2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Efficient Transition Metal Complex Catalysts for Efficient Olefin Polymerization/Dimerization, New Functional Polymeric Materials
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18H01982
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
野村 琴広 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (20304165)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 合成化学 / 有機金属化学 / 触媒設計 / 前周期遷移金属錯体触媒 / 精密重合 / オレフィンメタセシス / 高分子機能材料 / オリゴマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、従来技術で合成不可能な新規ポリマーの創製や達成できない効率的なオレフィン多量化を実現可能とする高性能分子触媒の創製、及びその特徴を活かした有機高機能材料の創製や環境調和型の革新的合成手法の開発に関する。2019年度の代表的な研究成果は以下の通りである。
低歪み環状オレフィンの立体特異的な開環メタセシス重合を進行可能とする高性能バナジウム錯体触媒、2置換アセチレンのリビングメタセシス重合を進行可能とするニオブ錯体触媒の創製に成功した。いずれも従来触媒では達成できない優れた触媒機能を発現しており、この特徴を活かした材料合成への展開を期待している。
安価で入手容易なハロゲンフリーの有機Al助触媒で、今迄の報告例よりも優れたオレフィン重合機能を発現する、ホウ素アニオン含有ヘテロ環状カルベン（WCA-NHC）配位子を有するバナジウム錯体触媒を設計・創製した。関連のチタン錯体触媒の合成・同定と触媒機能に関する研究を通じて、従来触媒で高性能を発現する関連のチタン錯体触媒と同等の性能を発現することを明らかにした。特にバナジウム触媒については、今迄に報告した錯体触媒の溶液XAFS測定も検討し、使用する配位子により3種類の3価の活性種が生成することを明らかにした。
従来触媒では合成困難なオレフィン系高分子機能材料の創成を目的に、非架橋ハーフメタロセン型チタン錯体触媒を用い、低歪み環状オレフィンとの新規共重合体や多環式の芳香族ビニルモノマーとの共重合体の合成に取り組み、所定の成果を得た（学会発表済）。αオレフィンのリビング重合による分子量分布の狭い超高分子量体の合成、さらに反応性基を側鎖に有する超高分子量集積体の合成が可能となった。さらに、担持MAO助触媒を用いるエチレン重合やα―オレフィンとの共重合おけるモルフォロジー制御（粒形・粒径の揃ったポリマーの合成）に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
従来の遷移金属触媒では達成できなかったオレフィンメタセシス重合を実現可能とする高性能バナジウムやニオブ錯体の創成に既に成功し、学術論文や国際会議での数多くのKeynoteや招待講演、専門書の執筆など、2019年度に高い国際評価を得ており、今後の関連成果の進展が大いに期待される状況にある。
また、今迄使用できなかった安価で入手容易な有機Al化合物を助触媒とした、従来触媒より高性能を発現するバナジウム錯体触媒の設計・創製に成功し、その触媒活性種解析にも一部成功している。また、非架橋型ハーフチタノセン触媒により、従来触媒では不可能な新規オレフィン系高分子機能材料（高透明性機能を有する環状オレフィン系ポリマーや新規芳香族系ポリマー）の創成にも所定の成果を得ている。
以上の成果を基盤に、さらに既に有用な知見もあることから、最終年度ではより先導性・独自性の高い成果が得られる可能性が極めて高い。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度や2019年度で得られた成果を基盤に、研究をさらに発展させるつもりである。
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