希土類を基盤とする精密共重合触媒系の構築と高機能性高分子材料の開発

• 研究課題/領域番号: 24350030
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機化学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 西浦 正芳 国立研究開発法人理化学研究所, 侯有機金属化学研究室, 専任研究員 (30332258)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: スカンジウム / 共重合 / オレフィン / C-H結合活性化 / 希土類アルキル錯体 / 触媒化学 / スチレン / 高分子化学 / イソプレン / ヘプタジエン / エチレン / アルミニウム / DFT計算

研究成果の概要

ホスフィンオキシド側鎖を有するスカンジウム触媒を用いて、1,6-ヘプタジエンとイソプレン共重合反応を行うことにより、対応する交互共重合体の合成に初めて成功した。また、カチオン性イットリウムアルキル触媒を用いることにより、2,6-ジメチルピリジン類のメチル基のC-H結合によるアルケン類への付加反応に成功した。さらに、スカンジウム触媒存在下、スチレンの重合に連鎖移動剤としてアニソール類を用いることにより末端にアニシル基を有するシンジオタクチックポリスチレンの触媒的合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Isolation, Structure and Reactivity of a Scandium Boryl Oxycarbene Complex (2016)
  • 著者名/発表者名: B. Wang, X. Kang, M. Nishiura, Y. Luo, and Z. Hou
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 7 号: 1 ページ: 803-809
  • DOI: 10.1039/c5sc03138a
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Scandium-Catalyzed Syndiospecific Chain-Transfer Polymerization of Styrene Using Anisoles as a Chain Transfer Agent (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, M. Nishiura, J. Oyamada, H. Koshino, Z. Hou
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 49 号: 7 ページ: 2458-2466
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.6b00083
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Catalytic C-H Bond Addition of Pyridines to Allenes by a Rare-Earth Catalyst (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Song, B. Wang, M. Nishiura, and Z. Hou
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 21 号: 23 ページ: 8394-8398
  • DOI: 10.1002/chem.201501121
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Half-Sandwich Rare-Earth-Catalyzed Olefin Polymerization, Carbometalation, and Hydroarylation (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Nishiura, F. Guo, and Z. Hou
  • 雑誌名: Acc. Chem. Res. 巻: 48 号: 8 ページ: 2209-2220
  • DOI: 10.1021/acs.accounts.5b00219
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Computational Analyses of the Effect of Lewis Bases on Styrene Polymerization Catalyzed by Cationic Scandium Half-Sandwich Complexes (2015)
  • 著者名/発表者名: X. Kang, A. Yamamoto, M. Nishiura, Y. Luo, and Z. Hou
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 34 号: 23 ページ: 5540-5548
  • DOI: 10.1021/acs.organomet.5b00719
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cyclocopolymerization of 1,6-Heptadiene with Styrene Catalyzed by a Half-Sandwich Scandium Dialkyl Complex Bearing a Phosphine Oxide Side Arm (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Guo, M. Nishiura, Y. Li, Z. Hou
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 巻: 52 号: 11 ページ: 1509-1513
  • DOI: 10.1002/pola.27152
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cyclocopolymerization of 1,6-heptadiene with ethylene by half-sandwich scandium catalysts (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Guo, M. Nishiura, Y. Li, Z. Hou
  • 雑誌名: Sci. China. Chem. 巻: 57 号: 8 ページ: 1150-1156
  • DOI: 10.1007/s11426-014-5132-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Substituent effect on the electroluminescence efficiency of amidinate-ligated bis(pyridylphenyl) iridium(III) complexes (2014)
  • 著者名/発表者名: V. Rai Kumar, M. Nishiura, M. Takimoto Z. Hou
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. C 巻: 2 号: 27 ページ: 5317-5326
  • DOI: 10.1039/c3tc32553a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Half-Sandwich Scandium Boryl Complexes Bearing a Silylene-Linked Cyclopentadienyl-Amido Ligand (2014)
  • 著者名/発表者名: B. Wang, M. Nishiura, J. Cheng, Z. Hou
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 43 号: 38 ページ: 14215-14218
  • DOI: 10.1039/c4dt01725k
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Copolymerization of Isoprene and Nonconjugated α,ω-Dienes by Half-Sandwich Scandium Catalysts with and without a Coordinative Side Arm (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Guo, M. Nishiura, Y. Li, and Z. Hou
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 8 号: 10 ページ: 2471-2482
  • DOI: 10.1002/asia.201300599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dinitrogen Cleavage and Hydrogenation by a Trinuclear Titanium Polyhydride Complex (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Shima, S. Hu, G. Luo, X. Kang, Y. Luo, Z. Hou
  • 雑誌名: Science 巻: 340 号: 16 ページ: 1549-1552
  • DOI: 10.1002/anie.201208867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regio- and Stereospecific Living Polymerization and Copolymerization of (E)-1,3-Pentadiene with 1,3-Butadiene by Half-sandwich Scandium Catalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nishii, X. Kang, M. Nishiura, Y. Luo and Z. Hou
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: 42 号: 25 ページ: 9030-9032
  • DOI: 10.1039/c3dt50357g
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminum Effects in the Syndiospecific Copolymerization of Styrene with Ethylene by Cationic Fluorenyl Scandium Alkyl Catalysts (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Li
  • 雑誌名: Organometallics 巻: 32 号: 5 ページ: 1445-1458
  • DOI: 10.1021/om3011036
  • 査読あり
• [雑誌論文] 希土類錯体触媒を用いた高選択的分子変換反応の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西浦正芳
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 71 ページ: 25-38
  • NAID: 10031148197
  • 査読あり
• [雑誌論文] M4(CH2)4 Cubane-Type Rare-Earth Methylidene Complexes: Unique Reactivity toward Unsaturated C-O, C-N, and C-S Bonds (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Li
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 18 号: 47 ページ: 15079-15085
  • DOI: 10.1002/chem.201202796
  • 査読あり
• [雑誌論文] Binuclear Rare-Earth Polyhydride Complexes Bearing both Terminal and Bridging Hydride Ligands (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Cheng, H. Wang, M. Nishiura Z. Hou
  • 雑誌名: Chem. Sci. 巻: 3 ページ: 2230-2233
  • 査読あり
• [学会発表] 希土類触媒によるピリジン類を連鎖移動剤とするスチレンのシンジオタクチック重合 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本敦、西浦正芳、侯召民
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会 (2016)
  • 発表場所: 同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed Polymerization of Methoxyl Substituted Styrene: Step-Growth vs. Chain-Growth Polymerization (2016)
  • 著者名/発表者名: Shi Xiaochao, 西浦 正芳, 侯召民
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会 (2016)
  • 発表場所: 同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Regioselective Step-Growth Polymerization of Anisyl-Substituted Alkenes via Rare-Earth-Catalyzed C-H Alkylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang Haobing、西浦 正芳, 侯召民
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会 (2016)
  • 発表場所: 同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Dinitrogen activation and transformation by a bis(phosphinophenyl)amido-ligated titanium complex (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang Baoli, 西浦 正芳, 侯召民
  • 学会等名: 日本化学会 第96春季年会 (2016)
  • 発表場所: 同志社大学（京都府）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] lsospecific-trans-1,4-polymerization of(E)-1,3-pentadiene by half-sandwich rare-earth metal catalysts (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Nishii, Atsushi Yamamoto, Masayoshi Nishiura, Zhaomin Hou
  • 学会等名: Asian Polyolefin Workshop 2015
  • 発表場所: 首都大学（東京都）
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed C−H Bond Polyaddition of 1,4-Dimethoxybenzene to α,ω-Dienes (2015)
  • 著者名/発表者名: Xiaochao Shi, Atsushi Yamamoto, Masayoshi Nishiura, Zhaomin Hou
  • 学会等名: Asian Polyolefin Workshop 2015
  • 発表場所: 首都大学（東京都）
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed Aromatic C-H Bond Polyaddition of Dialkoxyarenes to Unconjugated Dienes (2015)
  • 著者名/発表者名: 西浦正芳, Xiaochao Shi, 侯召民
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] ハーフサンドイッチ型希土類金属触媒による（E）-1, 3-ペンタジエンのtrans1, 4-選択的重合 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西井圭、山本敦、西浦正芳、侯召民
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Rare Earth Catalyzed C-H Activation of Anisoles and Pyridines for Efficient Organic Synthesis and Polymer Functionalization (2015)
  • 著者名/発表者名: 西浦正芳
  • 学会等名: The 6th Japanese-Sino Symposium on Organic Chemistry for Young Scientists
  • 発表場所: 秋保リゾートホテルクレセント（宮城県）
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed Aromatic C-H Bond Polyaddition of Dialkoxylbenzene to Unconjugated Dienes (2015)
  • 著者名/発表者名: Xiaochao Shi, 西浦 正芳, 侯召民
  • 学会等名: 第３２回希土類討論会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（鹿児島県）
  • 年月日: 2015-05-21
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed Alternating Copolymerization of 1, 4-Dimethoxybenzene and Unconjugated Dienes through Aromatic C-H Bond Activation (2015)
  • 著者名/発表者名: Shi Xiaochao, Nishiura Masayoshi, Hou Zhaomin
  • 学会等名: 本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 日本大学（千葉県）
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed Syndiotactic Polymerization of Styrene with Anisoles and Pyridines as Chain Transfer Agents (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishiura Masayoshi，Yamamoto Atsushi, Hou Zhaomin
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference(IPC2014)
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県）
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] ハーフサンドイッチ型希土類触媒による（E)-1,3-ペンタジエンの重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西井 圭, 手島 章太, 西浦 正芳, 侯 召民
  • 学会等名: 第114回触媒討論会
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] イットリウム触媒によるイソプレンとミルセンのアイソタクチックブロック共重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 張 立新, 西浦 正, Shi Xiaochao, 侯 召民
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎県）
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] 希土類触媒によるメタクリル酸メチルのヘテロタクチック重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 戸田 智之, 西浦 正芳, 侯 召民
  • 学会等名: 第63回高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎県）
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] Half-Sandwich Scandium Boryl Oxy Carbene Complex: Synthesis, Structure and Reactivity (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang Baoli, Nishiura Masayoshi, Hou Zhaomin
  • 学会等名: The XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道）
  • 年月日: 2014-07-17
• [学会発表] Terpolymerization of Styrene with Ethylene and α-Olefins by Scandium Catalysts (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhang Hongxia, Nishiura Masayoshi, Hou Zhaomin
  • 学会等名: The XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道）
  • 年月日: 2014-07-17
• [学会発表] Rare-Earth-Catalyzed Syndiospecific Polymerization of Styrene with Anisoles and Pyridines as Chain Transfer Agents (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Atsushi, Oyamada Juzo, Nishiura Masayoshi, Hou Zhaomin
  • 学会等名: The XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道）
  • 年月日: 2014-07-15
• [学会発表] Synthesis, Structure and Reactivity of a Half-Sandwich Scandium Boryl Oxy Carbene Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: 王 保力, 西浦 正芳, 侯 召民
  • 学会等名: 第31回希土類討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都）
  • 年月日: 2014-05-23
• [学会発表] 高機能性希土類錯体触媒の開発と精密分子変換反応への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西浦正芳
  • 学会等名: 第30回希土類討論会
  • 発表場所: 北九州
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis, Structure and Reactivity of Scandium Boryl Complex (2013)
  • 著者名/発表者名: 王 保力、西浦 正芳、侯 召民
  • 学会等名: 第30回希土類討論会
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] スカンジウム触媒を用いたアニソール類を連鎖移動剤とするスチレンのシンジオタクチック重合 宋 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本 敦、西浦正芳、侯召民
  • 学会等名: 第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀)
• [学会発表] ハーフサンドイッチ型スカンジウムボリル錯体の合成と構造および反応性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王保力・西浦正芳・侯召民
  • 学会等名: 第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀)
• [学会発表] 希土類アルキル錯体触媒による高選択的分子変換反応の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西浦正芳
  • 学会等名: 第29回有機合成化学セミナー
  • 発表場所: グランシップ(静岡)(招待講演)
• [学会発表] 4核希土類メチリデン錯体の合成と反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tingting Li, 西浦正芳, 程建華, 侯召民
  • 学会等名: 錯体化学討論会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
• [学会発表] Synthesis and Reactivity Studies of Tetranuclear Rare Earth Methylidene Complexes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Li, M. Nishiura, J. Cheng, Z. Hou
  • 学会等名: International Symposium on Rare Earths in 2012
  • 発表場所: 沖縄ハーバービューホテルクラウンプラザ(沖縄)
• [学会発表] Chain-Shuttling Polymerization by Mixed Scandium and Zirconium Catalysts : The First Regio- and Stereoselective Block Copolymerization of Propylene and Butadiene , (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Zhang, L. Pan, M. Nishiura, Z. Hou
  • 学会等名: The 9th SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸)
• [学会発表] Scandium-Catalyzed Polymerization of Styrene and Isoprene with Anisoles as Chain Transfer Agents
  • 著者名/発表者名: 山本 敦、小山田 重蔵、西浦 正芳、侯 召民
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Scandium-catalyzed copolymerization of styrene with ethylene and α-olefins
  • 著者名/発表者名: Nishiura Masayoshi、Hou Zhaomin
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [備考] 理研研究室ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html
• [備考] RIKEN public website-english
  • URL: http://www.riken.jp/en/research/labs/chief/organometal_chem/
• [備考] 理研研究室ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/chief/organometal_chem/
• [備考] 理研研究室ホームページ英語
  • URL: http://www.riken.jp/en/research/labs/chief/organometal_chem/
• [備考] 研究室
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html
• [備考] 環境資源科学センターホームページ
  • URL: http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/acrg/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/research/lab/wako/organometallic/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/engn/r-world/research/lab/wako/organometallic/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/lab-www/organometallic/engl/index_e.html
• [産業財産権] 高分子化合物及び高分子化合物の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 西浦正芳、石暁超、侯召民
  • 権利者名: 理研
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-040111
  • 出願年月日: 2015-03-02