JPH01221335A - 低級α−オレフィンの二量化方法 - Google Patents

低級α−オレフィンの二量化方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は低級α−オレフィンの三量化方法に関する。詳
しくは新規なニッケル含有チーグラー型触媒を用いるこ
とを特徴とする低級α−オレフィンの三量化方法に関す
るものである。
〈従来の技術、発明が解決しようとする課題〉低級α−
オレフィンの二量体、例えばエチレン、プロピレン、ブ
テン等の二量体は農薬、香料、化成品等の基幹原料とし
て、また高分子化合物の原料として用いられている。そ
の製造法としては、ニッケル含有チーグラー型触媒を用
いる三量化方法が知られている。
例えば、(イ)ニッケル塩/トリアルキルアルミニウム
/有機ホスフィン/ハロゲン化フェノール/水からなる
触媒を用いることが知られている(特開昭57−167
932号公報)。
しかしながら該方法で実施した場合、場合によっては反
応系に微量の析出物が生成し、冷却用熱交換器等の除熱
能力が低下するという問題があった。
本発明者らは、かかる問題点を解決すべく検討を行い、
既に、(0)ニッケルの有機酸塩/トリアルキルアルミ
ニウム/有機ホスフィン/フッ素化イソプロパツールか
らなる触媒を用いる方法を提案している(特−開開62
−158225号公報)。
その後、低級α−オレフィンの二世化触媒について、更
に検討を重ねた結果、ニッケル成分として、ニッケルの
有機酸塩の代わりに塩化ニッケルを用いることにより二
世化活性が著しく増加することを見出すとともに、更に
種々の検討を加え本発明を完成した。
〈課題を解決するための手段〉 すなわち本発明は、(1)低級αオレフィンを二盪化す
るに当り、触媒として、 (A)塩化ニッケル (B)トリアルキルアルミニウム (C)一般式(1)、(■)または(III)PR’R
″R’   (1) P(NR’り!   (■) P(OR’)3   (I[[) (式中、R1,R2,R3はそれぞれ独立にアルキル基
、シクロアルキル基もしくはフェニル基を表わす、)で
示される少なくとも1種のリン系化合物および(D) 
1,1,1,3.3.3−へキサフルオロイソプロパツ
ールからなる触媒を用いることを特徴とする工業的に優
れた低級αオレフィンの三量化方法および、(2)更に
一般式(IV) R−OH(rV) (式中、Rは、水素原子、アルキル基、アリル基、アリ
ール基もしくはアシル基を表わす、)で示される少なく
とも1種の活性水素化合物をトリアルキルアルミニウム
に対し等モル未満使用することによる選択率の向上した
低級αオレフィンの三量化方法を提供するものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明はニッケル成分として、塩化ニッケルを用いた触
媒を用いる点に大きな特徴を有するものであるが、触媒
成分(A)の塩化ニッケルとしては無水物であっても、
水和物であっても使用できる。
また触媒成分(B)のトリアルキルアルミニウムとして
は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム
、トリーn−プロピルアルミニウム、トリーミープロピ
ルアルミニウム、トリーn−ブチルアルミニウム、トリ
ーミーブチルアルミニウム、トリーローペンチルアルミ
ニウム、トリーn−ヘキシルアルミニウム、トリーシク
ロヘキシル・アルミニウム等が載げられる。
その使用量は成分(A)に対し、モル比で通常2〜50
0倍、好ましくは2〜100倍、より好ましくは2〜l
O倍である。
触媒成分(C)の3価のリン化合物のうち一般式(1)
 PR’!?”123で示される有機ホスフィン化合物
さしては、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィ
ン、トリーn−プロピルホスフィン、トリーミープロピ
ルホスフィン、トリーn−ブチルホスフィン、トリーミ
ーブチルホスフィン、トリーt−ブチルホスフィン、ト
リー5ee−ブチルホスフィン、トリシクロプロピルホ
スフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニ
ルホスフィン、トリーP−トリルホスフィン、トリーp
−メトキシフェニルホスフィン、トリー2.4.6− 
)リメチルフェニルホスフィン、フェニル−ジ−ミープ
ロピルホスフィン、エチル−ジ−ミープロピルホスフィ
ン、エチル−ジー【−ブチルホスフィン、エチル−ジ−
シクロへキシルホスフィン、メチルプロピルフェニルホ
スフィン、メチルフェニルベンジルホスフィン等が載げ
られる。
一般式(II )  P(NR’*)sで示されるアミ
ノボスフィン化合物としては、トリス−ジメチルアミノ
ホスフィン、トリス−ジエチルアミノボスフィン、トリ
ス−ジ−n−プロピルアミノボスフィン、トリス−ジ−
ミープロピルアミノホスフィン、トリスージーn−ブチ
ルアミノホスフィン、トリス−ジ−ミーブチルアミノホ
スフィン、トリス−ジーL−ブチルアミノホスフィン、
トリス・ジ−シクロへキシルアミノホスフィン等が載げ
られる。
−綴代(nl)  PCOR’)3で示されるホスファ
イト化合物としては、トリメチルホスファイト、トリエ
チルホスファイト、トリーミープロピルホスファイト、
トリーミープロピルホスファイト、トリーn−ブチルホ
スファイト、トリーミーブチルホスファイト、トリーn
−ブチルホスファイト、トリシクロヘキシルホスファイ
ト、トリフェニルホスファイト、トリーρ−トリルホス
ファイト、トリーp−メトキシフェニルホスファイト等
を載げる事が出来る。
これ等の3価のリン化合物はα−オレフィンニ憧体の異
性体分布に最も大きな影響を及ぼす0例えばプロピレン
の二世化によって、2.3−ジメチルブテン類を高い分
率で得ようとする場合には、トリーミープロピルホスフ
ィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリー5ec−
ブチルホスフィン等の有機ホスフィンを用いる事が好ま
しい。
また触媒成分(C)の使用量は成分(A)に対して、モ
ル比で通常0.1〜50倍、好ましくは0.1〜20倍
、より好ましくは0.1〜2倍である。
また触媒成分(D)は1,1,1.3,3.3−ヘキサ
フルオロイソプロパノールである。かかるフッ素化合物
は本触媒系の二世化活性発現に必須な成分であり、かか
る化合物無しでは実質的にα−オレフィンの二量化活性
を示さない、またかかる化合物の添加量を変化させるこ
とにより生成するオレフィンニ量体中の二重結合異性体
分布を制御することができる。例えばプロピレンの三量
化によって2゜3−ジメチルブテン類を選択的に得る場
合、フッ素化合物の添加量が少ないと2,3−ジメチル
ブテン−1が得られるが、添加量を増すと2,3−ジメ
チルブテン−2が得られる。
その使用量は成分Bに対し、モル比で通常0.2〜10
倍、好ましくは0.5〜5倍、より好ましくは1〜4倍
である。
また本発明に使用される触媒は成分(IE)を加えるこ
ともでき、これにより二量体オレフィンの異性体分布を
変動させることができる0例えばプロピレンを三量化す
る場合、成分(E)を加えた触媒を用いると、2.3−
ジメチルブテン−1,2゜3−ジメチルブテン−2等の
選択率が向上する。
かかる成分(E)として前記−綴代(IV)で示される
活性水素化合物が挙げられる。具体的には例えば、水、
メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルア
ルコール、1so−プロピルアルコール、n〜ブチルア
ルコール、tert−ブチルアルコール、アミルアルコ
ール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オク
タツールなどの低級アルキルアルコール類、アリルアル
コール、フェノール、クレゾール、キシレノールなどの
フェノール類、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸類
等が挙げられる。
その使用量は成分(B)に対して、モル比で等モル未満
、好ましくは0.1〜0.8倍、より好ましくは0.2
〜0.6倍である。
本発明に使用される触媒系は触媒調製時に反応原料であ
る低級α−オレフィンが存在すれば安定に使用できるが
、鎖状共役ジオレフィンの存在下に調製することが望ま
しい。
かかる触媒安定助剤としてはブタジェン、イソプレン、
1.3−ペンタジェン等の共役ジオレフィン類が挙げら
れ、その添加量は(A)成分たるニッケル化合物の20
0モル倍以下である。これ以上の量を添加しても実質的
な安定効果に変化が見られない。
本発明に於ける触媒成分の混合順序は特に規制はなく、
いかなる順序で混合してもよいが、少量のα−オレフィ
ン又は安定助剤である共役ジオレフィンの存在下、(A
)ニッケル化合物、(C)3価のリン化合物、(B)ト
リアルキルアルミニウム及び(D)フッ素化イソプロパ
ツールをこの順に添加混合することが好ましい、また(
E)活性水素化合物を用いる場合は、 (A)、 (C
)、(B)、(E)、 (D)の順に添加混合すること
が好ましい。
触媒調製は通常、不活性溶媒を使用して行われる。かか
る溶媒としては例えばヘンゼン、トfレエン、キシレン
等の芳香族炭化水素や、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘ
キサン等の脂肪族炭化水素、あるいはクロルベンゼンや
ジクロルベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素等が挙
げられるが、なかでも芳香族炭化水素及びハロゲン化芳
香族炭化水素が好ましい。
触媒調製温度は通常−80°C〜60℃、好ましくは一
20°C〜40°Cである。
三量化反応は通常、前述した様な不活性溶媒中で行われ
るが、場合によっては、液化した低級α−オレフィン中
で行なう事も可能である。二景化反応時の触媒濃度は、
反応系中のニッケル成分として、通常lO4〜10−’
sol/1程度の範囲から選ばれる。三量化反応温度は
通常−80’C〜60°C1好ましくは一り0℃〜40
″Cである0反応圧力は常圧乃至は反応温度で自生する
平衡圧力の下で行われる。
本発明で用いられる低級α−オレフィンとしては、例え
ばエチレン、プロピレン、l−ブテン等が挙げられる。
反応終了後は、通常の処決に従って反応を停止し、触媒
を除去した後、精密によって生成物を取得する事が出来
る。生成物はガスクロマトグラフィーによって分析し、
定量される。
〈発明の効果〉 本発明によれば、ニッケル成分として、塩化ニッケルを
用いることにより、触媒活性を著しく向上させることが
できる0例えば高価なトリアルキルアルミニウム、ヘキ
サフルオロイソプロパツール等の使用量を削減し得、触
媒コストの著しい低減を計ることができる。
加えて、活性水素化合物を加えることにより、生成する
二量体オレフィンの異性体分布を制御し得るという利点
も有す。
〈実施例〉 以下、具体的実施例に従って本発明の詳細な説明するが
、本発明はこれ等に限定されるものではない。
実施例1 100dのステンレス製オート・クレープを脱気乾燥後
窒素置換し、塩化ニッケル無水物0.05m5+olを
含むクロルベンゼン溶液を5jI11トリシクロへキシ
ルホスフィン0.05ssol含むクロルベンゼン溶液
を0.5m、イソプレン4mmol(0,4all)を
この順に添加混合し、次いで水冷下、トリエチルアルミ
ニウム0.25ssol含むクロルベンゼン溶液0.2
5d添加し撹拌する0次に、水冷、撹拌下、1,1,1
.3.3゜3−へキサフルオロイソプロパツール(以後
HFIPと略す) 0.75■−o1含むクロルベンゼ
ン溶液を0.75d添加し、更に10分間撹拌する。こ
の触媒液に乾燥クロルベンゼンを4.6m添加後、プロ
ピレンを4 kg / c−に保圧し20’Cで30分
間撹拌下反応した。
反応後、反応液を加圧サンプリングし、n−ペンクンを
内積とし、ガスクロマトグラフによって分析した結果を
表−■に示した。未反応プロピレンをパージした後の反
応液はクリヤーで、かつオートクレーブ器壁にも何ら付
着物は認められなかった。
実施例2 実施例1において、メチルアルコール0.1m++wo
lを含むクロルベンゼン溶液0.2mをトリエチルアル
ミニウムの溶液を添加撹拌後に添加撹拌し、次いでfl
FIPの溶液を添加撹拌する以外は実施例1と同様に触
媒調製、反応を行った。得られた結果を表−1に示した
反応後の反応液はクリヤーで、かつオートクレーブ器壁
にも付着物は認められながった。
実施例3〜6 実施例1に於けるトリシクロへキシルホスフィンに代え
て、表−2に示す各種有機リン化合物0゜05a+mo
lを用いる他は、実施例1と同様に触媒調製、反応を行
った。得られた結果を表−2に示す。
実施例7〜13 実施例2に於けるメチルアルコールに代えて、表−3に
示す各種の活性水素化合物0.1mmolを用いる以外
は実施例2と同様に触媒調製、反応を行った。結果を表
−3に示す。
比較例1 実施例1において、塩化ニッケルの代りにナフテン酸ニ
ッケル0.05a+sol、)リエチルアルミニウムを
0 、5mmo 1、IIPIPを1.5fillIo
+用いる以外は実施例1と同様に触媒調製、反応を実施
した。結果を表−4に示した。
比較例2 実施例1においてイソプレンを添加混合した後、水を0
.25mmol(4,5μl)添加混合し、次いで水冷
下、トリエチルアルミニウム0.5sumolを含むク
ロルベンゼン溶液0.5dおよび2,4.6− )リク
ロルフェノール1.75amolを含むクロルベンゼン
m ?a 1゜75m1をこの順序で添加混合した後1
5分撹拌し、次いでクロルベンゼンを3.35IIrN
添加する以外は実施例1と同様に触媒調製、反応を行っ
た。結果を表−4に示した。
比較例3 比較例2において、水を0.125s+mol、トリエ
チルアルミニウムを0.25au++ol、2,4.6
− )リクロルフェノール0.875smol用いる以
外は比較例2と同様に触媒調製、反応を行った。結果を
表−4に示した。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低級αオレフィンを二量化するに当り、触媒とし
    て、 (A)塩化ニッケル (B)トリアルキルアルミニウム (C)一般式( I )、(II)または(III) PR^1R^2R^3( I ) P(NR^1_2)_3(II) P(OR^1)_3(III) (式中、R^1、R^2、R^3はそれぞれ独立にアル
    キル基、シクロアルキル基もしくはフェニル基を表わす
    。)で示される少なくとも1種のリン系化合物、および
    (D)1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプ
    ロパノールからなる触媒を用いることを特徴とする低級
    αオレフィンの二量化方法。
  2. (2)一般式(IV) R−OH(IV) (式中、Rは、水素原子、アルキル基、アリル基、アリ
    ール基もしくはアシル基を表わす。) で示される少なくとも1種の活性水素化合物をトリアル
    キルアルミニウムに対し等モル未満使用することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
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