[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

ルテニウム触媒を用いたcis選択的開環メタセシス重合

[スポンサーリンク]

meta1.jpg

(画像は下記論文のTOCを引用)

近年、Grubbs・Schrock・Hoveydaらを中心に、立体選択的なメタセシス反応の開発が進められており、ケムステにおいても紹介してきました(こちらこちら)。
低分子化合物だけでなく、高分子合成においても立体選択的メタセシスが適用されている例として、cis選択的開環メタセシス重合に関するGrubbsグループの論文をご紹介したいと思います。
 
Cis-Selective Ring-Opening Metathesis Polymerization with Ruthenium Catalysts
Keitz, B. K.; Fedorov, A.; Grubbs, R. H.*
J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 2040–2043. DOI: 10.1021/ja211676y 

高分子中の結合でcis含有率が高いと、融点やガラス転移点が低くなったり、結晶化速度が遅くなったりするため、cis含有率を操ることで生成するポリマーの物性を調整することが可能となります。

 

開環メタセシス重合の触媒としてルテニウム・モリブデン・タングステンなどの錯体が用いられておりこれらの触媒を用いた場合、触媒・モノマー・温度など様々な要因がポリマー中のcis結合の含有率に影響を与えることが知られています。

Grubbsグループでは、Grubbs触媒として知られる一連のルテニウム錯体を用いて様々なメタセシス反応を開発してきました。高分子合成にもこれらの触媒は適用されており、Grubbs触媒を用いてノルボルネン類の開環メタセシス重合を行うことでポリノルボルネンが得られますが、第1世代Grubbs触媒を用いた場合、ポリマー中の結合のほとんどはtrans体として得られることが知られていました。今回、ニトラト(nitrato)を有する錯体を用いることで、最大で96%ものcis体を有するポリマーを合成することに成功しています。

meta2.jpg

図2. 今回用いられたルテニウム錯体:1が第2世代Grubbs触媒、2が今回新たに用いられているニトラト錯体

(図は論文より引用)

 

重合は、室温で1時間程度で進行するようです。様々なノルボルネン誘導体をモノマーとして用いて触媒の重合能が調べられていますが、多くのモノマーで80~90%程度のcis率を有するポリマーが得られています。比較のために市販の代表的なルテニウム触媒である第2世代Grubbs触媒を用いた重合も行われていますが、60~80%程度のcis率となっており、ニトラト錯体型の触媒を用いることでよりcis選択的に重合が進行することがわかります。また、シクロオクタジエンなどのシクロアルケン類をモノマーとした重合においても、ニトラト触媒がcis選択的な重合を行うことが確認されています。

 

しかし、一部のモノマーは第二世代Grubbs触媒の方が高いcis選択性を示しました。これは筆者らも驚きだったようで

”However, for monomers 5, 6, and 9, high cis contents were achieved without the use of a specially designed catalyst!”

と「!」付きでその驚きを表現していました。

 
高分子鎖末端に存在する反応点が高活性なため、分子内(backbiting)または分子間でメタセシス反応を起こすなどの副反応が起きやすく、重合の制御はなかなか困難なのですが、1000程度のノルボルネンが重合してもその90%以上がcis体となるように制御されている…と考えると、この触媒の威力をご想像して頂けるのではないでしょうか。
一方、条件さえ整えてあれば市販の触媒でも高いcis選択率を与えたことから、重合の化学はやってみないと分からないことも少なからず存在するようです。「重合する」という高分子化学の最も基礎的な部分でありながら、まだまだ開拓の余地が残されているように思われます。
Avatar photo

suiga

投稿者の記事一覧

高分子合成と高分子合成の話題を中心にご紹介します。基礎研究・応用研究・商品開発それぞれの面白さをお伝えしていきたいです。

関連記事

  1. #環境 #SDGs マイクロ波によるサステナブルなものづくり (…
  2. 液体中で高機能触媒として働くペロブスカイト酸化物の開発
  3. (-)-Cyanthiwigin Fの全合成
  4. 648個の誘導体を合成!ペプチド創薬の新手法を開発
  5. 2012年分子生物学会/生化学会 ケムステキャンペーン
  6. 酵素触媒によるアルケンのアンチマルコフニコフ酸化
  7. 光触媒-ニッケル協働系によるシステイン含有ペプチドのS-アリール…
  8. 海外学会出張でeSIMを使ってみました

注目情報

ピックアップ記事

  1. 日本化学会 第100春季年会 市民公開講座 夢をかなえる科学
  2. ヘキサメチレンテトラミン
  3. 中山商事のWebサイトがリニューアル ~キャラクターが光る科学の総合専門商社~
  4. アカデミックから民間企業へ転職について考えてみる 第三回
  5. 【超難問】幻のインドールアルカロイドの全合成【パズル】
  6. 可視光レドックス触媒を用いた芳香環へのC-Hアミノ化反応
  7. コープ脱離 Cope Elimination
  8. Google日本語入力の専門用語サジェストが凄すぎる件:化学編
  9. 光延反応 Mitsunobu Reaction
  10. バージェス試薬 Burgess Reagent

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2012年5月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  

注目情報

最新記事

その酸素、“本当にその場所”の値ですか? ニードル式酸素センサーを使ってみた!

突然ですが、「培養の再現性がなんか悪い」「同じ条件のはずなのに結果がズレる」といった経験はあ…

有機合成化学協会誌2026年4月号:activatable型分子プローブ・DMAPO触媒・カルビノールアニオン・アミコラマイシンの全合成・構造指向スクリーニング

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年4月号がオンラインで公開されています。…

第37回仙台シンポジウム参加登録開始のご案内

これまで「万有仙台シンポジウム」は、MSD生命科学財団の助成を受けて開催されてまいりましたが、同財団…

デイビッド・サーラ David Sarlah

デイビッド・サーラ(David Sarlah、1983年X月XX日–)は米国の有機化学者である。米国…

第13回慶應有機化学若手シンポジウム

概要主催:慶應有機化学若手シンポジウム実行委員会共催:慶應義塾大学理工学部・理工学研究科…

ラジカル機構で一挙に環化!光励起PdによるPAHの合成

可視光励起パラジウムを用いたアリールハライドと末端アルキンのラジカルカスケード環化を報告した。得られ…

【産総研・触媒化学研究部門】新卒・既卒採用情報

触媒部門では、「個の力」でもある触媒化学を基盤としつつも、異分野に積極的に関わる…

励起状態での配位結合解離を利用して二重CPLを示す分子を開発!

第701回のスポットライトリサーチは、名古屋大学 学際統合物質科学研究機構(IRCCS, 山口茂弘研…

化学・工学・情報系研究者も応募可能! 上原財団の研究助成が40周年で進化

上原記念生命科学財団の助成金をご存知でしょうか。私も2014年に本助成をいただき、その後、研究室を主…

【ナード研究所】新卒採用情報(2027年卒)

NARDでの業務は、「研究すること」。入社から、30代・40代・50代…と、…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP