JP5830020B2 - カルボキシラート金属錯体及びオレフィン重合用触媒 - Google Patents

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Description

本発明は、新規な周期律表第10族金属錯体、それを主成分とするオレフィン重合用触媒、及びその触媒を使用した重合体の製造方法に関する。
近年、オレフィン重合用触媒として後周期遷移金属錯体を用いた方法が知られている。
一般的に、配位重合に用いる触媒系として、金属−水素結合、または金属−炭素結合をもつ金属錯体が使用されてきた。
J. Am. Chem. Soc., 127, 5132 (2005)(非特許文献1)には、周期律表第10族の金属錯体を使用した酢酸ビニルの重合における重合機構と触媒失活機構が示されている。特に、触媒失活機構の1つとして、金属−アルキル結合への酢酸ビニル挿入後のβ−アセトキシ脱離を提唱しているが、これは、β−アセトキシ脱離により生成する金属−アセトキシ錯体が重合活性を有しないことを示しており、一般に金属−酸素結合へのオレフィン挿入は起こり得ないと認識されていた。
Chem. Commun., 744 (2002)(非特許文献2)には、0価の後周期金属錯体とリガンドをあらかじめ反応させたものを触媒として使用したエチレンとアクリル酸メチルとの共重合が示されている。この触媒系では、金属−ヒドリド錯体が生成して、重合反応が開始していると推測される。しかしながら、金属−ヒドリド錯体の熱安定性が低いため、触媒種の分解反応が進行し、重合活性が低くなっていると考えられる。
J. Am. Chem. Soc., 131, 14606 (2009)(非特許文献3)は、単離した金属−メチル錯体触媒を使用したエチレンと酢酸ビニルとの共重合について記載し、単離した金属−メチル錯体触媒を使用した場合、系内で形成した金属−ヒドリド錯体に比べて、重合活性がはるかに向上している。しかしながら、一般に金属−アルキル錯体は、重合中の不純物によって分解する傾向があるなど、安定性に問題があり、工業的使用に向けて課題があった。
J. Am. Chem. Soc., 127, 5132 (2005) Chem. Commun., 744 (2002) J. Am. Chem. Soc., 131, 14606 (2009)
本発明の課題は、従来のオレフィン重合用後周期金属触媒よりも安定な周期律表第10族金属錯体、それを主成分とするオレフィン重合用触媒、及びその触媒を使用した重合体の製造方法を提供することにある。なお、本明細書では「オレフィン」は、極性基の有無に関わらず、エチレン性炭素−炭素二重結合を有する炭化水素化合物を表す。
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、従来のオレフィン重合用後周期遷移金属触媒とは異なり、金属への配位原子がすべてヘテロ原子である安定な周期律表第10族金属錯体を開発し、それを触媒として使用するとオレフィン重合が進行することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の[1]〜[11]に関する。
[1]一般式(C1)
Figure 0005830020
(式中、Mは周期律表第10族の金属原子を表し、Xはリン原子(P)または砒素原子(As)を表し、R1は水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表し、R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表し、R2とR3は結合して環構造を形成してもよく、Yは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素数1〜70の2価の炭化水素基を表し、Lは中性の電子供与性配位子を表し、nは0、1/2、1、または2である。)
で示されるカルボキシラート金属錯体。
[2]一般式(C1)で示されるカルボキシラート金属錯体が、一般式(C2)
Figure 0005830020
(式中、4個のR4はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数6〜18のアリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、M、R1、R2、R3、L、nは[1]の記載と同じ意味を示す。)
で示される[1に記載のカルボキシラート金属錯体。
[3]一般式(C2)中のMが、NiまたはPdである[2]に記載のカルボキシラート金属錯体。
[4]一般式(C2)中のR1が、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基である[2]または[3]に記載のカルボキシラート金属錯体。
[5]一般式(C2)中のR1がメチル基またはトリフルオロメチル基である[4]に記載のカルボキシラート金属錯体。
[6]一般式(C2)中のR1がメチル基である[5]に記載のカルボキシラート金属錯体。
[7]一般式(C2)中のR2及びR3がともにイソプロピル基またはシクロヘキシル基である[2]〜[6]のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体。
[8]一般式(C2)中のR4がすべて水素原子である[2]〜[7]のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体。
[9]一般式(C2)中のLが2,6−ジメチルピリジンであり、nが1である[2]〜[8]のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体。
[10][1]〜[9]のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体を主成分とするオレフィン重合用触媒。
[11][1]〜[9]のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体を触媒として使用し、一般式(1)
Figure 0005830020
(式中、R5は水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。)
で示されるオレフィンを単独であるいは2種以上を組み合わせて重合するか、または前記一般式(1)で示されるオレフィンと一般式(2)
Figure 0005830020
(式中、R6は水素原子またはメチル基を表し、R7は−COOR8、−CN、−OCOR8、−CH2−OCOR8、−CH2OH、−CH2−N(R92または−CH2−Hal(R8は水素原子または炭素原子数1〜5の炭化水素基を表し、R9は水素原子、炭素数1〜5の炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族性置換基、またはアルコキシカルボニル基を表し、Halはハロゲン原子を表す。)を表す。)
で示される極性基含有オレフィンとを共重合することを特徴とする重合体の製造方法。
配位原子がすべてヘテロ原子である本発明の新規な周期律表第10族の金属錯体は安定で、オレフィン重合用の触媒成分として有用であり、オレフィンの単独重合、あるいは2種以上のオレフィンの共重合に長時間使用することができる。
実施例1で調製した金属錯体1のX線構造解析図である。 実施例2で調製した金属錯体2のX線構造解析図である。
[金属錯体]
本発明の金属錯体は、一般式(C1)
Figure 0005830020
で示される。
式中、Mは周期律表第10族の金属原子を表し、Xはリン原子(P)または砒素原子(As)を表し、R1は水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表し、R2とR3は結合して環構造を形成してもよい。Yは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素数1〜70の2価の炭化水素基を表す。Lは中性の電子供与性配位子を表し、nは0、1/2、1、または2である。
なお、本明細書では「炭化水素」は飽和、不飽和の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、及び芳香族炭化水素を含む。
以下、一般式(C1)で示される錯体の構造について説明する。
Mは周期律表第10族の元素を表す。周期律表第10族の元素としては、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)が挙げられるが、Ni及びPdが好ましく、Pdがより好ましい。
Y−S(=O)2−O−部位は電気陰性度の大きい酸素原子で金属原子Mに1電子配位している。Y−S(=O)2−O−M間の結合電子は、MからY−S(=O)2−O−に移動しているため、形式上、Y−S(=O)2−O−をアニオン状態、Mをカチオン状態で表記することも可能である。
1は水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基における、炭素原子数1〜30の炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基などが挙げられる。ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基におけるハロゲン原子はフッ素が好ましい。アルコキシ基は炭素原子数1〜10のものが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基などが挙げられる。アリールオキシ基としては炭素原子数6〜24のものが好ましく、フェノキシ基などが挙げられる。アシロキシ基としては、炭素原子数1〜10のものが好ましく、アセトキシ基、ピバロキシ基が挙げられ、アミノ基としては、炭素原子数1〜10のものが好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基が挙げられる。R1としては入手が容易であることとコストの観点から、メチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基がより好ましい。
Lは中性の電子供与性配位子を表す。中性の電子供与性配位子Lとは、電子供与性基を有し、金属原子Mに2電子配位して金属錯体を安定化させることができる化合物であり、これにより金属錯体を単離することができる。
中性の電子供与性配位子としては、硫黄原子を有するものとしてジメチルスルホキシド(DMSO)が挙げられる。窒素原子を有するものとして、炭素原子数1〜10のトリアルキルアミン、ジアルキルアミン、ピリジン、2,6−ジメチルピリジン、キノリン、2−メチルキノリン、アニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。リン原子を有するものとして、トリメチルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(t−ブチル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(o−トリル)ホスフィン、トリフリルホスフィンなどが挙げられる。酸素原子を有するものとして、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタンなどが挙げられる。合成手法の観点から、窒素原子を有するもの、リン原子を有するものが好ましく、特に窒素原子を有するものが好ましい。
nは中性の電子供与性配位子Lの金属原子Mへの配位数を表し、0、1/2、1、または2である。nが1/2とは1つの2価の電子供与性配位子が2つの金属錯体に配位していることを意味する。nは、金属錯体を安定化させる意味で1/2または1が好ましい。なお、nが0の場合は配位子がないことを意味する。
Xはリン原子(P)または砒素原子(As)であり、Mに2電子配位している。Xとしては、入手容易であることと触媒コストの面からPが好ましい。
2及びR3は、それぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。アルコキシ基としては炭素原子数1〜20のものが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基などが挙げられる。アリールオキシ基としては炭素原子数6〜24のものが好ましく、フェノキシ基などが挙げられる。シリル基としてはトリメチルシリル基、アミノ基としてはアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基などが挙げられる。また、R2とR3は同じであっても、異なっていてもよい。また、R2とR3は結合して環構造を形成してもよい。R2及びR3のハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基における、炭素原子数1〜30の炭化水素基としては、アルキル基、アリール基、シクロアルキル基、フリル基などが挙げられる。ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基における、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基の具体例としてはR1の説明と同様のものが挙げられる。R2及びR3はアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基がより好ましく、イソプロピル基、シクロヘキシル基が最も好ましい。
XがP(リン原子)の場合、[(R2)(R3)P]部位としては、具体的に以下の構造が挙げられる。なお、下記構造式ではPとM及びYとの結合は省略している。また、構造式中、Meはメチル基、iPrはイソプロピル基、tBuはt‐ブチル基を表す。
Figure 0005830020
Figure 0005830020
Figure 0005830020
Figure 0005830020
Figure 0005830020
XがAs(砒素原子)の場合、[(R2)(R3)As]部位としては、具体的に以下の構造が挙げられる。なお、下記構造式ではAsとM及びYとの結合は省略している。
Figure 0005830020
Yは、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素数1〜70の2価の炭化水素基(架橋構造)を表す。ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素数1〜70の2価の炭化水素基における、炭素原子数1〜70の炭化水素基としてはアルキレン基、アリーレン基等が挙げられる。特に好ましくはアリーレン基である。
架橋構造YはXと硫黄原子(S)を結合する架橋部位である。XをP原子で示した架橋構造Yの具体例を以下に示す。ここで、複数のR10は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子1〜20の炭化水素基、またはハロゲン原子で置換された炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。
Figure 0005830020
置換基R2及びR3は、Y部位と結合して環構造を形成してもよい。具体的には以下の構造が挙げられる。
Figure 0005830020
一般式(C1)で示される金属錯体の中でも、特に以下の一般式(C2)で示されるものが好ましい。
Figure 0005830020
式中、4個のR4はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数6〜18のアリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、M、R1、R2、R3、L、及びnは一般式(C1)と同じ意味を表す。炭素原子数1〜8のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基などが挙げられる。炭素原子数1〜8のアルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基などが挙げられる。炭素原子数6〜18のアリールオキシ基としてはフェノキシ基などが挙げられる。ハロゲン原子としては塩素、フッ素が挙げられる。
式(C2)においては、R1はメチル基が好ましく、R2及びR3は、ともにシクロヘキシル基またはイソプロピル基が好ましい。4個のR4はそれぞれ水素原子が好ましい。Lは、ジメチルスルホキシド、ピリジン、2,6−ジメチルピリジン(ルチジン)、キノリン、2−メチルキノリン、またはN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンが好ましく、特に2,6−ジメチルピリジン(ルチジン)が好ましい。nは、1/2または1が好ましく、特に1が好ましい。Mは、NiまたはPdが好ましく、特にPdが好ましい。
本発明の金属錯体(C1)及び(C2)の合成方法は特に制限されず、公知の方法により、またはそれらを組み合わせることにより合成することができる。すなわち、0価あるいは2価のMソース、一般式(C1)または(C2)中の配位子、及び中性の電子供与性配位子Lとを反応させて合成することができる。
0価のMソースは、パラジウムソースとして、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムが挙げられ、ニッケルソースとして、テトラカルボニルニッケル、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケルが挙げられる。
2価のMソースは、パラジウムソースとして、(1,5−シクロオクタジエン)塩化パラジウム、(1,5−シクロオクタジエン)(メチル)塩化パラジウム、(アリル)塩化パラジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラジウム、ビス(アセトニトリル)ジクロロパラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)ジクロロパラジウム(II)、(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)ジメチルパラジウム(II)、ビス(アセチルアセトナト)パラジウム(II)、トリフルオロメタンスルホン酸パラジウム(II)が挙げられ、ニッケルソースとして、(アリル)塩化ニッケル、(アリル)臭化ニッケル、塩化ニッケル、酢酸ニッケル、ビス(アセチルアセトナト)ニッケル(II)、(1,2−ジメトキシエタン)ジクロロニッケル(II)、(1,2−ジメトキシエタン)ジブロモニッケル(II)、トリフルオロメタンスルホン酸ニッケル(II)などが挙げられる。
一般式(C1)及び一般式(C2)で示される金属錯体は、対応するM−ヒドリド錯体またはM−アルキル錯体(両者を合わせて「(C3)」とする。)とアリルエステル(2−1)とを反応させて合成することもできる。
Figure 0005830020
式中、R11は水素原子または炭素原子数1〜6のアルキル基を表し、R1、R2、R3、X、Y、M、L、及びnは前記と同じ意味を表す。なお、上式は金属錯体(C1)の合成法を表しているが、金属錯体(C2)も同様の方法により合成できる。
また、一般式(C1)及び一般式(C2)で示される金属錯体は、対応するM−ハロゲン錯体(C4)とカルボキシラート金属塩(2−2)と反応させて合成することもできる。
Figure 0005830020
式中、R12はハロゲン原子を表し、M’は金属原子を表し、R1、R2、R3、X、Y、M、L、及びnは前記と同じ意味を表す。なお、上式は金属錯体(C1)の合成法を表しているが、金属錯体(C2)も同様の方法により合成できる。
12が表すハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、またはヨウ素原子が挙げられ、経済性の面から塩素原子または臭素原子が好ましい。
本合成法で使用できるカルボキシラート金属塩(2−2)の具体例としては、酢酸銀、トリフルオロ酢酸銀、プロピオン酸銀、2−エチルヘキサン酸銀、酢酸リチウム、トリフルオロ酢酸リチウム、プロピオン酸リチウム、2−エチルヘキサン酸リチウム、酢酸ナトリウム、トリフルオロ酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、2−エチルヘキサン酸ナトリウム、酢酸カリウム、トリフルオロ酢酸カリウム、プロピオン酸カリウム、2−エチルヘキサン酸カリウム等が挙げられる。
一般式(C1)または一般式(C2)で示される金属錯体は、担体に担持して重合に使用することもできる。この場合の担体は、特に限定されないが、シリカゲル、アルミナなどの無機担体、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機担体などを挙げることができる。金属錯体の担持法としては、金属錯体の溶液を担体に含浸させて乾燥する物理的な吸着方法や、金属錯体と担体とを化学的に結合させて担持する方法などが挙げられる。
[モノマー]
本発明の重合体の製造方法に用いられる第1のモノマーであるオレフィンは、一般式(1)
Figure 0005830020
で示される。
一般式(1)において、R5は水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。R5としては、水素原子、炭素原子数1〜3のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基が好ましい。具体的には、一般式(1)のオレフィンとして、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、スチレンが挙げられる。この中でも特に、エチレン及びプロピレンが好ましい。またこれらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明で重合に用いられる第2のモノマーである極性基を含有するオレフィンは、一般式(2)
Figure 0005830020
で示される。
一般式(2)において、R6は水素原子またはメチル基を表す。R7は−COOR8、−CN、−OCOR8、−CH2−OCOR8、−CH2OH、−CH2−N(R92または−CH2−Hal(R8は水素原子または炭素原子数1〜5の炭化水素基を表し、R9は水素原子、炭素数1〜5の炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族性置換基、またはアルコキシカルボニル基を表し、Halはハロゲン原子を表す。)を表す。R8は水素原子または炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。R9は、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、フェニル基、ベンジル基、t−ブトキシカルボニル基、またはベンジルオキシカルボニル基が好ましい。Halとしては、塩素原子または臭素原子が好ましい。
一般式(2)で示される極性基を有するビニル化合物の具体例としては、酢酸ビニル、酢酸アリル、アリルアルコール、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸、アクリロニトリル、アリルアミン、N−アリルアニリン、N−t−ブトキシカルボニル−N−アリルアミン、N−ベンジルオキシカルボニル−N−アリルアミン、N−ベンジル−N−アリルアミン、塩化アリル、臭化アリルなどが挙げられる。この中でも特に、酢酸ビニル、酢酸アリル、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、またはアクリロニトリルが好ましい。これらは1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
一般式(1)で示されるオレフィンと一般式(2)で示される極性基含有オレフィンの組み合わせとしては、エチレンと酢酸ビニル、エチレンと酢酸アリル、エチレンとアリルアルコール、エチレンとメタクリル酸メチル、エチレンとメタクリル酸、エチレンとアクリル酸メチル、エチレンとアクリル酸、エチレンとアクリロニトリル、エチレンとアリルアミン、エチレンとN−アリルアニリン、エチレンとN−t−ブトキシカルボニル−N−アリルアミン、エチレンとN−ベンジルオキシカルボニル−N−アリルアミン、エチレンとN−ベンジル−N−アリルアミン、エチレンと塩化アリル、エチレンと臭化アリル、プロピレンと酢酸ビニル、プロピレンと酢酸アリル、プロピレンとアリルアルコール、プロピレンとメタクリル酸メチル、プロピレンとメタクリル酸、プロピレンとアクリル酸メチル、プロピレンとアクリル酸、プロピレンとアクリロニトリル、プロピレンとアリルアミン、プロピレンとN−アリルアニリン、プロピレンとN−t−ブトキシカルボニル−N−アリルアミン、プロピレンとN−ベンジルオキシカルボニル−N−アリルアミン、プロピレンとN−ベンジル−N−アリルアミン、プロピレンと塩化アリル、プロピレンと臭化アリルなどが挙げられる。これらの中でも重合体の性能と経済性の面でエチレンと酢酸ビニル、エチレンと酢酸アリル、エチレンとアリルアルコール、エチレンとメタクリル酸メチル、エチレンとアクリル酸メチル、エチレンとアクリロニトリル、エチレンと塩化アリル、エチレンとアリルアミンが好ましい。
また、本発明の(共)重合体の製造方法では、一般式(1)と一般式(2)で示されるモノマーに加えて、1種類あるいはそれ以上の第3のモノマーを共重合させてもよい。
第3のモノマーとしては、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ノルボルネン、一酸化炭素などが挙げられる。
[重合方法]
重合方法は特に制限されるものではなく、一般に使用される方法で重合可能である。すなわち、溶液重合法、懸濁重合法、気相重合法などのプロセス法が可能であるが、特に溶液重合法、懸濁重合法が好ましい。また重合様式は、バッチ様式でも連続様式でも可能である。また、一段重合でも、多段重合でも行うこともできる。
一般式(C1)または(C2)で示される金属錯体触媒とモノマー総量のモル比は、モノマー/金属錯体の比で、1〜10,000,000の範囲、好ましくは10〜1,000,000の範囲、より好ましくは100〜100,000の範囲が用いられる。
一般式(1)及び一般式(2)で示されるモノマーの仕込み比は目的とする共重合体の組成比にあわせて適宜調節する。第3のモノマーを使用する場合も同様である。
重合温度は、特に限定されない。通常−30〜200℃の範囲で行われ、好ましくは0〜180℃、より好ましくは20〜150℃の範囲で行われる。
一般式(1)で示されるオレフィンの圧が内部圧力の大半を占める重合圧力については、常圧から20MPaの範囲内、好ましくは常圧から10MPaの範囲内で行われる。
重合時間は、プロセス様式、重合活性などにより適宜調整することができ、数分の短い時間も、数千時間の長い反応時間も可能である。
重合系中の雰囲気は、触媒の活性の低下を防ぐため、重合モノマー以外の窒素やアルゴンなどの不活性ガスで満たし、空気、酸素、水分などが混入しないことが好ましい。また溶液重合の場合、重合モノマー以外に不活性溶媒を使用することが可能である。不活性溶媒は、特に限定されないが、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタンなどの脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチルなどの脂肪族エステル、安息香酸メチル、安息香酸エチルなどの芳香族エステルなどが挙げられる。
重合反応終了後、生成物である(共)重合体は、公知の操作、処理方法(例えば、中和、溶媒抽出、水洗、分液、溶媒留去、再沈殿など)により後処理して単離される。
(共)重合体は、通常の熱可塑性樹脂の条件で、ペレット状、フィルム状、シート状などに成形することができる。
得られた(共)重合体は、射出成形、押出し成形、フィルム成形などの成形により、それ自体で製品にすることができる。あるいは、ポリオレフィンなどに添加して接着性、印刷性など表面特性の改質剤、無極性なポリオレフィンと極性の高い他の樹脂との相溶化剤、顔料などの分散剤として使用することができる。あるいは、塗料やインキ、接着剤、バインダー、可塑剤、滑剤、潤滑油、界面活性剤などの用途も挙げることができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。
[金属錯体化合物の解析方法]
実施例で得た金属錯体1及び金属錯体2の構造は、リガク(株)製CCD型単結晶X線回折装置(Mercury CCD)を用いたX線結晶構造解析により決定した。X線としてはMoのKα線(λ=0.71069Å)を用い、2θ=50°までの反射を用いた。反射強度はローレンツ効果により補正した。構造はSIR−97による直接法により解き、SHELXL-97により最適化した。水素以外の原子は異方的に最適化し、水素原子はAFIX instructionを用いて配置した。
[重合体の構造の解析方法]
実施例で得た重合体の構造は、日本電子(株)製JNM−ECS400を用いた各種NMR解析により決定した。一般式(2)で示される極性基含有オレフィンに由来するモノマーユニットの含有率と共重合体末端構造は、溶媒として1,2,4−トリクロロベンゼン(0.55mL)及び緩和試薬としてCr(acac)3(10mg)を用い、120℃において、逆ゲート付きデカップリング法を用いた13C−NMR(9.0マイクロ秒の90°パルス、スペクトル幅:31kHz、緩和時間:10秒、取り込み時間:10秒、FIDの積算回数5,000〜10,000回)によって決定した。
数平均分子量及び重量平均分子量は、東ソー(株)製,TSKgel GMHHR−H(S)HTカラム(7.8mmI.D.×30cmを2本直列)を備えた東ソー(株)製高温GPC装置、HLC−8121GPC/HTを用い、ポリスチレンを分子量の標準物質とするサイズ排除クロマトグラフィー(溶媒:1,2−ジクロロベンゼン、温度:145℃)により算出した。
金属錯体1c:
下記の反応スキームに従って金属錯体1cを合成した。
Figure 0005830020
(a)化合物1aの合成
アルゴン雰囲気下、ベンゼンスルホン酸(東京化成工業製、0.66g,4.2mmol)のテトラヒドロフラン(THF)溶液(20mL)に、n−ブチルリチウム(関東化学製、1.65Mヘキサン溶液,5.1mL,8.4mmol)を0℃で加え、室温で2.5時間撹拌した。反応容器を−78℃に冷却した後にクロロジシクロヘキシルホスフィン(Sigma-Aldrich社製,0.89g,3.8mmol)を−78℃で加え、室温で24時間撹拌した。反応をトリフルオロ酢酸(東京化成工業製、0.50M THF溶液,8.4mL,4.2mmol)で停止した後に、生じた沈殿をろ過によって回収し減圧下乾燥し、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)ベンゼンスルホン酸(2-(dicyclohexylphosphino)benzenesulfonic acid)(化合物1a)を得た。収量は0.66g(85%)であった。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ 0.98-0.27 (m, 4H), 1.30-1.58 (m, 6H), 1.62-1.78 (m, 4H), 1.88 (br s, 4H), 2.28 (br s, 2H), 3.33 (br s, 2H), 5.19 (br d, 1JPH = 370 Hz, 1H), 7.48-7.58 (m, 2H), 7.80 (br s, 1H), 8.27 (br s, 1H);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ 25.0 (s), 25.6-26.2 (m), 28.8 (br), 30.3 (br), 34.6 (br d, 1JPC = 40 Hz), 113.4 (br d, 1JPC = 87 Hz), 128.8 (d, JPC = 9 Hz), 130.1 (d, JPC = 9 Hz), 135.4 (br), 137.1 (br), 150.5 (br);
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ 52.8 (d, 1JPH = 370 Hz) (90%), 20.8 (d, 1JPH = 530 Hz) (10%);
Anal. calcd for C18273PS, C, 60.99; H, 7.68. found: C, 60.90; H, 7.55。
(b)金属錯体1bの合成
アルゴン雰囲気下、化合物1a;2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)ベンゼンスルホン酸(0.43g,1.2mmol)とジイソプロピルエチルアミン(和光純薬工業製、1.1mL,6.0mmol)の塩化メチレン溶液(16mL)に、(COD)PdMeCl(文献:「Inor. Chem., 1993, 32, 5769-5778」に従って合成。COD=1,5−シクロオクタジエン、0.32g,1.2mmol)の塩化メチレン溶液(6mL)を加え、室温で1時間撹拌した。溶液を濃縮した後に、ろ過により沈殿物を取り除き、溶液をヘキサン中に加えた。生じた沈殿をろ過によって回収し、ヘキサンで洗浄した後に減圧下乾燥し、金属錯体1bを得た。収量は0.66g(85%)であった。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ 0.71 (d, 3JPH = 1.4 Hz, 3H, PdCH3), 1.11-1.35 (m, 8H), 1.45 (d, J = 6.6 Hz, 6H, HNCH(CH3)2), 1.57 (d, J = 6.6Hz, 6H, HNCH(CH3)2), 1.57 (t, J = 7.3 Hz, 3H, HNCH2CH3), 1.60-1.70 (m, 6H), 1.72-1.84 (m, 4H), 2.12-2.28 (m, 4H), 3.29 (dq, J = 7.3, 5.0 Hz, 2H, HNCH2CH3), 3.92-4.01 (m, 2H, HNCH(CH3)2), 7.45 (dd, J = 7.2, 7.2 Hz, 1H), 7.49 (dd, J = 7.6, 7.6 Hz, 1H), 7.59 (dd, J = 7.3, 7.3 Hz, 1H), 8.21 (ddd, J = 7.7, 3.6, 1.3 Hz, 1H), 8.87 (br, 1H, NH);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ -7.3 (s, PdCH3), 12.0 (s, HNCH2CH3), 17.9 (s, HNCH(CH3)2), 19.2 (s, HNCH(CH3)2), 26.0 (s), 26.9-27.4 (m), 28.7 (s), 29.4 (d, JPC = 4 Hz), 35.6 (d, 1JPC = 25 Hz), 42.4 (s, HNCH2CH3), 54.6 (s, HNCH(CH3)2), 125.5 (d, 1JPC = 33 Hz), 128.3 (d, JPC = 7 Hz), 128.9 (d, JPC = 6 Hz), 130.3 (s), 132.5 (s), 150.9 (d, 2JPC = 11 Hz);
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ 31.7;
Anal. calcd for C2749ClNO3PPdS, C, 50.62; H, 7.71; N, 2.19. found: C, 50.49; H, 8.00, N, 2.12。
(c)金属錯体1cの合成
アルゴン雰囲気下、炭酸カリウム(0.42g,3.0mmol)と2,6−ルチジン(東京化成工業製、0.33g,3.1mmol)の塩化メチレン懸濁液(2mL)に、金属錯体1b(0.19g,0.30mmol)の塩化メチレン溶液(4mL)を加え、室温で1時間撹拌した。溶媒を減圧下留去して残った固体をジエチルエーテルで洗浄した後に、塩化メチレンで抽出した。抽出液をセライト(乾燥珪藻土)でろ過し、ゆっくりとヘキサン(40mL)中に加えた。生じた沈殿をろ過によって回収し、ヘキサンで洗浄した後に減圧下乾燥し、金属錯体1cを得た。収量は0.12g(70%)であった。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ 0.32 (d, 3JPH = 2.3 Hz, 3H, PdCH3), 1.12-1.47 (m, 8H), 1.60-1.94 (m, 10H), 2.22-2.33 (m, 4H), 3.18 (s, 6H, CH3 of lutidine), 7.12 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 7.47 (dd, J = 7.6, 7.6 Hz, 1H), 7.52 (dddd, J = 7.6, 7.6, 1.4, 1.4 Hz, 1H), 7.58 (dd, J = 8.1, 8.1 Hz, 1H), 7.60 (dd, J = 7.5, 7.5 Hz, 1H), 8.29 (ddd, 7.8, 3.9, 1.5 Hz, 1H);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ -9.4 (d, 2JPC = 4.8 Hz, PdCH3), 26.3 (s, CH3 of lutidine), 26.9-27.5 (m), 28.6 (s), 29.6 (d, JPC = 3 Hz), 35.5 (d, 1JPC = 26 Hz), 122.5 (s),122.5 (s), 124.6 (d, 1JPC = 35 Hz), 128.9 (d, JPC = 7 Hz), 129.0 (d, JPC = 6 Hz), 130.7 (s), 132.4 (s), 138.1 (s). 151.0 (d, 2JPC = 12 Hz), 159.0 (s);
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ 27.5;
Anal. calcd for C2638NO3PPdS, C, 53.65; H, 6.58; N, 2.51. found: C, 53.51; H, 6.74; N, 2.40。
金属錯体2cの合成:
下記の反応スキームに従って金属錯体2cを合成した。
Figure 0005830020
(a)化合物2aの合成
上記化合物1aの合成において、クロロジシクロヘキシルホスフィンの代わりにクロロジイソプロピルホスフィン(Sigma-Aldrich製,19.0g,125mmol)を用いたほかは同様にして2−(ジイソプロピルホスフィノ)ベンゼンスルホン酸(2-(diisopropylphosphino)benzenesulfonic acid)(化合物2a)を得た。収量は26.8g(78%)であった。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ1.25 (dd, J = 21.6, 7.0 Hz, 6H), 1.53 (dd, J = 21.8, 7.2 Hz, 6H), 3.45 (m, 2H), 5.42 (br d, 1JPH = 380 Hz), 7.58 (tdd, J = 7.6, 2.8, 1.1 Hz, 1H), 7.69 (ddd, J = 15.1, 7.7, 0.7 Hz, 1H), 7.83 (dd, J = 7.6, 7.6 Hz, 1H), 8.27 (dd, J = 7.5, 4.4 Hz, 1H);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ19.4 (s), 24.5-27.7 (m), 114.4 (br d, J = 93 Hz), 129.1 (d, J = 8.6 Hz), 130.3 (d, J = 12.5 Hz), 134.7-137.1 (m), 150.7 (br s);
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ62.5 (d, 1JPH = 380 Hz) (83%), 31.0 (d, 1JPH = 460 Hz) (17%)。
(b)金属錯体2bの合成
上記金属錯体1bの合成において、化合物1aの代わりに化合物2a(2−(ジイソプロピルホスフィノ)ベンゼンスルホン酸)(16.3g,59.3mmol)を用い同様にして金属錯体2bを得た。収量は33.7g(99%)であった。
1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ0.73 (d, J = 1.8 Hz, 3H), 1.20-1.29 (m, 12H), 1.45-1.59 (m, 15H), 2.54 (dt, J = 21.9, 7.0 Hz, 2H), 3.29 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 3.97 (t, J = 6.9 Hz, 2H), 7.43-7.52 (m, 2H), 7.57 (t, J = 7.0 Hz, 1H), 8.22-8.24 (m, 1H);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ-7.79 (s), 12.16 (s), 17.91 (s), 18.54 (s), 19.21-19.28 (m), 25.93 (d, J = 25.9 Hz), 42.58 (s), 54.69 (s), 125.25 (s), 125.58 (s), 128.8 (d, J = 6.7 Hz), 129.13 (d, J = 5.8 Hz), 130.58 (s), 132.48 (s), 150.89 (d, J = 10.5 Hz);
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ38.4 (s)。
(c)金属錯体2cの合成
上記金属錯体1cの合成において、金属錯体1bの代わりに金属錯体2b(33.7g,58.5mmol)を用い同様にして金属錯体2cを得た。収量は27.6g(94%)であった。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ0.34 (d, J = 2.3 Hz, 3H), 1.32 (ddd, J = 49.9, 16.0, 7.0 Hz, 12H), 2.58 (dt, J = 22.3, 7.2 Hz, 2H), 3.18 (s, 6H), 7.12 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.46 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.53 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.58 (t, J = 7.7 Hz, 2H), 8.29-8.32 (m, 1H);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ-10.10 (d, J = 4.8 Hz), 18.44 (s), 19.29 (d, J = 4.8 Hz), 25.91 (d, J = 25.9 Hz), 26.20 (s), 122.72 (d, J = 3.8 Hz), 124.56 (d, J = 35.5 Hz), 129.19 (t, J = 6.7 Hz), 131.03 (d, J = 1.9 Hz), 132.39 (s), 138.30 (s), 151.13 (d, J = 10.5 Hz), 159.17 (s);
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ34.4 (s);
Anal. calcd for C20H30NO3PPdS, C, 47.86; H, 6.02; N, 2.79. found: C, 47.92; H, 5.98; N, 2.51。
実施例1:金属錯体1の合成
Figure 0005830020
窒素雰囲気下、金属錯体1c(0.12g,0.20mmol)のトルエン(10mL)/酢酸アリル(10mL)懸濁液を80℃に加熱し、1時間撹拌した。反応液を濃縮した後、残渣に塩化メチレン(10mL)を加え、シリンジフィルターを用いたろ過により沈殿物を取り除いた。ろ液にヘキサン(15mL)をゆっくりと加え、再結晶操作を行った。析出した結晶をろ過により回収し、ヘキサンで洗浄した後、減圧下乾燥し、金属錯体1を得た。収量は0.083g(66%)であった。さらに、得られた金属錯体1は、塩化メチレン/ヘキサンから単結晶を作製し、X線結晶構造解析により構造を決定した。金属錯体1のX線構造解析図を図1に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ 1.04-.2.44 (m, 25H), 3.42 (s,6H), 7.06, (d, J =7.6 Hz, 2H), 7.53-7.62 (m, 4H), 8.17 (m, 1H).
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ 22.7(s), 24.7 (s), 26.1 (s), 27.1-27.3 (m),28.1 (d, 1Jpc = 19 Hz), 34.7 (d, 1Jpc = 25 Hz),121.7 (s), 122.1 (s), 122.8 (d, Jpc = 3 Hz), 128.7 (d, Jpc = 7 Hz), 130.1 (d, Jpc = 6 Hz),131.9 (s),132.1 (s),138.7 (s), 148.9 (d, Jpc = 10 Hz), 160.1 (s), 176.7 (s).
31P−NMR(162MHz,CDCl3):δ 17.0 (s)
実施例2:金属錯体2の合成
Figure 0005830020
金属錯体2cを使用して、実施例1と同様の方法により金属錯体2の合成を行った。すなわち、窒素雰囲気下、化合物2c(1.2g,2.4mmol)のトルエン(94mL)/酢酸アリル(94mL)懸濁液を80℃に加熱し、2時間撹拌した。反応液を濃縮した後、残渣に塩化メチレン(10mL)を加え、シリンジフィルターを用いたろ過により沈殿物を取り除いた。ろ液にヘキサン(15mL)をゆっくりと加え、再結晶操作を行った。析出した結晶をろ過により回収し、t−ブチルメチルエーテル及びヘキサンで洗浄した後、減圧下乾燥し、金属錯体2を得た。収量は1.1g(83%)であった。さらに、得られた金属錯体2は、アセトン/ヘキサンから単結晶を作製し、X線結晶構造解析により構造を決定した。金属錯体2のX線構造解析図を図2に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3):δ 1.36-1.52 (m, 12H), 1.75 (s, 3H), 2.51-2.60 (m, 2H), 3.42 (s, 6H), 7.06 (d, 2H, J = 7.2 Hz), 7.55-7.64 (m, 4H), 8.20 (br, 1H);
13C−NMR(101MHz,CDCl3):δ 17.7 (s), 17.8 (s), 22.5 (s), 24.5 (s, CH3 of lutidine), 25.0 (d, 1JPC = 26.5 Hz), 121.4 (d, 1JPC = 39.8 Hz), 122.6 (s), 128.5 (d, JPC = 5.7 Hz), 129.8 (d, JPC = 5.8 Hz), 131.6 (s), 131.8 (s), 138.5 (s), 148.5 (d, 2JPC = 8.3 Hz), 159.8 (s), 176.7 (s)。
参考例1:金属錯体2cと金属錯体2の酢酸存在下での安定性比較
金属錯体2cと金属錯体2の酢酸存在下での安定性の比較実験を実施した。すなわち、金属錯体2c(0.0037mmol)及び金属錯体2(0.0037mmol)をそれぞれのNMRチューブ(内径5mm)に充填し、酢酸の重トルエン溶液(0.062M、0.6mL、0.037mmol)を加え、1H−NMR測定をした。このNMRチューブを80度で10時間に加熱した後、再度1H−NMR測定を行った。金属錯体2cを含む反応液には、金属錯体2c由来のピーク以外に、金属錯体2由来のピーク(δ1.74ppm,3.44ppm,8.22ppm)及び分解して中心金属から解離した2,6−ジメチルピリジン(ルチジン)由来のピーク(δ2.38ppm)が観測された。これらの存在比率は、ルチジンベースの積算値から、金属錯体2c(81.7%)、金属錯体2(10.6%)、解離ルチジン(7.7%)と算出した。一方、金属錯体2を含む反応液には、金属錯体2由来のピーク以外は錯体由来のピークが観測されなかった。なお、酢酸のピークは、1.59ppm及び9.80ppmに観測され、上記の金属錯体2、金属錯体2c、及びルチジンのピークと区別することができる。
酢酸やアクリル酸などのプロトン酸は、重合モノマーである極性基含有オレフィン中に不純物として存在している。参考例1の結果は、本発明の金属錯体がその不純物に対して非常に安定であり、重合反応中でもそれによる分解が起こりにくいことを示している。
実施例3:エチレンの単重合(重合体1の調製)
窒素雰囲気下、120mLオートクレーブ中に、金属錯体触媒2(0.50mmol)のトルエン溶液(75mL)を加えた。エチレンを内圧が3.0MPaとなるまで充填した後、オートクレーブを80℃で、15分撹拌した。室温に冷却後、反応液をメタノール(400mL)に加えた。生じた重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥し、重合体1を得た。収量は0.24g、数平均分子量は19,000、重量平均分子量は42,000、Mw/Mnは2.2であった。
実施例4:酢酸アリルとエチレンの共重合(重合体2の調製)
窒素雰囲気下、酢酸アリル(37.5mL,34.9g,350mmol)を含む120mLオートクレーブ中に、金属錯体触媒2(0.10mmol)のトルエン溶液(37.5mL)を加えた。エチレンを内圧が3.0MPaとなるまで充填した後、オートクレーブを80℃で、5時間撹拌した。室温に冷却後、反応液をメタノール(400mL)に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥し、重合体2を得た。収量は2.7g、数平均分子量は12,000、重量平均分子量は25,000、Mw/Mnは2.1であった。重合体2中の酢酸アリル含有率は、逆ゲート付きデカップリング法を用いた13C−NMRにより、モル分率で3.1%と決定した。
実施例5:酢酸アリルとエチレンの共重合(重合体3の調製)
窒素雰囲気下、酢酸アリル(37.5mL,34.9g,350mmol)を含む120mLオートクレーブ中に、金属錯体触媒2(0.010mmol)のトルエン溶液(37.5mL)を加えた。エチレンを内圧が3.0MPaとなるまで充填した後、オートクレーブを80℃で、25時間撹拌した。室温に冷却後、反応液をメタノール(400mL)に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥し、重合体3を得た。収量は2.2g、数平均分子量は12,000、重量平均分子量は28,000、Mw/Mnは2.3であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、逆ゲート付きデカップリング法を用いた13C−NMRにより、モル分率で3.4%と決定した。
比較例1:Pd−ヒドリド錯体を触媒として使用した酢酸アリルとエチレンの共重合
アルゴン雰囲気下、化合物2b(0.12mmol)とPd2(DBA)3・CHCl3(DBA=ジベンジリデンアセトン,0.10mmol)を含む50mLオートクレーブ中に、塩化メチレン(3.75mL)を加え、10分間撹拌した。このとき、触媒種として、Pd−ヒドリド錯体が形成していると考えられる(参考文献:J. Am. Chem. Soc., 131, 14605 (2009))。その後、触媒液にトルエン(3.75mL)及び酢酸アリル(7.5mL,7.0g,70mmol)を加えた。エチレンを内圧が3.0MPaとなるまで充填した後、オートクレーブを80℃で、15時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール(約20mL)を加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体を得た。収量は1.7g、数平均分子量は4,000、重量平均分子量は9,000、Mw/Mnは2.7であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、逆ゲート付きデカップリング法を用いた13C−NMRにより、モル分率で2.7%と決定した。
実施例6:酢酸アリルとエチレンの共重合(重合体4の調製)
窒素雰囲気下、酢酸アリル(188mL,174g,1740mmol)を含む500mLオートクレーブ中に、金属錯体触媒2(0.050mmol)のトルエン溶液(188mL)を加えた。エチレンを内圧が3.0MPaとなるまで充填した後、オートクレーブを80℃で、50時間撹拌した。室温に冷却後、反応液をメタノール(1000mL)に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥し、重合体4を得た。収量は23g、数平均分子量は12,000、重量平均分子量は28,000、Mw/Mnは2.3であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、逆ゲート付きデカップリング法を用いた13C−NMRにより、モル分率で3.4%と決定した。
実施例7:金属錯体3の合成
Figure 0005830020
アルゴン雰囲気下、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0.14g,0.50mmol)、2−(ジシクロヘキシルホスフィノ)ベンゼンスルホン酸(化合物1a,0.21g,0.60mmol)、2,6−ジメチルピリジン(0.11g,1.0mmol)、およびTHF(30mL)を室温で5時間撹拌させた。その反応液に酢酸アリル(1mL,0.93g,9.3mmol)を加え、さらに反応させた。反応液をろ過後、ろ液を減圧下濃縮し、0.12g(43%)の橙色粉末を得た。31P−NMRスペクトルにより、金属錯体3であることを確認した。
31P−NMR(162MHz,CD2Cl2):δ 16.6 (s)。
実施例8:エチレンの単重合(重合体5の調製)
窒素雰囲気下、金属錯体触媒3(0.050mmol)を含む50mLオートクレーブ中に、トルエン(6mL)を加えた。エチレンを内圧が3.0MPaとなるまで充填した後、オートクレーブを80℃で、7時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール(20mL)を加えた。生じた重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥し、重合体5を得た。収量は0.12g、数平均分子量は2,800、重量平均分子量は9,800、Mw/Mnは3.5であった。

Claims (8)

  1. 一般式(C
    Figure 0005830020
    (式中、Mは周期律表第10族の金属原子を表し、R 1 は炭素原子数1〜30のアルキル基を表し、R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシロキシ基、及びアミノ基から選ばれる1つ以上の官能基で置換されていてもよい炭素原子数1〜30の炭化水素基を表し、R2とR3は結合して環構造を形成してもよく、4個のR 4 はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数6〜18のアリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、Lは中性の電子供与性配位子を表し、nは0、1/2、1、または2である。)
    で示されるカルボキシラート金属錯体。
  2. 一般式(C2)中のMが、NiまたはPdである請求項に記載のカルボキシラート金属錯体。
  3. 一般式(C2)中のR1がメチル基である請求項1または2に記載のカルボキシラート金属錯体。
  4. 一般式(C2)中のR2及びR3がともにイソプロピル基またはシクロヘキシル基である請求項1〜3のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体。
  5. 一般式(C2)中のR4がすべて水素原子である請求項1〜4のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体。
  6. 一般式(C2)中のLが2,6−ジメチルピリジンであり、nが1である請求項1〜5のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体。
  7. 請求項1〜のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体を主成分とするオレフィン重合用触媒。
  8. 請求項1〜のいずれかに記載のカルボキシラート金属錯体を触媒として使用し、一般式(1)
    Figure 0005830020
    (式中、R5は水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。)
    で示されるオレフィンを単独であるいは2種以上を組み合わせて重合するか、または前記一般式(1)で示されるオレフィンと一般式(2)
    Figure 0005830020
    (式中、R6は水素原子またはメチル基を表し、R7は−COOR8、−CN、−OCOR8、−CH2−OCOR8、−CH2OH、−CH2−N(R92または−CH2−Hal(R8は水素原子または炭素原子数1〜5の炭化水素基を表し、R9は水素原子、炭素数1〜5の炭化水素基、炭素数6〜18の芳香族性置換基、またはアルコキシカルボニル基を表し、Halはハロゲン原子を表す。)を表す。)
    で示される極性基含有オレフィンとを共重合することを特徴とする重合体の製造方法。
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