JP2003225571A - オレフィンの二量化、共二量化及びオリゴマー化用のアルミノキサンを含む触媒組成物 - Google Patents
オレフィンの二量化、共二量化及びオリゴマー化用のアルミノキサンを含む触媒組成物Info
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Abstract
びオリゴマー化用のアルミノキサンを含む触媒組成物を
提供することを目的とする。 【解決手段】 オレフィンの二量化、共二量化及びオリ
ゴマー化に使用可能な触媒組成物は、少なくとも1つの
ハロゲン化第四アンモニウム及び/又は少なくとも1つ
のハロゲン化第四ホスホニウムと、少なくとも1つのハ
ロゲン化アルミニウムと、少なくとも1つのアルミノキ
サンとの混合物から生じる媒体中で、配位子と随意に混
合又は錯化された、ニッケル化合物の溶解から生じる。
Description
化、共二量化及びオリゴマー化の分野に関する。特に
は、これらの反応に使用される改良された触媒組成物に
関する。
作用のためのニッケル有機金属錯体の溶剤として、ハロ
ゲン化アルミニウム及びハロゲン化第四アンモニウムか
ら形成されるイオン特徴を有する液体の使用を記載して
いる。脂肪族炭化水素、特にオレフィンの二量化から生
じる生成物と混合可能でないこのような媒質を使用する
ことは、均質な触媒をより良く使用することを可能にす
る。特許文献2には、ジハロゲン化アルキルアルミニウ
ムと、及び場合により更にトリハロゲン化アルミニウム
と、ハロゲン化第四アンモニウム及び/又はハロゲン化
第四ホスホニウムを接触させる結果生じる、イオン特徴
を有する液体組成物が記載されている。この同じ特許文
献は、遷移金属錯体、特に、オレフィンのオリゴマー化
触媒に変換される、ニッケル−炭素結合を含まないニッ
ケル錯体の溶剤としてこれらの媒体を使用することを記
載している。以下、これらの媒体は中温で液体であるの
で、「融解塩」と呼ぶ。
安定したニッケル触媒が、トリハロゲン化アルミニウム
の1当量以上と、及び場合によってはジハロゲン化アル
キルアルミニウムの任意量と、ハロゲン化アンモニウム
及び/又はハロゲン化ホスホニウムのモル当量からなる
「融解塩」中で得られることが証明された。この配合
は、そこに溶解したニッケル錯体が高い触媒活性を有す
るので、特に興味深いことが明らかになった。
0。
アルミノキサン(aluminoxane)によって代えられるこ
とが今や発見された。このことは、反応活性の改良及び
イオン液体中での触媒系成分のより良い保持をもたら
す。
配位子と随意に混合又は錯化され、イオン特徴を有する
非水媒体(「融解塩」型の媒体)中に少なくとも部分的
に溶解され、少なくとも1つのハロゲン化第四アンモニ
ウム及び/又は少なくとも1つのハロゲン化第四ホスホ
ニウム(生成物A)と、及び少なくとも1つのアルミノ
キサン(生成物C)と、少なくとも1つのハロゲン化ア
ルミニウム(生成物B)を接触させた結果生じる、少な
くとも1つのニッケル化合物を含む触媒組成物である。
合又は錯化されるニッケル化合物が溶解される「融解
塩」型の媒体は: a)少なくとも1つのハロゲン化、特には塩化及び/又
は臭化第四アンモニウム及び/又は少なくとも1つの第
四ホスホニウム(生成物A)と、 b)少なくとも1つのハロゲン化アルミニウム(生成物
B)と、 c)少なくとも1つのアルミノキサン(生成物C)との
混合物からなる。
アンモニウム及びハロゲン化第四ホスホニウム(生成物
A)は、好ましくは一般式NR1R2R3R4X及びP
R1R2R3R4X(式中、Xは、Cl又はBrを示
し、R1、R2、R3及びR4は、同一又は異なってお
り、各々が水素、炭素原子1〜12個を含む、飽和又は
不飽和の脂肪族炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を示
す)に対応する。ハロゲン化第四ホスホニウム及び/又
はアンモニウムは、窒素及び/又はリン原子1、2又は
3個を含む複素環から誘導されたものでもよい。例とし
て、塩化テトラブチルホスホニウム、塩化N−ブチルピ
リジニウム、臭化エチルピリジニウム、塩化3−ブチル
−1−メチルイミダゾリウム、塩化ジエチルピラゾリウ
ム、塩酸ピリジニウム及び塩化トリメチルフェニルアン
モニウムを挙げることができる。
ロゲン化アルミニウムは、本質的に塩化及び臭化アルミ
ニウムである。
(生成物C)は多くの場合、アルキル基が炭素原子1〜
6個を含み得るアルキルアルミノキサン(又はその変形
式)又はハロゲン化アルキルアルミノキサン、更に又は
アリールアルミノキサンである。限定的でない例とし
て、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イ
ソブチルアルミノキサン及びt−ブチルアルミノキサン
を挙げることができる。これらのアルミノキサンは、遊
離又は錯化トリアルキルアルミニウムを含み得る。
一般に、1:0.5〜1:3の、好ましくは1:1〜
1:2のモル比A:Bにおいて利用される;生成物C
は、多くとも100:1に等しく、かつ好ましくは0.
005:1〜10:1の生成物Bとのモル比(Bに対す
るモル比)において利用される。それにも拘わらず、こ
れら成分及びその比率は、二量化触媒反応が、触媒組成
物の溶融温度より低い又は高い温度でなされ得るが、混
合物が、リン化又は窒化配位子と随意に錯化又は混合さ
れるニッケル化合物の導入がなされる温度で液体である
ようになっていることが必要である。
ッケル化合物は、例えば塩化物、臭化物、硫酸塩、カル
ボキシレート(例えば2−エチルヘキサノエート)、フ
ェノラート及びアセチルアセトネートである。ビス
(1,3−シクロオクタジエン)ニッケル、ビス(シク
ロオクタテトラエン)ニッケル、ビス(1,3,7−シ
クロオクタトリエン)ニッケル、ビス(o−トリルホス
ファイト[tolylphosphito])ニッケル
(エチレン)、テトラキス(トリフェニルホスフィッ
ト)ニッケル及びビス(エチレン)ニッケルのようなゼ
ロ価ニッケル錯体、並びにニッケル有機金属錯体を同様
に使用することができる。
能であり、かつリン化又は窒化配位子を有するニッケル
化合物の例として、次の錯体を挙げることができる: −[NiCl2,2(ピリジン)]、 −[NiCl2,2P(2−ジシクロペンチルエチル−
4−ピリジン)]2、 −[NiCl2,2P(2−ジシクロペンチルエチル−
N−エチルピリジニウムテトラフルオロボレー
ト)]2、 −塩化2−ジシクロペンチルホスフィノエチル−4−ピ
リジン−π−アリル−ニッケル、 −[NiCl2,アセナフチル−ビス(4−トリフルオ
ロメチルフェニルイミン)]、 −[NiCl2,グリオキサール−ビス(2,6−ジメ
チルフェニルイミン)]、及び −[NiCl2,ジアセチル−ビス(2,6−ジイソプ
ロピルフェニルイミン)]。
合又は錯化されるリン化配位子は:−一般式: PR’1R’2R’3 及び R’1R’2P−R’−
PR’1R’2 (式中、R’1、R’2及びR’3は、同一又は異なっ
ており、炭素原子1〜10個を含む、アルキル、シクロ
アルキル、アリール又はアラルキル基である)に対応す
るホスフィン;及び −一般式: P(OR”1)(OR”2)(OR”3) 及び (−
O−R”5−O−)P(OR”2) (式中、R”1、R”2、R”3及びR”5は、同一又
は異なっており、アリール又はアラルキル基である)に
対応するホスフィットの中から選択され得る。
ットは、更にアミン、アンモニウム、アルコール、カル
ボン酸、エステル、スルホネート、ホスホニウム又はホ
スホネート基のような官能基を有しても良い。
2−ジシクロペンチルホスフィノエチル−4−ピリジ
ン、2−ジシクロペンチルホスフィノエチル−2−ピリ
ジン、2−ジイソブチルホスフィノエチル−4−ピリジ
ン、2−ジイソプロピルホスフィノエチル−4−ピリジ
ン、及びそれらのピリジン四級化誘導体;2−ジシクロ
ペンチルホスフィノエチル−N−イミダゾール、2−ジ
イソプロピルホスフィノエチル−N−イミダゾール、2
−ジイソブチルホスフィノエチル−N−イミダゾール、
及びそれらのイミダゾール四級化誘導体を使用すること
ができる。
モノアミン、ジ、トリ及びポリアミン、イミン、ジイミ
ン、ピリジン及び置換ピリジン、ビピリジン、イミダゾ
ール及び置換イミダゾール、ピロール及び置換ピロー
ル、ピラゾール及び置換ピラゾールからなる群から選択
される。
般式として: R1−N=CR2−CR3=N−R4 (但しR1及びR4は、同一又は異なっており、炭素原
子1〜12個のヒドロカルビル基、例えば炭素原子1〜
12個を含む、飽和又は不飽和アルキル、シクロアルキ
ル、芳香族、アリール又はアラルキル基を示し、R2及
びR3は、同一又は異なっており、水素又はR1及びR
4のように定義されたヒドロカルビル残留物を示す)を
有する。
つかを例証する。
で混合され得る。混合は、簡単な接触、それに続き均質
な液体を形成するまでの撹拌によりなされ得る。この混
合は、二量化又はオリゴマー化反応器の外か、好ましく
はこの反応器中でなされ得る。
共二量化、又はオリゴマー化され得るオレフィンは、特
には単独又は混合(共二量化)の、純粋な、又は接触分
解又は水蒸気分解のような、石油精製方法から生じる
「留分」内に見出されるようなアルカンで希釈された、
エチレン、プロピレン、n−ブテン及びn−ペンテンで
ある。
触媒反応は、1つ又は幾つかの反応段階により、閉鎖
系、半開放系、又は連続して行われ得る。強く撹拌する
ことにより、反応体及び触媒混合物の間の良好な接触が
確実にされねばならない。反応温度は、−40〜+70
℃、好ましくは−20〜+50℃でも良い。媒体の溶融
温度を超えて、又はそれ未満で操作を行うことができ、
分散した固体状態は、反応の良好な進展に対する制限に
はならない。反応によって発生した熱は、当業者に知ら
れたあらゆる手段によって除去され得る。圧力は、大気
圧から20MPa、好ましくは大気圧から5MPaに及
び得る。反応生成物及び反応しなかった反応体は、簡単
な傾瀉によって触媒系から分離され、次に分留される。
が、その範囲を限定するものではない。これらの実施例
において、次の略語が使用される: −BMIC:塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウ
ム −MAO:メチルアルミノキサン 実施例1:イオン液体の製造 室温で塩化1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム(B
MIC)7g(40ミリモル)及び塩化アルミニウム
(AlCl3)6.53g(48.9ミリモル)を混合
した。室温で液体が得られた。この液体6.25gを採
取し、それにメチルアルミノキサン溶液1.23mL
を、アルミニウム3ミリモルを含むトルエン中で加え
た。
積20mLの)下部段内の磁化バー、及び冷却液の循環
を可能にする2重の包装壁を備える、傾瀉管によって分
離される2つの段を有するガラス製反応器は、空気及び
湿気を抜かれ、かつ1−ブテンの大気圧に保持された。
そこに錯体NiCl2,2ピリジン0.2ミリモルを導
入し、次に10℃まで温度を下げ、かつヘプタン40m
L及びアルミノキサンを含む上記で製造された液体組成
物(実施例1)を、注入器を用いて注入した。途中で撹
拌し、かつ直ちにブテンの吸収が観察された。撹拌され
ない上段が液体で満たされたとき、大部分の炭化水素相
を抜き出した。7時間35分後に反応は停止された(抜
き出し5回)。このとき、Ni1グラムにつき生成物2
7kgが生成された。様々なフラクションを分析する
と、少なくとも98%が二量体で構成されることが示さ
れた。
に保持された)、反応は、撹拌を始動させて再度開始す
ることができた。この2日目に反応は、7時間57分後
に停止され、かつニッケル1グラムにつき生成物29k
gが改めて生成され(3.6kg/g Ni.h)、二
量体の選択度は、1日目のそれと同一であった。
硝酸で中和され、かつニッケル及びアルミニウムは、蛍
光Xにより定量された。最初に反応に導入された金属ニ
ッケル11.74mgに対して、10.4mgが回収さ
れ、かつアルミニウム0.61g(最初に導入された総
量)に対して、0.6gが再び見出された。有機相中の
アルミニウム抽出は、検出可能ではなかった。
ン液体が、BMIC7g(40ミリモル)及びAlCl
36.53g(48.9ミリモル)から製造された。こ
の液体混合物6.13gを採取し、それに二塩化エチル
アルミニウム1.87ミリモルを加えた。
ミリモルにより作業を行った。反応は、8時間10分後
に停止された。このとき、Ni1グラムにつき生成物
8.5kgを生成した。様々なフラクションを分析する
と、97〜98%が二量体で構成されることが示され
た。
びAlCl34.27g(32ミリモル)から製造され
た。そこにMAO溶液2.4mL(4ミリモル)を部分
的に溶解し、それを、予め90℃で4時間真空に引き出
され、次にエチレンの圧力下で冷却されたグリニャール
型の反応器に注入する。次に融解塩の残留物中に錯体ア
セナフチル−ビス(4−トリフルオロメチルフェニルイ
ミン)NiCl2(12mg、0.02ミリモル;Al
/Ni=200)の溶液を注入器で加える。反応器はエ
チレンの圧力(2.5MPa)下に置かれ、かつ溶液
は、室温で30分間撹拌される(750回転/分)。気
相はまとめられ、かつバラスト中に回収される。次に反
応器は開放され、有機相はアルゴン下に移動され、かつ
酸性水溶液によって急冷される(quenchee)。
生成物660mgは、融解塩から蒸留される。生成物の
全質量は、24g(20400gのオリゴマー/g N
i)であり、次のように分類される:C4:64%
(内、1−ブテン41%)、C6:31%(内、1−ヘ
キセン7%)、C8:4%(内、1−オクテン3%)、
C10:0.6%、C12:0.4%。
びAlCl34.27g(32ミリモル)から製造され
た。そこにMAO溶液2.4mL(4ミリモル、Al/
Ni=200)を部分的に溶解し、それを、予め90℃
で4時間真空に引き出され、次にエチレンの圧力下で冷
却されたグリニャール型の反応器に注入する。次に融解
塩の残留物中に錯体NiCl2,2ピリジン(6mg、
0.02ミリモル)の溶液を注入器で加える。反応器は
エチレンの圧力(2.5MPa)下に置かれ、かつ溶液
は、室温で30分間撹拌される(750回転/分)。気
相はまとめられ、かつバラスト中に回収される。次に反
応器は開放され、有機相はアルゴン下に移動され、かつ
酸性水溶液によって急冷される。融解塩は、生成物の残
留物を回収するために蒸留される。生成物の全質量は、
40g(34000gのオリゴマー/g Ni)であ
り、次のように分類される:C4:66%(内、1−ブ
テン27%)、C6:31%(内、1−ヘキセン4
%)、C8:3%(内、1−オクテン3%)。
Claims (20)
- 【請求項1】 オレフィンの二量化、共二量化及びオリ
ゴマー化に使用可能な触媒組成物であって: a)生成物Aで示される、少なくとも1つのハロゲン化
第四アンモニウム及び/又は少なくとも1つのハロゲン
化第四ホスホニウムと、 b)生成物Bで示される、少なくとも1つのハロゲン化
アルミニウムと、 c)生成物Cで示される、少なくとも1つのアルミノキ
サンとの混合物からなる媒体中のニッケル化合物の溶解
から生じることを特徴とする触媒組成物。 - 【請求項2】 生成物Aを示すハロゲン化第四アンモニ
ウム及びハロゲン化第四ホスホニウムは、 −一般式: NR1R2R3R4X 及び PR1R2R3R4X (式中、Xは、Cl又はBrを示し、R1、R2、R3
及びR4は、同一又は異なっており、各々が水素、炭素
原子1〜12個を含む、飽和又は不飽和の脂肪族炭化水
素基、又は芳香族炭化水素基を示す)の一方に対応する
か、−窒素及び/又はリン原子1、2又は3個を含む複
素環から誘導されることを特徴とする請求項1に記載の
触媒組成物。 - 【請求項3】 生成物Aは、塩化テトラブチルホスホニ
ウム、塩化N−ブチルピリジニウム、臭化エチルピリジ
ニウム、塩化3−ブチル−1−メチルイミダゾリウム、
塩化ジエチルピラゾリウム、塩酸ピリジニウム及び塩化
トリメチルフェニルアンモニウムの中から選択されるこ
とを特徴とする請求項2に記載の触媒組成物。 - 【請求項4】 生成物Bとして使用するハロゲン化アル
ミニウムは、塩化又は臭化アルミニウムであることを特
徴とする請求項1から3のいずれかに記載の触媒組成
物。 - 【請求項5】 生成物Cとして使用されるアルミノキサ
ンは、アルキル基が炭素原子1〜6個を含み得るアルキ
ルアルミノキサン又はハロゲン化アルキルアルミノキサ
ンの中から選択されることを特徴とする請求項1から4
のいずれかに記載の触媒組成物。 - 【請求項6】 アルミノキサンは、場合により遊離又は
錯化トリアルキルアルミニウムを含む、メチルアルミノ
キサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキ
サン及びt−ブチルアルミノキサンの中から選択される
ことを特徴とする請求項5に記載の触媒組成物。 - 【請求項7】 生成物A及びBは、1:0.5〜1:3
のモル比A:Bにおいて利用され、かつ生成物Cは、多
くとも100:1に等しい生成物Bとのモル比において
利用されることを特徴とする請求項1から6のいずれか
に記載の触媒組成物。 - 【請求項8】 生成物A及びBは、1:1〜1:2のモ
ル比A:Bにおいて利用され;生成物Cは、0.00
5:1〜10:1の生成物Bとのモル比において利用さ
れることを特徴とする請求項7に記載の触媒組成物。 - 【請求項9】 ニッケル化合物は、ニッケル塩、ニッケ
ル有機金属錯体及びゼロ価ニッケル錯体の中から選択さ
れることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載
の触媒組成物。 - 【請求項10】 前記ニッケル化合物は、塩化物、臭化
物、硫酸塩、カルボキシレート、フェノラート及びアセ
チルアセトネート、ビス(1,3−シクロオクタジエ
ン)ニッケル、ビス(シクロオクタテトラエン)ニッケ
ル、ビス(1,3,7−シクロオクタトリエン)ニッケ
ル、ビス(o−トリルホスファイト[tolylpho
sphito])ニッケル(エチレン)、テトラキス
(トリフェニルホスフィット)ニッケル及びビス(エチ
レン)ニッケルの中から選択されることを特徴とする請
求項9に記載の触媒組成物。 - 【請求項11】 前記ニッケル化合物は、リン化又は窒
化配位子と混合又は錯化されることを特徴とする請求項
1から10のいずれかに記載の触媒組成物。 - 【請求項12】 ニッケル化合物は: −[NiCl2,2(ピリジン)]、 −[NiCl2,2P(2−ジシクロペンチルエチル−
4−ピリジン)]2、 −[NiCl2,2P(2−ジシクロペンチルエチル−
N−エチルピリジニウムテトラフルオロボレー
ト)]2、 −塩化2−ジシクロペンチルホスフィノエチル−4−ピ
リジン−π−アリル−ニッケル、 −[NiCl2,アセナフチル−ビス(4−トリフルオ
ロメチルフェニルイミン)]、 −[NiCl2,グリオキサール−ビス(2,6−ジメ
チルフェニルイミン)]、及び −[NiCl2,ジアセチル−ビス(2,6−ジイソプ
ロピルフェニルイミン)]の中から選択されることを特
徴とする請求項1から11のいずれかに記載の触媒組成
物。 - 【請求項13】 リン化配位子は: −一般式: PR’1R’2R’3 及び R’1R’2P−R’−
PR’1R’2 (式中、R’1、R’2及びR’3は、同一又は異なっ
ており、炭素原子1〜10個を含む、アルキル、シクロ
アルキル、アリール又はアラルキル基である)に対応す
るホスフィン;及び −一般式: P(OR”1)(OR”2)(OR”3) 及び (−
O−R”5−O−)P(OR”2) (式中、R”1、R”2、R”3及びR”5は、同一又
は異なっており、アリール又はアラルキル基である)に
対応するホスフィットの中から選択されることを特徴と
する請求項11に記載の触媒組成物。 - 【請求項14】 ホスフィン又はホスフィットは、アミ
ン、アンモニウム、アルコール、カルボン酸、エステ
ル、スルホネート、ホスホニウム又はホスホネート基を
有することを特徴とする請求項13に記載の触媒組成
物。 - 【請求項15】 官能性ホスフィンは、2−ジシクロペ
ンチルホスフィノエチル−4−ピリジン、2−ジシクロ
ペンチルホスフィノエチル−2−ピリジン、2−ジイソ
ブチルホスフィノエチル−4−ピリジン、2−ジイソプ
ロピルホスフィノエチル−4−ピリジン、及びそれらの
ピリジン四級化誘導体;2−ジシクロペンチルホスフィ
ノエチル−N−イミダゾール、2−ジイソプロピルホス
フィノエチル−N−イミダゾール、2−ジイソブチルホ
スフィノエチル−N−イミダゾール、及びそれらのイミ
ダゾール四級化誘導体の中から選択されることを特徴と
する請求項14に記載の触媒組成物。 - 【請求項16】 窒化配位子は、一般式: R1−N=CR2−CR3=N−R4 (式中、R1及びR4は、同一又は異なっており、炭素
原子1〜12個のヒドロカルビル基、例えば炭素原子1
〜12個を含む、飽和又は不飽和アルキル、シクロアル
キル、芳香族、アリール又はアラルキル基を示し、R2
及びR3は、同一又は異なっており、水素又はR1及び
R4のように定義されたヒドロカルビル残留物を示す)
に対応することを特徴とする請求項11に記載の触媒組
成物。 - 【請求項17】 請求項1から16のいずれかに記載の
触媒組成物を使用するオレフィンの二量化、共二量化又
はオリゴマー化方法であって、単独又は混合の、純粋な
又はアルカンで希釈された、エチレン、プロピレン、n
−ブテン及びn−ペンテンの中から選択されるオレフィ
ンを二量化、共二量化、又はオリゴマー化することを特
徴とする方法。 - 【請求項18】 オレフィンは、接触分解又は水蒸気分
解から生じる留分内に含まれることを特徴とする請求項
17に記載のオレフィンの二量化、共二量化又はオリゴ
マー化方法。 - 【請求項19】 反応は、1つ又は幾つかの反応段階に
より、温度−40〜+70℃でかつ大気圧から20MP
aに及ぶ圧力で、強く撹拌して、閉鎖系、半開放系、又
は連続して行われることを特徴とする請求項17又は1
8に記載のオレフィンの二量化、共二量化又はオリゴマ
ー化方法。 - 【請求項20】 反応生成物及び反応しなかった反応体
は、傾瀉によって触媒系から分離され、次に分留される
ことを特徴とする請求項19に記載の二量化、共二量化
又はオリゴマー化方法。
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JP2010189297A (ja) | エチレンの三量化および/または四量化による1−ヘキセンおよび/または1−オクテンの製造方法 |
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