• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Observation of stereocontrol mechanism of homogeneous olefin polymerization by molecular simulation

Research Project

Project/Area Number 18J21313
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionNagoya University
Research Fellow 三澤 奈々  名古屋大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
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)
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
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。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Atomistic Simulation of the Polymerization Reaction by a (Pyridylamido)hafnium(IV) Catalyst: Counteranion Influence on the Reaction Rate and the Living Character of the Catalytic System2021

    • Author(s)
      Misawa Nana、Suzuki Yuichi、Matsumoto Kentaro、Saha Soumen、Koga Nobuaki、Nagaoka Masataka
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 125 Pages: 1453-1467

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.0c10977

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical Elucidation of the Effect of Counteranions on the Olefin Polymerization Activity of (Pyridylamido)Hf(IV) Catalyst by QM and REMD Studies: MeB(C6F5)3? versus B(C6F5)4?2020

    • Author(s)
      Misawa Nana、Suzuki Yuichi、Saha Soumen、Koga Nobuaki、Nagaoka Masataka
    • Journal Title

      Organometallics

      Volume: 40 Pages: 48-62

    • DOI

      10.1021/acs.organomet.0c00698

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 対アニオンの影響に着目した(pyridylamido)Hf触媒によるオレフィン重合反応活性に関する計算化学的解析2020

    • Author(s)
      三澤奈々, 鈴木雄一, 古賀伸明, 長岡正隆
    • Organizer
      分子科学討論会オンライン討論会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Full atomistic simulation of ethylene/1-octene copolymerization reaction process by (pyridylamido)Hf(IV) catalyst2020

    • Author(s)
      Nana Misawa
    • Organizer
      APATCC2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] (pyridylamido)Hf触媒によるオレフィン重合反応に関する計算化学的解析: 対アニオンが反応速度に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      三澤奈々
    • Organizer
      日本化学会第100回春季年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] (pyridylamido)Hf(IV)触媒によるα-オレフィン挿入反応における対アニオンの役割:電子的効果と動的効果2019

    • Author(s)
      三澤奈々
    • Organizer
      第22回理論化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] (ピリジルアミド)ハフニウム(IV)触媒によるα-オレフィン重合過程に関する計算化学的解析2019

    • Author(s)
      三澤奈々
    • Organizer
      第68回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] (ピリジルアミド)Hf(IV) 触媒によるオレフィン重合反応の全原子シミュレーション2019

    • Author(s)
      三澤奈々
    • Organizer
      第35回化学反応討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] (pyridylamido)Hf(IV)触媒によるエチレン/1-オクテン共重合過程に関する全原子シミュレーション2019

    • Author(s)
      三澤奈々
    • Organizer
      第13回分子科学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi