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2015 年度 実施状況報告書

アルミニウム-ホウ素クラスター化合物の創成とオレフィン重合助触媒としての応用

研究課題

研究課題/領域番号 26810070
研究機関広島大学

研究代表者

田中 亮  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60640795)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードオレフィン重合 / 助触媒 / Lewis酸性
研究実績の概要

含ホウ素アルミノキサン(以下、BMAO)と様々な4族金属錯体を組み合わせて重合挙動を調べることにより、BMAOによる活性化機構について考察した。解析には前年度における検討で最もオレフィン重合触媒に対する活性化能が高かったペンタフルオロフェニルボロン酸とトリメチルアルミニウムから調製したBMAOを用いた。
BMAOはB(C6F5)3などの単一分子からなる助触媒と大きく異なり、ジアルキルチタン錯体だけでなく、単独でチタンジクロリド錯体やジルコニウムジクロリド錯体を活性化してプロピレンの重合を進行させたことから、BMAOにはLewis酸として金属カチオン種を発生させるだけでなく金属ハライドをアルキル化する役割も果たすことが分かった。
また、メチルアルミノキサン(MAO)との組み合わせでリビング重合を進行させる遷移金属錯体とBMAOを組み合わせて重合を行うと、初期活性はMAOを用いた場合と比べて飛躍的に上昇するものの、触媒の失活が観測されリビング性が失われた。このことから、金属カチオン種とBMAOから生成したアルミニウムアニオン種の相互作用はMAOから生成したものよりも弱いことが分かった。

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

当初計画では含ホウ素アルミノキサンの生成機構およびオレフィン重合触媒の活性化機構を平成27,28年度の2年間で解明してゆく予定であったが、本年度はこのうちオレフィン重合触媒の活性化機構について十分な知見を得た。よって研究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

最終年度である平成28年度は、計画の中で残った課題である含ホウ素アルミノキサンの生成機構に関する考察を行う予定である。アルミノキサンの生成は重縮合反応によって起こるので、有機アルミニウムとボロン酸の仕込み比によってアルミニウムクラスター構造の大きさをある程度制御できると考えている。様々な分子量を持った含ホウ素アルミノキサンを調製し、各種分光学的測定を行うことでクラスター構造の成長に関する知見が得られると考えている。さらにそれぞれのアルミノキサンの重合触媒に対する活性化能も併せて調べることで、より効率的なアルミノキサン調製を行うための知見を得たい。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The preparation of boron-containing aluminoxanes and their application as cocatalysts in the polymerization of olefins2016

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, R.; Hirose, T.; Nakayama, Y.; Shiono, T.
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 48 ページ: 67-71

    • DOI

      10.1038/pj.2015.81

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Effect of the protic source on the preparation of aluminoxane and its activation behavior of olefin polymerization catalysts2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, R.
    • 学会等名
      World Polyolefin Congress (WPOC 2015)
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2015-11-24
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of boron-containing aluminoxane as a cocatalyst of olefin polymerization2015

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, R.
    • 学会等名
      IUPAC 11th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME2015)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2015-10-21
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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