JPH075658B2 - α−オレフインポリマ−およびその製法 - Google Patents

α−オレフインポリマ−およびその製法

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JPH075658B2
JPH075658B2 JP61030594A JP3059486A JPH075658B2 JP H075658 B2 JPH075658 B2 JP H075658B2 JP 61030594 A JP61030594 A JP 61030594A JP 3059486 A JP3059486 A JP 3059486A JP H075658 B2 JPH075658 B2 JP H075658B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はα−オレフィンポリマーおよびその製法、さら
に詳しくはα−オレフィンの選択によりメチル基の分枝
位置間の長さを所定の長さに調節可能な該α−オレフィ
ンのポリマーまたはオリゴマーおよびその製法に関す
る。
発明の背景 種々の触媒の使用により達成されることが知られている
α−オレフィンの重合およびオリゴマー化はα−オレフ
ィンの1,2−結合含有生成物の形成をもたらす。オレフ
ィン系炭素原子は生成物の主鎖を形成する一方、残基R
は以下に示すように側鎖として示される。
本発明者らによれば、驚くべきことに、α−オレフィン
を前記の方法とは異なる方法により高収率で結合するこ
とができ、それによりα−オレフィンポリマーについて
これまで知られていなかった構造単位を製造できること
が判明した。
発明の詳説 本発明によれば、α−オレフィンCH2=CH−CH2−Rの−
CH2−R部分は主鎖に導入され、それによりメチル側鎖
が使用したα−オレフィン種に応じた所定の距離で形成
される。したがって直鎖α−オレフィンを用いた場合、
2,ω−結合に相当する生成物が形成される。
(Rは同一または異なってHおよび/またはアルキル;n
は1〜17を意味する。) このような構造を有するポリマーはこれまでは知られて
いなかった。西ドイツ特許公開公報第2623718号(エス
・ヤスイら(S.Yasui et al.))はポリイソプレン油の
水素添加により式: で示される1,4−ポリマーを70%含有するとされる混合
物を得られる旨記載している。しかし、その残基および
上記構造を支持するデータについては全く言及していな
い。
西ドイツ特許公開公報第2101069号(ダルアスタら(da
l′Asta et al.)はとりわけポリ−2,3−ジメチルブタ
ジエンの水添によって得られたエラストマー炭化水素を
記載している。ここでは、前記西ドイツ特許公開公報の
場合と同様に環状オリゴマーと直鎖の頭−尾、頭−頭お
よび尾−尾オリゴマー混合物が得られる。AlCl3を用い
た3−メチル−1−ブテンのカチオン重合は式: で示される構造を有するものと考えられるポリマーの形
成をもたらす旨報告されている〔アイ・ピイ・ケネディ
ら、マクロモレクラー・ヘミ(I.P.Kennedy et al.,Mak
romolekulare Chemie)53巻1962年参照〕。前記した方
法は、全て、同定されていないポリマー(そのうちのい
くつかはエラストマー)部分を含む混合物をもたらすも
のであり、前記した構造を有する均一なオリゴマーは形
成されない。
本発明に従えば、適当なα−オレフィンの選択により、
メチル基の分枝地点間の距離を所望により決定すること
ができる。したがって、n個のCH2基を有する直鎖α−
オレフィンの使用により(n+1)個のCH2基がなす距
離が得られる。
本発明に従いα−オレフィンの重合で得られた生成物の
構造は13C NMRのデータによって証明することができ
る。エル・ピイ・リンデマンおよびジエイ・キユウ・ア
ダムス〔アナリテイカル・ケミストリイ(L.P.Lindeman
n and J.Q.Adams,Anal.Chem.)43巻1245頁1971年〕によ
り確立されたインクレメント規則に従い予想される各構
造について炭素原子の化学シフトを計算した。これらの
データと共に対応する強度を用いて作成したスペクトル
を実験で得られた第1〜7図のスペクトルと比較した。
第1図のスペクトルは13C NMRにより記録した1−ブテ
ンポリマーのスペクトルを示す。z=2(z=ポリマー
のメチル分枝地点間のCH2基の数)を用いて作成して得
られたシグナルは、全て実験によるスペクトル中に存在
した。α−オレフィン出発物質の鎖長さを増加させると
その一致はより明確になる。
広範な範囲内での制御可能な変化に付すことができるそ
の所定の構造により、該生成物自体は物理的な研究用の
モデル物質として提供される。生成物のメチル側鎖の部
位に官能基を導入することにより、規則的に分布された
官能基を有する生成物を製造することができる。主鎖に
沿って所定の正確な可変距離で間隔をあけて官能基を配
置できるので、例えば新規で規則的なグラフトポリマー
を製造することができる。さらに、異なるα−オレフィ
ンの連続的な使用により、異なる分枝鎖距離を有するブ
ロックコポリマーを得ることが可能となる。規則的な構
造のポリマーは高温滑性安定性が達成される。
前記した新規なα−オレフィンポリマーは以下に示す成
分からなるからなる触媒系を用いることによって高収率
で得ることができる。
(a)式:NiLp 〔式中、配位子Lは炭化水素化合物および/または水素
を意味する。〕 で示されるNi(O)化合物および (b)式: 〔式中、R1、R2、R3およびR4は同一または異なってn−ま
たはiso−アルキル、アリールおよび/またはトリアル
キルシリルを意味する。〕 で示されるアミノビス(イミノ)ホスホラン Ni(O)化合物は、好ましくは不飽和炭化水素配位子、
例えばエチレン、1,5−シクロオクタジエン、1,5,9−シ
クロドデカトリエン、シクロオクタテトラエン等からな
る。これらは、また適当な高価数(バレンシイ(valenc
y))のニッケル化合物を反応溶液中で還元することに
よって製造することができる。
第2触媒成分は、好ましくは式: で示されるトリメチルシリル置換ホスホランからなる。
触媒成分は、全て通常の条件下で液体α−オレフィンに
可溶性なので、溶媒は使用する必要はない。反応温度で
固体のα−オレフィンを使用する場合や高度の変換が達
成されて粘度が著しく増加する場合には、芳香族溶媒を
使用するのが好ましい。
均一な触媒系が系中で生成されるが、活性化合物の正確
な性質は不明である。各成分の添加順序および使用した
Ni(O)化合物の性質はポリマーの特定の構造に対し何
ら影響を与えない。固体支持物質上の触媒系も使用する
ことができる。全ての変形において保護ガスの雰囲気が
必要である。
液体モノマーまたはモノマー/溶媒混合物中のNi(O)
化合物の濃度は、好ましくは各々10-3〜10-1モル/lであ
る。
Ni(O)化合物:アミノビス(イミノ)ホスホランの比
は、好ましくは少なくとも等モルとすべきであり、1:1
〜1:10が有利である。反応温度は−78〜80℃、好ましく
は−20〜+30℃である。
直鎖および分枝鎖α−オレフィン並びに(環式または非
環式)アルキル置換オレフィンを重合に用いることがで
きる。使用可能なオレフィンの炭素原子数は20個まで調
べられた。この数字は触媒系の使用の可能性を制限する
ものではない。
任意の所望の組成を有するα−オレフィン混合物の使用
により、使用した出発モノマーに応じ、共重合生成物に
おいてメチル側鎖を有し任意に分布された分枝地点が得
られる。反応中、異なるα−オレフィンを連続的にバッ
チに加えた場合、各ブロックにおいて異なるメチル分枝
地点分布を有するブロックコポリマーが得られる。β
−、γ−等のオレフィンの存在は触媒系を破壊しない
が、その活性は減じられる。
生成物の分子量および分子量分布は反応パラメーター、
例えば反応温度および反応時間の選択によって変化させ
ることができる。温度を約0℃以下に下げると分子量は
増大し、狭い分子量分布が得られる。温度を約0℃以上
に上げると分子量はしだいに減少し、一方分子量分布は
広くなる。
実施例 つぎに実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1 真空下で加熱し、アルゴンを満たすことによって予め調
整したガラス容器中で、ビス(1,5−シクロオクタジエ
ン)ニッケル0.69gおよびビス(トリメチルシリル)ア
ミノ−ビス(トリメチルシリルイミノ)ホスホラン0.92
gを乾燥トルエン40ml中に溶解した。1−ヘキセン20ml
を添加し、溶液を0℃で7時間撹拌した。生成物回収の
処理では、触媒をメタノール性HCl溶液で分解し、メタ
ノールで沈澱した生成物を回収した。真空乾燥後、式: (第3図の13C NMRスペクトル) で示されるポリ−2,6−(1−ヘキセン)10.5g(78%)
を得た。Mn=1700 実施例2 真空下で加熱し、アルゴンを満たすことにより予め調整
したガラス容器中で、(1,5,9−シクロドデカトリエ
ン)ニッケル0.34gおよびビス(トリメチルシリル)ア
ミノ−ビス(トリメチルシリルイミノ)ホスホラン0.56
gを1−ペンテン18ml中に溶解し、溶液を0℃で24時間
撹拌した。実施例1のように処理して式: (第2図の13C NMRスペクトル) で示されるポリ−2,5−(1−ペンテン)8.4g(73%)
を得た。Mn=1100 上記構造は、正確に交互に変換するエテン/プロペン・
コポリマーと同一の形である。
実施例3 排気し、アルゴンを満たした100mlのスチール製オート
クレーブに乾燥トルエン30ml中のビス(1,5−シクロオ
クタジエン)ニッケル0.69gおよびビス(トリメチルシ
リル)アミノ−ビス(トリメチルシリルイミノ)ホスホ
ラン0.92gの溶液を充填した。塩化1−ブテン18gを添加
し、混合物を室温で3時間撹拌した。実施例1と同様に
処理して式: (第1図の13C NMRスペクトル) で示されるポリ−2,4−(1−ブテン)11.6g(66%)を
得た。Mn=900 実施例4 真空下で加熱し、アルゴンを満たすことにより予め調整
したガラス容器中で、ビス(1,5−シクロオクタジエ
ン)ニッケル0.17g(0.62ミリモル)およびビス(トリ
メチルシリル)アミノ−ビス(トリメチルシリルイミ
ノ)ホスホラン0.92g(2.5ミリモル)を1−ペンテン30
ml中に溶解し、溶液を0℃で24時間撹拌した。実施例1
のように処理してポリ−2,5−(1−ペンテン)17.4g
(91%)を得た。Mn=1300。この構造は実施例2の生成
物(第2図の13C NMRスペクトル) と一致したものである。
実施例5 真空下で加熱し、アルゴンを満たすことにより予め調整
したガラス容器中で、ビス(1,5−シクロオクタジエ
ン)ニッケル0.34g(1.24ミリモル)およびビス(トリ
メチルシリル)アミノ−ビス(トリメチルシリルイミ
ノ)ホスホラン0.46g(1.25ミリモル)を1−デセン20m
l中に溶解し、溶液を0℃で3時間撹拌した。ゲル状塊
に1−ヘキセン20mlを加え、混合物を0℃でさらに4時
間撹はんした。実施例1のように処理して1−デセン/1
−ヘキセン・ブロックコポリマー24.0g(総量の85%)
を得た。これはα−オレフィン反応体のモル比に対応し
たメチル基分枝地点特性を有した。Mn=1900 実施例6 真空下で加熱し、アルゴンを満たすことにより予め調整
したガラス容器中で、ビス(1,5−シクロオクタジエ
ン)ニッケル0.34g(1.24ミリモル)およびビス(トリ
メチルシリル)アミノ−ビス(トリメチルシリルイミ
ノ)ホスホラン0.46g(1.25ミリモル)を乾燥トルエン2
0ml中に溶解した。4−メチル−1−ペンテン10mlを添
加し、溶液を室温で3時間撹拌した。実施例1と同様に
処理して以下に示す構造式のポリ−2,5−(4−メチル
−1−ペンテン)3.7g(56%)を得た。Mn=800 実施例7 真空下で加熱し、アルゴンを満たすことにより予め調整
したガラス容器中で、ビス(1,5−シクロオクタジエ
ン)ニッケル0.34gおよびビス(トリメチルシリル)ア
ミノ−ビス(トリメチルシリルイミノ)ホスホラン0.46
gを乾燥トルエン20ml中に溶解した。1−エイコセン7.0
gを添加し、溶液を室温で14日間撹拌した。実施例1と
同様に処理してポリ−2,20−(1−エイコセン)2.4g
(34%)を得た。Mn=1200 実施例8〜11 1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネンおよび1−デ
センを以下の表に示した実施例の方法により反応させ
た。得られた生成物の収率およびMn値を以下の第1表に
示す。
第4〜7図の13C NMRスペクトルは各生成物の試料を用
いて測定したものである。
【図面の簡単な説明】 第1〜7図は本発明の生成物の13C NMRスペクトルであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−203106(JP,A) 英国特許1334113(GB,A) Makromol.Chem.,176 [5](1975),1503−1522

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式: 〔式中、Rは同一または異なってHおよび/またはアル
    キル、xはモノマー単位の数、nは1〜17を意味す
    る。〕 で示されるポリマーまたはオリゴマーを製造するにあた
    り、 (a)式:NiLp 〔式中、配位子Lは炭化水素化合物および/または水
    素、pはNiに対する配位子の数を意味する。〕 で示されるNi(O)化合物および (b)式: 〔式中、R1、R2、R3およびR4は同一または異なってn−ま
    たはiso−アルキル、アリールおよびトリアルキルシリ
    ルからなる群から選ばれる基を意味する。〕 で示されるアミノビス(イミノ)ホスホランからなる触
    媒系の存在下に、 −78〜80℃の温度にて炭素数が3よりも大きいα−オレ
    フィンを溶媒中でまたは液体モノマーとして重合させる
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】重合を、(a)Lがエチレン、1,5−シク
    ロオクタジエン、1,5,9−シクロドデカトリエン、シク
    ロオクタテトラエン等の1つ以上の二重結合を有する炭
    化水素からなる群から選ばれる配位子であるNi(O)化
    合物および(b)R1、R2、R3およびR4各々が同じであって
    Si(CH3)3であるアミノビス(イミノ)ホスホランからな
    る触媒の存在下に行なう、特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
  3. 【請求項3】Ni(O)化合物が適当な高価数のNi化合物
    の還元により反応溶液の系中で製造されたものである、
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法。
  4. 【請求項4】溶媒として芳香族および/またはオレフィ
    ン系炭化水素を使用する、特許請求の範囲第1〜3項の
    1つに記載の方法。
  5. 【請求項5】Ni(O)化合物の濃度が好ましくは10-3
    10-1モル/lで、Ni(O)化合物:アミノビス(イミノ)
    ホスホランのモル比が1:1〜1:100、好ましくは1:1〜1:1
    0で、かつ反応温度が好ましくは−20〜30℃である、特
    許請求の範囲第1〜4項の1つに記載の方法。
  6. 【請求項6】使用したα−オレフィンが非置換または
    (環式または非環式)アルキルで置換された直鎖または
    分枝鎖オレフィンであって、該オレフィンの炭素数が、
    好ましくは4〜20である、特許請求の範囲第1〜5項の
    1つに記載の方法。
JP61030594A 1985-02-13 1986-02-13 α−オレフインポリマ−およびその製法 Expired - Lifetime JPH075658B2 (ja)

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DE3504809 1985-02-13

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