二酸化炭素とエポキシドの共重合のための高活性新触媒の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550839
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 井上 祥平 東京理科大学, 工学部, 教授 (20010762)
• Keywords: 二酸化炭素 / エポキシド / シクロヘキセンオキシド / ポリカルボナート / 交互共重合 / 交互コポリマー / アルミニウム錯体 / シッフ塩基錯体

Research Abstract

二酸化炭素とエポキシドの交互共重合反応は、ジエチル亜鉛-水系を開始剤として用い、我々が1969年に初めて報告した。それ以来、亜鉛錯体や関連するアルミニウム錯体の開始剤が盛んに研究がされ、遷移金属錯体でもいくつかの例が報告されている。しかし、二酸化炭素とエポキシドの共重合反応にマンガンを中心金属にもつ錯体を用いた例の報告はなかった。
本研究では、マンガン-アセテート結合を持つポルフィリン錯体を二酸化炭素とシクロヘキセンオキシドの共重合反応に用いたところ、二酸化炭素とシクロヘキセンオキシドの交互コポリマーであるポリカルボナートを得ることができた。この重合系の最大の特徴は1気圧の二酸化炭素を用いても反応の交互性が失われずポリカルボナートを生成できる点にあり、二酸化炭素圧1気圧、反応温度80℃で共重合反応を行うと平均分子量が3,000の交互コポリマー(カルボナート結合の含有率=95%)を得ることができた。これは1気圧の二酸化炭素を出発原料としてポリカルボナートを合成した初めての成功例である。
またアルミニウム-シッフ塩基錯体と4級アンモニウム塩を組み合わせた触媒系も二酸化炭素(50気圧)とエポキシドの交互共重合に極めて有効であることを見いだした。

Research Products

• [Publications] 杉本 裕, 井上 祥平: "二酸化炭素とエポキシドの共重合の最近の進歩"高分子加工. 3月号. 98-105 (2003)
• [Publications] H.Sugimoto, H.Ohshima, S.Inoue: "Alternating Copolymerization of Carbon Dioxide and Epoxide by Manganese Porphyrin. The first Example of Polycarbonate Synthesis from 1-atm Carbon Dioxide."J.Polym.Sci., Part A, Polym.Chem.. Ed., 41. 3549-3555 (2003)