フッ素を含むフェノキシイミンケラートリガンドを有するチタニウム複合体によって触媒化されたシンディオスペシフィック生プロピレンポリメリゼーション
Makoto Mitani1, Rieko Furuyama, Jun-ichi Mohri
1R & D Center, Mitsui Chemicals, Inc., 580-32 Nagaura, Sodegaura, Chiba, 299-0265, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|April 3, 2003
まとめ
フッ素を含むリガンドを含む新しいチタン触媒は,室温での生体およびステレオスペシフィックプロピレンポリメリゼーションを可能にします. これらの触媒は,チェーンエンドメカニズムとサイト逆転によって制御される,高度にシンディオタキシ性ポリプロピレンを生成します.
科学分野:
- ポリマー化学のポリマー化学について
- 有機金属化学 有機金属化学
- カタリシス カタリシス カタリシス
背景:
- プロピレンポリメリゼーションは,ポリオレフィン生産に不可欠です.
- 室温で生体とステレオ特異的なポリメリゼーションを達成することは,依然として課題です.
- フェノキシイミンリガンドを含むチタン複合体は,オレフィンポリメリゼーションにおいて有望であることが示されています.
研究 の 目的:
- フッ素を含むフェノキシイミンリガンドによるチタン複合体のプロピレンポリメリゼーション行動を調査する.
- 生体とステレオ固有のポリメリゼーションの背後にあるメカニズムを理解する.
- 触媒性能に対するリガンド構造の影響を調査する.
主な方法:
- フッ素を含むフェノキシイミンリガンドを含むチタン複合体の合成と特徴付け.
- メチラルモキサン (MAO) を共触媒として使用したプロピレンポリメリゼーション実験.
- 反応機構を解明するための密度関数理論 (DFT) 計算.
- (13) ポリマーの微細構造とステレオ化学を決定するためのC核磁気共振 ((13) C NMR) スペクトロスコーピー.
主要な成果:
- タイタンの複合体は,室温以上で生体およびステレオスペシフィックプロピレンポリメリゼーションを触媒化した.
- DFTの計算は,フッ素とβ-水素の間の魅力的な相互作用を示し,室温での生体ポリメリゼーションを促進しました.
- 高シンジオタキシ性ポリプロピレンが生産され,チェーンエンド制御メカニズムと独占的な1,2挿入,続いて2,1挿入によって管理されました.
- 生産されたポリプロピレンの領域ブロック構造が観察されました.
- リガンド置換は触媒行動に著しく影響し,フェノキシ酸素へのステリック・バルク・オーソは,高シンジオセレクティブ性にとって極めて重要である.
- トリメチルシリル基を持つ特定のチタン複合体は,高溶解度を持つ高度なシンディオタキシ性,ほぼ単分散型ポリプロピレンを生成しました.
結論:
- フッ素を含むフェノキシイミネチタニウム複合体は,室温での生活とステレオ固有のプロピレンポリメリゼーションのための効果的な触媒です.
- 観察されたステレオスペシフィシティと生きた性質は,リガンド設計とサイト逆転メカニズムの組み合わせによるものである.
- リガンド改変,特にステリック要因は,高度なポリプロピレンを生産するための触媒性能を微調整するための経路を提供します.
関連する概念動画
Organic Compounds
All living things are formed mostly of carbon compounds called organic compounds. The category of organic compounds includes both natural and synthetic compounds that contain carbon. Although a single, precise definition has yet to be identified by the chemistry community, most agree that a defining trait of organic molecules is the presence of carbon as the principal element, bonded to hydrogen and other carbon atoms. However, some carbon-containing compounds such as carbonates, cyanides, and...
Catalysis
The presence of a catalyst affects the rate of a chemical reaction. A catalyst is a substance that can increase the reaction rate without being consumed during the process. A basic comprehension of a catalysts’ role during chemical reactions can be understood from the concept of reaction mechanisms and energy diagrams.
Anionic Chain-Growth Polymerization: Overview
The polymerization process that involves carbanion as an intermediate is called anionic polymerization. It is also a type of addition or chain-growth polymerization. Anionic polymerization gets initiated by a strong nucleophile such as an organolithium or a Grignard reagent. The most commonly used initiator for anionic polymerization is butyl lithium. Monomers involved in anionic polymerization must possess a vinyl group bonded to one or two electron-withdrawing groups. For instance,...
Cationic Chain-Growth Polymerization: Mechanism
The cationic polymerization mechanism consists of three steps: initiation, propagation, and termination. In the initiation step of the polymerization process, the π bond of a monomer gets protonated by the Lewis acid catalyst, which is formed from boron trifluoride and water. The protonation of the π bond generates a carbocation stabilized by the electron‐donating group. In the propagation step, the π bond of the second monomer acts as a nucleophile and attacks the generated carbocation,...
Catalysis
Catalysis influences the rate of chemical reactions by providing an alternative reaction pathway with lower activation energy. A catalyst speeds up a reaction, but it is not consumed during the process. The fundamental principle of catalysis is the ability of a catalyst to alter the reaction mechanism, often introducing a more efficient pathway than the uncatalyzed process.In a catalyzed reaction, the catalyst participates directly in the reaction mechanism. It interacts with reactants to form...
Heterogeneous Catalysis
Heterogeneous catalysis involves a catalyst in a different phase from the reactants. It is a process where the catalyst and the reactants are in distinct phases, typically solid and gas or liquid.Most heterogeneous catalysts are metals, metal oxides, or acids. The list includes transition metals like iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), chromium (Cr), manganese (Mn), tungsten (W), silver (Ag), and copper (Cu). These metals possess partially vacant d orbitals that...


