塗布加工できる可能性に繋がるものである。さらに、前年度検討したβ相と不斉誘起の関係についての知見をもとに、β相の割合を大きくした薄膜に円偏光照射することにより、Kuhnの非対称性因子(gCD)が10のマイナス２乗オーダーの高い非対対称性を達成することができた。加えて、本研究で調整した光学活性なPDOFの薄膜が高効率な円偏光発光を示すことを見出した。
    文部科学省, 基盤研究(B), 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 22350047
  • πースタック型導電性ビニルポリマーの合成と機能
    科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
    2011 - 2011
    中野 環
    チオフェン含有πスタック型ポリマーの原料となるモノマーとして4-メチレンシクロペンタ[2,1-b;3,4-b']ジチオフェン(MCPDT)の合成法を確立した。3-ブロモチオフェンとn-BuLiの反応により3-リチオチオフェンを調製し、これをチオフェン-3-カルバルデヒドと反応させてジ(3-チエニル)メタノールを得た。これをヨウ素化してビス(3-(2-ヨウ化チエニル))メタノールとしたのち、PCCでアルコール残基を酸化し、さらに銅触媒により縮環させてシクロペンタ[2,1-b;3,4-b']ジチオフェン-4-オンを合成した。これにMeMgBrを加えて、4-メチルシクロペンタ[2,1-b;3,4-b']ジチオフェン-4-オールとした後にp-TsOHを用いて脱水し、MCPDTを得た。MCPDTをn-BuLiを用いてアニオン重合したところ効率よくポリマーが得られた。また、ラジカル重合でもポリマーが得られた。いずれの重合法で得られたポリマーもπスタック型構造を有することを明らかにした。但し、
    研究を通じて、MCPDTモノマーは空気中の酸素と反応してビニル型でない構造を有する高分子を与えることが見出されたため、モノマーの保存・及び重合反応は窒素下で行う必要があることが分かった。アニオン重合およびラジカル重合のいずれでもπスタック型の高分子が得られたが、ラジカル重合体のほうが若干コンホメーション選択性が低いことが示唆された。加えて、ラジカル重合体はアニオン重合体に比べて良好な溶解性を示した。これは、わずかな構造の乱れによって分子鎖聞の相互作用が弱くなったためと推定される。
    さらに、新しいπスタック型高分子として側鎖にメトキシエトキシ基を有するポリジベンゾフルベン誘導体の合成に成功した。この高分子は無置換体に比べてはるかに高い溶解性を示した。
    文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 23655092
  • 光でらせんをつくる
    科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
    2009 - 2010
    中野 環, 坂本 猛
    本研究は、従来、触媒的合成反応や超分子的相互作用を用いて制御されてきた高分子の一方向巻きのらせん構造を、光(円偏光)のみを用いて制御することを目的とした。代表者らの従来の研究成果から、光照射によるビフェニル基のねじれ-平面転移が高分子鎖の構造変化の誘起に有効であることが判明していたため、側鎖にビフェニル残基を有し、光で構造を変えられると考えられるポリ[2,7-ビス(4-t-ブチルフェニル)ジベンゾフルベン](poly-1)を合成した。合成は、光学活性アニオン開始剤およびアキラルなアニオン開始剤を用いて行った。光学活性なメントキシカリウムを用いた重合では一方向に偏ったらせん構造を有すると考えられる光学活性ポリマーが得られた。この光学活性ポリマーに非偏光を照射したところ、ポリマーの円偏光二色性スペクトルには顕著な変化が観測され、らせん構造が一部ラセミ化あるいはランダムコイル化したことが示唆された。これにより、poly-1が光で構造を変えるポリマーであることが確認されたため、次に、アキラルなpoly-1に溶液中で円偏光を照射した。しかし、光照射後のポリマーは優位なキラル物性を示さなかった。これは、この物質の溶液中でのKuhn非対称因子が非常に小さいためと考えられた。そこで、次にアキラルなpoly-1を薄膜状にして円偏光を照射したところ、薄膜はキラル物性を示し、光により一方向に偏った...
    文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 21655037
  • 光幾何異性化する新規高分子の創成
    科学研究費補助金(萌芽研究)
    2006 - 2007
    中野 環
    最終目的生成物である高分子のモノマー単位のモデルとしての9,9'-ビフルオレニリデンのキラリティーと光異性化について、ポリマーについての検討に先立って、試験的な実験を行った。この目的で、9,9'-ビフルオレニリデンと(+)-ビナフトールを混合してメタノール溶液として、あるいは9,9'-ビフルオレニリデンと(-)-メントールを混合してトルエン溶液として、あるいは9,9'-ビフルオレニリデンと(-)-α-(2,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレニリデンアミノキシ)プオピオン酸を混合してメタノール溶液として、あるいは9,9'-ビフルオレニリデンと(-)-α-(2,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレニリデンアミノキシ)プオピオン酸を混合してメタノール溶液として、窒素雰囲気下で500Wのハロゲン灯を照射した。その結果、前年度(+)-ピネンをキラル源として用いた場合に観測された円偏光二色性(CD)スペクトルはほとんど見られず、(+)-ピネンに比べて、他の3種のキラル化合物は9,9'-ビフルオレニリデンの光異性化においてキラル誘起のためには有効でないことが明らかになった。以上に加えて、9,9'-ビフルオレニリデンと(-)-α-(2,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレニリデンアミノキシ)プオピオン酸の錯体形成による、9,9'-ビフルオレニリデンの光学分割も試みた。両者を混合してメ...
    文部科学省, 萌芽研究, 奈良先端科学技術大学院大学->北海道大学, Principal investigator, Competitive research funding, 18655046
  • Synthesis and Photo Electronic Properties of Novel π-Stacked Polymers
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(C))
    2004 - 2005
    Tamaki NAKANO
    We found that free-radical polymerization under appropriate conditions can give polydibenzofulvene having a π-stacked conformation as well as anionic polymerization. The free-radical polymerization product contained a small amount of defective conformation incorporated in the chain. Such a partial conformational defect was revealed to contribute to increase solubility of the polymer. In addition, as a new bulky dibenzofulvene derivative, 2,7-di-t-butyldibenzofulvene, was synthesized and polymerized in order to examine the effect of the side chain on polymerizability of the monomer and prope...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(C), 奈良先端科学技術大学院大学, Principal investigator, Competitive research funding, 16550110
  • 分子インプリント法によるレドックス活性高分子ゲルの合成と分子認識への応用
    科学研究費補助金(特定領域研究(B), 特定領域研究)
    2001 - 2003
    幅上 茂樹, 山本 智代, 中野 環, 覚知 豊次, 波多野 豊平
    一方向巻きのらせん構造を有するポリ(メタクリル酸エステル)誘導体をテンプレートとして用い,分子インプリント法を応用することにより,キラルならせん状空孔の形成,さらには,多様なキラル分子に対する不斉認識能を有する新規高分子ゲルの構築について検討した.これまでの研究より,共重合モノマーとしてα-(ベンジルオキシメチル)アクリル酸誘導体を用いることにより,通常分子インプリント法で用いられるメタクリル酸などに比べ,.より効果的にキラルゲルを構築できることを明らかにしている.これはテンプレートと2点で相互作用することが可能なこの2官能性モノマーの特徴的な構造に基づくものであると考えられる.そこで,実用性の観点から,市販の種々の2官能性モノマーを共重合モノマーとして用いた新規キラルゲル構築法について検討した.2官能性モノマーとしてマレイン酸誘導体などを用い,これまでに確立した方法を応用し,キラルゲルの構築を行った.その結果,いずれの場合にもほぼ定量的にゲルを合成することができた.得られたゲルの不斉認識能をtrans-スチルベンオキシド,トレガー塩基などのラセミ体を用いて不斉吸着実験による評価を行った.その結果,いずれのゲルも不斉識別能を示した.たとえばマレイン酸から得られたゲルは,特にtrans-スチルベンオキシドに対して高い不斉識別能を示し,市販の2官能性モノマーを用いた本手法が,有効...
    文部科学省, 特定領域研究(B), 特定領域研究, 名古屋大学->山形大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 13128203
  • 遷移金属錯体を用いたラジカル重合の立体制御に関する研究
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1999 - 2000
    中野 環
    重合系の成長ラジカルと相互作用し得る光学活性金属ラジカル種を設計、合成し、ラジカル重合系に添加して生成ポリマーの立体構造に与える影響について調べた。金属ラジカル種としては光学活性な(R,R)-N,N-ビス(3,5-tert-ブチルサリチリデン)-1,2-シクロヘキサンジアミナトコバルト(II)および銅(II)を用い、トルエン-ピリジン(95/5)中あるいはテトラヒドロフラン-THF中でα,α'-アゾビスイソブチロニトリルを開始剤とするN-シクロへキシルマレイミド(cHMI)のラジカル重合について検討した。コバルト錯体存在化で生成したポリマーには主鎖の不斉炭素の絶対配置の偏りに基づくと考えられる旋光性および円偏光二色性スペクトルが観測された。光学活性コバルト錯体の影響でラジカル重合中に主鎖に不斉誘導がおきたことが示唆された。この重合反応は、コバルト錯体存在下ではラジカル禁止剤であるTEMPOを加えても進行し、また、モノマーとコバルト錯体の溶液を室温に放置するだけでも効率良く進行した。この事から、重合機構にはフリーラジカル重合種は含まれておらず、また、モノマーとコバルト錯体の相互作用により活性種が発生することが示唆された。銅錯体はコバルト錯体ほどの不斉誘導効果は示さなかった。
    文部科学省, 奨励研究(A), 名古屋大学->奈良先端科学技術大学院大学, Principal investigator, Competitive research funding, 11750762
  • Development of Efficient Chiral Packing and Their Recognition Mechanism
    Grants-in-Aid for Scientific Research(基盤研究(A))
    1996 - 1998
    Yoshio OKAMOTO, 幅上 茂樹, 市田 昭人, 中野 環, 八島 栄次
    Phenylcarbamate derivatives of polysaccharides such as cellulose and amylose show high chiral recognition abilities as chiral stationary phases (CSPs) for high-performance liquid chromatography (HPLC) and can resolve a broad range of enantiomers. In this study, the chiral recognition mechanism of the phenylcarbamate derivatives was mainly investigated.1. We found that amylose tris (3, 5-dimethylphenylcarbamate) (ADMPC) with low degree of polymerization is soluble in chloroform. This enabled us to study the chiral recognition mechanism of ADMPC by NMR spectroscopy. ADMPC exhibited chiral dis...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 基盤研究(A), 名古屋大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 08559008
  • 鋳型錯体の形成を利用したラジカル重合の立体制御
    科学研究費補助金(萌芽的研究)
    1996 - 1997
    中野 環
    ビニルモノマーのラジカル重合の立体規制を目的として、まず、粘土(モンモリロナイト、サポナイト)と2-および4-ビニルピリジンの塩酸塩の錯体を形成させ、粘土の層間での重合を試みた。モンモリロナイト、サポナイトいずれを用いた場合にもモノマーの塩酸塩は効率よく粘土中に取り込まれた。錯体に紫外線照射して重合を試みたところ、2-5量体程度のオリゴマーが主に生成し高分子量の生成物は得られなかった。次に粘土に換えて、臭化マグネシウム、臭化リチウム、光学活性なメントキシマグネシウムブロミド、メントキシリチウムの存在下での2-および4-ビニルピリジンおよびメタクリル酸2-ピリジルメチルの重合について検討した。2-ビニルピリジンの重合の立体化学には金属塩の影響はほとんど見られなかったが、4-ビニルピリジンの場合には金属塩の存在により生成ポリマーのイソタクチック含量が増加する傾向が明確に見られた。これはモノマーおよび成長種のピリジル基に金属塩が配位した結果、モノマーおよび成長種が見掛け上嵩高くなったためと考えられる。ただし、光学活性錯体を用いても有意な不斉誘起は確認されなかった。メタクリル酸2-ピリジルメチルの重合でもリチウム塩、マグネシウム塩との錯体形成による重合の立体化学への影響が見られ、金属塩の存在によりイソタクチック選択性が向上し、シンジオタクチック選択性が低下する現象が観測された。
    文部科学省, 萌芽的研究, 名古屋大学, Principal investigator, Competitive research funding, 08875183
  • Studies on Stereocontrol of Free-Radical Polymerization
    Grants-in-Aid for Scientific Research(一般研究(B), 基盤研究(B))
    1995 - 1996
    Yoshio OKAMOTO, 幅上 茂樹, 中野 環, 八島 栄次
    1. The presence of cobaltus complexes including (R,R)-N,N'-bis(3,5-di-tert-butylsalicylidene)-1,2-cyclohexanediaminatocobalt (II) (1) was found to affect stereochemistry of free-radical polymerization of methyl, benzyl, isopropyl, and t-butyl methacrylates. In the polymerization of t-butyl ester, a decrease of 12% in rrrr pentad content was observed based on 1. Tacticity of polymers obtained from the other monomers such as vinyl acetate, stirene, and acrylates were also affected by the added radical complex where the magnitude of the effect varied depending on the combination of monomer and...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 一般研究(B), 基盤研究(B), 名古屋大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 07455370
  • Development of Practical Resolution System
    Grants-in-Aid for Scientific Research(試験研究(B))
    1993 - 1995
    Yoshio OKAMOTO, 中野 環, 市田 昭人, 猪爪 信夫, 八島 栄次, 幅上 茂樹, 中野 環
    1. Phenylcarbamate derivatives of cellulose and amylose having chloro or fluoro and methyl groups on the phenyl moieties were synthesized, and their chiral recognition abilities were evaluated as chiral stationary phases (CSPs) for high-performance liquid chromatography (HPLC). The cellulose derivatives with halogen and methyl groups at the meta and para positions showed higher resolving power than the ortho- and meta-disubstituted derivative. On the other hand, the ortho-substituted derivative of amylose showed slightly lower chiral recognition than those of the meta- and para-disubstitute...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 試験研究(B), 名古屋大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 05559009
  • Studies on systhesis, structure, and chiral recognition ability of helical, optically active polymers
    Grants-in-Aid for Scientific Research(一般研究(A))
    1992 - 1994
    Yoshio OKAMOTO, 中野 環, 八島 栄次, 幅上 茂樹
    1. Optically active, helical polymers were successfully synthesized from novel methacrylates, acrylates, and acrylamides. Diphenyl-3-pyridylmethyl methacrylate, phenyl-bis (2-pyridyl) methyl methacrylate, 1-phenyldibenzosuberyl methacrylate, and 1- (2-pyridyl) dibenzosuberyl methacrylate gave almost perfectly isotactic, one-handed helical polymers through anionic polymerization using the complex of N,N'-diphenylethylenediamine monolithium amide with (+) -1- (2-pyrrolidinylmethyl) pyrrolidine. Helix-sense-selective polymerization of the latter two monomers was realized also through radical m...
    Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 一般研究(A), 名古屋大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 04403021
  • 光学活性高分子を用いるキラル分離に関する研究
    科学研究費補助金(重点領域研究)
    1993 - 1993
    岡本 佳男, 中野 環, 八島 栄次
    本研究では、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)用のキラル充填剤として、すぐれた不斉識別能を有する新規な多糖誘導体の合成を行い、その不斉識別能を評価するとともに、NMRによる不斉識別機構の解明を行った。1.フェニル基上の様々な位置に、メチル基とクロロ基を同時に有する多糖の二置換フェニルカルバメート誘導体を合成した。セルロース誘導体では、メタおよびパラ位に置換基を有する誘導体が極めて高い分割能を示したのに対し、アミロース誘導体では、オルト位に置換基を有する誘導体が最も高い光学分割能を示した。2.側鎖の2、3位および6位を位置特異的にフェニルカルバメートおよびベンゾエート基で修飾した多糖誘導体を合成し、その光学分割能を調べたところ、セルロース誘導体では、側鎖の置換基の位置と種類により光学分割能は変化した。一方、アミロース誘導体では、側鎖を位置特異的に変換した誘導体より、ランダムに変換した誘導体が高い不斉識別能を示し、実用性の高いカラムとなることが明かになった。3.多糖フェニルカルバメート誘導体を少量のジイソシアナートを用いてシリカゲルに位置特異的に化学結合したところ、優れた耐久性と多くのラセミ体に対して、従来の吸着型充填剤と変わらない高い光学分割能を有することが明らかになった。4.セルローストリス(4-トリメチルシリルフェニルカルバメート)(CTMSC)は、高い不斉識別能を示し...
    文部科学省, 重点領域研究, 名古屋大学, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 05234213
  • キラル高分子、光電子機能性高分子　　　　　　　　　　　　　　　
    1989
    Competitive research funding
  • Chiral polymers, Polymers with photoelectronic properties　　　　　　　　　　　　　　　
    1989
    Competitive research funding

Industrial Property Rights