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2011 年度 実績報告書

パラジウム錯体による異性化重合を活用する高機能ポリオレフィンの創製

研究課題

研究課題/領域番号 22685012
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)

キーワード立体選択的重合 / 環化重合 / 異性化重合 / パラジウム錯体 / シクロオレフィン / 液晶高分子 / 一酸化炭素 / 交互共重合
研究概要

従来の重合法では側鎖官能基の平均的な密度の制御された高分子の合成は比較的用意であるが、その分布を完全に制御することは不可能であった。本研究ではジイミン配位子を有するパラジウム錯体によるオレフィン類の異性化重合を利用し、様々な官能基の密度、'分布が完全に制御された高分子の合成と、その機能の探索を目指して研究を行っている。昨年度までに、パラジウム錯体が4-アルキルシクロペンテンや3-アルケニルシクロペンテンの付加異性化重合を引き起こし、シクロペンタン骨格が主鎖上に山定の間隔で配置された高分子を与えることを見いだしている。環の立体構造が全て一定にそろった高分子は液晶性を示す。アルケニルシクロヘキサンも向様に重合し、トランス-1,4型に制御された六員環構造を主鎖に有するポリマーが得られる。本年度は、ジイミンパラジウム錯体がメチレンシクロヘキサンの異性化重合を引き起こすことを見出した。得られたポリマーは、アルケニルシクロヘキサンと同様にトランス-1,4-シクロヘキサン環を含んでいる。1,1-二置換オレフィンは配位重合性が低く、単独重合の例は極めて限られており、本重合は非常に珍しい。ジイミンパラジウム錯体は一酸化炭素とメチレンシクロヘキサンとの共重合にも有効であり、この場合にはトランス-1,2-シクロヘキサン環を含むポリケトンが得られる。C2対称ジイミンパラジウム錯体は4-メチルシクロペンテンの立体規則性重合を引き起こす。得られるポリマーはキラルであることから、光学活性錯体を用いた不斉重合について検討を行った。光学活性ジイミセパラジウム錯体は、ジイミン配位子と光学活性ビスオキサゾリンパラジウム錯体との配位子交換により合成した。得られた錯体は4-メチルシクロペンテンの不斉重合を引き起こし、光学活性ポリマーが得られることが分かった。様々なアルキル基を有する1,6,11-トリエンのダブル環化重合が円滑に進行し、ビスシクロペンタン環を有するポリマーが得られることも見出した。

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

本研究ではすぐれた機能をもつポリオレフィンの創製を目指し、種々め極性官能基の組み込まれた環状置換基を有するポリマーの合成を行なっている。これまで用いてきたアルケニルシクロヘキサンは重合性は高いものの、官能基の立体選択的な導入が困難である点が問題であった。昨年度新たに重合することを見出したメチレンシクロヘキサンは官能基導入が比較的容易である点で、高機能ポリオレフィンの設計がより容易になった。アルキルシクロペンテン類の重合については、光学活性ポリマーが得られるようになりつつある。また、異なる官能基を含むトリエンの重合も可能であることが分かった点からも、今後2年間で高機能ポリオレフィン創製のための分子設計のめどがある程度たったと言える。

今後の研究の推進方策

様々な官能基の導入されたアルケニルシクロヘキサン、メチレンシクロヘキサンの合成を行い、その重合を行う。特に集合性のコレステロール骨格を有するメチレンシクロヘキサンは比較的容易に合成できる。アルキルシクロペテン類の重合については、得られるポリマーの光学純度が不十分だと考えられるため、さらなる触媒設計を行う。ごく最近、容易に合成可能なビスアルコキシメチルヘプタジエンの重合が円滑に進行することを見出している。本年度は同様の構造を有するトリエンに対して両親媒性官能基や発光性官能基を導入し、それらの側鎖官能基が均一に分布したポリオレフィンの合成を行う。次年度は本年度得られたポリマー群の機能性について評価を行う。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Columnar self-assembly of rhomboid macrocyclic molecules via step-like intermolecular interaction. Crystal formation and gelationw2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Ide, Daisuke Takeuchi, Kohtaro Osakada
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 48 ページ: 278-290

    • DOI

      DOI:10.1039/c1cc15311k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise Isomerization Polymerization of Alkenylcyclohexanes : Stereoregular Polymers Containing Six-Membered Rings along the Polymer Chain2011

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

      J. Am. Chem. Soc

      巻: 133 ページ: 11106-11109

    • DOI

      10.1021/ja2043968

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Controlled Polymerization of Cyclo-olefins, Dienes, and Trienes by Utilizing Reaction Properties of Late Transition Metals2011

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

      Macromol. Chem. Phys

      巻: 215 ページ: 1545-1551

    • DOI

      10.1002/macp.201100182

  • [雑誌論文] オレフィンメタセシスによる新しい複核金属錯体の合成とオレフィン重合2011

    • 著者名/発表者名
      竹内 大介, 桑原純平, 小坂田 耕太郎
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 68 ページ: 427-435

    • DOI

      10.1295/koron.68.427

  • [雑誌論文] Aromatic Macrocycle Containing Amine and Imine Groups : Intramolecular Charge-Transfer and Multiple Redox Behavior2011

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Ide, Daisuke Takeuchi, Kohtaro Osakada, Takashi Sato, Masayoshi Higuchi
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 76 ページ: 9504-9506

    • DOI

      DOI:10.1021/jo201650t

    • 査読あり
  • [学会発表] トリエンのダブル環化重合によるビスシクロペンタン環を有するポリマーの合成と高分子反応2011

    • 著者名/発表者名
      元国献也・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20110928-30
  • [学会発表] 様々なアルキルアルミニウムを助触媒に用いたビスイミノピリジン複核金属錯体によるオレフィンの重合2011

    • 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60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20110928-30
  • [学会発表] バルビツール酸部位の組み込まれたポリオレフィンの合成と水素結合ネットワーク形成2011

    • 著者名/発表者名
      竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20110928-30
  • [学会発表] パラシクロファン部位を有するジイミン金属錯体を用いたオレフィン類のオリゴマー化2011

    • 著者名/発表者名
      東條好晃・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20110928-30
  • [学会発表] 共有結合性テンプレートを用いたπ共役大環状分子の合成と発光特性2011

    • 著者名/発表者名
      井手智仁・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      20110928-20110930
  • [学会発表] 様々なジイミンパラジウム錯体によるトリエンのダブル環化重合2011

    • 著者名/発表者名
      元国献也・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第58回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20110907-20110909
  • [学会発表] ビスイミノピリジン骨格を有する複核金属錯体によるオレフィン重合2011

    • 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58回有機金属化学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20110907-20110909
  • [学会発表] トリエンのダブル環化重合を利用した多様な官能基を含むポリマーの合成2011

    • 著者名/発表者名
      元国献也・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20110525-27
  • [学会発表] キサンテン骨〓を有する様々なビスイミノピリジン複核金属錯〓によるオレフィンの重合2011

    • 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60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20110525-20110527
  • [学会発表] 種々の光学活性ジイミンパラジウム錯〓による4-アルキルシクロペンテンの丈斉重合2011

    • 著者名/発表者名
      小松崎佑介・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20110525-20110527
  • [学会発表] 共有結合性テンプレートを用いたπ共役大環状分子の合成2011

    • 著者名/発表者名
      井手智仁・竹内大介・小坂田耕太郎
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      20110525-20110527

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公開日: 2013-06-26  

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