Depolymerization of Silicone to cyclic origo-siloxane by metal complex catalysts

点击翻译按钮获取中文摘要

シリコーン(SiR2O)nは，主鎖がSi-O結合である無機高分子である。シリコーンは、熱的に安定で、化学安定性に優れ、低毒性、耐光性、絶縁性など多くの優れた特性を持つ。世界で約300万トン近く生産されているが、使用後のシリコーンは、埋め立て処分もしくは焼却処理されており、莫大なエネルギーを費やして合成されるにもかかわらず、再利用されていない。本研究ではシリコーンの再利用の手法を開発するため、ポリマーを環状オリゴマーに変換する触媒反応（解重合反応）の開発を行う。シリコーンとして代表的な(SiMe2O)nは、極性の酸素基を内側にしたコイル型構造をとる。Si上の2つの酸素を金属にキレート配位させられるような金属錯体を使うことにより、コイルの末端Me2SiO-基の攻撃による環化反応を促進させ、環状オリゴマー(SiMe2O)n（n<10）を得ることを実現する。環化反応を促進する錯体触媒としてPdの２核錯体が有効であることを見出した。この2核錯体は、Pdに配位したリン配位子が、かさ高いPh基を有しているため、Pd周りを壁で囲ったような立体環境を有している。また、Pd上に正電荷をもっておりLewis酸性を有している。この立体環境と電子的な性質により、シリコーンの主鎖の酸素に配位したとき、Oの供与によりSiの求電子性が高まるとともに、Pd周りの壁によって末端部分が環状に折り曲げられ、環化反応が完結すると考えられる。実際に錯体を触媒として、シリコーングリースおよびシリコンオイルなどの高分子量の直鎖シリコーンが、(SiMe2O)n (n=4-6)の環状オリゴマーとして得られる。最も収率の高いものはn=4であり、現段階では47％程度得られた。新たなPd２核錯体の補助配位子として、P-P結合を強固なナフタレンで連結したものを合成した。今後、錯体合成に供する予定である。