JP2002511475A - シス−架橋金属錯体、及び一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合体製造用触媒組成物 - Google Patents

シス−架橋金属錯体、及び一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合体製造用触媒組成物

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Abstract

(57)【要約】 式(I): 【化1】 [但し、R5が電子吸引基を表す]で表されるシス−架橋金属錯体、及びこの錯体を基礎とする、一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合用触媒組成物が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、 式(I):
【0002】
【化4】 [但し、 R5が電子吸引基を表し、 Mが元素周期表第VIIIB族の金属を表し、 E1、E2がそれぞれ元素周期表第VA族の元素を表し、 Zが窒素又はリンを表し、 R1〜R4が相互に独立して、置換又は非置換形態のC1〜C20有機炭素基及び
3〜C30有機ケイ素基から選択される置換基を表し、 A’、B’が置換又は非置換形態のC1〜C4アルキレン単位、シリレン−架橋
有機基、又はNR6基を表し、 R6が水素、又はC1〜C20有機炭素基及びC3〜C30有機ケイ素基から選択さ
れる置換基を表し、そして L1、L2が形式的に荷電された配位子を表す] で表されるシス−架橋金属錯体に関する。
【0003】 さらに、本発明はこのような金属錯体を製造する方法、及びこれの、一酸化炭
素とオレフィン性不飽和化合物との共重合用触媒組成物の主組成分としての使用
法に関する。
【0004】 さらに、本発明は、活性組成分として、a)式(I)で表されるシス−架橋金
属錯体及びb)1種以上のルイス酸若しくはプロトン酸又はルイス酸とプロトン
酸の混合物を含む触媒組成物に関する。本発明はまた、一酸化炭素とオレフィン
性不飽和単量体化合物との共重合体を製造する方法、そして式(I)で表される
シス−架橋金属錯体を基礎とする触媒組成物の、一酸化炭素とオレフィン性不飽
和単量体化合物との共重合体製造用としての使用法に関する。最後に、本発明は
、本発明により得られ、そしてファイバー、シート、成形体及び塗料製造用とし
ての共重合体の使用法、並びに上述のファイバー、シート、成形体及び塗料に関
する。
【0005】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合体製造用触媒組成物は、公
知である。活性触媒組成分として、一般的に、[Pd(R2P(CH2nPR2
(OAc)2](EP0121965、参照)等の二座ホスフィン配位子でキレ
ート化されたシス−パラジウム錯体を使用する。一酸化炭素とエチレン及び/又
はプロピレンとの共重合に特に有用であると見出された配位子は、プロピレンブ
リッジを含む二座ホスフィン配位子であり、その際、例えば金属錯体として[(
dmppp)Pd(OAc)2](BF42(但し、dmpppは、1,3−ビ
ス{ジ(2−メトキシフェニル)ホスフィノ}プロパンを表す)を含む触媒組成
物を使用するのが好ましい(J. Organomet. Chem. 417 (1991), 235頁以降、参
照)。
【0006】 しかしながら、1,3−ビス{ジ(2−メトキシフェニル)ホスフィノ}プロ
パン又は1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(dppp)等の適当
な配位子組成物の製造には、反応性が極めて高く、また引火性が非常に高く、そ
して毒性のある化合物を扱う必要がある。従って、例えばアルキレン−架橋ホス
フィン配位子の製造には、通常、多額の設備投資が必要である。特に、安全上の
理由から、工業的規模での製造には不都合がある。さらに、非対称的に置換され
たアルキレン−架橋配位子、すなわち異なったホスフィン置換基を有しているか
、又は異なるキレート原子を含んでいる配位子は、ジブロモ−又はジクロロ−末
端アルキレン化合物から限られた程度しか得ることができない。さらに、前記キ
レート配位子の、公知の構造とは僅かに異なるだけの構造類似物は、同様の又は
類似の経路より得られないことも屡々あるが、複雑な個々の合成を必要とする。
【0007】 ドイツ特許出願第19651685.4号及び第19651786.9号の各
明細書には、上述の不都合を改善するシス−架橋金属錯体又はこの錯体を基礎と
する触媒組成物がそれぞれ開示されている。特に、使用される錯体には、二座キ
レート配位子に結合されるアミノ又はホスフィノ官能性に特徴がある。この組成
物は、坦体材料への共有結合にも適当である。
【0008】 上述の組成物には、特に共重合が高温で行われる場合、長時間にわたる反応時
間での触媒活性を一定に維持することが必ずしもできないという不都合がある。
【0009】 従って、本発明の目的は、金属錯体、或いは一酸化炭素共重合体の共重合用と
しての錯体を基礎とし、重合が長時間に亘った場合でさえ、窒素−又はリン−架
橋配位子組成物の利点を損なうことなく触媒活性が一様に高く、そして再生可能
な態様で良好な収率を供する触媒組成物を提供することにある。
【0010】 本発明の目的は、冒頭に定義されたシス−架橋金属錯体により達成されること
を、本発明者等は見出した。さらに、本発明者等は、この金属錯体の製造方法、
及び一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合に好適な触媒組成物の主
組成分として定義された金属錯体(I)の使用法を見出した。
【0011】 本発明はさらに、活性組成分として、a)式(I)のシス−架橋金属錯体及び
b)1種以上のルイス酸若しくはプロトン酸、又はルイス酸とプロトン酸の混合
物を含む触媒組成物、一酸化炭素とオレフィン性不飽和単量体化合物との共重合
体の製造方法、及び一酸化炭素とオレフィン性不飽和単量体化合物との共重合体
製造用シス−架橋金属錯体を基礎とする触媒組成物の使用法に関する。さらに、
本発明は、本発明により得られた、ファイバー、シート、成形体及び塗料製造用
共重合体の使用法並びに前記ファイバー、シート、成形体及び塗料に関する。
【0012】 本発明の金属錯体中の適当な金属Mとしては、元素周期表第VIIIB属の金
属、例えば鉄、コバルト及び特にニッケルであり、そして特に白金属元素、例え
ばルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム及び白金が好ましく、パラジ
ウムが特に好ましい。この金属錯体において、金属を形式的に荷電された形態、
形式的に僅かにプラスに荷電された形態又は好ましくは形式的にプラスの2価に
荷電された形態で存在させることができる。
【0013】 本発明の金属錯体(I)のキレート配位子(R1)(R2)E1−A’−Z(R5 )−B’−E2(R3)(R4)(II)中の好適な元素E1及びE2は、元素周期
表第V主族(VA族)の元素、例えば窒素、リン、ヒ素、アンチモン又はビスマ
スである。特に好適な元素は、窒素又はリンであり、特にリンが極めて好ましい
。(II)のキレート配位子は、異なる元素E1及びE2を含んでいても良い;例
えば、E1が窒素を、そしてE2がリンを表していても良い。
【0014】 本発明の金属錯体の架橋構造単位は、成分A’、B’及びZから構成される(
式(I)及び(II)をさらに参照されたい)。本発明のために、この架橋構造
単位は、基本的に元素E1及びE2を相互に結合する多原子基を表す。
【0015】 成分Zとして、窒素又はリン、特に窒素を使用する。
【0016】 単位A’及びB’は、相互に独立してそれぞれC1〜C4有機炭素基又は有機ケ
イ素基を表す。好適な有機基は、置換又は非置換形態のC1〜C4アルキレン単位
、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、そしてさらにエチリデン、プロピリ
デン及びベンジリデンが挙げられる。メチレン、エチレン、エチリデン及びベン
ジリデンを使用するのが好ましく、特にメチレンを使用するのが好ましい。
【0017】 さらに、A’及びB’は同様に相互に独立してシリレン基、例えば−Ra−S
i−Rb−を表しても良い。式中のRa、Rbは、置換又は非置換形態のC1〜C4
アルキレン単位(例えば、メチレン、エチレン又はエチリデン)、アリーレン単
位(特に、o−フェニレン)、又はアラルキリデン単位(特に、ベンジリデン)
を表し、かつケイ素の自由原子価は、アルキル基(例えば、メチル、イソプロピ
ル又はt−ブチル)、アリール基(例えば、フェニル)、又はアラルキル基(例
えば、ベンジル)で飽和されていても良い。
【0018】 A’及びB’はまた、それぞれ−NR6単位{但し、R6は水素、又はC1〜C2 0 有機炭素基及びC3〜C30有機ケイ素基、例えばC1〜C10アルキル(特に、メ
チル、エチル)、アリール(特に、フェニル)、又はアラルキル(特に、ベンジ
ル)から選択される置換基を表す}を表していても良い。
【0019】 A’及びB’は同様に、単原子、二原子、三原子又は四原子組成分の脂肪族又
は芳香族環基を表しても良い。例えば、A’及びB’はそれぞれシクロプロピル
、シクロペンチル又はシクロヘキシル環のメチレン又はエチレン単位を表しても
良い。他の環基として、脂肪族及び芳香族複素環を表すことができる。
【0020】 さらにA’及びB’は、それぞれ成分A’−Z−R5又はB’−Z−R5{置換
されていても良いピロリジン又はピペリジン環を形成することができる}により
形成される複素環の組成分を表しても良い。
【0021】 単位Z及びE1又はE2間の単原子有機炭素ブリッジの場合、A’及びB’は相
互に独立して、それぞれ−CR78単位を表すのが好ましく、その際R7及びR8 は同様に、相互に独立して水素、C1〜C10アルキル(例えば、メチル、エチル
、プロピル)、C6〜C14アリール(例えば、フェニル)、C7〜C20アラルキル
又はヘテロアリール、特に水素を表す。基R7及びR8を含む単原子ブリッジは、
シクロプロピル、シクロペンチル又はシクロヘキシル等の環式基を形成していて
も良い。R7及びR8は水素を表すのが好ましい。
【0022】 好適な有機炭素基R1〜R4は、相互に独立して、例えば炭素原子数が1〜20
個の脂肪族及び脂環式、さらに芳香族及びヘテロ芳香族基である。
【0023】 直鎖の脂肪族基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘ
キシル及びオクチルが適当である。
【0024】 分枝の脂肪族基としては、C3〜C20アルキル基、好ましくはC3〜C12アルキ
ル基(例えば、イソプロピル、イソブチル、s−ブチル、ネオペンチル及びn−
ブチル)、さらにアルキル基の炭素原子数が1〜6個であり、アリール基の炭素
原子数が6〜14個であるアルキルアリールが適当である。
【0025】 特に好適な分枝の脂肪族基は、t−ブチル、イソプロピル及びs−ブチルであ
る。
【0026】 さらに外側に枝分かれがあるアルキル基もまた置換基R1〜R4として適当であ
り、このようなアルキル基の例としては、イソブチル、3−メチルブタ−2−イ
ル及び4−メチルペンチルが挙げられる。
【0027】 好適な脂環式基の例としては、C3〜C10単環、例えばシクロプロピル、シク
ロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びメンチル、並びに二環式基、例
えば、ノルボルニル、ピナニル、ボルニル及びビシクロノニル(環の骨組みが原
子E1及びE2に架橋している)である。脂環式基は、合計5〜20個の炭素原子
を含んでいるのが好ましく;シクロヘキシル及びメンチルが特に好ましい。
【0028】 アルキル基の炭素原子数が1〜6個であり、アリール基の炭素原子数が6〜1
4個である直鎖のアリールアルキル基もまた適当であり、その例としては、ベン
ジルが挙げられる。
【0029】 好適なアリール基は、置換又は非置換形態である炭素原子数が6〜20個の芳
香族系、例えばフェニル、トリル、キシリル、p−トリフルオロメチルフェニル
又はアニシルであり;フェニル又はo−メトキシフェニルを使用するのが好まし
い。
【0030】 好適なヘテロアリール基は、一般的に、1つの環に窒素原子を1〜3個好まし
くは有するC3〜C20化合物、例えばピリジル、ピリミジル、ピラジニル又はト
リアジニルであり、かつさらにヘテロアリールはアルキル又はアリール基を有す
る。
【0031】 基R1〜R4は、元素周期表第IVA、VA、VIA又はVIIA族の原子、例
えばハロゲン、酸素、硫黄、窒素、ケイ素を含んでいても良く、ここでの例とし
てはビス(トリメチルシリル)メチル基が挙げられる。ヒドロキシル、アルコキ
シ、アミノおよびシアノ等の重合条件下で不活性な官能基もまたこのような関係
においては可能である。
【0032】 好ましいヘテロ置換基R1〜R4は、C3〜C30有機ケイ素基、すなわちE1又は
2に結合し、残りの原子価が3個の有機炭素基(但し、ケイ素に結合するこれ
ら3個の基の炭素原子数の合計は、3〜30個の範囲である)を含む4価のケイ
素原子である。例としては、トリメチルシリル、t−ブチルジメチルシリル又は
トリフェニルシリル基、特にトリメチルシリル基が挙げられる。
【0033】 基R1〜R4は、中心原子に対する空間充填が十分であるのが好ましい。この中
心原子の例としては、原子E1及びE2と共に活性錯体を形成する、実質的に遮蔽
されるパラジウム原子である。この要件を満たす基は、例えば脂環式基と分枝の
脂肪族基、特にα−位にて枝分かれしている基である。
【0034】 金属錯体化合物(I)の基R1〜R4は、同一であるか、2つずつだけが同一で
あるか、又は相互に完全に異なっていても(すなわち、R1≠R2≠R3≠R4)良
い。1つの態様において、E1の基R1及びR2並びにE2の基R3及びR4はそれぞ
れ同一であるが、R1、R2とR3、R4は一致しない。
【0035】 好適な電子吸引基R5は、 Zに対して、α−、β−、γ−及び/又はδ−位、特にα−及び/又はβ−位
の電子吸引基1個以上で置換された直鎖又は分枝のC1〜C20アルキル基; 1個以上の電子吸引基で置換されたC6〜C14アリール;及び ニトリル、スルフィニル(−SO29)、スルホニル(−SO39)又はニト
ロ基、である。基R9は、C1〜C20アルキル、特にC1〜C10アルキル(例えば
、メチル、エチル又はイソプロピル)、又はC6〜C14アリール、特にフェニル
を表す。さらに、R5は基−C(O)R10{但し、R10が直鎖又は分枝のC1〜C 20 アルキル、C6〜C14アリール、又はアルキル部分の炭素原子数が1〜10個
であり、アリール部分の炭素原子数が6〜14個であるアラルキル、C(O)基
に対してα−、β−、γ−及び/又はδ−位の電子吸引基1個以上で置換された
直鎖又は分枝のC1〜C20アルキル、そして1個以上の電子吸引基で置換された
6〜C14アリールを表す}を表す。
【0036】 アルキル又はアリール基R5の電子吸引基としては、ハロゲン原子、例えばフ
ッ素、塩素又は臭素、好ましくはフッ素及び塩素、特に好ましくはフッ素が可能
である。このアルキル及びアリール基は、部分的に又は完全にハロゲン化されて
いても良い。さらに、このアルキル及びアリール基に好適な置換基は、ニトロ、
ニトリル、エステル、アミドスルホニル、スルホニルアミド及びスルホニル基で
ある。このアリール基は、トリフルオロメチル又はトリクロロメチル基及びアン
モニウム基で置換されていても良い。
【0037】 好適なアルキル基R5の例としては、以下のものが挙げられる: トリフルオロメチル、トリクロロメチル、ジフルオロメチル、2,2,2−ト
リフルオロエチル、2,2,2−トリクロロエチル、3,3,3−トリフルオロ
プロピル、ペンタフルオロエチル、ニトロメチル、2−ニトロエチル及びシアノ
メチル。トリフルオロメチル及び2,2,2−トリフルオロエチルが好ましい。
【0038】 好適なアリール基R5の例としては、以下のものが挙げられる: p−、m−、o−フルオロフェニル、p−、m−、o−クロロフェニル、2,
4−ジフルオロフェニル、2,4−ジクロロフェニル、2,4,6−トリフルオ
ロフェニル、2,4,6−トリクロロフェニル、ニトロフェニル、2,4−ジニ
トロフェニル、2−クロロ−5−ニトロフェニル、2−ブロモ−5−ニトロフェ
ニル、メチルスルフィニルフェニル及びメチルスルホニルフェニル。
【0039】 さらに好適な電子吸引基R5は、−C(O)R10基であり、その際R10は、C1 〜C20アルキル、C6〜C14アリール、或いはR5について前述した電子吸引基で
置換されたC1〜C20アルキル及びC6〜C14アリールである。基R10は、メチル
、エチル、イソプロピル、フェニル、トリフルオロメチルフェニル、トリフルオ
ロメチル又はペンタフルオロエチルを表すのが好ましい。
【0040】 R5は、少なくとも二置換のフェニル基、例えば2,4−ジフルオロフェニル
又は2,4−ジクロロフェニルを表すか、或いはZに対してα−又はβ−位に2
個以上のフッ素原子を含む部分的に又は完全にフッ素化されたアルキル基、例え
ばトリフルオロメチル又は2,2,2−トリフルオロエチルを好ましくは表す。
【0041】 形式的に荷電された無機配位子L1、L2は、水素化物、ハロゲン化物、硫酸塩
、リン酸塩又は硝酸塩が適当である。さらに好適な配位子L1、L2は、カルボキ
シレートか、又は有機スルホン酸の塩、例えばメチルスルホネート、トリフルオ
ロメチルスルホネート又はp−トルエンスルホネートである。有機スルホン酸の
塩の中で、p−トルエンスルホネートが好ましい。形式的に荷電された好ましい
配位子L1、L2は、カルボキシレートであり、好ましくはC1〜C20カルボキシ
レート、特にC1〜C7カルボキシレート、すなわち酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩
、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩又は安息香酸塩であり、酢酸塩が特
に好ましい。
【0042】 さらに、形式的に荷電された好適な有機配位子L1、L2は、C1〜C20脂肪族
基、C3〜C30脂環式基、C7〜C20アラルキル基(C6〜C14アリール基及びC1 〜C6アルキル基を含む)、そしてC6〜C20芳香族基、例えばメチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、t−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、シクロヘ
キシル、ベンジル、フェニル及び脂肪族的に、又は芳香族的に置換されたフェニ
ル基である。
【0043】 原則として、前記配位子L1、L2は、どのように組み合わせても良い、すなわ
ち金属錯体(I)は、1個の硝酸塩基と1個の酢酸塩基、1個のp−トルエンス
ルホネート基と1個の酢酸塩基、又は1個の硝酸塩基と1個形式的に荷電された
有機配位子(例えば、t−ブチル)を含むことができる。金属錯体の配位子L1
及びL2は、同一であるのが好ましい。
【0044】 式(I)で表される金属錯体の中で、 Mがパラジウムを表し、 E1、E2がそれぞれリンを表し、 Zが窒素を表し、 R1〜R4が脂環式基(例えば、シクロヘキシル又はメンチル)、分枝の脂肪族
基(例えば、イソプロピル、s−ブチル又はt−ブチル)、芳香族基(例えば、
フェニル、o−メトキシフェニル又はp−トリフルオロメチルフェニル)及びヘ
テロ芳香族基(例えば、ピリジル)、特に好ましくはフェニル、o−メトキシフ
ェニル及びt−ブチルを表し、 R5が、 Zに対して、α−、β−、γ−及び/又はδ−位の電子吸引基1個以上、好ま
しくは2個以上で置換された直鎖又は分枝のC1〜C20アルキル; 1個以上、好ましくは2個以上の電子吸引基で置換されたC6〜C14アリール
; −CN、−SO29、−SO39又は−NO2(但し、R9がC1〜C10アルキ
ル又はC6〜C14アリールを表す); −C(O)R10(但し、R10が直鎖又は分枝のC1〜C20アルキル、C6〜C14 アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個であり、アリール部分の炭素
原子数が6〜14個であるアラルキル;C(O)基に対してα−、β−、γ−及
び/又はδ−位の電子吸引基1個以上で置換された直鎖又は分枝のC1〜C20
ルキル又は1個以上の電子吸引基で置換されたC6〜C14アリールを表す)を表
し、 A’、B’が置換及び非置換形態のメチレン又はエチレン、例えばエチリデン
、プロピリデン、ベンジリデン、o−フェニレン、特にメチレンを表し、 L1、L2が硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩又はトシ
レート、特に酢酸塩基を表す、 のが好ましい。
【0045】 特に好ましい金属錯体の例としては、ビス(ジフェニルホスフィノメチル)(
2,4−ジフルオロフェニル)アミン−パラジウムビスアセテート及びビス(ジ
フェニルホスフィノメチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)アミン−パラ
ジウムビスアセテートである。
【0046】 キレート配位子(II)は、本発明の金属錯体(I)の製造に使用することが
できる。
【0047】 キレート配位子(II)の製造は、A. L. Balch, M. M. Olmstead, S. P. Row
ley, Inorg. Chim. Acta, 168 (1990), 255〜264頁又はJ. Fawcett, P. A. T. H
oye, R. D. W. Kemmitt, D. J. Law, D. R. Russell, J. Chem. Soc., Dalton T
rans. 1993, 2563〜2568頁に記載のように行われる。例えば、ジフェニルホスフ
ィンを、パラホルムアルデヒド及び2,4−ジフルオロフェニルアミンとトルエ
ン中にて65℃で約4時間反応させ、キレートホスフィンを高収率で得る。
【0048】 式(I)で表される本発明の金属錯体を、以下の方法で製造することができる
【0049】 例えば1,5−シクロオクタジエン、ベンゾニトリル又はテトラメチルエチレ
ンジアミン等の、対応する遷移金属化合物(例えば、遷移金属カルボキシレート
又は遷移金属−ジオルガニル)に結合する弱配位結合配位子を、上述の一般式(
II)で表されるキレート配位子で置換することにより、中性金属錯体(I)を
製造する。
【0050】 この反応は、一般的に、ジクロロメタン等の溶剤中で−78〜40℃の範囲で
行われる。
【0051】 さらに、L1及びL2がカルボキシレート(例えば、アセテート)を表す中性金
属錯体(I)は、例えばPd(OAc)2を上述のキレート配位子(II)とト
ルエン又はアセトン中で室温にて反応させることにより製造することができる。
【0052】 他の可能な合成法としては、一般式(I)で表されるキレート錯体を、IA、
IIA、IVA及びIIB族の有機金属化合物、例えば金属リチウム、アルミニ
ウム、マグネシウム、スズ及び亜鉛のC1〜C6アルキルと反応させることであり
、この際、上述の形式的に荷電された無機配位子L1、L2を、同様に上述された
形式的に荷電された脂肪族、脂環式又は芳香族配位子L1、L2で置換する。この
反応は、一般的に、ジエチルエーテル又はテトラヒドロフラン等の溶剤中で−7
8〜65℃の範囲で行われる。
【0053】 本発明の金属錯体(I)を、一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重
合体製造用触媒組成物の主組成分として使用することができる。
【0054】 好適な触媒組成物は、活性組成分として、 a)上述の金属錯体(I)、及び b)1種以上のルイス酸若しくはプロトン酸、又はルイス酸及び/又はプロト
ン酸の混合物、 を含む。
【0055】 触媒組成分相互の割合は、一般的に、金属錯体(I)(組成分a))のルイス
酸及び/又はプロトン酸(組成分b))に対するモル比が0.01:1〜10:
1の範囲、好ましくは0.1:1〜1:1の範囲となるように選択される。
【0056】 組成分a)は、金属錯体(I)だけでも、又は所定の金属錯体(I)と遊離キ
レート化合物(II)の一部から成る混合物でも良い。他のキレート化合物を添
加する場合、金属錯体(I)のキレート配位子(II)対するモル比は、通常、
0.01:1〜10:1の範囲、好ましくは0.05:1〜2:1の範囲にする
【0057】 本発明の触媒組成物を、一酸化炭素とオレフィン性不飽和単量体化合物との共
重合体の製造に使用することができる。この単量体は、一般的に、共重合体に交
互に取り込まれる。
【0058】 好適なオレフィン性不飽和単量体化合物は、原則的に、この種類の化合物であ
る単量体全てである。エチレン及びC3〜C30アルカ−1−エン、例えば特にプ
ロペンが好ましい。ジエン、例えば1,4−ペンタジエン並びにシクロオレフィ
ン、例えばシクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン及びノルボルナジエ
ン及びその誘導体を使用することもできる。
【0059】 オレフィン性不飽和芳香族単量体は、まず第一に、スチレンとα−メチルスチ
レンが挙げられる。
【0060】 他の好適な単量体は、アクリル酸及びメタクリル酸並びにその誘導体であり、
これらの中でニトリル、アミド及びC1〜C6アルキルエステル、例えばアクリル
酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メチルメタクリレー
トが特に好ましい。
【0061】 他の好適な単量体は、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、無水マ
レイン酸及びN−ビニルピロリドンである。
【0062】 種類が異なる単量体の混合物を使用できるのが適当であり、その際の混合比は
一般的に重要ではない。
【0063】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和単量体化合物との共重合体を製造するために
、この単量体を上述の触媒組成物の存在下で共重合させる。
【0064】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合体を製造する他の方法とし
て、活性材料が i)塩又は錯塩の形態で存在する、元素周期表第VIIIB族から選択される
金属M、 ii)式(II):
【0065】
【化5】 [但し、置換基及び指数は、上記と同義である] で表されるキレート配位子、及び iii)1種以上のプロトン酸若しくはルイス酸、又はプロトン酸とルイス酸
の混合物、 から形成される触媒の存在下、前記単量体を反応させることができる。
【0066】 通常の2価金属Mの塩は、ハロゲン化物、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩及びカル
ボン酸塩、例えば酢酸塩、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、安息香酸
塩、さらにスルホン酸塩、例えばメチルスルホネート、トリフルオロメチルスル
ホネート及びp−トルエンスルホネートが適当である。カルボン酸塩又はスルホ
ン酸誘導体、特に酢酸塩を使用するのが好ましい。
【0067】 特に好適な触媒成分i)は、ジカルボン酸パラジウムであり、好ましくは二酢
酸パラジウム、二プロピオン酸パラジウム、パラジウムビス(トリフルオロアセ
テート)及びシュウ酸パラジウム、そしてさらにスルホン酸パラジウム、好まし
くはパラジウムビス(トリフルオロメタンスルホネート)、パラジウムビス(メ
タンスルホネート)、パラジウムビス(p−トルエンスルホネート)である。二
酢酸パラジウムを使用するのが特に好ましい。
【0068】 使用し得る触媒組成分b)又はiii)は、ルイス酸及びプロトン酸並びにそ
の混合物である。
【0069】 好適なプロトン酸b)又はiii)は、pKaが好ましくは3未満の強鉱酸、
例えば硫酸、硝酸、リン酸、テトラフルオロ硼酸及び過塩素酸、そしてさらに強
有機酸、例えばトリクロロ酢酸及びトリフルオロ酢酸、さらにスルホン酸、メタ
ンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸及びベンゼンスルホン酸である。
【0070】 強酸と弱塩基の酸性塩、例えば上述の酸のアンモニウム塩もまた適当である。
【0071】 プロトン酸としては、硫酸、トリフルオロ酢酸及びp−トルエンスルホン酸が
好ましい。
【0072】 好適なルイス酸の例としては、元素周期表第IIIA族元素のハロゲン化物、
例えば三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三フッ化アルミニウム、三塩化アルミニ
ウム;元素周期表第VA族元素のハロゲン化物、例えば五フッ化リン及び五フッ
化アンチモン;並びに元素周期表第IVB遷移族金属のハロゲン化物、例えば四
塩化チタン又は四塩化ジルコニウムが挙げられる。さらに好適なルイス酸は、有
機的に置換されたルイス酸、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランで
ある。
【0073】 三フッ化ホウ素、五フッ化アンチモン又はトリス(ペンタフルオロフェニル)
ボランをルイス酸として使用するのが好ましい。
【0074】 好ましい成分b)又はiii)は、弱配位結合の共役アニオン、すなわち錯体
の中心金属と弱い結合のみを形成するアニオン、例えばテトラフルオロボレート
、ヘキサフルオロホスフェート、ペルクロレート、トリフルオロアセテート、ト
リフルオロメチルスルホネート、p−トシレート並びにボレート、例えばカテコ
ールボレート及びテトラアリールボレート{特に好適なアリール基は、2,5−
ジメチルフェニル、2,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル及びペンタフ
ルオロフェニルである}を含んでいる。
【0075】 成分ii)として、触媒組成物は、本発明の触媒組成物の活性組成分a)に対
する議論で既述のキレート化合物(II)を含んでいる。
【0076】 重合触媒をその場で発生させる場合には、金属Mを2価の塩として通常使用し
、そして式(II)で表されるキレート化合物ii)及び酸iii)と接触させ
る。この方法で得ることができる触媒活性材料を単量体と、一般的には重合反応
器の外側で接触させる前に、これが行われても良い。しかしながら、個々の成分
、すなわち金属成分i)、キレート化合物ii)及び酸iii)の反応は、前記
単量体の存在下、重合反応器で行われても良い。
【0077】 触媒組成分i)、ii)及びiii)相互の割合は、金属化合物i)の成分i
i)に対するモル比が0.01:1〜10:1の範囲、好ましくは0.1:1〜
2:1の範囲、そして金属化合物i)の酸iii)に対するモル比が0.01:
1〜100:1の範囲、好ましくは0.05:1〜1:1の範囲となるように一
般的に選択される。
【0078】 一酸化炭素共重合体を製造するための共重合法は、バッチ式に、又は連続的に
行うことができる。
【0079】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合体の製造に適当であると見
出された反応パラメータは、圧力が100〜500000kPa、好ましくは5
00〜350000kPa、特に1000〜11000kPaであり、温度が−
50〜400℃、好ましくは10〜250℃、特に40〜120℃である。共重
合反応の温度は、数時間以上に亘って、80〜120℃の範囲に容易に保持され
る。
【0080】 重合反応は、流動層又は撹拌下の気相、懸濁液、液体若しくは超臨界モノマー
、及び重合条件下で不活性な溶剤中で行うことができる。
【0081】 本発明の方法に好適な溶剤又は懸濁媒は、特に、プロトン性であるか、又はプ
ロトン性成分を一部含んでいるものである。例えば、低分子量アルコール、例え
ばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール又は水を使用
することができ、メタノールを溶剤/懸濁媒又は溶剤/懸濁媒成分として使用す
るのが好ましい。
【0082】 重合反応は、事実上アルコールを含んでいないか、又は水を含んでいない重合
媒体で行われても良い。これは、モノマー、触媒及び必要により不活性溶剤又は
懸濁媒の反応混合物中にアルコール又は水がさらに存在しないことを意味する。
【0083】 好適な不活性溶剤及び懸濁媒は、分子にヒドロキシル基が含まれていないもの
、すなわちエーテル(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、)、芳
香族溶剤(例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、クロロベンゼン)、
脂肪族炭化水素(例えば、i−ブタン)又は塩素化脂肪族炭化水素(例えば、ジ
クロロメタン、1,1,1−トリクロロメタン)、或いはこれらの混合物である
【0084】 特に適当であると見出された重合法において、触媒を不活性溶剤に導入し、次
いで単量体を加え、そして40〜120℃、1000〜11000kPaの範囲
で重合が行われる。好ましくはアルコール溶剤(例えば、メタノール)又はケト
ン溶剤(例えば、アセトン)に金属錯体(I)を溶解させて、反応条件下で単量
体及び酸に添加しても良い。
【0085】 単量体を金属錯体(I)(特に、酢酸パラジウム)及びプロトン酸(特に、p
−トルエンスルホン酸又は硫酸)に添加し、そして40〜150℃、特に60〜
130℃の範囲、1000〜11000kPaの範囲で重合することにより、ア
ルコール性懸濁媒、特にメタノールの存在下に懸濁液中にて共重合を行うことが
特に適当であると見出された。
【0086】 前述の共重合法も同様に、ベンゾキノリン又はナフトキノリン及び/又は水素
等の酸化剤の存在下に行うことができる。
【0087】 前述の共重合法において、本発明の金属錯体(I)は、重合時間が延長され、
重合温度が高くても低下しない、良好な触媒生産性を示す。
【0088】 得られる一酸化炭素共重合体は、オルト−ジクロロベンゼン/フェノール(1
:1)中の0.5質量%濃度溶液を用いて測定されると、通常、粘度数VNが2
0〜300である。典型的なVN値は、40〜200の範囲、そして50〜15
0の範囲である。
【0089】 本発明の一酸化炭素共重合体は、射出成形、押出成形、吹込成形又はスピンコ
ーティングにより加工することができる。金属性、セラミックス性及び他の表面
材、すなわちプラスティック材料のものを被覆しても良い。
【0090】 本発明の一酸化炭素共重合体は、ファイバー、シート、成形体及び塗料の製造
に適当である。
【0091】 金属錯体(I)を基礎とする本発明の触媒組成物により、一酸化炭素とオレフ
ィン性不飽和化合物を共重合するための、僅かに変更された多数の触媒の入手を
容易にする。さらに、ハロゲンを含まない出発化合物として、取り扱いが簡易で
、容易に、すなわち低コストで入手できるものを使用するので、高価な触媒の選
別が可能になる。
【0092】
【実施例】
31P−NMR測定は、外部標準として濃度85%のリン酸を使用して、ブルカ
ーDPX−250(Bruker DPX-250)分光計で行われた。
【0093】 略語: Pd(OAc)2:二酢酸パラジウム [実施例1] ビス(ジフェニルホスフィノメチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)ア
ミン: パラホルムアルデヒド(7.5g)をトルエン(500ml)に懸濁させ、6
5℃で2,2,2−トリフルオロエチルアミン(10g)と混合した。反応混合
物を65℃で20分間撹拌し、ジフェニルホスフィン(46.6g)と混合し、
そして5時間還流した。その後、溶剤を減圧下に除去し、残留物をジクロロメタ
ンに溶解した。エタノールを加えて、必要により冷凍することにより生成物を沈
殿させ、そしてろ別した。減圧下に乾燥して、白色固体(24.3gの収量)を
得た; 31P−NMR:δ=−27.2ppm。
【0094】 [実施例2] ビス(ジフェニルホスフィノメチル)(2,4−ジフルオロフェニル)アミン
: パラホルムアルデヒド(1.73g)をトルエン(500ml)に懸濁させ、
65℃で2,4−ジフルオロフェニルアミン(3.6g)と混合した。反応混合
物を65℃で20分間撹拌し、ジフェニルホスフィン(10ml)と混合し、そ
して5時間還流した。その後、溶剤を減圧下に除去し、残留物をジクロロメタン
に溶解した。エタノールを加え、必要により冷凍して生成物を沈殿させ、そして
ろ別した。減圧下に乾燥して、白色固体(9.83gの収量)を得た; 31P−NMR:δ=−26.3ppm。
【0095】 B.規定されたPd(OAc)2錯体(I)の製造 a)ビス(ジフェニルホスフィノメチル)(2,2,2−トリフルオロエチル
)アミンパラジウムビスアセテート Pd(OAc)2(0.45g)を50mlの脱気されたアセトンに溶解し、
室温で2時間撹拌し、そしてろ過した。得られた溶液を、50mlの脱気された
アセトンに溶解させたビス(ジフェニルホスフィノメチル)(2,2,2−トリ
フルオロエチル)アミン(1.1g)と混合した。この溶液を30分間撹拌し、
容積を10mlに減らし、100mlのジエチルエーテルと混合し、結晶が形成
し始めた。氷で冷却することにより、結晶化を維持した。得られたパラジウムキ
レート錯体をろ別し、トルエンで洗浄し、そして減圧下に乾燥した(0.62g
の収量); 31P−NMR:δ=8.6ppm。
【0096】 b)ビス(ジフェニルホスフィノメチル)(2,4−ジフルオロフェニル)ア
ミンパラジウムビスアセテート Pd(OAc)2(0.45g)を50mlの脱気されたアセトンに溶解し、
室温で2時間撹拌し、そしてろ過した。得られた溶液を、50mlの脱気された
アセトンに溶解させたビス(ジフェニルホスフィノメチル)(2,4−ジフルオ
ロフェニル)アミン(1.16g)と混合した。この溶液を30分間撹拌し、容
積を10mlに減らし、100mlのジエチルエーテルと混合し、結晶が形成し
始めた。氷で冷却することにより、結晶化を維持した。得られたパラジウムキレ
ート錯体をろ別し、トルエンで洗浄し、そして減圧下に乾燥した(1.0gの収
量); 31P−NMR:δ=9.0ppm。
【0097】 C.共重合手順 a)0.3L(リットル)のオートクレーブにおける一酸化炭素とエテンとの
共重合反応 0.3Lのオートクレーブに、100gのメタノール、ビス(ジフェニルホス
フィノメチル)(2,4−ジフルオロフェニル)アミン−パラジウムビスアセテ
ート(19mg)及びp−トルエンスルホン酸(17mg)を導入した。エテン
/一酸化炭素混合物(1:1)を使用してこの系を初期圧30バールに加圧し、
85℃に加熱し、そして圧力が60バールになるまでエテン/COで加圧した。
温度と単量体の分圧を反応時間全体に亘って一定に保持した。上述の条件下で5
時間後、オートクレーブを冷却及び吐き出させることにより、重合を停止させた
。生成混合物をろ別し、残留物を減圧下に乾燥した。
【0098】 収量:45g。触媒活性=パラジウム1g当たり、1時間に一酸化炭素共重合
体16.6kg。
【0099】 b)3.5Lのオートクレーブにおける一酸化炭素、エテン及びプロペンの三
元重合反応 3.5Lのオートクレーブに、メタノール(1.0L)、プロペン(100g
)及びp−トルエンスルホン酸(0.175ミリモル)を導入した。その後、こ
の系を90℃の反応温度に加熱し、一酸化炭素/エテン(1:1)を使用して8
0バールに加圧した。50mlのメタノールに溶解させたビス(ジフェニルホス
フィノメチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)アミン−パラジウムビスア
セテート(0.05ミリモル)を反応条件下で添加した。温度及び圧力を、反応
時間全体に亘って一定に保持した。5時間反応させた後、オートクレーブを冷却
及び吐き出させることにより、重合を停止させた。生成混合物をろ過し、そして
残留物を減圧下に乾燥した。
【0100】 収量:371g。触媒活性=パラジウム1g当たり、1時間に一酸化炭素共重
合体13.95kg。
【0101】 c)9Lのオートクレーブにおける一酸化炭素、エテン及びプロペンの三元重
合反応 9Lのオートクレーブに、メタノール(4.0L)、プロペン(400g)及
びp−トルエンスルホン酸(0.7ミリモル)を導入した。その後、この系を9
0℃の反応温度に加熱し、一酸化炭素/エテン(1:1)を使用して100バー
ルに加圧した。50mlのメタノールに溶解させたビス(ジフェニルホスフィノ
メチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)アミン−パラジウムビスアセテー
ト(0.05ミリモル)を反応条件下で添加した。温度及び圧力を、反応時間全
体に亘って一定に保持した。6時間反応させた後、オートクレーブを冷却及び吐
き出させることにより、重合を停止させた。生成混合物をろ過し、そして残留物
を減圧下に乾燥した。
【0102】 収量:279g。触媒活性=パラジウム1g当たり、1時間に一酸化炭素共重
合体10.91kg。
【0103】 回収された一酸化炭素共重合体は、オルト−ジクロロベンゼン/フェノール(
1:1)中の0.5質量%濃度溶液を用いて測定されると、粘度数VNが75m
l/gに低減していた。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年5月12日(2000.5.12)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項8
【補正方法】変更
【補正内容】
【化1】 [但し、 R5が電子吸引基を表し、 E1、E2がそれぞれ元素周期表第VA族の元素を表し、 Zが窒素又はリンを表し、 R1〜R4が相互に独立して、置換又は非置換形態のC1〜C20有機炭素基及び
3〜C30有機ケイ素基から選択される置換基を表し、 A’、B’が置換又は非置換形態のC1〜C4アルキレン単位、シリレン−架橋
有機基、又はNR6基を表し、 R6が水素、又はC1〜C20有機炭素基及びC3〜C30有機ケイ素基から選択さ
れる置換基を表す] で表されるキレート配位子、及び iii)1種以上のプロトン酸若しくはルイス酸、又はプロトン酸とルイス酸
の混合物、 の存在下で単量体を重合することを特徴とする方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項9
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項10
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AU,BG,BR,BY,CA,CN,CZ,GE, HU,ID,IL,IN,JP,KR,KZ,LT,L V,MK,MX,NO,NZ,PL,RO,RU,SG ,SI,SK,TR,UA,US,ZA (72)発明者 シェファー,アンスガル ドイツ、D−76137、カールスルーエ、ア ドラーシュトラーセ、54 (72)発明者 シュルツ,ミヒャエル ドイツ、D−67067、ルートヴィッヒスハ ーフェン、ダウナー、シュトラーセ、39 Fターム(参考) 4G069 AA06 BA21A BA21B BA27A BA27B BA43A BA44A BB01A BB08A BB10A BB12A BB14A BC16A BC26A BC50A BC51A BC69A BC72A BC72B BD01A BD02A BD03A BD06A BD07A BD12A BD15A BE11A BE11B BE14A BE14B BE21A BE21B BE26A BE26B BE27A BE32A BE34A BE34B BE37A BE37B BE47A 4H050 AA01 AA02 AA03 AB40 BB16 WB14 WB16 WB18 WB21 4J005 AB01 BB04 4J038 CB031 DF001 KA03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I): 【化1】 [但し、 R5が電子吸引基を表し、 Mが元素周期表第VIIIB族の金属を表し、 E1、E2がそれぞれ元素周期表第VA族の元素を表し、 Zが窒素又はリンを表し、 R1〜R4が相互に独立して、置換又は非置換形態のC1〜C20有機炭素基及び
    3〜C30有機ケイ素基から選択される置換基を表し、 A’、B’が置換又は非置換形態のC1〜C4アルキレン単位、シリレン−架橋
    有機基、又はNR6基を表し、 R6が水素、又はC1〜C20有機炭素基及びC3〜C30有機ケイ素基から選択さ
    れる置換基を表し、そして L1、L2が形式的に荷電された配位子を表す] で表されるシス−架橋金属錯体。
  2. 【請求項2】 R5が下記の基: Zに対して、α−、β−、γ−及び/又はδ−位の電子吸引基1個以上で置換
    された直鎖又は分枝のC1〜C20アルキル; 1個以上の電子吸引基で置換されたC6〜C14アリール; −CN、−SO29、−SO39又は−NO2(但し、R9がC1〜C10アルキ
    ル又はC6〜C14アリールを表す); −C(O)R10(但し、R10が直鎖又は分枝のC1〜C20アルキル、C6〜C14 アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個であり、アリール部分の炭素
    原子数が6〜14個であるアラルキル、C(O)基に対してα−、β−、γ−及
    び/又はδ−位の電子吸引基1個以上で置換された直鎖又は分枝のC1〜C20
    ルキル又は1個以上の電子吸引基で置換されたC6〜C14アリールを表す); を表す請求項1に記載の金属錯体。
  3. 【請求項3】 塩又は錯塩の形態で存在し、形式的に荷電された配位子L1
    及びL2を有する元素周期表第VIIIB族から選択される金属Mを、式(II
    ): 【化2】 [但し、 R5が電子吸引基を表し、 E1、E2がそれぞれ元素周期表第VA族の元素を表し、 Zが窒素又はリンを表し、 R1〜R4が相互に独立して、置換又は非置換形態のC1〜C20有機炭素基及び
    3〜C30有機ケイ素基から選択される置換基を表し、 A’、B’が置換又は非置換形態のC1〜C4アルキレン単位、シリレン−架橋
    有機基、又はNR6基を表し、 R6が水素、又はC1〜C20有機炭素基及びC3〜C30有機ケイ素基から選択さ
    れる置換基を表す] で表されるキレート配位子と溶剤中で反応させることを特徴とする、請求項1又
    は2に記載の式(I)で表される金属錯体を製造する方法。
  4. 【請求項4】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合に好適な
    触媒組成物の主組成分としての、請求項1又は2に記載の金属錯体の使用法。
  5. 【請求項5】 活性組成分として、 a)請求項1又は2に記載の式(I)で表される金属錯体、及び b)1種以上のルイス酸若しくはプロトン酸、又はルイス酸とプロトン酸の混
    合物、 を含む触媒組成物。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の触媒組成物の、一酸化炭素とオレフィン性
    不飽和化合物との共重合用としての使用法。
  7. 【請求項7】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和化合物との共重合体を製造
    する方法であって、請求項5に記載の触媒組成物の存在下で共重合を行うことを
    特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 一酸化炭素とオレフィン性不飽和単量体化合物との共重合体
    を製造する方法であって、 i)塩又は錯塩の形態で存在する、元素周期表第VIIIB族から選択される
    金属M、 ii)式(II): 【化3】 [但し、 R5が電子吸引基を表し、 E1、E2がそれぞれ元素周期表第VA族の元素を表し、 Zが窒素又はリンを表し、 R1〜R4が相互に独立して、置換又は非置換形態のC1〜C20有機炭素基及び
    3〜C30有機ケイ素基から選択される置換基を表し、 A’、B’が置換又は非置換形態のC1〜C4アルキレン単位、シリレン−架橋
    有機基、又はNR6基を表し、 R6が水素、又はC1〜C20有機炭素基及びC3〜C30有機ケイ素基から選択さ
    れる置換基を表す] で表されるキレート配位子、及び iii)1種以上のプロトン酸若しくはルイス酸、又はプロトン酸とルイス酸
    の混合物、 の存在下で前記単量体を重合することを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8に記載の方法より得られた共重合体の、ファ
    イバー、シート、成形体及び塗料製造用としての使用法。
  10. 【請求項10】 請求項7又は8に記載の方法より得ることができる共重合
    体を含むファイバー、シート、成形体又は塗料。
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