【発明の詳細な説明】
イットリウム含有金属錯体及びオレフィン重合方法
技術分野
本発明は、金属錯体に関し、さらに改良された触媒性能を有するそれらから形
成された付加重合触媒に関する。さらに特に、本発明は、ジベンゾピロール置換
シクロペンタジエニル又は置換シクロペンタジエニルリガンドのイットリウム錯
体を含む付加重合触媒組成物に関する。さらに、本発明は、付加重合可能なモノ
マーを重合する付加重合方法において前記の触媒組成物を使用する方法に関する
。
背景技術
ヨーロッパ特許A第416815号では、或る束縛幾何学性金属錯体及び金属
錯体と活性化共触媒との反応により由来する触媒が開示されている。これら触媒
の支持された誘導体は、それらと支持体例えばアルミナ、シリカ又はMgCl2
とを接触することにより製造された。米国特許A第5464906号では、橋か
けされた3族金属錯体、特に付加重合で触媒として有用に使用されたスカンジウ
ム含有錯体を含む或る触媒組成物が開示されている。
イットリウム金属錯体を含む改良された触媒組成物、並びにこれら触媒組成物
を利用する改良された付加重合方法が提供されることが望ましいだろう。
発明の開示
本発明者により行われた研究の結果、式(式中、Yはイットリウムであり;
Rはそれぞれの場合独立して水素、ヒドロカルビル、シリル又はゲルミルからな
る群から選ばれ、該Rは20個以内の非水素原子を有するか又は隣接するR基は
一緒になってそれにより縮合環系を形成しており;そして
Zは式−(ER’2)m−(但し、Eはそれぞれの場合独立して炭素、珪素又はゲ
ルマニウムであり、R’はそれぞれの場合独立して水素以外の20個以内の原子
のヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、シリル、及びゲルミルからなる群か
ら選ばれ、そしてmは1−3の整数である)を有する50個以内の非水素原子の
二価の置換基である)
に相当するイットリウムの或るジベンゾピロール置換シクロベンタジエニル錯体
、又はこの錯体のダイマー、溶媒和付加物又はキレート化誘導体が見いだされた
。
さらに、前記の金属錯体の1種以上を含む触媒組成物を使用して付加重合可能
なモノマーを重合する改良された方法が提供される。これらの付加重合方法は、
成形された物品、フィルム、シート、発泡した物質の製造及び他の工業上の応用
に使用されるポリマーを製造するのに使用できる。
本明細書における元素の周期律表は、すべて、1989年にCRC Pres
sにより発行されそして著作権を有するPeriodic Table of
the Elementsによる。また、一種以上の族は、すべて、族を数える
IUPACシステムを使用してこのPeriodic Table of th
e Elementsに示されている一種以上の族である。
前記の式の好ましいR基は、直鎖及び枝分かれ鎖のアルキル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、アルキル置換シクロアルキル基、及びアルキル置換芳香族基
を含む。さらに、2種以上のこれらの基は、一緒になって、飽和又は未飽和の縮
合環系を形成できる。後者の例は、インデニル、テトラヒドロインデニル、フル
オレニル、及びオクタヒドロフルオレニル基である。他の好ましい基は、トリメ
チルシリル、トリエチルシリル、エチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル
、トリフェニルゲルミル、及びトリメチルゲルミル基である。
好ましい環状のπ−結合基は、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレ
ニル、テトラヒドロインデニル、テトラヒドロフルオレニル、オクタヒドロフル
オレニル、及びこれらのC1-10ヒドロカルビル置換誘導体を含む。最も好ましい
シクロペンタジエニルに基づく基は、テトラメチルインデニル、2−メチルイン
デニル、3−メチルインデニル、2、3−ジメチルインデニル、2、3、5、6
−テトラメチルインデニル及び2、3、5、6、7−ペンタメチルインデニルで
ある。二価の置換基Zにより置換されるとき、前記のL基は、Zリガンドにより
環の位置で置換された特に名をあげられた基の対応する二価の誘導体である。
好ましいZ基は、ジメチルシランジイル、ジフェニルシランジイル、メチルイ
ンプロポキシシランジイル、メチルフェニルシランジイル、メチレン、及び1、
2−エタンジイルである。
本発明による非常に好ましい錯体の例は、式(式中、Rはそれぞれの場合独立して水素、メチル、トリメチルシリルからなる
群から選ばれるか、反は隣接するR基は一緒になってそれによりインデニル、2
−メチルインデニル、3−メチルインデニル、2、3−シメチルインデニル、2
、3、5、6−テトラメチルインデニル、2、3、5、6、7−ペンタメチルイ
ンデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、2−メチル−4−ナフチルイ
ンデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル
、又はオクタヒドロフルオレニル基を形成している)
に相当する。
イットリウム含有錯体は、活性化共触媒の添加なしに又は活性化技術の使用な
しに触媒的に活性であるが、しかし、他のメタロセンと組み合わされるとき活性
化共触媒として働く化合物は、有害な作用なしに、本発明のイットリウム含有金
属錯体と組み合わされて提供できる。これらの活性化共触媒は、以下にさらに十
分に記述される。
触媒組成物のさらなる成分は、反応混合物から汚染物質又は触媒毒を除いて重
合カイネティックスを変性するか又はポリマーの分子量をコントロールする助剤
を含む。これらの好適な助剤の一つは、13族の有機化合物、特にトリヒドロカ
ルビルアルミニウム化合物又はジヒドロカルビルヒドロカルビルオキシアルミニ
ウム化合物である。特に好ましい助剤は、トリイソブチルアルミニウムである。
この助剤は、通常、0.1:1−100:1、さらに好ましくは1:1−10:
1のイットリウム錯体に基づくモル比で反応混合物に添加される。
イットリウム含有金属錯体は、驚くべきことに、ジベンゾピロールリガンドの
代わりにピロールリガンドを含む対応する錯体に比べても活性の触媒である。そ
の上、前記のイットリウム含有金属錯体を含む触媒組成物は、独特なことに、大
きな%の望ましいビニル末端の比較的低い分子量のエチレン含量の多いポリマー
を形成する。低いコモノマーの配合のために、これらエチレンポリマーは、一般
に、比較的結晶性が高い。この特徴は、結晶性の高いエチレンポリマーセグメン
ト及び異なる結晶性構造を有する異なるオレフィンポリマーセグメント、又は無
定形の構造を含む、又は異なる官能性例えば芳香族官能性を含むインターポリマ
ーを形成する多段反応方法において有利に利用できる。
さらに詳細には、エチレン及び任意に1種以上の付加重合可能なコモノマーの
インターポリマーを形成する方法が提供でき、それは、
1)エチレンを含む反応混合物と前記のイットリウム含有錯体を含む第一の触媒
組成物とを接触させてビニル末端エチレンポリマーを含むポリマー溶液を形成さ
せ、
2)ビニル末端エチレンポリマー及び少なくとも1種の共重合可能なコモノマー
を含む第二の反応混合物と触媒系とを接触させてそのインターポリマーを製造し
、そして
3)得られるインターポリマーを回収する
ことを含む。
第一の反応混合物から得られるポリマー溶液は、第二の反応混合物として利用
され、それにより前記のインターポリマーを製造する一体化した方法を導くもの
である。従って、本発明のさらなる態様では、
1)エチレン単独又はエチレン及び1種以上の高級α−オレフィン又はスチレン
の混合物と前記のイットリウム含有金属錯体を含む触媒組成物とを接触させてビ
ニル末端の比較的低い分子量のエチレンポリマーを含む反応混合物を形成させ、
2)次に又は同時に、任意に追加の量のα−オレフィンモノマーを含む形成され
た反応混合物と第二のオレフィン重合触媒とを接触させてビニル末端の比較的低
い分子量のエチレンポリマーを形成し、そして
得られるポリマー生成物を回収する
ことを含む方法が提供される。
前記の技術により、特に第二の重合が多量の比較的大きなα−オレフィンを配
合できる触媒組成物を利用する場合、無定形のオレフィンコポリマーセグメント
及び結晶可能な非無定形のエチレン含量の多いポリマーセグメントの両者を含む
ポリマーが製造できる。非無定形セグメントの結晶性のために、得られるこれら
のポリマーは、従来のエチレン/α−オレフィンコポリマーより高い作業温度を
有する。その上、それらは、エチレン及び適切なα−オレフィンコモノマーの混
合物から単一の反応槽又は直列につながった多数の反応槽で製造できる。
エチレン及び1種以上の高級α−オレフィン又はスチレンの共重合に好適な触
媒は、高度の活性度を有するビス(シクロペンタジエニル)メタロセン、特にジ
ルコノセン、並びに一般に束縛された幾何学的触媒として知られているモノシク
ロペンタジエニル4族金属錯体を含む。これら触媒は、任意の好適な活性剤によ
りオレフィンの挿入及び重合に活性できる周期律表の3−10族の金属の任意の
化合物又は錯体を含む。それらの例は、式
M*はNi(II)又はPd(II)であり;
Kはハロゲン、ヒドロカルビル又はヒドロカルビルオキシであり;
Ar*はアリール基特に2、6−ジイソプロピルフェニル又はアニリン基であり
;
CT−CTは1、2−エタンジル、2、3−ブタンジルであるか、又は2個のT
基は一緒になって1、8−ナフタンジイル基である縮合環系を形成し;そして
A-は不活性非配位アニオンである)
に相当する10族ジイミン誘導体を含む。
前記の触媒は、単独又は極性コモノマー例えば塩化ビニル、アクリル酸アルキ
ル及びメタクリル酸アルキルとの組合せの何れかで、特にα−オレフィンの重合
用の活性重合触媒であるとして、J.Am.Chem.Soc.118、267
−268(1996)及びJ.Am.Chem.Soc.117、6414−6
415(1995)においてM.Brookhartらにより開示されている。
追加の触媒は、+2、+3又は+4形式酸化状態にある3、4族又はランタニ
ド金属の誘導体を含む。好ましい化合物は、1−3個のπ結合したアニオン性又
は中性のリガンド基を含む金属錯体を含み、それらは環状又は非環状の非局在化
π結合アニオン性リガンド基である。これらπ結合アニオン性リガンド基の例は
、共役又は非共役の環状又は非環状のジエニル基、アリル基、ボレータベンゼン
基及びアレン基である。用語「π結合」は、リガンド基が非局在化π電子によっ
て遷移金属に結合していることを意味する。
非局在化π結合基の各原子は、独立して、水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、
ハロヒドロカルビル、ヒドロカルビル置換メタロイド基(メタロイドは周期律表
の14族から選ばれる)からなる群から選ばれる基により置換されてもよく、そ
してこれらのヒドロカルビル−又はヒドロカルビル−置換メタロイド基は、さら
に15又は16族のヘテロ原子を含む基により置換されてもよい。用語「ヒドロ
カルビル」内に含まれるのは、C1-20直鎖、枝分かれ鎖及び環状のアルキル基、
C6-20芳香族基、C7-20アルキル置換芳香族基及びC7-20アリール置換アルキル
基である。さらに、2個以上のこれらの基は、一緒になって縮合環系、水素化縮
合環系、又は金属とのメタロサイクルを形成できる。好適なヒドロカルビル−置
換有機メタロイド基は、ヒドロカルビル基のそれぞれが1−20個の炭素原子を
含む14族元素のモノ−、ジ−及びトリ−置換有機メタロイド基を含む。好適な
ヒドロカルビル−置換有機メタロイド基の例は、トリメチルシリル、トリエチル
シリル、エチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、トリフェニルゲルミル
、及びトリメチルケルミル基を含む。15又は16族ヘテロ原子を含む基の例は
、遷移金属又はランタニド金属に結合したそしてヒドロカルビル基又はヒドロカ
ルビル−置換メタロイド含有基に結合したアミン、ホスフィン、エーテル又はチ
オエーテル基又はそれらの二価の誘導体、例えばアミド、ホスファイド、エー
テル又はチオエーテル基を含む。
好適なアニオン性の非局在化π結合基は、シクロペンタジエニル、インデニル
、フルオレニル、テトラヒドロインデニル、テトラヒドロフルオレニル、オクタ
ヒドロフルオレニル、ペンタジエニル、シクロヘキサジエニル、ジヒドロアンス
ラセニル、ヘキサヒドロアンスラセニル、デカヒドロアンスラセニル基及びボレ
ータベンゼン基、並びにこれらのC1-10ヒドロカルビル−置換又はC1-10ヒドロ
カルビル−置換シリル置換誘導体を含む。好ましいアニオン性の非局在化π結合
基は、シクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロベンタジエニル、テトラメチ
ルシクロペンタジエニル、テトラメチルシリルシクロペンタジエニル、インデニ
ル、2、3−ジメチルインデニル、フルオレニル、2−メチルインデニル、2−
メチル−4−フェニルインデニル、テトラヒドロフルオレニル、オクタヒドロフ
ルオレニル、及びテトラヒドロインデニルである。
ポレータベンゼンは、ベンゼンに対する硼素含有類似体であるアニオン性リガ
ンドである。それらは、Organometallics、14、1、471−
480(1995)においてG.Herberichらにより記述されて既に当
業者に周知である。好ましいボレータベンゼンは、式
(式中、R”はヒドロカルビル、シリル、又はゲルミルからなる群から選ばれ、
該R”は20個以内の非水素原子を有する)
に相当する。
触媒の好適な群は、式
LlMXmX’nX”p又はそのダイマー
(式中、Lは50個以内の非水素原子を含む、Mに結合したアニオン性の非局在
化π結合基であり、任意に2個のL基は一緒に結合して橋かけ構造を形成し、さ
らに任意に1個のLはXに結合してもよく;
Mは+2、+3又は+4形式酸化状態の周期律表の4族の金属であり;
XはLと一緒になってMとメタロサイクルを形成する50個以内の非水素原子の
任意の二価の置換基であり;
X’は20個以内の非水素原子を有する任意の中性のルイス塩基であり;
X”は、それぞれの場合、40個以内の非水素原子を有する一価のアニオン性基
であり、任意に、2個のX”基は一緒に共有結合してMに結合した両方の原子価
を有する二価のジアニオン性基を形成してもよく、又は任意に2個のX”基は一
緒に共有結合してMにπ結合した中性の共役又は非共役のジエンを形成してもよ
く(それ故Mは+2酸化状態にある)、又はさらに任意に1個以上のX’’及び
1個以上のX’基は一緒に結合してそれによりルイス塩基官能性によってMに共
有結合するとともにそれに配位する基を形成してもよく;
lは0、1又は2であり;
mは0又は1であり;
nは0−3の数であり;
pは0−3の整数であり;さらに
l+m+pの合計は、Mの形式酸化状態に等しいが、但し2個のX”基が一緒に
なってMにπ結合した中性の共役又は非共役のジエンを形成したとき、その場合
はl+mの合計はMの形式酸化状態に等しい)
に相当する遷移金属錯体である。
好ましい錯体は、1個又は2個の何れかのL基を含有するものを含む。後者の
錯体は、2個のL基に結合した橋かけ基を含有するものを含む。好ましい橋かけ
基は、式(ER* 2)、(式中、Eは珪素、ゲルマニウム、錫又は炭素であり、R*
はそれぞれの場合独立してシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ及
びこれらの組合せから選ばれる基又は水素であり、該R*は30個以内の炭素又
は珪素原子を有し、さらにxは1−8である)に相当するものである。好ましく
は、R*は、それぞれの場合独立して、メチル、エチル、プロピル、ベンジル、
tert−ブチル、フェニル、メトキシ、エトキシ又はフェノキシである。
2個のL基を含む錯体の例は、式(式中、Mは、+2又は+4形式酸化状態のジルコニウム、ジルコニウム又はハ
フニウム、好ましくはジルコニウム又はハフニウムであり;
R3は、それぞれの場合独立して、水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、
シアノ、ハロゲン及びこれらの組合せからなる群から選ばれ、該R3は20個以
内の非水素元素を有するか、又は隣接するR3基は、一緒になって二価の誘導体
(即ち、ヒドロカルバジイル、シラジイル又はゲルマジイル基)を形成してそれ
により縮合環系を形成し、そして
X”は、それぞれの場合独立して、40個以内の非水素原子のアニオン性リガン
ド基であるか、又は2個のX”基は一緒になって40個以内の非水素原子の二価
のアニオン性リガンド基であるか、又は一緒になってM(但し、Mは+2形式酸
化状態にある)とのπ錯体を形成する4−30個の非水素原子を有する共投ジエ
ンであり、そして
R*、E及びxは前記同様である)
に相当する化合物である。
前記の金属錯体は、立体規則性分子構造を有するポリマーセグメントの製造に
特に適している。この能力では、錯体がCs対称を有するか又はキラルの立体剛
性の構造を有することが好ましい。第一のタイプの例は、異なる非局在化π結合
系、例えば1個のシクロペンタジエニル基及び1個のフルオレニル基を有する化
合物である。Ti(IV)又はZr(IV)に基づく同様な系は、Ewenらの
J.Am.Chem.Soc.110、6255−6256(1980)におい
てシンジオタクチックオレフィンポリマーの製造について開示された。キラル構
造の例は、ビス−インデニル錯体を含む。Ti(IV)又はZr(IV)に基づ
く同様な系は、WildらのJ.Organomet.Chem.232、23
3−47(1982)においてイソタクチックオレフィンポリマーの製造につい
て開示された。
2個のπ結合基を含む橋かけリガンドの例は、以下の通りである。(ジメチル
シリル−ビス(シクロペンタジエニル))、(ジメチルシリル−ビス(メチルシ
クロペンタジエニル))、(ジメチルシリル−ビス(エチルシクロペンタジエニ
ル))、(ジメチルシリル−ビス(t−ブチルシクロペンタジエニル))、(ジ
メチルシリル−ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル))、(ジメチルシリ
ル−ビス(インデニル))、(ジメチルシリル−ビス(テトラヒドロインデニル))
、(ジメチルシリル−ビス(フルオレニル))、(ジメチルシリル−ビス(テト
ラヒドロフルオレニル))、(ジメチルシリル−ビス(2−メチル−4−フェニ
ルインデニル))、(ジメチルシリル−ビス(2−メチルインデニル))、(ジ
メチルシリル−シクロペンタジエニル−フルオレニル)、(ジメチルシリル−シ
クロペンタジエニル−オクタヒドロフルオレニル)、(ジメチルシリル−シクロ
ペンタジエニル−テトラヒドロフルオレニル)、(1、1、2、2−テトラメチ
ル−1、2−ジシリル−ビス−シクロペンタジエニル)、(1、2−ビス(シク
ロペンタジエニル)エタン、及び(イソプロピリデン−シクロペンタジエニル−
フルオレニル)。
好ましいX”基は、ヒドリド、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハロヒド
ロカルビル、ハロシリル、シリルヒドロカルビル、及びアミノヒドロカルビル基
であるか、又は2個のX”基は一緒になって共役ジエンの二価の誘導体を形成す
るか、又は一緒になってそれらは中性のπ結合共役ジエンを形成する。最も好ま
しいX”基は、C1-20ヒドロカルビル基である。
本発明で利用されるさらなる群の金属錯体は、前記の式LlMXmX’nX”p又
はそのダイマー(式中、XはLと一緒になってMとのメタロサイクルを形成する
50個以内の非水素原子の二価の置換基である)に相当する。
好ましい二価のX置換基は、非局在化π結合基に直接結合した酸素、硫黄、硼
素又は周期律表の14族の一員である少なくとも1個の原子、並びにMに共有結
合した窒素、燐、酸素又は硫黄からなる群から選ばれる異なる原子を含む30個
以内の非水素原子を含有する基を含む。
本発明により使用されるこの4族金属配位錯体の好ましい群は、式
(式中、Mはチタン又はジルコニウム、好ましくは+2、+3又は+4形式酸化
状態のチタンであり:
R3は、それぞれの場合独立して、水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、
シアノ、ハロゲン及びこれらの組合せからなる群から選ばれ、該R3は20個以
内の非水素原子を有するか、又は隣接するR3基は、一緒になって二価の誘導体
(即ち、ヒドロカルバジイル、シラジイル又はゲルマジイル基)を形成しそれに
より縮合環系を形成し、
各X”は、ハロゲン、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ又はシリル基であ
り、該基は20個以内の非水素原子を有するか、又は2個のX”基は一緒になっ
て中性のC5-30共役ジエン又はその二価の誘導体を形成し;
Yは−O−、−S−、−NR*−、−PR*−であり;
pは1又は2であり;そして
ZはSiR* 2、CR* 2、SiR* 2SiR* 2、CR* 2CR* 2、CR*=CR*、CR* 2
SiR* 2、又はGeR* 2(但し、R*は前記同様である)である)
に相当する。
本発明の実施に使用できるこれらの4族の金属錯体の例は、以下のものを含む
。(tert−ブチルアミド)(1、1−ジメチル−2、3、4、9、10−η
−1、4、5、6、7、8−ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタン
ジメチル、
(tert−ブチルアミド)(1、1、2、3−テトラメチル−2、3、4、9
、10−η−1、4、5、6、7、8−ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシ
ラ
ンチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタンジベンジル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)−
1、2−エタンジルチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−インデニル)ジメチルシラ
ンチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(III)2−(ジメチルアミノ)ベンジル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(III)アリル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(IV)2、4−ジメチルペンタジエニル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(II)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(II)1、3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
I)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
I)2、4−ヘキサジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
V)2、3−ジメチル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
V)イソプレン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
V)1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(IV)2、3−ジメチル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(IV)イソプレン、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(IV)ジメチル、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(IV)ジベンジル、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(IV) l、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(II)1、3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2、3−ジメチルインデニル)ジメチルシランチ
タン(II)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
I)1、3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
V)ジメチル、
(tert−ブチルアミド)(2−メチルインデニル)ジメチルシランチタン(I
V)ジベンジル、
(tert−ブチルアミド)(2−メチル−4−フエニルインデニル)ジメチル
シランチタン(II)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジメチル
シランチタン(II)1、3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジメチル
シランチタン(II)2、4−ヘキサジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(IV)1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(IV)2、3−ジメチル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
C1−C6メチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(II)1、4−シベンジル−1、3−ブタジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(II)2、4−ヘキサジエン、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)ジ
メチルシランチタン(II)3−メチル−1、3−ペンタジエン、
(tert−ブチルアミド)(2、4−ジメチルペンタジエン−3−イル)ジメ
チルシランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(6、6−ジメチルシクロヘキサジエニル)ジメチ
ルシランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(1、1−ジメチル−2、3、4、9、10−η−
1、4、5、6、7、8−ヘキサヒドロナフタレン−4−イル−ジメチルシラン
チタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(1、1、2、3−テトラメチル−2、3、4、9
、10−η−1、4、5、6、7、8−ヘキサヒドロナフタレン−4−イル)−
ジメチルシランチタンジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニルメチ
ルフェニルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニルメチ
ルフェニルシランチタン(II)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
1−(tert−ブチルアミド)−2−(テトラメチル−η5−シクロペンタジ
エニル)エタンジルチタン(IV)ジメチル、及び
1−(tert−ブチルアミド)−2−(テトラメチル−η5−シクロペンタジ
エニル)エタンジルチタン(II)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン。
本発明に使用して好適な橋かけ錯体を含有する2個のL基を含む錯体は、以下
のものを含む。
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルベンジル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルフェニル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジフェニル、
ビス(シクロペンタジエニル)チタンアリル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルメトキシド、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル、
ビス(インデニル)シルコニウムジメチル、
インデニルフルオレニルジルコニウムジメチル、
ビス(インデニル)ジルコニウムメチル(2−(ジメチルアミノ)ベンジル)、
ビス(インデニル)ジルコニウムメチルトリメチルシリル、
ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムメチルトリメチルシリル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルベンジル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルメトキシド、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、
ビス(メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(エチルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(メチルプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ジメチルシリル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリル−ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタン(III)
アリル
ジメチルシリル−ビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リド、
ジメチルシリル−ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リド、
(メチレン−ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタン(III)2−
(ジメチルアミノ)ベンジル、
(メチレン−ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)チタン(III)2−(
ジメチルアミノ)ベンジル、
ジメチルシリル−ビス(インデニル)ジルコニウムベンジルクロリド、
ジメチルシリル−ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリル−ビス(2−メチル−4−フエニルインデニル)ジルコニウムジ
メチル、
ジメチルシリル−ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウム−1、4−ジフェ
ニル−1、3−ブタジエン、
ジメチルシリル−ビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウム(I
I)1、4−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
ジメチルシリル−ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウム(II)1、4
−ジフェニル−1、3−ブタジエン、
ジメチルシリル−ビス(フルオレニル)ジルコニウムメチルクロリド、
ジメチルシリル−ビス(テトラヒドロフルオレニル)ジルコニウムビス(トリメ
チルシリル)、
(イソプロビリデン)(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム
ジベンジル、及び
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコ
ニウムジメチル。
他の触媒、特に他の4族の金属を含む触媒は、もちろん、当業者に明らかであ
ろう。
本発明で二次触媒として使用される錯体は、活性化共触媒との組合せにより、
又は活性化技術の使用により、触媒的に活性にされる。本発明で使用される好適
な活性化共触媒は、ポリマー状又はオリゴマー状のアルモキサン、特にメチルア
ルモキサン、トリイソブチルアルミニウム変性メチルアルモキサン、又はジイソ
ブチルアルモキサン;強ルイス酸、例えばC1-30ヒドロカルビル置換13族化合
物、特にそれぞれのヒドロカルビル又はハロゲン化ヒドロカルビル基に1−10
個の炭素を有するトリ(ヒドロカルビル)アルミニウム−又はトリ(ヒドロカル
ビル)硼素−化合物、及びそれらのハロゲン化誘導体特にトリス(ペンタフルオ
ロフェニル)ボラン;及び非ポリマー状の不活性、相溶性且つ非配位性のイオン
形成性化合物を含む(酸化条件下のこれら化合物の使用を含む)。好適な活性化
技術は、パルク電解(以下にさらに詳細に説明される)である。前記の活性化共
触媒及び技術の組合せは、またもし所望ならば使用できる。前記の活性化共触媒
及び活性化技術は、以下の文献において異なる金属錯体に関して既に教示されて
いる。ヨーロッパ特許A第277003号、米国特許A第5153157号、米
国特許A第5064802号、ヨーロッパ特許A第468651号、ヨーロッパ
特許A第520732号及びWO93/23412号。
本発明の一つの態様において共触媒として有用な好適な非ポリマー状の不活性
、相溶性且つ非配位性のイオン形成性化合物は、プロトンを供与できるブレンス
テッド酸であるカチオン、並びに相溶性の非配位性アニオンA−からなる。好ま
しいアニオンは、電荷含有金属又はメタロイド芯からなる単一の配位錯体を含有
するものであり、このアニオンは、二つの化合物が組合わさったとき形成される
活性触媒(金属カチオン)の電荷をバランスできる。また、該アニオンは、オレ
フィン性、ジオレフィン性及びアセチレン性不飽和化合物又は他の中性のルイス
塩基例えばエーテル又はニトリルにより置換されることができる。好適な金属は
、アルミニウム、金及び白金を含むがこれらに限定されない。好適なメタロイド
は、硼素、燐及び珪素を含むが、これらに限定されない。単一の金属又はメタロ
イド原子を含む配位錯体からなるアニオンを含む化合物は、周知であり、そして
多くのもの、特にアニオン部分に単一の硼素を含む化合物は、市販されている。
好ましくは、これら共触媒は、以下の一般式
(L*−H)+ dAd-
(式中、L*は中性のルイス塩基であり;
(L*−H)+はブレンステッド酸であり;
Ad-はd−の電荷をもつ非配位性の相溶性アニオンであり、そして
dは1−3の整数である)
により表示できる。
さらに好ましくは、dは1であり、即ちAd-はA-である。
非常に好ましくは、A-は式[BQ4]-(式中、Bは+3形式酸化状態にある
硼素であり、そしてQはそれぞれの場合独立してヒドリド、ジアルキルアミド、
ハライド、アルコキシド、アリールオキシド、ヒドロカルビル、ハロカルビル、
及びハロゲン置換ヒドロカルビル基であり、該Qは20個以内の炭素を有し、但
し一回以下はQはハライドである)に相当する。
さらに好ましい態様では、Qはフッ素化C1-20ヒドロカルビル基であり、最も
好ましくは、フッ素化アリール基特にペンタフルオロフェニルである。
本発明の触媒の製造において活性化共触媒として使用できるプロトン供与可能
なカチオンからなるイオン形成性化合物の制限されない例は、
トリ置換アンモニウム塩、例えば
トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、
メチルジオクタデシルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、
メチルテトラデシルオクタデシルアンモニウムテトラフェニルボレート、
N、N−ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、
N、N−ジメチル(2、4、6−トリメチルアニリニウム)テトラフェニルボレ
ート、
トリメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレー
ト、
トリ(sec−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボ
レート
N、N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
、
N、N−ジメチル(2、4、6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(ペンタ
フルオロフェニル)ボレート、
トリメチルアンモニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフルオロフェニル
)ボレート、
トリエチルアンモニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフルオロフェニル
)ボレート、
トリプロピルアンモニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフルオロフェニ
ル)ボレート、
トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフルオロ
フェニル)ボレート、
ジメチル(t−ブチル)アンモニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフル
オロフェニル)ボレート、
N、N−ジメチルアニリニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフルオロフ
ェニル)ボレート、
N、N−ジエチルアニリニウムテトラキス(2、3、4、6−テトラフルオロフ
ェニル)ボレート、及び
N、N−ジメチル−(2、4、6−トリメチルアニリニウム)テトラキス(2、
3、4、6−テトラフルオロフェニル)ボレート、
ジアルキルアンモニウム塩、例えば
ジ−(i−プロピル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレ
ート及び
ジシクロヘキシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート
、
トリ置換ホスホニウム塩、例えば
トリフェニルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
トリ(o−トリル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレー
ト、及び
トリ(2、6−ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフ
ェニル)ボレート、
である。
好ましいのは、長鎖アルキルモノ−及びジ置換アンモニウム錯体のテトラキス
(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩、特にC14-20アルキルアンモニウム錯
体、最も好ましくはメチルジ(オクタデシル)アンモニウムテトラキス(ペンタ
フルオロフェニル)ボレート及びメチルジ(テトラデシル)アンモニウムテトラ
キス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである。
他の好適なイオン形成性の活性化共触媒は、カチオン性酸化剤及び式
(Ox e+)d(Ad-)e
(式中、 Ox e+は電荷e+を有するカチオン性酸化剤であり;
eは1−3の整数であり;そして
Ad-及びdは前記同様である)
により表される非配位性且つ相溶性のアニオンの塩である。
カチオン性酸化剤の例は、以下のものを含む。フェロセニウム、ヒドロカルビ
ル置換フェロセニウム、Ag+又はPb+2。Ad-の好ましい態様は、活性化共触
媒特にテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを含むブレンステッド酸
に関して既に定義されたアニオンである。
他の好適なイオン形成性の活性化共触媒は、カルベニウムイオン又はシリリウ
ムイオン、並びに式(c)+A-(式中、(c)はC1-20カルベニウムイオン又は
シリリウムイオンであり;そしてA-は前記同様である)により表される非配位
性且つ相溶性のアニオンの塩である化合物を含む。
好ましいカルベニウムイオンは、トリフェニルカルベニウムであるトリチルカ
チオンである。好ましいシリリウムイオンはトリフェニルシリリウムである。
前記の活性化技術及びイオン形成性共触媒も、好ましくは、各ヒドロカルビル
基に1−10個の炭素を有するトリ(ヒドロカルビル)アルミニウム化合物、オ
リゴマー状又はポリマー状のアルモキサン化合物、各ヒドロカルビル又はヒドロ
カルビルオキシ基に1−20個の炭素を有するジ(ヒドロカルビル)(ヒドロカ
ルビルオキシ)アルミニウム化合物、又は前記の化合物の混合物との組合せで所
望ならば使用される。これらのアルミニウム化合物は、重合混合物から酸素、水
及びアルデヒドのような不純物をスキャベンジするそれらの有用な能力について
有利に使用される。
好適なジ(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)アルミニウム化合物は
、式T1 2AlOT2(式中、T1はC3-6第二級又は第三級のアルキル、最も好ま
しくはイソプロピル、イソブチル又はtert−ブチルであり、そしてT2はC1 2-30
アルカリル基又はアラルキル基、最も好ましくは2、6−ジ(t−ブチル)
−4−メチルフェニル、2、6−ジ(t−ブチル)−4−メチルトリル、2、6
−ジ(i−ブチル)−4−メチルフェニル、又は4−(3’、5’−ジ第三級ア
リールブチルトリル)−2、6−ジ第三級ブチルフェニルである)に相当する。
好ましいアルミニウム化合物は、C2-6トリアルキルアルミニウム化合物、特
にアルキル基がエチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、ペ
ンチル、ネオペンチル、又はイソペンチルであるもの、アルキル基に1−6個の
炭素を含みしかもアリール基に6−18個の炭素を含むジアルキル(アリールオ
キシ)アルミニウム化合物(特に、(3、5−ジ(t−ブチル)−4−メチルフ
ェノキシ)ジイソブチルアルミニウム)、メチルアルモキサン、変性メチルアル
モキサン及びジイソブチルアルモキサンを含む。アルミニウム化合物対金属錯体
のモル比は、好ましくは、1:10000−1000:1、より好ましくは1:
5000−100:1、最も好ましくは1:100−100:1である。
パルク電解の活性化技術は、非配位性且つ不活性のアニオンを含む支持電解質
の存在下電解条件の下で金属錯体の電気化学的酸化を含む。この技術において、
電解のための溶媒、支持電解質及び電解電位は、金属錯体を接触的に不活性にす
るだろう電解の副生物が反応中に実質的に形成されないように使用される。さら
に特に、好適な溶媒は、電解の条件(一般に0−100℃の温度)の下で液体で
あり;支持電解質を溶解可能でありそして不活性である物質である。「不活性溶
媒」は、電解に使用される反応条件下で還元又は酸化されないものである。所望
の電解に使用される電位により影響されない溶媒及び支持電解質を選ぶことは、
所望の電解反応からみて一般に可能である。好ましい溶媒は、ジフルオロベンゼ
ン(全異性体)、DME及びこれらの混合物を含む。
電解は、陽極及び陰極(またそれぞれ作業電極及び対電極ともよばれる)を含
む標準の電解槽で行うことができる。電解槽の構築の好適な材料は、ガラス、プ
ラスチック、セラミック及びガラス被覆金属である。電極は、不活性伝導性物質
から製造され、伝導性物質とは反応混合物又は反応条件により影響されない伝導
性物質を意味する。白金又はパラジウムは、好ましい不活性伝導性物質である。
通常、イオン透過性膜例えば微細ガラスフリットは、電解槽を別々のコンパート
メント、作業電極コンパートメント及び対電極コンパートメントに分離する。作
業電極は、活性化されるべき金属錯体、溶媒、支持電解質、並びに電解を変性す
るか又は得られる錯体を安定化することを望む任意の他の物質を含む反応媒体に
浸漬される。対電極は、溶媒及び支持電解質の混合物に浸漬される。望ましい電
圧は、理論的な計算により、又は電解槽の電解質に浸漬された参照電極例えば銀
電極を使用して電解槽を掃引することにより実験的に決定できる。所望の電解の
不存在下の電流の移動であるバックグラウンド電解槽電流も決定される。電解は
、電流が所望のレベルからバックグラウンドレベルに低下するとき完了する。こ
のやり方で、最初の金属錯体の完全な転換が容易に検出できる。
好適な支持電解質は、カチオン及び不活性且つ相溶性の非配位性アニオンA-
からなる塩である。好ましい支持電解質は、式G+A-(式中、G+は原料錯体及
び得られる錯体に対して非反応性であるカチオンであり、そしてA-は非配位性
且つ相溶性のアニオンである)に相当する塩である。
カチオンG+の例は、40個以内の非水素原子を有するテトラヒドロカルビル
置換アンモニウム又はホスホニウムカチオンを含む。好ましいカチオンは、テト
ラ−n−ブチルアンモニウムカチオンである。
パルク電解による錯体の活性化中、支持電解質のカチオンは、対電極に動き、
そしてA-は作業電極に移動して得られる酸化された生成物のアニオンになる。
溶媒又は支持電解質のカチオンの何れかが等しいモル量で対電極で還元され、或
量の酸化された金属錯体が作業電極で形成される。
好ましい支持電解質は、各ヒドロカルビル基に1−10個の炭素を有するテト
ラキス(ペルフルオロアリール)ボレートのテトラヒドロカルビルアンモニウム
塩、特にテトラ−n−ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル
)ボレートである。
二次重合に使用される触媒/共触媒のモル比は、1:10000−100:1
、さらに好ましくは1:5000−10:1、最も好ましくは1:10−1:2
に及ぶ。
一般に、二次重合に使用される触媒は、100−300℃の範囲内の温度で好
適な溶媒中で2種の成分(金属錯体及び活性化剤)を組み合わせることにより、
又は既に説明したように電気化学的に活性化された触媒を発生させることにより
、製造できる。活性化された触媒は、それぞれの成分を組み合わせることにより
使用前に別々に製造できるか、又は重合されるべきモノマーの存在下の組合せに
よりその場で製造できる。このやり方で製造される活性化された触媒の予想外に
高い触媒的有効性によってその場で活性化された触媒を形成するのが好ましい。
触媒及び共触媒並びに活性化された触媒は、水分及び酸素の両者に感受性があり
、そして不活性雰囲気中で取り扱われそして移動させねばならない。
前述したように、二次重合は、さらに、金属錯体と好適な基体物質とを接触さ
せることにより形成される支持された触媒の存在下行われる。特に適した基体は
、アルミナ、シリカ又はプレポリマーを含む。好適な支持された触媒系は、加熱
及び/又は減圧に曝されている間、本発明の金属錯体と基体とを任意に接触させ
ることにより容易に製造される。ルイス塩基、特にトリアルキルアミンは、もし
所望ならば、金属錯体の任意の反応性官能基と支持体との問の反応を助けるのに
存在できる。
支持物質は、顆粒、凝集物、ペレット又は任意の他の物理的な形にできる。好
適な物質は、名称SD3216.30、Davison Syloid 245
、Davison 948及びDavison 952の下のGrace Da
vison(W.R.Grace & Co.の部門)から市販され、そして名
称Aerosil 812の下のDegussa AGから市販されているシリ
カ、そして名称Ketzen Grade Bの下のAkzo Chemica
ls Inc.から市販されているアルミナを含むが、これらに限定されない。
本発明に好適な支持体は、好ましくは、B.E.T法を使用して窒素孔度測定
によって測定されて10−1000m2/g、好ましくは100−600m2/g
の表面積を有する。支持体の孔容積は、窒素吸着により測定して、有利には、0
.1−3cm3/g、好ましくは0.2−2cm3/gである。平均の粒子サイズ
は、厳密を要しないが、殆どの場合、0.5−500μm、好ましくは1−10
0μmである。
シリカ及びアルミナの両者は、結晶構造に付着した少量のヒドロキシル官能基
を固有的に有することが知られている。支持体として使用されるとき、これらの
物質は、好ましくは、加熱処理及び/化学的処理にかけられる。代表的な加熱処
理は、不活性雰囲気中又は減圧下で10分−50時間の持続時間で30−100
0℃の温度で行われる。代表的な化学的処理は、ルイス酸アルキル化剤例えばト
リヒドロカルビルアルミニウム化合物、トリヒドロカルビルクロロシラン化合物
、トリヒドロカルビルアルコキシシラン化合物又は同様な剤と接触することを含
む。本発明で使用される好ましいシリカ又はアルミナ物質は、固体支持体1g当
たり0.8mモルより小さいヒドロキシ基、さらに好ましくは1g当たり0.5
mモルより小さいヒドロキシ基である表面ヒドロキシル含量を有する。ヒドロキ
シル含量は、周知の技術によって固体支持体のスラリーに過剰のジアルキルマグ
ネシウムを添加し、そして溶液に残存するジアルキルマグネシウムの量を測定す
ることにより決定できる。この方法は、反応:S−OH+Mg(Alk)2→S
−OMg(Alk)+(Alk)H(式中、Sは固体支持体であり、そしてAl
kはC1-4アルキル基である)に基づく。
支持体は、非官能基化されるか(前記のようにヒドロキシル基を除く)、又は
シラン又はクロロシラン官能基化剤により処理してそれにペンダントシラン−(
Si−R)=官能基、或いはクロロシラン−(Si−Cl)=官能基(但し、R
はC1-10ヒドロカルビル基である)を結合させることにより官能基化できる。好
適な官能基化剤は、支持体の表面ヒドロキシル基と反応するか、又はマトリック
スの珪素或いはアルミニウムと反応する化合物である。好適な官能基化剤の例は
、フェニルシラン、ジフェニルシラン、メチルフェニルシラン、ジメチルシラン
、ジエチルシラン、ジクロロシラン、及びジクロロシメチルシランを含む。これ
ら官能基化されたシリカ又はアルミナ化合物を形成する技術は、既に米国特許
A第3687920及び3879368号に開示された。
支持体は、また、アルモキサン又は式AlR1 x'R1 y'(式中、R1はそれぞれ
の場合独立して、ヒドリド又はRであり、R2はヒドリド、R又はORであり、
x’は2又は3であり、y’は0又は1でありそしてx’及びy’の合計は3で
ある)のアルミニウム化合物から選ばれるアルミニウム成分により処理できる。
好適なR1及びR2基の例は、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、プロピル(
全異性体)、ブロポキシ(全異性体)、ブチル(全異性体)、ブトキシ(全異性
体)、フェニル、フェノキシ、ベンジル及びベンジルオキシを含む。好ましくは
、アルミニウム成分は、アルモキサン及びトリ(C1-4ヒドロカルビル)アルミ
ニウム化合物からなる群から選ばれる。最も好ましいアルミニウム成分は、アル
ミノキサン、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチ
ルアルミニウム、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる。
アルモキサン(またアルミノキサンともよばれる)は、アルミニウム及び酸素
の原子が交互に存在しそれによりアルミニウムは置換基好ましくはアルキル基を
有する鎖を含むオリゴマー状又はポリマー状のアルミニウムオキシ化合物である
。アルモキサンの構造は、環状のアルモキサンでは以下の一般式(−Al(R)
−O)m'そして線状の化合物ではR2Al−O(−Al(R)−O)m'−AlR2
により表さられるものと思われる(但し、Rは前記同様であり、そしてm’は1
−50、好ましくは少なくとも4に及ぶ整数である)。アルモキサンは、殆どの
場合、水とアルキルアルミニウム化合物との反応生成物であり、それはアルキル
基に加えてハライド又はアルコキシド基を含むことができる。二三の異なるアル
キルアルミニウム化合物例えばトリメチルアルミニウム及びトリイソブチルアル
ミニウムと水との反応は、いわゆる変性された又は混合されたアルモキサンを生
ずる。好ましいアルモキサンは、メチルアルモキサンそして少量のC2-4アルキ
ル基特にイソブチル基により変性されたメチルアルモキサンである。アルモキサ
ンは、一般に、少量から実質的な量の原料アルキルアルミニウム化合物を含む。
アルキルアルミニウム化合物を結晶水を含む無機塩と接触させることによりア
ルモキサン形化合物の製造のための特別な技術は、米国特許A第4542119
号に開示されている。特に好ましい態様では、アルキルアルミニウム化合物は、
再生可能な水含有物質例えば水和されたアルミナ、シリカ又は他の物質と接触さ
れる。これは、ヨーロッパ特許A第338044号に開示されている。従って、
アルモキサンは、周知の技術に従って、シラン、シロキサン、ヒドロカルビルオ
キシシラン又はクロロシラン基により任意に官能基化されていてもよい水和され
たアルミナ又はシリカ物質とトリ(C1-10アルキル)アルミニウム化合物との反
応によって、支持体中に配合できる。
任意のアルモキサン又はトリアルキルアルミニウム添加物をも含むための支持
体物質の処理は、以下の錯体又は活性化された触媒の添加前、添加後又は添加と
同時に、それらをアルモキサン又はトリアルキルアルミニウム化合物特にトリエ
チルアルミニウム又はトリイソブチルアルミニウムと接触させることを含む。任
意に、混合物は、また、支持体にアルモキサン、トリアルキルアルミニウム化合
物、錯体又は触媒系を固定するのに十分な時間及び温度で不活性雰囲気下で加熱
できる。任意に、アルモキサン又はトリアルキルアルミニウム化合物を含む処理
された支持体成分は、支持体に固定していないアルモキサン又はトリアルキルア
ルミニウムを除くために、トルエン又は同様な溶媒を使用して1回以上の洗浄工
程にかけられる。
支持体をアルモキサンと接触することのほかに、アルモキサンは、任意に不活
性希釈剤の存在下加水分解されていないシリカ又はアルミナ又は湿ったシリカ又
はアルミナをトリアルキルアルミニウム化合物と接触させることによりその場で
発生できる。この方法は、当業者に周知であり、ヨーロッパ特許A第25060
0号、米国特許A第4912075及び5008228号に開示されている。好
適な脂肪族炭化水素希釈剤は、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、イソオクタン、ノナン、イソノナン、デカン、シクロヘキサン、メチ
ルシクロヘキサン及びこれら希釈剤の2種以上の組合せを含む。好適な芳香族炭
化水素希釈剤は、ベンゼン、トルエン、キシレン及び他のアルキル又はハロゲン
置換芳香族化合物である。最も好ましくは、希釈剤は、芳香族炭化水素、特にト
ルエンである。前記のやり方で製造後、その残存するヒドロキシル含量は、望ま
しくは、既に開示された技術により、支持体1g当たり1.0meqより少ない
OHのレベルに低下される。
本発明で使用するのに好適なモノマーは、2−100000個の炭素原子を有
するa−オレフィンモノマー、並びに付加重合可能なコモノマーとのその混合物
である。好ましいモノマーは、C2-20α−オレフィン、特にエチレン、プロピレ
ン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3−メチル−1
−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、長鎖高分
子α−オレフィン、並びにこれらの混合物を含む。好ましいコモノマーは、スチ
レン、C1-4アルキル置換スチレン、テトラフルオロエチレン、ビニルベンゾシ
クロブタン、エチリデンノルボルネン、1、4−ヘキサジエン、1、7−オクタ
ジエン、ビニルシクロヘキサン、4−ビニルシクロヘキセン、及びジビニルベン
ゼンを含む。長鎖高分子α−オレフィンは、連続的溶液重合反応中にその場で形
成されたビニル末端ポリマー状残存物を含む。好適な処理条件下では、これら長
鎖高分子ユニットは、エチレン及び他の短鎖オレフィンモノマーとともに容易に
ポリマー生成物に重合されて、得られるポリマー中に少量の長鎖枝分かれを与え
る。
一般に、重合は、チグラー・ナッタ又はカミンスキー・シンのタイプの重合反
応に関する従来技術において周知の条件、例えば0−250℃の温度及び大気圧
−1000気圧(0.1−100Mpa)の圧力で達成できる。懸濁、溶液、ス
ラリー、気相又は他の処理条件が、もし所望ならば使用できる。支持体は、もし
存在するならば、好ましくは、1;100000−1:10、さらに好ましくは
1:50000−1:20そして最も好ましくは1:10000−1:30の触
媒(金属に基づく):支持体の重量比をもたらす量で使用される。好適な気相反
応は、反応に使用される1種以上のモノマーの凝縮、又は反応槽から熱を除くた
めの不活性希釈剤の凝縮を利用できる。
殆どの重合反応においては、使用される触媒:重合可能な化合物のモル比は、
10-12:1−10-1:1、さらに好ましくは10-12:1−10-5:1である。
溶液法による重合に好適な溶媒は、非配位性且つ不活性な液体である。例は、
直鎮及び枝分かれ鎖の炭化水素、例えばイソブタン、ブタン、ペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、及びこれらの混合物;環状又は脂環式の炭化水素、例
えばシクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロヘ
プタン、及びこれらの混合物;過フッ素化炭化水素、例えば過フッ素化C4-10ア
ルカン;並びに芳香族及びアルキル置換芳香族化合物、例えばベンゼン、トルエ
ン及びキシレンを含む。好適な溶媒は、また、モノマー又はコモノマーとして作
用できる液体オレフィンを含み、エチレン、プロピレン、1−ブテン、ブタジエ
ン、シクロペンテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−
1−ペンテン、1、4−ヘキサジエン、1、7−オクタジエン、1−オクテン、
1−デセン、スチレン、ジビニルベンゼン、エチリデンノルボルネン、アルキル
ベンゼン、ビニルトルエン(全異性体の単独又は混合物を含む)、4−ビニルシ
クロヘキセン、及びビニルシクロヘキサンを含む。前記のものの混合物は、また
好適である。
イットリウム含有触媒組成物は、所望の性質を有するポリマーブレンドを製造
するために、同じ反応槽又は直列又は並列で接続された別々の反応槽で、少なく
とも1種の均一又は不均一の重合触媒と組み合わされて利用できる。マルチプル
触媒を使用する同様な方法は、WO94/00500号に開示されている。
本発明のさらなる説明として、このような重合方法の一つは、任意に溶媒中で
、1種以上のa−オレフィンを本発明の触媒と、直列又は並列に接続された1個
以上の連続した撹拌タンク又は管状の反応槽、又は溶媒の不存在下で、任意に流
動床気相反応槽で接触させ、そして得られる反応混合物を回収し、その後二次触
媒の存在下重合を続けることからなる。凝縮されたモノマー又は溶媒は、当業者
に周知のように、気相反応槽に添加できる。
当業者は、本明細書に開示された本発明が、特に開示されていない成分なしに
実施できることを理解するだろう。以下の実施例において、反対のことを述べて
いない限り、全ての部及び%は、重量に基づく。
実施例
実施例 1(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチル(N−ジベン
ゾプロピル)−シランイットリウムビス(2−(N,N−ジメチルアミノメチル
)フェニル)
カリウムジベンゾピロールK(NC12H8)の合成
テトラヒドロフラン(THF)(200mL)中のKH(9.91g、0.2
47モル)のスラリーは、カルバゾール(41.3g、0.247モル)を徐々
に添加しつつ撹拌された。48時間撹拌して激しい反応を起こさせ、その間溶液
はエメラルドグリーンのままであった。反応時間後、混合物を濾過しそして揮発
性成分を除くと緑色の固体を得た。ペンタンによる数回の洗浄により、最終の生
成物として淡い緑色の固体を得た。収量は48.2gであり、95%であった。
(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチル(N−ジベンゾピロリル)−シ
ラン(C5Me4H)SiMe2(NC12H6)の合成
THF(50mL)中のNaC5Me4H(3.11g、0.0216モル)を
THF(50mL)中のMe2SiCl2(2.79g、0.0216モル)の溶
液に加え、そして3時間撹拌した。THF(50mL)中のK(NC12H8)を
次に徐々に加え、混合物を16時間撹拌した。反応時間後、揮発性成分を除き、
そして生成物を残存物からペンタンにより抽出した。ペンタンを除くと、淡い黄
色のペーストとして生成物の単離が行われた(6.94g、収率93%)。生成
物の同定は、1H NMR及び13C NMRにより確認された。
イットリウムトリス(2−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル)Y(C6
H4−o−CH2NMe2)3の合成
YCl3(THF)3(10.0g、0.0243モル)及びLi(C6H4−O
−CH2NMe2)(10.29g、0.0729モル)を20時間ジエチルエー
テル(300mL)中で撹拌した。反応時間後、揮発性物質を除き、そして残留
物をトルエンにより抽出し、濾過し、次に揮発性物質を再びストリッピングした
。褐色の固体を次に冷ジエチルエーテル(3×20mL)により洗い、細かい白
色の粉末(8.10g、68%収率)を得た。1H NMR(C6D6);2.0
7(s、6H)、3.44(s、2H)、6.94−7.36(m、3H)、8
.19(d、1J(H−H)6.6Hz,1H)。13CNMR(C6D6):45
.98、69.81、124.83、125.26、125.76、138.6
6、146.78、186.88(d、1J(Y−C)43.5Hz)。
(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチル(N−ジベンゾピロリル
)
シランイットリウムビス(2−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル)の
合成
Y(C6H4−o−CH2NMe2)3(1.51g、0.00307モル)及び
(C5Me4H)SiMe2(NC12H6)(1.06g、0.00307モル)を
、5時間45℃でTHF(100mL)中で加熱し、次に48時間室温で撹拌さ
せた。反応時間後、全ての揮発性物質を除いた。得られた残留物を、フリップ・
フリット装置を使用して室温でペンタンにより数回洗浄した。生成物を微細な白
色の粉末として単離した(1.22g、57%収率)。1H NMR(C6D6)
:0.35(s、3H)、0.92(s、3H)、1.70(s、3H)、1.
94(s、6H)、2.03(s、6H)、2.09(s、3H)、2.24(
s、6H)、2.89(d、1J(H−H)14.1Hz、2H)、3.85(
d、1J(H−H)14.4Hz、2H)、6.75(d、1J(H−H)8.0
Hz、2H)、6.93(d、1J(H−H)7.1Hz、2H)、7.23(
m、8H)、7.77(d、1J(H−H)6.4Hz、2H)、8.03(d
、1J(H−H)7.4Hz、2H)。13C NMR(C6D6);2.37、4
.29、11.58、12.07、14.73、14.74、45.30、46
.59、69.96、114.09、119.54、120.10、124.9
5、125.07、125.60、125.70、126.91、127.21
、138.63、145.04、146.08、185.89(d、1J(Y−
C)41.2Hz)。
(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチル(N−ジベンゾピロリル
)シランイットリウムビス(2−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル)
を使用する重合
窒素でパージした2L容Parr反応槽に、700gの混合アルカン溶媒及び
150gの1−オクテンコモノマーを装入した。水素を、25psi(170k
Pa)で〜75mL添加タンクから圧力差膨脹によって分子量コントロール剤と
して添加した。反応混合物を撹拌し、そして125℃の重合温度に加熱し、32
5psig(2.2Mpa)でエチレンにより飽和した。10.0μモルの(η5
−テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチル(N−ジベンゾピロリル)シ
ランイットリウムビス(2−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル)(ト
ルエン中の0.005M溶液として)を反応槽に注入した。重合条件を、必要に
応じエチレンにより12分間維持した。得られた溶液を反応槽から取り出し窒素
でパージした容器に入れた。形成されたポリマーを20時間120℃に設定され
た真空オーブンで乾燥し、本質的に純粋なエチレンホモポリマーを得た。反応を
さらに2回繰り返し、合計3回とした。平均の収量は71.8gであった。平均
メルトインデックス(I2)は21.7dg/分であった。平均Mwは50600
であった。平均Mw/Mnは5.1であった。13C NMRにより測定された平
均末端基組成は、68モル%のオレフィンであり、その平均95モル%はビニル
性不飽和であった。
実施例 2 セグメント化オレフィンコポリマーの製造
実施例1の重合条件を、ビニル末端高エチレン含量高分子を含む第一の反応混
合物を第一の反応期間中製造するためにIsopar E混合脂肪族溶媒(so
lv.)並びにエチレン及び1−ブテンの混合物を使用し、反応混合物に第二の
オレフィン重合触媒を添加し、そして第二の反応期間重合を統け、そして得られ
るコポリマー含有生成物を回収して、実質的に繰り返した。第一の反応期間の最
後の約3分間中、反応槽の温度を、第二の触媒組成物の添加前に、第二の反応温
度に調節した。その後、反応温度を第二の反応温度に維持した。分離されていな
い生成物の13C NMR分析は、ビニル末端高エチレン含量高分子の共重合のた
めに得られるポリマー生成物中の長鎖枝分かれの存在を示した。反応の条件及び
収量を表1に示す。
1第一の触媒組成物:(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)ジメチル(N
−ジベンゾピロリル)シランイットリウムビス(2−(N,N−ジメチルアミノ
メチル)フェニル)(トルエン中の0.005M溶液として)2
トリイソブチルアルミニウム3
第二の触媒組成物:トルエン中(η5−テトラメチルシクロペンタジエニル)ジ
メチル(N−t−ブチルアミド)シランチタンジメチル+トリス(ペンタフルオ
ロフェニル)ボラン1:1
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