ES2240642T3 - Complejos monociclopentadienilo de cromo, molibdeno o de tungsteno. - Google Patents
Complejos monociclopentadienilo de cromo, molibdeno o de tungsteno.Info
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Abstract
Complejos de monociclopentadienilo, monoindenilo, monofluorenilo o de herterociclopentadienilo substituidos de cromo, molibdeno o de tungsteno de la fórmula general I en la cual tienen los variables el siguiente significado: M significa cromo, molibdeno o tungsteno, Y está caracterizada por la siguiente fórmula general II en la cual tienen los variables el siguiente significado: E1- E5 significan carbono o como máximo un E1 hasta E5 fósforo o nitrógeno, Z 2-piridilo u 8-quinolilo B significa uno de los siguientes grupos: y adicionalmente, si Z es un sistema anular insubstituido substituido o condensado, parcialmente insaturado heterocíclico o heteroaromático, puede ser también donde L1 y L2 significan silicio o carbono, k significa 1 y, si Z es un sistema anular insubstituido, substituido o condensado, parcialmente insaturado heterocíclico o heteroaromático, también 0, X significa independientemente entre sí flúor, cloro, bromo, yodo, hidrógeno, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 10 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo, NR15R16, OR15, Sr15, SO3R15, OC(O)R15, CN, SCN, -dicetonato, CO, BF4-, PF6-, o aniónes voluminosos no coordinantes.
Description
Complejos monociclopentadienilo de cromo,
molibdeno o de tungsteno.
El objeto de la presente invención son complejos
de monociclopentadienilo, de monoindenilo, de monofluorenilo o de
heterociclopentadienilo de cromo, molibdeno o de tungsteno,
llevando al menos uno de los substituyentes en el anillo de
ciclopentadienilo una función donador rígida y no sólo enlazada
exclusivamente a través de átomos de carbono o de silicio con
hibridación de sp^{3}, así como un procedimiento para la
polimerización de olefinas.
Muchos de los catalizadores, que se emplean para
la polimerización de \alpha-olefinas, se basan en
óxidos de cromo inmovilizados (véase, por ejemplo,
Kirk-Othmer, "Encyclopedia of Chemical
Technology", 1981, vol. 16, página 402). Los mismos proporcionan
generalmente homo- y copolímeros del etileno con elevados pesos
moleculares, son, sin embargo, relativamente insensibles frente a
hidrógeno y permiten, por consiguiente, ningún control sencillo del
peso molecular. Por el contrario puede controlarse de forma
sencilla el peso molecular mediante el empleo de
bis(ciclopentadienil)- (US 3, 709 853), bis(indenil)-
o bis(fluorenil)cromo (US 4,015,059), que está
aplicado sobre un portador oxídico e inorgánico, de polietileno
mediante la adición de hidrógeno.
Como en el caso de sistemas de
Ziegler-Natta se busca también para los compuestos
de cromo últimamente sistemas catalizadores con un centro activo,
uniformemente definido, denominados catalizadores
"Single-Site". Por una variación determinada
de la estructura de ligandos tienen que poder alterarse la
actividad, el comportamiento de copolimerización del catalizador y
las propiedades de los polímeros así obtenidos de forma
sencilla.
Así se ofrecen por la
EP-A-74 20 46 los denominados
complejos "constrained geometry" del 6º grupo secundario, un
procedimiento especial para su obtención (vía tetramidas
metálicas), así como un procedimiento para la obtención de una
poliolefina en presencia de catalizadores de este tipo. La
estructura de ligandos consiste en un donador aniónico, que está
enlazado con un resto de ciclopentadienilo.
Se describe por K. H. Theopold et. al. en
Organomet. 1996, 15, 5284-5286, un complejo análogo
de cloruro de
{[(terc.-butilamido)dimetilsilil](tetrametilciclopentadienil)}cromo
para la polimerización de olefinas. Este complejo polimeriza de
forma selectiva etileno. Ni pueden incorporarse comonómeros, como,
por ejemplo, hexeno, ni puede polimerizarse propeno.
Este inconveniente puede solucionarse mediante el
empleo de sistemas estructuralmente muy similares. Así se describen
por la DE-A1-19710615 compuestos de
monociclopentadienilo substituidos con un ligando donador, con los
cuales puede polimerizarse también propeno. El donador en este caso
procede del 15º grupo del sistema periódico de los elementos
químicos y es neutral. El donador está enlazado a través de un
fragmento de (ZR_{2})_{n} con el anillo de
ciclopentadienilo, significando R un hidrógeno, un alquilo o un
arilo, Z un átomo del 14º grupo del sistema periódico de los
elementos químicos y n = 1. Se afirma por la
DE-A1-19630580, que la combinación
de Z = carbono con un donador de amina proporciona buenos
resultados.
Se describen por la
WO-A-96/13529 complejos reducidos de
metales de transición de los grupo 4 hasta 6 del sistema periódico
de los elementos químicos con ligandos monoaniónicos polidentados.
A los mismos pertenecen, entre otros, ligandos de ciclopentadienilo,
que contienen una función donadora enlazada a través de un puente
de (CR_{2})_{p}, donde significan R hidrógeno o un
radical de hidrocarbilo con 1 a 20 átomos de carbono y p 1 a 4.
Como metal de transición se prefiere titanio.
Hay también sistemas de ligandos, en los cuales
está enlazado el grupo donador rígidamente con el resto
ciclopentadienilo. Los sistemas de ligandos de este tipo y sus
complejos metálicos se resumen, por ejemplo, por P. Jutzi y U.
Siemeling en J. Orgmet. Chem. (1995), 500, 175-185,
sección 3.M. Enders et. al. describen en Chem. Ber. (1996),
129, 459-463 ligandos de ciclopentadienilo
8-quinolil substituidos y sus complejos de
tricloruro de titanio y de circonio. Se empleó tricloruro de titanio
de 2-picolil-ciclopentadienilo en
combinación con metilaluminoxano por M. Blais, J. Chien y M. Rausch
en Organomet. (1998), 17 (17) 3775-3783 para la
polimerización de olefi-
nas.
nas.
La tarea de la presente invención consistió ahora
en encontrar sistemas nuevas de catalizador, que pueden modificarse
de forma sencilla y que son adecuados para la polimerización de
\alpha-olefinas.
Por consiguiente se encontró un procedimiento
para la polimerización o copolimerización de olefinas, en el cual se
polimerizan olefinas en presencia de los siguientes
componentes:
- (A)
- Complejos de monociclopentadienilo, de monoindenilo, de monofluorenilo o de heterociclopentadienilo según la reivindicación 1, de la fórmula general I
I,\left[Y-M-X_{n}\right]_{m}
- \quad
- en la cual tienen los variables el siguiente significado:
\newpage
- M
- cromo, molibdeno o tungsteno,
- Y
- está descrito por la siguiente fórmula general II,
en la cual tienen los variables el
siguiente
significado:
E^{1}-E^{5}
carbono o un máximo de E^{1} hasta E^{5} fósforo o
nitrógeno,
- Z
-
2
- B
- uno de los siguientes grupos:
---
\melm{}{C}{\uelm{\para}{R ^{7} }} \biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{8} }}
---,\hskip0,5cm---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{9} }} \biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{10} }} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{12} }}{L}{\uelm{\para}{R ^{11} }}^{1}
---,
- \quad
- y adicionalmente, en caso de Z significa un sistema anular insubstituido, substituido o condensado, parcialmente insaturado, heterocíclico o heteroaromático, puede ser también
---
\melm{\delm{\para}{R ^{14} }}{L}{\uelm{\para}{R ^{13} }}^{2}
---
- \quad
- donde
L^{1} y L^{2} significan
silicio o
carbono,
- k
- significa 1, si Z significa un sistema anular insubstituido, substituido o condensado, parcialmente insaturado heterocíclico o heteroaromático, también 0,
- X
- significan independientemente entre sí flúor, cloro, bromo, yodo, hidrógeno, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 10 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo, NR^{15}R^{16}, OR ^{15}, SR^{15}, SO_{3}R^{15}, OC(O)R^{15}, CN, SCN, \beta-dicetonato, CO, BF_{4}-, PF_{6}-, o aniónes voluminosos no coordinantes,
R^{1} a R^{16}
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de
carbono, alquenilo con 2 a 2o átomos de carbono, arilo con 6 a 20
átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el
resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo,
SiR^{17}_{3}, pudiendo estar substituidos los restos orgánicos
R^{1} a R^{16} también por halógenos y pudiendo estar unidos
respectivamente dos restos geminales o vecinales R^{1} a R^{16}
también para dar un anillo de cinco o seis
miembros,
- R^{17}
- independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo y respectivamente dos restos R^{17} geminales pueden estar enlazados también para dar un anillo de cinco o seis miembros,
R^{18} a R^{27} significan
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos
de carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20
átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el
resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo,
SiR^{17}_{3}, halógeno, pudiendo estar substituidos los restos
orgánicos R^{18} a R^{27} también por halógenos y
respectivamente dos restos vecinales R^{18} a R^{27} pueden
estar enlazados también para dar un anillo de cinco o seis
miembros,
- n
- significa 1, 2 o 3,
- m
- significa 1, 2 o 3,
- (B)
- opcionalmente uno o varios compuestos activadores,
y
- (C)
- opcionalmente uno o varios catalizadores habituales y adicionales para la polimerización de olefinas.
Además se encontraron complejos de
monociclopentadienilo, de monoindenilo, de monofluorenilo o de
heterociclopentadienilo substituidos de la fórmula general I
I,\left[Y-M-X_{n}\right]_{m}
en la cual tienen los variables el
siguiente
significado:
- M
- cromo, molibdeno o tungsteno,
- Y
- se caracteriza por la siguiente fórmula general II
en la cual tienen los variables el
siguiente
significado:
E^{1} a E^{5} significan
carbono o un máximo de un E^{1} hasta E^{5} significa fósforo o
nitrógeno,
- B
- significa uno de los siguientes grupos:
---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{7} }} \biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{8} }}
---,\hskip0,5cm---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{9} }} \biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{10} }} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{12} }}{L}{\uelm{\para}{R ^{11} }}^{1}
---,
- \quad
- y adicionalmente, en caso de que Z es un sistema anular insubstituido, substituido o condensado, parcialmente insaturado heterocíclico o heteroaromático, también
---
\melm{\delm{\para}{R ^{14} }}{L}{\uelm{\para}{R ^{13} }}^{2}
---
donde
L^{1} y L^{2} significan
silicio o
carbono,
- k
- significa 1, si Z es un sistema anular insubstituido, substituido, o condensado, parcialmente insaturado, heterocíclico p heteroaromático, también 0,
- X
- significan independientemente entre sí flúor, cloro, bromo, yodo, hidrógeno, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 10 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo, NR^{15}R^{16}, OR^{15}, SR^{15}, SO_{3}R^{15}, OC(O)R^{15}, CN, SCN, \beta-dicetonato, CO, BF_{4}-,PF_{6}-, o aniónes voluminosos no coordinantes,
R^{1} a R^{16}
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de
carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20
átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el
resto de alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo,
SiR^{17}_{3}, pudiendo estar substituidos los restos orgánicos
R^{1} a R^{16} también por halógenos y respectivamente dos
restos geminales o vecinales R^{1} a R^{16} pueden estar
también enlazados para dar un anillo de cinco o seis
miembros,
- R^{17}
- independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono,alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo y respectivamente dos restos geminales R^{17} pueden estar enlazados también para dar un anillo de cinco o seis miembros,
R^{18} a R^{27} significan
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de
carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20
átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el
resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo,
SiR^{17}_{3}, halógeno, pudiendo estar substituidos los restos
orgánicos R^{18} a R^{27} también por halógenos y
respectivamente dos restos vecinales R^{18} a R^{27} pueden
también estar enlazados para dar un anillo de cinco o seis
miembros,
- n
- significa 1, 2 o 3, y
- m
- significa 1, 2 o 3.
Como metal de transición M entra en consideración
particularmente cromo.
Y es un sistema de ciclopentadienilo substituido,
llevando el resto -B_{k}-Z una función donador
rígida y enlazada. El anillo de ciclopentadienilo está enlazado a
través de un enlace de \eta^{5} con el metal de transición. El
donador puede estar enlazado de forma coordinativa o no estar
coordinado. Preferentemente está coordinado el donador de forma
intramolecular con el centro metálico.
E^{1} hasta E^{5} son preferentemente cuatro
átomos de carbono y un átomo de fósforo o tan solo átomo de carbono
y muy particularmente preferente son todos los E^{1} hasta
E^{5} igual a carbono.
En este caso se prefieren sistemas sencillos de
Z, que sean fácilmente accesibles y baratos y que sean elegidos del
grupo siguiente:
Por una selección adecuado de los restos R^{18}
hasta R^{27} puede influirse sobre la actividad del catalizador y
el peso molecular del polímero, que se forma. Como substituyentes
R^{18} hasta R^{27} entran en consideración los mismos restos,
como descritos para R^{1} hasta R^{16} y halógeno, como, por
ejemplo, flúor, cloro y bromo, pudiendo estar enlazados, en caso
dado, también dos restos vecinales R^{18} hasta R^{27} para dar
un anillo de cinco o seis miembros y que pueden estar substituidos
por halógenos, como flúor, cloro o bromo. Los restos preferentes
R^{18} hasta R^{27} son hidrógeno, metilo, etilo,
n-propilo, n-butilo, terc.-butilo,
n-pentilo, n-hexilo,
n-heptilo, n-octilo, vinilo, alilo,
bencilo, fenilo, naftilo, bifenilo y antranilo, así como flúor,
cloro y bromo. Como substituyentes Si-orgánicos
entran en consideración particularmente grupos trialquilsililo con 1
a 10 átomos de carbono en el resto alquilo, particularmente grupos
trimetilsililo. Muy particularmente preferente es Z un quinolilo
insubstituido o substituido, por ejemplo alquilsubstituido, enlazado
particularmente en posición-8, por ejemplo
8-quinolilo, 8-(2-metilquinolilo),
8-(2,3,4-trimetilquinolilo),
8-(2,3,4,5,6,7-hexametil-quinolilo).
Es muy sencillamente obtenible y proporciona al mismo tiempo muy
buenas actividades.
El puenteado rígido B entre el anillo de
ciclopentadienilo y el grupo funcional Z es un diradical orgánico,
consistiendo en carbono y/o unidades de silicio con una longitud de
cadena de 1 a 3. Por un cambio de la longitud de enlazado entre el
anillo de ciclopentadienilo y el donador del heteroátomo puede
influirse sobre la actividad del catalizador. Como influye también
el tipo de Z sobre el número de los átomos puenteantes entre el
resto de ciclopentadienilo y el heteroátomo, pueden seleccionarse en
este caso un gran número de combinaciones de B con Z para la toma
de influencia. Preferente por la fácil obtención es la combinación
de B igual a CH_{2}, C(CH_{3})_{2} o Si
(CH_{3})_{2} y Z igual a 8-quinolilo
insubstituido o substituido o 2-piridilo
insubstituido o substituido.
Muy particularmente fácil accesible son también
sistemas sin puente B, en los cuales k es igual a 0. Una Z
preferente es en este caso quinolilo insubstituido o substituido,
particularmente 8-quinolilo.
También por la variación de los substituyentes
R^{1} hasta R^{16} pueden cambiarse propiedades diferentes del
sistema catalizador. Por el número y el tipo de los substituyentes,
particularmente de R^{1} hasta R^{4} puede influirse sobre la
accesibilidad del átomo metálico M para las olefinas a polimerizar.
Así es posible, modificar la actividad y la selectividad del
catalizador referente a diferentes monómeros, particularmente a
monómeros estéricamente exigentes. Como pueden influir los
substituyentes también sobre la velocidad de reacciones de
interrupción de la cadena polímera creciente, puede alterarse por
ello también el peso molecular de los polímeros, que se forman. La
estructura química de los substituyente R^{1}hasta R^{16} puede
variarse por ello entre amplios límites, para conseguir los
resultados deseados y para obtener un sistema catalizador según
medida. Como substituyentes C-orgánicos entran en
consideración, por ejemplo, los siguientes: alquilo con 1 a 20
átomos de carbono, pudiendo estar el alquilo lineal o ramificado,
como, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo,
iso-propilo, n-butilo,
iso-butilo, terc.-butilo, n-pentilo,
n-hexilo, n- heptilo, n-octilo,
n-nonilo, n-decilo o
n-dodecilo, cicloalquilo con 5 a 7 miembros, que
puede llevar por su parte un grupo arilo con 6 a 10 átomos de
carbono como substituyente, como, por ejemplo, ciclopropano,
ciclobutano, ciclopentano, ciclohexano, cicloheptano, ciclooctano,
ciclononano, o ciclododecano, alquenilo con 2 a 20 átomos de
carbono, pudiendo ser el alquenilo lineal, cíclico o ramificado y
el enlace doble puede ser central o dispuesto en los extremos,
como, por ejemplo, vinilo, 1-alilo,
2-alilo, 3-alilo, butenilo,
pentenilo, hexenilo, ciclopentenilo, ciclohexenilo, ciclooctenilo o
ciclooctadienilo, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, pudiendo
estar substituido el resto arilo por demás grupos alquilo, como,
por ejemplo, fenilo, naftilo, bifenilo, antranilo, o-, m-,
p-metilfenilo, 2,3- 2,4-, 2,5- o
2,6-dimetilfenilo, 2,3,4-, 2,3,5-, 2,3,6-, 2,4,5-,
2,4,6- o 3,4,5- trimetilfenilo, o arilalquilo, pudiendo estar
substituido el arilalquilo por demás grupos alquilo, como, por
ejemplo, bencilo, o-, m-, p-metilbencilo,
1-o 2-etilfenilo, pudiendo estar
unidos, en caso dado, también dos R^{1} hasta R^{16} para dar
un anillo de cinco a seis miembros y los restos orgánicos R^{1}
hasta R^{16} pueden estar substituidos también por halógenos,
como, por ejemplo, flúor, cloro o bromo. Como substituyente
Si-orgánicos SiR^{17}_{3} entran en
consideración para R^{17} los mismos restos, como anteriormente
para R^{1} hasta R^{16} más detalladamente explicado, pudiendo
estar unidos, en caso dado, también dos R^{17} para dar un anillo
de cinco o seis miembros, como, por ejemplo, como, por ejemplo,
trimetilsililo, trietilsililo, butildimetilsililo, tributilsililo,
trialilsililo, trifenilsililo o dimetilfenilsililo. Los restos
preferentes R^{5} hasta R^{16} son hidrógeno, metilo, etilo,
n-propilo, iso-propilo,
n-butilo, iso-butilo, terc.-butilo,
n-pentilo, n-hexilo,
n-heptilo, n-octilo, vinilo, alilo,
bencilo, fenilo, fenilos orto dialquil- o diclorosubstituidos,
fenilos trialquil- o triclorosubstituidos, naftilo, bifenilo y
antranilo. Como substituyentes Si-orgánicos entran
particularmente en consideración grupos trialquilsililo con 1 a 10
átomos de carbono en el resto alquilo, particularmente grupos
trimetilsililo. Los restos particularmente preferentes R^{5} y
R^{6} son metilo, etilo, n-propilo,
iso-propilo, n-butilo,
iso-butilo, terc.-butilo,
n-pentilo, n-hexilo,
n-heptilo, n-octilo, alilo,
bencilo, fenilo o grupos trialquilsililo. Preferentemente son
R^{1} hasta R^{4} hidrógeno, metilo, etilo,
n-propilo, iso-propilo,
n-butilo, iso-butilo, terc.-butilo,
n-pentilo, n-hexilo,
n-heptilo, n-octilo, bencilo o
fenilo. En complejos de metales de transición preferentes es
E^{1}E^{2}E^{3}E^{4}E^{5} conjuntamente con
R^{1}R^{2},R^{3}R^{4} un mono-, como, por ejemplo
3-metilciclopentadienilo,
3-etilciclopentadienilo,
3-isopropilciclopentadienilo,
3-terc.-butilciclopentadienilo, di-, como, por
ejemplo, tetrahidroindenilo,
2,4-dimetilciclopentadienilo o
3-metil-5-terc.-butilciclopentadienilo,
tri-, como, por ejemplo,
2,3,5-trimetilciclopentadienilo o
tetraalquilciclopentadienilo, como, por ejemplo,
2,3,4,5-tetrametilciclopentadienilo. Además se
prefieren también aquellos compuestos, en los cuales forman dos
vecinales R^{1} hasta R^{4} un sistema anular condensado de
seis miembros, en el cual representan
E^{1}E^{2}E^{3}E^{4}E^{5} conjuntamente con
R^{1}R^{2}R^{3}R^{4} un indenilo insubstituido o
substituido, como, por ejemplo, indenilo,
2-metilindenilo, 2-etilindenilo,
2-isopropilindenilo,
3-metilindenilo,
4-fenil-indenilo,
2-metil-4-fenilindenilo
o 4-naftilindenilo o un sistema benzindenilo, como,
por ejemplo, benzindenilo o 2-metilnbenzindenilo.
En complejos de metales de transición muy particularmente
preferentes es E^{1}E^{2}E^{3}E^{4}E^{5} conjuntamente con
R^{1}R^{2}R^{3}R^{4} un indenilo.
Como también en los metalocenos pueden ser los
complejos de metales de transición quirales. Así puede mostrar, por
un lado, el resto ciclopentadienilo uno o varios centros quirales,
o, sin embargo, puede ser el sistema de ciclopentadienilo mismo tan
solo enantiotrop, de modo que tan solo por su enlace con el metal de
transición M se induce la quiralidad. Esto puede llevarse a cabo,
por ejemplo, simplemente por dos substituyentes diferentes (el
substituyente donador y, por ejemplo, en resto alquilo)en el
anillo de ciclopentadienilo, para poder obtener así R y S
enantiomeros de los complejos de metales de transición (referente
al formalismo de la quiralidad en compuestos de ciclopentadienilo
véase R. Halterman, Chem. Rev. 92, (1992),
965-994).
Los substituyentes X resultan, por ejemplo, por
la selección de los correspondientes compuestos metálicos de
partida, que se emplean para la síntesis de los complejos
metálicos, pueden, sin embargo, también todavía variarse
adicionalmente. Como substituyentes X entran en consideración
particularmente los halógenos, como flúor, cloro, bromo o yodo y
entre los mismos particularmente cloro. También restos alquilo
sencillos, como metilo, etilo, propilo, butilo, vinilo, alilo,
fenilo o bencilo representan ligandos X ventajosos. Como demás
ligandos X tienen que citarse tan solo de forma ejemplificativa y
de ninguna manera como límite trifluoracetato, BF_{4}-, PF_{6}-
así como aniónes débilmente o bien no coordinantes (véase, por
ejemplo, S. Strauss en Chem. Rev. 1933, 934,
927-942) como
B(C_{6}F_{5})_{4}-La
denominación de los ligandos X como aniónes incluye ninguna
determinación de que tipo es el enlace con en metal de transición M.
Es X, por ejemplo, un anión no o tan sólo débilmente coordinante,
entonces es el efecto recíproco entre el metal M y el ligando X más
bien de naturaleza electrostática. El experto conoce los diversos
tipos de enlaces.
Son particularmente adecuados también amidas,
alcoholatos, sulfonatos, carboxilatos y
\beta-dicetonatos. por la variación de los restos
R^{15} y R^{16} pueden ajustarse de forma fina, por ejemplos,
las propiedades físicas, como la solubilidad. Se emplean
preferentemente como restos R^{15} y R^{16} alquilo con 1 a 10
átomos de carbono, como metilo, etilo, n-propilo,
n-butilo, terc.-butilo, n-pentilo,
n-hexilo, n-heptilo, n- octilo, así
como vinilo, alilo, bencilo u fenilo. Algunos de estos ligandos X
substituidos se emplean muy particularmente preferente, ya que son
obtenibles a partir de materias de partida económica- y
sencillamente accesibles. Así resulta una forma de acabado
particularmente preferente, si X significa dimetilamida,
metanolato, etanolato, isopropanolato, fenolato, naftolato,
triflato, p-toluensulfonato, acetato o
acetilacetonato.
El número n de los ligandos X va en función del
nivel de oxidación del metal de transición M. El número n no puede
indicarse, por lo tanto, generalmente. El experto conoce
mayoritariamente el nivel de oxidación de los metales de transición
M en complejos catalíticamente activos. Existen muy probablemente
cromo, molibdeno y tungsteno en el nivel de oxidación +3. Pueden
emplearse, sin embargo, también complejos, cuyo nivel de oxidación
no corresponde al del catalizador activo. Los complejos de este tipo
puede reducirse u oxidarse correspondientemente por activadores
adecuados. Se emplean preferentemente complejos de cromo en el nivel
de oxidación +3.
El donador Z puede estar enlazado con el metal de
transición M de forma coordinativa. Esto es posible inter- o
intramolecularmente. Preferentemente está enlazado el donador Z de
forma intramolecular en M coordinativamente. Esto puede cambiar,
sin embargo, en el transcurso de la polimerización.
El complejo de metales de transición de la
fórmula I puede estar presente como compuesto monómero, dímero o
trímero, siendo l entonces 1, 2 o 3. En este caso pueden, por
ejemplo, uno o varios ligandos X puentear dos centros metálicos
M.
Los complejos preferentes son, por ejemplo,
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2-metil-4-metilciclopentadienilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-3-isopropil-5-metilciclopentadienilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-3-terc.-butil-5-metilciclopentadienilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadienilcromo
(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)tetrahidroindenilcromo
(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)indenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2-metilindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2-isopropilindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2-etilindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2-terc.-butilindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)benzindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-quinolil)-2-metilbenzindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-2-metil-4-metilciclopentadienilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-2,3,4,5-tetrametilciclopentadienilcromo(III),
1-(8-(2-metilquinolil))tetrahidroindenilcromo
(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil)-2-metilindenilcromo
(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-2-isopropilindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-2-etilindenilcromo
(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-2-terc.-butilindenilcromo(III),
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-benzindenilcromo(III)
o
dicloruro de
1-(8-(2-metilquinolil))-2-metilbenzindenilcromo(III).
Se conoce la obtención de ligandos de
ciclopentadienilo funcionales desde hace mucho tiempo. Se describen
diferentes caminos de síntesis para estos ligandos de complejos, por
ejemplo, por M. Enders et. al en Chem. Ber. (1996), 129,
459-463 o P. Jutzi y U. Siemeling en J. Orgmet.
Chem. (1995),500, 175-185.
Los complejos metálicos, particularmente los
complejos de cromo, pueden obtenerse de manera sencilla, si se hacen
reaccionar las sales metálicos correspondientes como, por ejemplo,
cloruros metálicos, con el anión de ligando (por ejemplo de forma
análoga a los ejemplos en la DE 197 10615).
El procedimiento según la invención para la
polimerización de olefinas puede combinarse con todos los
procedimientos de polimerización técnicamente conocidos a
temperaturas en el intervalo de 20 hasta 300ºC y bajo presiones de 5
hasta 4000 bar. Los intervalos de presión y de temperatura
ventajosos para la realización del procedimiento dependen, por
consiguiente, mucho del método de polimerización. Así pueden
emplearse los sistemas catalizadores empleados según la invención en
todos los procedimientos de polimerización conocidos, es decir, por
ejemplo, en procedimientos de polimerización de alta presión en
reactores tubulares o en autoclaves, en procedimientos de
polimerización en suspensión, en procedimientos de polimerización en
solución o en la polimerización en fase gaseosa. En los
procedimientos de polimerización de alta presión, que se llevan a
cabo habitualmente a presiones entre 1000 y 4000 bar,
particularmente entre 2000 y 3500 bar, se ajustan generalmente
también elevadas temperaturas de polimerización. Los intervalos
convenientes de temperatura para estos procedimientos de
polimerización de alta presión se sitúan entre 200 y 280ºC,
particularmente entre 220 y 270ºC. En el caso de procedimientos de
polimerización de baja presión se ajusta generalmente una
temperatura, que se sitúa al menos algunos grados por debajo de la
temperatura de reblandecimiento del polímero. Particularmente se
ajustan en estos procedimientos de polimerización temperaturas entre
50 y 180ºC, preferentemente entre 70 y 120ºC. en la polimerizaciones
de suspensión se polimeriza habitualmente en un agente de
suspensión, preferentemente en un alcano. Las temperaturas de
polimerización se sitúan generalmente en el intervalo de -20 hasta
115ºC, la presión generalmente en el intervalo de 1 hasta 100 bar.
el contenido de producto sólido de la suspensión se sitúa
generalmente en el intervalo de un 10 hasta un 80%. Puede
trabajarse tanto de forma discontinua, por ejemplo, en autoclaves
de agitación, como también de forma continua, por ejemplo en
reactores tubulares, preferentemente en reactores de bucles.
Particularmente puede trabajarse según el procedimiento de
Phillips-PF, como descrito por la
US-A 3 242 150 y la US-A 3 248 179.
Se prefiere de los procedimientos de polimerización citados según la
invención la polimerización en fase gaseosa, particularmente en
reactores de capa remolinada en fase gaseosa, la polimerización en
solución, así como la polimerización en suspensión, particularmente
en reactores de bucles y de cubas de agitación. La polimerización
en fase gaseosa puede llevarse a cabo también en el denominado
funcionamiento condensed, supercondensed o supercrítico. Los
procedimientos de polimerización diferentes o también iguales
pueden estar también opcionalmente conectados entre sí en serie y
formar así una cascada de polimerización. Puede emplearse además
para la regulación de las propiedades del polímero también un
aditivo, como, por ejemplo, hidrógeno, en los procedimientos de
polimerización.
Según el procedimiento según la invención pueden
polimerizarse diferentes compuestos olefínicamente insaturados,
comprendiendo esto también la copolimerización. En comparación con
algunos complejos de hierro y de cobalto muestran los complejos de
metales de transición empleados según la invención una bueno
actividad de polimerización también con
\alpha-olefinas superiores, de modo que tiene que
destacarse particularmente su idoneidad para copolimerización. Como
olefinas entran en consideración en este caso además de etileno y
\alpha-olefinas con 3 a 12 átomos de carbono,
como, por ejemplo, propeno, 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
1-hepteno, 1-octeno,
1-noneno, 1-deceno o
1-dodeceno también olefinas internas y dienos no
conjugados y conjugados, como butadieno,
1,5-hexadieno o 1,6-heptadieno,
olefinas cíclicas, como ciclohexeno, ciclopenteno o norbornenos y
monómeros polares, como ésteres del ácido acrílico, acroleina,
acrilonitrilo, éteres vinílicos, éteres alílicos. y acetato de
vinilo. Pueden polimerizarse también compuestos vinilaromáticos,
como estireno, según el procedimiento según la invención.
Preferentemente se polimeriza al menos una olefina escogido del
grupo de eteno, propeno, 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
1-hepteno, 1-octeno y
1-deceno. Una forma preferente de ejecución del
procedimiento según la invención está caracterizado, porque se
emplean como monómeros mezclas de etileno con
\alpha-olefinas con 3 a 12 átomos de carbono. En
comparación con unos compuestos de hierro y de cobalto pueden
también \alpha-olefinas superiores muy bien
polimerizarse con el sistema catalizador según la invención. En
otra forma de ejecución preferente del procedimiento según la
invención se polimeriza una olefina seleccionada del grupo de
propeno, 1-buteno, 1-penteno,
1-hexeno, 1-hepteno y
1-octeno. Particularmente estas
\hbox{olefinas} citadas en último lugar pueden
representar en estado licuado o líquido también el disolvente en la
reacción de polimerización y copolimerización.
Los complejos metálicos según la invención son
por sí parcialmente o poco activos de polimerización y se ponen
entonces en contacto con un activador, el componente (B), para
poder desarrollar una buena actividad de polimerización. Como
compuestos activadores entran en consideración, por ejemplo,
aquellos del tipo aluminoxano, particularmente metilalumoxano MAO.
Los alumoxanos se obtienen, por ejemplo, por adición controlada de
agua o de substancias acuosas a compuestos de alquilaluminio,
particularmente trimetilaluminio. Las preparaciones de alumoxano
adecuados como cocatalizador son comercialmente obtenibles. Se
supone, que se trata en este caso de una mezcla, constituida por
compuestos cíclicos y lineales. Los alumoxanos cíclicos pueden
resumirse por la fórmula (R^{28}AlO)_{s} y los
aluminoxanos lineales por la fórmula
R^{28}(R^{28}AlO)_{s}AlR^{28}_{2}, indicando
s el grado de oligomerización, siendo un número de aproximadamente
1 a 50. Los alumoxanos ventajosos contienen esencialmente
oligómeros de alumoxano con un grado de oligomerización de
aproximadamente 1 a 30 y R^{28} es preferentemente un alquilo con
1 a 6 átomos de carbono y particularmente preferente metilo, etilo,
butilo o isobutilo.
Además de los alumoxanos pueden emplearse como
componentes activadores también aquellos, como se emplean en la
denominada activación catiónica de los complejos de metaloceno. Los
componentes activadores de este tipo se conocen, por ejemplo, por
la EP-B1-0468537 y por la
EP-B1-0427697. Particularmente
pueden emplearse como tales compuestos activadores (B) boranos,
boroxinas o boratos, como, por ejemplo, trialquilborano,
triarilborano, trimetilboroxina, dimetilaniliniotetraarilborato,
tritiltetraarilborato, dimetilanilinioboratabencenos o
tritilboratabencenos (véase
WO-A-97/36937). Particularmente
preferente se emplean boranos o boratos, que llevan al menos dos
restos arilo perfluorados. Como compuesto activador (B)
particularmente adecuado se emplean compuestos del grupo de
aluminoxano, dimetilaniliniotetraquispentafluorofenilborato,
tritiltetraquispentafluorofenilborato o
trispentafluorofenilborano.
También pueden emplearse compuestos activadores
con propiedades más fuertemente oxidantes, como, por ejemplo,
boratos de plata, particularmente tetraquispentafluorofenilborato de
plata o ferrocenioboratos, particularmente
tetraquispentafluorofenilborato de ferrocenio o tetrafenilborato de
ferrocenio.
Pueden emplearse además como componente activador
compuestos, como alquilos de aluminio, particularmente
trimetilaluminio, trietilaluminio, triisobutilaluminio,
tributilaluminio, cloruro de dimetilaluminio, fluoruro de
dimetilaluminio, dicloruro de metilaluminio, sesquicloruro de
metilaluminio, cloruro de dietilaluminio o trifluoruro de aluminio.
También los productos de hidrólisis de alquilos de aluminio con
alcoholes pueden emplearse (véase, por ejemplo, la
WO-A-95/10546).
Como compuestos activadores pueden emplearse
además también compuestos de alquilo de litio, magnesio o cinc,
como, por ejemplo, cloruro de metilmagnesio, bromuro de
metilmagnesio, cloruro de etilmagnesio, bromuro de etilmagnesio,
cloruro de butilmagnesio, dimetilmagnesio, dietilmagnesio,
dibutilmagnesio, metil-litio,
etil-litio, cloruro de cinc de metilo, cinc de
dimetilo o cinc de dietilo.
A veces es deseable, emplear una combinación de
diferentes activadores. Esto se conoce, por ejemplo, en los
metalocenos, en los cuales se emplean a menudo boranos, boroxinas
(Wo-A-93/16116) y boratos en
combinación con un alquilo de aluminio. Generalmente es también
posible una combinación de diferentes componentes activadores con
el complejo de metales de transición según la invención.
La cantidad de los compuestos activadores va en
función del tipo del activador. Generalmente puede ascender la
proporción molecular de complejo metálico (A) a compuesto activador
(B) de 1:0,1 hasta 1:10000, se prefieren 1:1 hasta 1:2000. La
proporción molecular de complejo metálico (A) a
dimetilaniliniotetraquispentafluorofenilborato,
tritiltetraquispentafluorofebilborato o trispentafluorofenilborano
se sitúa entre 1:1 y 1:20, preferentemente entre 1:1 y 1:15, y
particularmente preferente entre 1:1 y 1:5, a metilaluminoxano
preferente entre 1:1 y 1:2000 y particularmente preferente entre
1:10 y 1:1000.Como se emplean muchos activadores, como, por ejemplo,
alquilos de aluminio al mismo tiempo para la eliminación de
venenos de catalizadores (denominados scavenger), va la cantidad
empleada en función de las impurificaciones de los restantes
productos empleados. El experto puede determinar, sin embargo,
mediante simples muestras la cantidad óptimas.
El complejo de metales de transición puede
ponerse en contacto con el o los compuestos activadores en este
caso bien antes o después del contacto con las olefinas a
polimerizar. También es posible una activación previa con uno o
varios compuestos activadores antes de la mezcla con la olefina y
la adición adicional del mismo o de otros compuestos activadores
después del contacto de esta mezcla con la olefina. Una activación
previa se lleva a cabo generalmente a temperaturas entre 10 y 100ºC,
preferentemente entre 20 y 80ºC.
También puede ponerse en contacto más que uno de
los complejos de metales de transición al mismo tiempo con la
olefina a polimerizar. Esto tiene la ventaja, que puede generarse
de esta manera un amplio sector de polímeros. De esta manera pueden
obtenerse, por ejemplo, productos bimodales.
Un espectro de productos también amplio puede
conseguirse por el empleo de los complejos según la invención en
combinación con al menos un catalizador (C) habitual para la
polimerización de olefinas. Como catalizadores (C) entran en este
caso particularmente en consideración catalizadores clásicos de
Ziegler Natta a base de titanio, catalizadores clásicos de Phillips
a base de óxidos de cromo, metalocenos, los denominados complejos
constrained geometry (véase, por ejemplo, Las
EP-A-0416815 o
EP-A-0420436), sistemas de bisimina
de níquel y paladio (para su obtención véase la
WO-A-98/03559), Compuestos de
piridinbisimina de hierro y cobalto (para su obtención véase la
WO-A-98/27124) o amidas de cromo
(véase, por ejemplo, la JP-A-90 20
692). Así pueden obtenerse por combinaciones de este tipo, por
ejemplo, productos bimodales o generarse ``en sito comonómeros.
Preferentemente se emplea en este caso al menos un complejo de
metales de transición (A) en presencia de al menos un catalizador
(C) habitual para la polimerización de olefinas y, si se desea, uno
o varios compuestos activadores (B). En este caso convienen
respectivamente según combinaciones de catalizadores (A y C) uno o
varios activadores. Los catalizadores de polimerización (C) pueden
ser también soportados y emplearse al mismo tiempo o en cualquier
orden con el complejo según la invención (A).
Los catalizadores (A) según la invención
opcionalmente inmovilizarse también sobre un portador orgánico o
inorgánico y emplearse en forma soportada en la polimerización. Esto
es un método corriente, para evitar depósitos en el reactor y para
controlar la morfología del polímero. Como materiales de soporte se
emplean preferentemente gel de sílice, cloruro de magnesio, óxido de
aluminio, materiales mesoporosos, aluminosilicatos y polímeros
orgánicos, como polietileno, polipropileno, o poliestireno y
particularmente gel de sílice o cloruro de magnesio.
Los compuestos activadores (B) y el complejo
metálico (A) pueden ponerse en contacto con el portador en
diferentes ordenes o al mismo tiempo. Esto se lleva a cabo
generalmente en un disolvente inerte, que puede eliminarse por
filtrado o por evaporación después de la inmovilización. Sin
embargo, también el empleo del catalizador soportado y todavía
húmedo es posible. Así puede llevarse a cabo primero la mezcla del
portador con el o los compuestos activadores o también primero el
contacto del portador con el catalizador de polimerización. También
es posible una activación previa del catalizador con uno o varios
compuestos activadores antes de la mezcla con el portador. La
cantidad del complejo metálico (A) (en mmol) por gramo de material
de soporte puede variar fuertemente, por ejemplo entre 0,001 hasta
1. La cantidad preferente de complejo metálico (A) por gramo de
material portador se sitúa ente 0,001 y
\hbox{0,5
mmol/g,} y particularmente preferente entre 0,005 y 0,1
mmol/g. En una forma de ejecución posible pude obtenerse el
complejo metálico (A) también en presencia del material de soporte.
Otro tipo de la inmovilización es también la polimerización previa
del sistema catalizador con o sin soportado previo.
Mediante el procedimiento según la invención
pueden obtenerse polímeros de olefinas. La denominación
polimerización, como se emplea en este caso para la descripción de
la invención, comprende tanto la polimerización como también la
oligomerización, es decir, oligómeros y polímeros con pesos
moleculares en el intervalo de aproximadamente 56 hasta 4 000 000
pueden obtenerse por estos procedimientos.
Por sus buenas propiedades mecánicas sirven los
polímeros y copolímeros de olefinas obtenidos con los complejos
según la invención particularmente para la obtención de láminas,
fibras y cuerpos moldeados. Est vale tanto para la polímeros y
copolímeros, que se obtienen mediante el empleo de uno o varios de
los complejos de monociclopentadienilo, de monoindenilo, de
monfluorenilo o de heterociclopentadienilo substituidos de cromo,
molibdeno o tungsteno, como también para las combinaciones de los
mismos con uno o varios catalizadores (C) habituales para la
polimerización de olefinas.
Los catalizadores según la invención muestran muy
buenas productividades, Si se compara los resultados de la
DE-A-19710615 se encuentra,
particularmente bajo condiciones de polimerización, que son
industrialmente relevantes (una hora de tiempo de polimerización)
mejores actividades (mediados a presión).
Inesperadamente destacan los complejos según la
invención también por una buena estabilidad térmica. Son, por
ejemplo, durante un tiempo de varias horas en tolueno, calentables
de forma no descompuesta en el reflujo.
Los siguientes ejemplos explican la
invención:
Todos los trabajos se llevaron a cabo, si no se
indica otra cosa, con exclusión de aire y de humedad. El tolueno y
el THF se secaron a través de una columna de criba molecular o
sodio/benzofenona y se eliminaron por destilación. Se obtenían el
triisobutilaluminio (2 M en heptano) de la firma Witco, MAO
(metilaluminoxano al 10% en tolueno) y
N,N'-dimetilaniliniotetraquis-(pentafluorofenil)borato
de la firma Albemarle y MAO (metilaluminoxano al 30% en tolueno) de
la firma Witco GmbH.
Los compuestos de partida citados a continuación
se obtenían según las publicaciones citadas por la literatura:
- -
- 8-bromoquinolina
- a)
- J. Mirek, Roczniki Chem. 1960, 34, 1599-1606;
- b)
- E. Reismann en Houben-Weil, Methoden der Organischen Chemie, 4ª edición, tomo E7a, 366.
- -
- 8-bromo-2-metilquinolina: C. M. Leir, J.Org. Chem. 1977, 42, 911 - 913;
- -
- 2,3,4,5-tetrametilciclopent-2-enona: F. X. Kohl, P. Jutzi, J. Organomet. Chem. 1983, 243, 119 - 121.
- -
- 2,3-dimetilciclopent-2-enona
- a)
- M. Dorsch, V. Jäger, W. Spönlein, Angew. Chem. 1984, 96, 815 - 16; Angew. Chem., Int. Ed. Ingl. 1984, 23, 798;
- b)
- M. Dorsch, Dissertation Universität Würzburg, 1985.
- -
- 1-(8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadieno y 1-(8-quinolil)-(2,3,4,5-tetrametil)trimetilsililci-clopentadieno: M. Enders, R. Rudolph, H. Pritzkow Chem. Ber. (1996), 129, 459 - 463.
Se envasaron muestras NMR bajo gas inerte y, en,
caso dado, se conservaron fundido. Como normalizado interno
sirvieron en los espectros ^{1}H- y ^{13}C.NMR los señales de
los disolventes, cuya desviación química se convirtió en TMS. Las
mediciones NMR se llevaron a cabo en un Bruker AC 200 y,
particularmente los experimentos de COSY, en un Bruker AC 300.
Se determinaron los espectros de masa en un VG
Micromass 7070 H y un Finigan MAT 8230. Los espectros de masa con
alta resolución se determinaron en los aparatos Jeol
JMS-700 y Vg ZAB 2F.
Los análisis elementales se determinaron en un
Heraeus CHN-O-Rapid.
El contenido comonómero del polímero (%C_{6}),
su contenido de cadenas laterales de metilo pro 1000 átomos de
carbono de la cadena polímera (CH_{3}/1000) y su densidad se
determinaron por espectroscopía de IR.
El valor de \eta se determinó con un
viscosímetro de Ubbelohde automático (Lauda PVS) con decalino como
disolvente a 130ºC (ISO1628 a 130ºC, 0,001 g/ml de decalino)
La determinación de las distribuciones de masas
moleculares y de los valores promedio derivados de ello Mn, Mw y
Mw/Mn se llevó a cabo mediante cromatografía de permeación en gel
de alta temperatura con apoyo en DIN 55672 con las siguientes
condiciones: Disolvente: 1,2,4-triclorobenceno,
Flujo: 1 ml/min, Temperatura: 140ºC, Calibrado con normalizados de
PE.
- Cp
- Ciclopentadienilo
- Me
- Metilo
- Ph
- Fenilo
- Kat.
- Catalizador (el complejo de metales de transición según la invención)
- Kat. sop.
- Catalizador soportado
- T
- Temperatura durante la polimerización
- t
- Duración de la polimerización
- p
- Presión durante la polimerización
- Mw
- Promedio en peso del peso molecular
- Mn
- Promedio en número del peso molecular
- Tm
- Temperatura de fusión
- \eta
- Indice de Staudinger (Viscosidad)
- Densidad
- Densidad del polímero
- CH_{3}/1000
- Número de las cadenas laterales de metilo por 1000 átomos de carbono
- %C_{6}
- Contenido comonómero del polímero en % en peso
- THF
- Tetrahidrofurano
- MAO
- Metilaluminoxano
Se hicieron reaccionar
8-bromoquinolina o bien
N,N-dimetilanilina con una cantidad equimolar de
n-butilo y se hicieron reaccionar a continuación con
tetrametilciclopentenona o bien 1-indanona. Después
del hidrólisis y disociación de agua catalizada por ácido se aisló
el ligando correspondiente (rendimientos entre un 40 y un 70%).
Los aniónes de ligandos se obtenían mediante
deprotonación con n-BuLi o bien hidruro potásico y
se hicieron reaccionar con el correspondiente halogenuro metálico.
La purificación se llevó a cabo mediante transprecipitación o
recristalización (rendimientos generalmente de forma aproximada un
60%).
Se agregaron 5 ml de n-BuLi (2.5
M en hexano, 12.5 mmol) a -95º a una solución, formada por 2.5 g de
8-bromoquinolina (12 mmol) en 120 ml de THF gota a
gota, se agitaron durante 15 minutos y se agregaron a continuación
1.3 g de
2,3-dimetilciclopent-2-enona
(12 mmol), disueltos en 10 ml de THF. Después del calentamiento
hasta temperatura ambiente se calentó la solución durante una hora
en el reflujo. La mezcla de reacción enfriada se hidrolizó con
hielo, se acidificó con ácido clorhídrico y se neutralizó entonces
con una solución de amoníaco. Se extrajo la fase acuosa con éter
dietílico y se secan las fases orgánicas unificadas. Después de la
destilación a 150ºC/0,05 mbar se obtenían 1.1 g de
1-(8-quinolil)-2,3-dimetilciclopentadieno
(un 40%) como aceite amarillo y viscoso.
- ^{1}H-NMR:
- (200 MHz, CDCl_{3}) \delta =1.90 (s, 3H,CH_{3}); 2.03 (s, 3H,CH_{3}); 3.59 (m, 2H,CH_{2}); 6.19 (s, 1H, CH); 7.32 - 7,73 (m, 4H, quinolina-H); 8.13 (dd, 1H); 8.89 (dd, 1H).
- ^{13}C-NMR:
- (50 MHz, CDCl_{3}) \delta = 12.4, 14,1 (CH_{3}); 44.4 (CH_{2}); 120.5, 125.8, 126.3, 127.1, 129.8, 135.9, 149.4 (CH); 128.5, 135.9, 139.1, 140.0, 143.8, 146.8 (cuart. C).
- MS (EI):
- m/z (%) = 221 (86)[M^{+}]; 220 (100) [M^{+} -H]; 206 (31) [M^{+} -CH_{3}]; 191 (9) [M^{+} -2CH_{3}].
Se disponían 0.6 g de hidruro potásico (1.61
mmol) en 20 ml de THF y se agregaron agitando 0.4 g de
1-(8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadieno
(1.61 mmol). Después de tres horas agitando se precipitó un
producto sólido rojo de la solución. Esta suspensión se transfirió
con una cánula de transferencia en una mezcla, constituida por 0.6
g de CrCl_{3} (THF)_{3} en 20 ml de THF a temperatura
ambiente. Después de 16 horas de agitación, se eliminó el THF en el
alto vacío y se recogió el producto sólido en tolueno. Se separó el
cloruro potásico insoluble. Se eliminó el disolvente, se lavó el
producto residual con hexano y se secó en el alto vacío. Se aíslo el
producto como 0,4 g de polvo verde con un rendimiento de un
70%.
- MS (EI):
- m/z (%) = 370 (12, M^{+}); 334 (19, M^{+} -Cl); 249 (99,Me_{4}C_{5} (quinolina)^{+} -H)
- HR-EI-MS:
- 370.02213 (cal.), 370.02203 (med.).
Se suspendieron 0,08 g de
CrCl_{3}(THF)_{3} (0.23 mmol) en 20 ml de tolueno
y se agregaron 0.08 g de
1-(8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametil-trimetilsililciclopentadieno
(0.23mmol). Se calentó la mezcla de reacción durante tres horas en
el reflujo y se eliminó después de otras 16 horas de agitación a
temperatura ambiente el tolueno en el alto vacío por destilación.
El polvo verde obtenido se lavó con hexano y se secó en el alto
vacío.
- MS (EI):
- m/z (%) =370 (12, M^{+}); 334 (19, M^{+} -Cl); 249 (99, Me_{4}CP (quinolina)^{+} -H)
Se disponían 8-bromoquinolina
(10.4 g, 50 mmol) en 100 ml de THF y se enfriaron hasta
aproximadamente
-100ºC. Se agregaron gota a gota 20 ml de n-BuLi (2.5 M en hexano, 50 mmol), manteniéndose la temperatura interna por debajo de -80ºC y se agregaron entonces gota a gota 6.6 g de 1-indanona (50 mmol), disueltos en 30 ml de THF. Entonces se dejó llegar la mezcla de reacción lentamente hasta temperatura ambiente y se calentó entonces durante 3 horas bajo reflujo. Después de haberse enfriada la mezcla hasta temperatura ambiente, se agregaron primero hielo y entonces ácido clorhídrico hasta aproximadamente pH1 y se agitaron durante 30 minutos. Se separaron la fase acuosa y orgánica, se hizo reaccionar la fase acuosa con una solución de amoníaco hasta aproximadamente pH 9, se extrajeron con éter, y se concentraron las fases orgánicas unificadas en el vacío hasta el secado. El aceite viscoso así obtenido (1-(8-quinolil)-indan-1-ol (8H_{2}O) se hizo reaccionar con ácido clorhídrico hasta un valor de pH de 0, se calentó durante 2 horas en el reflujo y se neutralizó a continuación. Después de la elaboración y secado se aislaron 6.6 g de 1-(8-quinolil)indeno ( un 55%) como producto sólido incoloro.
-100ºC. Se agregaron gota a gota 20 ml de n-BuLi (2.5 M en hexano, 50 mmol), manteniéndose la temperatura interna por debajo de -80ºC y se agregaron entonces gota a gota 6.6 g de 1-indanona (50 mmol), disueltos en 30 ml de THF. Entonces se dejó llegar la mezcla de reacción lentamente hasta temperatura ambiente y se calentó entonces durante 3 horas bajo reflujo. Después de haberse enfriada la mezcla hasta temperatura ambiente, se agregaron primero hielo y entonces ácido clorhídrico hasta aproximadamente pH1 y se agitaron durante 30 minutos. Se separaron la fase acuosa y orgánica, se hizo reaccionar la fase acuosa con una solución de amoníaco hasta aproximadamente pH 9, se extrajeron con éter, y se concentraron las fases orgánicas unificadas en el vacío hasta el secado. El aceite viscoso así obtenido (1-(8-quinolil)-indan-1-ol (8H_{2}O) se hizo reaccionar con ácido clorhídrico hasta un valor de pH de 0, se calentó durante 2 horas en el reflujo y se neutralizó a continuación. Después de la elaboración y secado se aislaron 6.6 g de 1-(8-quinolil)indeno ( un 55%) como producto sólido incoloro.
- ^{1}H-NMR:
- (200 MHz,CDCl_{3}) \delta = 2.58 - 2.87 (m, 3H, CH_{2}); 6.94 (dd, 1H, quinolina CH); 7.24 - 7.36 (m, 4H, CH); 7.44 - 7.50 (m, 2H, H3, H6); 7.70 (dd, 1H, quinolina CH); 8.23 (dd, 1H); 8.66 (s, br. 1H, OH); 8.92 (dd,1H).
- ^{13}C-NMR:
- (200 MHz, CDCl_{3}) \delta = 30.2, 44,8 (CH_{2}); 87.2 (COH); 120.8, 124.7, 125.1, 126.4, 126.9, 127.2, 127.5, 128.2, 137.9, 147.7 (CH); 127.4, 129.2, 142.6, 143.8, 146.7 (cuart. C).
Punto de fusión: 108ºC.
- ^{1}H-NMR:
- (200 MHz.CdCl_{3}) \delta = 3.69 (d, 2H, CH_{2}); 6.80 (t, 1H, =CH); 7,12 - 7.26 (m, 3H); 7.41 (dd, 1H); 7.55 - 7.64 (m 2H); 7.88 (M, 2h); 8.21 (dd, 1H); 8.92 (dd, 1H).
- ^{13}C-NMR:
- (50 MHz, CdCl_{3}) \delta = 38.8 (CH_{2}); 121.0, 121.2, 123.8, 124.5, 125.8, 126.3, 127.8, 130.0, 133.5, 136.1, 150.0 (CH); 128.6; 135.9, 143.7, 144.0, 145.6, 146.7 (cuart. C).
- MS (EI):
- m/z (%) = 243 (65) [M^{+}]; 242 (100) [M^{+} -H].
- HR-MS (EI):
- 243.1048 (cal.), 243.1038 (enc.).
| Análisis de C,H,N: | cal.: 88.86% C, 5.39% H, 5.75% N |
| enc.: 87.55% C, 5.52% H, 5.92% N. |
Se suspendieron en 20 ml de THF 0.05 g de hidruro
potásico (1.23 mmol) y se agregaron lentamente 0.3 g de
1-(8-quinolil)indeno (1.23 mmol). La
suspensión violeta así obtenida se agregó después de agitar durante
tres horas a temperatura ambiente gota a gota a una mezcla,
constituida por 0.46 g de cloruro de cromo (III) x 3 THF (1.23
mmol) en 50 ml de THF y después de finalizar la adición se agitó
todavía durante 16 horas. El disolvente se eliminó en el vacío y se
extrajo el producto sólido con tolueno caliente. Después de
eliminar por destilación el disolvente de los extractos unificados,
se produjo el producto como polvo verde, que se lavó varias veces
con hexano y se secó en el alto vacío. se obtenían 0.22 g de
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo(III)
(un 50%).
Alternativamente pudo recogerse el producto
residual también en cloruro de metilo y después de la separación de
cloruro potásico y la eliminación del disolvente se obtenía también
el complejo de cromo.
- MS (EI):
- m/z (%) = 364 (0.2, M^{+}); 329 (0.1, M^{+} -Cl); 242 (100, Ind (quinolina)^{+})
- HR-EI-MS:
- 363.97519 (cal.), 363.97615 (enc.)
A 3.50 g de o-bromoquinolina
(16.8 mmol) disueltos en 50 ml de THF se agregaron gota a gota a
100ºC 6.70 ml de n-BuLi (16.8 mmol) y a continuación
se agitaron a 80ºC durante 15 minutos. A continuación se hizo llegar
una solución, formada por 50 ml de THF y 2.45 g de
2-metil-1-indanona
(16.8 mmol), en el transcurso de 10 minutos a la bromoquinolina
litiada. Se dejó llegar hasta temperatura ambiente y se ebullició
la solución durante tres horas en el reflujo. Después de enfriar
hasta temperatura ambiente se acidificó con hielo y ácido
clorhídrico hasta pH 1 y a continuación se hirvió durante 3 horas
en el reflujo. Se ajustó la mezcla de reacción con una solución de
amoníaco hasta pH 9 y extrajo la fase acuosa con éter dietílico. se
secaron las fases orgánicas unificadas y se eliminó el disolvente.
La purificación del producto bruto se llevó a cabo por destilación
en el vacío a 150 - 160ºC y 10^{-2}mbar. Se obtenían
\hbox{1.5 g} de
1-(8-quinolil)-2-metilindeno
(un 45%) como resina viscosa amarilla.
Se agregaron
1-(8-quinolil)-2-metilindeno
(0.3 g, 1.16 mol) gota a gota bajo refrigeración de hielo a una
suspensión de 0.04 g de hidruro potásico (1.16 mmol) en 10 ml de
THF. Luego se calentó hasta temperatura ambiente y se agitó durante
tres horas. La solución de color violeta oscuro de agregó gota a
gota a -30ºC a CrtCl_{3}(THF)_{3} en 20 ml de
THF. Después de finalizar la adición se calentó la mezcla de
reacción, se eliminó el disolvente en el vacío, se extrajo el
producto residual con tolueno caliente y se eliminó cloruro
potásico precipitado por filtración. Después de eliminar el
disolvente en al alto vacío se obtenían 0,35 g de
dicloro-[1-(8-quinolil)-2-metilindenil]cromo(III)
(un 79%) como un polvo verde.
Se enfrió una solución, formada por 4.4 g de
8-bromo-2-metilquinolina
(20 mmol) en 50 ml de THF hasta -78ºC y se agregaron 8.8 ml de
n-BuLi (2.5 M en hexano, 22 mmol) gota a gota.
Después de agitar durante 10 minutos se agregaron gota a gota 3.5 g
de 2,3,4,5-tetrametil-ciclopentanona
(25 mmol), se calentó la solución hasta temperatura ambiente y se
calentó durante 1 hora bajo reflujo. Se enfrió la solución, se
agregaron hielo y ácido clorhídrico hasta aproximadamente pH 1, y
después de la neutralización con solución de amoníaco se separaron
las fases y se extrajo la fase acuosa con pentano. Después del
secado de los extractos orgánicos unificados se eliminó el pentano
en el vacío, y se destiló el aceite marrón restante en el alto
vacío (Punto de ebullición: 115ºC/ 0.01 mbar).Se obtenía
1-(2-metil-8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametil-ciclopentadieno
como aceite viscoso y amarillo con un rendimiento de un 60% (3.2
g).
- ^{1}H-NMR:
- (200 MHz, CDCl_{3}) \delta = 6a: 1.55 (s, 6H); 1.78 (s, 6H); 2.64 (s. 3H); 5.53 (s, 1H); 6.84 (dd, 1H); 7.12 - 7.50 (m, 3H); 7.90 (d, 1H).
- \quad
- 6b: 0,71 (d,^{3}J(H,H) = 7.6 Hz, 3H); 1.82 (s, 3H); 1.87 - 1.88 (m, 6H); 2.58 (s, 3H); 4.20 (m, 1H); 7.09 - 7.55 (m, 4H); 7.89 (d, 1H)
- ^{13}C-NMR:
- (50 MHz, CDCl_{3}) \delta = 6a: 11.2, 11.3 (CH_{3}); 25.6 (quinolina CH_{3}); 56.3 (alilo CH); 121.3,125.7, 126.4, 130.5, 136.2 (quinolina CH), 135.6, 138.9, 139.0, 1412.8, 147.o, 157.4 (cuart. C).
- \quad
- 6b: 12.0, 12.2, 13.o, 14.2 (CH_{3}); 25.7 (quinolina CH_{3}); 52.1 (alilo CH); 121.4, 125.0, 125.3, 125.8, 136.0 (quinolina CH); 126.7, 126.8, 131.2, 134.6, 138.4, 142.7, 146.7, 157.8 (cuart. C).
- MS (EI):
- m/z (%) = 263 (85) [M^{+}]; 262 (100) [M^{+} -H]; 248 (98) [M^{+} -CH_{3}]; 232 (20) [M^{+} -H -2CH_{3}]; 218 (10) [M^{+} -3 CH _{3}].
- HR-MS (EI):
- 263.1674 (calc.), 263.1647 (enc.)
Se deprotonaron 0.3 g de
1-(2-metil-8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametil-ciclopentadieno
(1.14 mmol) en 30 ml de THF con 0.45 ml de
n-butil-litio (2.5 M en hexano, 1.14
mmol). Después de dos horas de agitación se agregó la solución roja
gota a gota a una suspensión, formada por cloruro de cromo (III) en
20 ml de THF. Después de agitar durante 16 horas a temperatura
ambiente se eliminaron por condensación los disolventes y el
producto residual así obtenido se recogió en 20 ml de tolueno. Se
filtro la suspensión verde y se extrajo el producto residual
varias veces con tolueno caliente. Después de una elaboración
habitual se produjo el producto como polvo verde (0.22 g) con un
50% de rendimiento.
- MS(EI):
- m/z (%) = 384 (54, M^{+}); 348 (100, M^{+} -Cl); 263 (62, M^{+} -2Cl-Cr+2H); 248 (49, M^{+} -2Cl-Cr-CH).
- HR-EI-MS:
- 384.03778 (calc.), 384.03775 (enc.).
Ejemplos 7 hasta
17
Los ejemplos de polimerización indicados en la
tabla 1 se llevaron a cabo a una presión de eteno de 1 bar en un
matraz de 50 o bien de 250 ml con una válvula de sobrepresión.
Los complejos se suspendieron en la cantidad
respectiva de tolueno y se activaron con la cantidad
correspondiente de metilaluminoxano, después de lo cual se formaron
soluciones homogéneas y violetas. Se hizo pasar eteno con agitación.
El recipiente de reacción se mantenía con un baño de agua en la
temperatura indicada. Después de finalizar la polimerización se
agitaron los polímeros obtenidos con metanol clorhídrico durante
diez minutos. El polietileno su produjo como producto sólido blanco,
se lavó con metanol y se secó a 90ºC.
En los ejemplos 7 hasta 10 se empleó el complejo
del ejemplo 2:
dicloro-[1-(8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadienil]cromo(III)
y en los ejemplo 11 hasta 17 el complejo del ejemplo 4:
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo(III).
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(Tabla pasa a página
siguiente)
El ensayo se llevó a cabo análogamente a los
ejemplos 7 hasta 17 en presencia de 10 ml de
1-hexeno. Se emplearon en este caso 2 mg (0.0054
mmol) de complejo de cromo del ejemplo 4 en 100 ml de tolueno. La
proporción de Al : Cr ascendió a 1000 : 1. La polimerización de
interrumpió después de 30 minutos. Se aislaron 3.09 g de
copolímero. Esto corresponde a una actividad de 1144 g de polímero /
(mmol.bar.h).
Ejemplos 19 a
40
Los ensayos de polimerización se llevaron a cabo
en un matraz de cuatro cuellos con una capacidad para 1 litro,
dotado de termómetro de contacto, agitador con hoja de Teflón,
hongo calefactor y conducción de alimentación para gas. Bajo argón
se disponían respectivamente entre 5 hasta 20 \mumol de los
complejos en 250 ml de tolueno a 40ºC.
En la activación con MAO se agregó
respectivamente la cantidad indicada en la tabla 2 de 1,6 M de
solución de MAO en tolueno.
En la activación con borato se agregó la cantidad
indicada en la tabla 2 de DMAB
(dimetilanilinio-tetraquis(pentafluorofenil)borato),
se calentó a 70ºC y se hizo reaccionar a continuación con TiBAl
(triisobutilaluminio). Se enfrió la solución a continuación hasta
40ºC y se hicieron pasar luego aproximadamente 20 hasta 40 l/h de
etileno a presión atmosférica durante una hora. En los ensayos de
copolimerización se disponían antes de la adición de etileno 5 ml de
hexeno y se hizo pasar a continuación etileno. La cantidad residual
de hexeno se agregó por dosificación dentro de 15 minutos a través
de un embudo cuentagotas.
Se interrumpió la reacción por adición de una
mezcla, constituida por 15 ml de ácido clorhídrico concentrado y
50 ml de metanol y se agitó durante 15 minutos adicionales. Después
de otros 250 ml de metanol y una agitación de 15 minutos se eliminó
por filtración, se lavó tres veces con metanol y se secó a 70ºC. En
la tabla 2 están resumidos los datos de la polimerización o bien de
producto.
En los ejemplos 19 hasta 23 se empleó el complejo
del ejemplo 2:
dicloro-[1-(8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentaindenil]cromo(III),
en los ejemplo 24 hasta 34 el complejo del ejemplo 4:
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo(III),
en los ejemplos 35 hasta 38 el complejo del ejemplo 5:
dicloro-[1-(8-quinolil)-2-metilindenil]cromo(III)
y en los ejemplos 39 hasta 40 el complejo del ejemplo 6:
dicloro\pm[1-(2-metil-8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadienil]cromo(III).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 41 hasta
44
En una autoclave con una capacidad para 1 litro
se disponían las cantidades indicadas en la tabla 3 de MAO (1.6 M
en tolueno), 300 ml de tolueno y 50 ml de hexeno. Se llevó la
autoclave hasta la temperatura indicada en la tabla 3 y se agregó el
catalizador disuelto en tolueno con etileno a través de una
esclusa, de modo que se ajustó al mismo tiempo la presión de
etileno deseado.
Los datos referente a las condiciones de
polimerización y las propiedades de productos pueden sacarse de la
tabla 3.
En los ejemplos 41 hasta 43 se empleó el complejo
del ejemplo 2:
dicloro-[1-(8-quinolilo)-2,3,4,5,.tetrametilciclopentadienil]cromo(III)
y en el ejemplo44 el complejo del ejemplo 4:
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo(III).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Ejemplos 45 hasta
47
Se suspendieron los complejos de cromo
correspondientes en 30 ml de tolueno y se hicieron reaccionar con
la cantidad de MAO correspondiente (tabla 4) en un matraz de
nitrógeno. El propeno se alimentó a temperatura ambiente con una
presión de gas de 1 bar a través de una conducción de gas a la
mezcla de reacción. Después de la reacción se ajustó el producto
bruto con metanol clorhídrico hasta un valor de pH de 1. Después de
secado de la fase orgánica se obtenían los polímeros como productos
sólidos incoloros.
En el ejemplo 45 se empleó el complejo del
ejemplo 2:
dicloro-[1-(8quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadienil]cromo(III)
y en los ejemplos 46 hasta 46 el complejo del ejemplo 4:
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo(III).
Los datos de polimerización pueden sacarse de la tabla 4.
El polipropileno del ejemplo 47 está
caracterizado de la manera siguiente:
- M_{w}: 82024; M_{n} 7197; M_{w}/M_{n}: 11.4; Viscosidad \ \eta: 0,53.
Se suspendió el complejo del ejemplo 4:
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo(III)
(2 mg, 5.4 \mumol) con 10 ml de 1-hexeno y se hizo
reaccionar con 5.4 mmol de metilaluminoxano (1.6 M en tolueno) en un
matraz de nitrógeno de 50 ml y se agitó durante 24 horas a
temperatura ambiente. Después de finalizar la polimerización se
ajustó la mezcla de reacción con metanol clorhídrico hasta un valor
de pH de 1 y secó la fase orgánica en el vacío. El complejo es
capaz de polimerizar hexeno.
Ejemplos 49 y
50
La polimerización se llevó a cabo de forma
análoga a los ejemplos 19 hasta 40. Adicionalmente se hizo pasar
H_{2} a presión atmosférica con aproximadamente 10 l/h. En el
ejemplo 49 se polimerizó eteno en presencia del complejo del ejemplo
2 (5,2 mg) y metilalumoxano (Al:Cr = 350 : 1) a 40ºC durante 25
minutos. Pudieron obtenerse 7 g de PE. Esto corresponde a una
actividad de 1200 g de PE/mmolCr.h. El polímero mostró una densidad
de 0,9426 g/cm^{3} y una viscosidad de 5,51 dl/g.
En el ejemplo 50 se empleó el complejo del
ejemplo 4 (6 mg) con metilaluminoxano (Al:Cr = 500:1) a 40ºC.
Después de 15 minutos de tiempo de polimerización podían aislarse
1,2 g de PE. Esto corresponde a una actividad de 350 g de
PE/mmolCr.h. El polímero mostró una densidad de 0,9296 g/cm^{3} y
una viscosidad de 17,9 dl/g.
(Ensayo
comparativo)
Se obtenía
dicloro-[(2-diciclohexilfosfinoetil)ciclopentadienil]cromo
correspondientemente a la DE 197 106 15. Se contactaron 3,1 mg de
este complejo de forma análoga a los ejemplos 62 y 63 con
metilaluminoxano (Al:Cr = 350:1) a 40ºC con una mezcla de
etenp/H_{2}. No podía apreciarse ninguna polimerización (el
complejo era sin H_{2} activo de polimerización con una actividad
de 125 g de PE/mmol/Cr.h bajo condiciones por lo demás
iguales).
\newpage
Ejemplos 52 hasta
68
Como gel de sílice se empleó ES7=X de la firma
Crossfield.
A 233 mg de
dicloro-[1-8-quinolil)-2,3,4,5-tetrametilciclopentadienil]cromo(III).LiCl
parcialmente disuelto en
\hbox{40 ml} de tolueno se
agregaron 18,8 ml de MAO (al 30% en peso en tolueno)(50 mmol) y se
agitaron durante 15 minutos a temperatura ambiente. Entonces se
agregaron 8,2 g de gel de sílice (130ºC calcinado) a la mezcla de
reacción y la suspensión así obtenida se agitó durante 3 horas a
temperatura ambiente. Luego se eliminó el producto sólido por
filtración y se lavó a continuación dos veces con heptano. El
producto sólido así aislado se secó en el vacío. Rendimiento 17,5 g
de catalizador soportado. La carga asciende a 70 \mumol por g de
portador, con Al:Cr de los productos empleados de 150:1.
El soportado del ejemplo 52 se llevó a cabo con
2,21 g del gel de silicio, 68,1 g de
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo.KCl,
5 g de MAO (al 30% en tolueno) y 10 ml de tolueno. Se obtenían 4,8
g de catalizador soportado con una carga de 70 \mumol de Cr por g
del portador (Al:Cr = 150:1).
Se disolvieron 80,2 mg de
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil)cromo.KCl
en n 4,8 ml de MAO (al 30% en peso en tolueno)(Cr:Al = 1:120) y 0,3
ml de tolueno. Después de 15 minutos de agitación se agregó la
solución lentamente gota a gota agitando a 2,6 g de gel de sílice.
Después de 1 hora de agitación se eliminó el disolvente en el vacío.
Se obtenían 4,7 g del catalizador soportado con una carga de 70
\mumol de Cr por g de portador.
Se llenaron en un aparato de agitación 5,3 g del
gel de sílice (6 h/130ºC/vacío).
En un matraz se pesaron de forma sucesiva 140,1
mg de
dicloro-[1-(8-quinolil)-indenil]cromo.KCl
(318 mmol \sim 60 \mumol de Cr por g del portador y 85,7 mg de
dicloruro de
bis(n-butilciclopentadienil)circonio
(212 mmol \sim 40 \mumol de Cr por g de portador). Se agregaron
63,6 mmol de MAO /13,4 ml de 4,75 M en tolueno = un 30% en peso) y
se agitaron durante 30 minutos a temperatura ambiente (Al:Cr =
120:1).
Esta solución se incorporó por dosificación ahora
en aproximadamente 10 minutos uniformemente con lenta agitación a
través del embudo cuentagotas al portador. Mediante una manguera de
Teflón se goteó la solución en este caso directamente sobre el
portador. Se agitó durante 1 hora a temperatura ambiente
adicionalmente y a continuación se dejó reposar durante otras 2
horas a temperatura ambiente.
A continuación se eliminó el disolvente bajo
vacío. Se obtenían 9,2 g del catalizador soportado.
Ejemplos 56 hasta
68
La polimerización se llevó a cabo en una
autoclave de agitación con una capacidad de 10 litros. Bajo
nitrógeno se agregó a temperatura ambiente "putz"alquilo según
la tabla 5 en la autoclave, luego se incorporaron 4 litros de
isobutano por dosificación. A continuación se calentó agitando
hasta 70ºC y luego se incorporó por prensado la porción pesada
indicada en la tabla 5 del catalizador soportado con una
sobrepresión de etileno. A continuación se aumentó la presión del
reactor con etileno hasta una presión terminal de 40 bar y se
continuó con la polimerización durante 60 minutos (con excepción
del ejemplo 60, que continuó durante 90 minutos).
Se terminó la reacción mediante descompresión del
reactor y se descargaron los productos. En la tabla 5 están
resumidos los datos de polimerización o bien de productos.
Se disolvieron 4,2 mg de
dicloro-[1-(8-quinolil)indenil]cromo
(11,5 \mumol) y 7,1 mg de tricloruro de
[1,3,5-tri
5/2-etilhexil)-1,3,5-triazaciclohecan]cromo
(obtenible de forma análoga a Köhn et. al, Angew. Chem. Int.
d. Engl. 1994, 33, página 1877 - 1878) en 250 ml de tolueno. Se
calentó hasta 40ºC y se agregaron 3,4 ml de MAO (15,4 mmol; 4,75 M
en tolueno) (Al:Cr = 650:1).
En esta solución se hizo pasar a 40ºC una
corriente de etileno. Después de 15 minutos se interrumpió la
polimerización. Se obtenían 10,4 g de polímero y 2,97 g de una
fracción líquida con 6 a >20 átomos de carbono. El polímero tenía
una densidad de 0,9212 g/cm^{3} y una viscosidad de 10,8
dl/g.
Claims (9)
1. Complejos de monociclopentadienilo,
monoindenilo, monofluorenilo o de herterociclopentadienilo
substituidos de cromo, molibdeno o de tungsteno de la fórmula
general I
I,\left[Y-M-X_{n}\right]_{m}
en la cual tienen los variables el
siguiente
significado:
- M
- significa cromo, molibdeno o tungsteno,
- Y
- está caracterizada por la siguiente fórmula general II
en la cual tienen los variables el
siguiente
significado:
E^{1}- E^{5} significan carbono
o como máximo un E^{1} hasta E^{5} fósforo o
nitrógeno,
- Z
-
13
- B
- significa uno de los siguientes grupos:
---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{7} }}
\biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{8} }}
---,\hskip0,5cm---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{9} }} \biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{10} }} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{12} }}{L}{\uelm{\para}{R ^{11} }}^{1}
---,- \quad
- y adicionalmente, si Z es un sistema anular insubstituido substituido o condensado, parcialmente insaturado heterocíclico o heteroaromático, puede ser también
---
\melm{\delm{\para}{R ^{14} }}{L}{\uelm{\para}{R ^{13} }}^{2}
---donde
L^{1} y L^{2} significan
silicio o
carbono,
- k
- significa 1 y, si Z es un sistema anular insubstituido, substituido o condensado, parcialmente insaturado heterocíclico o heteroaromático, también 0,
- X
- significa independientemente entre sí flúor, cloro, bromo, yodo, hidrógeno, alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 10 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo, NR^{15}R^{16}, OR^{15}, Sr^{15}, SO_{3}R^{15}, OC(O)R^{15}, CN, SCN, \beta-dicetonato, CO, BF_{4}-, PF_{6}-, o aniónes voluminosos no coordinantes,
R^{1} a R^{16}
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de
carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20
átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el
resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo,
SiR^{17}_{3}, pudiendo estar substituidos los restos orgánicos
R^{1} a R^{16} también por halógenos y respectivamente dos
restos geminales o vecinales R^{1} a R^{16} pueden estar unidos
también para dar un anillo de cinco o seis
miembros,
- R^{17}
- significan independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20 átomos de carbono, alquilarilo con 1 a 10 átomos de carbono en el resto arilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo y respectivamente dos restos geminales R^{17} pueden estar unidos para dar un anillo de cinco o seis miembros,
R^{18} a R^{27} significan
independientemente entre sí hidrógeno, alquilo con 1 a 20 átomos de
carbono, alquenilo con 2 a 20 átomos de carbono, arilo con 6 a 20
átomos de carbono, alquilarilo cin 1 a 10 átomos de carbono en el
resto alquilo y 6 a 20 átomos de carbono en el resto arilo,
SiR^{17}_{3}, halógeno, pudiendo estar substituidos los restos
orgánicos R^{18}-R^{27} también por halógenos y
respectivamente dos restos vecinales R^{18} a R^{27} pueden
estar unidos también para dar un anillo de cinco o seis
miembros,
- n
- significa 1, 2 o 3, y
- m
- significa 1, 2 o 3.
2. Complejos de monociclopentadienilo,
monoindenilo, monofluorenilo o de heterociclopentadienilo
substituidos de cromo, molibdeno o tungsteno según la reivindicación
1, en los cuales significa B CH_{2},
C(CH_{3})_{2} o
Si(CH_{3})_{2}.
3. Complejos de monociclopentadienilo,
monoindenilo, monofluorenilo o de heterociclopentadienilo
substituidos de cromo según las reivindicaciones 1 a 2.
4. Complejos de monociclopentadienilo,
monoindenilo, monofluorenilo o de heterociclopentadienilo
substituidos según las reivindicaciones 1 a 3, en los cuales es
E^{1}E^{2}E^{3}E^{4}E^{5}R^{1}R^{2}R^{3}R^{4} un
indenilo insubstituido o substituido.
5. Complejos de monociclopentadienilo,
monoindenilo, monofluorenilo o de heterociclopentadienilo según la
reivindicación 4, en los cuales es
E^{1}E^{2}E^{3}E^{4}E^{5}R^{1}R^{2} un indenilo.
6. Procedimiento para la polimerización o
copolimerización de olefinas, caracterizado porque se
polimerizan olefinas en presencia de los siguientes
componentes:
- (A)
- complejos de monociclopentadienilo, monoindenilo, monofluorenilo o de heterociclopentadienilo substituidos de cromo, molibdeno o tungsteno según la reivindicación 1,
- (B)
- opcionalmente de uno o varios compuestos activadores, y
- (C)
- opcionalmente de uno o varios catalizadores habituales para la polimerización de olefinas.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
empleándose como compuesto activador (B) un compuesto, escogido del
grupo de aluminoxano,
dimetilaniliniotetraquispentafluorofenilborato,
tritiltetraquispentafluorofenilborato o
trispentafluorofenilborano.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 6 o
7, en el cual se polimeriza al menos una olefina, escogido del
grupo de eteno, propeno, 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
1-hepteno, 1-octeno o
1-deceno.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 8, en el cual se lleva a cabo la
polimerización en suspensión, en solución o en la fase gaseosa.
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