JP2017121620A - 配位子に基づくクロム触媒及びエチレンのオリゴマー化を触媒する応用 - Google Patents

配位子に基づくクロム触媒及びエチレンのオリゴマー化を触媒する応用 Download PDF

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Abstract

【課題】配位子に基づくクロム触媒及びエチレンのオリゴマー化を触媒する応用の提供。【解決手段】下式で表される。クロム化合物並びにP及び/又はNを含有する有機配位子により形成され、配位子に基づくクロム触媒、および前記の配位子に基づくクロム触媒を用いて、1−ヘキセン及び1−オクテンを同時に生産するための選択的エチレン三量体化及び四量体化を含むエチレンのオリゴマー化方法。(X,Y,Zは夫々独立にN又はP;R1〜R5は夫々独立にH、アルキル、ヘテロアルキル、置換アリール等;B1及びB2は夫々独立に電子誘導又は共役効果を伝達できる構造系;Lnは金属Crと化学結合する基)【選択図】図1

Description

関連出願への相互参照
本出願は、2015年10月19日出願の中国特許出願 CN 201510674794.4(その全体は参照により本明細書の記載の一部とする)の優先権を主張するものである。
[技術分野]
発明の分野
本開示は、配位子に基づくクロム触媒及びエチレンのオリゴマー化を触媒するその応用に関する。
発明の背景
エチレンの選択的オリゴマー化は、特定の線状α−オレフィン(LAO)の生産に必須の経路を提供し、そしてオレフィン重合及び触媒分野における重要な技術的研究課題である。線状α−オレフィンの中で、1−ヘキセン及び1−オクテンは、直鎖状低密度ポリオレフィン(LLDPE)の生産のための重要なコモノマーになっている。ポリエチレンと比較して、コモノマーとして1−ヘキセン及び1−オクテンコモノマーにより生産されるポリオレフィン製品の多重性能(機械的性能、光学的性能、引裂抵抗強度、及び耐衝撃強度など)は、顕著に向上させることができる。ポリオレフィン製品は、薄膜材料として使用することができ、そして工業生産における広い用途及び大きな需要を有する。
従来のエチレンのオリゴマー化反応では、アルミニウム系触媒、チタン系触媒、ニッケル系触媒、ジルコニウム系触媒、鉄系触媒、又はコバルト系触媒が使用されている。反応は、主としてCossee-Arlman機構に従う。即ち、エチレンは、金属触媒の存在下で線状の連鎖成長を進め、次いでβ−水素移動による連鎖脱離を進めることにより、線状α−オレフィンを生成させる。反応進行中に、連鎖成長速度は、連鎖脱離速度に対してわずかに大きいか又は大体等しい。したがって、炭素鎖は或る限界内で成長し、炭素原子の数は主として4〜30であり、そこで生成するα−オレフィン生成物はSchulz-Flory又はポアソン分布と一致する。生成物中の1−ヘキセン及び1−オクテンの含量は比較的低い(J. Organomet. Chem. 2004, 689, 3641)。米国特許(3676523号)は、ニッケル系触媒を用いてα−オレフィンを製造するためのShell社の高級オレフィンプロセス(Shell Higher Olefin Process)(SHOP)を開示しており、そのα−オレフィン生成物中のC〜C10オレフィンの含量は、21.0%〜52.0%である。鉄系触媒の触媒効果下でのオリゴマー化生成物は、Brookhartらにより報告されており、そこでのC及びCオレフィンの含量は47%〜52%である(J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 7143; US 6103946)。
エチレンの選択的オリゴマー化反応は、その後に開発された方法であって、これは、特定の線状α−オレフィンの工業的合成において非常に重要な応用展望及び重要な役割を持つ。エチレンの選択的三量化による1−ヘキセンの生産は、Union Carbide Corporation(US 3300458)によって最初に発見されている。1999年に、シクロヘキサン溶媒中の2−エチルヘキサン酸クロム、2,5−ジメチルピロール、トリエチルアルミニウム、及び塩化ジエチルアルミニウムの系を115℃の温度及び100barの圧力下で用いる、エチレン三量化のための触媒反応は、Phillipsにより報告されている。この反応は高い選択性を持ち、1−ヘキセンが生成物の93%を占め、そして触媒の活性は1.56×10g/(g Cr・h)に達する(US 5856612)。2002年に、トルエン溶媒中の三塩化クロム、PNP−配位子、及びメチルアルミノオキサンの系を80℃の温度及び20barの圧力下で用いる、エチレンの三量化のための触媒反応が、British Petroleum(BP)により報告されている。この反応も高い選択性を有しており、1−ヘキセンが生成物のほぼ90%を占め、そして触媒の活性は1.03×10g/(g Cr・h)に達する。更に、その反応条件は比較的穏やかである(Chem. Commun. 2002, 858; US 5856612)。2004年に、British Petroleumの研究に基づいて、Sasol Limitedの研究者らにより、PNP−配位子のリン原子上のアリール置換基、即ち、メトキシルが置換されてH又はアルキル基になり、そしてこの新しい配位子は、三塩化クロム及びメチルアルミノオキサンと共に系を形成する。エチレン四量体化のためのこの触媒反応は、次にトルエン溶媒中の前記系を65℃の温度及び30barの圧力下で、又は45℃の温度及び45barの圧力下で用いて実施される。1−オクテンは生成物の70%を占め、そして触媒の活性は、8.05×10g/(g Cr・h)〜4.36×10g/(g Cr・h)である。次に、リン原子及び窒素原子上の置換基の種々の置換が行われ、そしてそこで得られるエチレンの選択的四量体化の触媒反応結果は、上記結果と同様である(J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 14712; WO 056478)。
エチレンの選択的三量体化の触媒反応機構は、線状の連鎖成長のCossee-Arlman機構とは異なる。エチレンの選択的三量体化のための触媒反応は、主として金属環化反応機構に従う。即ち、エチレン分子は、金属触媒の存在下で三量体化することにより、CrC7員環中間体化合物を形成し、そして次に環内β−H移動及び還元的脱離反応後にヘキサンを形成する。エチレンの選択的四量体化の間、エチレン分子は、CrC7員環中間体に挿入されることにより、CrC9員環中間体化合物を形成し、そして次に環内β−H移動及び還元的脱離反応後にオクタンを形成する。CrC9員環中間体が、CrC7員環中間体と比較して構造安定性に劣るため、エチレンの選択的四量体化は比較的困難である。しかし、エチレンの選択的四量体化は、触媒のCrの周りの配位子に対する電子的及び立体構造的調節により実現することができるが、このことは当該技術分野における研究者により充分に認められている。それにもかかわらず、関連研究はほとんど行われていない。
現在、1−ヘキセンの工業指向性の生産は、エチレンの選択的三量体化により実現される。例えば、Phillipsは、2003年中にカタールに1−ヘキセン生産設備を成功裡に構築した。この設備の生成物は単一であり、そして1−ヘキセンの選択性は90%以上に達する。更に、この生産設備は、副産物が少なく、触媒活性が高く、そして単純なワークフローを有する。中国のDaqing Petrochemical Companyにおけるエチレンの選択的三量体化による1−ヘキセン生産設備は既に生産が始まっており、そして中国のYanshan Petrochemical Companyにおける類似設備は、まさに生産が始まるところである。1−オクテンの工業生産は、エチレンの選択的四量体化によりまさに実現されるところであるが、この点で今なお理論的及び技術的困難性を残している。
発明の要約
本開示の第1の目的は、配位子に基づくクロム触媒を提供することである。
配位子に基づく触媒の一般式は以下のとおりである:
Figure 2017121620

[上記構造中、X、Y、及びZは、それぞれN及びPの1つの元素を表し、R、R、R、R、及びRは、それぞれH、直鎖又は分岐アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、置換アリール及びこれらの誘導体の1つを表し、B及びBは、それぞれ基の電子誘導又は共役効果を伝達できる構造系を表し、そしてLnは、クロムとの化学結合を有する基を表し;そして
X及びYが、両方ともN元素であり、かつZが、P元素であるとき、Bは、1個のメチレン基又は複数のメチレン基を表す]。Bが、1個のメチレン基又は複数のメチレン基であることが選択されるとき、クロムを調節し、CrC及び/又はCrC環状遷移状態を形成し、そして更に1−ヘキセン及び/又は1−オクテン生成物を形成する、配位子の能力が顕著に向上できることが発見された。
本開示の1つの好ましい実施態様では、クロム触媒は、クロム化合物と、P及び/又はNを含有する有機配位子とにより形成される。
そのクロムは無機クロム化合物又は有機クロム化合物に由来する。無機クロム化合物は、二塩化クロム又は三塩化クロムである。有機クロム化合物は、二塩化クロム−テトラヒドロフラン錯体、二塩化クロム−トルエン テトラヒドロフラン錯体、三塩化クロム−テトラヒドロフラン(THF)錯体、二塩化クロム−カルベン錯体、三塩化クロム−カルベン錯体、クロム アセチルアセトナート、トリス(2−エチルヘキサン酸)クロム、二塩化メチルクロム−テトラヒドロフラン錯体、トリフェニルクロム−テトラヒドロフラン錯体、ジメチルクロム−カルベン錯体、ジエチルクロム−カルベン錯体、ジフェニルクロム−カルベン錯体、及びカルボニルクロムからなる群より選択されるものである。
、R、R、R、及びR基は、窒素原子と結合しているとき、それぞれH、C−C10直鎖又は分岐アルキル、ヘテロアルキル、又はシクロアルキル、アルケニル、アリル、及び置換フェニルからなる群より選択されるものであり、好ましくはH、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、2,6−ジメチルシクロヘキシル、アダマンチル、ビニル、アリル、フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジメトキシフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、2−チエニル、2−フラニル、2−ピリジル、及び3−ピリジルからなる群より選択されるものである。R、R、R、R、及びR基は、リン原子と結合しているとき、それぞれC−C10直鎖又は分岐アルキル、置換アリール、及びこれらの誘導体からなる群より選択されるものであり、好ましくはメチル、エチル、ブチル、フェニル(結合されて縮合環化合物になっていてもよい)、2−メチルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2−メトキシフェニル、4−メトキシフェニル、3,5−ジメトキシフェニル、4−tert−ブチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、2−ニトロフェニル、4−ニトロフェニル、4−シアノフェニル、3,4−(メチレンジオキシ)フェニル、4−ベンゾイルフェニル、4−エトキシカルボニルフェニル、4−トリフルオロメチルフェニル、1−ナフチル、4,4’−ビフェニル、3,5−ジ(フェニル)フェニル、2−チエニル、2−フラニル、2−ピリジル、及び3−ピリジルからなる群より選択されるものである。
及びBは、それぞれ基の電子誘導又は共役効果を伝達できる構造系を表す。B及びBは、互いに同一であっても、互いに異なっていてもよい。B及びBは、2個の基の結合を有する構造系である。B及びBは、それぞれ18個以下の炭素原子を含有する二重結合基である。このように、触媒金属元素との配位子作用を有する、原子間の相互の電子伝達がより有効に実現できるため、この触媒系を安定化することができ、そしてこれらの触媒活性を向上させることができる。好ましくは、Bは、1個のメチレン基又は複数のメチレン基を表す。
触媒がオリゴマー化作用に使用されるとき、P及び/又はNを含有する有機配位子並びにクロム化合物は、その場で互いに混合して触媒反応に使用することもでき、化学的方法を用いてP及び/又はNを含有する有機配位子並びにクロム化合物により一化合物を製造した後、触媒反応に使用することもできる。
本開示の第2の目的は、前記触媒を使用するエチレンのオリゴマー化法を提供することである。
エチレンのオリゴマー化法は、有機溶媒中で本開示に従う触媒の存在下でエチレンのオリゴマー化反応を行うことを含む。
そのオリゴマー化は、1−ヘキセン及び1−オクテンを得るための、エチレンの選択的三量体化及び四量体化を含む。
具体的には、本方法は更に、配位子に基づくクロム触媒を有機溶媒中で共触媒と混合する工程を含み、それによりこの混合物がオレフィンと接触して、オリゴマー化反応が行われる。
本開示の1つの実施態様によれば、当該方法において、反応温度は、0℃〜200℃であり、エチレン圧は、0.1Mpa〜20Mpaであり、反応時間は、0.01時間〜200時間であり、そして触媒の濃度は、0.001mmol/L〜1000mmol/Lである。
本開示の1つの実施態様によれば、NP−配位子に基づくクロム触媒対共触媒の比は、1:10〜1:4000であり、好ましくは1:10〜1:700である。
共触媒は、アルキルアルミニウム化合物、アルミノオキサン化合物、及び有機ホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、好ましくは、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、メチルアルミノオキサン、エチルアルミノオキサン、イソブチルアルミノオキサン及び変性アルミノオキサン、メチルアルミノオキサン担持シリカゲル、ハロゲン化アルキルアルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェノール)アルミニウム、トリス(トリフルオロメチルブタノール)アルミニウム、トリフェニルメチル−テトラ(トリフルオロメチルブタノール)アルミニウム塩、テトラフルオロボラート、エーテルテトラフルオロボラート、エポキシボラン、トリエチルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ホウ酸テトラ(ペンタフルオロフェニル)、トリ−ペルフルオロアリールボラン、ホウ酸テトラ−ペルフルオロアリール、ホウ酸トリブチル、テトラ(3,5−ジトリフルオロメチル)フェニル水素化ホウ素塩、及びテトラ(3,5−ジトリフルオロメチル)フェニルホウ素−ナトリウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である。
有機溶媒は、トルエン、キシレン、n−ブタン、n−ペンタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、エチルエーテル、及びイソプロピルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種である。
本開示の第3の目的は、配位子に基づくクロム触媒の用途を提供することであり、そして具体的には、それはエチレンのオリゴマー化反応における触媒として役立つ。
エチレンのオリゴマー化反応は、エチレンの選択的三量体化及び四量体化を含む。
本開示に従う配位子に基づくクロム触媒に関して、エチレンの選択的三量体化及び四量体化は、N、P上の置換基、及び配位子を置き換えることにより実現することができ、これにより1−ヘキセン及び1−オクテンが同時に製造される。1−ヘキセン及び1−オクテンの生産性は、81%〜87%である。1−ヘキセン及び1−オクテンは、精留法により互いに分離することができる。
例5のオリゴマー化生成物のガスクロマトグラムを示す。 例7のオリゴマー化生成物のガスクロマトグラムを示す。
実施態様の詳細な説明
本開示は、以降、例を参照して詳細に説明される。しかし、本開示は、本明細書に開示される例の内容により限定されるものではない。
[例1]
1.配位子を調製する。
o−ジフェニルホスフィノ−N−メチルアニリン(2.91g、10mmol)及びトルエン(40mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この溶液を−78℃に冷却して、10mmolのn−ブチルリチウムを含有するn−ヘキサン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に3時間撹拌する。次に反応溶液を−78℃に冷却して、10mmolのビス(2,4,6−トリメチルフェニル)−ブロモプロピルホスホニウムを含有するトルエン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に12時間撹拌する。
反応の終了後、不溶性物質、即ち、臭化リチウムを濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、ロータリーエバポレーターによって全ての溶媒を除去することにより、黄色の固体生成物を得る。生成物の生産性は45%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.33; C, 79.84; H, 7.54。実測値:N, 2.15; C, 79.89; H, 7.46。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.60g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンで数回洗浄することにより、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は91%であり、その構造は、以下のとおり式(1)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 1.84; C, 63.21; H, 5.97。実測値:N, 1.75; C, 63.30; H, 5.86。
3.式(1)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(1)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で30℃まで上昇させ、そして反応は3.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表1に示す。
[例2]
反応温度を例1の30℃から40℃に変更し、他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示す。
[例3]
反応温度を例1の30℃から50℃に変更し、他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示す。
[例4]
反応温度を例1の30℃から60℃に変更し、他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示す。
[例5]
反応温度を例1の30℃から70℃に変更し、他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示し、そのオリゴマー化生成物のガスクロマトグラムを図1に示す。
[例6]
反応圧力を例1の3.0Mpaから3.5Mpaに変更し、反応温度を例1の30℃から50℃に変更し、そして他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示す。
[例7]
反応圧力を例1の3.0Mpaから4.0Mpaに変更し、反応温度を例1の30℃から50℃に変更し、そして他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示し、そのオリゴマー化生成物のガスクロマトグラムを図2に示す。
[例8]
反応圧力を例1の3.0Mpaから4.5Mpaに変更し、反応温度を例1の30℃から50℃に変更し、そして他の操作条件は変更しない。反応結果を表1に示す。
[例9]
例1の工程1で調製されたNP−配位子、クロム化合物の三塩化クロム(THF)、及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
20μmolの例1の工程1で調製されたNP−配位子を含有するトルエン溶液(20mL)、20μmolの三塩化クロム(THF)を含有するトルエン懸濁液(20mL)、及びトルエン溶媒(20mL)をエチレン雰囲気で連続して反応器に加える。反応器の温度を50℃まで上昇させて、この混合溶液を5分間撹拌する。次に共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(10mL)を反応器に加える。反応は、4.0Mpaのエチレン圧で撹拌下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成は表2に示す。
[例10]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)を二塩化クロム(THF)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例11]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をクロム アセチルアセトナート、即ち、Cr(acac)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例12]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をトリス(2−エチルヘキサン酸)クロム、即ち、Cr(EH)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例13]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)を二塩化クロム(トリル)(THF)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例14]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)を二塩化クロムに置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例15]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)を三塩化クロムに置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例16]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をCrMe(:C)(:Cは、窒素複素環式カルベンであり、その分子式は、C[N(iPr)C(Me)]である)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例17]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をCrEt(:C)(:Cは、窒素複素環式カルベンであり、その分子式は、C[N(iPr)C(Me)]である)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例18]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をCrPh(:C)(:Cは、窒素複素環式カルベンであり、その分子式は、C[N(iPr)C(Me)]である)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例19]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をCrPh(THF)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例20]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をCr(CO)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例21]
本例では、例9の三塩化クロム(THF)をCrMeCl(THF)に置き換えて、他の操作条件は変更しない。反応結果を表2に示す。
[例22]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)アニリン(2.77g、10mmol)及びトルエン(40mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この溶液を−78℃に冷却して、10mmolのn−ブチルリチウムを含有するn−ヘキサン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に3時間撹拌する。次に反応溶液を−78℃に冷却して、10mmolのビス(2,4,6−トリメチルフェニル)−ブロモプロピルホスホニウムを含有するトルエン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に12時間撹拌する。
反応の終了後、不溶性物質、即ち、臭化リチウムを濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、ロータリーエバポレーターによって全ての溶媒を除去することにより、明黄色の固体生成物を得る。生成物の生産性は33%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.38; C, 79.70; H, 7.37。実測値:N, 2.35; C, 79.78; H, 7.36。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.59g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンで数回洗浄することにより、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は93%であり、その構造は、以下のとおり式(2)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 1.88; C, 62.78; H, 5.81。実測値:N, 1.92; C, 62.89; H, 5.76。
3.式(2)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(2)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例23]
1.配位子を調製する。
o−ジフェニルホスフィノ−N−メチルアニリン(2.91g、10mmol)及びトルエン(40mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この溶液を−78℃に冷却して、10mmolのn−ブチルリチウムを含有するn−ヘキサン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に3時間撹拌する。次に反応溶液を−78℃に冷却して、10mmolのジフェニル−ブロモプロピルホスホニウムを含有するトルエン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に12時間撹拌する。
反応の終了後、不溶性物質、即ち、臭化リチウムを濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、ロータリーエバポレーターによって全ての溶媒を除去することにより、明黄色の固体生成物を得る。生成物の生産性は62%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.71; C, 78.90; H, 6.43。実測値:N, 2.63; C, 78.89; H, 6.34。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.52g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンで数回洗浄することにより、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は90%であり、その構造は、以下のとおり式(3)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.07; C, 60.41; H, 4.92。実測値:N, 2.05; C, 60.59; H, 5.01。
3.式(3)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(3)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例24]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)アニリン(2.77g、10mmol)及びトルエン(40mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この溶液を−78℃に冷却して、10mmolのn−ブチルリチウムを含有するn−ヘキサン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に3時間撹拌する。次に反応溶液を−78℃に冷却して、10mmolのジフェニル−ブロモプロピルホスホニウムを含有するトルエン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に12時間撹拌する。
反応の終了後、不溶性物質、即ち、臭化リチウムを濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、ロータリーエバポレーターによって全ての溶媒を除去することにより、明黄色の固体生成物を得る。生成物の生産性は43%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.78; C, 78.71; H, 6.21。実測値:N, 2.73; C, 78.68; H, 6.16。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.51g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンで数回洗浄することにより、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は88%であり、その構造は、以下のとおり式(4)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.12; C, 59.88; H, 4.72。実測値:N, 2.15; C, 60.02; H, 4.66。
3.式(4)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(4)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例25]
1.配位子を調製する。
o−ジフェニルホスフィノ−N−メチルアニリン(2.91g、10mmol)及びトルエン(40mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この溶液を−78℃に冷却して、10mmolのn−ブチルリチウムを含有するn−ヘキサン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に3時間撹拌する。次に反応溶液を−78℃に冷却して、10mmolのジシクロヘキシル−ブロモプロピルホスホニウムを含有するトルエン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に12時間撹拌する。
反応の終了後、不溶性物質、即ち、臭化リチウムを濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、ロータリーエバポレーターによって全ての溶媒を除去することにより、明黄色の固体生成物を得る。生成物の生産性は51%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.64; C, 77.10; H, 8.56。実測値:N, 2.55; C, 77.15; H, 8.49。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.53g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンで数回洗浄することにより、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は90%であり、その構造は、以下のとおり式(5)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.04; C, 59.35; H, 6.59。実測値:N, 2.01; C, 58.89; H, 6.47。
3.式(5)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(5)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例26]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)アニリン(2.77g、10mmol)及びトルエン(40mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この溶液を−78℃に冷却して、10mmolのn−ブチルリチウムを含有するn−ヘキサン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に3時間撹拌する。次に反応溶液を−78℃に冷却して、10mmolのジシクロヘキシル−ブロモプロピルホスホニウムを含有するトルエン溶液を撹拌下でこの溶液に加える。反応は、その温度が室温に達するまで進行し、この溶液を更に12時間撹拌する。
反応の終了後、不溶性物質、即ち、臭化リチウムを濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、ロータリーエバポレーターによって全ての溶媒を除去することにより、明黄色の固体生成物を得る。生成物の生産性は22%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値: N, 2.71; C, 76.71; H, 8.50。実測値:N, 2.65; C, 76.70; H, 8.46。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.51g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンで数回洗浄することにより、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は85%であり、その構造は、以下のとおり式(6)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.08; C, 58.72; H, 6.57。実測値:N, 2.15; C, 68.84; H, 6.43。
3.式(6)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(6)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例27]
本例では、配位子及び配位子クロム化合物を例1の方法により調製することができる。
式(7)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
Figure 2017121620
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(7)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例28]
本例では、配位子及び配位子クロム化合物を例1の方法により調製することができる。
式(8)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
Figure 2017121620
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(8)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例29]
本例では、配位子及び配位子クロム化合物を例1の方法により調製することができる。
式(9)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
Figure 2017121620
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(9)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例30]
本例では、配位子及び配位子クロム化合物を例1の方法により調製することができる。
式(10)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
Figure 2017121620
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(10)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例31]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)ブロモベンゼン(20mmol)、N,N−ジメチルメチルアミン(50mmol)、N,N−ジメチルメタンアミド溶媒(40mL)、及びCuI触媒(0.5g)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この混合液を80℃に加熱して、この温度で12時間保持する。
反応の終了後、液体を室温に冷却する。不溶性物質を濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、真空減圧法によって全ての溶媒及び揮発性組成物を除去することにより、白色の固体生成物を得る。生成物の生産性は31%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 8.38; C, 75.43; H, 6.93。実測値:N, 8.35; C, 75.50; H, 6.95。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.33g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンにより洗浄することによって、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は80%であり、その構造は、以下のとおり式(11)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 5.69; C, 51.19; H, 4.70。実測値:N, 5.62; C, 51.41; H, 4.66。
3.式(11)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(11)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例32]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)ブロモベンゼン(20mmol)、N,N−ジメチルエチルアミン(50mmol)、N,N−ジメチルメタンアミド溶媒(40mL)、及びCuI触媒(0.5g)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この混合液を80℃に加熱して、この温度で12時間保持する。
反応の終了後、液体を室温に冷却する。不溶性物質を濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、真空減圧法によって全ての溶媒及び揮発性組成物を除去することにより、白色の固体生成物を得る。生成物の生産性は37%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 8.04; C, 75.84; H, 7.23。実測値:N, 8.05; C, 75.69; H, 7.27。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.35g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンにより洗浄することによって、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は91%であり、その構造は、以下のとおり式(12)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 5.53; C, 52.14; H, 4.97。実測値:N, 5.65; C, 52.12; H, 4.76。
3.式(12)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(12)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例33]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)ブロモベンゼン(20mmol)、ジフェニルホスフィノメチルアミン(20mmol)、トリエチルアミン(50mmol)、N,N−ジメチルメタンアミド溶媒(40mL)、及びCuI触媒(0.5g)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この混合液を80℃に加熱して、この温度で12時間保持する。
反応の終了後、液体を室温に冷却する。不溶性物質を濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、真空減圧法によって全ての溶媒及び揮発性組成物を除去する。ここで得られた固体生成物を再結晶することにより、明黄色の結晶性生成物を得る。生成物の生産性は28%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.95; C, 78.30; H, 5.72。実測値:N, 2.87; C, 78.41; H, 5.76。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.48g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンにより洗浄することによって、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は90%であり、その構造は、以下のとおり式(13)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.21; C, 58.74; H, 4.29。実測値:N, 2.15; C, 58.89; H, 4.26。
3.式(13)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(13)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[例34]
1.配位子を調製する。
o−(ジフェニルホスフィノ)ブロモベンゼン(20mmol)、ジフェニルホスフィノエチルアミン(20mmol)、トリエチルアミン(50mmol)、N,N−ジメチルメタンアミド溶媒(40mL)、及びCuI触媒(0.5g)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この混合液を80℃に加熱して、この温度で12時間保持する。
反応の終了後、液体を室温に冷却する。不溶性物質を濾過により除去する。残留溶液をクロマトグラフィーカラムにより分離して、n−ヘキサンにより溶出する。全ての溶液を回収して、真空減圧法によって全ての溶媒及び揮発性組成物を除去することにより、白色の固体生成物を得る。生成物の生産性は46%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.86; C, 78.51; H, 5.97。実測値:N, 2.89; C, 78.49; H, 5.96。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.49g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液を25時間撹拌する。温度を下げて溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンにより数回洗浄することによって、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は91%であり、その構造は、以下のとおり式(14)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 2.16; C, 59.32; H, 4.51。実測値:N, 2.13; C, 59.29; H, 4.47。
3.式(14)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(14)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
[参考例1]
1.配位子を調製する。
N−2,6−ジイソプロピルフェニル−2−フェニル−2−クロロ−イミン(29.98g、100mmol)、o−(ジフェニルホスフィノ)アニリン(27.73g、100mmol)、及びトルエン(400ml)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。この混合液を120℃に加熱して、20時間還流することにより、配位子の塩酸塩を得る。
この塩酸塩をエタノール(300ml、95%)に溶解して、中和のために水性アンモニア(300ml、25%)に滴下により加える。ここで得られた固体生成物を濾過後に回収し、4時間真空乾燥して、トルエン中で再結晶することにより、白色の結晶性生成物を得る。生成物の生産性は85%である。
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 5.18; C,82.19; H, 6.71。実測値:N, 5.06; C, 81.88; H, 6.67。
2.配位子クロム化合物を調製する。
工程1で調製された配位子(0.54g、1mmol)、三塩化クロム(THF)(0.37g、1mmol)及びTHF溶媒(50mL)をN雰囲気でシュレンク管(100mL)に加える。反応液は暗緑色になる。反応液を25時間撹拌し、次に真空で溶媒を除去する。粗生成物をn−ヘキサンにより数回洗浄することによって、暗緑色の固体生成物を得る。この生成物の生産性は92.9%であり、その構造は、以下のとおり式(15)に示される:
Figure 2017121620
元素分析結果を以下に示す。計算値:N, 4.01; C, 63.57; H, 5.19。実測値:N, 3.91; C, 62.79; H, 5.38。
3.式(15)に示されるNP−配位子クロム化合物及びメチルアルミノオキサン(MAO)により形成された触媒をエチレンのオリゴマー化反応に使用するが、方法は以下に記載のとおりである。
高圧反応器(300mL)を前処理する。即ち、この反応器を電気乾燥機により乾燥して、設置する。反応器を50℃の温度下で2時間排気することにより、そこに真空を形成する。ある圧力の充分に乾燥したエチレンガスを3回N置換後の反応器に注入し、反応器の温度は室温まで下がる。
トルエン溶媒(60mL)及び共触媒としてのメチルアルミノオキサン(MAO)(2.5mL)をエチレン雰囲気で反応器に加える。5分間撹拌後、5μmolの式(15)に示されるNP−配位子クロム化合物を含有するトルエン溶液(20mL)を反応器に加える。反応器の温度を撹拌下で50℃まで上昇させ、そして反応は4.0Mpaのエチレン圧下で30分間進行する。反応を所定時間まで続け、撹拌を停止し、エチレンガスの供給を停止して、反応器の温度を約5℃まで下げる。反応器の圧力をゆっくり下げて、反応後の生成物を10%の濃度で塩酸で酸性にしたエタノール溶液に注ぎ入れる。100mLの水を加えることにより、有機生成物を分離する。液体生成物を無水硫酸ナトリウムにより乾燥して、GC−FID法により定性的及び定量的に分析する。固体生成物を濾過後に回収して、その重量が一定重量に達するまで50℃で真空乾燥して、質量百分率含量を別々に計算する。
触媒の活性は、ガスクロマトグラフィー分析及び計算により得ることができ、触媒の活性及び生成物の組成を表3に示す。
Figure 2017121620

表1では、「」という記号の列のデータは、オリゴマー化生成物中の各組成の質量百分率含量を表し、そしてPEは、全質量中のその質量百分率含量を表す。
Figure 2017121620
Figure 2017121620

Claims (13)

  1. 配位子に基づくクロム触媒であって、以下の一般式:
    Figure 2017121620

    [上記構造中、X、Y、及びZは、それぞれN及びPの1つの元素を表し、R、R、R、R、及びRは、それぞれH、直鎖又は分岐アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、置換アリール及びこれらの誘導体の1つを表し、B及びBは、それぞれ基の電子誘導又は共役効果を伝達できる構造系を表し、そしてLnは、金属クロムとの化学結合を有する基を表し;そして
    X及びYが、両方ともN元素であり、かつZが、P元素であるとき、Bは、1個のメチレン基又は複数のメチレン基を表す]を有するクロム触媒。
  2. クロム化合物並びにP及び/又はNを含有する有機配位子により形成される、請求項1記載のクロム触媒。
  3. 、R、R、R、及びR基が、窒素原子と結合しているとき、それぞれH、C−C10直鎖又は分岐アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリル、及び置換フェニルからなる群より選択されるものであり;そして
    、R、R、R、及びR基が、リン原子と結合しているとき、それぞれC−C10直鎖又は分岐アルキル、置換アリール、及びこれらの誘導体からなる群より選択されるものである、請求項1記載のクロム触媒。
  4. 、R、R、R、及びR基が、窒素原子と結合しているとき、それぞれH、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ペンチル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、2,6−ジメチルシクロヘキシル、アダマンチル、ビニル、アリル、フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジメトキシフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、2−チエニル、2−フラニル、2−ピリジル、及び3−ピリジルからなる群より選択されるものであり;そして
    、R、R、R、及びR基が、リン原子と結合しているとき、それぞれメチル、エチル、ブチル、フェニル(結合されて縮合環化合物になっていてもよい)、2−メチルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2−メトキシフェニル、4−メトキシフェニル、3,5−ジメトキシフェニル、4−tert−ブチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、2−ニトロフェニル、4−ニトロフェニル、4−シアノフェニル、3,4−(メチレンジオキシ)フェニル、4−ベンゾイルフェニル、4−エトキシカルボニルフェニル、4−トリフルオロメチルフェニル、1−ナフチル、4,4’−ビフェニル、3,5−ジ(フェニル)フェニル、2−チエニル、2−フラニル、2−ピリジル、及び3−ピリジルからなる群より選択されるものである、請求項3記載のクロム触媒。
  5. クロムが、無機クロム化合物又は有機クロム化合物に由来し;
    無機クロム化合物が、二塩化クロム又は三塩化クロムであり;そして
    有機クロム化合物が、二塩化クロム−テトラヒドロフラン錯体、二塩化クロム−トルエン テトラヒドロフラン錯体、三塩化クロム−テトラヒドロフラン錯体、二塩化クロム−カルベン錯体、三塩化クロム−カルベン錯体、クロム アセチルアセトナート、トリス(2−エチルヘキサン酸)クロム、二塩化メチルクロム−テトラヒドロフラン錯体、トリフェニルクロム−テトラヒドロフラン錯体、ジメチルクロム−カルベン錯体、ジエチルクロム−カルベン錯体、ジフェニルクロム−カルベン錯体、及びカルボニルクロムからなる群より選択されるものである、請求項1記載のクロム触媒。
  6. 基の電子誘導又は共役効果を伝達できる構造系であるB及びBが、それぞれ18個以下の炭素原子を含有する二重結合基である、請求項1記載のクロム触媒。
  7. NP−配位子に基づくクロム触媒の存在下でエチレンのオリゴマー化反応を行うことを含む、請求項1〜6のいずれか一項記載のクロム触媒を用いるエチレンのオリゴマー化法。
  8. 反応温度が、0℃〜200℃であり、エチレン圧が、0.1Mpa〜20Mpaであり、反応時間が、0.01時間〜200時間であり、そして触媒の濃度が、0.001mmol/L〜1000mmol/Lである、請求項7記載のエチレンのオリゴマー化法。
  9. 得られる混合物がオレフィンと接触して、オリゴマー化反応が行われるように、NP−配位子に基づくクロム触媒を有機溶媒中で共触媒と混合する工程を更に含む、請求項8記載のエチレンのオリゴマー化法。
  10. NP−配位子に基づくクロム触媒対共触媒の比が、1:10〜1:4000である、請求項9記載のエチレンのオリゴマー化法。
  11. 共触媒が、アルキルアルミニウム化合物、アルミノオキサン化合物、及び有機ホウ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、好ましくは、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、メチルアルミノオキサン、エチルアルミノオキサン、イソブチルアルミノオキサン及び変性アルミノオキサン、メチルアルミノオキサン担持シリカゲル、ハロゲン化アルキルアルミニウム、トリス(ペンタフルオロフェノール)アルミニウム、トリス(トリフルオロメチルブタノール)アルミニウム、トリフェニルメチル−テトラ(トリフルオロメチルブタノール)アルミニウム塩、テトラフルオロボラート、エーテルテトラフルオロボラート、エポキシボラン、トリエチルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ホウ酸テトラ(ペンタフルオロフェニル)、トリ−ペルフルオロアリールボラン、ホウ酸テトラ−ペルフルオロアリール、ホウ酸トリブチル、テトラ(3,5−ジトリフルオロメチル)フェニル水素化ホウ素塩、及びテトラ(3,5−ジトリフルオロメチル)フェニルホウ素−ナトリウム塩からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項9記載のエチレンのオリゴマー化法。
  12. 有機溶媒が、トルエン、キシレン、n−ブタン、n−ペンタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、エチルエーテル、及びイソプロピルエーテルからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項9記載のエチレンのオリゴマー化法。
  13. オリゴマー化が、1−ヘキセン及び1−オクテンを得るための、エチレンの選択的三量体化及び四量体化を含む、請求項7記載のエチレンのオリゴマー化法。
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