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

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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。