ITTO960601A1 - SYNDIOSPECIFIC METALLOCENE ADDUCT CATALYST - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Catalizzatore di addotto di metallocene sindiospecifico" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Syndiospecific metallocene adduct catalyst"
Campo dell'invenzione Field of the invention
La presente invenzione si rife risce ad un catalizzatore addotto di metallocene per la prepa razione di poliolefine sindiotattiche , particolarmente polipropilene sindiotattico , ad un procedimento per la preparazione del catalizzatore e all’ulilizzo del catalizzatore nella polimerizzazione dell'olefina. The present invention refers to a metallocene adduct catalyst for the preparation of syndiotactic polyolefins, particularly syndiotactic polypropylene, to a process for the preparation of the catalyst and to the use of the catalyst in the polymerization of the olefin.
Sfondo dell'invenzione Background of the invention
Per la prima volta è stato trovato da J. A. Ewen ed al . che un polipropilene sindiotattico con sindiotatticità pentadica del 70% può essere ottenuto utilizzando un sistema di catalizzatore consistente di un composto di un metallo di transizione con un ligando avente simmetria Cs e un alluminossano. Esempi tipici di detti composti di metalli di transizione sono dicloruro di isopropilidene(ciclopentadienilfluorenil)zirconio e dicloruro di isopropìlidene (ciclopentadienil-fluorenil)afnio (J. Am. Chem. Soc. , 110, 6255-6256 (1988) ) . Sono anche descritti nei brevetti alcuni composti di metalli di transizione simili, per esempio, dicloruro di metilfenilmetilen (ciclopentadienil-fluorenil)zirconio, dicloruro di difenilmetileniciclopentadienil-fluorenil)zirconio, e dicloruro di difenilmetilen(ciclopentadienilfluorenil)-afnio, ecc. ( riferimento a EP 387690, EP 387691, EP 0516019A2). It was first found by J. A. Ewen et al. that a syndiotactic polypropylene with pentadic syndiotacticity of 70% can be obtained using a catalyst system consisting of a compound of a transition metal with a ligand having Cs symmetry and an aluminoxane. Typical examples of said transition metal compounds are isopropylidene dichloride (cyclopentadienylfluorenyl) zirconium and isopropylidene dichloride (cyclopentadienyl-fluorenyl) hafnium (J. Am. Chem. Soc., 110, 6255-6256 (1988)). Also disclosed in the patents are some compounds of similar transition metals, for example, methylphenylmethylene dichloride (cyclopentadienyl-fluorenyl) zirconium, diphenylmethylenic cyclopentadienyl-fluorenyl) zirconium dichloride, and diphenylmethylene dichloride (cyclopentadienylfluorenyl, etc.). (reference to EP 387690, EP 387691, EP 0516019A2).
I composti dei metalli di transizione di cui sopra vengono in generale preparati facendo reagire per primo il fluorene con un fulvene disostituito in modo da ottenere un ligando metallocenilico, che viene fatto reagire con tetracloruro di zirconio oppure tetracloruro di afnio. Il fluorene dovrebbe essere per primo convertito nella sua forma anionica per facilitare la sua reazione con il fulvene disostituito. Il più comunemente utilizzato è il fluorenillitio, che viene in generale ottenuto mediante la reazione del fluorene con una soluzione in etere dietilico di metillitio equimolare oppure una soluzione di esano di butillitìo equimolare. The above transition metal compounds are generally prepared by first reacting the fluorene with a disubstituted fulvene to obtain a metallocenyl ligand, which is reacted with either zirconium tetrachloride or hafnium tetrachloride. Fluorene should first be converted to its anionic form to facilitate its reaction with the disubstituted fulvene. The most commonly used is fluorenyllithium, which is generally obtained by the reaction of fluorene with a solution in diethyl ether of equimolar methyllium or a solution of hexane of equimolar butyllithium.
La soluzione etere dietilico del metillitio utilizzata viene ottenuta mediante la reazione di ioduro di metile e litio metallico a temperatura relativamente bassa (-10°C). la resa della quale è relativamente bassa a causa della reazione di accoppiamento non evitabile del radicale metilico durante la reazione. Inoltre il costo è alto poiché lo ioduro di metile come materiale di partenza è molto costoso. La soluzione in esano di butillitio è più attiva chimicamente, tuttavia, se non viene applicata la regolazione della velocità di gocciolamento e della temperatura, si verifica una reazione tra il butillitio nel punto sovraconcentrato e l’altro idrogeno relativamente attivo oppure un trasferimento di un singolo elettrone (SET) per formare radicali cosicché l’unità della reazione non può essere mantenuta, portando all’abbassamento della conversione della reazione. The used methyl ether solution of methyl ether is obtained by the reaction of methyl iodide and lithium metal at a relatively low temperature (-10 ° C). the yield of which is relatively low due to the unavoidable coupling reaction of the methyl radical during the reaction. Furthermore, the cost is high as methyl iodide as a starting material is very expensive. The butyllithium hexane solution is more chemically active, however, if the drop rate and temperature regulation is not applied, a reaction occurs between the butyllithium in the overconcentrated point and the other relatively active hydrogen or a single transfer occurs. electron (SET) to form radicals so that the unity of the reaction cannot be maintained, leading to the lowering of the conversion of the reaction.
La reazione di addizione di fulvene sostituito con dialchile e di fluorenillitio viene generalmente condotta a -78° (CN 1040036A) poiché una reazione di eliminazione tenda a verificarsi sugli idrogeni coattivi contenuti nell'alchilfulvene in presenza di fluorenillitio basico forte e tale reazione di eliminazione può essere soppressa ad una temperatura bassa a causa della sua natura dal punto di vista predominante dinamico. In contrasto con il fulvene sostituito con dialchile, il fulvene sostituito con diarile non contiene idrogeno acido e la reazione di addizione dell’anione del fluorene sul doppio legame esterno all’anello di fulvene può essere condotta in condizioni blande (EP 0516019A2). The addition reaction of fulvene substituted with dialkyl and fluorenyllithium is generally carried out at -78 ° (CN 1040036A) since an elimination reaction tends to occur on the coactive hydrogens contained in alkylfulvene in the presence of strong basic fluorenyllithium and this elimination reaction can be suppressed at a low temperature due to its dynamically predominant nature. In contrast to fulvene substituted with dialkyl, fulvene substituted with diaryl does not contain acidic hydrogen and the addition reaction of the fluorene anion on the double bond external to the fulvene ring can be carried out under mild conditions (EP 0516019A2).
Due procedimenti per condurre la reazione tra il dianione del ligando e il tatracloruro di zirconio Two procedures for carrying out the reaction between the ligand dianion and zirconium tatrachloride
sono descritti in CN 1040036A. Uno è il are described in CN 1040036A. One is the
pretrattamento del con tetraidrofurano (THF) per formare e la sua reazione con il dianione del ligando. La resa del zirconocene è il 30-40% e il THF si lega nel catalizzatore del composto del complesso finale. Un altro è la miscelazione del pretreatment of with tetrahydrofuran (THF) to form and its reaction with the ligand dianion. The yield of zirconocene is 30-40% and the THF binds in the catalyst of the final complex compound. Another is the mixing of the
in cloruro di metilene a -7S°C e la reazione della poltiglia con una soluzione di cloruro di metilene dell ’ anione del ligando a -78°C. La resa del zirconocene è tipicamente il 40-50%. in methylene chloride at -7S ° C and the reaction of the slurry with a solution of methylene chloride of the anion of the ligand at -78 ° C. The yield of zirconocene is typically 40-50%.
Un procedimento per la preparazione di dicloruro di difenilmetilene(ciclopentadienil-9-fluorenil)-zirconio è descritto in dettaglio nel EP 0516019A2, in cui l’anione del fluorene viene ottenuto facendo reagire il fluorene con n-butillitio equimolare e il fluorenillitio reagisce con il fulvene disostituito a temperatura ambiente per dare il ligando metallocenilico al 42% ; quindi il ligando metallocenilico reagisce con in THF a - 78°C in modo da ottenere il zircocane soltanto al 36%. A process for the preparation of diphenylmethylene dichloride (cyclopentadienyl-9-fluorenyl) -zirconium is described in detail in EP 0516019A2, in which the fluorene anion is obtained by reacting the fluorene with equimolar n-butyllithium and the fluorenyllithium reacts with the disubstituted fulvene at room temperature to give 42% metallocenyl ligand; then the metallocenyl ligand reacts with THF at - 78 ° C in order to obtain only 36% zircocane.
Tali catalizzatori di metallocene come citato sopra sono indispensabili per la preparazione di poliolefina sindiotattica, ma essi sono molto in non convenienti per l'utilizzo pratico a causa delle loro severe condizioni di preparazione, bassa resa, procedimento di purificazione complicato (essi necessitano di essere isolati mediante allontanamento del solvente sotto vuoto e purificati mediante estrazione con alcani oppure ricristallizzati da idrocarburi aromatici oppure cromatografia che utilizza scambiatori ionici), così come per la loro scarsa stabilità in aria (essi si decompongono gradualmente anche in azoto). Such metallocene catalysts as mentioned above are indispensable for the preparation of syndiotactic polyolefin, but they are very inconvenient for practical use due to their severe preparation conditions, low yield, complicated purification process (they need to be isolated by removing the solvent under vacuum and purified by extraction with alkanes or recrystallized by aromatic hydrocarbons or by chromatography using ion exchangers), as well as by their poor stability in air (they also gradually decompose into nitrogen).
Uno scopo dell’invenzione è fornire un catalizzatore di metallocene molto più stabile rispetto a quelli della tecnica antecedente. An object of the invention is to provide a much more stable metallocene catalyst than those of the prior art.
Un altro scopo dell’invenzione è fornire un procedimento per la preparazione del catalizzatore di metallocene in condizioni blande e ad alta resa senza purificazione . Another object of the invention is to provide a process for the preparation of the metallocene catalyst under mild conditions and with high yield without purification.
Il terzo scopo dell'invenzione è fornire l'utilizzo del catalizzatore di metallocene nella preparazione di poliolefina sindiotattica. The third object of the invention is to provide the use of the metallocene catalyst in the preparation of syndiotactic polyolefin.
Noi abbiamo trovato che il fluorenillitio può essere ottenuto con un'alta resa facendo reagire fenil litio invece di metillitio e butillitio nella tecnica antecedente con fluorene..La reazione tra il fenillitio e il fluorene procede stabilmente e una reazione stechiometrica può essere completata dopo 4 ore a temperatura ambiente. We have found that fluorenyl lithium can be obtained with a high yield by reacting phenyl lithium instead of methyl lithium and butyl lithium in the prior art with fluorene. The reaction between phenyl and fluorene proceeds stably and a stoichiometric reaction can be completed after 4 hours. at room temperature.
Noi abbiamo trovato anche che il prodotto solido ottenuto mediante la reazione del dianione del ligando e del in un mezzo di base di Lewis debole come etere dietilico ha una buona attività come catalizzatore di polimerizzazione sindiotattìco, ed esso può essere utilizzato come catalizzatore senza purificazione. Inoltre esso può essere presente con breve stabilità in aria. We have also found that the solid product obtained by the reaction of the ligand dianion and the in a weak Lewis base medium such as diethyl ether has good activity as a syndiotactic polymerization catalyst, and it can be used as a catalyst without purification. Furthermore, it can be present with short stability in the air.
La presente invenzione è completata sulla base delle scoperte di cui sopra. The present invention is completed on the basis of the above findings.
Riassunto dell’invenzione Summary of the invention
Il catalizzatore fornito dall’invenzione per la preparazione di poliolefina sindìotattica è un addotto a tre componenti di metallocene-etere-sale inorganico avente la seguente formula generale: The catalyst provided by the invention for the preparation of synotactic polyolefin is a three-component adduct of inorganic metallocene-ether-salt having the following general formula:
in cui Ar rappresenta un arile non sostituito oppure sostituito; Cp rappresenta un ciclopentadienile non sostituito oppure sostituito i cui sostituenti sono scelti dal gruppo consistente di alchile wherein Ar represents an unsubstituted or substituted aryl; Cp represents an unsubstituted or substituted cyclopentadienyl whose substituents are selected from the group consisting of alkyl
alcossile, silanile, arile, aralcossile, ossidrile e alogeno; Flu rappresenta un fluorenile non sostituito oppure sostituito i cui sostituenti sono scelti dal gruppo consistente di alchile alcossile, silanile, arile, aralcossile, ossidrile e alogeno; he rappresenta un elemento scelto fra quelli del gruppo IVB della Tavola Periodica; Q rappresenta alogeno, alchile, alcossile, gruppo ad anello fuso aromatico oppure gruppo eterociclico; R e R' sono uguali oppure diversi e scelti fra alchile * rappresenta ossigeno oppure zolfo; Me' rappresenta un metallo alcalino oppure un metallo alcalinoterroso, e n rappresenta 1 oppure 2. alkoxy, silanyl, aryl, aralkoxyl, hydroxyl and halogen; Flu represents an unsubstituted or substituted fluorenyl whose substituents are selected from the group consisting of alkyl alkoxy, silyl, aryl, aralkoxyl, hydroxyl and halogen; he represents an element chosen from among those of the IVB group of the Periodic Table; Q represents halogen, alkyl, alkoxy, aromatic fused ring group or heterocyclic group; R and R 'are the same or different and selected from alkyl * represents oxygen or sulfur; Me 'represents an alkali metal or an alkaline earth metal, and n represents 1 or 2.
La presente invenzione fornisce anche un procedimento per la preparazione del catalizzatore comprendente: The present invention also provides a process for the preparation of the catalyst comprising:
(1) reazione del fluorene sostituito oppure non sostituito con una base forte in un solvente etereo e reazione dell’anione risultante di fluorene con un diarilfulvene sostituito oppure non sostituito sull’anello a temperatura ambiente, in modo da formare un ligando metallocenilico; (1) reaction of substituted or unsubstituted fluorene with a strong base in an ethereal solvent and reaction of the resulting anion of fluorene with a substituted or unsubstituted diarylfulvene on the ring at room temperature, so as to form a metallocenyl ligand;
(21 reazione del ligando metallocenilico con un reagente alcalino in un solvente inerte, e reazione del dianione risultante del ligando metallocenilico con un composto di metallo di formula in cui Me è un metallo scelto fra quelli del gruppo IVB della Tavola Periodica, e Q è scelto dal gruppo consistente di alogeno, alchile, alcossile, gruppo ad anello fuso aromatico e gruppo eterociclico. (21 reaction of the metallocenyl ligand with an alkaline reagent in an inert solvent, and reaction of the resulting dianion of the metallocenyl ligand with a metal compound of the formula in which Me is a metal selected from those of group IVB of the Periodic Table, and Q is selected from the group consisting of halogen, alkyl, alkoxy, aromatic fused ring group and heterocyclic group.
In un ulteriore aspetto dell’invenzione, viene fornito un procedimento per la preparazione di una poliolefina sindiotattica comprendente la po limerizzazione di una olefina utilizzando il catalizzatore fornito dalla presente invenzione come catalizzatore principale in combinazione con un cocatalizzatore scelto dal gruppo consistente di metilallumi noossano . una miscela di alchilalluminio e metilalluminoossano e un composto di boro organico. Descrizione dettagliata dell'invenzione In a further aspect of the invention, a process is provided for the preparation of a syndiotactic polyolefin comprising the polymerization of an olefin using the catalyst provided by the present invention as the main catalyst in combination with a cocatalyst selected from the group consisting of methylaluminium nooxane. a mixture of alkylaluminium and methylaluminoxane and an organic boron compound. Detailed description of the invention
La presente invenzione fornisce un catalizzatore di metallocele per la preparazione di poliolefina sindiotattica, che è un addotto a tre componenti di metallocene-etere-sale inorganico avente la seguente formula generale: The present invention provides a metallocele catalyst for the preparation of syndiotactic polyolefin, which is a three-component adduct of inorganic metallocene-ether-salt having the following general formula:
in cui in which
Ar rappresenta un arile non sostituito oppure sostituito come fenile, gruppo ad anello fuso aromatico oppure gruppo eterociclico come naftile, piridile, ecc., preferibilmente fenile; Ar represents an unsubstituted or substituted aryl such as phenyl, aromatic fused ring group or heterocyclic group such as naphthyl, pyridyl, etc., preferably phenyl;
Cp rappresenta un ciclopentadienile non sostituito oppure sostituito i cui sostituenti sono scelti dal gruppo consistente di alchile alcossile, silanile, arila, aralccssile, ossidrile e alogeno; Cp represents an unsubstituted or substituted cyclopentadienyl whose substituents are selected from the group consisting of alkyl alkoxy, silyl, aryl, aralkoxyl, hydroxyl and halogen;
Flu rappresenta un fluorenile non sostituito oppure sostituito i cui sostituenti sono scelti dal gruppo consistente di alchile alcossile, silanile, arile, aralcossile, ossidrile e alogeno; Flu represents an unsubstituted or substituted fluorenyl whose substituents are selected from the group consisting of alkyl alkoxy, silyl, aryl, aralkoxyl, hydroxyl and halogen;
Me rappresenta un elemento scelto fra quelli del gruppo IVB della Tavola Periodica, preferibilmente zirconio e afnio, particolarmente zirconio; Me represents an element selected from those of the IVB group of the Periodic Table, preferably zirconium and hafnium, particularly zirconium;
Q rappresenta alogena, alchile, alcossile, gruppo ad anello aromatico oppure gruppo eterociclico,· preferibilmente alogeno, particolarmente cloro; Q represents halogen, alkyl, alkoxy, aromatic ring group or heterocyclic group, preferably halogen, particularly chlorine;
R e R' sono uguali oppure diversi e scelti fra alchile preferìbilmente etile; R and R 'are the same or different and selected from preferably ethyl alkyl;
X rappresenta ossigeno oppure zolfo, preferibilmente ossigeno; X represents oxygen or sulfur, preferably oxygen;
Me' rappresenta un metallo alcalino oppure un metallo alcalino terroso preferibilmente litio, magnesio, particolarmente litio; e Me 'represents an alkali metal or an alkaline earth metal preferably lithium, magnesium, particularly lithium; And
n ha il valore di 1 oppure 2, e n è 1 quando Me' rappresenta un metallo alcalino e 2 quando Me' rappresenta un metallo alcalinoterroso. n has the value of 1 or 2, and n is 1 when Me 'represents an alkali metal and 2 when Me' represents an alkaline earth metal.
L’analisi mediante diffrazione di raggi X sul campione dell'addotto di metallocene fornito dall’invenzione mostra che il catalizzatore ha un certo grado di cristallinità. E’ osservato dallo spettro un picco caratteristico ovvio di RXR', ed è dimostrato mediante analisi elementi che il catalizzatore di metallocene complesso ha la composizione di formula Analysis by X-ray diffraction on the metallocene adduct sample provided by the invention shows that the catalyst has a certain degree of crystallinity. An obvious characteristic peak of RXR is observed from the spectrum, and it is demonstrated by element analysis that the complex metallocene catalyst has the composition of formula
In cui esso è Where it is
estratto con un solvente che scioglie facilmente il metallocene come dicloruro di metilene, toluene e' simili, il metallocene risultantt diviene molto sensibile all’aria, dimostrando le forze intermolecolari tra i tre componenti del catalizzatore, che aumentano la stabilità del metallocene. Come mostrato dalla seguente descrizione, i componenti diversi dal metallocene non hanno un effetto contrario sulla polimerizzazione dell’olefina oltre alla stabilizzazione del metallocene. extracted with a solvent that easily dissolves the metallocene such as methylene dichloride, toluene and the like, the resulting metallocene becomes very sensitive to air, demonstrating the intermolecular forces between the three components of the catalyst, which increase the stability of the metallocene. As shown by the following description, components other than the metallocene do not have an adverse effect on the polymerization of the olefin in addition to the stabilization of the metallocene.
Il procedimento per la preparazione del catalizzatore di cui sopra fornito dalla presente invenzione comprende: The process for the preparation of the above catalyst provided by the present invention comprises:
(1) reazione del fluorene sostituito oppure non sostituito con una base forte in un solvente etereo e reazione dell’anione risultante di fluorene con un diarilfulvene sostituito oppure non sostituito sull'anello a temperatura ambiente, in modo da formare un ligando metallocenilico; (1) reaction of the substituted or unsubstituted fluorene with a strong base in an ethereal solvent and reaction of the resulting anion of fluorene with a substituted or unsubstituted diarylfulvene on the ring at room temperature, so as to form a metallocenyl ligand;
2 ) reazione del ligando metallocenilico con un reagente alcalino in un solvente inerte, e reazione del dianione risultante del ligando metallocenilico con un composto metallico di formula in cui Me è un metallo scelto fra quelli del gruppo IVB della Tavola Periodica, e Q è scelto dal gruppo consistente di alogeno, alchile, alcossile, gruppo ad anello fuso aromatico e gruppo eterociclico. 2) reaction of the metallocenyl ligand with an alkaline reagent in an inert solvent, and reaction of the resulting dianion of the metallocenyl ligand with a metal compound of formula in which Me is a metal selected from those of the IVB group of the Periodic Table, and Q is selected from group consisting of halogen, alkyl, alkoxy, aromatic fused ring group and heterocyclic group.
Nello stadio (1) la soluzione eterea può essere qualsiasi di quelle comunemente utilizzate nella tecnica, come tetraidrofurano, etere dìetilico. La base forte utilizzata può essere alchillitio come metillìtio, butillitio, oppure può essere arillìtio come fenillitio, e-il fenillitio viene preferibilmente utilizzato nella presente invenzione. Esempi dei sostituenti sugli anelli di fluorene e di diarilfulvene sono alchile alcossile, silanile, arile, aralcossile, ossidrile, alogeno e simili. Il diarilfulvene preferibile è difeniliulvene. In step (1) the ether solution can be any of those commonly used in the art, such as tetrahydrofuran, diethyl ether. The strong base used can be alkylthium such as methylthium, butyllithium, or it can be arylthium such as phenyllithium, and phenyllithium is preferably used in the present invention. Examples of the substituents on the fluorene and diarylfulvene rings are alkyl alkoxy, silyl, aryl, aralkoxyl, hydroxyl, halogen and the like. The preferable diarylfulvene is dipheniliulvene.
Nello stadio (2) il solvente inerte è scelto fra quelli rappresentati dalla formula RXR', in cui R e R' sono uguali oppure diversi, e sono scelti fra alchile In step (2) the inert solvent is selected from those represented by the formula RXR ', in which R and R' are the same or different, and are selected from alkyl
preferibilmente etile; X rappresenta ossigeno preferably ethyl; X represents oxygen
oppure zolfo, preferibilmente ossigeno. L'etere dietilico viene preferibilmente utilizzato nella presente invenzione. Il reagente alcalino può essere l'alchillitio oppure l’arillitio comunemente utilizzati ecc., ed è generalmente utilizzato butil litio. Tra i composti metallici di formula Me è preferibilmente zirconio e afnio, particolarmente zirconio; Q è preferibilmente alogeno, particolarmente cloro. or sulfur, preferably oxygen. Diethyl ether is preferably used in the present invention. The alkaline reagent can be commonly used alkyl or aryl lithium, etc., and butyl lithium is generally used. Among the metal compounds of formula Me it is preferably zirconium and hafnium, particularly zirconium; Q is preferably halogen, particularly chlorine.
Il procedimento per la preparazione della poliolefina sindiotattica che utilizza l’addotto di metallocene di cui sopra come catalizzatore fornito dalla presente invenzione comprende la polimerizzazione di una olefina utilizzando il catalizzatore fornito dalla presente invenzione come catalizzatore principale in combinazione con un cocatalizzatore scelto dal gruppo consistente di metilalluminoossano, una miscela di alchilalluminio e metilalluminoossano, e un composto di boro organico in modo da formare poliolefina sindiotattica. Come cocatalizzatore viene preferibilmente utilizzato metilalluminoossano. Il rapporto della quantità di cocatalizzatore rispetto alla quantità del catalizzatore principale utilizzato è opportunamente di circa 300 in A1/Zr (moli). The process for the preparation of the syndiotactic polyolefin using the above metallocene adduct as the catalyst provided by the present invention comprises the polymerization of an olefin using the catalyst provided by the present invention as the main catalyst in combination with a cocatalyst selected from the group consisting of methylaluminoxane, a mixture of alkylaluminium and methylaluminoxane, and an organic boron compound to form syndiotactic polyolefin. Methylaluminooxane is preferably used as cocatalyst. The ratio of the quantity of cocatalyst to the quantity of the main catalyst used is suitably about 300 in A1 / Zr (moles).
Detta olefina può essere etilene oppure Said olefin can be ethylene or
olefina preferibilmente propilene. olefin preferably propylene.
La polimerizzazione può essere condotta mediante qualsiasi procedimento noto nella tecnica, preferibilmente mediante procedimento di polimerizzazione in soluzione oppure procedimento di polimerizzazione in poltiglia..Il solvente utilizzato può essere un idrocarburo alifatico oppure aromatico come esano, toluene. The polymerization can be carried out by any process known in the art, preferably by a solution polymerization process or a slurry polymerization process. The solvent used can be an aliphatic or aromatic hydrocarbon such as hexane, toluene.
L'addotto di metallocene fornito dalla presente invenzione è molto più stabile rispetto a quelli della tecnica antecedente, ed esso può essere esposto all’aria per diverse ore oppure immagazzinato sotto azoto per un lungo periodo senza perdere la sua attività. Inoltre uno zirconocene può essere preparato con un'alta resa di circa l'85% in condizioni blande senza purificazione complicata. Una poliolefina sindiotattica con buone proprietà può essere ottenuta mediante polimerizzazione dell’olefina utilizzando il catalizzatore dell’invenzione come catalizzatore principale e metilalluminossano come cocatalizzatore con un rapporto A1/Zr relativamente basso, The metallocene adduct provided by the present invention is much more stable than those of the prior art, and it can be exposed to the air for several hours or stored under nitrogen for a long period without losing its activity. Furthermore, a zirconocene can be prepared with a high yield of about 85% under mild conditions without complicated purification. A syndiotactic polyolefin with good properties can be obtained by polymerization of the olefin using the catalyst of the invention as the main catalyst and methylaluminoxane as a cocatalyst with a relatively low A1 / Zr ratio,
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
La figura 1 è lo spettro del. polipropilene ottenuto nell’Esempio 2. Figure 1 is the spectrum of. polypropylene obtained in Example 2.
La figura 2 è lo spettro IR del polipropilene ottenuto nell'Esempio 2. Figure 2 is the IR spectrum of the polypropylene obtained in Example 2.
Esempi Examples
I seguenti esempi preferiti sono forniti per illustrare ulteriormente l’invenzione ma non intendono in alcun modo limitare l’ambito dell’invenzione. The following preferred examples are provided to further illustrate the invention but are not intended in any way to limit the scope of the invention.
Esempio 1 Example 1
Preparazione del Preparation of the
In un pallone Schlenk da 250 mi sono stati introdotti 5,10 g (30,7 mmoli) di fluorene, che era stato sciolto in 60 ml di tetraidrofurano anidro (THF) prima che 38,4 mi (30,7 mmoli) di fenillitio 0,8 M in etere dietilico venissero introdotti mediante un imbuto a pressione costante, e la reazione è stata lasciata procedere per 2 ore. Quindi 7,07 g (30,7 mmoli) di difenilfulvene sono stati introdotti e la reazione è stata lasciata procedere per 12 ore. Una quantità opportuna di acqua è stata aggiunta alla miscela di reazione per l’idrolisi. La fase organica è stata separata e concentrata sotto vuoto, e il residuo è stato ricristallizzato da una miscela di metanolo e cloroformio dando 6,2 g (resa 51%) di ligando metallocenilico in forma di polvere bianca, che ha la seguente composizione e struttura secondo quanto riportato dall’analisi elementare e dal NMR: 5.10 g (30.7 mmol) of fluorene was introduced into a 250 ml Schlenk flask, which was dissolved in 60 ml of anhydrous tetrahydrofuran (THF) before 38.4 ml (30.7 mmol) of phenyllithium 0.8 M in diethyl ether were introduced through a constant pressure funnel, and the reaction was allowed to proceed for 2 hours. Then 7.07 g (30.7 mmol) of diphenylfulvene was introduced and the reaction was allowed to proceed for 12 hours. An appropriate amount of water was added to the reaction mixture for hydrolysis. The organic phase was separated and concentrated under vacuum, and the residue was recrystallized from a mixture of methanol and chloroform giving 6.2 g (yield 51%) of metallocenyl ligand in the form of a white powder, which has the following composition and structure as reported by the elementary analysis and the NMR:
2.0 g (5,0 mmoli) del ligando ottenuto in tal modo sono stati sciolti in 20 mi di una miscela di etere dietilico ed esano (v/v = 1/1), ai quali sono stati aggiunti 6,4 mi (10 mmoli) di una soluzione 1,6M di butillitio in esano. Dopo reazione a temperatura ambiente per 15 ore, la sospensione risultante è stata raffreddata a -50°C, e sono stati aggiunti 1,16 g (5,0 mmoli) di La miscela è stata agitata a temperatura ambienta e filtrata, dando 3,1 g di catalizzatore di cui al titolo in forma di polvere solida . 2.0 g (5.0 mmoles) of the ligand thus obtained were dissolved in 20 ml of a mixture of diethyl ether and hexane (v / v = 1/1), to which 6.4 ml (10 mmoles) were added ) of a 1.6M solution of butyllithium in hexane. After reaction at room temperature for 15 hours, the resulting suspension was cooled to -50 ° C, and 1.16 g (5.0 mmol) of was added. The mixture was stirred at room temperature and filtered, giving 3. 1 g of catalyst referred to in the title in the form of solid powder.
L’analisi mediante diffrazione di raggi X ha mostrato che il catalizzatore ha un certo grado di cristallinità . La microscopia elettronica mostra che Zr e Cl elementari sono distribuiti uniformemente nella regione da analizzare. Viene osservato dallo spettro <1>H -NMR un picco caratteristico ovvio di Analysis by X-ray diffraction showed that the catalyst has a certain degree of crystallinity. Electron microscopy shows that elementary Zr and Cl are uniformly distributed in the region to be analyzed. An obvious characteristic peak of is observed from the <1> H -NMR spectrum
(etere dietilico). E’ dimostrato mediante analisi elementare che esso ha composizione di (diethyl ether). It is demonstrated by elementary analysis that it has a composition of
Ed è mostrao nella spettroscopia And it is shown in spectroscopy
di emissione atomica al plasma ad accoppiamento indotto (ICP-AES) che il catalizzatore contiene 1'11% in peso di Zr, pertanto la sua resa è 1’85% rispetto al peso di Zr. induced coupling plasma atomic emission (ICP-AES) that the catalyst contains 11% by weight of Zr, therefore its yield is 1'85% with respect to the weight of Zr.
Esempio 2 Example 2
Polimerizzazione del propilene sotto pressione atmosferica Polymerization of propylene under atmospheric pressure
Un pallone a tre colli da 500 ml spurgato in precedenza con azoto ad alta purezza è stato caricato con 100 mi di toluene, 50 mg del catalizzatore preparato nell’Esempio 1 e 2 g di metilalluminoossano sotto la atmosfera di propilene. Il propilene gassoso è stato introdotto in continuazione e la polimerizzazione è stata lasciata procedere sotto pressione atmosferica per 3 ore, dando 5,2 g (dopo essiccamento) di propilene, che è stato sottoposto a analisi IR, DSC (calorimetria a scansione differenziale ) e GPC (cromatografia per gel permeazione) . A 500 ml three-necked flask previously purged with high purity nitrogen was loaded with 100 ml of toluene, 50 mg of the catalyst prepared in Example 1 and 2 g of methylaluminoxane under the propylene atmosphere. The propylene gas was continuously introduced and the polymerization was allowed to proceed under atmospheric pressure for 3 hours, giving 5.2 g (after drying) of propylene, which was subjected to IR, DSC (Differential Scanning Calorimetry) and GPC (gel permeation chromatography).
Lo shift chimico del mostrato nello spettro The chemical shift of the shown in the spectrum
(fig. 1) e i picchi caratteristici a 977 cm-1 e 963 cm<-1 >mostrati nello spettro IR (fig. 2) dimostrano che il polipropilene è sindiotattico e la sua sindiotatticità triadica (rr%) è superiore all’80% come ipotizzato dallo spettro <13>C-NMR. Il propilene ha il punto di fusione a 107°0 determinato mediante DSC, un peso molecolare media in peso (Mw) di 220,000, e una distribuzione del peso molecolare (MWD) di 2 determinata mediante GPC. (fig. 1) and the characteristic peaks at 977 cm-1 and 963 cm <-1> shown in the IR spectrum (fig. 2) demonstrate that polypropylene is syndiotactic and its triadic syndiotacticity (rr%) is greater than 80% as assumed by the <13> C-NMR spectrum. Propylene has a melting point of 107 ° 0 as determined by DSC, a weight average molecular weight (Mw) of 220,000, and a molecular weight distribution (MWD) of 2 as determined by GPC.
Esempio 3 Example 3
Polimerizzazione del propilene sotto alta pressione Un’autoclave da 1 litro spurgata in precedenza con azoto ad alta purezza è stata caricata con 400 ml di toluene. Dopo che il toluene è stato saturato con propilene gassoso, sono stati aggiunti 2,0 g di metilalluminossano e 0,100 g del catalizzatore preparato nell’Esempio 1. La reazione è stata lasciata procedere a 35°C per un’ora mantenendo la pressione del monomero a 0.7 MPa, e quindi è stata interrotta mediante aggiunta di una piccola quantità di metanolo acido. E’ stato aggiunto etanolo per precipitare il polimero che è stato lavato con etanolo e asciugato in vuoto, dando 10 g di polipropilene. Il polipropilene ha un punto di fusione di 139°C determinato mediante DSC, un Mw di 450.000 e un MWD di 2.29 determinati mediante GPC, e una sindiotatticità di (rr+rrr+rrrr)% maggiore del 92% Polymerization of propylene under high pressure A 1 liter autoclave previously purged with high purity nitrogen was loaded with 400 ml of toluene. After the toluene was saturated with propylene gas, 2.0 g of methylaluminoxane and 0.100 g of the catalyst prepared in Example 1 were added. The reaction was allowed to proceed at 35 ° C for one hour while maintaining the monomer pressure. at 0.7 MPa, and then was stopped by adding a small amount of acidic methanol. Ethanol was added to precipitate the polymer which was washed with ethanol and dried in vacuum, giving 10 g of polypropylene. Polypropylene has a melting point of 139 ° C determined by DSC, a Mw of 450,000 and a MWD of 2.29 determined by GPC, and a syndiotacticity of (rr + rrr + rrrr)% greater than 92%
Esempio 4 Example 4
Polimerizzazione in massa in fase liquida di polipropilene sotto alta pressione Liquid phase mass polymerization of polypropylene under high pressure
50 mg del catalizzatore preparato nell’Esempio 1 e 2 g di metilalluminoossano sono stati sciolti in 30 mi di toluene e la miscela è stata lasciata in precontatto per due ore. 50 mg of the catalyst prepared in Example 1 and 2 g of methylaluminooxane were dissolved in 30 ml of toluene and the mixture was left in pre-contact for two hours.
Un’autoclave da 5 litri spurgata in precedenza con azoto ad alta purezza è stata caricata con 20 ml di una soluzione di 1 g di metilalluminoossano in toluene, seguiti dal liquido precontattato di cui sopra e 3 litri di propilene liquido. Il sistema è stato innalzato a 70°C e la polimerizzazione è stata condotta per un’ora a 70°C e 2,9 MPa con agitazione a 250 giri al minuto. La reazione è stata interrotta e il propilene in eccesso è stato scaricato, dando una polvere di polimero, che è stata lavata successivamente con una soluzione di metanolo e a HC1 diluito e etanolo e essiccato, dando polipropilene sindiotattico (caratterizzato mediante Il polipropilene ha un Mw di 410.000 e un MWD di 2,3 determinato mediante GPC e un punto di fusione di 139°C determinato mediante DSC. A 5-liter autoclave previously purged with high-purity nitrogen was charged with 20 ml of a solution of 1 g of methylaluminoxane in toluene, followed by the aforementioned pre-contacted liquid and 3 liters of liquid propylene. The system was raised to 70 ° C and the polymerization was carried out for one hour at 70 ° C and 2.9 MPa with stirring at 250 rpm. The reaction was stopped and the excess propylene was discharged, giving a polymer powder, which was subsequently washed with a solution of methanol and diluted HCl and ethanol and dried, giving syndiotactic polypropylene (characterized by Polypropylene has a Mw of 410,000 and a MWD of 2.3 determined by GPC and a melting point of 139 ° C determined by DSC.
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