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2018 年度 実施状況報告書

ステレオブロック重合法を用いた高性能ゴム材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14276
研究機関広島大学

研究代表者

田中 亮  広島大学, 工学研究科, 助教 (60640795)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード配位重合 / 希土類触媒 / ボロヒドリド錯体
研究実績の概要

平成30年度は、より精密なステレオブロックポリマー合成のため, 助触媒に対して従来系よりも鋭敏に応答するネオジム触媒系の開発を行った。その結果, アニオン性μ2-ボロヒドリドネオジム錯体とジアルキルマグネシウム, 修飾メチルアルミノキサン(MMAO)を組み合わせた触媒系がNd(BH4)3(thf)3錯体を用いた系に比べてより高cis-1,4特異的(>90%)なイソプレン重合を進行させることを見出した。また, この錯体は, MMAOを加えない場合にもNd(BH4)3(thf)3錯体より高いtrans-1,4特異性(>95%)を示した。μ2-ボロヒドリド錯体はブタジエン重合においても高い立体特異性を示し, そのcis-1,4特異性はCp*Nd(BH4)2(thf)2錯体とほぼ同等であった。錯体のX線結晶構造解析やNMRによる反応追跡から, μ2-ボロヒドリド錯体を用いた重合における高立体特異性は, ボロヒドリドの配位数の減少によってμ3-ボロヒドリド錯体よりもNd-B結合が長くなったこと, またそれに伴ってボロヒドリドの反応性が高くなったことによって現れたことも明らかにした。ホウ素上にアルキル基を1つ有するμ3-ボロヒドリドネオジム錯体の単離にも成功したが, イソプレン重合における立体特異性はNd(BH4)3(thf)3錯体よりも低かった。
他には, ステレオブロックポリマーの末端官能基化についても検討した。ネオジム錯体を用いたイソプレンのステレオジブロック重合を行った後, 乾燥空気を用いて末端を酸化することで, cis-1,4末端に水酸基が導入されたステレオジブロックポリイソプレンの合成に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画においては、初年度はネオジム錯体触媒を用いたステレオブロックポリマーの合成におけるCp*配位子以外の影響について検討し、cis/trans特異性の向上可能性や分子量の限界、モノマーの適用範囲について検討する予定であった。μ2-ボロヒドリドネオジム錯体を用いた一連の検討において、特にcis/trans特異性の向上において顕著な成果を挙げることができたので、研究計画は概ね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

次年度は当初予定通り、多分岐構造を有するステレオブロックポリマーの合成に着手する。既に末端官能基化ステレオジブロックポリマーの合成に成功しているので、これを縮合させて星型ポリマーを合成する。また、初年度には未検討であった物性評価についても行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

本年度は概ね計画通りに予算を執行してきたが、消耗品の支出が想定より若干少なく済んだので、全予算の1%未満に当たる7586円が翌年度に繰り越しとなった。次年度使用額は全て消耗品として算入する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Stereospecific polymerization of conjugated dienes using neodymium alkylborohydride complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tanaka, Yuto Shinto, Ryusei Matsuzaki, Yuushou Nakayama, Takeshi Shiono
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C8DT04220A

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cis-1,4 Specific Polymerization of 1,3-butadiene using PNP-pincer Ligated Iron(II) Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tanaka, Kenshi Ikeda, Yuushou Nakayama, Takeshi Shiono
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1246/cl.190115

    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis of Lanthanide(III) alkylborohydride complexes and their application to coordination polymerization catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tanaka, Ryusei Matsuzaki, Yuto Shinto, Yuushou Nakayama, Takeshi Shiono
    • 学会等名
      錯体化学会第68回討論会
  • [学会発表] ネオジム錯体触媒を用いたイソプレンと1-アルケンとの共重合2018

    • 著者名/発表者名
      田中 亮, 神藤 佑斗, 中山 祐正, 塩野 毅
    • 学会等名
      第67回高分子討論会

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公開日: 2019-12-27  

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