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外部刺激によってキラリティーを誘起、固定化する金属触媒の開発と不斉重合への応用

公募研究

研究領域感応性化学種が拓く新物質科学
研究課題/領域番号 25109517
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

竹内 大介  東京工業大学, 資源化学研究所, 准教授 (90311662)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード触媒 / 動的錯体 / 不斉重合 / ブロック共重合 / ポリオレフィン / 光学活性ポリマー / 動的キラル錯体 / 不斉誘起 / シクロオレフィンポリマー / 一酸化炭素 / 共重合 / 異性化重合
研究実績の概要

前年度までに、我々はC2対称構造をもつNi錯体やPd錯体が動的キラルな挙動を示し、光学活性な低分子の存在下でキラリティーが有機・固定化されることや、それを用いたアルキルシクロペンテン類の重合により光学活性ポリマーが得られることを見出している。
今年度は、動的キラル錯体による不斉重合のメカニズムについての解明と、アルキルシクロペンテン以外のモノマーへの応用について検討を行った。
不斉重合のメカニズムについての解明については動的な挙動を起こさない錯体をデザインし、それを用いた重合を行うとともに、本新学術領域内の共同研究によりカチオン性錯体の構造について計算化学による評価を行った。N-アリールのかさ高さの異なるジイミン錯体を合成し、重合に用いたところ、2-エチル-6-アリールフェニルイミノ基を有する錯体については光学活性を保つことができ、それを用いた不斉重合が可能であることが明らかとなった。また、DFT計算の結果、カチオン性のジイミンパラジウム錯体については、二つのアリール基が同方向に配向したCs対称型の錯体が安定であることが明らかとなった。これらの結果から、C2対称ジイミン錯体はカチオン性にすることでアキラルなCs対称型錯体に変化するが、光学活性なオレフィンが配位することで不斉が誘起され、それに対してそれぞれの光学異性体が反応することで、異なる繰り返し構造としてポリマー中に導入されたと考えられる。今後さらに重合機構の解明を進める。
C2対称ジイミンパラジウム錯体による3-シクロヘキシル-1-ブテンの重合について検討を行ったところ、立体構造の制御されたポリマーが得られることが分かった。一方、3-シクロヘキシル-1-ヘキセンの重合では、異なる複数の繰り返し構造を含むポリマーが得られた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Selective Formation of Ethyl- and/or Propyl-branched Oligoethylene Using Double-decker-type Dinuclear Fe Complexes as the Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takano, Y. Takeuchi, D. Takeuchi, K. Osakada
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: 43 号: 4 ページ: 465-467

    • DOI

      10.1246/cl.131065

    • NAID

      130004868050

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-Decker Type Dipalladium Catalyst for Olefin Polymerization. Introduction of Acrylate Units into Main Chain of Branched Polyethylene2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takano, D. Takeuchi, K. Osakada, N. Akamatsu, A. Shishido
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: (印刷中) 号: 35 ページ: 9246-9250

    • DOI

      10.1002/anie.201404339

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ethylene Polymerization at High Temperatures Catalyzed by Double- Decker-Type Dinuclear Iron and Cobalt Complexes: Dimer Effect on Stability of the Catalyst and Polydispersity of the Product2014

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi, S. Takano, Y. Takeuchi, K. Osakada
    • 雑誌名

      Organometallics

      巻: 33 号: 19 ページ: 5316-5323

    • DOI

      10.1021/om500629a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double Cyclopolymerization of Monoterminal Trienes Using Pd Catalysis. Polymers Containing Functionallized Cyclic Groups with a Regulated Sequence2014

    • 著者名/発表者名
      K. Motokuni, D. Takeuchi, K. Osakada
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 47 号: 18 ページ: 6522-6526

    • DOI

      10.1021/ma500871f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Formation of Ethyl- and/or Propyl-branched Oligoethylene Using Double-decker-type Dinuclear Fe Complexes as the Catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Shigenaga Takano, Yuji Takeuchi, Daisuke Takeuchi, Kohtaro Osakada
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 465-467

    • NAID

      130004868050

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-Decker Type Dinuclear Ni Catalyst for Olefin Polymerization. Efficient Incorporation of Functional Comonomers Assited by the Catalyst Structure2013

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi, Y. Chiba, S. Takano, K. Osakada
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 52 号: 48 ページ: 12536-12540

    • DOI

      10.1002/anie.201307741

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition Metal-Catalyzed Polymerization of Polar Allyl and Diallyl Monomers2013

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi
    • 雑誌名

      MRS Bulletin

      巻: 38 号: 3 ページ: 252-259

    • DOI

      10.1557/mrs.2013.51

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Olefin Polymerization by Dinuclear Complexes with Double-Decker Framework2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大介
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia, The 5th New Phase International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 発表場所
      ペタリンジャヤ(マレーシア)
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新しいポリオレフィンの精密合成-モノマー・触媒デザインによるアプローチ-2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大介
    • 学会等名
      第29回中国四国地区高分子若手研究会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多環状ポリオレフィンの合成と物性2014

    • 著者名/発表者名
      中村華綸・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新しいポリオレフィンの創製を目指したモノマー・触媒のデザイン2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大介
    • 学会等名
      産業技術総合研究所触媒化学融合研究センター第12回講演会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ethylene Polymerization and Copolymerization with Functional Co-Monomers by Dinculear Ni Complexes with Double-Decker Framework2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大介・千葉友莉子・高野重永・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      XXVI International Conference on Organometallic Chemistry
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of New Polyolefin Materials. Design of Olefin Monomers and Catalysts2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大介
    • 学会等名
      NIMS Conference
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ジイミンパラジウム錯体によるメチル置換メチレンシクロヘキサンと一酸化炭素とのリビング交互共重合2014

    • 著者名/発表者名
      渡邉恵介・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ジイミンPd錯体触媒によるメチレンシクロヘキサン類と一酸化炭素との交互共重合2014

    • 著者名/発表者名
      渡邉恵介・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ジイミンパラジウム錯体によるメチル置換メチレンシクロヘキサンと一酸化炭素とのリビング交互共重合2014

    • 著者名/発表者名
      渡邉恵介・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 二層型フェノキシイミン複核ニッケル錯体によるエチレン重合及びエチレンと種々のコモノマーとの共重合2013

    • 著者名/発表者名
      千葉友利子・高野重永・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 二層型α-ジイミン複核金属錯体によるオレフィン重合2013

    • 著者名/発表者名
      高野重永・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ジイミンパラジウム錯体によるアルキル置換メチレンシクロヘキサンの重合2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉恵介・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第62回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ジイミン金属錯体によるアルキル置換メチレンシクロヘキサンの異性化重合:cis-シクロヘキサン環を有するポリマーの合成2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉恵介・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 二層型複核遷移金属錯体によるオレフィン重合および共重合2013

    • 著者名/発表者名
      高野重永・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Controlled Isomerization Polymerization by Diimine Pd Complexes2013

    • 著者名/発表者名
      竹内大介
    • 学会等名
      Asian Polyolefin Workshop 2013
    • 発表場所
      北京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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