フィリップス触媒

フィリップス触媒に提案された構造。

フィリップス触媒、またはフィリップス担持クロム触媒は、世界のポリエチレンの約半分の生産に使用されている触媒です。この触媒は不均一系触媒であり、シリカゲルに担持された酸化クロムで構成されています。^{[ 1 ]}最も多く生産されている合成ポリマーであるポリエチレンは、工業的にはエチレンの重合によって製造されます。

n C ₂ H ₄ → (C ₂ H ₄ ) _n

この反応は発熱性（すなわち熱力学的に有利）ですが、触媒が必要です。商業的に使用されている主な触媒は3つあります。フィリップス触媒、チーグラー・ナッタ触媒（三塩化チタンベース）、そして特殊ポリマー用のメタロセンベース触媒です。

調製と作用機序

フィリップス触媒は、高表面積シリカゲルに三酸化クロムまたは関連クロム化合物を含浸させることで製造される。この固体触媒前駆物質を空気中で焼成すると活性触媒が得られる。触媒として活性なのはクロムのごく一部であり、このことが触媒機構の解明を妨げている。活性触媒はシリカ表面に結合したクロム酸エステルとして描かれることが多い。重合プロセスのメカニズムは多くの研究の対象となっており、中心的な疑問は活性種の構造であり、これは有機クロム化合物であると推定されている。^{[ 2 ]}フィリップス石油会社のロバート・L・バンクスとJ・ポール・ホーガンは、 1953年にフィリップス触媒に関する最初の特許を出願した。4年後、このプロセスは商業化された。^{[ 3 ]}

参考文献

1. マックス・P・マクダニエル「フィリップス担持クロム触媒とそのエチレン重合における商業的利用のレビュー」『Advances in Catalysis』2010年、第53巻、123頁。doi : 10.1016 /S0360-0564(10)53003-7
2. Klaus H. Theopold「配位エチレンの脱プロトン化はフィリップス触媒反応を開始する可能性がある」米国科学アカデミー紀要、2014年、第111巻、pp. 11578–11579、 doi : 10.1073/pnas.1411822111
3. JP Hogan、RL Banks、米国特許第2,825,721号（Phillips Petroleum Company）、1954年8月出願、1958年3月発行。