世界的な炭素排出量の増加とプラスチック汚染の深刻化という二重の課題に直面し、CO₂とエポキシドの開環共重合反応（ROCOP）を実現する高効率触媒系の開発がグリーン高分子合成分野の研究ホットスポットとなっている。本研究では、1段階のアシル化反応により剛直な共役骨格を有する配位子を構築し、活性中心間の協同効果を著しく強化した新規三中心ポルフィンアルミニウム錯体（T-TPPAl）を設計・合成した。この触媒はCO₂とプロピレンオキシド（PO）の共重合反応において優れた触媒性能を示し、最高ポリカーボネート選択率は98.4％、カーボネート単位含有率は96.4％を超えた。研究結果は、触媒性能がCO₂圧力に顕著に依存することを示した：中圧（3～7 MPa）では高い選択率と高いカーボネート含有率が得られ、超臨界CO₂条件下では活性中心間の協同作用が強まり、エポキシドの活性化と連続的な開環挿入が著しく促進され、ポリエーテル鎖の割合が増加し、カーボネート単位含有率は低下するが、ポリカーボネート選択率は依然として高い水準を維持した。本研究は、高性能の多中心ポルフィンアルミニウム触媒の開発に成功し、反応生成物構造の制御および反応プロセスの最適化に理論的基盤を提供するとともに、グリーン高分子材料の工業的合成経路に新たな発想と方向性を拓くものである。

ポルフィンアルミニウム錯体;協同触媒;二酸化炭素;プロピレンオキシド;開環共重合