JP2001316412A - 重合用触媒およびそれを用いたポリマーの製法 - Google Patents

重合用触媒およびそれを用いたポリマーの製法

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JP2001316412A
JP2001316412A JP2000135865A JP2000135865A JP2001316412A JP 2001316412 A JP2001316412 A JP 2001316412A JP 2000135865 A JP2000135865 A JP 2000135865A JP 2000135865 A JP2000135865 A JP 2000135865A JP 2001316412 A JP2001316412 A JP 2001316412A
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polymer
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polar vinyl
catalyst
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Kenji Tsuchihara
健治 土原
Masahide Murata
昌英 村田
Yoshifumi Fukui
祥文 福井
Michihiko Asai
道彦 浅井
Yasuzo Suzuki
靖三 鈴木
Satoru Miyazawa
哲 宮沢
Hiroyuki Ozaki
裕之 尾崎
Masanao Kawabe
正直 川辺
Toshio Kase
俊男 加瀬
Hideaki Hagiwara
英昭 萩原
Te Ban Hoan
テ・バン ホアン
Jiju Jin
ジジュ ジン
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Japan Chemical Innovation Institute
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Japan Chemical Innovation Institute
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極性ビニル系モノマー類および(または)オ
レフィン類の重合に用いる重合用触媒および該重合用触
媒を用いてポリマーを製造する。 【解決手段】 極性ビニル系モノマー類および(また
は)オレフィン類の重合に用いる、3座配位ホスフィン
配位子を含む銅錯体からなる重合用触媒および該重合用
触媒の存在下、極性ビニル系モノマー類および(また
は)オレフィン類を重合させることを特徴とするポリマ
ーの製法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、極性ビニル系モノ
マー類および(または)オレフィン類の重合に用いる重
合用触媒および該重合用触媒を用いてポリマーを製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル
酸メチルなどの極性基を側鎖に有するビニル系ポリマー
は、非極性ビニル系ポリマーと比較してさまざまな機能
を有することが知られている。これらのポリマーにさら
に高い機能を付与するためには、ポリマーの一次構造の
より厳密な制御が不可欠であると考えられる。
【0003】従来、これらのポリマーは、主としてラジ
カル重合法により合成されているが、ポリマーの一次構
造、すなわち立体構造や分子量などの制御または厳密な
ブロック共重合体の生成や末端基の制御は困難で、現在
まで実現されていない。
【0004】これに対し、有機金属錯体触媒による重合
は、金属が常に成長種の近傍に存在するため、その中心
金属、配位子などの組み合わせを選択することにより、
成長種の反応性やモノマーの挿入方向をコントロールす
ることが比較的容易に行なうことができ、前記のような
機能の付与にはより適した重合法であると考えられる。
すでに、エチレン、プロピレン、スチレンなどの非極性
ビニル系モノマーについては、このような考え方に基づ
き有機金属錯体触媒を用いた立体規則性重合やリビング
重合が可能となり、ブロックポリマーや末端基の制御な
どによる高い機能性の付与が行なわれている。
【0005】極性基を有するビニル系モノマーの有機金
属錯体触媒による重合については、極性基がしばしば触
媒毒となるため、対応する非極性ビニル系モノマーの重
合に比べて著しく困難である。このため、その報告例は
限られており、そのほとんどがメタクリル酸エステル類
のものであり、アクリロニトリルやメタクリロニトリル
の有機金属錯体触媒による重合例は少ない。現在まで知
られている有機金属錯体触媒によるアクリロニトリルな
どの極性ビニル系モノマーの単独重合を例示すると、 (a)鉄、コバルト、ルテニウム錯体触媒による種々の
極性ビニルモノマー重合[ジャーナル・オブ・ポリマー
・サイエンス・ポリマー・レビュウズ、13、161
(1978)] (b)3座配位コバルト錯体による種々の極性ビニルモ
ノマー重合[ケミストリー・レター、891(199
9)] (c)イットリウム錯体による種々の極性ビニルモノマ
ー重合[アンゲバンテ・ケミー・インターナショナルエ
ディションオブイングリッシュ、38、227(199
9)] などがあげられる。これらの例では、有効なモノマーの
種類が比較的限られているものが多く、同一の触媒によ
りアクリロニトリルを含む極性ビニル系モノマー類とオ
レフィン類の両方をそれぞれ単独重合し得る触媒系につ
いてはほとんど報告例がない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アクリロニ
トリル、メタクリル酸エステルなど極性基を側鎖に有す
る極性ビニル系モノマー類および(または)エチレンな
どのオレフィン類の重合が可能で、かつ、高い触媒活性
を有する重合用触媒およびこれらのポリマーの製法を提
供することをその課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を行なった結果、3座配位ホスフ
ィン配位子を含む銅アルキル錯体を用いると、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸エステル、
メタクリル酸エステル、塩化ビニルなどの極性基を有す
る広範囲のビニル系モノマーから高い活性で高重合度の
ポリマーが得られること、また、同一の錯体にメチルア
ルモキサンなどのアルキルアルミニウム化合物を共存さ
せることによりオレフィン類の重合が進行しやすくなる
ことを見出して本発明を完成するにいたった。
【0008】すなわち、本発明は、極性ビニル系モノマ
ー類および(または)オレフィン類の重合に用いる、3
座配位ホスフィン配位子を含む銅錯体からなる重合用触
媒(請求項1)、前記銅錯体が、一般式: CH3C(CH2PX23CuY (式中、Xはアルキル基、アルコキシ基またはフェニル
基、Yは脂肪族炭化水素基またはフェニル基である)で
表わされる請求項1記載の重合用触媒(請求項2)、お
よび請求項1または2記載の重合用触媒の存在下、極性
ビニル系モノマー類および(または)オレフィン類を重
合させることを特徴とするポリマーの製法(請求項3)
に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の重合用触媒は、極性ビニ
ル系モノマー類および(または)オレフィン類の重合に
用いられる。
【0010】前記極性ビニル系モノマー類としては、シ
アノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ハ
ロゲン基などの極性基を側鎖に有するビニル系モノマー
類があげられる。前記極性ビニル系モノマー類の具体例
としては、たとえばアクリロニトリル、メタクリロニト
リル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどの
メタクリル酸エステル、アクリル酸メチル、アクリル酸
t−ブチルなどのアクリル酸エステル、塩化ビニルなど
があげられる。
【0011】また、前記オレフィン類としては、たとえ
ばエチレン、プロピレンなどがあげられる。
【0012】本発明の重合用触媒は、3座配位ホスフィ
ン配位子を含有する銅錯体であり、たとえば一般式: CH3C(CH2PX23CuY (式中、Xはアルキル基、アルコキシ基またはフェニル
基、Yは脂肪族炭化水素基またはフェニル基である)で
表わされるものが例示される。その具体例としては、た
とえばCH3C(CH2PPh23CuMe、CH3
(CH2PPh23CuEt、CH3C(CH2PPh2
3CuPh、CH3C(CH2PMe23CuMe、CH3
C[CH2P(OMe)23CuMeなどがあげられ
る。前記重合用触媒は、とくにアクリロニトリル、メタ
クリル酸メチルまたはエチレンを単独重合して、それら
のポリマーを製造するのに適している。
【0013】本発明により極性ビニル系モノマー類およ
び(または)オレフィン類からのポリマー、たとえば極
性ビニル系ポリマーやポリオレフィンを得るには、前記
重合用触媒の存在下、極性ビニル系モノマー類および
(または)オレフィン類を重合させることにより得るこ
とができる。この場合の重合反応は、無溶媒、または重
合反応に対して不活性で、重合時に液体である溶媒中で
行なうのが望ましい。
【0014】前記重合溶媒としては、N,N−ジメチル
ホルムアミド(DMF)などの含窒素溶媒、ベンゼン、
トルエンなどの芳香族炭化水素溶媒などがあげられる。
【0015】前記極性ビニル系モノマー類を単独重合さ
せる際の触媒使用量は、一概に規定できないが、たとえ
ばモノマー1モルあたり、銅錯体1×10- 5モル〜1×
10 - 1モルの割合が好ましい。
【0016】前記オレフィン類を単独重合させる際の触
媒使用量も、一概に規定できないが、たとえばモノマー
1モルあたり、銅錯体1×10-5モル〜1×10-1モル
の割合が好ましい。さらに、メチルアルモキサンなどの
アルキルアルミニウム化合物を使用する場合には、銅錯
体の5〜10000当量が好ましい。
【0017】前記重合は、通常−80〜+80℃で1分
〜100時間行なわれる。
【0018】得られるポリマーの収率は、重合温度、重
合時間、触媒量、溶媒の種類およびその量などにより変
化するが、概ね5〜100%である。また、得られるポ
リマーの数平均分子量は、やはり重合条件などに依存す
るが、約1000〜1000000である。
【0019】
【実施例】以下、本発明を、実施例により具体的に説明
する。
【0020】なお、重合体の分子量測定は、GPCによ
り、展開溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミドまた
は1,2,4−トリクロロベンゼンを用い、カラム温度
40℃ないし120℃で行なった。測定された分子量
は、ポリスチレン換算である。
【0021】実施例1 窒素ガスで充分に置換したフラスコに79mgのCuC
l、0.5gのCH3C(CH2PPh23、20mLの
テトラヒドロフランを入れ、室温で30分攪拌後−78
℃で1.4モル/LのMeLiエーテル溶液を0.58
mL滴下した。室温で1時間攪拌後当量のペンタンを加
え、析出した固体をTHF/ペンタンにより再結晶した
ところ、0.4gのCH3C(CH2PPh23CuCH
3を得た。
【0022】実施例2 窒素ガスで充分に置換した20mLのフラスコに、DM
F6mL、アクリロニトリル0.5mL、7.5×10
-2ミリモルのCH3C(CH2PPh23CuCH3を入
れ、室温で15分間攪拌した。反応液を塩酸酸性メタノ
ールに注ぎ、ポリマーを析出させ、これを乾燥したとこ
ろ、仕込みモノマーに対し92%のポリマーが得られ
た。生成したポリマーをGPC分析したところ、数平均
分子量(Mn)は380000であった。
【0023】実施例3 実施例2と同様に、メタクリル酸メチルを室温で1時間
重合したところ、収率88%でポリマーが得られた。生
成したポリマーをGPC分析したところ、Mnは430
000であった。
【0024】実施例4 実施例2と同様に、メタクリロニトリルを室温で1時間
重合したところ、収率78%でポリマーが得られた。生
成したポリマーをGPC分析したところ、Mnは980
00であった。
【0025】実施例5 窒素ガスで充分に置換した100mLステレンレス製オ
ートクレーブに、トルエン10mL、エチレン7L(常
温常圧)、7.5×10-2ミリモルのCH3C(CH2
Ph23CuCH3、銅錯体に対し500当量のメチル
アルモキサンのトルエン溶液を入れ、50℃で24時間
攪拌した。反応液を塩酸酸性メタノールに注ぎポリマー
を析出させ、これを乾燥したところ、0.8gのポリマ
ーが得られた。生成したポリマーをGPC分析したとこ
ろ、数平均分子量(Mn)は25000であった。
【0026】実施例から明らかなように、CH3C(C
2PPh23CuCH3は、これをアクリロニトリルや
メタクリル酸エステルなどの種々の極性ビニル系モノマ
ー類やエチレンなどのオレフィン類の重合に用いると、
ポリマーを生成する。とくに極性ビニル系モノマー類の
重合において短時間に高分子量を有するポリマーを高い
収率で生成する。
【0027】
【発明の効果】本発明の重合用触媒を用いてアクリロニ
トリルを含む種々の極性ビニル系モノマー類および(ま
たは)オレフィン類をそれぞれ良好な収率で重合、たと
えば単独重合させることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 昌英 東京都文京区水道二丁目3番15−504号 (72)発明者 福井 祥文 茨城県つくば市二の宮四丁目6番3−507 号 (72)発明者 浅井 道彦 茨城県つくば市東1−1 工業技術院物質 工学工業技術研究所内 (72)発明者 鈴木 靖三 茨城県つくば市東1−1 工業技術院物質 工学工業技術研究所内 (72)発明者 宮沢 哲 茨城県つくば市東1−1 工業技術院物質 工学工業技術研究所内 (72)発明者 尾崎 裕之 茨城県つくば市小野川四丁目6−202号 (72)発明者 川辺 正直 茨城県つくば市竹園二丁目6番2−203号 (72)発明者 加瀬 俊男 茨城県つくば市松代五丁目2−2号 (72)発明者 萩原 英昭 茨城県つくば市天久保2−6−14 桜井ハ イツ203 (72)発明者 ホアン テ・バン 茨城県つくば市梅園2丁目2−38 横田住 宅3号棟 (72)発明者 ジン ジジュ 石川県金沢市小立野2−2−7 Fターム(参考) 4J015 DA03 DA37 EA02 4J100 AA02P AA03P AC03P AL03P AM02P CA01 CA04 FA08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極性ビニル系モノマー類および(また
    は)オレフィン類の重合に用いる、3座配位ホスフィン
    配位子を含む銅錯体からなる重合用触媒。
  2. 【請求項2】 前記銅錯体が、一般式: CH3C(CH2PX23CuY (式中、Xはアルキル基、アルコキシ基またはフェニル
    基、Yは脂肪族炭化水素基またはフェニル基である)で
    表わされる請求項1記載の重合用触媒。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の重合用触媒の存
    在下、極性ビニル系モノマー類および(または)オレフ
    ィン類を重合させることを特徴とするポリマーの製法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514562A (ja) * 2004-09-24 2008-05-08 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 有機発光ダイオードへの銅(i)錯体の使用

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JP2008514562A (ja) * 2004-09-24 2008-05-08 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 有機発光ダイオードへの銅(i)錯体の使用

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