JPH0832780B2 - ポリマー製造方法 - Google Patents

ポリマー製造方法

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JPH0832780B2
JPH0832780B2 JP62245717A JP24571787A JPH0832780B2 JP H0832780 B2 JPH0832780 B2 JP H0832780B2 JP 62245717 A JP62245717 A JP 62245717A JP 24571787 A JP24571787 A JP 24571787A JP H0832780 B2 JPH0832780 B2 JP H0832780B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリマーの製造方法及び該ポリマーの製造
で使用するのに好適な新規触媒組成物に係る。
発明者は、一酸化炭素と1種以上のオレフィン性不飽
和化合物(略してAと呼称する)との高分子線状ポリマ
ーを研究した結果、モノマー単位が交互順序で存在し、
従ってポリマーが一般式[‐CO-A′‐](式中、A′は
使用されるモノマーA中に生じるモノマー単位である)
の単位から構成されるようなこれらのポリマーは、 a)パラジウム化合物、 b)強酸のアニオン、及び c)一般式R1R2M-R-MR3R4(式中、Mはリン、ヒ素又は
アンチモン、R1〜R4は同一又は異なるヒドロカルビル
基、Rは橋中に少なくとも2個の炭素原子を含む二価有
機橋かけ基を表す)の二座配位子 をベースとする触媒組成物を使用することにより製造さ
れ得ることを最近になって発見した。
触媒組成物中に成分b)として存在すべきアニオンを
有しており且つ上記重合で興味ある性能を示す触媒組成
物をもたらすような強酸の例を特に挙げると、過塩素酸
及び硫酸のような鉱物酸、2-ヒドロキシプロパン‐2-ス
ルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸
及びトリフルオロメタンスルホン酸のようなスルホン
酸、並びにトリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロ
ロ酢酸及びジフルオロ酢酸のようなカルボン酸がある。
これらの酸はいずれも2未満のpKa(18℃の水溶液中で
決定)を有している。上記触媒組成物は、高温(115℃
以上の温度)及び低温(115℃未満の温度)で重合を実
施するのに使用され得る。使用される温度が低いほど、
触媒組成物の活性は低くなる。成分b)として少なくと
も2且つ4未満のpKaを有する中程度の強酸又は少なく
とも4のpKaを有する弱酸のアニオンを含む触媒組成物
を使用して高温で重合を実施した場合に低活性が観察さ
れたという事実から、最近まで2未満のpKaを有する強
酸のアニオンのみが上記触媒組成物の成分b)として適
当であると考えられていた。
この物質を更に研究した結果、現在では少なくとも2
且つ4未満のpKaを有する中程度の強酸のアニオンを成
分b)として含む触媒組成物は、低温で重合を実施する
という条件で興味ある活性を示すことが判明した。これ
は2つの理由により驚くべき発見である。まず第一に、
2未満のpKaを有する強酸のアニオンを成分b)として
有する該当する触媒組成物で検討した処、重合温度の低
下によりこれらの触媒組成物の活性が低下することが判
明した。第二に、少なくとも4のpKaを有する弱酸のア
ニオンを成分b)として含む同様に該当する触媒組成物
で検討した処、これらの触媒組成物は低温及び高温のい
ずれでも低活性を示し、従って、少なくとも2且つ4未
満のpKaを有する酸のアニオンを成分b)として含む触
媒組成物とは異なり、これらの触媒組成物は115℃より
低い重合温度を選択することにより当該重合での使用に
適合できなくなることが判明したのである。
上記成分a)‐c)及び成分b)として少なくとも2
且つ4未満のpKaを有するカルボン酸のアニオンをベー
スとする触媒組成物は、新規である。
従って本発明は a)パラジウム化合物、 b)2〜4のpKaを有する酸のアニオン、及び c)一般式R1R2M-R-MR3R4(式中、Mはリン、ヒ素又は
アンチモン、R1〜R4は同一又は異なるヒドロカルビル
基、並びにRは橋中に少なくとも2個の炭素原子を含む
二価有機橋かけ基を表す)の二座配位子、 をベースとする触媒組成物を使用することにより、一酸
化炭素と1種以上のオレフィン不飽和化合物との混合物
を115℃より低い温度で重合するポリマーの製造方法に
係る。
本発明は更に、上記成分a)及びc)、並びに成分
b)として2〜4のpKaを有するカルボン酸のアニオン
をベースとする新規触媒組成物にも係る。
成分a)として触媒組成物中に存在する好適なパラジ
ウム化合物は、カルボン酸のパラジウム塩、特に酢酸パ
ラジウムである。
成分b)として本発明の触媒組成物中に存在すべきア
ニオンを有するpKa2〜4の適当な酸は、鉱物酸及びカル
ボン酸の両方である。鉱物酸の例は、リン酸、ヒ酸、亜
硝酸及び亜セレン酸である。カルボン酸の例は、酒石
酸、2,5-ジヒドロ安息香酸、アセト酢酸、ブロモ酢酸、
2-クロロ安息香酸、α‐クロロブチル酸、α‐クロロプ
ロピオン酸、シアノ酢酸、2-シアノフェノキシ酢酸、モ
ノクロロ酢酸、グリコール酸、2-フルオロ安息香酸、オ
ルトフタル酸、2-フランカルボン酸、ヨード酢酸、及び
2-ヨード安息香酸である。例えば成分b)としてリン
酸、酒石酸又は2,5-ジヒドロ安息香酸のアニオンを含む
触媒組成物を使用することにより、良好な結果が得られ
た。触媒組成物中に成分b)は好ましくは、パラジウム
グラム原子当たり0.5〜200、特に1.0〜100当量の量だけ
存在している。成分b)は酸又は塩の形態で触媒組成物
中に配合され得る。適当な塩は特に非貴金属の遷移金属
の塩である。成分b)が非貴金属の遷移金属の塩として
使用される場合、該塩は銅塩であることが好ましい。所
望により、成分a)及びb)を単一化合物として結合し
て使用してもよい。このような化合物の例は、酒石酸パ
ラジウム、クロロ酢酸パラジウム及びオルトクロロ安息
香酸パラジウムである。
成分c)として使用される二座配位子中、Mは好まし
くはリンである。ヒドロカルビル基R1‐R4は好ましくは
6〜14個の炭素原子を含んでいる。ヒドロカルビル基R1
〜R4がフェニル基又はアルキルで置換されたフェニル基
であるような二座配位子が特に好適である。二価の有機
橋かけ基Rは、好ましくは橋中に3個の炭素原子を含ん
でいる。好適な二座配位子の例は、1,3-ビス(ジフェニ
ルホスフィノ)プロパン、1,3-ビス[ジ(4-イソプロピ
ルフェニル)ホスフィノ]プロパン、1,3-ビス[ジ(4-
メチルフェニル)ホスフィノ]プロパン及び1,3-ビス
[ジ(2-メチルフェニル)ホスフィノ]プロパンであ
る。
例えば成分c)として1,3-ビス(ジフェニルホスフィ
ノ)プロパンを含有する触媒組成物を使用することによ
り好ましい結果が得られた。触媒組成物中、成分c)は
好ましくはパラジウム化合物1モル当たり0.1〜3、特
に0.75〜2モルの量だけ存在している。
該触媒組成物の活性を増加するためには、成分d)と
してキノンを配合することが好適である。置換基をもつ
か又はもたないベンゾキノン以外に、置換基をもつか又
はもたないナフタキノン及びアントラキノンのような他
のキノンも使用できる。ベンゾキノン、特に1,4-ベンゾ
キノンが好適である。キノンが適用される量は好ましく
はパラジウムグラム原子当たり1〜10000、特に10〜500
0モルである。
本発明の触媒組成物を使用する重合は、好ましくは希
釈液中で実施される。非常に好適な希釈液はメタノール
及びエタノールのような低級アルコールである。所望に
より、気相中で重合を実施することもできる。
本発明の触媒組成物を使用して一酸化炭素と重合でき
る適当なオレフィン不飽和化合物は、炭素及び水素のみ
から構成される化合物でもよいしまた、炭素及び水素の
他に1個以上のヘテロ原子を含む化合物でもよい。本発
明の触媒組成物は、好ましくは一酸化炭素と1種以上の
オレフィン不飽和炭化水素とのポリマーを製造するため
に使用される。好適な炭化水素モノマーの例は、エテン
及び他のα‐オレフィン(例えばプロペン、ブテン‐
1、ヘキセン‐1及びオクテン‐1)、並びにスチレン
及びアルキルで置換されたスチレン(例えばp-メチルス
チレン及びp-エチリスチレン)である。本発明の触媒組
成物は、特に一酸化炭素とエテンのコポリマーの製造、
及び一酸化炭素とエテンと他のオレフィン不飽和炭化水
素、特にプロペンとのターポリマーの製造で使用すると
非常に好適である。
ポリマーの製造で使用される触媒組成物の量は、非常
に広い範囲であり得る。重合すべきオレフィン不飽和化
合物1モル当たり好ましくは10-7〜10-3、特に10-6〜10
-4グラム原子のパラジウムを含有するような触媒の量が
使用される。
本発明に従うポリマー製造は115℃より低い温度で実
施されるべきである。好ましくはポリマー製造は、温度
20〜110℃及び圧力1〜200バール、特に温度30〜100℃
及び圧力20〜100バールで実施される。
重合すべき混合物中、一酸化炭素に対するオレフィン
不飽和有機化合物のモル比は、好ましくは10:1〜1:5、
特に5:1〜1:2である。ポリマーの製造中に使用される一
酸化炭素は純粋である必要はない。一酸化炭素は、水
素、二酸化炭素及び窒素のような汚染物質を含有してい
てもよい。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1 50mlのメタノール、0.1mmolの酢酸パラジウム、2mmol
の酢酸(pKa=4.75)及び0.15mmolの1,3-ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンを含有する触媒溶液を、攪拌
下容量300mlのオートクレーブに充填した。
オートクレーブ内に存在する空気を排気により除去し
た後、圧力が30バールに達するまで加圧下にエテンを導
入し、次いで圧力が60バールに達するまで一酸化炭素を
導入した。次に、オートクレーブの内容物を135℃にし
た。15時間後、オートクレーブを室温に下げ、圧力を解
放した。痕跡量のポリマー物質しか得られなかった。
実施例2 この実施例は実施例1と実質的に同様に実施したが、 a)反応温度は135℃でなく90℃とし、 b)反応時間は15時間でなく5時間とした。
この場合も痕跡量のポリマーしか得られなかった。
実施例3 実施例1を実質的に反復することにより一酸化炭素/
エテンコポリマーを調製したが、この実施例では a)酢酸でなくリン酸(pKa=2.12)を含有する触媒溶
液を使用し、 b)反応時間は15時間でなく5時間とし、 c)圧力の解放後、形成されたポリマーを別し、メタ
ノールで洗い、室温で真空乾燥した。
0.5gのコポリマーが得られた。即ち、重合率は10gコ
ポリマー/gパラジウム/時であった。
実施例4 実施例3のコポリマーと実質的に同様にして一酸化炭
素/エテンコポリマーを調製したが、この実施例では a)反応温度を135℃でなく90℃とし、 b)反応時間を5時間でなく2.5時間とした。
11gのコポリマーが得られた。即ち、重合率は440gコ
ポリマー/gパラジウム/時であった。
実施例5 実施例5のコポリマーと実質的に同様にして一酸化炭
素/エテンコポリマーを調製したが、この実施例では a)リン酸でなく酒石酸(pKa=2.98)を含有する触媒
溶液を使用し、 b)反応時間は5時間ではなく2時間とし、 c)反応温度を135℃ではなく90℃とした。
9.3gのコポリマーが得られた。即ち、重合率は465gコ
ポリマー/gパラジウム/時であった。
実施例6 実施例3のコポリマーと実質的に同様にして一酸化炭
素/エテンコポリマーを調製したが、この実施例ではリ
ン酸の代わりに2,5−ジヒドロキシ安息香酸(pKa=2.9
7)を含有する触媒溶液を使用し、反応温度は135℃では
なく90℃とした。
6.4gのコポリマーが得られた。即ち、重合率は128gコ
ポリマー/gパラジウム/時であった。
実施例1〜6のうち、実施例4〜6は本発明に従う実
施例である。これらの実施例では、成分b)として2〜
4のpKaを有する酸のアニオンを含有する本発明の触媒
組成物を使用して115℃より低い温度でポリマーを調製
した。成分b)として4より大きいpKaを有する酸のア
ニオンを含有する触媒組成物を使用した実施例1及び
2、並びに115℃よりも高い温度で重合を実施した実施
例3は、本発明の範囲外である。これらの実施例は比較
のために示した。実施例4〜6に従って調製された一酸
化炭素/エテンコポリマーは、257℃の融点を有してい
た。13C‐NMR分析によると、これらのポリマーは線状交
互構造を有しており、従って式−CO−(C2H4)−の単位
から構成されることが立証された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−91226(JP,A) 特開 昭59−197427(JP,A) 特開 昭62−285919(JP,A) 特開 昭62−212433(JP,A) 特開 昭63−56524(JP,A) 特開 昭63−57638(JP,A) 特開 昭62−212432(JP,A) 特開 昭62−115026(JP,A) 英国特許1490497(GB,A)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)パラジウム化合物、 b)2〜4のpKaを有する酸のアニオン、及び c)一般式R1 R2 M-R-MR3 R4(式中、Mはリン、ヒ素
    又はアンチモン、R1,R2,R3及びR4は同一又は異なるヒ
    ドロカルビル基、並びにRは橋中に少なくとも2個の炭
    素原子を含む二価有機橋かけ基を表す)の二座配位子 d)任意成分としてキノン をベースとする触媒組成物を使用することにより、一酸
    化炭素と1種以上のオレフィン性不飽和化合物との混合
    物を115℃より低い温度で重合することを特徴とするポ
    リマーの製造方法。
  2. 【請求項2】触媒組成物が、成分b)としてリン酸、酒
    石酸及び2,5-ジヒドロキシ安息香酸から成る群から選択
    される酸のアニオンをベースとすることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. 【請求項3】成分b)が、酸又は銅塩のような非貴金属
    の遷移金属の塩の形態で触媒組成物中に配合されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】触媒組成物が成分c)として、前記一般式
    中のMがリンであり、R1,R2,R3及びR4がフェニル基又
    はアルキルで置換されたフェニル基であり、二価有機橋
    かけ基Rが1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン
    のような橋中に3個の炭素原子を含む化合物を含有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第3項
    のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】触媒組成物が1,4-ベンゾキノンを含有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項
    のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】使用されるオレフィン性不飽和化合物が、
    エテン又はエテンと他のオレフィン性不飽和炭化水素例
    えばプロペンとの混合物のような炭化水素であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項から第5項のいずれか
    に記載の方法。
  7. 【請求項7】温度30〜100℃及び圧力20〜100バールで実
    施することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。
  8. 【請求項8】a)パラジウム化合物、 b)2〜4のpKaを有するカルボン酸のアニオン、 c)一般式R1 R2 M-R-MR3 R4(式中、Mはリン、ヒ素
    又はアンチモン、R1,R2,R3及びR4は同一又は異なるヒ
    ドロカルビル基、並びにRは橋中に少なくとも2個の炭
    素原子を含む二価有機橋かけ基を表す)の二座配位子、
    及び d)任意成分としてのキノン をベースとすることを特徴とする、一酸化炭素と1種以
    上のオレフィン性不飽和化合物の共重合に好適な新規触
    媒組成物。
JP62245717A 1986-10-01 1987-09-29 ポリマー製造方法 Expired - Lifetime JPH0832780B2 (ja)

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