－ サイズが物を言う。 －

(January 23, 2023)

Keywords: Ln; bsta; TMS; ϵ-caprolactam; nylon 6; depolymerization; Kratish, Yosi; Marks, Tobin J.

Selective Lanthanide-Organic Catalyzed Depolymerization of Nylon-6 to ϵ-Caprolactam (Wursthorn, Lukas; Beckett, Kristen; Rothbaum, Jacob O.; Cywar, Robin M.; Lincoln, Clarissa; Kratish, Yosi; Marks, Tobin J.)
Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62 (4), e202212543.
URL (Doi): 10.1002/anie.202212543

 

高分子分解に関する論文のようです。

 

希土類触媒下での、高分子ナイロン6の分解。有機化学や高分子化学（高校の化学もか？）にも載るほどにε–カプロラクタムの重合でナイロン–6ができる反応は有名ですが、この論文の反応はその逆で、ナイロン–6からε–カプロラクタムが生成するというもの。SDGs。

そんな簡単に分解が起きるものなのかと、Supporting Informationを見ると、減圧下240℃というなかなかの条件下ではあるものの、ε–カプロラクタムの収率90%以上とか、結構いい数字です。この圧力だとラクタムを取り出しながらでもいけそう。触媒不在下では2％以下とか。

希土類の何がいいのかと引き続き読み進めていくと、ランタン化合物の中では上の反応スキームにあるアミド化合物が触媒能が高く、アルコキシドやトリフリルイミドや塩化物は触媒としてほとんど機能しないのだとか。希土類の種類についてはランタンが検討した中では最もよく、スカンジウムやルテチウムではイマイチ。

これら2点から触媒の塩基性が触媒活性と強く関連しているような気がしますし、確かに容姿テキストにもイオン半径が云々と。確かに希土類金属のサイズがでかいとアミド化合物の塩基性は高くなりますね。高分子の窒素原子に結合している水素原子が重要そう（メチル基だったらどうなる？）。

減圧下だけでなく常圧（アルゴン雰囲気下）でも反応は進むあたり、そもそもε–カプロラクタムとナイロン6のどっちが熱力学的に有利なのか混乱してきました。そのあたりを確認したいので、読みたい論文に追加しました。

純粋なナイロン–6だけでなく、混ぜ物のものでも反応は進行するようです。触媒の性質上、水の除去は必須な気もしますが。

 

 

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