Observation of stereocontrol mechanism of homogeneous olefin polymerization by molecular simulation
| Project/Area Number |
18J21313
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Physical chemistry
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三澤 奈々 名古屋大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2019: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2018: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
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| Keywords | 分子シミュレーション / 触媒 / 重合反応 / Red Moon法 / 量子化学計算 / 分子動力学計算 / 混合MC/MD法 / 高分子 / 有機金属触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、工業的に利用されているカチオン性のピリジルアミドハフニウム触媒によるオレフィン重合反応を研究対象に、共存する助触媒由来の対アニオン の影響に着目して、その重合過程の微視的機構を理論的に解明することに主眼をおいた。特に、量子力学計算や分子動力学計算などの各種分子シミュレーション手法を駆使した研究を遂行した。
具体的には、溶媒やモノマーを含む実験に近いモデル系を作成し、Red Moon方法論を用いてオレフィン重合反応の全原子シミュレーションを行った。その結果、異なる対アニオン間での重合反応速度の違いを再現した。シミュレーション結果の解析から、触媒によるモノマー捕捉段階において対アニオンが活性点を塞ぐことによる”動的“な影響を大きく受けることを示し、それが対アニオン種に依存した重合反応速度の違いに繋がっていることを理論的に明らかにした。
さらにこうした対アニオンの”動的“な影響が高分子の成長反応のみならず停止反応に対しても影響を与えている可能性について検証を行った。Red Moonシミュレーションを用いて停止反応の速度定数を算出した結果、実験で観測されている対アニオン種に依存した停止反応速度の違いの傾向を再現した。シミュレーション結果の解析から、停止反応のほうが挿入反応に比べて活性点周りに広い空間を要することにより、より対アニオンの動的影響を受けやすいためであると推測された。
本研究により、オレフィン重合反応において高分子の物性を左右する停止反応や触媒活性に対して対アニオンがどういう機構で影響を与えるのかについて、原子レベルでの解釈が可能となった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
