Design and Synthesis of Supported Molecular Catalyst on Specified-Shaped Polymers

特定形状聚合物负载型分子催化剂的设计与合成

基本信息

批准号：
21K18854
负责人：
野村琴広
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題は特異な協奏機能が発現する反応場を形成する集積型固定化分子触媒の設計・合成と環境低負荷型の精密合成プロセスへの適用に関する。特に申請者独自で開発した錯体触媒によるリビング開環メタセシス重合により、形状・組成を緻密に制御した星型・球状・ボトルブラシ（bottlebrush）型の特異形状ポリマー表面に機能の異なる錯体・活性化剤を担持し、集積化による特異な協奏機能が発現する反応場の創製による革新的な精密合成プロセスの開発を目的としている。2022年度の代表的な成果は以下の通りである。官能基を表面に有するボトルブラシ（bottlebrush）型の特異形状ポリマーの精密合成の基盤技術である、ポリマー鎖を側鎖に有するノルボルネン誘導体のリビング開環重合において、従来触媒では実現不可能であったポリマーのオレフィン二重結合の立体規則性の制御が可能となった。これは当研究室で開発した芳香族イミド配位バナジウム錯体触媒によりはじめて実現可能で、配位子の修飾によりE（90%以上 trans）/Z（98->99 % cis）の選択性の制御が可能になった。規則性の違いにより得られるボトルブラシポリマーの構造が異なる故に、ボトルポリマーどうしでの側鎖ポリマー鎖間の相互作用が異なる（得られるポリマーの物性が異なる）ことも明らかにした。さらに目的の触媒材料の合成に向け、官能基を側鎖末端に有するボトルブラシポリマーの立体特異的な合成にも取り組み、所定の成果を得た。

本课题涉及集成固定化分子催化剂的设计和合成，这些催化剂形成具有独特协同功能的反应场，及其在对环境影响较小的精密合成过程中的应用。特别是，通过使用申请人原创开发的络合催化剂的活性开环复分解聚合，将具有不同功能的络合物和活化剂施加到具有星形、球形和瓶刷形的独特形状聚合物的表面，其形状和组成受到精确控制其目的是通过创建一个通过集成支持独特协同功能的反应场来开发创新的精密合成工艺。 2022 年的代表性结果如下。侧链带有聚合物链的降冰片烯衍生物的活性开环聚合，是精密合成表面带有官能团的瓶刷状独特形状聚合物的基础技术，使传统催化剂无法控制的技术成为可能。聚合物中烯烃双键的立构规整性。利用我们实验室开发的芳族酰亚胺配位钒络合物催化剂首次实现了这一目标，并且可以通过修改E（90%以上反式）/Z（98->99%顺式）的选择性来控制配体现在是可能的。还揭示出，由于所得瓶刷聚合物的结构因规则性的不同而不同，因此瓶聚合物的侧链聚合物链之间的相互作用也不同（所得聚合物的物理性质不同）。此外，为了合成所需的催化材料，我们还进行了侧链末端带有官能团的瓶刷聚合物的立体定向合成，并取得了一定的成果。