JP4145964B2 - 遷移金属化合物 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、オレフィン類の重合に使用して有効な双性イオン中性遷移金属化合物に関する。このように、アルミノオキサン類、例えば、メチルアルミノオキサン(MAO)の助触媒としての使用は、省くことができるが、なお高触媒活性を達成する。
【0002】
【従来の技術】
メタロセン類を使用するチーグラー−ナッター(Ziegler-Natta)重合における式R3M+(M=Ti、Zr、Hf)のカチオン性14−電子錯体の役割は、一般に認識されている(M. Bochmann, Nacr. Chem. Techn. 1993, 41, 1220)。
【0003】
MAOは、従来、最も有効な助触媒であるが、大過剰に使用する必要があり、式R3M+(M=Ti、Zr、HF)で表されるカチオン性アルキル錯体の合成は、MAOを含まない触媒へのルートを提供し、これらのあるものは、かなりの活性を有する。
【0004】
カチオン性アルキル錯体は、
(a) メタロセン−ジアルキル錯体の、例えば、AgBPh4または[Cp2Fe][BPh4]での酸化によるか、
(b) メタロセン−アルキル化合物の、例えば、極めて安定な、非塩基性テトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオン(例えば、[PhMe2NH]+[B(C6H5)4]-の弱酸アンモニウム塩でのプロトリシスによるか、または、
(c) メタロセン−アルキル化合物からの強ルイス酸によるアルキル基の引き抜きによって製造することができる。ここで使用することのできるルイス酸は、塩(Ph3C+BR4 -)または強い中性のルイス酸、例えば、B(C6F5)3である。
【0005】
J. Organomet. Chem. 1970, 22, 659は、テトラメチルチタンのトリフェニルボランまたはトリベンジルボランとの反応を記載している。
【0006】
J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 3623は、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを使用するメタロセン−アルキル化合物からのアルキル基の引き抜きによって生成する“カチオン様(cation-like)”のメタロセン重合触媒の合成を記載している。[1,2−(CH3)2C5H3]2−ZrCH3]+[CH3B(C6H5)3]-の結晶構造は、ボレートアニオンのCH3基が金属中心に弱く配位した塩様の構造を示す。EP 427, 697は、この合成原理と、中性のメタロセン種(例えば、Cp2ZrMe2)、ルイス酸(例えば、B(C6H5)3)およびアルミニウムアルキル類を含む対応する触媒システムとを特許請求している。
【0007】
EP 520,732は、上記説明した原理に従う一般式LMX+XA-で表される塩を製造するための方法を特許請求している。
【0008】
EP 558,158は、メタロセン−ジアルキル化合物と式[R3NH]+[BPh4]-の塩とから製造される双性イオン触媒システムを特許請求している。このような塩のCp*2ZrMe2との反応は、メタン脱離によるプロトリシスによって、中間体ジルコノセン−メチルカチオンを発生し、これが、テトラフェニルボレート炭素−水素結合のC−H活性化およびメタンのリニュー(renewed)脱離後、反応して、双性イオンCp*2Zr+−(m−C6H4)−B-Ph3を与える。Zr原子は、ここで、フェニル環の炭素原子と共有結合し、アゴスチック(agostic)水素結合を介して安定化される。この反応原理に従えば、メタロセン−ジアルキル種の第1工程における過フルオロ化された[R3NH]+[B(C6F5)4]-塩でのプロトリシスは、同様に、カチオン種を形成し、続く、反応(C−H活性化)によって、双性イオン錯体を与える[すなわち、金属原子は、“前者(former)”のアニオンと共有結合する。]ことは、不可能である。この方法は、また、アルキル基Rが互いに環式結合した、メタロセン類Cp2MR2、例えば、Cp2Zr(2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン)を使用する。式[Cp2Zr−R−RH]+[B(C6F5)4]-で表される塩が、プロトノリシスの後に形成される。
【0009】
米国特許5,198,401は、過フルオロ化されたテトラフェニルボレートアニオンを有するジメチルアニリニウム塩を用いる対応するシステムを特許請求している。この引例は、また、アルキル基Rが互いに環式に結合しているメタロセン類Cp2MR2、例えば、Cp2Zr−(2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン)を用いる。プロトノリシス後、式[Cp2Zr−R−RH]+[B(C6F5)4]-で表される塩が、同様に、形成される。EP 277,003、EP 277,004、EP495,375およびWO 91/14713は、同様の方法原理に従うシステムを特許請求している。
【0010】
式[R3M]+[BR4]-(M=Ti、Zr、Hf)で表されるカチオン性システムを製造するために上記した方法は、カチオン化試薬[R3NH+BR4 -]が合成するのに複雑な場合が多く、高コストであることが多いという欠点を有する。また、アミンR3Nが、プロトノリシス後のアンモニウム塩から形成され、立体的に障害されていない金属中心の場合に、このアミンが強ルイス酸R3M+カチオンに配位することができ(米国特許 5,198,401)、かくして、重合活性が低下する。
【0011】
構造Cp2Zr+−m−C6H4B-Ph3の双性イオン錯体は、出発化合物が高価であり、合成が複雑であり、重合活性が低いという欠点を有する。
【0012】
それらの塩様の特性ゆえに、構造[Cp2MR]+[RB(C6F5)3]-で表されるカチオンシステムは、加水分解に極めて鋭敏であり、工業的規模で使用することが限られている。これらのシステムに対して観測される活性は、上記した安定性の問題点ゆえに低く、恐らく、金属中心に対して、ボレートアニオンのアルキル基が強く配位することが多い。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の欠点を回避する遷移金属化合物を見いだすことである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
さて、特定の双性イオン遷移金属化合物によって上記目的が達成されることが見いだされた。
【0015】
したがって、本発明は、式I:
【化7】
[式中、Lは、同一であっても、異なっていてもよく、各々、π−配位子または電子供与体であり、nは、1、2、3または4に等しく;
Mは、元素の周期律表のIIIb族、IVb族、Vb族またはVIb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Aは、元素の周期律表のIb族、IIb族、IIIa族、IIIb族、IVa族、Va族、Vb族、VIb族、VIIb族またはVIIIb族の金属原子であり;
R1は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、過ハロゲン化されたC1〜C40炭化水素基であり、mは、1、2、3、4または5に等しい。]
で表される双性イオン遷移金属化合物を提供する。
【0016】
金属原子MおよびAは、構造素子XおよびBを介して、共有結合によって互いに結合している。Xがアリル単位である場合、Xの金属原子Mに対する結合は、σ−アリルまたはπ−アリル結合であってもよい。π−配位子は、好ましくは、非置換または置換シクロペンタジエニル基、例えば、2−メチルシクロペンタジエニル、インデニル、2−メチルインデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、2−メチル−4,5−ベンゾインデニル、2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル、4,5−ベンゾインデニル、フルオレニル、4,7−t−ブチルフルオレニルまたは2−メチル−4(2−ピリジル)インデニルである。
【0017】
本発明の目的に対し、電子供与体は、元素の周期律表のIVa族、Va族、VIa族またはVIIa族原子であり、これは、置換基、例えば、C1〜C20炭化水素基を有してもよい。R4がC1〜C20アルキルまたはC6〜C14アリールである、O、NR4 2、NR4、NR4 3、PR4 2、PR4、PR4 3、S、P(OR4)2、P(OR4)またはClが好ましい。
【0018】
二つの基Lは、ブリッジ(Z)を介して、互いに結合していてもよい。
【0019】
ブリッジZは、好ましくは、
【化8】
[式中、R2およびR3は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C10フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、Xは、0〜18の数であるか、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、R2または/およびR3は、Lに結合していてもよく、M2は、ケイ素、ゲルマニウムまたは錫である。]
である。
【0020】
Zは、また、2以上の同一または異なる基LnM+XBA-R1 mを互いに結合させていてもよい。
【0021】
本発明の目的に対し、ヘテロ原子は、炭素と水素とを除く元素の周期律表のいずれの原子であってもよい。O、SおよびNが好ましい。
【0022】
炭化水素基XおよびBは、飽和されていても、不飽和であってもよく、直鎖もしくは分岐であってもよく、例えば、C1〜C20アルキル基、C6〜C14アリール基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基またはC8〜C40アリールアルケニル基であってもよい。芳香族構造素子を有する置換または非置換アルキル基が好ましい。
【0023】
Mが元素の周期律表のIIIb族の元素である時、n=1が好ましく、Mが元素の周期律表のIVb族の金属原子である時、n=2が好ましく、Mが元素の周期律表のVb族の元素である時、n=3が好ましい。
【0024】
R1は、ハロゲン、例えば、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素で過ハロゲン化されているC1〜C40炭化水素基、特に、過ハロゲン化されたC1〜C30アルキル基、例えば、トリフルオロメチル、ペンタクロロエチル、ヘプタフルオロイソプロピルもしくはモノフルオロイソブチル、または、過ハロゲン化されたC6〜C30アリール基、例えば、ペンタフルオロフェニル、ヘプタクロロナフチル、ヘプタフルオロナフチルもしくはヘプタフルオロトリルである。
【0025】
式中、Mが、元素の周期律表のIVb族の金属原子、例えば、チタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり;
nが、2に等しく;
Lが、同一であっても、異なっていてもよく、各々、二つの基Lが互いにブリッジZを介して結合していてもよい、置換もしくは非置換シクロペンタジエニル基であり;
Zが、二つのフラグメントLnM+XBA−R1 mを互いに結合させるCR2R3もしくはSiR2R3または単位Si−(CR2R3)x−Si−(式中、Xは、0〜10の整数であり、好ましくは、x=6である。)であり;
XおよびBが、合わさって、飽和もしくは不飽和であり、C1〜C20炭化水素基で置換されていてもよい、3員環〜5員環(C3〜C5)アルキル鎖を形成し;Aが、元素の周期律表のIb族、IIb族、IIIa族、IVa族、Va族、Vb族の金属であり;
R1が、同一であっても、異なっていてもよく、各々、1〜20個の炭素原子を有する、過フルオロ化されたアルキルまたはアリール基であり;
mが、2、3または4に等しい;
式Iで表される化合物が、特に好ましい。
【0026】
式中、Mが、ジルコニウムであり;
nが、2に等しく;
Lが、同一であっても、異なっていてもよく、各々、二つの基Lが互いにブリッジZ(Zは、CR2R3またはSiR2R3である)を介して結合している、置換シクロペンタジエニル基であり;
XおよびBが、合わさって、その水素原子がC1〜C20アルキル基よって置換されていてもよい不飽和4員環(C4)アルキル鎖を形成し;
Aが、ホウ素原子であり;
R1が、同一であり、各々、ペンタフルオロフェニル基(C6F5)であり;
mが、3に等しい;
式Iで表される化合物が、とりわけ、特に好ましい。
【0027】
本発明の化合物の例は、
ビス(シクロペンタジエニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ビス(メチルシクロペンタジエニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ビスインデニルZr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)シランZr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ビス(2−メチルベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビスインデニルZr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチルベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルインデニル)(4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(インデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
[4−η5−シクロペンタジエニル−4,7,7−トリメチル−(η5−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビスインデニルZr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;ジメチルシランジイルビス(2−メチルベンゾインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルインデニル)(4−フェニルインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+OCH2CH2CH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビスインデニルZr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;ジメチルシランジイルビス(2−メチルベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルインデニル)(4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビスインデニルZr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチルベンゾインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルベンゾインデニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイル(2−メチルインデニル)(4−フェニルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2C(CH3)C(CH3)CH2B-(CF3)3;
メチルフェニルメチレン(フルオレニル)(シクロペンタジエニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジフェニルメチレン(フルオレニル)(シクロペンタジエニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
イソプロピリデン(3−メチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイル(3−t−ブチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジフェニルシランジイル[3−(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル](フルオレニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビス(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビスインデニルZr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイル(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイル(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイル(2−メチルインデニル)(4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
フェニルメチルシランジイルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビスインデニルZr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレン(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレン(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレン(2−メチルインデニル)(4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−エチル−4,6−ジイソプロピルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
エチレンビス(2−エチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
1,6−{ビス[メチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}ヘキサン;
1,6−{ビス[メチルシリルビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}ヘキサン;
1,6−{ビス[メチルシリルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}ヘキサン;
1,6−{ビス[メチルシリルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}ヘキサン;
1,6−{ビス[メチルシリル(2−メチル−4−フェニルインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}ヘキサン;
1,2−{ビス[メチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}エタン;
1,2−{ビス[メチルシリルビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}エタン;
1,2−{ビス[メチルシリルビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}エタン;
1,2−{ビス[メチルシリルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}エタン;
1,2−{ビス[メチルシリル(2−メチル−4−フェニルインデニル)(2−メチルインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3]}エタン;
である。
【0028】
式Iで表される新規遷移金属化合物の製造方法は、以下の反応スキームによって示される。
【0029】
【化9】
式II、式IIIおよび式IV中のL、n,M、X、B、A、R1およびmは、式Iで定義された通りであり、Halは、ハロゲン原子、例えば、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素である。
【0030】
式IIで表される化合物は、文献に記載されている(J. Okuda, Topics in Current Chemistry, Vol. 160; Springer Verlag, Berlin, Heidelberg 1991, page 97)。不活性溶剤中の式IIで表される化合物の式IIIで表されるジアニオン化合物、例えば、1,4−ブタンジイルリチウムまたは2−ブテン−1,4−ジイルマグネシウムとの反応は、塩の脱離、および、M−XまたはM−B結合が化合物X−Bの金属原子Mへの共有結合または配位である環式システムIVの形成をもたらす。
【0031】
式IVで表される化合物は、有機溶剤、例えば、トルエン、ベンゼン、塩化メチレン、四塩化炭素および石油スピリット中、式AR1 mで表されるルイス酸と反応させ、式Iで表される化合物を与えることができる。
【0032】
式Iで表される新規遷移金属化合物は、単離することもできるし、さらなる反応に直接使用することもできる。式Iで表される化合物は、また、中間体を単離することなく製造することができ、メタロセンジハライド、ジアニオン化合物およびルイス酸からの単一容器反応の最終工程は、重合用に直接使用することができる。
【0033】
このための適当な溶剤は、脂肪族または芳香族溶剤、例えば、ヘキサンもしくはトルエン、または、ハロゲン化された炭化水素類、例えば、塩化メチレン、あるいは、ハロゲン化された芳香族炭化水素、例えば、o−ジクロロベンゼンである。
【0034】
式Iで表される新規化合物を製造するためのさらなる可能性は、例えば、メタロセン−ビスオレフィン錯体またはメタロセン−オレフィン−アルデヒド錯体のエレクトロサイクリック(electrocyclic)閉環反応による式IVで表されるメタロサイクルの形成および続くAr1 mとの反応を含む。
【0035】
本発明は、また、式Iで表される少なくとも一つの遷移金属化合物を含有する触媒の存在中での、少なくとも一つのオレフィンの重合によってオレフィンポリマーを製造するための方法に係る。重合は、単独重合であっても、共重合であってもよい。
【0036】
式Ra−CH=CH−Rb[式中、RaおよびRbは、同一であっても、異なっていてもよく、各々、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アルキルヒドロキシ基、アルデヒド基、カルボン酸基もしくはカルボキシエステル基、または、1〜20個、特に、1〜10個の炭素原子を有する飽和もしくは不飽和炭化水素基であり、これが、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アルキルヒドロキシ基、アルデヒド基、カルボン酸基もしくはカルボキシエステル基で置換されていてもよい基であるか、あるいは、RaおよびRbは、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成してもよい。]で表されるオレフィン類を重合することが好ましい。このようなオレフィン類の例は、1−オレフィン類、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、スチレン、環式オレフィン類、例えば、ノルボルネン、ビニルノルボルネン、テトラシクロドデセン、エチリデンノルボルネン、ジエン類、例えば、1,3−ブタジエンもしくは1,4−ヘキサジエン、ビスシクロペンタジエンもしくはメチルメタクリレートである。特に、プロピレンまたはエチレンは、単独重合され、エチレンは、一以上のC3〜C20−1−オレフィン類、特に、プロピレンと共重合され、および/または、一以上のC4〜C20−ジエン類、特に、1,3−ブタジエンと共重合され、あるいは、ノルボルネンとエチレンとは、共重合される。
【0037】
重合は、好ましくは、−60〜300℃の温度で行われ、特に好ましくは、30〜250℃で行われる。圧力は、0.5〜2,500バールであり、好ましくは、2〜1,500バールである。重合は、一以上の工程で、溶液中、懸濁液中、ガス相または超臨界媒体中、連続的またはバッチ的に行うことができる。
【0038】
式Iで表される2種以上の遷移金属化合物の混合物を使用することもまた可能である。この意味により、多種多様な分子量分布を有するポリオレフィン類が得られる。
【0039】
予備重合は、式Iの化合物を用いることによって行うことができる。予備重合に対しては、重合に使用されるオレフィン(類)またはその一つを用いることが好ましい。
【0040】
式Iで表される化合物は、また、特にその粒子形態学を調節するために、担体に担持することもできる。適当な担持材料は、例えば、シリカゲル、酸化アルミニウム、固体アルミノオキサンまたはその他の無機担体材料、例えば、塩化マグネシウムである。もう一つの適当な担体材料は、微細に粉砕した形態のポリオレフィン粉末である。
【0041】
担持された触媒システムは、粉末としてまたは溶剤とともに再懸濁してもよく、不活性懸濁媒体中の懸濁液として、重合システムに計量することもできる。
【0042】
オレフィン中に存在する触媒毒を除去するには、アルミニウムアルキル、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムまたはトリイソブチルアルミニウムを用いる精製が有効である。この精製は、重合システムそれ自体またはオレフィン中のいずれかで行うことができ、Al化合物と接触させ、続いて、重合システムにそれを添加する前に、再度、分離する。
【0043】
必要とあらば、分子量調節剤および/または活性を増大させるために、水素を添加する。重合システムにおける全圧は、0.5〜2,500バール、好ましくは、2〜1,500バールである。
【0044】
式Iで表される化合物は、ここで、遷移金属基準で、溶剤のdm3当たりまたは反応器体積のdm3当たり、好ましくは、10-3〜10-8mol、特に好ましくは、10-4〜10-7mol使用される。
【0045】
重合が懸濁重合もしくは溶液重合として行われる場合、チーグラーの低圧法に慣用的な不活性溶剤が使用される。例えば、重合は、脂肪族または環式脂肪族炭化水素中で行われ、このような溶剤の例としては、プロパン、ブタン、ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンが挙げられる。さらに、石油または水添されたデイーゼルオイル画分を使用することもできる。トルエンを使用することも可能である。重合を液体モノマー中で行うことが好ましい。
【0046】
不活性溶剤を使用する場合、モノマー類は、ガス状または液状の形態で計量される。
【0047】
本発明に従い使用される触媒システムは、時間の経過につれ、重合活性が幾分低下するので、重合を持続させることが望ましいこともある。
【0048】
触媒を添加する前に、特に、担持触媒システム(式Iで表される少なくとも一つの新規化合物、担持材料、および/または微細に粉砕されたポリオレフィン粉末を含有する)、もう一つのアルミニウムアルキル化合物、例えば、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、トリオクチルアルミニウムまたはイソプレニルアルミニウムを、(例えば、オレフィン中に存在する触媒毒を除去するために)、追加して、反応器に加え、重合システムを安定化させるのがよい。これは、反応器内容物kg当たり、Al濃度100〜0.01mmolで、重合システムに加える。反応器内容物kg当たりAl濃度10〜0.1mmolのトリイソブチルアルミニウムおよびトリエチルアルミニウムが好ましい。これは、担持触媒システムの合成に選択されるAl/Mモル比を小さくすることを可能とする。
【0049】
式Iで表される新規化合物は、オレフィン重合のための高活性触媒成分である。
【0050】
原理的には、重合反応における助触媒の使用は、必要ではなく、すなわち、式Iで表される新規化合物は、助触媒、例えば、アルミノオキサンを必要とすることなく、オレフィン重合用の触媒として使用することができる。
【0051】
【実施例】
以下の実施例は、本発明を例示するためのものである。
【0052】
一般処方:有機金属化合物の製造および取り扱いは、アルゴン保護下、空気と水分とを排除して行った[シュレンクの技術(Schlenk technique)]。必要とされる溶剤は、全て、適当な乾燥剤上で数時間沸騰させ、続いて、蒸留することにより、使用前に、乾燥させた。
【0053】
化合物は、1HNMR、13C−NMRおよびIR分光法を用いて、特性決定した。
【0054】
A. 式IVで表される化合物の合成
ブタジエン錯体の調製は、G. Erker, K. Engel, Ch. Sarter in R. B. King, J. J. Eisch, Organometallic Synthesis, Vol. 3, Academic Press, New York 1986, 529に従い行った。
【0055】
実施例 1:
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)−ジルコニウム(η4−ブタジエン):
−40℃に冷却した、ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロライド5.0g(8.67mmol)と(2−ブテン−1,4−ジイル)マグネシウムビステトラヒドロフラン(“ブタジエンマグネシウム”)2.3g(10.4mmol, 1.2当量)との混合物に、トルエン(−40℃に予備冷却した)100mlを加える。激しく撹拌しつつ、混合物を緩やかに室温まで暖める。4時間撹拌後、未反応のブタジエンマグネシウムと形成された塩化マグネシウムとからガラス濾板(frit)を介して、暗赤色の溶液を分離する。濾液を蒸発乾固し、残渣を10mlのペンタンで洗浄する。これは、濃い赤色の粉末4.4g(70%)を与える。
【0056】
実施例 2:
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)−ジルコニウム(η4−ブタジエン):
−40℃に冷却した、ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド5.0g(7.95mmol)と(2−ブテン−1,4−ジイル)マグネシウムビステトラヒドロフラン(“ブタジエンマグネシウム”)2.1g(9.5mmol, 1.2当量)との混合物に、トルエン(−40℃に予備冷却した)100mlを加える。激しく撹拌しつつ、混合物を緩やかに室温まで暖める。4時間撹拌後、未反応のブタジエンマグネシウムと形成された塩化マグネシウムとからガラス濾板(frit)を介して、暗赤色の溶液を分離する。濾液を蒸発乾固し、残渣を10mlのペンタンで洗浄する。これは、赤褐色の粉末3.5g(72%)を与える。
【0057】
B. 式Iで表される化合物の合成:
実施例 3:
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)−ジルコニウム(η4−ブタジエン)3.0g(5.35mmol)をトルエン100mlに溶解し、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン3.01g(5.88mmol, 1.1当量)を添加する。反応溶液を室温で24時間撹拌放置し、続いて、濃い暗褐色の懸濁液を蒸発させ、その体積を半分とする。沈殿を濾去し、10mlのペンタンで洗浄する。これは、溶解性の乏しい赤褐色の粉末5.27g(92%)を与える。
【0058】
実施例 4:
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)−Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3;
ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウム(η4−ブタジエン)3.0g(4.90mmol)をトルエン100mlに溶解し、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン2.76g(5.39mmol, 1.1当量)を添加する。反応溶液を室温で24時間撹拌放置し、続いて、濃い暗褐色の懸濁液を蒸発させ、その体積を半分とする。沈殿を濾去し、10mlのペンタンで洗浄する。これは、溶解性の乏しい赤褐色の粉末4.84g(88%)を与える。C. 重合例
実施例 5:
トルエン20ml中のビスシクロペンタジエニルジルコニウム(η4−ブタジエン)11mgをトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン20.4mgのトルエン20ml溶液と混合することによって触媒溶液を調製する。トルエン900mlに10重量%強のTIBAトルエン溶液の1mlを添加し、続いて、この触媒溶液1mlを添加する。
【0059】
重合させるために、この溶液を不活性1.5dm3の撹拌反応器内に入れ、70℃に加熱し、エチレンの圧力7バールで、重合を行う。2時間後、反応器を排気し、懸濁液からポリマーを濾過し、アセトンで洗浄し、減圧乾燥オーブン中で12時間乾燥させる。これは、GPCにより、Mw297,000g/molとMw/Mn2.5とを有するポリエチレン38gを与える。
【0060】
実施例 6:
高純度エチレンを用い、TIBAを添加しない以外は、実施例5の重合を繰り返す。これは、同一の性質を有するポリエチレン37gを与える。
【0061】
実施例 7:
2mlの触媒溶液を添加し、100mlの1−ヘキセンを最初に反応器に加え、続いて、5バールのエチレンを加えた以外は、実施例5の重合を繰り返す。30分後、反応器を排気し、メタノールを用いて、重合を停止し、ポリマーを懸濁液から濾過し、アセトンで洗浄し、減圧乾燥オーブン中で12時間乾燥させる。これは、(13C−NMRにより)、5.2mol%のヘキセンを含有し、GPCにより、Mw60,000g/molとMw/Mn2.6とを有するエチレン/1−ヘキセンコポリマー25gを与える。2次加熱のDSC融点は、110℃である。
【0062】
実施例 8:
前もってエテンで完全にフラッシした1.5dm3のオートクレーブに、85重量%強のノルボルネンのトルエン溶液600cm3を充填する。エテンを用いる繰り返し加圧(18バール)により、溶液をエテンで飽和する。4−(η5−シクロペンタジエニル)−4,7,7−トリメチル−(η5−4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)32.28mgの10mlトルエン懸濁液を反応器に加え、かくして、調製した(水素調節の場合、水素は、この時点で注入することができる。)。撹拌しつつ、重合は、1時間行い、エテン圧力は、さらなる量計量することによって、18バールに保持した。
【0063】
反応時間の終了後、重合混合物は、容器に取り、直ちに、アセトン5dm3に導入し、混合物を10分間撹拌し、続いて、沈殿した生成物を濾去した。濾過ケークを、各々、10%強の塩化水素酸とアセトンとで交互に3回洗浄した。ついで、水で中性になるまで洗浄し、残渣をアセトンでスラリーとし、再び、濾過した。かくして精製したポリマーは、80℃で15時間減圧(0.2バール)乾燥した。乾燥後、ガラス転移温度179℃、粘度数52cm3/g、引っ張り強さ59MPaおよび破断時の伸び3.1%を有する無色のポリマー224gを得た。活性は、ポリマー/(時×mmol)で80.5kgであった。
【0064】
実施例 9:
ビスシクロペンタジエニルジルコニウム(η4−ブタジエン)106mg(0.385mmol)をトルエンに溶解し、B(C6F5)3186mg(0.363mmol)のトルエン溶液を添加した。触媒の形成は、濁りまたは沈殿を生ずることによって認めることができる。
【0065】
これと並んで、乾燥16dm3の反応器を最初に窒素でフラッシし、続いて、プロピレンでフラッシし、ついで、液体プロピレン10dm3を充填した。15cm3のトリイソブチルアルミニウム(炭化水素中20%強、12mmol)を、ついで、反応器に加え、混合物を30℃で15分間撹拌した。続いて、触媒懸濁液を反応器に加え、重合温度70℃(4℃/分)まで加熱し、冷却することによって、重合システムを70℃に1時間保持した。20mlのイソプロパノールを添加することによって、重合を停止した。過剰のモノマーを排気し、溶剤の残渣を減圧で除去した。これは、液体のアタクチックポリプロピレン850gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)8kgであった。
【0066】
VN=5cm3/g、Mw=1,500g/mol、Mw/Mn=3.2。
【0067】
実施例 10:
ラセミ(rac)のジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−1−インデニル)ジルコニウム(η4−ブタジエン)10mg(17.9μmol)を10mlのトルエンに溶解し、B(C6F5)39.2mg(18μml)のトルエン溶液10mlを添加した。触媒の形成は、濁りまたは暗色の沈殿を生ずることによって認めることができる。実施例9と同様の方法によって70℃で重合を行った。過剰のモノマーを排気し、ポリマー粉末を減圧で乾燥させた。これは、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,500gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)250kgであった。
【0068】
VN=240cm3/g、mp.=148.7℃、Mw=298,000g/mol、Mw/Mn=2.2、MFI(230/2.16)=3.2dg/分。
【0069】
実施例 11:
10cm3のトルエンに溶解したラセミ(rac)のジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウム(η4−ブタジエン)3mg(4.8μmol)を10cm3のトルエンに溶解した2.5mg(4.9μmol)のB(C6F5)3と反応させた以外は、実施例10からの触媒懸濁液の調製を繰り返した。重合は、触媒懸濁液を反応器に加えた後、60℃で行った。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,250gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)750kgであった。
【0070】
VN=620cm3/g、mp.=155℃、MFI(230/5)=0.35dg/分。
【0071】
実施例 12:
10cm3のトルエンに溶解したラセミ(rac)のジメチルシランジイルビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウム(η4−ブタジエン)10mg(21μmol)を10cm3のトルエンに溶解したB(C6F5)310.7mg(21μmol)と反応させた以外は、実施例10からの触媒懸濁液の調製を繰り返した。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末1,900gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)190kgであった。
【0072】
VN=180cm3/g、mp.=145℃、Mw=192,000、Mw/Mn=2.2、MFI(230/2.16)=12dg/分。
【0073】
実施例 13:
10cm3のトルエンに溶解したフェニルメチルメチレンフルオレニルシクロペンタジエニルジルコニウム(η4−ブタジエン)10mg(20.2μmol)を10cm3のトルエンに溶解したB(C6F5)310.7mg(21μmol)と反応させた以外は、実施例10からの触媒懸濁液の調製を繰り返した。重合は、シンジオタクチックポリプロピレン粉末1,100gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)110kgであった。
【0074】
VN=137cm3/g、mp.=133℃、Mw=122,000g/mol、Mw/Mn=2.3
実施例 14:
反応器調製:
窒素で繰り返しフラッシした1,500mlの反応器に、85重量%強のノルボルネンのトルエン溶液1,000mlを充填し、溶液を70℃まで加熱した。エチレンで繰り返し加圧(16バールゲージ圧力)することによって、溶液をエチレンで飽和させた。20%強のトリエチルアルミニウムのトルエン溶液2mlを圧抜きした反応器にエチレンの向流で加え、続いて、混合物を15分間撹拌した。触媒調製:
トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン12.6mg(0.025mmol)のトルエン1.26ml溶液を(ブタジエン)イソプロピレン(1−インデニル)シクロペンタジエニルジルコニウム9.0mg(0.025mmol)のトルエン0.9ml溶液に加えた。触媒混合物を室温で25分間予備活性化した。
【0075】
重合および単離:
触媒混合物を調製した反応溶液に加え、続いて、可能な限り迅速にエチレン圧力16バールを加えた。重合は、約750rpmで撹拌しつつ、70℃で2時間行い、エチレンの圧力は、16バールで一定に保った。
【0076】
反応を終了させるために、反応器を最初に排気し、続いて、反応溶液を容器に取り出した。ポリマーは、2,500mlのアセトン中で沈殿し、5分間撹拌後、濾過した。濾過ケークは、10%強の塩化水素酸とアセトンとで交互に繰り返し洗浄した。それは、続いて、中性になるまで、水で洗浄し、1,000mlのアセトンを添加した後、濾過した。かくして精製された粉末は、圧力0.2バール、温度80℃で、15時間乾燥させた。
【0077】
特性決定:
乾燥後、無色の粉末30gが得られた。これは、活性(ポリマー/時×メタロセンのmmol)610gに匹敵する。粘度数106cm3/gおよびガラス転移温度135℃は、ポリマーについて測定した。融点は、熱分析を用いては、検知されなかった。
【0078】
実施例 15:
ラセミ(rac)のジメチルシランジイルビス(2−メチル−1−インデニル)Zr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)330mg(31μmol)を30mlのトルエンに溶解した。SiO210gを触媒溶液に入れて撹拌し、均一な分布を達成する。ついで、溶剤から固体を濾去し、10mlのトルエンで2回洗浄する。
【0079】
これと並んで、乾燥16dm3の反応器を最初に窒素でフラッシし、続いて、プロピレンでフラッシし、10dm3の液体プロピレンを充填した。ついで、15cm3のトリイソブチルアルミニウム(炭化水素中20%強、12mmol)を反応器に加え、混合物を30℃で15分間撹拌した。続いて、触媒懸濁液を反応器に加え、重合温度70℃まで(4℃/分で)加熱し、重合システムは、冷却により、70℃に1時間保持した。重合は、20mlのイソプロパノールの添加によって停止した。過剰のモノマーを排気し、溶剤残渣は、減圧で除去した。
【0080】
重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2.5kgを与える。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)83kgであった。
【0081】
VN=184cm3/g、mp.=145℃、Mw=193,000g/mol、Mw/Mn=2.2。
【0082】
反応器は、壁またはスターラに付着物がなかった。
【0083】
実施例 16:
(a) 触媒成分の調製
ビスシクロペンタジエニルジルコニウム(η4−ブタジエン)1μmolのトルエン1ml溶液を10mlトルエン中トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン1μmol溶液に添加し、反応時間15分間の後、減圧で蒸発させ、体積2mlとする。これと並んで、200μm未満の篩画分(sieve fraction)中の登録商標アキュレル(RAccurel)LDPE粉末4gを減圧で乾燥し、アルゴンでフラッシする。担体粉末を触媒溶液中で撹拌し、均一な分布を達成する。
【0084】
(b) 重合
乾燥1.5dm3撹拌反応器を窒素でフラッシして酸素を除去し、0.9dm3の不活性デイーゼルオイル(沸点100〜120℃)を充填する。エチレンでフラッシ後、それを70℃まで加熱し、触媒を粉末として添加する。続いて、追加の活性剤を加えることなく、圧力7バールエチレンで重合を行う。1時間後、反応器を排気し、ポリマーを懸濁液から濾過し、減圧乾燥オーブン中で12時間乾燥させる。これは、嵩密度0.253kg/dm3と粘度数VN389cm3/gとを有するポリエチレン粉末18gを与える。多分散性Mw/Mnは、GPCにより、2.6である。反応器は、壁またはスターラに付着物を示さない。
【0085】
実施例 17:
(a) 触媒成分の調製
実施例15と同様の方法を用いて、ビスシクロペンタジエニルZr+CH2CHCHCH2B-(C6F5)3をSiO2に担持させた。
【0086】
(b) エチレンの気相重合
研磨した壁を有する2dm3のオートクレーブ中で、エチレンの気相重合を行った。種床(seed bed)として、10gのポリエチレン粉末を初期充填し、壁の周りに、ダブルヘリックススターラ(double-helix stirrer)を用いて、流動床を機械的に生じさせた。圧力ビューレット(pressure burette)を介して、最初に、イソペンタン2cm3中のトリイソブチルアルミニウム助触媒(2mmol)を、続いて、触媒混合物1g(Zr19.2μmol)を計量した。続いて、エチレンの分圧8バールと温度80℃で1時間重合を行い、オートクレーブを排気することにより、終了させた。
【0087】
これは、活性メタロセン(PE/mmol)6.2kgに匹敵する、VN309ml/gを有するポリエチレン118gを与えた。
【0088】
実施例 18:
10cm3のトルエンに溶解した10mg(24μmol)のジメチルメチレン−9−フルオレニルシクロペンタジエニルジルコニウム(4−ブタジエン)を10cm3のトルエンに溶解した12.8mg(25μmol)のB(C6F5)3と反応させた以外は、実施例10の触媒懸濁液の調製を繰り返した。触媒懸濁液を反応器に60℃で計量した後、重合を行った。重合は、シンジオタクチックポリプロピレン粉末900gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)90kgであった。
【0089】
VN=92cm3/g、mp.=126℃、Mw=63,000g/mol、Mw/Mn=2.1。
【0090】
実施例 19:
10cm3のトルエンに溶解した5mg(8μmol)のラセミのジメチルシランジイルビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピル−1−インデニル)ジルコニウム(4−ブタジエン)を10cm3のトルエンに溶解した4.1mg(8.1μmol)のB(C6F5)3と反応させた以外は、実施例10の触媒懸濁液の調製を繰り返した。触媒懸濁液を反応器に60℃で計量した後、重合を行った。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,100gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)420kgであった。
【0091】
VN=423cm3/g、mp.=154℃、MFI(230/5)=3.1dg/分、Mw=588,000g/mol、Mw/Mn=3.5。
【0092】
実施例 20:
実施例11の触媒懸濁液の調製を繰り返した。触媒懸濁液を反応器に70℃で計量した後、重合を行った。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,800gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)933kgであった。
【0093】
VN=544cm3/g、mp.=154℃、MFI(230/5)=1.3dg/分、Mw=741,000g/mol、Mw/Mn=2.8。
【0094】
実施例 21:
16dm3の反応器に10dm3の液体プロピレンと2.5標準リットルの水素ガスとを充填した以外は、実施例12の触媒懸濁液の調製を繰り返した。10cm3のトリイソブチルアルミニウム(炭化水素中20%、10mmol)を、ついで、反応器に加え、混合物を30℃で15分間撹拌した。続いて、触媒懸濁液を反応器に加え、重合温度70℃(4℃/分)まで加熱し、重合システムを、冷却により、70℃に1時間保持した。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末3,200gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)320kgであった。VN=164cm3/g、mp.=147℃、MFI(230/2.16)=25dg/分。
【0095】
実施例 22:
5cm3のトルエンに溶解した2mg(3.1μmol)のラセミのジメチルシランジイルビス(2−エチル−4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウム(4−ブタジエン)を5cm3のトルエンに溶解した1.7mg(3.3μmol)のB(C6F5)3と反応させた。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,150gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)1,075kgであった。
【0096】
VN=656cm3/g、mp.=162℃、MFI(230/5)=0.8dg/分、Mw=957,000g/mol、Mw/Mn=3.0。
【0097】
実施例 23:
5cm3のトルエンに溶解した2mg(2.8μmol)のラセミのジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−ナフチル−1−インデニル)ジルコニウム(4−ブタジエン)を5cm3のトルエンに溶解した1.4mg(2.8μmol)のB(C6F5)3と反応させた。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,500gを与えた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)1,250kgであった。
【0098】
VN=777cm3/g、mp.=163℃、MFI(230/5)=0.5dg/分、Mw=1,200,000g/mol、Mw/Mn=3.2。
【0099】
実施例 24:
10gのシリカゲルを、800℃でコンデイショニングし、15cm3のトルエンに溶解した0.5gのB(C6F5)3に添加し、均質化した。溶剤を減圧で除去した。これは、流動性の粉末を精製した。200mg(435μmol)のラセミのジメチルシランジイルビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウム(4−ブタジエン)を15cm3のトルエンに溶解し、小部分、激しく撹拌した流動性の粉末に加えた。粉末は、濃い暗赤色となった。続いて、減圧でトルエンを除去した。これは、流動性の粉末として担持された触媒11.3gを生じた。担持された触媒1.5gを10mlのヘキサンに懸濁させ、重合反応器に導入した。実施例Aと同様の方法により、70℃で、重合を行った。過剰のモノマーを除去し、ポリマー粉末を減圧で乾燥させた。これは、嵩密度0.44g/mlとポリマー粒子の平均粒子寸法650μmとを有するアイソタクチックポリプロピレン2,350gを与えた。ポリマーを分析すると、VN=172cm3/g、mp.=145℃、Mw=192,000g/mol、Mw/Mn=2.2、MFI(230/2.16)=13dg/分であった。
【0100】
実施例 25(比較実施例):
10cm3のトルエンに溶解した5mg(11.1μmol)のラセミのジメチルシランジイルビス−1−インデニルジルコニウム(η4−ブタジエン)を10cm3のトルエンに溶解した5.7mg(11.1μmol)のB(C6F5)3と反応させた。重合は、アイソタクチックポリプロピレン粉末2,200gを生じた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)440kgであった。
【0101】
VN=52cm3/g、mp.=140℃、Mw=49,000g/mol、Mw/Mn=2.2。
【0102】
16.6mg(40.7μmol)のラセミのジメチルシランジイルビス−1−インデニルジルコニウムジメチルを10cm3のトルエンに溶解し、10cm3のトルエンに溶解した21mg(41μmol)のB(C6F5)3と反応させた。濁りおよび沈殿の形成は、観測されなかった。触媒溶液を、実施例9におけるように、重合用に使用した。これは、アイソタクチックポリプロピレン粉末130gを生じた。触媒活性は、PP/(メタロセンのg数×時)8kgであった。
【0103】
VN=67cm3/g、mp.=139.5℃、Mw=62,000g/mol、Mw/Mn=2.1。
Claims (13)
- 式I:
Lは、同一であっても、異なっていてもよく、各々、非置換シクロペンタジエニル基または2−メチルシクロペンタジエニル、インデニル、2−メチルインデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、2−メチル−4,5−ベンゾインデニル、2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル、4,5−ベンゾインデニル、フルオレニル、4,7−tert−ブチルフルオレニルもしくは2−メチル−4−(2−ピリジル)インデニルから選択される置換シクロペンタジエニル基であり、ここで、2個の基LがブリッジZを介して互いに結合できる、そして、
Zは、CR2R3若しくはSiR2R3または単位Si−(CR2R3)x−Siであり、これらは2個のフラグメントLnM+XBA−R1 mを互いに結合し、ここで、xは0〜10の整数であり、R2およびR3は同一または異なり、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C1 0フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2または/およびR3は、Lに結合することができ、
nは2に等しく、
Mは、元素の周期律表のIVb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Aは、元素の周期律表のIb族、IIb族、IIIa族、IIIb族、IVa族、Va族、Vb族、VIb族、VIIb族またはVIIIb族の金属原子であり;
R1は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、過ハロゲン化されたC1〜C40炭化水素基であり、
mは、1、2、3、4または5に等しい。]
で表される双性イオン遷移金属化合物。 - 基LがブリッジZを介して互いに結合される、請求項1に記載の遷移金属化合物。
- XおよびBが、合わさって、C1〜C20炭化水素基で置換されていてもよい、3員環〜5員環アルキル鎖を形成し;
Aが、元素の周期律表のIb族、IIb族、IIIa族、IIIb族、IVa族、Va族、Vb族の金属であり;
R1が、同一であっても、異なっていてもよく、各々、1〜20個の炭素原子を有する、過フルオロ化されたアルキルまたはアリール基であり;
mが、2、3または4に等しい、請求項1または2に記載の遷移金属化合物。 - Mが、ジルコニウムであり;
二つの基Lが互いにブリッジZ(Zは、CR2R3またはSiR2R3である)を介して結合されており;
XおよびBが、合わさって、水素原子がC1〜C20アルキル基によって置換されていてもよい不飽和4員環アルキル鎖を形成し;
Aが、ホウ素原子であり;
R1が、同一であり、各々、ペンタフルオロフェニル基(C6F5)であり;そして
mが、3に等しい、請求項1〜3のいずれかに記載の遷移金属化合物。 - 請求項1〜4のいずれかに記載した少なくとも一つの遷移金属化合物を含む触媒成分。
- 追加として、担体を含有する、請求項5に記載の少なくとも一つの遷移金属化合物を含む触媒成分。
- 式I:
Zは、CR2R3若しくはSiR2R3またはSi−(CR2R3)x−Si単位であり、これらは2個のフラグメントLnM+XBA−R1 mを互いに結合し、ここで、xは0〜10の整数であり、R2およびR3は同一または異なり、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C1 0フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2または/およびR3は、Lに結合することができ、
nは2に等しく、
Mは、元素の周期律表のIVb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Aは、元素の周期律表のIb族、IIb族、IIIa族、IIIb族、IVa族、Va族、Vb族、VIb族、VIIb族またはVIIIb族の金属原子であり;
R1は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、過ハロゲン化されたC1〜C40炭化水素基であり、
mは、1、2、3、4または5に等しい。]の化合物を製造するための方法であって、該方法が、式II:
- 式I:
Lは、同一であっても、異なっていてもよく、各々、無置換シクロペンタジエニル基または2−メチルシクロペンタジエニル、インデニル、2−メチルインデニル、2−メチル−4−フェニルインデニル、2−メチル−4,5−ベンゾインデニル、2−メチル−4,6−ジイソプロピルインデニル、4,5−ベンゾインデニル、フルオレニル、4,7−tert−ブチルフルオレニルまたは2−メチル−4−(2−ピリジル)インデニルから選択される置換シクロペンタジエニル基であり、ここで、2個の基LがブリッジZを介して互いに結合できる、そして、
Zは、CR2R3若しくはSiR2R3またはSi−(CR2R3)x−Si単位であり、これらは2個のフラグメントLnM+XBA−R1mを互いに結合し、ここで、xは0〜10の整数であり、R2およびR3は同一または異なり、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C1 0フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2または/およびR3は、Lに結合することができ、
nは2に等しく、
Mは、元素の周期律表のIVb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Aは、元素の周期律表のIb族、IIb族、IIIa族、IIIb族、IVa族、Va族、Vb族、VIb族、VIIb族またはVIIIb族の金属原子であり;
R1は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、過ハロゲン化されたC1〜C40炭化水素基であり、
mは、1、2、3、4または5に等しい。]
で表される遷移金属化合物のオレフィン重合反応のための使用。 - 式IV:
Zは、CR2R3若しくはSiR2R3またはSi−(CR2R3)x−Si単位であり、これらは2個のフラグメントLnM+XBA−R1 mを互いに結合し、ここで、xは0〜10の整数であり、R2およびR3は同一または異なり、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C1 0フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2または/およびR3は、Lに結合することができ、
nは2に等しく、
Mは、元素の周期律表のIVb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基である。]で表される遷移金属化合物。 - ZがCR2R3またはSiR2R3であり、
XおよびBが、合わさって、飽和もしくは不飽和であってもよく、無置換もしくは一以上のC1〜C20炭化水素基で置換されていてもよい、3員環〜5員環炭化水素鎖を形成し;
R2およびR3は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C10フルオロアリール基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2およびR3は、場合によりLに結合していてもよい、請求項9に記載の遷移金属化合物。 - Mがジルコニウムであり、
Zが、CR2R3またはSiR2R3であり;
XおよびBが、合わさって、不飽和4員環炭化水素鎖を形成し、当該不飽和4員環炭化水素鎖の水素が場合によってC1〜C20アルキル基により置換され;
R2およびR3は、同一であっても、異なっていてもよく、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C10フルオロアリール基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2およびR3は、場合によりLに結合していてもよい、請求項9または10に記載の遷移金属化合物。 - 式IV:
Zは、CR2R3若しくはSiR2R3またはSi−(CR2R3)x−Si単位であり、これらは2個のフラグメントLnM+XBA−R1 mを互いに結合し、ここで、xは0〜10の整数であり、R2およびR3は同一または異なり、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C1 0フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2または/およびR3は、Lに結合することができ、
nは2に等しく、
Mは、元素の周期律表のIVb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基である。]で表される化合物の製造法であって、式II
- 請求項8に記載の式IV:
Zは、CR2R3若しくはSiR2R3またはSi−(CR2R3)x−Si単位であり、これらは2個のフラグメントLnM+XBA−R1 mを互いに結合し、ここで、xは0〜10の整数であり、R2およびR3は同一または異なり、各々、水素原子、ハロゲン原子、C1〜C20アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C10アルコキシ基、C6〜C14アリール基、C6〜C1 0フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C2〜C10アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C7〜C40アルキルアリール基、C8〜C40アリールアルケニル基であり、または、R2およびR3は、それらに結合する原子とともに、一以上の環を形成し、そして、R2または/およびR3は、Lに結合することができ、
nは2に等しく、
Mは、元素の周期律表のIVb族の金属原子であり;
Xは、ヘテロ原子または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基であり;
Bは、1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基である。]で表される遷移金属化合物のオレフィン重合反応用の触媒を製造するための使用。
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