JP2987599B2 - 共オリゴマー化方法 - Google Patents

共オリゴマー化方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は共オリゴマー化方法に関し、そし
て特にエテンとアルファオレフィンの共オリゴマー化に
向けられている。線状オレフィン製造のためのオリゴマ
ー化方法は周知である。斯て例えばC6 −C20線状オレ
フィンはエテンのような低級オレフィンからチグラー触
媒系の存在下でのオリゴマー化により製造しうる。温度
および圧力の条件および使用触媒に依って、得られる生
成物組成に若干の変動がありうる。炭素鎖長のある範囲
にわたる線状オレフィン、特に線状アルファオレフィン
はポリオレフィン、洗剤および潤滑油添加剤の製造にお
ける価値ある中間体として用途を見出したが、生成物ス
レートを線状低密度ポリエチレンの製造における中間体
としてより適するより短い鎖長のオリゴマー例えばC6
−C10の方へシフトする増大する要求がある。しかしそ
のような生成物スレートのより短鎖長のオリゴマーへの
シフトの結果、より価値の低いエテンオリゴマー化生成
物1−ブテンの生成が増える。従って1−ブテンおよび
他の低級アルファオレフィンを鎖長の増大した有用な線
状オレフィンオリゴマーに転化する方法を提供する必要
がある。
【0002】出願人はプロペン、1−ブテンおよび1−
ペンテンのような低級線状アルファオレフィンをエテン
と、IVA族有機金属化合物およびカルボランのような硼
素化合物を含む触媒系の存在下に共オリゴマー化させて
高い線状性のそして高いアルファオレフィン含量のオリ
ゴマー生成物を得ることができることを見出した。これ
は非常に意外なことである。というのは、該触媒系は以
前オレフィン重合触媒として提案され(例えばEP−A
−277003参照)、その場合そのような触媒をエテ
ンと1−ブテンの共重合に使用すると高度に枝分れした
重合体生成物を生じたからである。エテンと線状アルフ
ァオレフィンの共二量体化および共オリゴマー化の他の
方法は知られているが高級線状アルファオレフィンの生
成は少なくそして生成する線状オレフィンは主として内
部オレフィンである(例えば "Comprehensive Organome
tallic Chemistry", 1982, Pergamon Press, Vol.8, Se
ction 52, および J. Pol. Sci. Part A: Polymer Che
m., Vol.27, 1989, 605-637頁参照) 。
【0003 】本発明によれば、エテンと少なくとも1つ
の他のアルファオレフィンをオリゴマー化条件下で、陽
イオンと反応しうる置換基を含有するビス(シクロペン
タジエニル)IVA族金属化合物である第一成分と複数の
硼素原子を含有しそして反応条件下で実質的に非配位性
である嵩ばった陰イオンおよび陽イオンを有する化合物
である第二成分の組合せを含む触媒系の存在下に反応さ
せそして線状オレフィンを含むオリゴマー生成物を回収
することを含む線状オレフィンの製造方法が提供され
る。IVA族の金属は Kirk-Othmer, Encylopaedia of Ch
emical Technology, 2nd edition, Vol.8, 94 頁の元素
周期表に定義されている通りである。
【0004】出発反応体は窒素またはヘリウムのような
不活性希釈剤と一緒のエテン含有気体の形で供給されて
もよいエテンを含む。他のアルファオレフィンは好まし
くはプロペン、1−ブテンまたは1−ペンテンのような
低級線状アルファオレフィンである。しかし所望のオリ
ゴマー化生成物に依って、4−メチル−1−ペンテンの
ような枝分れアルファオレフィンコモノマーまたはスチ
レンまたはアリルベンゼンのようなアリール置換オレフ
ィンを用いることもできる。アルファオレフィンの混合
物を用いてもよい。好ましいアルファオレフィンコモノ
マーは1−ブテンである。特に適当なコモノマー源は4
ないし20個の炭素原子を有するアルファオレフィンを
製造するエテンオリゴマー化法から引出されるC4 オレ
フィンフラクションである。該法は例えばEP−A−2
95960、US4486615およびEP−A−24
1596から知られている。
【0005】オリゴマー化を行なうには、反応は好まし
くは20ないし175℃、より好ましくは50ないし1
25℃の範囲の昇温で適当に実施される。反応は好まし
くは1ないし100バール、より好ましくは5ないし6
0バールの範囲の中庸な昇圧の条件下で適当に実施され
る。オリゴマーの収率を最大にしそして二量体化および
重合のような競合反応を最小にするために個々の触媒系
に使用される温度および圧力の最適条件は当該技術分野
の熟達者により容易に設定しうる。温度および圧力の条
件は好ましくは“Kファクター”が0.3ないし0.8
の範囲内の生成物スレートを生ずるように選ばれる。生
成物オレフィンの相対的割合を示すKファクターは log
〔Cn モル%〕のnに対するグラフ(nは個々の生成物
オレフィン中の炭素原子の数である)の傾斜から計算し
た〔Cn+2 〕/〔Cn 〕のモル比である。出発モノマー
の相対的割合は広範囲にわたり変えうる。適当にはエテ
ンのアルファオレフィンコモノマーに対する量はアルフ
ァオレフィンコモノマーのモルあたりエテン0.01な
いし100モル、好ましくはアルファオレフィンコモノ
マーのモルあたりエテン0.1ないし10モルの範囲内
にある。
【0006】反応器への導入前に形成させてもよくまた
はその場で形成させてもよい触媒系は、陽子と反応しう
る置換基を有するビス(シクロペンタジエニル)IVA族
金属化合物である第一成分と複数の硼素原子を含有する
嵩ばった陰イオンと陽子供与性陽イオンのイオン結合物
(該陰イオンは用いる反応条件下で実質的に非配位性で
ある)である第二成分の組合せを含む。斯て該陰イオン
は、供与された陽子と第一の化合物の受容体置換基の反
応により形成されるビス(シクロペンタジエニル)金属
構成要素に配位すべきでないかまたは少なくとも弱くし
か配位すべきでないことが意図される。通常は重合触媒
と見なされる該触媒系の例はEP−A−277003お
よび Hlatky 等、J. Am. Chem. Soc. 、1989、Vol.111
、2728−2729頁に見出される。第一成分は好ましくは
ジルコニウムまたはハフニウムの化合物である。該化合
物は好ましくは式(Cp)2 MR1 2 (式中、各Cp 基
は同一でも異なってもよく、置換または未置換シクロペ
ンタジエニル基を表わし、MはIVA族金属原子好ましく
はジルコニウムまたはハフニウムを表わし、そしてR1
およびR2 は同一でも異なってもよく、それぞれ水素原
子または置換または未置換炭化水素基を表わす)を有す
る。好ましくは各Cp 基は未置換シクロペンタジエニル
基またはペンタメチルシクロペンタジエニル基を表わ
す。R1 およびR2 は好ましくはメチルのようなアルキ
ル基である。
【0007】そのような錯体は知られておりそして例え
ば Lappert等、“Chemistry of Organo-Zirconium and
Hafnium Compounds ”、John Wiley &Sons 、に記載さ
れている径路により製造しうる。第二成分は好ましく
は、硼素を含有する実質的に非配位性の陰イオンとし
て、カルボラン陰イオン、適当には式B11CH12 - のカ
ルボラン陰イオンを含有し、一方陽イオンは好ましくは
陽子供与性陽イオン、好ましくはトリブチルアンモニウ
ムのような第四アンモニウム陽イオンである。代りに、
陽イオンは銀イオンのような金属陽イオンであってもよ
い。該カルボランは知られておりそして例えばShelly
等, JACS, 1985, Vol.107, 5955 −5959頁のそれのよう
な方法により製造しうる。テトラ( パーフルオロフエニ
ル) ボロン陰イオンのような他の嵩ばった硼素含有陰イ
オンを使用してもよい。触媒系は2つの成分を、好まし
くはトルエンのような溶媒中に溶解して、一緒に混合し
て均一触媒系を形成させることにより製造しうる。2つ
の化合物は一般に実質的に等モル量で用いられる。しか
し第一の化合物の第二の化合物に対するモル比は0.1
ないし5.0の範囲内で変えうる。
【0008】オリゴマー化は、必ずではないが一般に、
適当には触媒成分の溶媒でもある不活性液体溶媒中で実
施される。反応はバッチまたは連続操作で実施しうる。
触媒の活性に依って、1分ないし5時間の反応時間が適
当であることが見出された。適当な反応時間後、所望な
ら反応混合物にメタノールまたは他のアルコールのよう
な慣用の触媒失活剤を添加して反応を停止させてもよ
い。得られる混合オレフィンは好ましくは5ないし20
個の炭素原子の鎖長を有する。反応は好ましくは空気ま
たは湿気の不在下に実施される。生成物オレフィンは適
当には蒸留によって回収されそして更に所望ならオレフ
ィンの意図される最終用途に依って蒸留技術により分離
される。本発明を以下の実施例に関して更に記載する。
【0009】例1−9 以下の組成を有する触媒液AおよびBを製造した: 触媒液A ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル
(0.251g;1.00ミリモル)式Bu3NHB11
12のトリ−n−ブチルアンモニウム1−カルバドデカ
カルボレート(0.329g;1.00ミリモル)トル
エン300ml。 触媒液B 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(0.391g;1.00ミリモル)Bu3
HB11CH12(0.329g;1.00ミリモル)トル
エン300ml。 触媒液C ビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド
(1.0ミリモル)をジエチルエーテル中でメチルリチ
ウム(2.0ミリモル)と混合してその場でビス(シク
ロペンタジエニル)ハフニウムジメチルとした。エーテ
ルを除去しそしてトルエン(300ml)とトリ−n−ブ
チルアンモニウム1−カルバドデカカルボレート(1.
0ミリモル)を添加して触媒液Cとした。
【0010】触媒液A、BおよびCをエテンと1−ペン
テン(例1ないし3および8)、1−ブテン(例4)お
よびプロペン(例5および6)との表1に示した温度、
圧力および時間の条件下での共オリゴマー化に使用し
た。例7および9はコモノマーを添加しないエテンオリ
ゴマー化に関する比較例である。各場合に、トルエン
(300ml)と共にコモノマーを含有するオートクレー
ブ(500ml容量)に触媒液を添加し、次に反応器をエ
テンで加圧しそして反応温度に急速に加熱した。消費さ
れたエテンの連続的補充により圧力を維持した。所望の
反応時間の終りにメタノールでの処理または空気への曝
露により反応を停めた。生成物分布をガスクロマトグラ
フィにより測定しそして前記定義したKファクターを偶
数炭素数オレフィン(e−オレフィン)および奇数炭素
数オレフィン(o−オレフィン)の両方について各触媒
について線形回帰により計算した。結果を表1に示す。
分布数値は残留アルファオレフィンコモノマーを含むこ
とに留意されるべきである。
【0011】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴイレム・テルロウヴ オランダ国 1031 シー・エム アムス テルダム、バトホイスウエヒ 3 (56)参考文献 Journal of Polyme r Science:Part A:P olymer Chemistry,V ol.27(1989)p.623−637 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 2/02 - 2/36 C07C 11/02

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エテンと少なくとも1つの他のアルファ
    オレフィンをオリゴマー化条件下で、陽イオンと反応し
    うる置換基を含有するビス(シクロペンタジエニル)IV
    A族金属化合物である第一成分と複数の硼素原子を含有
    しそして反応条件下で実質的に非配位性である嵩ばった
    陰イオンおよび陽イオンを有する化合物である第二成分
    の組合せを含む触媒系の存在下に反応させそして線状オ
    レフィンを含むオリゴマー生成物を回収することを含む
    線状オレフィンの製造方法。
  2. 【請求項2】 他のアルファオレフィンコモノマーが1
    −ブテンを含む請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 1−ブテンがエテンオリゴマー化法から
    誘導されるC4 オレフィンフラクションから引出される
    請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 オリゴマー化が20ないし175℃の範
    囲内の温度で実施される請求項1−3のいずれかに記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 オリゴマー化が1ないし100バールの
    範囲内の圧力で実施される請求項1−4のいずれかに記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 オリゴマー化条件が0.3ないし0.8
    の範囲内のKファクターを有するオレフィン生成物を生
    ずるように選ばれた請求項1−5のいずれかに記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 エテンのアルファオレフィンコモノマー
    に対する比がコモノマーの1モルあたりエテン0.1な
    いし100モルの範囲内である請求項1−6のいずれか
    に記載の方法。
  8. 【請求項8】 触媒系の第一成分が式(Cp)2 MR1
    2 (式中、各Cp 基は同一でも異なってもよく、置換ま
    たは未置換シクロペンタジエニル基を表わし、MはIVA
    族金属原子を表わし、そしてR1 およびR2 は同一でも
    異なってもよく、それぞれ水素原子または置換または未
    置換炭化水素基を表わす)の化合物である請求項1−7
    のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】 Mがジルコニウムまたはハフニウムであ
    る請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 各Cp 基が未置換シクロペンタジエニ
    ル基またはペンタメチルシクロペンタジエニル基を表わ
    しそしてR1 およびR2 がそれぞれアルキル基である請
    求項8または9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 触媒系の第二成分が実質的に非配位性
    の陰イオンとしてカルボラン陰イオンを含む請求項1−
    10のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項12】 触媒系の第二成分が陽子供与性陽イオ
    ンを含む請求項1−11のいずれかに記載の方法。
  13. 【請求項13】 触媒系の第二成分がトリアルキルアン
    モニウムカルボランであり、カルボラン陰イオンが式B
    11CH12 - で表わされる請求項11または12に記載の
    方法。
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