JP2000319313A - 供与体−受容体相互作用を有する担持触媒 - Google Patents

供与体−受容体相互作用を有する担持触媒

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JP2000319313A JP2000100908A JP2000100908A JP2000319313A JP 2000319313 A JP2000319313 A JP 2000319313A JP 2000100908 A JP2000100908 A JP 2000100908A JP 2000100908 A JP2000100908 A JP 2000100908A JP 2000319313 A JP2000319313 A JP 2000319313A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 供与体−受容体相互作用を有する担持触媒を
提供する。 【解決手段】 触媒は、a)少なくとも1種の供与体−
受容体相互作用を有する遷移金属化合物、 b)層状格子構造を有するイオン交換担体材料および c)任意の1またはそれ以上の共触媒 を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、遷移金属が2つの
配位子系によって錯体化され、2つの系が、供与体およ
び受容体を有する少なくとも1つの橋によって互いに可
逆的に連結されている化合物に関する。供与体原子およ
び受容体原子の間に形成される配位結合は、供与体基中
に正(部分)電荷および受容体基中に負(部分)電荷を
生む:
【化1】 本発明は、重合触媒としての供与体−受容体相互作用を
備えた担持触媒の使用にも関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】π錯
体化合物としてのメタロセンおよびオレフィンの重合に
おける触媒としてのメタロセンの使用は、古くから知ら
れている(EP-A-129,368およびそこで引用された文
献)。さらに、共触媒としてのアルキルアルミニウム/
水を組み合わせたメタロセンが、エチレン重合のために
効果的な系を形成する(例えば、メチルアルミノキサン
(MAO)は、トリメチルアルミニウム約1moleと
水1moleから形成される)。他の化学量論的な比も
すでにうまく使用されている(WO94/20506)。また、メタ
ロセンは、シクロペンタジエニル骨格が、橋によって互
いに共有結合されていることが既に知られている。この
分野での多くの特許および特許出願の例としては、EP-A
704,461が挙げられ、ここで記載される結合基は、(置
換)メチレン基もしくはエチレン基、シリレン基、置換
シリレン基、置換ゲルミレン基または置換ホスフィン基
である。また、EP-A 704,461では、橋かけメタロセン
が、オレフィンのための重合触媒として提供されてい
る。
【0003】供与体−受容体相互作用を有する触媒およ
び重合触媒としての使用が原則的に知られている。例え
ば、WO-A-98/01455は、遷移金属が、2つのπ−系(特
に芳香族π−系(メタロセン))によって錯体化され、
2つの系が供与体および受容体を有する橋によって互い
に可逆的に連結され、供与体および受容体原子が、π−
系に置換基として結合される化合物および重合触媒とし
てのその使用を記載している。
【0004】WO-A-98/01745は、遷移金属が、2つのπ
−系(特に芳香族π−系(メタロセン))によって錯体
化され、2つの系が供与体および受容体を有する橋によ
って互いに可逆的に連結され、供与体および受容体原子
の少なくとも1つが、それぞれのπ−系の部分である化
合物ならびに重合触媒としてのその使用を記載してい
る。
【0005】先の出願PCT/EP98/08074は、遷移金属が、
π−系によって錯体化され、供与体基−受容体相互作用
を示し、供与体基または受容体基のいずれかが遷移金属
と結合する化合物および重合触媒としてのその使用を記
載している。
【0006】特許出願WO-A-98/01483〜WO-A-98/01487な
らびに先の出願PCT/EP98/08012は、供与体−受容体相互
作用を有する記載の触媒を使用する工業的な重合方法を
記載している。
【0007】供与体−受容体相互作用を有する触媒を、
担持された形態で使用されることがこれらの文献から知
られている。しかしながら、当業者には、供与体−受容
体相互作用を有する非常に有用な担持触媒が、特定のク
レーを担体材料として使用した場合に得られることは驚
くべきことであった。
【0008】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
a)少なくとも1種の供与体−受容体相互作用を有する
遷移金属化合物、 b)層状格子構造を有するイオン交換担体材料および c)任意の1またはそれ以上の共触媒 を含有する組成物を提供する。
【0009】成分aとして、出願WO-A-98/01455、WO-A-
98/01745、WO-A-98/01483〜WO-A-98/01487に記載された
供与体−受容体相互作用を有する遷移金属化合物ならび
に先の出願PCT/EP98/08074およびPCT/EP98/08012に記載
された化合物が適している。以下の式に示されるメタロ
セン化合物が特に適している:
【化2】 上記式中、CpIおよびCpIIは、シクロペンタジエ
ニル含有構造を有する2つの同じまたは異なるカルバニ
オンを示し、H原子の1個ないしすべてが、直鎖状また
は分岐状C1−C20アルキル基からなる群からの同じま
たは異なる基によって置き換えられてよく、直鎖状また
は分岐状C1−C20アルキル基は、ハロゲンによって1
つまたは完全に置換されてよく、フェニルによって1〜
3置換されてよく、ビニル、C6−C12アリール、6〜
12個の炭素原子を有するハロゲン化アリール、有機金
属置換基(例えば、シリル、トリメチルシリル、フェロ
セニル)によって置換されてよく、DおよびAによって
1または2置換されてよい。
【0010】Dは、付加的に置換基を有してよく、それ
ぞれの結合状態で、自由に使用できる少なくとも1つの
自由電子対を有する供与体原子を示し、Aは、付加的に
置換基を有してよく、それぞれの結合状態で、電子対空
位を有する受容体原子を示し、DおよびAは、供与体基
が、正(部分)電荷を採り、受容体基が負(部分)電荷
を採るように、可逆的に配位結合によって互いに連結さ
れ、Mは、メンデレーエフの周期律表の亜族III、IV、V
またはVIの遷移金属(ランタニド、アクチニドを含む)
を示し、Xは、アニオン当量を示し、およびnは、Mの
電荷に依存して0、1、2、3または4の数を示す。
【0011】シクロペンタジエニル骨格を有する第1お
よび第2カルバニオンCpIおよびCpIIは、同じで
あっても異なってもよい。シクロペンタジエニル骨格
は、例えばシクロペンタジエン、置換シクロペンタジエ
ン、インデン、置換インデン、フルオレンおよび置換フ
ルオレンの群からの骨格であってよい。それらは、シク
ロペンタジエン環および/または縮合ベンゼン環につき
1〜4個の置換基を有していてよい。これらの置換基
は、C1−C20アルキル(例えば、メチル、エチル、プ
ロピル、イソプロピル、ブチルまたはイソブチル、ヘキ
シル、オクチル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オ
クタデシル、エイコシル)、C1−C20アルコキシ(例
えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキ
シ、ブトキシまたはイソブトキシ、ヘキソキシ、オクチ
ロキシ、デシロキシ、ドデシロキシ、ヘキサデシロキ
シ、オクタデシロキシ、エイコシロキシ)、ハロゲン
(例えば、フッ素、塩素または臭素)、C6−C12アリ
ール(例えばフェニル)、C1−C4アルキルフェニル
(例えば、トリル、エチルフェニル、(イソ)プロピル
フェニル、(イソ〜tert.)−ブチルフェニル、キシリ
ル)、ハロゲン化フェニル(例えば、フルオロフェニ
ル、クロロフェニルまたはブロモフェニル、ナフチルま
たはビニルフェニリル)、トリオルガニル−シリル(例
えば、トリメチルシリル(TMS))、フェロセニルな
らびに上記のDまたはAであってよい。さらに、縮合芳
香環は、単に二重結合が残留するように、部分的または
完全に水素化されてよく、二重結合は、縮合環ならびに
シクロペンタンジエン環の両方が分担してよい。さら
に、ベンゼン環(例えばインデンまたはフルオレン)
は、1または2の縮合した付加的なベンゼン環を有して
よい。また、シクロペンタジエンおよび/またはシクロ
ペンタジエニル環および縮合ベンゼン環は、さらなる縮
合ベンゼン環を共同で有してよい。そのようなシクロペ
ンタジエン骨格は、アニオンの形態で、遷移金属のため
の優れた配位子であり、上記のシクロペンタジエニルカ
ルバニオン(要すれば置換形態)それぞれが、錯体の中
央に位置した金属の正の電荷を補う。個々のカルバニオ
ンの例は、シクロペンタジエニル、メチル−シクロペン
タジエニル、1,2−ジメチル−シクロペンタジエニ
ル,1,3−ジメチル−シクロペンタジエニル、インデ
ニル、フェニルインデニル、1,2−ジエチル−シクロ
ペンタジエニル、テトラメチル−シクロペンタジエニ
ル、エチル−シクロペンタジエニル、n−ブチル−シク
ロペンタジエニル、n−オクチル−シクロペンタジエニ
ル、β−フェニルプロピル−シクロペンタジエニル、テ
トラヒドロインデニル、プロピル−シクロペンタジエニ
ル、t−ブチル−シクロペンタジエニル、ベンジル−シ
クロペンタジエニル、ジフェニルメチル−シクロペンタ
ジエニル、トリメチルゲルミル−シクロペンタジエニ
ル、トリメチルスタンニル−シクロペンタジニエル、ト
リフルオロメチル−シクロペンタジエニル、トリメチル
シリルシクロペンタジエニル、ペンタメチル−シクロペ
ンタジエニル、フルオレニル、テトラヒドロ−フルオレ
ニルまたはオクタヒドロ−フルオレニル、6員環上のベ
ンゾオルト位で縮合したフルオレニルおよびインデニ
ル、N,N−ジメチルアミノ−シクロペンタジエニル、
ジメチルホスフィノ−シクロペンタジエニル、メトキシ
−シクロペンタジエニル、ジメチルボラニル−シクロペ
ンタジエニル、(N,N−ジメチル−アミノメチル)−
シクロペンタジエニルを包含する。
【0012】指数nは、Mの電荷に依存して、0、1、
2、3または4であり、好ましくは0、1または2を示
す。上記の亜族金属は、実際には、特に属する亜族に依
存して、2〜6、好ましくは2〜4の価数/電荷を採
り、価数/電荷の2つは、各々の場合で、メタロセン化
合物のカルバニオンによって補われうる。La3+の場
合、従って、指数nが、値1を採り、Zr4+の場合には
値2を採り、Sm2+ではn=0である。化合物(I)の
調製については、WO-A-98/01455を参照することができ
る。
【0013】また、式(II):
【化3】 で示されるメタロセン化合物が特に適している。上記式
中、πIおよびπIIは、電荷を帯びたまたは電気的に
中性の互いに異なるπ系を示し、不飽和または飽和5員
環または6員環によって一箇所または二箇所で縮合され
ていてよく、Dは、πIの置換基またはπIのπ系の一
部であり、それぞれの結合状態で、自由に使用できる少
なくとも1つの自由電子対を有する供与体原子を示し、
Aは、πIIの置換基またはπIIのπ系の一部であ
り、それぞれの結合状態で、電子対空位を有する受容体
原子を示し、DおよびAは、供与体基が、正(部分)電
荷を採り、受容体基が負(部分)電荷を採るように、可
逆的に配位結合によって互いに連結され、DおよびAの
少なくとも1つが、会合したπ系の場合にその一部分で
あり、DおよびAが、置換基を有してよく、それぞれの
π系またはそれぞれの縮合環系が、1またはそれ以上の
DもしくははAまたはDおよびAを有してよく、πIお
よびπIIにおいて、縮合していない形態でまたは縮合
している形態で、π系の1個ないしすべてのH原子が、
直鎖状または分岐状C1−C20アルキルを有する基から
の同じまたは異なる基で互いに独立して置換されてよ
く、直鎖状または分岐状C1−C20は、ハロゲンによっ
て1〜全置換されてよく、フェニルによって1〜3置換
されてよく、ビニル、C6−C12アリール、6〜12個
の炭素原子を有するハロゲン化アリールによって1〜3
置換されてよく、DおよびAによって1または2置換さ
れてよく、可逆的な配位D→A結合は、(i)Dおよび
Aの両方がそれぞれのπ系または縮合環系の一部である
場合、または(ii)DまたはAは、π系または縮合環
系の一部であり、他の置換基が、非縮合π系または縮合
環系の一部である場合、または(iii)DおよびA
が、非縮合π系または縮合環系の一部である場合に、D
とAの間に形成され、(iii)の場合、少なくとも付
加的なDもしくはAまたは両方が、π系または縮合環系
の一部である。Mは、メンデレーエフの周期律表の亜族
III、IV、VまたはVIの遷移金属(ランタニド、アクチニ
ドを含む)を示し、Xは、アニオン当量を示し、および
nは、MならびにπIおよびπIIの電荷に依存して
0、1、2、3または4の数を示す。
【0014】本発明によるπ系は、置換および非置換エ
チレン、アリル、ペンタジエニル、ベンジル、ブタジエ
ン、ベンゼン、シクロペンタジエニルアニオン、および
ヘテロ原子によって少なくとも1つの炭素原子を置き換
えて得られるアニオンである。上記のアニオンにおい
て、環状アニオンが好ましい。そのような配位子(π
系)の金属への配位の性質は、σタイプまたはπタイプ
であってよい。
【0015】指数nは、Mの電荷に依存して、値0、
1、2、3または4、好ましくは0、1または2を採
る。上記の亜族金属は、実際には、特に属する亜族に依
存して、2〜6、好ましくは2〜4の価数/電荷を採
り、各々の場合において、電荷の2つは、メタロセン化
合物のカルバニオンによって補われうる。La3+の場
合、従って、指数nが、値1を採り、Zr4+の場合には
値2を採り、Sm2+ではn=0である。
【0016】式(I)または(II)に従ったメタロセ
ン構造の形成において、遷移金属Mの各正電荷は、シク
ロペンタジエニル含有カルバニオンによって補われる。
中央原子Mになお存在する正電荷は、多くの部分につい
て、さらに一価アニオンX(2つの一価アニオンは、同
じであっても、異なってもよく、互いに連結して、ジア
ニオン、
【化4】 を形成してよい。)、例えば、同じまたは異なる直鎖状
または分岐状、飽和または不飽和炭化水素、アミン、ホ
スフィン、チオアルコール、アルコールまたはフェノー
ルの一価または二価の負の基によって飽和されている。
簡単なアニオン、例えばCR3 -、NR2 -、PR2 -、OR
-、SR-は、飽和または不飽和炭化水素またはシラン橋
によって連結されてよく、それによってジアニオンが形
成され、橋の数は、0、1、2、3、4、5または6で
あってよく、好ましくは0〜4の橋原子、さらに好まし
くは1または2の橋原子が存在する。橋原子は、水素原
子に加えて、さらに炭化水素置換基Rを有し得る。簡単
なアニオン間の橋の例は、−CH2−、−CH2−CH2
−、−(CH23−、−CH=CH−、−(CH=C
H)2−、−CH=CH−CH2−、−CH2−CH=C
H−CH2−、−Si(CH32−、−C(CH32
である。Xの例は、水素化物、塩化物、メチル、エチ
ル、フェニル、フッ化物、臭化物、ヨウ化物、n−プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、アミル基、イ
ソアミル基、ヘキシル基、イソブチル基、へプチル基、
オクチル基、ノニル基、デシル基、セチル基、メトキ
シ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、フェノキシ、ジ
メチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルエチルアミノ、
ジ−t−ブチルアミノ、ジフェニルアミノ、ジフェニル
ホスフィノ、ジシクロヘキシルホスフィノ、ジメチルホ
スフィノ、メチリデン、エチリデン、プロピリデンおよ
びエチレングリコールジアニオンである。ジアニオンの
例は、1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエンジイ
ル、3−メチル−1,3−ペンタジエンジイル、1,4
−ジベンジル−1,3−ブタジエンジイル、2,4−ヘ
キサジエンジイル、1,3−ペンタジエンジイル、1,
4−ジトリル−1,3−ブタジエンジイル、1,4−ビ
ス(トリメチルシリル)−1,3−ブタジエンジイル、
1,3−ブタジエンジイルである。1,4−ジフェニル
−1,3−ブタジエンジイル、1,3−ペンタジエンジ
イル、1,4−ジベンジル−1,3−ブタンジエンジイ
ル、2,4−ヘキサンジエジイル、3−メチル−1,3
−ペンタジエンジイル、1,4−ジトリル−1,3−ブ
タジエンジイルおよび1,4−ビス(トリメチルシリ
ル)−1,3−ブタジエンジイルが特に好ましい。ジア
ニオンのさらなる例としては、ヘテロ原子を有するジア
ニオン、例えば構造:
【化5】 [式中、橋は、上記の意味を有する。]を有するジアニ
オンである。上記のような弱く配位結合しているまたは
配位結合していないアニオンが電荷補償のために特に好
ましい。一般式(II)の化合物は、WO-A-98/01745に
したがって調製されうる。
【0017】式:
【化6】 で示される遷移金属π錯体化合物も特に適している。
【0018】上記式中、πは、電荷を帯びているかまた
は電気的に中性であるπ系を示し、π系は、不飽和また
は飽和5員環または6員環によって一箇所または二箇所
で縮合されていてよく、縮合または非縮合形態の水素原
子は、分岐していないまたは分岐状のC1−C20(シク
ロ)アルキル、C1−C20−ハロゲン化(シクロ)アル
キル、C2−C20(シクロ)アルケニル、C1−C20
(シクロ)アルコキシ、C 7−C15アラルキル、C6−C
12アリールからなる群からの同じまたは異なる基によっ
て部分的または完全に置換されていてよく、またはDま
たはAにより1つまたは2つ置換されてよく、Dは、部
分構造(IIIa)の場合にπ系の置換基または一部分
であり、π系にスペーサーを介して連結され、部分構造
(IIIb)の場合に遷移金属に結合される供与体原子
を示し、Aは、部分構造(IIIa)の場合に遷移金属
に結合され、部分構造(IIIb)の場合にπ系の置換
基または一部分であり、π系にスペーサーを介して連結
される受容体原子を示し、Dおよび/またはAの遷移金
属への結合は、直接にまたはスペーサーを介して生じ、
DおよびAは、供与体基が正(部分)電荷を採り、受容
体基が負(部分)電荷を採るように、配位結合によって
互いに連結され、DおよびAが置換基を有してよく、M
は、メンデレーエフの周期律表の亜族III〜VIII(ラン
タニド、アクチニドを含む)、好ましくは亜族III〜VI
(ランタンドおよびNiを含む)の遷移金属を示し、X
は、アニオン当量を示し、およびnは、Mおよびπの電
荷に依存して0、1、2、3または4の数を示す。
【0019】DおよびAは、さらに詳細には以下のとお
りである: i)式(IIIa)の範囲内において、Dは、スペーサ
ーを介してまたは直接にπに結合される2置換N、P、
As、SbまたはBiまたは、1置換または2置換O、
S、SeまたはTeを示し、およびAは、スペーサーを
介してまたは直接にMに結合されるB、Al、Gaまた
はInを示す。 ii)式(IIIa)の範囲内において、DおよびAが
ともに、スペーサーを介してまたは直接にπまたはMに
結合される基の1つを示す:
【化7】 (ホスホニウム塩、ホスホリライド、アミノホスホニウ
ム塩およびホスフィンイミンを表す。) または対応するアンモニウム塩および窒素イリド、アル
ソニウム塩およびアルセンイリド、スルホニウム塩およ
び硫黄イリド、セレン塩およびセレンイリド、および対
応するアミノアルソニウム塩およびアルシンイミン、ア
ミノスルホニウム塩およびスルホイミン、アミノセレン
塩およびセレンイミン、
【化8】 および対応するスルフィミン構造。 iii)式(IIIb)の範囲でDは、スペーサーを介
して、または直接にMに結合される2置換N、P、A
s、SbまたはBiまたは、1置換または2置換O、
S、SeまたはTeを示し、およびAは、スペーサーを
介して、または直接にπに結合されるAl、Gaまたは
Inまたはスペーサーを介してπに結合される2置換B
を示す。
【0020】上記式中、R1、R2、R3およびR4および
用語「置換」は、互いに独立して、C1−C20(シク
ロ)アルキル、C1−C20ハロゲン化(シクロ)アルキ
ル、C2−C20(シクロ)アルケニル、C7−C15アラル
キル、C6−C12アリール、C1−C20(シクロ)アルコ
キシ、C7−C15アラルコキシ、C6−C12アリールオキ
シ、インデニル、ハロゲン、1−チエニル、2置換アミ
ノ、3置換シリル(−CH2−を介して結合されうる)
またはフェニル−アセチニルを意味し、「スペーサー」
は、2価のシリル、ゲルマニル、アミノ、ホスフィノ、
メチレン、エチレン、プロピレン、ジシリルエチレンま
たはジシロキサン基を示し、これらスペーサ基はC1
4アルキル、フェニルまたはC4−C6シクロアルキル
によって1〜4置換されてよく、元素P、N、As、S
またはSeは、スペーサーを介してまたは直接にπに結
合されてよく、Dがπ系の一部である場合に、スペーサ
ーは、AとMの間に配置され、i)およびii)の場合
に、−C(R1)=がスペーサーとして生じる。
【0021】指数nは、Mの電荷に依存して、値0、
1、2、3または4、好ましくは0、1または2を採
る。上記の亜族金属は、実際には、特に属する亜族に依
存して、2〜6、好ましくは2〜4の価数/電荷を採
り、価数/電荷の2つは、メタロセン化合物のカルバニ
オンによって個々の場合で補われうる。La3+の場合、
したがって指数nが、値1を採り、Zr4+の場合には値
2を採り、Sm2+ではn=0である。
【0022】式(IIIa)および(IIIb)の範囲
にある重要な構造は、以下のとおりである(ただし、単
なる例示であり、網羅的なものではない):
【化9】
【化10】
【0023】好ましい構造は、AとMの間に常にスペー
サーを有するDがπ系の一部である構造を除いて、スペ
ーサーを有さないものである。それゆえに、部分式(I
IIa)の構造が好ましい。
【0024】i)またはii)の範囲内で例示されるタ
イプ(IIIaおよびIIIb)の本発明による遷移金
属のπ錯体化合物は、例えば、当業者に既知の方法で、
非プロトン溶媒の存在下または不存在下で式(III
a)の部分構造の場合に、化合物YX (VI)を脱離
して、式(IV):
【化11】 の化合物と式(V): A−MXn+1 (V) の化合物の1つを互いに反応させることによって、また
は化合物YX (VI)を脱離して、式(VII):
【化12】 の化合物と式(VIII): MXn+1 の化合物の1つを互いに反応させることによって、また
は化合物YX (VI)を脱離して、式(IX):
【化13】 の化合物と式(X): AY の化合物の1つを互いに反応させることによって、およ
び、式(IIIb)の部分構造の場合において、化合物
YX (VI)を脱離して、式(XI):
【化14】 の化合物と式(XII): D−MXn+1 の化合物の1つを互いに反応させることによって、また
は化合物YX (VI)を脱離して、式(XIII):
【化15】 の化合物と式(XIV): MXn+1 の化合物の1つを互いに反応させることによって、また
は化合物YX (VI)を脱離して、式(XV):
【化16】 の化合物と式(XVI): DY の化合物の1つを互いに反応させることによって、調製
されうる。上記式中、π、D、A、M、Xおよびnは、
上記の意味を有し、Yは、Si(R123)、Ge
(R123)またはSn(R123)[式中、R1
2およびR3は互いに独立して、直鎖または分岐状C1
−C20(シクロ)アルキル、C1−C20ハロゲン化(シ
クロ)アルキル、C2−C20(シクロ)アルケニル、C7
−C15アラルキル、C6−C12アリール、ビニル、アリ
ルまたはハロゲンを示す。]を示し、πが負電荷を有す
る場合、Yは、アルカリ金属(アルカリ土類金属)また
はタリウムのカチオン当量であってよく、XがR2-
イプのアミドアニオン、R3-タイプのカルバニオンま
たはRO-タイプのアルコラートアニオンである場合
に、Yは水素であってもよい。
【0025】含まれるオニウム塩、イリド、アミノオニ
ウム塩およびイミンを有する式(IIIa)のii)の
範囲のπ錯体化合物の調製は、当業者に既知の方法で行
われる(A.W.Johnson, W.C.Kaska, K.A.Ostoja Starzew
ski, D.A.Dixon著、“Ylidesand Imines of Phosphoru
s”, John Wiley and Sons, Inc., New York 1993)。ホ
スホニウム塩が、オルガニルハライドによるホスフィン
の4級化によって得られる。1:1化学当量比での塩基
による脱ハロゲン化水素によって、ホスホリライドが得
られる。さらなる当量の塩基(例えば、ブチルリチウ
ム)との反応はブタンを脱離して、イリドアニオンを生
成する:
【化17】
【0026】MXnとのさらなる反応は、LiXを分解
して、本発明によるD−Aのハーフ−サンドイッチ錯体
を生じる:
【化18】
【0027】最終的には、さらなる1当量の塩基によっ
て、脱ハロゲン化水素下で
【化19】 を生む。
【0028】等電子(P→N)誘導体を調製するため
に、アミノホスホニウム塩からまたは供与体置換ハーフ
−サンドイッチ錯体、例えば
【化20】 から同様に開始することができ、オルガニルアミンおよ
びカーボンテトラクロライドによって
【化21】 を得、その後、脱プロトン化により、第1工程において
【化22】 を得(オルガニルアジドまたはトリオルガニルシリルア
ジドとの反応によってP−置換ハーフ−サンドイッチ錯
体から形成され、N2が分離する)、さらなる塩基で、
窒素が水素原子を有する場合に、
【化23】 を生成する。
【0029】式(I)、(II)および(III)にお
けるDとAの間の必ず存在する第1供与体−受容体結合
に加えて、さらなる供与体−受容体結合は、付加的なD
および/またはAが、各シクロペンタジエン系の置換基
として存在する場合に形成されてよい。すべての供与体
−受容体結合は、先に示した可逆性によって特徴づけら
れる。複数のDおよび/またはAがある場合に、さまざ
まな上記の位置を採り得る。従って、本発明は、結合し
た分子状態および結合していない状態も包含する。D基
の数は、A基の数と同じであっても、異なってもよい。
好ましくは、配位子、特にCpIおよびCpIIは、1
つだけの供与体−受容体橋を介して連結される。
【0030】本発明によるD/A橋に加えて、共有結合
も、式(I)、(II)および(III)の中に存在し
うる。この場合、D/A橋は、触媒の立体剛直性および
熱安定性を強化する。D/A結合を閉じたり、開いたり
することによって、得られる序列ポリマーの立体規則性
が高くなったり、低くなったりする。コポリマーの場
合、そのような序列は、異なる化学組成を有しうる。
【0031】式(I)、(II)および(III)の供
与体基は全て、供与体原子Dがメンデレーエフ周期律表
の主族V、VIまたはVIIの元素であり、少なくとも
1つの自由電子対を有する基であり、主族Vの元素の場
合には、供与体原子Dは、置換基との結合状態であり、
主族VIの元素の場合にも同じ状態であり、主族VII
の供与体原子ではいかなる置換基も有さない。このこと
は、供与体原子としてのリンP、酸素Oおよび塩素Cl
を用い、「Subst.」が、上記の置換基を示し「−Cp」
は、シクロペンタジエニル含有カルバニオンへの結合を
示し、矢印のついた線は、式(I)または(II)で示
されるような配位結合を示し、他の線は、電子対を示し
て、以下のように示される:
【化24】
【0032】式(I)、(II)および(III)にお
ける適した受容体基は全て、受容体原子Aがメンデレー
エフの周期律表の主族IIIからの元素(例えば、ホウ
素、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびタリウ
ム)であり、置換基と結合状態にあり、電子空位を有す
る基である。
【0033】一方で、受容体原子は、結合状態で、受容
体として作用するニトレン、カルベン、カルビン基から
選択される基を形成する周期律表の他の主族の元素を含
む。DおよびAは、配位結合(供与結合とも呼ばれる)
によって連結され、Dは、正(部分)電荷を採り、A
は、負(部分)電荷を採る。したがって供与体原子Dと
供与体基の間および受容体原子Aと受容体基の間に区別
が設けられる。配位結合D→Aは、供与体原子Dと受容
体原子Aの間に形成される。供与体基は、供与体原子
D、要すれば存在する置換基および存在する電子対から
なる単位を示し、対応して、受容体基は、受容体原子
A、置換基および存在する電子空位からなる単位を示
す。
【0034】供与体原子(N、P、As、Sb、Bi、
O、S、SeおよびTe)上および受容体原子(B、A
l、Ga、InおよびTl)上の置換基は、以下のとお
りである:例えば、C1−C12(シクロ)アルキル(例
えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シク
ロプロピル、ブチル、イソブチル、tert.-ブチル、シク
ロブチル、ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、
ヘキシル、シクロヘキシル、異性体ヘプチル、オクチ
ル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル)、対応す
るC1−C12アルコキシ基、ビニル、ブテニル、アリ
ル、C6−C12アリール(例えば、フェニル、ナフチル
またはビフェニルイル、ベンジル)(ハロゲン、1また
は2のC1−C4アルキル基、スルホネート、ニトロまた
はハロゲン化されたアルキル基、C1−C6アルキルカル
ボキシ、C1−C6アルキルカルボニルまたはニトリルに
よって置換され得るC6−C12アリール(例えば、パー
フルオロフェニル、m,m’−ビス(トリフルオロ−メ
チル)フェニル、トリ(C1−C2 0アルキル)シリル、
トリ(C6−C12アリール)シリルおよび当業者に既知
の類似置換基))、類似アリールオキシ基、インデジ
ル、ハロゲン(例えば、F、Cl、BrおよびI)、1
−チエニル、2置換アミノ(例えば、(C1−C12アル
キル)2アミノ、ジフェニルアミノ、トリス−(C1−C
12アルキル)シリル)、NaSO3−アリール(例え
ば、NaSO3−フェニルおよびNaSO3−トリル)、
65−C≡C、脂肪族および芳香族C1−C20シリル
(アルキル置換基は、上記の置換基に加えて、オクチ
ル、デシル、ドデシル、ステアリルまたはエイコシルを
含んでよく、アリール置換基は、フェニル、トリル、キ
シリル、ナフチルまたはビフェニイルを含んでよ
い。)、供与体原子および/または受容体原子に−CH
2−を経て結合されるそのような置換シリル基(例えば
(CH33SiCH2−)、(C1−C12アルキル)−
(フェニル)アミノ、(C1−C12アルキルナフチル)
アミノ、(C1−C12アルキルフェニル)2アミノ、上記
のアリール基を有するC6−C12アリールオキシ、C1
8パーフルオロアルキル、パーフルオロフェニル。好
ましい置換基は、C1−C6アルキル、C5−C6シクロア
ルキル、フェニル、トリル、C1−C6アルコキシ、C6
−C12アリールオキシ、ビニル、アリル、ベンジル、パ
ーフルオロフェニル、F、Cl、Br、ジ−(C1−C6
アルキル)アミノ、ジフェニルアミノである。
【0035】供与体基は、N、P、As、Sb、Bi、
O、S、Se、Te、F、Cl、Br、I上に自由電子
対が局在するものであり、供与体基の中では、N、P、
O、Sが好ましい。供与体基の例としては、(CH32
N−、(C252N−、(C372N−、(C49
2N−、(C652N−、(CH32P−、(C2 5
2P−、(C372P−、(i−C372P−、(C4
92P−、(t−C492P−、(シクロヘキシ
ル)2P−、(C652P−、(CH3(C65)P
−、(CH3O)2P−、(C65O)2P−、(CH3
64O)2P−、((CH32N)2P−、メチル含有
ホスフィノ基、CH3O−、CH3S−、C65S−、−
C(C65)=O、−C(CH3)=O、−OSi(C
33、−Si(CH32−t−ブチルがあり、Nおよ
びPは、それぞれ1つの電子対を有し、OおよびSは、
それぞれ2つの自由電子対を有し、最後の2つの例にお
いて、二重結合酸素がスペーサー基およびピロリドン環
のような系によって結合され、Nとは異なる環原子もス
ペーサーとして作用する。
【0036】受容体基は、電子対空位がB、Al、G
a、InまたはTl(好ましくは、B、AlまたはG
a)上にあるものである。例えば、(CH32B−、
(C25 2B−、H2B−、(C652B−、(C
3)(C65)B−、(ビニル)2B−、(ベンジル)2
B−、Cl2B−、(CH3O)2B−、Cl2Al−、
(CH3 2Al−、(i−C492Al−、(Cl)
(C25)Al−、(CH32Ga−、(C372Ga
−、((CH33Si−CH22Ga−、(ビニル)2
Ga−、(C652Ga−、(CH32In−、
((CH33Si−CH22In−、(シクロペンタジ
エニル)2In−である。キラル中心を有するか、また
は2つの置換基がD原子またはA原子と一緒に環を形成
する供与体および受容体基も適している。この点につい
て、特にWO-A-98/01 455, WO-A-98/01 745, WO-A-98/01
483〜WO-A-98/01 487ならびに先の出願PCT/EP98/08 07
4およびPCT/EP98/08 012を参照できる。
【0037】当業者に既知の層状格子構造を有するすべ
てのイオン交換担体材料が、成分bとして適している。
層状格子構造を有するイオン交換担体材料は、例えば、
イオン結合によって組立てられる個々の層が、互いに平
行に重なり、層の間に弱い相互作用が存在し、おそらく
間に挟まれたイオンが交換されうる。これらの層状格子
構造を有するこれらのイオン交換担体材料は、天然に存
在しうるが、人工的にも製造されうる。
【0038】層状格子は、特に、稠密六方構造を採り、
または対応するアンチモン、CdCl2、CdI2格子構
造にも採り得る。層状格子構造を有するイオン交換担体
材料は、カオリン、ベントナイト、木節粘土、がえろめ
粘土、アロフェン、ヒシンゲライト、パイロフィライ
ト、タルク、バーミキュル石、パリゴルスカイト、カオ
リナイト、ナクライト、デッカライト、ハロサイトおよ
びモンモリロナイトである、モンモリロナイトが特に好
ましい。
【0039】BET法にしたがって測定される層状格子
構造を有するイオン交換担体材料の表面積は、通常、2
0〜800m2/g、好ましくは30〜150m2/g、
特に好ましくは40〜100m2/gである。測定は、B
runauer, EmmetおよびTeller, J. Anorg. Chem. Soc. 6
0(2), 309(1938)に記載のように行われる。
【0040】好ましくは、成分bは、使用前に化学的に
処理される。化学処理の例としては、重合に悪影響を与
える不純物を除去するための表面処理、または結晶構造
に影響を与えるための表面処理が挙げられる。特に、ブ
レンステッド酸またはアルカリによる処理または塩およ
び/もしくは有機化合物による処理が挙げられる。これ
に関連して、ブレンステッド酸による処理は、不純物を
除去するだけでなく、アルミニウム、鉄および/または
マグネシウムカチオンのような好ましくないカチオンを
層状格子構造から除去するのに作用し、それによって表
面積が増大する。一般に、成分bの結晶構造を、アルカ
リ処理によって崩壊し、または永久的に変える。このこ
とは、個々の場合において、触媒系の活性を増加させ得
る。
【0041】層状格子の間に含まれうる金属イオンは、
他のイオン、好ましくは立体的に要求されるイオンによ
って置き換されうる。さらに、無機または有機物質が、
個々の層の間に挟まれ、すなわち層間に挿入されうる。
そのような物質の例は、例えばTiCl4またはZrC
4、金属アルコラート、例えばTi(OR)4、Zr
(OR)4、PO(OR)3およびB(OR)3[式中、
R基は、それぞれ独立して、アルキル、アリールまたは
アラルキルから選択される。]である。さらなる例とし
て、水酸化金属イオン(例えば、[Al134(O
H)247+、[Zr4(OH)142+および[Fe3
(OCOCH36+)またはコロイド状無機化合物
(例えば、SiO2)が挙げられる。これらの物質は明
らかに混合物としても使用されうる。他のイオンの例と
しては、水の熱的除去によって上記の水酸化金属イオン
から得られる酸化物も挙げられる。さらに、金属アルコ
ラート、例えばSi(OR)4、Al(OR)3またはG
e(OR)4の加水分解によって得られるポリマーも挙
げられる。
【0042】成分bは、前処理なしに、または水の添加
後、または特に好ましくは熱的前処理の後に使用されう
る。熱的前処理は、好ましくは保護ガス流中で、500
〜800℃、特に100〜400℃の温度で行われる。
複数の異なる成分bの混合物も明らかに使用されうる。
モンモリロナイトは、成分bとして特に最も好ましい。
【0043】本発明による供与体−受容体相互作用(担
体)を有する担持触媒の調製は、当業者に既知の方法で
行われる。例えば、遷移金属ハライドをシリル化供与体
配位子と反応させて、シリルハライドを脱離して、供与
体/セミ−サンドイッチ錯体を形成し、さらに供与体/
セミ−サンドイッチ錯体をシリル化受容体配位子と反応
させて、シリルハライドを新たに脱離して、供与体−受
容体メタロセンを形成する。本発明による供与体−受容
体相互作用を有する担持触媒は、1またはそれ以上のC
2−C40オレフィンの単独重合および共重合のための、
または1またはそれ以上のC2−C40オレフィンと1ま
たはそれ以上のC4−C8イソオレフィン、C2−C8アル
キンまたはC4−C8ジオレフィンの共重合のための、気
相、溶液、塊状、高圧または懸濁相での、−60℃〜+
250℃の温度における、0.5〜5000barの圧
力下でのプロセスに用いる触媒として極めて適してい
て、重合は、直鎖もしくは分岐状の、飽和もしくは芳香
族もしくはアルキル置換芳香族C 4−C20炭化水素、ま
たは飽和もしくは芳香族C2−C10ハロゲン化炭化水素
の存在下または不存在下で行われ得る。そのような重合
は、バッチ式、好ましくは1またはそれ以上の反応器で
連続的に行われ得る。複数の反応器または反応ゾーンが
使用される場合、重合は、異なる重合条件で行われ得
る。メタロセン化合物1モルにつき(コ)モノマー10
1〜1012モルを反応させる。
【0044】本発明による供与体−受容体相互作用を有
する担持触媒は、要すれば共触媒cと一緒に使用され
る。そのときは、メタロセン化合物と共触媒の量比は、
メタロセン1モルにつき1〜100000モルである。
【0045】共触媒は、例えばアルミノキサン化合物で
ある。そのような化合物は、式:
【化25】 [式中、Rは、C1−C20アルキル、C6−C12アリール
またはベンジルを示し、nは、2〜50、好ましくは1
0〜35の数である。]で示される化合物と理解され
る。
【0046】異なるアルミノキサンの混合物、それらの
先駆体の混合物(アルキルアルミニウムまたはアルキル
アルミニウムハライド)を、水(気体、液体、固体また
は結合形態で、結晶水として)と組み合わせて使用する
ことも可能である。水は、重合媒体、モノマーまたは担
体の(残留)湿分としても添加されうる。
【0047】式(XVII)の括弧から突き出ている結
合は、オリゴマーアルミノキサンの末端基としてのR基
またはAlR2基を有する。そのようなアルミノキサン
は、一般に、異なる鎖長の複数のアルミノキサンの混合
物として存在する。詳細な研究によって、環タイプまた
はケージ構造を有するアルミノキサンも見出されてい
る。アルミノキサンは、市販の化合物である。特に、R
=CH3の場合に、用語メチルアルミノキサン(MA
O)が使用される。
【0048】さらに共触媒cは、嵩高い、配位結合して
いないまたは弱く配位結合しているアニオンである。嵩
高いアニオンによる活性化は、例えば、D/Aメタロセ
ンを、トリス−(ペンタフルオロフェニル)ボラン、ト
リフェニルボラン、トリフェニルアルミニウム、トリチ
ル−テトラキス−(ペンタフルオロフェニル)ボレート
またはN,N−ジアルキルフェニル−アンモニウム−テ
トラキス−(ペンタ−フルオロフェニル)ボレートまた
はホウ酸の対応するホスホニウムもしくはスルホニウム
塩、あるいはホウ酸、炭酸、p−トルエンスルホン酸、
トリフルオロメタンスルホン酸、パーフルオロカルボン
酸(例えばトリフルオロ酢酸)もしくは対応の酸の(ア
ルカリ土類)アルカリ金属、タリウムまたは銀の塩と反
応させることによって達成される。好ましくは、D/A
メタロセンは、アニオン当量X=アルキル、アリールま
たはベンジル基場合に使用される。そのような誘導体
は、他のアニオン当量、例えばX=F、Cl、Br、O
R、NR2などを有するD/Aメタロセンを、事前にア
ルキルアルミニウム、リチウムオルガニルまたはグリニ
ャール化合物またはアルキル亜鉛もしくは鉛と反応させ
ることによってその場で調製されうる。それによって、
得られる反応生成物は、予め分離しないで上記のボラン
またはボレートによって活性化されうる。
【0049】さらに、共触媒cは、アルキルアルミニウ
ム、アルキルアルミニウムハライド、アルキルリチウム
またはオルガノマグネシウム化合物、例えばグリニャー
ル化合物もしくは部分加水分解ボランオルガニルを包含
する。
【0050】用語アルキルは、当業者には既知である1
〜12個の炭素原子を有するすべての直鎖または分岐状
アルキル基、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イ
ソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、n
−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、
ヘプチル、オクチルおよびイソオクチルを含み、アルキ
ル鎖は、1またはそれ以上のヘテロ原子、特に酸素を鎖
中に含みうる。
【0051】好ましいアルキルアルミニウムの例は、ト
リアルキルアルミニウム、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、トリイソオクチルアルミニウムである。好ましい
アルキルアルミニウムハライドの例は、ジエチルアルミ
ニウムクロライド、エチルアルミニウムジクロライドお
よびエチルアルミニウムセスキジクロライドである。好
ましい共触媒は、アルキルアルミニウムおよびアルキル
リチウムである。
【0052】共触媒cによる活性化、または嵩高い配位
結合していないまたは弱く配位結合しているアニオンの
形成は、オートクレーブ内または別の反応器で行われ得
る(前形成)。活性化は、重合されるべきモノマーの存
在下または不存在下で行われ得る。活性化は、脂肪族も
しくは芳香族またはハロゲン化された溶媒または懸濁剤
中で、触媒担体材料の表面上で行われ得る。
【0053】共触媒cは、均質形態で、または不均質状
態で担体上で個々にまたは組み合わせて使用されうる。
担体材料は、無機または有機天然物、例えばシリカゲ
ル、Al23、MgCl3、セルロース誘導体、デンプ
ンおよびポリマーまたは成分bからなってよい。担体材
料は、できるだけ低い水含量および/またはOH基濃度
に特別に調節または保持するために、好ましくは熱的お
よび/または化学的に前処理される。化学的前処理は、
例えばアルキルアルミニウムと担体を反応させることを
含んでなる。無機担体は、通常、使用の前に100〜1
000℃で1〜100時間加熱される。そのような無機
担体(例えば、シリカ(SiO2))の表面積は、10
〜1000m2/g、好ましくは100〜800m2/g
である。粒子直径は、0.1〜500μm、好ましくは
10〜200μmである。
【0054】単独重合または共重合によって転化される
オレフィン、イソオレフィン、シクロオレフィン、アル
キンおよびジオレフィンは、例えば、エチレン、プロピ
レン、ブテン−1、イソブテン、ペンテン−1、ヘキセ
ン−1、オクテン−1、3−メチルブテン−1、4−メ
チル−ペンテン−1、4−メチルヘキセン−1、1,3
−ブタジエン、イソプレン、1,4−ヘキサジエン、
1,5−ヘキサジエンおよび1,6−オクタジエン、メ
チルオクタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシク
ロヘキセン、クロロプレン、アセチレンおよびメチルア
セチレンである。さらに、環化重合は、α,ω−ジオレ
フィンについて行われ、例えば、ポリ(メチレン−1,
3−シクロペンタン)が、1,5−ヘキサジエンから形
成される:
【化26】
【0055】トリアルキルシリル置換α,ω−ジオレフ
ィンを使用する場合、官能基を、その後に、重合タイプ
の反応によって導入することができる。
【0056】さらに、オレフィンおよびジオレフィン
は、例えばフェニル、置換フェニル、ハロゲン、エステ
ル化カルボキシル基、酸無水物基によって置換されてよ
く、このような化合物は、例えばスチレン、メチルスチ
レン、クロロスチレン、フルオロスチレン、インデン、
4−ビニルビフェニル、ビニルフルオレン、ビニルアン
トラセン、メチルメタクリレート、エチルアクリレー
ト、ビニルシラン、トリメチルアリルシラン、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、イソブ
チレン、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドン、アク
リロニトリル、ビニルエーテルおよびビニルエステルで
ある。
【0057】例えば、ラクトン(例えばε−カプロラク
トンもしくはδ−バレロラクトン)またはラクタム(例
えばε−カプロラクタム)の開環重付加も本発明によっ
て可能である。使用されうるシクロオレフィンは、WO-9
8/01483およびWO-98/01484に記載される。
【0058】好ましいモノマーは、エチレン、プロピレ
ン、ブテン、ヘキセン、オクテン、1,5−ヘキサジエ
ン、1,6−オクタジエン、シクロオレフィン、メチル
メタクリレート、ε−カプロラクタム、δ−バレロラク
タンおよびアセチレンである。分子量を調節するために
水素の存在下で上記の(共)重合を行うことも可能であ
る。本発明による供与体−受容体相互作用を有する担持
触媒によって行われる単独重合もしくは共重合または重
付加は、特有の温度または圧力の範囲内で、断熱的また
は等温的に行われる。プロセスは、オートクレーブまた
はチューブ状反応器中の高圧プロセス、チューブ状反応
器またはループ状反応器中の溶液重合、塊状重合、懸濁
重合、気相重合を含み、関連して、懸濁、溶液および気
相重合の圧力は65barを超えない。そのような重合
は、水素の存在下で行われ得る。すべての重合方法は、
当業者には周知であり、利用できる。
【0059】本発明による供与体−受容体相互作用を有
する担持触媒は、供与体−受容体橋によって、2つのシ
クロペンタジエニル格子または2つの配位子の中で得ら
れるくちばし方式の特有な開口を可能にし、さらに、高
い活性および高い立体選択性、制御された分子量分布お
よびコモノマーの均一な組み込みを確実にする。特有の
くちばし様開口の結果として、嵩高いコモノマーのため
の空間がある。分子量分布の高い均一性は、さらに、挿
入によって生じる重合の均一および特有の部位(単独部
位触媒)によって達成される。
【0060】D/A構造は、高い温度までの触媒の格別
な安定性を生み、触媒を、80〜250℃、好ましくは
80〜180℃の高い温度で使用することができる。供
与体−受容体結合の可能な熱的解離は、可逆的であり、
この自己組織化工程および自己修復機構の結果として、
特に望ましい触媒特性を導く。熱的解離は、例えば分子
量分布を特別に広げることができ、それによってポリマ
ーをより容易に加工できる。この効果は、例えば、これ
らの触媒において、配位子、例えばCpIおよびCpI
Iが、それぞれ共有結合およびD/A橋によって連結さ
れる場合に現われる。本発明によるD/Aメタロセン構
造は、例えば、常套の触媒で達成できないある程度の欠
点のないポリエチレン形成を可能にする。エテンポリマ
ーは、相応して、極めて高い溶融温度、例えば135〜
160℃(DSCカーブの最大値)を示し得る。重合工
程で直接形成され、140〜160℃(DSCカーブの
最大値)、好ましくは142〜160℃、特に好ましく
は144〜160℃を有するそのような直鎖状ポリエチ
レンは、新規である。そのような新規の高溶融点のポリ
エチレンは、例えば、既知のポリエチレンと比較して向
上した機械的性質および熱変形の安定性(医学用途での
滅菌適性)を示し、それによって、ポリエチレンでは以
前には不可能であった新しい潜在的な用途(例えば、こ
れまでは、高タクチックポリプロピレンのみにより満た
される用途)を開く。さらなる特徴は、高溶融エンタル
ピーおよび高いポリエチレン分子量である。
【0061】ポリエチレン(PE)分子量は、重合温度
を上昇させることによって広い温度範囲で減少するが、
活性のかなりの減少はなく、全体として工業的に興味の
ある高いPE分子量および高いPE溶融点はなお保持さ
れている。
【0062】さらに、本発明による担持触媒は、適した
対称の供与体−受容体相互作用によって、上記の温度範
囲の上限部分で同じモノマー上でモノマー単位の増加す
る非特異的(アタクチック)カップリングを開始しない
で、適したモノマー上で領域特性(イソタクチック、シ
ンジオタクチック)重合を行うことが観測される。この
現象は、イオン結合と重なっている配位結合、例えば本
発明においてメタロセン化合物中の供与体−受容体結合
が、高い温度で向上する可逆性を示すことに一致してい
るが、まだ充分には研究されていない。したがって、例
えばエチレン−プロピレン共重合において、両方のコポ
リマーの同じ有効性によって、高いプロピレン含量のコ
ポリマーが低い重合温度で形成され、一方でプロピレン
含量が、重合温度を上昇させると減少し、最後には、主
にエチレンを含有するポリマーが、高い温度で形成され
ることが観測される。
【0063】D/A構造の可逆的な解離および会合なら
びにそれによって可能になる互いの配位子(例えばCp
骨格)の回転は、以下のように図示されうる:
【化27】
【0064】本発明による供与体−受容体相互作用を有
する担持触媒のさらに価値ある特性は、自己活性化でき
ることであり、高価な共触媒を、特にダイアニオン誘導
体の場合に使用しなくてよいことである。D/Aメタロ
セン化合物の開いた状態の受容体原子Aは、X−配位子
(例えば、双イオン構造を形成したダイアニオンの片
側)に結合し、それによって、遷移金属で負電荷を生
み、一方で受容体原子Aは、負電荷を採る。このこと
は、2つのX−配位子のキレート配位子(すなわち、ブ
タジエンジイル誘導体)への好ましいカップリングを例
にして示される:
【化28】
【0065】遷移金属MとHまたは置換もしくは非置換
C(上記式ではブタジエンジイルジアニオンがまだ結合
しているC)の間の結合部位は、重合のためのオレフィ
ン挿入部位である。
【0066】本発明に従って使用され、供与体−受容体
相互作用を有する担持触媒は、上記のさまざまな製造工
程に従って、熱可塑性および弾性ポリマーを製造するの
に適していて、それによって最適な溶融範囲を有する高
い結晶性のポリマーならびに最適ガラス転移点を有する
アモルファスポリマーが得られ得る。このようにして得
られたポリマーは、あらゆる種類の成形品、特にシー
ト、チューブ、異形材、円盤、光データ記録媒体、ケー
ブル外装および押出物を製造するために適している。以
下の実施例は、本発明を例示するもので、限定するもの
ではない。
【0067】
【実施例】実施例1 エチレン重合 アルゴン流中、200℃で2時間乾燥したモンモリロナ
イト(200±20m 2/gの表面積)(Fluka AG Buch
s)1.25gを、仕切弁を通して、アルゴン雰囲気下
で、酸素を含まない加熱した300mL V4Aスチー
ルオートクレーブ中に添加した。トルエン中1モル溶液
として、トリイソブチルアンモニウム(TIBA)1.
5mmoleをシリンジによって注入し、オートクレー
ブの内容物をマグネチックスターラーによって室温で1
時間攪拌した。
【0068】トルエン2mL中のD/A−メタロセン
[(cp)MePhPBCl2(cp)ZrCl2]0.5μmoleを注入し、
次いで全混合物をさらに1時間攪拌した。この工程の後
に、100mLを、ナトリウム乾燥トルエンを媒介とし
て、オートクレーブに移し、オートクレーブを45℃に
加熱して、エチレンを10barの圧力下で圧入し、混
合物を一定加圧下で30分間重合した。オートクレーブ
の温度が、発熱反応のために45℃から54℃に上昇し
た。オートクレーブの圧力を解放し、オートクレーブ内
容物を1Lエタノール中で攪拌し、固体物を吸引濾過
し、エタノールで洗浄し、減圧乾燥キャビネット中で8
0℃で恒量に乾燥した。触媒活性は、26.0t PE
(ポリエチレン)/mole Zr ×時間であった。分析デー
タを決定するために、ポリエチレンを、保護ガス下で1
20℃でo-ジクロロベンゼン中に溶解し、無機物質を濾
去によって分離し、ポリマーをエタノール中に沈殿し、
上記のように単離した。140℃でのo-ジクロロベンゼ
ン中の固有粘度ηは、4.15dl/gであり、これ
は、平均分子量Mv=402kg/moleに対応す
る。第2加熱でのDSC測定は、融点Tm=133℃、
溶融エンタルピーHm=140J/gを示した。
【0069】実施例2 プロピレン重合 アルゴン流中、200℃で2時間乾燥したモンモリロナ
イト(200±20m 2/gの表面積)1.25gを、
仕切弁を通して、アルゴン雰囲気下で、酸素を含まない
加熱した300mL V4Aスチールオートクレーブ中
に添加した。トルエン中1モル溶液として、トリイソブ
チルアンモニウム(TIBA)1.5mmoleをシリ
ンジによって注入し、マグネチックスターラーによって
室温で1時間攪拌した。
【0070】トルエン2mL中のD/A−メタロセン
[(cp)MePhPBCl2(cp)ZrCl2]0.5μmoleを注入し、
次いで全混合物をさらに1時間攪拌した。プロピレン約
1moleを加圧下でオートクレーブに添加し、オートクレ
ーブの内容物を30℃に加熱して、30分間重合した。
内部温度が、発熱反応のために30℃から41℃に上昇
した。オートクレーブの圧力を解放し、形成したポリマ
ーをトルエン中に溶解し、無機物質を濾過によって分離
した。トルエン中に溶解したポリマー溶液を1Lエタノ
ール中に沈殿させ、エタノールで洗浄し、ポリマーを濾
過によって分離し、減圧乾燥キャビネット中で80℃で
恒量に乾燥した。触媒活性は、17.2tPP(ポリプ
ロピレン)/mole Zr ×時間であった。140℃でのo-
ジクロロベンゼン中の固有粘度ηは、0.79dl/g
であった。第2加熱でのDSC測定は、ガラス転移点T
g=−3℃、溶融エンタルピーHm=1J/gを示した。 NMR分光法: イソタクチックインデックス II 57% 三成分分析 mm 30% mr/rm 54% rr 16%
【0071】実施例3 エチレン−プロピレン−ENB
三元重合 アルゴン流中、200℃で2時間乾燥したモンモリロナ
イト(200±20m 2/gの表面積)1.25gを、
仕切弁を通して、アルゴン雰囲気下で、酸素を含まない
加熱した300mL V4Aスチールオートクレーブ中
で添加した。トルエン中1モル溶液として、トリイソブ
チルアンモニウム(TIBA)1.5mmoleをシリ
ンジによって注入し、マグネチックスターラーによって
室温で1時間攪拌した。
【0072】トルエン2mL中のD/A−メタロセン
[(cp)Me2PBCl2(cp)ZrCl2]0.5μmoleを注入し、さ
らに1時間攪拌した。次に、ナトリウムで乾燥したトル
エン100mLおよび5−エチリデン−2−ノルボルネ
ン(ENB)1gをオートクレーブに入れた。オートク
レーブを45℃に加熱した後、プロピレン10gを、仕
切弁装置を通して圧入し、オートクレーブ中の内部圧力
を、エチレンを添加することによって約3barから7
barへ4bar上昇させた。30分の重合後、オート
クレーブの圧力を解放し、オートクレーブ内容物をトル
エンで希釈し、50μm濾過布によって濾過し、濾液を
1Lエタノール中に沈殿させ、ポリマーを濾過によって
単離し、エタノールで洗浄し、減圧乾燥キャビネット中
で80℃に恒量に乾燥した。触媒活性は、16.8t
EPDM/mole Zr ×時間であった。140℃でのo-ジ
クロロベンゼン中の固有粘度ηは、1.19dl/gで
あった。第2加熱のDSC測定は、ガラス転移点Tg
−45℃、ガラス転移点Te=−49℃、溶融エンタル
ピーHm=28J/gを示す。IR分光法によって測定
されたEPDMゴムの組成は、以下のとおりであった: エテン 61重量% プロペン 31重量% ENB 8重量%
【0073】実施例4 エチレン−プロピレン−ENB
三元重合 [(cp)Et2PBCl2(cp)ZrCl2]をD/A−メタロセンとして
使用する以外は実施例3に記載の方法を繰り返した。オ
ートクレーブの内部温度は、重合の間に45℃から48
℃に上昇した。触媒活性は、約13t EPDM/mole
Zr ×時間であった。アモルファスゴムの140℃での
o-ジクロロベンゼン中の固有粘度ηは、約1dl/gで
あった。第2加熱でのDSC測定は、ガラス転移点Tg
=−51℃を示した。IR分光法によって測定されたE
PDMゴムの組成は、次のとおりであった: エテン 55重量% プロペン 39重量% ENB 6重量%
【0074】実施例5 プロピレン重合rac -[2-Me-ind)-Et2PBCl2(2-Me-ind)ZrCl2]をD/A−
メタロセンとして使用し、モンモリロナイトを200℃
で6×10-3mbarで5時間乾燥した以外は実施例2
に記載の方法を繰り返した。オートクレーブ内容物を約
40℃でプロピレンの存在下で加熱した。形成されたポ
リプロピレンの140℃でのo-ジクロロベンゼン中の固
有粘度ηは、2.13dl/gであった。第2加熱での
DSC測定は、ガラス転移点−6℃および融点最大値1
51℃を示した。
【0075】実施例6 エチレン−プロピレン−ENB
三元重合 トリイソブチルアルミニウム3mmoleとともにモン
モリロナイト2gに対しD/Aメタロセン1μmole
を使用する以外は実施例3に記載の方法を繰り返した。
触媒活性は、約12t EPDM/mole Zr ×時間であ
った。 η(o-ジクロロベンゼン、140℃)=1.1dl/g Tg(DSC、第2加熱)=−48℃ IR:エテン 57重量% プロペン 35重量% ENB 8重量%
【0076】比較例7 エチレン−プロピレン−ENB
三元重合 アルゴン流中、200℃で2時間で、まず第一に乾燥し
たモンモリロナイトシリカゲル(Grace Type 332)を担
体材料として使用する以外は実施例6を繰り返した。触
媒活性は、たった0.4t 形成ポリマー/mole Zr ×
時間であった。
【0077】実施例8 触媒の製造 すべての反応を、厳密に嫌気性条件下で、Schlenk技術
または高い真空技術を用いて行った。使用した溶媒を、
乾燥し、アルゴンで飽和した。化学シフトδは、それぞ
れの標準1H(テトラメチルシラン)、11B(ボラント
リフルオライドエーテラート)、13C(テトラメチルシ
ラン)、31P(85%、リン酸)に対するppmで示さ
れる。負の印は、より高い領域へのシフトを示す。
【0078】(ジメチルホスフィノ−ジクロロボラニ
ル)−結合ビス(シクロ−ペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロライド[(cp)Me2 PBC2 (cp)ZrCl2 トリメチルシリル−シクロペンタジエン(Fluka)0.
1moleを、Schlenkフラスコ中に入れ、乾燥ジエチ
ルエーテル700mLで希釈し、−20℃に冷却した。
ブチルリチウム(ヘキサン中2.5モル溶液)0.1m
oleを、この溶液に滴下し、得られた懸濁液を室温で
2時間攪拌した。次いで、ジエチルエーテル50mL中
のジメチルクロロホスファン0.1moleを室温で一
晩攪拌し、溶媒を減圧下で除去し、次いで残留物をヘキ
サン200mL中に溶解した。濾過後、溶媒を減圧下で
除去し、シリル化供与体配位子Me2P(cp)SiMe3を10-2T
orrの圧力下で再び濃縮した。
【0079】トルエン100mL中のシリル化供与体配
位子0.07mole溶液を、トルエン200mL中の
ジルコニウムテトラクロライド0.07moleの0℃
へ冷却した懸濁液に約3時間かけて添加し、黄色の懸濁
液を室温で一晩攪拌した。かすかに溶解できる黄色のD-
ハーフ−サンドイッチ錯体を、濾過によって分離し、ト
ルエンによって洗浄し、減圧下(10-3Torr)で乾燥
し、シリル化受容体配位子と反応させ、D/Aメタロセ
ンを形成した。次いで、D−ハーフ−サンドイッチ錯体
0.01moleをトルエン200mL中で再懸濁し、
40mLトルエン中のシリル化受容体配位子BCl2(cp)Si
Me3をゆっくり0℃で滴下した。
【0080】室温でさらに一晩反応させた後、錯体を濾
過し、濾液を濁り始めるまで減圧下で蒸発することによ
り濃縮し、次いで深い冷却キャビネット中で結晶化し
た。D/Aメタロセンは、トルエンからの再結晶によっ
て、X線構造分析のための細い針形態で得られた。 X線構造分析 1: d(PB)=198.25(13)pm d(centroid CppZr)=221.5pm d(Zr-cpB centroid)=219.2pm 角度(centroid-Zr-centroid)=127.9° 角度(Cl-Zr-Cl)=96.562(12)°31 P{1H}NMR(162MHz、CD2Cl2)δ=-7.7(m)11 B{1H}NMR(128MHz、CD2Cl2)δ=-0.1(d, 1J31P
11B=120Hz)11 C{1H}NMR(101MHz、CD2Cl2)δ=+8.7(d, 1J31P
11C=41Hz, CH3),+104.1(d, 1J31P13C=66Hz, C p-α)+11
9.4(s,C B-β),+120.2(d, 2J31P13C=8Hz, C p-β),+123.2
(d, 3J31P13C=7Hz, C p-γ)+125.7(s,C B-γ)1 H NMR(400MHz、CD2Cl2)δ=+1.94(d, 2J31P1H=1
2.0Hz, CH3),+6.56(m, C BH), +6.74(pseudo-q,3Hz,
CpH), +6.79(pseudo-t,3Hz, CBH), +7.01(pseud
o-q,3Hz, CpH). この帰属は、2D NMR spectr
a 1H NOESY, 1H13CHMQC, 1H13C HMBCに基づく。
【0081】実施例9 エチレン−ヘキサン共重合 アルゴン流中、200℃で2時間乾燥したモンモリロナ
イト(200±20m 2/gの表面積)(KIO)0.75
gを、仕切弁を通して、アルゴン雰囲気下で、酸素を含
まないトーチ乾燥した300mL V4Aオートクレー
ブ中に添加した。トルエン中1モル溶液として、トリイ
ソブチルアンモニウム(TIBA)0.75mmole
をシリンジによって注入し、マグネチックスターラーに
よって室温で1時間攪拌した。
【0082】トルエン0.5mL中のD/A−メタロセ
ン[(cp)Et2PBCl2(cp)ZrCl2]0.25mmoleを注入
し、次いでさらに1時間攪拌した。乾燥アルゴン飽和1
−ヘキセン100g(148.6mL)をオートクレー
ブに入れ、混合物を40℃に加熱し、エテン圧力を10
barsに調節した。内部温度は、40℃から44℃に
上昇した。30分の重合後、オートクレーブを脱圧し、
透明かつ粘着性のオートクレーブ内容物をトルエンで希
釈し、濾過し、コポリマーを、エタノール1L中で沈殿
させ、濾過によって単離し、エタノールによって洗浄
し、減圧乾燥キャビネット中で80℃で一定重量に乾燥
した。 収量:5g 触媒活性:40t コポリマー/mole Zr ×時間 コポリマー組成(NMR): ヘキセン 58.4重量%および31.8モル% エテン 41.6重量%および68.2モル% o−ジクロロベンゼン中の固有粘度:1.22dl/g DSC(第2加熱): ガラス転移温度 Te=−67℃ ガラス転移温度 Tg=−65℃
【0083】以上、種々の実施例を挙げて本発明を詳し
く説明したが、これらの実施例は、単に本発明を説明す
るために開示したものであって、この開示から、当業者
ならば、種々の変形例をなすことができ、これらの変形
例は、本発明の精神および請求の範囲を逸脱しない限
り、本発明に包含されるものと理解すべきである。
【0084】本発明の好ましい態様は、以下のとおりで
ある。 A.イオン交換担体材料が、モンモリロナイトまたはモ
ンモリロナイト含有混合物である請求項1に記載の触媒
系。 B.共触媒が、アルミノキサンである請求項1に記載の
触媒系。 C.アルミノキサンがメチルアルミノキサン(MAO)
である前項Bに記載の触媒系。 D.共触媒がアルキルアルミニウムまたはアルキルリチ
ウムである請求項1に記載の触媒系。 E.アルキルアルミニウムが、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、トリ(n−プロピル)ア
ルミニウム、ジブチルアルミニウムハイドライド、トリ
イソブチルアルミニウム、トリ(n−ブチル)アルミニ
ウム、トリ(n−ヘキシル)アルミニウム、トリ(n−
オクチル)アルミニウムまたはトリイソオクチルアルミ
ニウムからなる群から選択される前項Dに記載の触媒
系。
【0085】F.アルミノキサンがメチルアルミノキサ
ン(MAO)である請求項4に記載の方法。 G.共触媒がアルキルアルミニウムまたはアルキルリチ
ウムである請求項2に記載の方法。 H. アルキルアルミニウムが、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、トリ(n−プロピル)ア
ルミニウム、ジブチルアルミニウムハイドライド、トリ
イソブチルアルミニウム、トリ(n−ブチル)アルミニ
ウム、トリ(n−ヘキシル)アルミニウム、トリ(n−
オクチル)アルミニウムまたはトリイソオクチルアルミ
ニウムからなる群から選択される前項Gに記載の方法。 I.a)少なくとも1つの供与体−受容体相互作用を有
する遷移金属化合物、 b)層状格子構造を有するイオン交換担体材料および c)任意の1またはそれ以上の共触媒 を含有する触媒系によるモノマーの反応を含んでなる重
合方法によって製造されるポリマー。 J.a)少なくとも1つの供与体−受容体相互作用を有
する遷移金属化合物、 b)層状格子構造を有するイオン交換担体材料および c)任意の1またはそれ以上の共触媒 を含有する触媒系によるモノマーの反応を含んでなる重
合方法によって製造されたポリマーを含んでなる成形
品。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)少なくとも1種の供与体−受容体相
    互作用を有する遷移金属化合物、 b)層状格子構造を有するイオン交換担体材料および c)任意の1またはそれ以上の共触媒 を含有する触媒系。
  2. 【請求項2】 a)少なくとも1種の供与体−受容体相
    互作用を有する遷移金属化合物、 b)層状格子構造を有するイオン交換担体材料および c)任意の1またはそれ以上の共触媒 を含有する触媒系によって、モノマーの相互作用を有す
    るα−オレフィン、i−オレフィン、シクロオレフィ
    ン、アルケンおよび/またはジオレフィンを製造する方
    法。
  3. 【請求項3】 イオン交換担体材料が、モンモリロナイ
    トまたはモンモリロナイト含有混合物である請求項2に
    記載の方法。
  4. 【請求項4】 共触媒が、アルミノキサンである請求項
    2に記載の方法。
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