希土類金属化合物を触媒に利用する重合反応の精密制御

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本研究は、希土類金属化合物を触媒に利用することにより、重合反応を行い、その際に、金属化合物の置換基、配位子を設計することにより、得られる高分子化合物の、分子鎖長、および立体選択性を精密に制御することを目的とするものである。本年度の研究を通じ、さまざまな希土類金属化合物の置換基、配位子を設計し、重合反応の触媒、開始剤として用いた。ランタノイドのテトラアルキルリチウムアート錯体を開始剤として用いたところ、スチレンのアニオン重合活性があることが確認された。アルキルリチウム等を開始剤に用い、スチレンのアニオン重合を行った場合、重合反応は-78度程度の極めて低温においても進行することに対し、ランタノイドのアート錯体を用いた場合には、重合反応を行うには、室温程度の温度が必要であることが明かとなった。また、ランタノイドのトリフラートは、テトラヒドロフラン、ビニルエーテル、エポキシド等のカチオン重合に対して活性があることも明かとなった。金属種としては、サマリウム、イッテルビウム、ランタン、イットリウム等を用い、これらのトリフラートを合成し、重合反応を行ったところ、相当する高分子化合物が得られた。とくに、テトラヒドロフランの重合を行った際には、分子量10万以上の高分子量のポリマーが、比較的狭い分子量分布において得られた。また、この重合反応は、酸クロリド、ビニルエーテル共存下で行うと、反応が著しく加速された。