特許 7245462 ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-15

(45)【発行日】2023-03-24

(54)【発明の名称】ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法

(51)【国際特許分類】

   C08F 4/6592 20060101AFI20230316BHJP

【ＦＩ】

C08F4/6592

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019076486

(22)【出願日】2019-04-12

(65)【公開番号】P2020172611

(43)【公開日】2020-10-22

【審査請求日】2022-02-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503359821

【氏名又は名称】国立研究開発法人理化学研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】尾藤 容正

(72)【発明者】

【氏名】端場 俊文

(72)【発明者】

【氏名】岸本 浩通

(72)【発明者】

【氏名】皆川 康久

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 隆人

【審査官】堀内 建吾

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３４９６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５０３６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】A Density Functional Study on the Origin of the Propagation Barrier in the Homogeneous Ethylene Polymerization with Kaminsky-Type Catalysts，Journal of the American Chemical Society，1995年，Vol. 117 No. 51，p.12793-12800

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｆ ４／６５９２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１種類のモノマーを重合させてポリマーを製造する際に用いられる重合触媒をスクリーニングするための方法であって、
複数種類の重合触媒のそれぞれについて、前記重合触媒を添加した時の前記モノマーとの反応率と、前記各重合触媒と前記モノマーとが反応した構造について、前記各重合触媒と前記モノマーとの反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーとの関係である反応率－軌道エネルギー関係を取得する工程と、
前記反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、前記反応率が優れる重合触媒を選択する工程と、
を含むポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法。

【請求項2】

前記選択する工程は、前記複数種類の重合触媒のうち、前記反応率が最も優れる重合触媒を選択する、請求項１記載のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法。

【請求項3】

前記選択する工程は、前記複数種類の重合触媒よりも前記反応率が優れる重合触媒を設計する、請求項１記載のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法。

【請求項4】

前記軌道エネルギーは、前記重合触媒が前記モノマーに反応した後の安定構造に基づいて取得される、請求項１乃至３のいずれかに記載のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法。

【請求項5】

前記重合触媒は、遷移金属触媒である、請求項１乃至４のいずれかに記載のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法。

【請求項6】

前記ポリマーは、第１のモノマー及び第２のモノマーを共重合したものであり、
前記選択する工程は、前記第１のモノマーの前記反応率、及び、前記第２のモノマーの前記反応率の双方が優れる重合触媒を選択する、請求項１乃至５のいずれかに記載のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリマーを製造する際に用いられる重合触媒をスクリーニングするための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリマーは、複数のモノマーを重合することによって生成されている。特に、立体規則性の高いモノマーを重合するためには、モノマーが重合する時の立体規則性を制御しつつ、反応を促進するために、重合触媒が用いられる場合が多い。従って、モノマーの重合度を高めるためには、高活性な重合触媒を選択することが重要である。関連する技術としては、下記特許文献１がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２１３９５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、重合触媒には、多くの種類が存在するが、その中から所望の立体規則性を制御しつつ、高活性な重合触媒を選択することは困難である。

【0005】

発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、重合触媒を添加した時のモノマーの反応率と、重合触媒とモノマーとが反応した構造で求められる、反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーとの間には相関関係があることを知見し、この相関関係に基づいて、反応率が優れる高活性な重合触媒を効率よく選択できることを見出した。

【0006】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、モノマーとの反応率が優れる高活性な重合触媒を効率よく選択することができるポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、少なくとも１種類のモノマーを重合させてポリマーを製造する際に用いられる重合触媒をスクリーニングするための方法であって、複数種類の重合触媒のそれぞれについて、前記重合触媒を添加した時の前記モノマーとの反応率と、前記各重合触媒と前記モノマーとが反応した構造について、前記各重合触媒と前記モノマーとの反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーとの関係である反応率－軌道エネルギー関係を取得する工程と、前記反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、前記反応率が優れる重合触媒を選択する工程と、を含むことを特徴とする。

【0008】

本発明に係る前記ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法において、前記選択する工程は、前記複数種類の重合触媒のうち、前記反応率が最も優れる重合触媒を選択してもよい。

【0009】

本発明に係る前記ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法において、前記選択する工程は、前記複数種類の重合触媒よりも前記反応率が優れる重合触媒を設計してもよい。

【0010】

本発明に係る前記ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法において、前記軌道エネルギーは、前記重合触媒が前記モノマーに反応した後の安定構造に基づいて取得されてもよい。

【0011】

本発明に係る前記ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法において、前記重合触媒は、遷移金属触媒であってもよい。

【0012】

本発明に係る前記ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法において、前記ポリマーは、第１のモノマー及び第２のモノマーを共重合したものであり、前記選択する工程は、前記第１のモノマーの前記反応率、及び、前記第２のモノマーの前記反応率の双方が優れる重合触媒を選択してもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法は、複数種類の重合触媒のそれぞれについて、重合触媒を添加した時のモノマーの反応率と、各重合触媒とモノマーとが反応した構造について、各重合触媒と前記モノマーとの反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーとの関係である反応率－軌道エネルギー関係を取得する工程と、前記反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、前記反応率が優れる重合触媒を選択する工程とを含んでいる。

【0014】

前記反応率と、前記軌道エネルギーとの間には、相関関係がある。このような相関関係に基づいて、前記反応率が高くなる前記軌道エネルギーの傾向を把握することができるため、前記反応率が優れる高活性な重合触媒を効率よく選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法に用いられるコンピュータの一例を示す斜視図である。

【図2】ポリマー２の一例を示す構造式である。

【図3】図３（ａ）、（ｂ）は、重合触媒の一例を示す構造式である。

【図4】ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】取得工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】モノマーモデルの一例を示す図である。

【図7】複数種類の重合触媒の反応率－軌道エネルギー関係の一例を示すグラフである。

【図8】選択工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図9】新たに設計された重合触媒の一例を示す構造式である。

【図10】新たに設計された重合触媒を追加した反応率－軌道エネルギー関係の他の例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本発明のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法（以下、単に「スクリーニング方法」ということがある。）は、少なくとも１種類のモノマーを重合させてポリマーを製造する際に用いられる重合触媒を、スクリーニング（選別）するのに用いられる。

【0017】

図１は、本発明のポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法に用いられるコンピュータの一例を示す斜視図である。コンピュータ１は、本体１ａ、キーボード１ｂ、マウス１ｃ、及び、ディスプレイ装置１ｄを含んで構成されている。この本体１ａには、例えば、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリ、磁気ディスクなどの記憶装置、及び、ディスクドライブ装置１ａ１、１ａ２が設けられている。また、記憶装置には、本実施形態のスクリーニング方法に用いられるソフトウェア等が予め記憶されている。

【0018】

ポリマーの製造に用いられるモノマーについては、特に限定されない。モノマーの一例としては、スチレンモノマーや、ブタジエンモノマー等が挙げられる。これらのモノマーを重合させたポリマーとしては、ポリスチレン、ブタジエンゴム、又は、スチレン・ブタジエンゴムが例示される。

【0019】

本実施形態のスクリーニング方法では、第１のモノマー及び第２のモノマーを共重合させたポリマーの製造に用いられる重合触媒が、スクリーニングされる。図２は、ポリマー２の一例を示す構造式である。

【0020】

本実施形態のポリマー２は、スチレン・ブタジエンゴムである。従って、本実施形態の第１のモノマー３Ａは、スチレンモノマーであり、本実施形態の第２のモノマー３Ｂは、ブタジエンモノマーである。なお、ポリマー２は、スチレン・ブタジエンゴムに限定されるわけではない。

【0021】

図３（ａ）、（ｂ）は、重合触媒５の一例を示す構造式である。本実施形態の重合触媒５は、第１の重合触媒５Ａ、及び、第２の重合触媒５Ｂを含んでいる。図３（ａ）に示されるように、第１の重合触媒５Ａは、(h⁵-cyclopentadienyl)(2,6-diisopropylphenoxy)titanium dichlorideである。図３（ｂ）に示されるように、第２の重合触媒５Ｂは、(h⁵-cyclopentadienyl)(di-tert-butylketimide)titanium dichlorideである。第１の重合触媒５Ａ及び第２の重合触媒５Ｂは、いずれも遷移金属触媒である。これらの第１の重合触媒５Ａ及び第２の重合触媒５Ｂの活性は、中心金属に大きく依存している。

【0022】

２種類以上のモノマーを共重合させたポリマー２は、各モノマー３（本実施形態では、第１のモノマー３Ａ、及び、第２のモノマー３Ｂ）が交互に配列された交互共重合体であるのが望ましい。このような交互共重合体の製造には、第１のモノマー３Ａ、及び、第２のモノマー３Ｂの双方に対して、活性化エネルギーが同程度の重合触媒５を用いることが重要である。図４は、ポリマー製造用の重合触媒のスクリーニング方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0023】

本実施形態のスクリーニング方法では、先ず、複数種類の重合触媒５（本実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示した第１の重合触媒５Ａ及び第２の重合触媒５Ｂ）のそれぞれについて、重合触媒５を添加した時のモノマー３（本実施形態では、図２に示した第１のモノマー３Ａ、及び、第２のモノマー３Ｂ）の反応率と、各重合触媒５とモノマー３とが反応した構造について、各重合触媒５とモノマー３との反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギー（以下、単に「軌道エネルギー」ということがある。）との関係である反応率－軌道エネルギー関係が取得される（取得工程Ｓ１）。図５は、取得工程Ｓ１の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0024】

本実施形態の取得工程Ｓ１では、先ず、図３（ａ）、（ｂ）に示した複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂのそれぞれについて、重合触媒５Ａ、５Ｂを添加した時のモノマー３（図２に示した第１のモノマー３Ａ、及び、第２のモノマー３Ｂ）との反応率が求められる（工程Ｓ１１）。反応率は、各重合触媒５Ａ、５Ｂについて、仕込んだモノマー３の総数に対して、生成したポリマー２に含まれるモノマー（即ち、重合したモノマー）３の個数の割合である。

【0025】

本実施形態の工程Ｓ１１では、各重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）について、図２に示した第１のモノマー３Ａの反応率、及び、第２のモノマー３Ｂの反応率がそれぞれ取得される。これらの反応率の取得方法の一例としては、先ず、反応容器内の空気をアルゴンガス等の不活性ガスで置換し、その反応容器内において、モノマー３をシクロヘキサンで希釈する。次に、希釈した反応容器内に、助触媒MAO、及び、グローブボックス内で調製した重合触媒５のトルエン溶液を滴下し、７０℃の状態で３時間反応させる。そして、生成したポリマー２中のモノマー３の含有量を、モノマー３の仕込み量で除することで、反応率を取得することができる。なお、ポリマー２中のモノマー３の含有量については、NMR（核磁気共鳴装置）を用いて評価される。反応率は、コンピュータ１に記憶される。

【0026】

次に、本実施形態の取得工程Ｓ１では、図３（ａ）、（ｂ）に示した複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂとモノマー３とが反応した構造のそれぞれについて、各重合触媒５Ａ、５Ｂとモノマー３（図２に示す）との反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーが取得される（工程Ｓ１２）。軌道エネルギーの計算には、例えば、コンピュータ１（図１に示す）が用いられる。

【0027】

例えば、フロンティア軌道理論に基づくと、重合触媒５とモノマー３（図２に示す）との反応を支配する分子軌道を構成する重合触媒５の分子軌道と、モノマー３の分子軌道とのエネルギー差が小さいほど、重合触媒５（図３に示す）とモノマー３との反応が起こりやすくなると考えられる。このため、軌道エネルギーを求める際の分子構造として、重合触媒５とモノマー３とが反応する時の遷移状態での構造を使用するのが望ましいとも考えられる。しかしながら、重合触媒５の遷移状態の構造を求めることは、一般的に容易では無い。このため、本実施形態の軌道エネルギーは、重合触媒５がモノマー３に反応した後の安定構造に基づいて取得される。このような安定構造は、例えば、反応前の構造や反応中（遷移状態）の構造に比べて、モノマー３の重合過程の特徴を反映した構造であり、重合触媒５の中心金属とモノマー３との相互作用を考慮した軌道エネルギーの取得が可能となる。

【0028】

安定構造、及び、軌道エネルギーは、モノマー３をモデル化したモノマーモデルと、重合触媒５をモデル化した重合触媒モデル（図示省略）とが反応した構造を用い、量子化学計算に基づいて取得することができる。図６は、モノマーモデル１１の一例を示す図である。

【0029】

図６で示したモノマーモデル１１は、第２のモノマー３Ｂ（ブタジエンモノマー）をモデル化した第２のモノマーモデル１１Ｂである。モノマーモデル１１は、原子モデル１３を用いて構成されている。

【0030】

原子モデル１３には、原子名（又は、原子番号）、初期座標などのパラメータが定義される。本実施形態の原子モデル１３は、モノマー３の炭素原子を示す炭素原子モデル１３Ｃ、及び、水素原子を示す水素原子モデル１３Ｈを含んでいる。

【0031】

重合触媒モデル（図示省略）は、モノマーモデル１１と同様に、重合触媒５の構造に基づいて、原子モデル１３を用いて定義される。この重合触媒モデルも、原子モデル１３を含んで構成されている。

【0032】

量子化学計算では、使用する理論と系全体の電荷、スピン多重度、並びに、モノマーモデル１１及び重合触媒モデル（図示省略）を構成する原子モデル１３に適用する基底関数が定義される。本実施形態で定義される理論としては、例えば、密度汎関数法（汎関数：Ｂ３ＬＹＰ）が定義される。また、基底関数としては、例えば、基底関数（６－３１Ｇ（ｄ））が定義される。量子化学計算は、Ｇａｕｓｓｉａｎ社製の量子化学計算プログラムＧａｕｓｓｉａｎ０３、又は、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を用いて処理することができる。

【0033】

量子化学計算では、モノマーモデル１１及び重合触媒モデル（図示省略）の電子状態が、コーン・シャム方程式やシュレディンガー方程式に基づき求められる。重合触媒５（図３に示す）がモノマー３（図２に示す）に反応した後の安定構造を求める方法としては、先ず、重合触媒５がモノマー３に反応した後の初期配置を読み込み、それらの電子状態を計算し、その電子状態から原子モデル１３に作用する力を求める。そして、力の大きさが予め定められた閾値以下になることで、重合触媒５がモノマー３に反応した後の安定構造が求められる。一方、力の大きさが閾値を超えている場合には、力がゼロになる方向へ原子モデル１３を移動させて、電子状態、及び、原子モデル１３に作用する力が再度計算される。このような計算は、力の大きさが閾値以下になるまで計算される。なお、閾値については、適宜設定することができる。本実施形態の閾値は、例えば、量子化学計算プログラムの仕様等に基づいて、３×１０^-4以下に設定されている。このような安定構造に基づいて、軌道エネルギーが取得される。

【0034】

工程Ｓ１２では、図３（ａ）、（ｂ）に示した複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂをそれぞれモデル化した重合触媒モデル（図示省略）について、重合触媒モデルと第１のモノマーモデル１１Ａ（図示省略）とが反応した構造を用いた量子化学計算、及び、重合触媒モデルと第２のモノマーモデル１１Ｂ（図６に示す）とが反応した構造を用いた量子化学計算がそれぞれ行われる。これにより、重合触媒５（図３に示す）が第１のモノマー３Ａ（図２に示す）に反応した後の安定構造、及び、重合触媒５が第２のモノマー３Ｂ（図２に示す）に反応した後の安定構造がそれぞれ計算される。そして、工程Ｓ１２では、それらの安定構造について、各重合触媒５とモノマー３との反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーが取得される。本実施形態において、反応に最も関与する分子軌道とは、重合触媒５とモノマー３との間に重なりがある（即ち、重合触媒５とモノマー３との間に結合を作る）分子軌道を意味している。なお、このような分子軌道が複数存在する場合には、それらの分子軌道のうち、反応率（即ち、工程Ｓ１１で取得された反応率）と最も相関がある分子軌道が、反応に最も関与する分子軌道として特定される。これらの軌道エネルギーは、コンピュータ１に記憶される。

【0035】

各量子化学計算に用いられるモノマーモデル１１の個数については、適宜設定することができる。モノマーモデル１１を多数用いても、大部分のモノマーモデル１１は触媒モデル（図示省略）の反応中心から離れた位置に存在し、触媒モデルとの相互作用が少ないため、計算精度を十分に向上できないおそれがある。しかも、モノマーモデル１１の個数を増加させると、計算時間が大幅に増大するおそれもある。このような観点より、モノマーモデル１１の個数は、１個の重合触媒モデルに対して、好ましくは５個以下であり、さらに好ましくは３個以下が望ましい。本実施形態では、１個の重合触媒モデルに対して、２個のモノマーモデル１１が用いられている。また、各量子化学計算に用いられるモノマーモデル１１の個数は、１～３個が望ましい。

【0036】

次に、本実施形態の取得工程Ｓ１では、反応率－軌道エネルギー関係が取得される（工程Ｓ１３）。反応率－軌道エネルギー関係は、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）のそれぞれについて、工程Ｓ１３で取得されたモノマー３との反応率と、モノマー３との反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーとの関係を示すものである。本実施形態において、反応率－軌道エネルギー関係の取得には、コンピュータ１が用いられている。図７は、複数種類の重合触媒の反応率－軌道エネルギー関係の一例を示すグラフである。

【0037】

本実施形態では、第１のモノマー３Ａにおいて、軌道エネルギーが相対的に小さい第２の重合触媒５Ｂ（図７において、「■」）が、軌道エネルギーが相対的に大きい第１の重合触媒５Ａ（図７において、「●」）に比べて、反応率が高くなっている。さらに、第２のモノマー３Ｂにおいて、軌道エネルギーが相対的に小さい第２の重合触媒５Ｂ（図７において、「□」）が、軌道エネルギーが相対的に大きい第１の重合触媒５Ａ（図７において、「○」）に比べて、反応率が高くなっている。従って、第１のモノマー３Ａ及び第２のモノマー３Ｂの双方において、軌道エネルギーが低くなるほど、重合触媒５とモノマー３との反応率が高くなる傾向がある。このように、重合触媒５とモノマー３との反応率と、軌道エネルギーとの間には相関関係がある。従って、反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、反応率が高くなる軌道エネルギーの傾向を把握することができる。

【0038】

本実施形態の反応率－軌道エネルギー関係では、軌道エネルギーが低くなるほど、重合触媒５とモノマー３との反応率が高くなっているが、このような傾向に限定されるものではない。モノマー３の種類や重合触媒５の種類によっては、例えば、軌道エネルギーが高くなるほど、重合触媒５とモノマー３との反応率が高くなる場合もある。反応率－軌道エネルギー関係は、コンピュータ１に記憶される。

【0039】

次に、本実施形態のスクリーニング方法は、反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、反応率が優れる重合触媒が選択される（選択工程Ｓ２）。図８は、選択工程Ｓ２の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【0040】

本実施形態の選択工程Ｓ２では、先ず、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）よりも反応率が優れる重合触媒５が設計される（工程Ｓ２１）。工程Ｓ２１では、図７に示した反応率－軌道エネルギー関係の傾向に基づいて、重合触媒５が設計される。本実施形態の反応率－軌道エネルギー関係では、第１のモノマー３Ａ及び第２のモノマー３Ｂの双方において、軌道エネルギーが低くなるほど、重合触媒５とモノマー３との反応率が高くなる傾向がある。従って、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂよりも軌道エネルギーが低い重合触媒（図示省略）は、モノマー３との反応率がより高くなると予測することができる。

【0041】

本実施形態の工程Ｓ２１では、軌道エネルギーを低くするために、電子吸引性を有するフッ素原子、塩素原子、及び、臭素原子を、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）よりも多く含む重合触媒が設計される。図９は、新たに設計された重合触媒５Ｅの一例を示す構造式である。

【0042】

次に、本実施形態の選択工程Ｓ２では、新たに設計された重合触媒５Ｅについて、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）と同様に、重合触媒を添加した時のモノマー３（図２に示す）の反応率、及び、モノマー３との反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーが取得される（工程Ｓ２２）。新たに設計された重合触媒５Ｅ（図９に示す）とモノマー３との反応率、及び、モノマー３との反応に最も関与する分子軌道の軌道エネルギーは、コンピュータ１に記憶される。

【0043】

次に、本実施形態の選択工程Ｓ２では、新たに設計された重合触媒５Ｅ（図９に示す）について、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）よりも、モノマー３（図２に示す）との反応率が優れるか否かが判断される（工程Ｓ２３）。

【0044】

本実施形態では、新たに設計された重合触媒５Ｅ（図９に示す）のモノマー３（図２に示した第１のモノマー３Ａ及び第２のモノマー３Ｂの双方）との反応率が、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）のモノマー３との反応率よりも優れているか否か（即ち、反応率が大きいか否か）が判断されている。

【0045】

工程Ｓ２３において、新たに設計された重合触媒５Ｅ（図９に示す）のモノマー３との反応率が、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）のモノマー３との反応率よりも優れていると判断された場合（工程Ｓ２３において、「Ｙ」）、新たに設計された重合触媒５Ｅを、ポリマー２（図２に示す）を製造する際に用いる重合触媒として選択される（工程Ｓ２４）。そして、図４に示されるように、選択された重合触媒５Ｅを用いて、ポリマー２が製造される（工程Ｓ３）。

【0046】

このように、本実施形態のスクリーニング方法は、重合触媒５を添加した時のモノマー３の反応率が高くなる軌道エネルギーの傾向を把握することができるため、モノマー３との反応率が優れる高活性な重合触媒５を効率よく選択（設計）することができる。そして、ポリマー２の製造に選択された重合触媒５が用いられることにより、図２に示したモノマー３の重合度が高いポリマー２を確実に製造することができる。

【0047】

一方、図８に示されるように、工程Ｓ２３において、新たに設計された重合触媒５Ｅ（図９に示す）を添加した時のモノマー３との反応率が、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）のモノマー３との反応率よりも優れていないと判断された場合（工程Ｓ２３において、「Ｎ」）、重合触媒５が再設計され（工程Ｓ２５）、工程Ｓ２１～工程Ｓ２３が再度実施される。これにより、本実施形態のスクリーニング方法では、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂよりもモノマー３との反応率が優れる重合触媒５を、確実に設計することができる。

【0048】

重合触媒５の再設計には、重合触媒５を設計する工程Ｓ２１と同様の手順に基づいて、新たに設計された重合触媒５Ｅ（図９に示す）を含む反応率－軌道エネルギー関係が用いられる。図１０は、新たに設計された重合触媒５Ｅを追加した反応率－軌道エネルギー関係の他の例を示すグラフである。

【0049】

図１０に示されるように、新たに設計された重合触媒５Ｅを添加した時の存在下での第２のモノマー３Ｂの反応率（図１０において、「△」）は、各重合触媒５Ａ、５Ｂを添加した時の第２のモノマー３Ｂの反応率（図１０において、「○」、「□」）よりも優れている。一方、新たに設計された重合触媒５Ｅを添加した時の第１のモノマー３Ａの反応率（図１０において、「▲」）は、各重合触媒５Ａ、５Ｂを添加した時の第１のモノマー３Ａの反応率（図１０において、「●」、「■」）よりも劣っている。

【0050】

このような場合、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂのうち、モノマー３の反応率が最も高い第２の重合触媒５Ｂ（図５（ｂ）に示す）と、新たに設計された重合触媒５Ｅとの間の大きさの軌道エネルギーを有する重合触媒（図示省略）が、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂよりも、モノマー３Ａ、３Ｂの反応率が優れる可能性があると考えられる。このように、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ、及び、新たに設計された重合触媒５Ｅの反応率－軌道エネルギー関係を用いることで、反応率を高める傾向を、軌道エネルギーの傾向から把握することができるため、反応率が優れる新たな重合触媒５を再設計することができる。

【0051】

これまでの実施形態の選択工程Ｓ２では、第１のモノマー３Ａとの反応率、及び、第２のモノマー３Ｂとの反応率の双方が優れる重合触媒５が選択されたが、このような態様に限定されない。例えば、１種類のモノマー３（例えば、第１のモノマー３Ａ又は第２のモノマー３Ｂのいずれか一方）を重合させたポリマー（図示省略）を製造する際に用いられる重合触媒５をスクリーニングする場合には、そのモノマー３との反応率が優れる重合触媒５が選択されるのが望ましい。一方、３種類以上のモノマー３を共重合させたポリマー（図示省略）を製造する際に用いられる重合触媒５をスクリーニングする場合には、それらのモノマー３との反応率が優れる重合触媒５が選択されるのが望ましい。

【0052】

これまでの実施形態の選択工程Ｓ２では、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂ（図３（ａ）、（ｂ）に示す）よりもモノマー３との反応率が優れる重合触媒５Ｅ（図９に示す）が設計されたが、このような態様に限定されない。例えば、選択工程Ｓ２では、複数種類の重合触媒５Ａ、５Ｂのうち、モノマー３との反応率が最も優れる重合触媒が選択されてもよい。このような選択工程Ｓ２では、既存の重合触媒５から、モノマーとの反応率が最も優れる重合触媒５を効率よく選択することができる。なお、選択された重合触媒５について、モノマー３の反応率が十分に優れない場合には、モノマー３との反応率が高くなる軌道エネルギーの傾向に基づいて、新たな重合触媒５が選択されるのが望ましい。

【0053】

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【実施例】

【0054】

図４に示した手順に従って、モノマーを重合させてポリマーを製造する際に用いられる重合触媒がスクリーニングされた（実施例）。実施例では、図５に示した手順に従って、図３（ａ）、（ｂ）に示した第１の重合触媒及び第２の重合触媒のそれぞれについて、モノマーとの反応率と、軌道エネルギーとの関係（図７に示す）が取得された。そして、図８に示した処理手順に従い、反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、モノマーの反応率が優れる重合触媒が選択された。ポリマー、モノマー、及び、重合触媒の詳細については、明細書に記載したとおりである。

【0055】

テストの結果、第１の重合触媒、及び、第２の重合触媒のうち、モノマーとの反応率が優れる第２の重合触媒を、効率よく選択することができた。さらに、図７に示した反応率－軌道エネルギー関係に基づいて、モノマーとの反応率が高くなる軌道エネルギーの傾向を把握することができた。この傾向に基づいて、第１の重合触媒、及び、第２の重合触媒よりもモノマーとの反応率が優れる高活性な重合触媒を設計できることができた。

【符号の説明】

【0056】

Ｓ１ 反応率－軌道エネルギー関係を取得する工程
Ｓ２ 反応率が優れる重合触媒を選択する工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】