チーグラー触媒（読み）チーグラーしょくばい（英語表記）Ziegler catalyst

改訂新版　世界大百科事典

チーグラー触媒 (チーグラーしょくばい)
Ziegler catalyst

エチレンをたやすく重合させてポリエチレンにすることのできる触媒で，トリエチルアルミニウム（C₂H₅）₃Alと四塩化チタンTiCl₄との反応混合物である。広義には，これと似た有機金属化合物と遷移金属化合物から成る重合反応触媒をチーグラー触媒と呼んでいる。

　エチレンの重合によって得られるポリエチレンはプラスチックとして有用な高分子であるが，エチレンの重合は比較的起こりにくく，高温・高圧における重合反応が工業的に行われてきた（高圧法ポリエチレン）。1950年代の半ばにドイツのK.チーグラーは，有機アルミニウム化合物の反応の研究の途上，偶然のことからエチレンを常温・常圧でも容易に重合させることのできる触媒を発見した。発端は，トリエチルアルミニウムとエチレンの反応に対し，反応容器に偶然汚れとして付着していたニッケルが著しい影響を示したことである。ニッケル以外の種々の遷移金属の化合物の効果を検討したなかで，トリエチルアルミニウムと四塩化チタンの混合系によってエチレンの重合が容易に起こることがわかったのである。

　この発見はイタリアのG.ナッタによって発展させられ，それまで非常に重合しにくいとされていたプロピレンが，類似の触媒であるトリエチルアルミニウム-三塩化チタン系（チーグラー=ナッタ触媒Ziegler-Natta catalyst）によって容易に重合することがわかった。とくに，この重合反応で得られるポリプロピレンは立体的にきわめて規則正しい分子構造をもつことがわかり，そのようなポリマー（重合体）－－立体規則性ポリマーという－－を与える反応，すなわち立体特異性重合という，それまでになかった新分野がひらかれた。これらの業績によってチーグラーとナッタは1963年にノーベル化学賞を受けた。

　チーグラー触媒によるポリエチレン（低圧法ポリエチレン）は，それまでの高圧法ポリエチレンと異なり，その分子に枝分れがほとんどなく，密度が高いなど特徴のある性質をもっており，工業的に生産されている。またポリプロピレンは，その立体的に規則正しい構造のため結晶性であり，繊維やプラスチックとして有用な性質を示し，これも工業的に製造されている。このように基礎的にも実用的にもきわめて興味深い触媒であるので，類似の触媒系の探索，改良や，エチレン，プロピレン以外のモノマー（単量体）の重合反応への展開は多数の研究者により精力的に行われた。表にチーグラー触媒における有機金属化合物と遷移金属化合物の組合せの例を示す。エチレン，プロピレンの重合触媒については，チーグラー触媒を担体に担持させた非常に高い活性のものが開発されている。またブタジエン，イソプレンをチーグラー触媒で重合させたポリマーは合成ゴムとなる。

　エチレン，プロピレンのようにふつう重合しにくいモノマーがチーグラー触媒によって容易に重合するのは，これらのモノマーが触媒中の遷移金属原子に配位して活性化されるからであり，立体特異性の反応となるのもこの配位のためである。これらのことから，チーグラー触媒の発見は遷移金属化合物化学の発展の強い動機となり，高分子化学だけでなく有機合成化学，触媒化学などの広い分野に大きい影響を及ぼしてきたといえる。
執筆者：井上 祥平

表－チーグラー触媒の組合せ

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

化学辞典 第2版

チーグラー触媒
チーグラーショクバイ
Ziegler catalyst

周期表1～3族(ホウ素を除く)の有機金属化合物と4～8族の金属化合物の混合により得られる触媒．この触媒系を用いて，K. Ziegler(チーグラー)は1953年に低圧法ポリエチレンを合成することに成功した．トリエチルアルミニウム(C₂H₅)₃Alと四塩化チタンTiCl₄の組合せが代表的なもので，エテンを常温・常圧で重合してポリエチレンを与えるほか，α-オレフィン([別用語参照]アルケン)の重合によって，立体特異性重合体を与えるTiCl₃を用いた系は，プロペンの立体特異性重合の触媒としてすぐれており，チーグラー-ナッタ触媒とよばれる．また，モノオレフィンから高級アルコールの合成，アセチレン結合の部分還元などの反応にも有効な触媒としてはたらく．またブタジエン，イソプレンの重合触媒としても用いられ，すぐれた合成ゴムが得られる．チタン塩化物-有機アルミニウム化合物以外の遷移金属化合物-有機アルミニウム化合物の混合触媒は，チーグラー型触媒ともよばれる．遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物の反応により有機遷移金属化合物が生成し，これが触媒の活性種になっていると考えられている．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」

百科事典マイペディア

チーグラー触媒【チーグラーしょくばい】

チーグラー=ナッタ触媒とも。第IV〜VIII族の遷移金属化合物と，第I〜III族の金属の水素化物または有機金属化合物とを組み合わせたもの。1953年にチーグラーの開発した，トリエチルアルミニウムAl（C₂H₅）₃と四塩化チタンの組合せが代表的。低圧法ポリエチレン，ポリプロピレン，合成ゴムをはじめ各種有機合成の触媒として利用。他の方法では不可能なモノマーの高重合体化が可能で，しかも立体規則性ポリマーが得られる。
→関連項目チーグラー｜ナッタ｜ポリエチレン｜ポリプロピレン｜有機金属化合物

出典　株式会社平凡社

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

チーグラー触媒
チーグラーしょくばい
Ziegler catalyst

狭義にはトリエチルアルミニウムと四塩化チタンの2成分から成る触媒をさす。 K.チーグラーがポリエチレン合成の研究で発見し，その低圧重合に成功した (1952) 。その後，G.ナッタらによって基礎的な研究と開発が行われ，遷移金属化合物と周期表の 11，12，13族の有機金属化合物との種々の組合せの系が触媒として有効なことが見出された。これらをすべて含めて広義にチーグラー＝ナッタ触媒という。これらの触媒により，エチレンのほか各種オレフィンおよび共役ジエンの立体規則性重合体の合成が可能となった。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

世界大百科事典（旧版）内のチーグラー触媒の言及

【ポリエチレン】より

…低密度ポリエチレンは1933年イギリスのICI社で高圧ラジカル重合によって初めて得られ，軍事的要請から工業化にあたっての多くの問題点が克服され，第2次大戦中にイギリス，アメリカで工業化された。低圧法による高密度ポリエチレンの製造は，53年にK.チーグラーが発見したいわゆるチーグラー触媒によって可能になったものであり，イタリアのモンテカチーニ社(現，モンテジソン社)が工業化した。つづいてアメリカのフィリップス･ペトロリアム社が，酸化クロム系触媒による中圧法を工業化している。…

【有機金属化合物】より

…その後ほとんどすべての遷移金属シクロペンタジエニル化合物が合成されるようになり，それまで金属カルボニル以外は明確に単離されたものが少なかった有機遷移金属化合物の研究が，大発展をすることになったのである。　これと同じころ，1953年ドイツのチーグラーがチーグラー触媒(TiCl₄‐Al(CH₃)₃系)を発見している。チーグラー触媒がエチレンを常温･常圧でも重合させることができるという発見は，工業的にも学術的にも非常に大きな発見であったが，チタンTiに対するオレフィンのπ電子による配位と，これに対する隣の配位座にあるアルキルの挿入反応であると考えられた。…

※「チーグラー触媒」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」