JP2002200429A - エチレンの三量化触媒及びこの触媒を用いたエチレンの三量化方法 - Google Patents

エチレンの三量化触媒及びこの触媒を用いたエチレンの三量化方法

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JP2002200429A
JP2002200429A JP2001285187A JP2001285187A JP2002200429A JP 2002200429 A JP2002200429 A JP 2002200429A JP 2001285187 A JP2001285187 A JP 2001285187A JP 2001285187 A JP2001285187 A JP 2001285187A JP 2002200429 A JP2002200429 A JP 2002200429A
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Osamu Yoshida
統 吉田
Hisanori Okada
久則 岡田
Toshihide Yamamoto
敏秀 山本
Yoshiyuki Murakita
栄之 村北
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エチレンから効率よく、かつ高選択的に1−
ヘキセンを製造する。 【解決手段】 2個以上のヒドロキシ基を有する化合物
とアルキル基含有化合物を接触させ、更に下式一般式
(1) ACrBn (1) (式中、nは1〜3の整数である。Aは三脚型構造を有
する中性の多座配位子であり、Crはクロム原子、Bは
水素原子、ハロゲン原子、及び直鎖もしくは分岐状のア
ルキル基からなる群より選ばれる1種以上を表す。)で
示される三脚型構造を有する中性の多座配位子が配位し
たクロム錯体を接触させることにより得られる触媒を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エチレンの三量化
触媒及びこの触媒を用いたエチレンの三量化方法に関す
る。更に詳しくは、線状低密度ポリエチレン(LLDP
E)の原料コモノマーとして有用な1−ヘキセンをエチ
レンから効率よく、かつ高選択的に製造するエチレンの
三量化触媒、及びその触媒を用いたエチレンの三量化方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】エチレンを三量化して1−ヘキセンを得
る方法において、クロム化合物を触媒として用いること
は公知である。例えば、特開昭62−265237号公
報にはクロム化合物、ポリヒドロカルビルアルミニウム
オキシド及びドナー配位子からなる触媒系が開示されて
いる。特開平6−239920号公報には、クロム化合
物、ピロール含有化合物、金属アルキル化合物及びハラ
イドからなる触媒系が、また特開平8−59732号公
報には、クロム化合物、金属アルキル化合物及び酸アミ
ドまたはイミド化合物からなる触媒系が開示されてい
る。
【0003】また、特開平6−298673号公報に
は、クロミウム塩の多座配位子であるホスフィン、アル
シン及び/またはスチビンとの配位錯体とアルミノキサ
ンからなる触媒が開示されている。更に、特開平10−
7712号公報には、特定の窒素配位子が配位したクロ
ムの塩素錯体やアルキル錯体とアルミニウム化合物から
なる触媒が、特開平10−231317号公報には、環
状ポリアミンまたはヒドロトリス(ピラゾリル)ボレー
トが配位したクロム錯体とアルキルアルミニウム化合物
からなる触媒が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭62−
265237号公報に記載の方法では、1−ヘキセンと
同時にポリエチレンが多く副生する欠点がある。特開平
6−239920号公報に記載の方法は、ポリエチレン
の副生が少なく、この点ではかなり改善しているが、触
媒の構成成分であるピロール含有化合物は、空気に対し
て極めて不安定な物質であるため着色して劣化しやすい
ため取り扱いが難しく、更に反応終了後には着色成分を
除去するための処理または新たな装置を必要とする等、
工業的な触媒としては十分なものではなかった。特開平
8−59732号公報に記載の方法では、触媒の構成成
分である酸アミドまたはイミド化合物の化合物群の中で
活性を得るには、ある特定のイミド化合物(マレイミ
ド)を用いる必要がある。マレイミドは溶解性が低いた
め触媒調製が煩雑であり、マレイミドは入手が難しいば
かりか高価であり、経済性の面においても問題がある。
特開平6−298673号公報に記載の方法では、実施
例の再現性に問題がある。特開平10−7712号公報
に記載の方法は、触媒活性が低いという問題がある。特
開平10−231317号公報に記載の方法は、ポリエ
チレンの生成が多く、オリゴマー中の1−ヘキセンの選
択性も低いという欠点がある。
【0005】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的はLLDPEの原料コモノマーとして
有用な1−ヘキセンをエチレンから効率よく、かつ高選
択的に製造し、しかも取り扱いの容易なエチレンの三量
化触媒、及びこの触媒を用いたエチレンの三量化方法を
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意検討を行った結果、2個以上のヒ
ドロキシ基を有する化合物とアルキル基含有化合物と特
定の多座配位子が配位したクロム錯体との接触によって
得られる三量化触媒は、安定で取り扱いが容易であり、
しかもこれを用いると高い活性でエチレンの三量化反応
が進行し、高選択的に1−ヘキセンが生成することを見
い出し、本発明を完成するに至った。
【0007】即ち本発明は、2個以上のヒドロキシ基を
有する化合物とアルキル基含有化合物と三脚型構造を有
する中性の多座配位子が配位したクロム錯体との接触に
よって得られるエチレンの三量化触媒及びそれを用いた
エチレンの三量化方法に関する。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳しく
説明する。
【0009】本発明においては、エチレンの三量化触媒
を構成する一成分として、下記一般式(1) ACrBn (1) (式中、nは1〜3の整数である。Aは三脚型構造を有
する中性の多座配位子であり、Crはクロム原子、Bは
水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数1〜10の直鎖も
しくは分岐状のアルキル基からなる群より選ばれる1種
以上を表す。)で示される三脚型構造を有する中性の多
座配位子が配位したクロム錯体が用いられる。
【0010】ここで、クロム錯体に配位させる三脚型構
造を有する中性の多座配位子として用いられるものは特
に限定されないが、例えば、下記一般式(2)
【0011】
【化4】 (式中、j,k,mはそれぞれ独立して0〜6の整数で
ある。D1はそれぞれ独立して置換基を有していてもよ
い2価の炭化水素基、L1はそれぞれ独立して周期表1
4族、15族、16族または17族元素を含有する置換
基を表す。また、G1は炭素またはケイ素、R1は水素原
子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜10
のアリール基を表す。)または下記一般式(3)
【0012】
【化5】 (式中、a,b,cはそれぞれ独立して0〜6の整数で
あり、uは0または1の整数である。D2はそれぞれ独
立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、L
2はそれぞれ独立して周期表14族、15族、16族ま
たは17族元素を含有する置換基を表す。また、G2
窒素原子またはリン原子、R2は酸素原子またはイオウ
原子を表す。)で示される三座配位子が好適なものとし
て挙げられる。
【0013】上記一般式(2)及び(3)において、D
1及びD2としては特に限定されるものではないが、例え
ば、アルキレン基、シクロアルキレン基、フェニレン
基、トリレン基、キシリレン基等が挙げられる。また、
その置換基としては、例えば、メチル基、エチル基等の
アルキル基類、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ
基類等が挙げられる。
【0014】一般式(2)及び(3)において、L1
びL2で示される周期表14族、15族、16族または
17族元素を含有する置換基は特に限定されるものでは
ないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等のアルコキシ基類、フェノキシ基、
2,6−ジメチルフェノキシ基等のアリールオキシ基
類、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブ
チルチオ基等のアルキルチオ基類、フェニルチオ基、ト
リルチオ基等のアリールチオ基類、ジメチルアミノ基、
ジエチルアミノ基、ビス(トリメチルシリル)アミノ基
等のジアルキルアミノ基類、ジフェニルアミノ基等のジ
アリールアミノ基類、メチルフェニル基等のアルキルア
リールアミノ基類、ジメチルホスフィノ基、ジエチルホ
スフィノ基等のジアルキルホスフィノ基類、ジフェニル
ホスフィノ基、ジトリルホスフィノ基等のジアリールホ
スフィノ基類、メチルフェニルホスフィノ基等のアルキ
ルアリールホスフィノ基類が挙げられる。
【0015】また、フリル基、ベンゾフリル基、チエニ
ル基、ベンゾチエニル基、ピラゾリル基、トリアゾリル
基、テトラゾリル基、ピリジル基、イミダゾリル基、ベ
ンゾイミダゾリル基、インダゾリル基、キノリル基、イ
ソキノリル基、オキサゾリル基、チアゾール基等の周期
表14族、15族、16族または17族元素を含有する
複素環基類が挙げられる。これらの複素環の置換基とし
ては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、オクチル基、フェニル基等が挙げられる。
【0016】一般式(2)におけるR1は特に限定され
るものではないが、例えば、水素原子、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、ベンジル基、ヒドロキシ
メチル基、シアノエチル基、アリル基、トリフルオロプ
ロピル基等の炭素数1〜10のアルキル基類、またはフ
ェニル基、p−メチルフェニル基、p−クロロフェニル
基等の炭素数6〜10のアリール基類が挙げられる。
【0017】上記一般式(2)及び(3)で示される三
脚型構造を有する中性の三座配位子は特に限定されるも
のではないが、例えば、周期表14族、15族、16族
または17族元素を含有する置換基を持つ多座配位子と
しては、トリス(メトキシメチル)メタン、1,1,1
−トリス(メトキシメチル)エタン、1,1,1−トリ
ス(メトキシメチル)プロパン、1,1,1−トリス
(メトキシメチル)ブタン、1,1,1−トリス(エト
キシメチル)エタン、1,1,1−トリス(プロポキシ
メチル)エタン、1,1,1−トリス(ブトキシメチ
ル)エタン、1,1,1−トリス(フェノキシメチル)
エタン等の含酸素三座配位子類、1,1,1−トリス
(メチルチオメチル)エタン、1,1,1−トリス(ブ
チルチオメチル)エタン、1,1,1−トリス(フェニ
ルチオメチル)エタン等の含イオウ三座配位子類、1,
1,1−トリス(ジメチルアミノメチル)エタン、1,
1,1−トリス(ジフェニルアミノメチル)エタン等の
含窒素三座配位子類、1,1,1−トリス(ジフェニル
ホスフィノメチル)エタン、1,1,1−トリス(ジメ
チルホスフィノメチル)エタン、1,1,1−トリス
(ジエチルホスフィノメチル)エタン等の含リン三座配
位子類が挙げられる。
【0018】更に、周期表14族、15族、16族また
は17族元素を含有する複素環基を持つ多座配位子とし
ては、トリフリルメタン、トリス(5−メチル−2−フ
リル)メタン、トリス(5−エチル−2−フリル)メタ
ン、トリス(5−ブチル−2−フリル)メタン、1,
1,1−トリフリルエタン、トリフリルアミン、トリフ
リルホスフィン、トリフリルホスフィンオキシド等の含
酸素三座配位子類、トリス(チエニル)メタン等の含イ
オウ三座配位子類、トリ(1−ピラゾリル)メタン、ト
リス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)メタン、ト
リス(3,5−ジイソプロピル−1−ピラゾリル)メタ
ン、トリス(3,5−ジフェニル−1−ピラゾリル)メ
タン、1,1、1−トリス(3,5−ジメチル−1−ピ
ラゾリル)エタン、1,1,1−トリス(3,5−ジメ
チル−1−ピラゾリル)プロパン、1,1,1−トリス
(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)ブタン、トリス
(2−ピリジル)メタン、トリス(6−メチル−2−ピ
リジル)メタン、トリス(2−ピリジル)アミン、トリ
ス(2−ピリジル)ホスフィン、トリス(2−ピリジ
ル)ホスフィンオキシド、トリス(2−ピリジル)ヒド
ロキシメタン、トリス(1−イミダゾリル)メタン、ト
リス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)メタン、ト
リス(3,5−ジエチル−1−ピラゾリル)メタン、ト
リス(3,4,5−トリメチル−1−ピラゾリル)メタ
ン、トリス(3,5−ジメチル−4−n−ブチル−1−
ピラゾリル)メタン、トリス(3−フェニル−5−メチ
ル−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−(4−トリ
ル)−5−メチル−1−ピラゾリル)メタン、トリス
(3−(4−アニシル)−5−メチル−1−ピラゾリ
ル)メタン、トリス(3−(2−ピリジル)−5−メチ
ル−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−(3−ピリ
ジル)−5−メチル−1−ピラゾリル)メタン、トリス
(3−(4−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリ
ル)メタン、トリス(3−フェニル−1−ピラゾリル)
メタン、1−メチル−トリス(3−フェニル−1−ピラ
ゾリル)メタン、メチル−トリス(3−エチル−1−ピ
ラゾリル)メタン、メチル−トリス(3−フェニル−1
−ピラゾリル)メタン、メチル−トリス(3,5−ジメ
チル−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−(4−ト
リル)−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−(4−
アニシル)−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−プ
ロピル−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−エチル
−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−メチル−1−
ピラゾリル)メタン、トリス(3−t−ブチル−1−ピ
ラゾリル)メタン等の含窒素三座配位子類が挙げられ
る。
【0019】本発明において、上記一般式(1)のBで
用いられるハロゲン原子は特に限定されるものではない
が、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨ
ウ素原子等が挙げられる。また、直鎖もしくは分岐状の
アルキル基としては特に限定されるものではないが、例
えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、シ
クロヘキシル基、ベンジル基またはフェニル基等が挙げ
られる。
【0020】上記一般式(1)で示されるクロム錯体の
具体的な例としては特に限定されるものではないが、例
えば、トリス(メトキシメチル)メタンクロムトリクロ
ライド(III)、トリス(メトキシメチル)メタンク
ロム(ベンジル)ジクロライド(III)、1,1,1
−トリス(メトキシメチル)エタンクロムトリクロライ
ド(III)、1,1,1−トリス(エトキシメチル)
エタンクロムトリクロライド(III)、1,1,1−
トリス(ブトキシメチル)エタンクロムトリクロライド
(III)、1,1,1−トリス(フェノキシメチル)
エタンクロムトリクロライド(III)、トリフリルメ
タンクロムトリクロライド(III)、1,1,1−ト
リス(メチルチオメチル)エタンクロムトリクロライド
(III)、1,1,1−トリス(ジメチルアミノメチ
ル)エタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(ピラゾリル)メタンクロムトリクロライド(II
I)、トリス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)メ
タンクロムトリクロライド(III)、トリス(3,5
−ジエチル−1−ピラゾリル)メタンクロムトリクロラ
イド(III)、トリス(3,5−ジメチル−1−ピラ
ゾリル)−メチル−メタンクロムトリクロライド(II
I)、トリス(3−フェニル−5−メチル−1−ピラゾ
リル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(3−(2−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリ
ル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(3−(3−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリ
ル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(3−(4−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリ
ル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(3−フェニル−1−ピラゾリル)メタンクロムトリク
ロライド(III)、トリス(3−(3−トリル)−5
−メチル−1−ピラゾリル)メタンクロムトリクロライ
ド(III)、トリス(3−(3−アニシル)−5−メ
チル−1−ピラゾリル)メタンクロムトリクロライド
(III)、トリス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリ
ル)メタンクロム(ヒドリド)ジクロライド(II
I)、トリス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)メ
タンクロム(ベンジル)ジクロライド(III)、トリ
ス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)メタンクロム
(エチル)ジクロライド(III)、トリス(3,5−
ジメチル−1−ピラゾリル)メタンクロムトリベンジル
(III)、1,1,1−トリス(3,5−ジメチル−
1−ピラゾリル)エタンクロムトリクロライド(II
I)、トリス(3,5−ジイソプロピル−1−ピラゾリ
ル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(3−イソプロピル−1−ピラゾリル)メタンクロムト
リクロライド(III)、トリス(3−エチル−1−ピ
ラゾリル)メタンクロムトリクロライド(III)、ト
リス(3,5−ジフェニル−1−ピラゾリル)メタンク
ロムトリクロライド(III)、トリス(2−ピリジ
ル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(6−メチル−2−ピリジル)メタンクロムトリクロラ
イド(III)、トリス(2−ピリジル)アミンクロム
トリクロライド(III)、トリス(1−イミダゾリ
ル)メタンクロムトリクロライド(III)、1,1,
1−トリス(ジメチルホスフィノメチル)エタンクロム
トリクロライド(III)、1,1,1−トリス(ジフ
ェニルホスフィノメチル)エタンクロムトリクロライド
(III)、1,1,1−トリス(ジエチルホスフィノ
メチル)エタンクロムトリクロライド(III)等が挙
げられる。
【0021】これらのうち触媒活性の面から、一般式
(1)で示される三脚型構造を有する中性の多座配位子
としては、複素環基を持つ含窒素三座配位子類が好まし
く用いられ、より好ましくはトリス(3−(4−トリ
ル)−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−フェニル
−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3,5−ジメチル
−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−フェニル−5
−メチル−1−ピラゾリル)メタン、トリス(3−(2
−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリル)メタン、
トリス(3−(3−ピリジル)−5−メチル−1−ピラ
ゾリル)メタン、トリス(3−(4−ピリジル)−5−
メチル−1−ピラゾリル)メタンが用いられる。また、
Bとしてはハロゲン原子が好ましく用いられる。更に好
ましい三脚型構造を有する中性の多座配位子が配位した
クロム錯体としては、3−(4−トリル)−1−ピラゾ
リル)メタンクロムトリクロライド(III)、トリス
(3−フェニル−1−ピラゾリル)メタンクロムトリク
ロライド(III)、トリス(3,5−ジメチル−1−
ピラゾリル)メタンクロムトリクロライド(III)、
トリス(3−フェニル−5−メチル−1−ピラゾリル)
メタンクロムトリクロライド(III)、トリス(3−
(2−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリル)メタ
ンクロムトリクロライド(III)、トリス(3−(3
−ピリジル)−5−メチル−1−ピラゾリル)メタンク
ロムトリクロライド(III)、トリス(3−(4−ピ
リジル)−5−メチル−1−ピラゾリル)メタンクロム
トリクロライド(III)等が用いられる。
【0022】本発明において、上記の三脚型構造を有す
る中性の多座配位子が配位したクロム錯体の合成法は特
に限定されるものではないが、例えば、多座配位子とク
ロム化合物とから公知の錯体形成法[例えば、Inor
g.Chem.,25,1080(1986)等]によ
り容易に合成することができる。この場合、使用できる
クロム化合物としては特に限定されるものではないが、
例えば、塩化クロム(III)、塩化クロム(II)、
臭化クロム(III)、臭化クロム(II)、ヨウ化ク
ロム(III)、ヨウ化クロム(II)、フッ化クロム
(III)、フッ化クロム(II)、トリス(テトラヒ
ドロフラン)クロムトリクロライド(III)、トリス
(1,4−ジオキサン)クロムトリクロライド(II
I)、トリス(ジエチルエーテル)クロムトリクロライ
ド(III)、トリス(ピリジン)クロムトリクロライ
ド(III)、トリス(アセトニトリル)クロムトリク
ロライド(III)等が挙げられる。
【0023】前記の多座配位子とクロム化合物を反応さ
せ、クロム錯体を形成させる際のクロム金属の濃度は特
に制限されない。また、ここで用いられる溶媒としては
特に限定されるものではないが、有機溶媒が好ましく用
いられる。例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ノナン、デカン、シクロヘキサン、デカリン等
の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、
クメン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、ジ
エチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、
塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン
化炭化水素類が挙げられる。また、上記溶媒はそれぞれ
単独で使用し得るのみならず、二種以上を混合して用い
ることも可能である。
【0024】また、錯体形成反応は、−80℃から使用
する反応溶媒の沸点までの任意の温度で行われ、好まし
くは20〜200℃である。反応溶媒の沸点以上の温度
で錯形成反応を行う場合には、加圧下で行うこともでき
る。反応時間は特に制限されず、通常1分〜48時間、
好ましくは5分〜24時間である。なお、反応時のすべ
ての操作は、空気と水分を避けて行なうことが望まし
い。また、原料及び溶媒は十分に乾燥しておくことが好
ましい。
【0025】更に別途合成法として、上記の方法により
合成した三脚型構造を有する中性の多座配位子が配位し
たクロムハロゲン錯体を原料に、アルキル金属化合物や
金属ヒドリド化合物を溶媒中で反応させて、本発明の三
脚型構造を有する中性の多座配位子が配位したクロム錯
体を合成してもよい。
【0026】多座配位子が配位したクロム錯体は、通常
固体として沈殿するので、ろ別により反応溶媒から分離
できる。更に、必要に応じて、上記溶媒を用いて洗浄を
行い、次いで乾燥しエチレンの三量化触媒の構成成分の
一つであるクロム錯体が合成される。なお、沈殿しない
場合は、溶媒留去、貧溶媒の添加あるいは冷却処理等に
より沈殿させることができる。
【0027】本発明においては、三脚型構造を有する中
性の多座配位子が配位したクロム錯体のうち、その多座
配位子がfacialに配位したクロム錯体を用いるこ
とが好ましい。多座配位子がfacialに配位したク
ロム錯体を用いることにより、ポリエチレンの副生が抑
えられる等の効果が認められる。ここで、多座配位子が
facialに配位した錯体とは、多座配位子により3
つの配位座が占有された6配位八面体型錯体の異性体の
一つである[化学選書 有機金属化学−基礎と応用−、
143頁(裳華房)]。即ち、多座配位子により3つの
配位座が占有された6配位八面体型錯体において、多座
配位子が、3つの配位座が互いにシス位になるような配
置で配位していることを意味する。
【0028】本発明において使用されるアルキル基含有
化合物は特に限定されるものではないが、例えば、下記
一般式(4) RpMXq (4) (式中、pは0<p≦3であり、qは0≦q<3であっ
て、しかもp+qは1〜3である。Mはリチウム、マグ
ネシウム、亜鉛、ボロンまたはアルミニウムを表し、R
は炭素数1〜10のアルキル基からなる群より選ばれる
1種以上を表し、Xは水素原子、炭素数1〜10のアル
コキシド基、炭素数6〜10のアリール基及びハロゲン
原子からなる群より選ばれる1種以上を表す。)で示さ
れる化合物が好適なものとして挙げられる。上記一般式
(4)において、炭素数1〜10のアルキル基は特に限
定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基またはオ
クチル基等が挙げられる。アルコキシド基としては特に
限定されるものではないが、例えば、メトキシド基、エ
トキシド基、ブトキシド基またはフェノキシド基等が挙
げられる。アリール基としては特に限定されるものでは
ないが、例えば、フェニル基等が挙げられる。ハロゲン
原子としては特に限定されるものではないが、例えば、
フッ素、塩素、臭素またはヨウ素が挙げられる。
【0029】なお、上記一般式(4)において、MがA
lで、pとqがそれぞれ1.5のとき、AlR1.51.5
となる。このような化合物は、理論的には存在しない
が、通常、慣用的にAl233のセスキ体として表現
されており、これらの化合物も本発明に含まれる。
【0030】上記一般式(4)で示されるアルキル基含
有化合物としては、例えば、メチルリチウム、エチルリ
チウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、se
c−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ジエ
チルマグネシウム、エチルブチルマグネシウム、エチル
クロロマグネシウム、エチルブロモマグネシウム、ジメ
チル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛、トリメチルボ
ラン、トリエチルボラン、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−ブチルアルミニウ
ム、トリイソ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、トリ
シクロヘキシルアルミニウム、ジメチルエチルアルミニ
ウム、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルア
ルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシ
ド、ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジシクロヘキ
シルフェニルアルミニウム、エチルアルミニウムエトキ
シクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチル
アルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロ
リド、ジシクロヘキシルアルミニウムクロリド、メチル
アルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセス
キクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチ
ルアルミニウムジクロリド、イソブチルアルミニウムジ
クロリド等が挙げられる。これらのうち入手の容易さ及
び活性の面から、トリアルキルアルミニウム化合物が好
ましく用いられ、更に好ましくはトリエチルアルミニウ
ム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウムやトリ−
n−オクチルアルミニウム等が用いられる。これらのア
ルキル基含有化合物は単独で使用し得るのみならず、二
種以上を混合して用いることも可能である。アルキル基
含有化合物の使用量は、クロム錯体1モルに対して0.
1〜10000当量であり、好ましくは3〜3000当
量、より好ましくは5〜2000当量である。
【0031】本発明で用いられる2個以上のヒドロキシ
基を有する化合物として、炭素数1〜20個の炭化水素
基と2個以上のヒドロキシ基を有するジオールもしくは
ポリオールを用いることができ、特に限定されるもので
はないが具体的には、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキ
サンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、
ノナンジオール、デカンジオール、エイコサンジオー
ル、ブタントリオール、ペンタントリオール、オクタデ
カンペンタオール等が挙げられる。更に、2個以上のヒ
ドロキシ基を有する化合物として、下式一般式(5) M’(OH)n (5) (式中、M’は周期表の2族〜3族の元素で、nはM’
の価数に等しい。)も用いることができ、特に限定され
るものではないが具体的には、水酸化マグネシウム、水
酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
また、更に本発明で用いられる2個以上のヒドロキシ基
を有する化合物としては、下式一般式(6)
【0032】
【化6】 (式中、iは0〜2000の整数であり、nは1〜20
00の整数である。R3は水素または炭素数1〜10の
アルキル基であり、各々同一でも異なっていても良く、
4は水素またはヒドロキシル基であり、かつR4の少な
くとも一つは必ずヒドロキシル基である。更に、iが1
以上の時、交互共重合体、ランダム共重合体もしくはブ
ロック共重合体である。)で表わされるものも用いるこ
とができる。特に限定されるものではないが具体的に
は、例えば、ポリビニルアルコールやエチレン−ビニル
アルコール共重合体等が挙げられる。
【0033】本発明で用いられる2個以上のヒドロキシ
基を有する化合物は、クロム錯体1モルに対してヒドロ
キシル基が0.01〜10000当量であり、好ましく
は0.05〜5000当量、より好ましくは0.1〜1
000当量である。
【0034】本発明におけるエチレンの三量化反応は、
例えば2個以上のヒドロキシ基を有する化合物とアルキ
ル基含有化合物を前もって接触させ、前記のクロム錯体
と接触させた後、エチレンを接触させることにより行う
ことができる。この場合の接触方法は特に制限されない
が、例えば、三量化反応の原料であるエチレンの存在下
に2個以上のヒドロキシ基を有する化合物とアルキル基
含有化合物を接触させ、更にクロム錯体を接触させて三
量化反応を開始する方法、または2個以上のヒドロキシ
基を有する化合物とアルキル基含有化合物を接触させ、
クロム錯体を接触させた後にエチレンと接触させて三量
化反応を行う方法がとられる。これらの混合順序は特に
制限されない。
【0035】当該三量化触媒を調製する際のクロム錯体
の濃度は特に制限されないが、通常、溶媒1lあたり
0.001マイクロモル〜100ミリモル、好ましくは
0.01マイクロモル〜10ミリモルの濃度で使用され
る。0.001マイクロモルより小さい触媒濃度では十
分な活性が得られず、逆に100ミリモルより大きい触
媒濃度では触媒活性が増加せず経済的でない。当該三量
化触媒を調製する際の温度は−100〜250℃、好ま
しくは0〜200℃である。接触時間は特に制限され
ず、1分〜24時間、好ましくは2分〜2時間である。
接触時に用いられる溶媒としては、例えば、ブタン、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタ
ン、ノナン、デカン、シクロペンタン、シクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン
等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、クメン、トリメチルベンゼン、ク
ロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類
及び塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロ
ロエタン等の塩素化炭化水素類が挙げられる。また、反
応生成物、即ち、1−ヘキセンを溶媒として用いること
もできる。これらの溶媒は、それぞれ単独で使用し得る
のみならず、二種以上を混合して用いることも可能であ
る。ここで、エチレンの三量化反応時のクロム錯体濃度
をコントロールする目的で、必要に応じて濃縮や希釈し
ても差し支えない。なお、接触時のすべての操作は、窒
素下で行なうことが望ましい。原料及び溶媒は十分に乾
燥しておくことが好ましい。
【0036】本発明におけるエチレンの三量化反応の温
度は、−100〜250℃であるが、好ましくは0〜2
00℃である。反応圧力は、反応系がエチレン雰囲気で
あれば特に制限されないが、通常、0.01〜3000
kg/cm2であり、好ましくは0.1〜300kg/
cm2である。反応時間は、通常、5秒〜6時間であ
る。また、エチレンは、前記の圧力を保つように連続的
に供給してもよいし、反応開始時に前記圧力で封入して
反応させてもよい。原料ガスであるエチレンには、反応
に不活性なガス、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等
が含まれていても何ら差し支えない。なお、エチレン三
量化反応のすべての操作は、空気と水分を避けて行うこ
とが望ましい。エチレンは十分に乾燥しておくことが好
ましい。
【0037】本反応は、回分式、半回分式、連続式のい
ずれでも実施できる。エチレンの三量化反応終了後、反
応液に、例えば、水、アルコール、水酸化ナトリウム水
溶液等の失活剤を添加して反応を停止させることができ
る。失活した廃クロム触媒は公知の脱灰処理方法、例え
ば、水またはアルカリ水溶液による抽出等で除去でき
る。生成した1−ヘキセンは、公知の抽出法や蒸留法に
より反応液より分離される。また、副生するポリエチレ
ンは、反応液出口で公知の遠心分離法や1−ヘキセンを
蒸留分離する際の残渣として分離除去することができ
る。
【0038】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
るが、これらの実施例は本発明の概要を示すもので、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0039】IR測定:IRは、島津製作所製 赤外分
光光度計(FTIR−8100)を用いて、ヌジョール
法で測定した。
【0040】ガスクロマトグラフィーによる分析:反応
液中に含まれる炭素数4〜8の生成物の定量は、GLサ
イエンス製 TC−1のカラムを装着した島津製作所製
のガスクロマトグラフ(GC−14A)を用いて分析し
た。分析条件は、窒素キャリアを用い、インジェクショ
ン温度280℃、検出器温度280℃に設定し、内部標
準としてn−ヘプタンを用いた。分析は、このガスクロ
マトグラフに反応液を1.0μl注入した後、カラムの
温度を40℃から250℃まで昇温することにより行っ
た。
【0041】また、炭素数10以上の生成物は、上記ガ
スクロマトグラフとは別途用意したGLサイエンス製
TC−1のカラムを装着した島津製作所製 ガスクロマ
トグラフ(GC−14A)を用いて分析した。分析条件
は、窒素キャリアを用い、インジェクション温度300
℃、検出器温度300℃に設定し、内部標準としてn−
ヘプタンを用いた。分析は、このガスクロマトグラフに
反応液を1.5μl注入した後、カラムの温度を50℃
から300℃まで昇温することにより行った。
【0042】気体中に含まれる生成物は、クロムパック
製 Al23/KClのカラムを装着した島津製作所製
ガスクロマトグラフ(GC−9A)を用いて分析し
た。分析条件は、窒素キャリアを用い、インジェクショ
ン温度200℃、検出器温度200℃及びカラム温度1
20℃に設定し、絶対検量線法を用いた。分析は、この
ガスクロマトグラフに回収した気体を0.2ml注入す
ることにより行った。
【0043】参考例1 内容積100mlのシュレンク管に、J.Amer.C
hem.Soc.,92,5118(1970)に記載
の方法で合成した三脚型構造を有するトリス(3,5−
ジメチル−1−ピラゾリル)メタン 126mg、トリ
ス(テトラヒドロフラン)クロムトリクロライド(II
I)143mg、テトラヒドロフラン20mlを加え、
窒素雰囲気下で12時間攪拌した。生成した結晶をろ別
し、トリス(3,5−ジメチル−1−ピラゾリル)メタ
ンクロムトリクロライド(III)を得た(IR(ヌジ
ョール):1565cm-1)。以下、この錯体を錯体A
と称する。
【0044】参考例2 内容積100mlのシュレンク管に、J.Amer.C
hem.Soc.,92,5118(1970)に記載
の方法を用いて合成した三脚型構造を有するトリス(3
−フェニル−5−メチル−1−ピラゾリル)メタン 3
46mg、トリス(テトラヒドロフラン)クロムトリク
ロライド(III)255mg、テトラヒドロフラン5
mlとトルエン20mlを加え、窒素雰囲気下で24時
間95℃で攪拌した。生成した結晶をろ別し、トリス
(3−フェニル−5−メチル−1−ピラゾリル)メタン
クロムトリクロライド(III)を得た(IR(KB
r):1566cm-1)。以下、この錯体を錯体Bと称
する。
【0045】参考例3 内容積100mlのシュレンク管に、J.Amer.C
hem.Soc.,92,5118(1970)に記載
の方法を用いて合成した三脚型構造を有するトリス(3
−フェニル−1−ピラゾリル)メタン 120mg、ト
リス(テトラヒドロフラン)クロムトリクロライド(I
II)94mg、トルエン18mlを加え、窒素雰囲気
下で12時間100℃で攪拌した。生成した結晶をろ別
し、トリス(3−フェニル−1−ピラゾリル)メタンク
ロムトリクロライド(III)を得た(IR(KB
r):1540cm-1)。以下、この錯体を錯体Cと称
する。
【0046】参考例4 内容積100mlのシュレンク管に、J.Amer.C
hem.Soc.,92,5118(1970)に記載
の方法を用いて合成した三脚型構造を有するトリス(3
−(4−トリル)−1−ピラゾリル)メタン 400m
g、トリス(テトラヒドロフラン)クロムトリクロライ
ド(III)295mg、トルエン30mlを加え、窒
素雰囲気下で12時間100℃で攪拌した。生成した結
晶をろ別し、トリス(3−(4−トリル)−1−ピラゾ
リル)メタンクロムトリクロライド(III)を得た
(IR(KBr):1541cm-1)。以下、この錯体
を錯体Dと称する。
【0047】比較例1 温度計及び攪拌装置を備えた内容積1000mlのステ
ンレス製耐圧反応容器に、参考例1で合成した錯体Aと
トリ−n−オクチルアルミニウムのトルエン溶液を導入
した後、トルエンを加えて反応液量を250mlとし
た。1000rpmで撹拌しながら反応容器内の温度を
80℃にして、反応器内のエチレン圧をゲージ圧で40
kg/cm2に維持するように導入し続け、これらの反
応条件を保った状態で30分反応を行なった。その後、
反応容器中に水を窒素で圧入することにより触媒を失活
させて反応を停止した。反応容器を室温まで冷却し、次
いで脱圧した。反応液及び回収した気体中に含まれる生
成物をガスクロマトグラフィーにより分析した。反応条
件及び結果を表1,表2に示す。
【0048】実施例1 温度計及び攪拌装置を備えた内容積1000mlのステ
ンレス製耐圧反応容器に、参考例1で合成した錯体Aを
入れ、トリ−n−オクチルアルミニウムとエチレングリ
コールを混合した均一なトルエン溶液を加えた後、トル
エンを加えて反応液量を250mlとした。1000r
pmで撹拌しながら反応容器内の温度を80℃にして、
反応器内のエチレン圧をゲージ圧で40kg/cm2
維持するように導入し続け、これらの反応条件を保った
状態で30分反応を行なった。その後、反応容器中に水
を窒素で圧入することにより触媒を失活させて反応を停
止した。反応容器を室温まで冷却し、次いで脱圧した。
反応液及び回収した気体中に含まれる生成物をガスクロ
マトグラフィーにより分析した。反応条件及び結果を表
1,表2に示す。
【0049】実施例2 温度計及び攪拌装置を備えた内容積1000mlのステ
ンレス製耐圧反応容器に、参考例1で合成した錯体Aを
入れ、トリ−n−オクチルアルミニウムとAl(OH)
3を混合した均一なトルエン溶液を導入した後、トルエ
ンを加えて反応液量を250mlとした。1000rp
mで撹拌しながら反応容器内の温度を80℃にして、反
応器内のエチレン圧をゲージ圧で40kg/cm2に維
持するように導入し続け、これらの反応条件を保った状
態で30分反応を行なった。その後、反応容器中に水を
窒素で圧入することにより触媒を失活させて反応を停止
した。反応容器を室温まで冷却し、次いで脱圧した。反
応液及び回収した気体中に含まれる生成物をガスクロマ
トグラフィーにより分析した。反応条件及び結果を表
1,表2に示す。
【0050】実施例3 温度計及び攪拌装置を備えた内容積1000mlのステ
ンレス製耐圧反応容器に、参考例1で合成した錯体Aを
入れ、トリ−n−オクチルアルミニウムとポリビニルア
ルコール(Mn=500)127mgを混合したトルエ
ン溶液を導入した後、トルエンを加えて反応液量を25
0mlとした。1000rpmで撹拌しながら反応容器
内の温度を80℃にして、反応器内のエチレン圧をゲー
ジ圧で40kg/cm2に維持するように導入し続け、
これらの反応条件を保った状態で30分反応を行なっ
た。その後、反応容器中に水を窒素で圧入することによ
り触媒を失活させて反応を停止した。反応容器を室温ま
で冷却し、次いで脱圧した。反応液及び回収した気体中
に含まれる生成物をガスクロマトグラフィーにより分析
した。反応条件及び結果を表1,表2に示す。
【0051】
【表1】
【表2】 比較例2 温度計及び攪拌装置を備えた内容積150mlのガラス
製耐圧反応容器に、参考例2で合成した錯体Bとトリ−
n−オクチルアルミニウムのトルエン溶液を導入した
後、トルエンを加えて反応液量を80mlとした。10
00rpmで撹拌しながら反応容器内の温度を80℃に
して、反応器内のエチレン圧をゲージ圧で5kg/cm
2に維持するように導入し続け、これらの反応条件を保
った状態で30分反応を行なった。その後、反応容器中
に水を窒素で圧入することにより触媒を失活させて反応
を停止した。反応容器を室温まで冷却し、次いで脱圧し
た。反応液及び回収した気体中に含まれる生成物をガス
クロマトグラフィーにより分析した。反応条件及び結果
を表3,表4に示す。
【0052】実施例4 温度計及び攪拌装置を備えた内容積150mlのガラス
製耐圧反応容器に、参考例2で合成した錯体Bを入れ、
トリ−n−オクチルアルミニウムとAl(OH)3を混
合した均一なトルエン溶液を導入した後、トルエンを加
えて反応液量を80mlとした。1000rpmで撹拌
しながら反応容器内の温度を80℃にして、反応器内の
エチレン圧をゲージ圧で5kg/cm2に維持するよう
に導入し続け、これらの反応条件を保った状態で30分
反応を行なった。その後、反応容器中に水を窒素で圧入
することにより触媒を失活させて反応を停止した。反応
容器を室温まで冷却し、次いで脱圧した。反応液及び回
収した気体中に含まれる生成物をガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。反応条件及び結果を表3,表4に示
す。
【0053】実施例5 温度計及び攪拌装置を備えた内容積150mlのガラス
製耐圧反応容器に、参考例3で合成した錯体Cを入れ、
トリ−n−オクチルアルミニウムとAl(OH)3を混
合した均一なトルエン溶液を導入した後、トルエンを加
えて反応液量を80mlとした。1000rpmで撹拌
しながら反応容器内の温度を80℃にして、反応器内の
エチレン圧をゲージ圧で5kg/cm2に維持するよう
に導入し続け、これらの反応条件を保った状態で30分
反応を行なった。その後、反応容器中に水を窒素で圧入
することにより触媒を失活させて反応を停止した。反応
容器を室温まで冷却し、次いで脱圧した。反応液及び回
収した気体中に含まれる生成物をガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。反応条件及び結果を表3,表4に示
す。
【0054】実施例6 温度計及び攪拌装置を備えた内容積150mlのガラス
製耐圧反応容器に、参考例4で合成した錯体Dを入れ、
トリ−n−オクチルアルミニウムとAl(OH)3を混
合した均一なトルエン溶液を導入した後、トルエンを加
えて反応液量を80mlとした。1000rpmで撹拌
しながら反応容器内の温度を80℃にして、反応器内の
エチレン圧をゲージ圧で5kg/cm2に維持するよう
に導入し続け、これらの反応条件を保った状態で30分
反応を行なった。その後、反応容器中に水を窒素で圧入
することにより触媒を失活させて反応を停止した。反応
容器を室温まで冷却し、次いで脱圧した。反応液及び回
収した気体中に含まれる生成物をガスクロマトグラフィ
ーにより分析した。反応条件及び結果を表3,表4に示
す。
【0055】
【表3】
【表4】
【発明の効果】本発明によれば、2個以上のヒドロキシ
基を有する化合物とアルキル基含有化合物を接触させ、
更に三脚型構造を有する中性の多座配位子が配位したク
ロム錯体とを接触させることにより得られるエチレンの
三量化触媒は、安定で取り扱いが容易であり、しかもこ
れを用いるとエチレンから効率よく、かつ高選択的に1
−ヘキセンを製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G069 AA06 BA21A BA21B BA22A BA22B BA27A BA27B BB05A BB05B BC16A BC16B BC58A BC58B BE01A BE01B BE06A BE06B BE13A BE13B BE22A BE33A BE34B BE35A BE38A BE38B BE40A BE45A BE46B BE48A CB47 4H006 AA02 AC21 BA09 BA14 BA29 BA44 BA47 BA63 BA81 4H039 CA19 CL19

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2個以上のヒドロキシ基を有する化合物と
    アルキル基含有化合物と、更に下記一般式(1) ACrBn (1) (式中、nは1〜3の整数である。Aは三脚型構造を有
    する中性の多座配位子であり、Crはクロム原子、Bは
    水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数1〜10の直鎖も
    しくは分岐状のアルキル基からなる群より選ばれる1種
    以上を表す。)で示される三脚型構造を有する中性の多
    座配位子が配位したクロム錯体を接触させることにより
    得られるエチレンの三量化触媒。
  2. 【請求項2】三脚型構造を有する中性の多座配位子が、
    下記一般式(2) 【化1】 (式中、j,k,mはそれぞれ独立して0〜6の整数で
    ある。D1はそれぞれ独立して置換基を有していてもよ
    い2価の炭化水素基、L1はそれぞれ独立して周期表1
    4族、15族、16族または17族元素を含有する置換
    基を表す。また、G1は炭素またはケイ素、R1は水素原
    子、炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜10
    のアリール基を表す。)または下記一般式(3) 【化2】 (式中、a,b,cはそれぞれ独立して0〜6の整数で
    あり、uは0または1の整数である。D2はそれぞれ独
    立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、L
    2はそれぞれ独立して周期表14族、15族、16族ま
    たは17族元素を含有する置換基を表す。また、G2
    窒素原子またはリン原子、R2は酸素原子またはイオウ
    原子を表す。)で示される三座配位子であることを特徴
    とする請求項1に記載のエチレンの三量化触媒。
  3. 【請求項3】三脚型構造を有する中性の多座配位子がf
    acialに配位したクロム錯体を用いることを特徴と
    する請求項1または2に記載のエチレンの三量化触媒。
  4. 【請求項4】アルキル基含有化合物が、下記一般式
    (4) RpMXq (4) (式中、pは0<p≦3であり、qは0≦q<3であっ
    て、しかもp+qは1〜3である。Mはリチウム、マグ
    ネシウム、亜鉛、ボロンまたはアルミニウムを表し、R
    は炭素数1〜10のアルキル基からなる群より選ばれる
    1種以上を表し、Xは水素原子、炭素数1〜10のアル
    コキシド基、炭素数6〜10のアリール基及びハロゲン
    原子からなる群より選ばれる1種以上を表す。)で示さ
    れる化合物であることを特徴とする請求項1〜3に記載
    のエチレンの三量化触媒。
  5. 【請求項5】2個以上のヒドロキシ基を有する化合物
    が、炭素数1〜20個の炭化水素基と2個以上のヒドロ
    キシ基を有するジオールもしくはポリオール、または下
    式一般式(5) M’(OH)n (5) (式中、M’は周期表の2族〜3族の元素で、nはM’
    の価数に等しい。)で示される化合物であることを特徴
    とする請求項1〜4に記載のエチレンの三量化触媒。
  6. 【請求項6】2個以上のヒドロキシ基を有する化合物
    が、下式一般式(6) 【化3】 (式中、iは0〜2000の整数であり、nは1〜20
    00の整数である。R3は水素または炭素数1〜10の
    アルキル基であり、各々同一でも異なっていても良く、
    4は水素またはヒドロキシル基であり、かつR4の少な
    くとも一つは必ずヒドロキシル基である。更に、iが1
    以上の時、交互共重合体、ランダム共重合体もしくはブ
    ロック共重合体である。)で示される化合物であること
    を特徴とする請求項1〜4に記載のエチレンの三量化触
    媒。
  7. 【請求項7】請求項1〜6に記載のエチレンの三量化触
    媒の存在下で、エチレンを三量化することを特徴とする
    エチレンの三量化方法。
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