JP2004518780A - カチオン触媒系 - Google Patents
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Abstract
オレフィンの配位重合のための３＋の金属錯体を開示する。前駆体金属錯体はアニオン性多座配位子及び少なくとも２つのモノアニオン性配位子によって安定化される。多座配位子及び遷移金属は少なくとも５つの主要原子を有するメタロサイクルを形成し、メタロサイクル中のπ結合シクロペンタジエニル基は２つの主要原子として数える。オレフィン重合を例示する。
Description
【０００１】
技術分野
本発明は、好ましくは＋３の酸化状態の遷移金属を有する中性多中心（ポリハプテイト）（ｐｏｌｙｈａｐｔａｔｅ）配位子及び係留（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）若しくはバルクアニオン配位子を含む特定の遷移金属化合物に関連し、並びにこれらの化合物を含有する触媒系に関連する。さらに任意でアルモキサン、修飾アルモキサン若しくは非配位性アニオン活性剤、ルイス酸、または活性触媒種を形成する類似体、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン及び高分子量のエチレンとプロピレンとのα−オレフィンコポリマーのようなポリオレフィンを生成するためのカチオンを含有する触媒系に関連するものである。
【０００２】
発明の背景
シクロペンタジエニルアニオンの多中心性（ｐｏｌｙｈａｐｔａｔｅ ｎａｔｕｒｅ）は、それに由来する重合触媒に、配位子の損失や変化に対する安定性及び中心金属上のいくつかの配位部位の占有（例えばＣｐＣｒ（ＣＯ）３の疑８面体配位環境（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）中の３つ）のような独特の性質を与え、従ってその配位環境が制御され、明確に定義されることは当業界に公知である。このことにより、狭い分子量分布及びコモノマー分布並びに多中心配位子の多様性による触媒性能の“調整可能性（ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ）” のようなシングルサイトの性質のすべての利点を与えて、例えばチーグラー−ナッタＴｉＣｌ４／アルミニウムアルキル基系と関連のある触媒系のより多くのシングルサイト挙動を結果として生じる。この分野における本発明の記載の目的において、“多中心（ｐｏｌｙｈａｐｔａｔｅ）”とは、多中心配位子が形式電荷を有すか中性であるかに関わらず、１つより多くの原子を通して結合相互作用することで中心金属に接触する配位子を意味するものとする。従って、“中性多中心配位子”は、シクロペンタジエニドにおける場合と同様に、局在する負電荷または原子間の非局在負電荷を有さないと考えられる少なくとも２つの原子を通して遷移金属に接触する。同様に、“係留（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）またはバルクモノアニオン配位子”は多中心であってもよく、負電荷を有する。さらに、第２シクロペンタジエニル配位子または係留アニオン配位子を添加して、ビスシクロペンタジエニル錯体または例えばジメチルシリル架橋シクロペンタジエニルアミド（いわゆる、“幾何拘束型（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）” ）錯体を形成させることにより、ＣｐＺｒＣｌ３、ＣｐＺｒ（ＯＲ）３、若しくはＣｐＴｉＣｌ３及び低活性であるだけでなくマルチサイト特性に関連した一般的により広い範囲のコモノマー及び分子量分布を示すその類似体のような、より立体的に開放され、より固定されていない錯体に関連し、結果として性能が改善されるということは公知である。従って、好ましい“明確に定義された配位子セット（ｗｅｌｌ ｄｅｆｉｎｅｄ ｌｉｇａｎｄ ｓｅｔｓ）”は架橋単一中心（モノハプテイト）（ｍｏｎｏｈａｐｔａｔｅ）配位子または任意で第２の架橋多中心配位子を含む多中心配位子を包含する。通常、当業界で好ましい“明確に定義された”触媒系に以下を使用する：ビスシクロペンタジエニルまたは架橋シクロペンタジエニルアミドのような多中心ジアニオン配位子セット；第４族金属、特にジルコニウム（Ｚｒ）及びチタン（Ｔｉ）を使用する；最も高い酸化状態にある金属であり、連鎖成長のために、１つのアルキルまたはポリマー配位子のカチオンを受け取り或いは挿入に先立ってまたは同時に起こる、オレフィン配位のための１つの空配位部位を形成する金属；例えば金属上に残る塩化物、アルコキシド、カルボン酸塩のようなその他の反応活性配位子（ｌａｂｉｌｅ ｌｉｇａｎｄｓ）は存在しない；及び、弱または“非”配位性アニオンが電荷を平衡させる。いくつかのニッケル基系は、中性状態において効果的であると考えられることが、ＤｕｐｏｎｔのＪｏｈｎｓｏｎとＣａｌｔｅｃｈのＧｒｕｂｂｓの双方によって最近報告されている。好ましい多中心ジアニオン配位子セットの配位環境を維持するために、４族以外の遷移金属を使用する際、アニオンシクロペンタジエニル（Ｃｐ）または等電子のジアニオン類似体におけるアミノ配位子の１つまたは両方を置換することが多い。従って、ジアニオン・ボロール（ｂｏｒｒｏｌｅ）（Ｃ４Ｈ４ＢＲ２−）における１つのＣｐのＢａｚａｎ’ｓ置換は、できるだけ多くの好ましい“明確に定義された配位子セット”系の特性を保存する際に、最も高い酸化状態における５族錯体の合成を可能とする。同様に、ジアニオンイミド配位子における２つのＣｐのＧｉｂｓｏｎ’ｓ置換は、最も高い酸化状態でクロム触媒を生成する。中性の場合は第４族以上から作成することができるが、この方法は第５族以上からのカチオン触媒の調製に限って可能である。ましてや、Ｃｐのような１つの多中心アニオン配位子を維持したり、“明確に定義された”配位子セットを作成するための係留中性配位子（ｔｅｔｈｅｒｅｄ ｎｅｕｔｒａｌ ｌｉｇａｎｄ）を使用する方法は一般的ではない。このやり方は３族類似体及び＋３以下の酸化状態の任意の族から得られる触媒の調製を可能にする。
【０００３】
多中心中性配位子及びアニオン配位子を有するＣｐのような多中心アニオン配位子を置換する方法の使用はこれまで知られていない。“明確に定義された”、すなわち比較的安定な配位子セットを提供するために前記多中心中性配位子及び前記アニオン配位子を有するＣｐはいずれも選択される。これは、アニオン成長ポリマー鎖を相殺させる価数にする及び必要に応じて空配位部に正電荷を生成させる価数とすることを可能とするのに有利である。多くの多中心配位子は、アミンとホルムアルデヒドの縮合物から得られるヘキサヒドロトリアジンのような例えば置換Ｃｐよりも、はるかに構造の多様性を与え、合成を容易にする。これにより、例えばＳｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド及びアクチニド、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｏ等のような＋３の酸化状態になりやすい任意の遷移金属の使用が可能となり得る。そして、この概念が本発明を具現化するものである。中性錯体または低酸化状態が触媒に有用であることが証明され得ること、または活性種における正確な性質は、それが例えば低酸化状態の開始物質から生じたものである場合、証明することが難しいであろうことが当業者は理解できるので、活性種がカチオンまたは＋３の酸化状態でなければならないことは予想できないことである。さらに、本発明の触媒は、少なくとも中性多中心配位子及びアニオン配位子を含む点において区別される。ここで、前記アニオン配位子は、多中心配位子に架橋されているか若しくはその置換に対してある程度立体構造を維持できる大きさである。
【０００４】
２つの１価配位子または二座、２価配位子を有する中性スカンジウム組成物は、Ｓｈａｐｉｒｏら，Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，ｖｏｌ．９，ｐｐ．８６７−８６９（１９９０）；Ｐｉｅｒｓら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１２，ｐｐ．９４０６−９４０７（１９９０）；Ｓｈａｐｉｒｏら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐｐ．４６２３−４６４０（１９９４）；Ｈａｊｅｌａら，Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，ｖｏｌ．１３，ｐｐ．１１４７−１１５４（１９９４）；及びＹａｓｕｄａらの米国特許第５，５６３，２１９号から公知である。同様にイットリウム、ランタン及びセリウム錯体は、Ｂｏｏｉｊら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ．３６４，ｐｐ．７９−８６（１９８９）及びＣｏｕｇｈｌｉｎら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１４，ｐｐ．７６０６−７６０７（１９９２）に開示されている。非イオン化助触媒を用いた二座配位子、２価の配位子を有するスカンジウム金属錯体との重合は、Ｐａｔｔｏｎらの米国特許第５，４６４，９０６号から公知である。
【０００５】
第３〜１０族メタロサイクリック（ｍｅｔａｌｌｏｃｙｃｌｉｃ）触媒錯体は、米国特許第５，３１２，８８１号及び第５，４５５，３１７号（いずれもＭａｒｋｓら）、Ｓｔｅｖｅｎｓらの米国特許第５，０６４，８０２号及び欧州特許第０ ７６５ ８８８ Ａ２に記載されている。
【０００６】
オレフィンとカチオン４族金属錯体の重合は、国際公開第ＷＯ９６／１３５２９号及び第ＷＯ９７／４２２２８号に示されている。第３〜５族金属のボラタベンゼン錯体は、国際公開第ＷＯ９７／２３４９３号に開示されている。
【０００７】
第３〜６族金属のアミジナト（Ａｍｉｄｉｎａｔｏ）錯体は、Ｓｃｈｌｕｎｄらの米国特許第５，７０７，９１３号に開示されている。第４族ビスアミノ触媒は、Ｃａｎｉｃｈ らの米国特許第５，３１８，９３５号に開示されており、関連する多座ビスアリールアミド触媒は、Ｄ．Ｈ．ＭｃＣｏｎｖｉｌｌｅらによってＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ １９９６，２９，５２４１−５２４３に開示されている。
【０００８】
触媒に使用するモノアニオン及び多中心配位子
金属同一性または反応活性配位子の数を“等電荷”状態を維持するために調整する場合、Ｃｐ−配位子をジアニオンの形式６電子供与体で置換して、活性触媒が得られることは公知であるが、６電子中性供与体配位子を用いることは実務ではほとんど注目されていなかった。中性多中心供与体によって定義付けられ、任意でモノアニオン供与体に架橋した配位子セットは、適当な活性剤を用いて重合活性を促進させるように、塩化物のような２つの反応活性配位子とともに配位するランタニド、アクチニド及び第３族金属、ＴｉＩＩＩ、ＶＩＩＩ、ＣｒＩＩＩ、ＦｅＩＩＩ及びＣｏＩＩＩの安定に適していると考えられる。このことは、以下に表される：
（Ｌ）Ｔ（Ｅ）ＭＱｘＬ’ｙ
（ここで、Ｔ＝任意の架橋、Ｌ＝多中心中性供与体配位子、Ｅ＝モノアニオン配位子、Ｍ＝金属、好ましくは＋３価の酸化状態、Ｑ＝塩化物、メチル等の反応活性配位子、Ｌ’＝エーテル、ホスフィン、アミン、ＬｉＣｌ、オレフィン、シクロオクタジエンのような、中性供与体配位子）。ＦｅＩＩ等に単一のＱ配位子を使用するバージョンは、容易に想像できるだろう。
【０００９】
発明の概要
本発明は、オレフィン重合のための触媒系に関する。該触媒系は中性６電子供与体及び任意で多座中性配位子に架橋したモノアニオン供与体により安定化された形式電荷＋３価のカチオン中心金属を含有する。前記金属は＋３価のアクチニド、ランタニド、または第３、４、５、６、７、８、９族遷移金属、または３価の主な金属のいずれであってもよい。
【００１０】
１つの実施形態において、多座配位子、Ａは、式ＬＴＥを有する。ここで、Ｌはバルク中性π供与体配位子であって、好ましくは少なくとも２つの第１５〜１６族原子を含み、最も好ましくは少なくとも３つ含む。Ｔは第１３、１４、または１５族元素を含む共有結合架橋基である。Ｅは第１４〜１６族元素を含むアニオン配位子であり、π供与ヒドロカルビル及びヘテロヒドロカルビル配位子、置換アミドまたはホスフィド配位子、酸素または硫黄、またはＴに共有結合するその他の配位子若しくは原子が挙げられる。あるいは、ＥはＪＲ’ｚであり、ここでＪは第１５または１６族由来元素を表す。Ｊが第１５族元素である場合ｚ＝２であり、Ｊが第１６族元素である場合ｚ＝１である。最後に、それぞれのＲ’は下記に明示する適当な有機配位子から独立して選択する。
【００１１】
他の実施形態において、オレフィンの重合または共重合のような本発明に従う重合プロセスは（重合プロセスの発明）、＋３価の金属成分を励起（イオン化）させてカチオン（触媒）にするステップ及び適当な供給原料にそのカチオンを接触させるステップを含む。これらの供給原料は、単独重合のための１種のモノマーを優位を占めて含む；これらは共重合のためのモノマー混合物を含んでいる。好ましい供給原料は、エチレン、Ｃ３−Ｃ２０のαオレフィン、Ｃ５−Ｃ２０のジオレフィン、アセチレン系不飽和モノマーまたはその他の不飽和モノマーを含む任意の適当な混合物から構成される。前記触媒は、適当な液体または気体重合希釈剤中において、任意に溶解、懸濁または流動化させたりすることができる。該触媒は、アルモキサン、修飾アルモキサン、非配位性アニオン活性剤、ルイス酸またはその類似物（単独または組合わせて）を用いて活性化し、アルミニウム対非配位性アニオンまたはルイス酸対遷移金属のモル比は、約１：１０〜約２０，０００：１またはそれを超えてもよい。前記触媒は、１つまたは複数の前記モノマーと約−１００℃〜約３００℃、約１秒間〜約１０時間反応し、ポリオレフィンを生成する。該ポリオレフィンの重量平均分子量は約１０００〜約５，０００，０００またはそれより小さくても大きくてもよく、及び分子量分布は約１．５〜約１５またはそれ以上であってもよい。
【００１２】
さらに別の実施形態において、モノアニオン性配位子は、６電子中性供与体配位子に対する全炭素架橋によって結合した置換フェノールである。従って、Ｈ２Ｃ（Ｍｅ２ｔａｃｎ）（ｔＢｕ２Ｃ６Ｈ２Ｏ）ＳｃＣｌ２（１，Ｍｅ２ｔａｃｎ＝ジメチルトリアザシクロノナン、下記の図を参照）は、ＭＡＯと一緒に処理した場合、エチレンを重合させる。
【００１３】
中性３族メタロセン（ＲＣｐ２ＭＸ）は、二量化する傾向にあり、カチオン性４族類似体（例えば、Ｃｐ２ＺｒＭｅ＋ＮＣＡ−、ＮＣＡ＝対アニオン）よりも一般的に低い活性を示す。ＣｐにおけるＭｅ３ｔａｃｎのような中性配位子の置換は、より二量化しにくい傾向にある等電荷第３族カチオン種（例えば、Ｃｐ（Ｍｅ３ｔａｃｎ）ｊＹＭｅ＋ＮＣＡ−）の安定を可能にし、従ってより大きな活性を示すはずである。“固い（ｈａｒｄ）”供与体配位子を持つ多中心構造は、より強固に結合することが予想され、トリアルキルアルミニウムスカベンジャー、メチルアルモキサン及びＢ（Ｃ６Ｆ５）３のようなルイス酸によって取除かれる傾向がほとんどないであろうから、好ましい。
【００１４】
モノアニオン性供与体配位子Ｅは、中性供与体配位子と架橋されないことが必要であり、あるいは単一中心であってはならない。中性供与体と架橋していない場合、好ましい構造は、該アニオン供与体が反応活性配位子と同様に取除かれることを防止させるための立体バルクを含む構造である。好ましい例は、２，６−ｉＰｒ２ＡｒＯ−、アミジン配位子及び２基置換アミドである。
【００１５】
中性多中心配位子Ｌは、周期表第１５〜１７族、オレフィン、アルキンまたは中性カルベン基由来の“ヘテロ原子”供与体を含むことができる。該中性供与体は二座、三座、四座であってもよく、またはさらに高い配座数を有していてもよい。該供与体基は、ｔａｃｎ（トリアザシクロノナン）誘導体のような環状、鎖状、中心原子に対して、またはそれらを組合わせた状態で結合することができる。好ましい構造は、トリアザシクロノナン（９員環）、及びヘキサヒドロトリアジン（６員環）である。金属及びアニオン供与配位子が異なれば、最適な環サイズも異なると予想される。ヘテロ原子または中性炭素供与体間のそれぞれのリンカーは同じ組成または長さである必要はない。
【００１６】
当業者に公知である通常のイオン化活性剤は、本発明で使用することができ、またはそのような化合物は追加の活性剤なしで使用することができる。アルミン酸及びホウ酸パーフルオロアリールを含有する非配位性アニオンは、ボランや中性アルミニウムアルキルのようにルイス酸のような方法で、多中心配位子の中性供与体原子と結合できないであろうから、好ましい活性剤である。
【００１７】
従って、広範囲の分子量の可能性、コモノマー結合、立体規則性制御、せん断シンニング（ｓｈｅａｒ ｔｈｉｎｎｉｎｇ）、溶解強度、フィルム引裂き値（ｆｉｌｍ ｔｅａｒ ｖａｌｕｅｓ）、及びその他の多くの性質が、触媒構造の変化や処理条件によって制御できるということが明らかである。所定の工程を用いてあらゆる性質の望ましい調和を達成する目的のために、触媒挙動の多様な選択性は不可欠なものである。本発明の触媒は、これらの目標を達成するためにさらなる手段を提供するものである。
【００１８】
定義
触媒系は、触媒前駆体／活性化剤のペアを包含する。触媒系は、このようなペアが活性化の前に使用されていることが記載されている場合、非活性化触媒が活性化剤と一緒に使用されていることを意味する。触媒系は、このようなペアが活性化の後に使用されていることが記載されている場合、活性化触媒及びＮＣＡまたはその他の電荷平衡成分を意味する。
【００１９】
Ｃｐまたはシクロペンタジエニルは、炭素原子５つ、平面芳香族シクロペンタジエニドイオンである、全置換及び非置換配位子を包含する。このことは、５炭素環が他の５員環と溶融している、及び６員環以上と溶融している溶融環系を厳密に言うと含む。また、環状炭素原子が複素環系から得られるヘテロ原子で置換された配位子を厳密に言うと含む。シクロペンタジエニル配位子の５員、実質的に平面環は、Ｍに面して配位するために用いられるπ電子を含んで（複素環または同素環に）保たれるべきである。Ｃｐまたはシクロペンタジエニルのいくつかの例としては、フルオレニル、インデニル、及びシクロペンタジエン自身のモノアニオンがある。
【００２０】
供給原料は、エチレン、Ｃ３−Ｃ２０のαオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０のジオレフィン、アセチレン系不飽和モノマーまたはその他の不飽和モノマーの任意の適当な混合物である。これらの供給原料は、単独重合のための１種のモノマーを優位を占めて含む；これらは共重合反応のためのモノマー混合物を含んでいる。
【００２１】
Ｌ’は、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウムまたはその類似物のような、中心金属に配位する中性ルイス塩基であり、また、適切なＸと共に、任意に１つのまたは両方のＸに結合する。さらに、Ｌ’は、ニ量体触媒または触媒前駆体を与える中心金属と同じ型の第２の遷移金属であってもよく、この場合、両方の該遷移金属は同じであるか、これらの遷移金属が異なる場合にはバイメタル触媒または触媒前駆体である。
【００２２】
単座配位子とは、実質的に明確な、実質的に１つの配位原子の結合によって、原子が配位する配位子を意味し、当業界で認識される意味と同一範囲であることを意図する。
【００２３】
二座配位子とは、実質的に明確な、実質的に２つの配位原子の結合によって、原子が配位する配位子を意味する。この二座配位子の定義は、当業界で認識される意味と同一範囲であることを意図する。
【００２４】
多座配位子とは、実質的に明確な２つ以上の配位原子の結合によって、原子が実質的に配位する配位子を意味し、当業界で認識される意味と同一範囲であることを意図する。
【００２５】
非配位性アニオン（ＮＣＡ）は、金属カチオンに配位しない、またはオレフィン系若しくはアセチレン系不飽和モノマーのような中性ルイス塩基が置換できるような十分に弱い配位であるときのみ金属カチオンに配位する場合のいずれかであるアニオンを意味するものと当業界に認識されている。適合性を有し、弱いまたは無視できる程度にごく少量の配位錯体を形成し得る任意の金属または半金属は、使用することができ、または非配位性アニオン中に含めることができる。適当な金属としては、限定されないが、アルミニウム、金及び白金が挙げられる。適当な半金属としては、限定されないが、ホウ素、リン及びケイ素が挙げられる。上段の引用文献中における非配位性アニオン及びそれらの前駆体の記載は、米国特許実務の目的に沿って引例として組み込まれる。
【００２６】
重合とは、単独重合及び共重合のようないずれの重合反応も包含する。また、例えばＣ３−Ｃ２０のオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０のジオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０の環状オレフィン若しくはＣ８−Ｃ２０のスチレン系オレフィンのような、その他のαオレフィン、αオレフィン系ジオレフィンまたは非共役ジオレフィンモノマーを有するホモポリマー及びコポリマーの両方を含んだポリマー生成を包含する。その他のオレフィン系不飽和モノマーは、上記に具体的に記載したもののほかに、本発明の触媒を用いて重合させてもよい。本発明の触媒としては、例えば、スチレン、アルキル基置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセン及びシクロペンテン、ノルボルネン及びアルキル基置換ノルボルネンのようなその他の環状オレフィンを含むその他のオレフィン系不飽和モノマーがある。さらに、共重合は、１０００個までのα−オレフィンマクロモノマーもしくはそれ以上のモノマー単位を組み込むこともできる。
【００２７】
Ｑは、引抜き配位子（ａｂｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｌｉｇａｎｄｓ）または脱離基、及び中心金属に結合したオレフィン挿入配位子である。通常、活性化は１つ以上のＱが金属から取り除かれたときに起こる。さらに、１つ以上のＱが残ると、重合処理の一部として、オレフィンモノマーは中心金属−Ｑ結合に挿入される。従って、中心金属上に残ったＱは、オレフィン挿入配位子として知られる。Ｑは、限定されないが、ヒドリド、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、アミドまたはリンラジカルから選択されるモノアニオン性配位子を独立して含む。さらに、２つのＱを一緒に用いるときは、アルキリデン、シクロメタラートヒドロカルビル（ｃｙｃｌｏｍｅｔａｌｌａｔｅｄ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）、またはその他の任意の２価アニオン性キレート配位子であってもよく、またはＱはジエンであってもよい。式中における典型的なＱは、ジエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、イソブチル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、セチル、２−エチルヘキシル、フェニル、ベンジル、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル及びその類似体であり、好ましくはトリメチルシリルメチルである。Ｑのハロゲン原子の典型的な例は、塩素、臭素、フッ素及びヨウ素が挙げられ、好ましくは塩素である。Ｑのアルコキシド及びアリールオキサイドの典型的な例は、メトキシド、フェノキシド及び４−メチルフェノキシドのような置換フェノキシドである。Ｑのアミドの典型的な例は、ジメチルアミド、ジエチルアミド、メチルエチルアミド、ジ−ｔ−ブチルアミド、ジイソプロピルアミド及びその類似体である。典型的なアリールアミドはジフェニルアミド及びその他の置換フェニルアミドである。Ｑの典型的なホスフィドは、ジフェニルホスフィド、ジシクロヘキシルホスフィド、ジエチルホスフィド、ジメチルホスフィド及びその類似体である。２つのＱを一緒に用いるときの典型的なアルキリデンラジカルの例は、メチリデン、エチリデン及びプロピリデンである。２つのＱを一緒に用いるときのシクロメタラートヒドロカルビルラジカルの典型的な例は、プロピレン及びブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレンの異性体である。２つのＱを一緒に用いるときのジエンの典型的な例は、１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，４−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，４−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ヘキサジエン及び２，４−ヘキサジエンである。Ｑはさらに、少なくとも１つのトリアルキルシリル基で置換した単純なアルキル配位子であってもよい。最も好ましいＱはＣＨ２ＳｉＭｅ３である。
【００２８】
Ｒ、Ｒ’及びＲ”は以下を包含する：
（ｉ） Ｃ１−Ｃ２０ヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉ） Ｃ１−Ｃ２０置換ヒドロカルビルラジカルであって、ハロゲン原子、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基、またはルイス酸若しくは塩基性官能基を含むその他のラジカルが、１つ以上の水素原子を置換したものであり、直鎖及び分岐アルキルラジカル、環状炭化水素ラジカル、アルキル置換環状炭化水素ラジカル、芳香族ラジカル、アルキル置換芳香族ラジカルを含むラジカルで、トリフルオロメチル、ジメチルアミノメチル、ジフェニルホスフィノメチル、メトキシメチル、フェノキシエチル、トリメチルシリルメチル及びその類似体等を含むもの；及び
（ｉｉｉ） Ｃ１−Ｃ２０ヒドロカルビル置換半金属ラジカルであって、該半金属はトリメチルシリル、トリエチルシリル、エチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、トリフェニルゲルミル及びその類似体のような１３〜１４元素である。
【００２９】
さらに、いずれのＲ、またはＲ”も、１つ以上のＲ、またはＲ”と結合して、環状構造を形成することができる。それとは別に、Ｒ”は水素ラジカルであってもよい。
【００３０】
ＴＡＣＮは、１，４，７−トリアザシクロノナンである。
【００３１】
ＴＡＮは、１，５，９−トリアザノナンである。
【００３２】
ＴＡＣＨは、１，３，５−トリアザシクロヘキサンである。
【００３３】
ＤＡＣＮは、１，４−ジアザシクロノナンである。
【００３４】
ＴＡＣＤＤは、１，５，９−トリアザシクロドデカンである。
【００３５】
ＴＮＮＣＮは、１，２，６−トリアザシクロノナンである。
【００３６】
ＴＮＮＣＨは、１，２，５−トリアザシクロヘプタンである。
【００３７】
ＴＡＨは、１，４，７−トリアザヘプタンである。
【００３８】
発明の詳細な説明
本発明における遷移金属錯体の触媒系は、下記の式によって表される：
（Ｌ）Ｔ（Ｅ）ＭＱｘＬ’ｙ
Ｍは金属であり、好ましくは＋３の酸化状態である。
【００３９】
Ｌ、任意でＴ及びＥは、多中心中性供与体配位子、任意の架橋及びアニオン性配位子を含み；Ｑ（ｘ＝０〜３）は、ハロゲン化物、水素化物、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、アミドまたはホスフィドラジカルから選択される独立したモノアニオン性配位子である。Ｑが２以上のとき、２つのＱを一緒にして、アルキリデンまたはシクロメタラートヒドロカルビル若しくはその他の２価アニオン性キレート配位子、またはジエンとしてもよく、しかし置換または無置換シクロペンタジエニルラジカルであってはならない。Ｌ’（ｙ＝０〜３）は、供与体配位子である。Ｑの数字は、錯体が有する負電荷の数であってもよく（すなわち、（ＬＴＥ）ＳｃＣｌ３ −Ｌｉ＋のような“ａｔｅ”錯体）、依然として本発明の使用に適している数字であると予想される。
【００４０】
Ｌは、多中心配位子であり、周期表第１５〜１７族、オレフィン、アルキン、Ｂ−Ｎのｐｉ結合、または中性カルベン基由来の供与体“ヘテロ原子”を含んでもよく、そのようなＭに結合する原子は、実質的な負電荷を有しない。該中性供与体は、二座、三座、四座、またはさらに高い座数のものであってもよい。供与体基は、ｔａｃｎ（トリアザシクロノナン）誘導体と環状に結合することができ、鎖状、中心金属に対しての結合、またはそれらの組合わせの結合であってもよい。好ましい構造は、トリアザシクロノナン（９員環）及びヘキサヒドロトリアジン（６員環）である。金属及びアニオン供与体配位子が異なれば、最適な環サイズも異なると予想される。ヘテロ原子または中性炭素供与体間のそれぞれのリンカーは同じ組成または長さである必要はない。Ｌは少なくとも４電子をＭに供与できる。好ましくは、Ｌは２以上、好ましくは３つの第１５または１６族原子を含む。好ましい実施形態としては、これらの原子は窒素である。好ましいＬの幾何学的配置は、η５、シクロペンタジエニル方向の配位を想起させる、第１５族原子の非共有電子対電子を通じて金属に配位するようなものである。
【００４１】
Ｔは、少なくとも１つの第１３〜１６族原子を含む任意的な共有架橋基である。Ｔが存在する場合には、多中心配位子（マルチハプテイト）（ｍｕｌｔｉｈａｐｔａｔｅ ｌｉｇａｎｄ）、Ｌ、とアニオン性配位子、Ｅを結合し、メタロサイクル断片、Ｍ（ＬＴＥ）を完成させる。Ｔ鎖の長さはメタロサイクル断片の幾何学的配置に影響を与える。Ｔの例としては、限定されないが、ジアルキル、アルキルアリールまたはジアリール、ケイ素またはゲルマニウムラジカル、アルキルまたはアリール、ホスフィンまたはアミンラジカル、またはメチレン、エチレン及びイソプロピレンのようなヒドロカルビルラジカルが挙げられる。好ましい実施形態としては、モノアニオン性配位子に結合する多中心配位子が、多中心中性基に対する全炭素架橋を通して結合する置換フェノールである。
【００４２】
Ｅは少なくとも１つの第１４〜１６元素を含むアニオン性配位子であり、置換または無置換のシクロペンタジエニル、アリル、またはその他の非局在化ｐｉアニオン、アミド、ホスファイミド若しくはホスフィドのような１５族配位子、またはアリールオキサイド若しくはチオラートのような１６族配位子であってもよい。
【００４３】
好ましくは、ＥがＬに架橋していない場合、Ｍに結合する原子上または隣接する（β）原子上で枝分れし、または多中心結合基の一部であるか、そうでなければ置換に対して立体的に込み入った形で保護されているのがよい。Ｅの例としては、Ｎ（ＳｉＭｅ３）２、ジイソプロピルフェニル、−Ｎ＝ＰＲ３及び置換アミジナートが挙げられる。
【００４４】
Ｅが置換シクロペンタジエニル配位子である場合、置換は、Ｃ５員環の形を保って環上で（環上置換（ｏｎ−ｒｉｎｇ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ））、またはヘテロ環化合物を生成して環状に（環状置換（ｉｎ−ｒｉｎｇ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ））起こり得る。環上置換は、単純な単一の置換から多数の水素原子と多座配位子との置換にまで及び、環状若しくは環上置換、または無置換のフルオレニル若しくはインデニル配位子のような溶融環系を形成する。シクロペンタジエニル配位子の重要な特徴は、５員環、実質的には平面環が保存され（ヘテロ環または同素環）、π電子を含んだものが、Ｍに面して配位されたことである。
【００４５】
Ｑは、ハロゲン化物、水素化物、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、架橋オキソまたは架橋硫化物、アミドまたはホスフィドラジカルから選択される、独立したモノアニオン性配位子である。Ｑが２以上のとき、２つのＱを一緒にして、アルキリデンまたはシクロメタラートヒドロカルビル若しくはその他の２価アニオン性キレート配位子、＝ＮＨ、オキソ若しくは硫化物、またはジエンにしてもよく、しかし、置換または無置換シクロペンタジエニルラジカルであってはならない。
【００４６】
Ｌ’は、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、シクロオクテン、シクロオクタジエンまたはその類似物のような中性ルイス塩基であり、任意で１つまたは２つのＸと共有結合する。さらに、Ｌ’は、同じ型の第２の遷移金属であってもよい。すなわち、遷移金属成分は、両遷移金属が同じ、または異なるときにはバイメタルである場合には、二成分を含んでもよい。
【００４７】
好ましい実施形態としては、本発明の触媒系における遷移金属錯体は、カチオン性であると考えられ、以下の式によって表すことができる：
［（Ｌ）Ｔ（Ｅ）ＭＱｘＬ’ｙ］＋［ＮＣＡ］−
Ｍは金属であって、好ましくは＋３の酸化状態である。
【００４８】
組成物Ｌ、Ｔ、Ｅ、Ｍ、Ｑ、Ｌ’、ｘ及びｙは、トリアルキルアルミニウム、アルキル亜鉛、メチアルモキサン、トリアルキルホウ素及びその類似体のようなアルキル錯体の主要なグループの存在下で、触媒が使用されない場合には、好ましいＱがハロゲン化物、アルコキシドまたはアミドであってはならない点を除いては、上記の中性遷移金属触媒と基本的に同じである。ＮＣＡは、遷移金属触媒錯体上の正電荷を調整する、弱または非配位性アニオンである。アルミン酸及びホウ酸パーフルオロアリールを含む非配位性アニオンは、好ましい活性剤である。これらは、ルイス酸のような方法では、多中心配位子の中性供与体原子を結合することができないものと考えられる。
【００４９】
さらに、他の実施形態としては、オレフィンの重合または共重合のような、本発明に従った重合プロセスは（重合プロセスの発明）、触媒系の遷移金属錯体と活性剤を任意に接触させるステップ、該錯体とスカベンジャーを任意に接触させるステップ及び該遷移金属錯体と好ましい供給原料を接触させるステップを含む。
【００５０】
好ましい実施形態としては、オレフィンの重合または共重合のような、本発明に従った重合プロセスは（重合プロセスの発明）、３族またはランタニド金属成分を活性化（イオン化）させてカチオン（触媒）にするステップ、及びそれを好ましい供給原料に接触させるステップを含む。
【００５１】
前記触媒系における遷移金属錯体のいくつかの形態は活性剤を必要としないであろうことは、当業者に公知であろう。例えば、特定のカチオン性組成物または中性組成物は、直接オレフィン重合をさせることができる。さらに、低酸化状態（例えば＋３より小さい）の触媒系の遷移金属錯体における特定の組成物は、活性剤またはスカベンジャーとの接触により、オレフィン重合が可能となるであろうことが知られる。例えば、Ｌ’またはＱが形式的に中性またはジアニオン配位子であると考えられるジエンである場合、重合活性はオレフィンとの接触により、または活性剤及び／またはスカベンジャーとの処理後において直接観察できるであろうことが、当業者に理解されるであろう。同様に、Ｌ’がシクロオクテンまたはシクロオクタジエンである場合、結合オレフィンのプロトン化は、結果としてカチオン性金属−アルキル錯体を生じ、その前駆体錯体よりも形式的に酸化状態が２高く、十分に重合を行うことができる。
【００５２】
これらの供給原料は、単独重合のための１種のモノマーを優位を占めて含む；これらは共重合反応のためのモノマー混合物を含んでいる。好ましい供給原料は、エチレン、Ｃ３−Ｃ２０のαオレフィン、Ｃ５−Ｃ２０のジオレフィン、アセチレン系不飽和モノマーまたはその他の不飽和モノマーの任意の適当な混合物から作られる。触媒は、適当な液体または気体重合希釈剤中において、任意に溶解、懸濁または流動化させたりすることができる。該触媒は、アルモキサン、修飾アルモキサン、非配位性アニオン活性剤、ルイス酸またはその類似体（単独または組合わせて）を用いて活性化し、アルミニウム対非配位性アニオンまたはルイス酸対遷移金属のモル比は、約１：１０〜約２０，０００：１またはそれを超えてもよい。該触媒は、１つまたは複数の前記モノマーと約−１００℃〜約３００℃、約１秒間〜約１０時間において反応し、約１０００〜約５，０００，０００の重量平均分子量またはそれより小さくても大きくてもよい、及び約１．５〜約１５またはそれ以上の分子量分布を有するポリオレフィンを生成する。
【００５３】
さらに、別の実施形態においては、金属錯体は以下の式によって表される：
【００５４】
【化１】
【００５５】
Ｍは＋３の酸化状態の金属である。
【００５６】
ＬＴＥは多座配位子である；Ｑは、ハロゲン化物、水素化物、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、アミドまたはホスフィドラジカルから選択される独立したモノアニオン性配位子である。２つのＱを組合わせて、アルキリデンまたはシクロメタラートヒドロカルビル若しくはその他の２価アニオン性キレート配位子、またはジエンであってもよく、しかし置換または無置換シクロペンタジエニルラジカルであってはならない。
【００５７】
Ｌは、少なくとも２つ、好ましくは３つの１５族または１６族原子を含むバルク、中性多座配位子である。好ましい実施形態においては、これらの原子は窒素である。Ｌの幾何学的配置は、第１５族原子の非共有電子対電子を通じて金属に配位するような配置である。配位子構造は、非共有電子対電子を、金属の境界部分であるｄ軌道と重なり、η５、シクロペンタジエニル方向への配位を想起させるように適応させる。
【００５８】
Ｔは、少なくとも１つの第１３〜１６族原子を含む任意的な共有架橋基である。Ｔが存在する場合には、多座配位子、Ｌ、とアニオン性配位子、Ｅを結合し、メタロサイクル断片、Ｍ（ＬＴＥ）を完成させる。Ｔ鎖の長さはメタロサイクル断片の幾何学的配置に影響を与える。Ｔの例としては、限定されないが、ジアルキル、アルキルアリールまたはジアリール、ケイ素またはゲルマニウムラジカル、アルキルまたはアリール、ホスフィンまたはアミンラジカル、またはメチレン、エチレン及びイソプロピレンのようなヒドロカルビルラジカルが挙げられる。
【００５９】
Ｅは少なくとも１つの第１４〜１６元素を含むアニオン性配位子であり、置換または無置換のシクロペンタジエニル、窒素若しくはリンのような１５族配位子、または酸素若しくは硫黄のような１６族元素であってもよい。
【００６０】
Ｅが置換シクロペンタジエニル配位子である場合、置換は、Ｃ５員環の形を保って環上に（環上置換）、またはヘテロ環化合物を生成して環状に（環状置換）起こり得る。環上置換は、単純な単一の置換から多数の水素原子と多座配位子との置換にまで及び、環状若しくは環上置換、または無置換のフルオレニル若しくはインデニル配位子のような溶融環系を形成する。シクロペンタジエニル配位子の重要な特徴は、５員環、実質的には平面環が保存され（ヘテロ環または同素環）、π電子を含んだものが、Ｍに面して配位されたことである。
【００６１】
Ｌ’は、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、またはその類似体のような中性ルイス塩基であり、任意で１つまたは２つのＸと共有結合する。さらに、Ｌ’は、同じ型の第２の遷移金属であってもよい。すなわち、遷移金属成分は、両遷移金属が同じであるか、これらが異なるときにはバイメタルである場合には、二成分を含んでもよい。
【００６２】
オレフィン重合を活性化させるカチオンの形態では、遷移金属錯体は、以下の式で表されると考えられる：
【００６３】
【化２】
【００６４】
Ｍ、Ｔ、Ｅ、Ｌ、Ｑ及びＬ’は上記に定義される通りであり、ＮＣＡは、カチオン性錯体の電荷を調整する弱配位性または非配位性アニオンである。
【００６５】
さらに、別の実施形態においては、該触媒系の遷移金属成分は以下の式を有する：
【００６６】
【化３】
【００６７】
【化４】
【００６８】
Ｍ、Ｔ、Ｅ、Ｌ、Ｑ及びＣ’は上記に定義される通りである。
【００６９】
あるいは、ＪＲ’ｚはＤ、Ｅに示すような構造である。Ｊは、１５または１６族元素である；Ｊが１５族元素である場合、ｚは２であり、Ｊが１６族元素である場合、ｚは１である。Ｒ、Ｒ’及びＲ”は以下に定義する。
【００７０】
【化５】
【００７１】
【化６】
【００７２】
さらに、他の実施形態においては、多座配位子は、配位子の多座中性部分に対する全炭素架橋を形成する置換フェノール結合を通してモノアニオン性配位子に結合する。図６を参照されたい。
【００７３】
以下に示す構造は、本発明の範囲内である配位子及び／または触媒前駆体の例を表す。このリストは本発明の全範囲を定めるものではなく、むしろ典型例を示しただけである。
【００７４】
【化７】
【００７５】
本発明に従う金属錯体は、種々の従来方法によって調整することができる。
【００７６】
本発明に従う金属錯体（触媒前駆体）は、メタロセン技術において公知の方法によって活性化させる場合、重合に適している。適当な活性剤としては、アルモキサン化合物、修飾アルモキサン化合物が挙げられ、及び金属錯体カチオンを生成し、電荷調整非配位性または弱配位性アニオンを提供するσ結合金属配位子であって、反応性のものを引抜くイオン化アニオン前駆体化合物が一般的に挙げられる。
【００７７】
アルキルアルモキサン及び修飾アルキルアルモキサンは、触媒活性剤として好適であり、特に引抜き配位子（ａｂｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｌｉｇａｎｄ）がハロゲン化物であるときに適している。触媒活性剤として有用なアルモキサン成分は、その他の構造変異体も存在するが、一般式（Ｒ２−Ａｌ−Ｏ）ｍ、（環式）またはＲ３（Ｒ４−Ａｌ−Ｏ）ｍＡｌＲ５（鎖式）で表される、通常、オリゴマーアルミニウム成分である。一般的なアルモキサン式において、各Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ独立したＣ１〜Ｃ２０のヒドロカルビルラジカルであり、例えば、メチル、エチル、及びプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル若しくはイコシルの異性体である。また、ｍは１〜約５０の整数である。最も好ましくは、Ｒ２〜Ｒ５はメチルであり、ｍが少なくとも４である。ハロゲン化アルキルアルミニウムがアルモキサン調製物中で使用される場合、Ｒ２〜Ｒ５はハロゲン化物であってもよい。アルモキサンは当業者に公知の種々の方法で調製できる。例えば、アルミニウムアルキルは不活性有機溶媒の水溶液を用いて処理してもよく、または不活性有機溶媒中に懸濁させた硫酸銅水和物のような水和塩に接触させて、アルモキサンを得てもよい。一般的に、どのように調製しても、アルミニウムアルキルと限定量の水とを反応させると、鎖式及び環式アルモキサンの混合物を生成する。修飾及び非修飾メチルアルモキサンは好ましい。さらに、異なるアルモキサン及び修飾アルモキサンの混合物も使用できる。詳細は、米国特許第４，６６５，２０８号、４，９５２，５４０号、５，０４１，５８４号、５，０９１，３５２号、５，２０６，１９９号、５，２０４，４１９号、４，８７４，７３４号、４，９２４，０１８号、４，９０８，４６３号、４，９６８，８２７号、５，３２９，０３２号、５，２４８，８０１号、５，２３５，０８１号、５，１５７，１３７号、５，１０３，０３１号及び欧州特許第０ ５６１ ４７６号Ａ１、欧州特許第０ ２７９ ５８６号Ｂ１、欧州特許第０ ５１６ ４７６号Ａ、欧州特許第０ ５９４ ２１８号Ａ１及び国際公開第ＷＯ９４／１０１８０号を参照されたい。
【００７８】
活性剤がアルモキサンである場合、金属錯体対活性剤の最小のモル比は等比〜約１：５０００であり、好ましくは約１：５００、及び最も好ましくは約１：１００である。金属錯体対活性剤の最大のモル比は約１：１、及び最も好ましくは約１：１０である。
【００７９】
“非配位性アニオン”の語は、金属カチオンに配位しない、またはオレフィン系若しくはアセチレン系不飽和モノマーのような中性ルイス塩基が置換できるような十分に弱い配位であるときのみ金属カチオンに配位する場合のいずれかであるアニオンを意味するものと認識され、上述の通りＮＣＡの記号で表される。
【００８０】
遷移金属カチオン錯体及び非配位性アニオンと共に用いるイオン触媒の詳細は、米国特許第５，０６４，８０２号、５，１３２，３８０号、５，１９８，４０１号、５，２７８，１１９号、５，３２１，１０６号、５，３４７，０２４号、５，４０８，０１７号、５，５９９，６７１号及び国際公開第ＷＯ９２／００３３３号及び第ＷＯ９３／１４１３２号に適当な重合が示されている。これらは、メタロセンが非配位性アニオン前駆体によってプロトン化される好適な調製方法を教示し、例えばアルキルまたはヒドリド基は、非配位性アニオンによってカチオン及び電荷平衡の両方の状態になって遷移金属化合物から引抜かれる。類似の配位子が本発明の金属化合物中に存在できるので、類似の重合触媒活性化方法も生じ得る。ベンジルは好ましい引抜きヒドロカルビルラジカルである。
【００８１】
さらに、活性プロトンが不足しているが、活性金属カチオン錯体及び非配位性アニオンの両方を生成できるイオン化合物の使用が可能である。欧州特許第０ ４２６ ６３７号Ａ、欧州特許第０ ５７３ ４０３号Ａ及び米国特許第５，３８７，５６８号のイオン化合物を例として参照されたい。イオン化合物の反応性カチオンは、ブレンステッド酸の他に、フェロセニウム、銀、トロピリウム、トリフェニルカルベニウム及びトリエチルシリリウム並びにナトリウム、マグネシウム若しくはリチウムカチオンのようなアルカリ及びアルカリ土類金属カチオンが挙げられる。さらに、適当な非配位性アニオン前駆体の種類としては、上記のアルカリ及びアルカリ土類金属カチオン及び非配位性アニオンを含有する水和塩がある。水和塩は金属カチオン非配位性アニオン塩と水を反応させることによって作られ、例えば［Ｌｉ（Ｈ２Ｏ）ｘ］＋［Ｂ（ｐｆｐ）４］−を生成する市販の加水分解物または容易に合成する ［Ｌｉ］＋［Ｂ（ｐｆｐ）４］−がある：ｐｆｐは、ペンタフルオロフェニルまたはパーフルオロフェニルである。
【００８２】
適合性で、弱または無視できる程度の微量の配位性錯体を形成できる任意の金属または半金属は、非配位性アニオン中で使用または含むことができる。適当な金属としては、限定されないが、アルミニウム、金及び白金が挙げられる。適当な半金属としては、限定されないが、ホウ素、リン及びケイ素が挙げられる。上段の引用文献中における非配位性アニオン及びそれらの前駆体の記載は、米国特許実務の目的に沿って参考として組み込まれる。
【００８３】
本発明の活性重合触媒を生成する別の方法は、最初は中性ルイス酸であるが、カチオン金属錯体及び非配位性アニオンを生成する、または本発明の化合物と反応して両性イオン錯体を生成するイオン化アニオン前駆体を用いる。例えば、ヒドロカルビルまたは水素配位子を引抜いて、本発明のカチオン金属錯体及び安定性非配位性アニオンを生成するトリス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素またはアルミニウム挙動があり、４族メタロセン類縁化合物を示した欧州特許第０ ４２７ ６９７号Ａ及び欧州特許第０ ５２０ ７３２号Ａを参照されたい。また、欧州特許第０ ４９５ ３７５号Ａの方法及び化合物も参照されたい。４族メタロセン類縁化合物を用いた両性イオン錯体の構造は、米国特許第５，６２４，８７８号、第５，４８６，６３２号及び第５，５２７，９２９号を参照されたい。これらの文献中における非配位性アニオン及びそれらの前駆体の記載は、米国特許実務の目的に沿って参考として組み込まれる。
【００８４】
非配位性アニオン前駆体のカチオンが、プロトン若しくはプロトン化ルイス塩基（水を除く）のようなブレンステッド酸、またはフェロセニウム若しくは銀カチオンのような還元性ルイス酸、またはナトリウム、マグネシウム若しくはリチウムのようなアルカリ若しくはアルカリ土類金属カチオンである場合、遷移金属対活性剤のモル比は任意の比でよい。該モル比はいずれの値も取り得るが、その最小値は好ましくは約１：１０であり、より好ましくは約１：５、さらに好ましくは約１：１２である。遷移金属対活性剤の遷移金属が最大となるモル比は、好ましくは約１０：１であり、より好ましくは約５：１、さらに好ましくは１．２：１である。最も好ましくは遷移金属対活性剤のモル比は１：１である。また、記載されている活性剤化合物の組合わせも活性化に使用できる。例えば、トリス（パーフルオロフェニル）ホウ素はメチルアルモキサンと併せて使用できる。
【００８５】
本発明の触媒錯体は、従来メタロセン触媒化や、溶融重合、スラリー重合、気相重合及び高圧重合のような配位重合が行われてきたことが知られる不飽和モノマーの重合に有用である。これらの触媒は担持されていてもよく、それらは単流、直列または並列の反応器で処理される固定層、移動層、流動層、スラリー若しくは溶解処理の方法において特に有用であることが公知である。
【００８６】
一般的に、本発明の触媒を使用するとき、特に担持して固定したときには、完全な触媒系はさらに１つ以上のスカベンジャー化合物を含有する。ここで、“スカベンジャー化合物”の語は反応環境から極性不純物を取り除く化合物を意味する。不純物は、任意の重合反応化合物、特に溶媒、モノマー及び触媒原料とともに何らかの事情で取り込まれ得る。
【００８７】
これらの不純物は触媒活性及び安定性に不利に作用する。特にイオン化アニオン前駆体が触媒系を活性化する際に、触媒活性を減少または失わせる。極性不純物または触媒毒は、水、酸素、金属不純物等が挙げられる。好ましくは、精製ステップは反応容器に反応化合物を取り込む前に行うのがよい。このようなステップとして、種々成分の合成若しくは調製の間または後に行う化学処理または慎重に行う分離が挙げられる。しかし、このようなステップにおいて、スカベンジャー化合物の使用がなければほとんど重合は可能とならない。通常は、重合プロセスではどんなに少量であっても依然としてスカベンジャー化合物を使用する。
【００８８】
一般的に、スカベンジャー化合物は、米国特許第５，１５３，１５７号、第５，２４１，０２５号及び国際公開第ＷＯ９１／０９８８２号Ａ、第ＷＯ９４／０３５０６号Ａ、ＷＯＷＯ９３／１４１３２号Ａ及びＷＯ９５／０７９４１号の第１３族有機金属化合物のような有機金属化合物である。典型的な化合物としては、トリエチルアルミニウム、トリエチルボラン、トリイソブチルアルミニウム、メチルアルモキサン、イソブチルアルミニウムモキサン及びトリ−ｎ−オクチルアルミニウムが挙げられる。金属または半金属中心に共有結合したバルクまたはＣ６−Ｃ２０の鎖式ヒドロカルビル置換を有するこれらのスカベンジャー化合物は、活性触媒の不利な相互作用を最小限に抑えるので好ましい。実施例はトリエチルアルミニウムを含むが、より好ましくは、トリイソブチルアルミニウム、トリイソフェニルアルミニウムのようなバルク化合物及びトリ−ｎ−ヘキシルアルミニウム、トリ−ｎ−オクチルアルミニウム若しくはトリ−ｎ−ドデシルアルミニウムのような長直鎖状アルキル置換アルミニウム化合物である。アルモキサンが活性剤として使用される場合、活性に必要な量を超えたいずれの超過分も不純物を除去するであろうから、追加のスカベンジャー化合物は必要ではない。さらに、アルモキサンは、例えばメチルアルモキサン、［Ｍｅ２ＨＮＰｈ］＋［Ｂ（ｐｆｐ）４］−若しくはＢ（ｐｆｐ）３のようなその他の活性剤と共に不純物を除去する量として加えてもよい。本発明においては、活性を高めるために十分量のスカベンジャー剤のみ使用される：十分に純粋な原料は、スカベンジャー剤を完全に無効にする。
【００８９】
本発明の触媒は、気相、バルク、若しくはスラリー重合用途または別の方法で必要に応じて担体とすることができる。触媒のための多数の担持方法がオレフィン共重合の分野、特にアルモキサン−活性触媒で公知である；いずれにおいても本発明の最も広範な実施に適している。例えば、米国特許第５，０５７，４７５号及び第５，２２７，４４０号を参照されたい。担持イオン触媒の例は、國際公開第ＷＯ９４／０３０５６号に表されている。米国特許第５，６４３，８４７号及び國際公開第ＷＯ９６／０４３１９号Ａには、特に効果的な方法が記載されている。本発明のアルモキサンで活性化された担持金属錯体を用いたバルクまたはスラリープロセスは、米国特許第５，００１，２０５号及び５，２２９，４７８号に記載されているように、エチレンプロピレンゴムに使用できる。さらに、これらのプロセスは本発明の触媒系に適している。ポリマー及び無機酸化物の両方は、当業界で知られるように、担体として働くことができる。米国特許第５，４２２，３２５号、第５，４２７，９９１号、第５，４９８，５８２号及び第５，４６６，６４９号及び国際公開公報第ＷＯ９３／１１１７２号及びＷＯ９４／０７９２８号を参照されたい。これらすべての文献は米国特許実務の目的に沿って引例として組み込まれる。
【００９０】
好ましい実施形態は、液相中（溶液、スラリー、懸濁液、バルク相または適当な組合わせ）、高圧、液体若しくは超臨界流体相中、または気相中で、該触媒系を使用する。それぞれ、単流、並列または直列反応器において使用できる。液体プロセスは、上記の触媒系とオレフィンモノマーの接触を含む。反応は、適当な希釈剤または溶媒中、本発明のコポリマーを生成するのに十分な時間で行う。脂肪族及び芳香族ヒドロカルビル溶媒はいずれも適している；ヘキサン及びトルエンは好ましい。一般的に、バルク及びスラリープロセス中、液体モノマースラリーは担持触媒に接触する。気相プロセスは一般的に、担持触媒を使用し、エチレン単独または共重合に適した任意の方法で行われる。米国特許第４，５４３，３９９号、第４，５８８，７９０号、第５，０２８，６７０号、第５，３８２，６３８号、第５，３５２，７４９号、第５，４３６，３０４号、第５，４５３，４７１号及び第５，４６３，９９９号及び国際公開第ＷＯ９５／０７９４２号に例が示されている。各々は米国特許実務の目的に沿って引例として組み込まれる。
【００９１】
重合反応温度は様々な値を取り得る。最小の反応温度は約−５０℃；好ましくは最小で約−２０℃である。最大温度は約２５０℃、好ましくは約２２０℃以下である。最も好ましくは、反応温度は約２００℃以下である。
【００９２】
高及び超高分子量ポリエチレンなどの鎖式ポリエチレンは、エチレン及び任意で１つ以上のその他のモノマーを加えることによって、本発明の触媒とともに反応槽で生成される。該ポリマーは、ホモポリマー及びその他のα−オレフィン、α−オレフィン系ジオレフィン若しくは非共役ジオレフィンモノマー、例えばＣ３−Ｃ２０オレフィン、Ｃ４−Ｃ２０ジオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０環状オレフィンまたはＣ８−Ｃ２０スチレン系オレフィンとのコポリマーが挙げられる。本発明の触媒は、まずヘキサンやトルエンのような溶媒でスラリーまたは溶解させる。ほとんどの場合、冷却により重合熱を除去する。気相重合は例えば、連続的に、流動層中、気相反応器を約２００〜３０００ｋＰａ及び約６０〜１６０℃の間で操作し、反応調整剤として水素を用いて（１００〜２００ｐｐｍ）、Ｃ４−Ｃ８コモノマー原料流出（０．５〜１２ｍｏｌ％）、及びＣ２原料流出（２５〜３５ｍｏｌ％）で行うことができる。米国特許第４，５４３，３９９号；４，５８８，７９０号；５，０２８，６７０号；５，４０５，９２２号及び５，４６２，９９９号を参照されたい。これらは、米国特許実務の目的に従って引例として組み込まれる。
【００９３】
高分子量及び低結晶化度のエチレン−α−オレフィン（エチレン環状オレフィン及びエチレン−α−オレフィンジオレフィンなど）エラストマーは、従来の溶液重合条件下または重合希釈剤及び触媒のスラリーにエチレンガスを取り込むことによって、本発明の触媒を用いて調製できる。重合希釈剤は、αオレフィンモノマー、環状オレフィンモノマーまたはそれらの混合物をその他の重合可能な及び重合可能でないモノマーとともに含有する。この場合、重合反応圧力もやはり様々な値を取り得る。最小圧力は約０．００１３ｂａｒであり、少なくとも約０．１ｂａｒの圧力であることがより好ましい。最も好ましくは、反応圧力は、少なくとも約１．０ｂａｒである。最大圧力は、約２５００ｂａｒであり、大きくとも約１６００ｂａｒがより好ましい。最も好ましい最大圧力は約５００ｂａｒである。一般的なエチレンの圧力は、１０〜１０００ｐｓｉｇ（６９〜６８９５ｋＰａ）の間であり、重合希釈温度は一般的には、−１０〜１６０℃の間である。該プロセスは攪拌層反応器、または直列若しくは並列に処理される２つ以上の反応器を用いることができる。米国特許第５，００１，２０５号の全体的な記載を参照されたい。また、この中の重合プロセス、イオン活性剤及び有用なスカベンジャー化合物の記載は引例として組み込まれる。
【００９４】
スラリーまたは気相反応プロセスは、さらに、ポリマー粒子形態性を制御するために本発明の担持触媒のプレ重合を用いることができ、当業者に周知である。例えば、そのような反応は、Ｃ２−Ｃ６αオレフィンを制限時間内でプレ重合させることによって達成できる。エチレンは−１５℃〜３０℃の間で担持触媒に接触し、エチレンの圧力が約２５０ｐｓｉｇ（１７２４ｋＰａ）以下、７５分間で該担体をポリエチレンで被覆したものが得られる（分子量３０，０００〜１５０，０００）。上記の重合プロセスは、その後、プレ重合触媒を用いることができる。さらに、ポリマー樹脂は、一般的に溶解ポリスチレン樹脂または類似物質中に担体を懸濁して、次に分離、乾燥させることにより担体被覆として用いることができる。
【００９５】
具体的に上記したもののほかに、その他のオレフィン系不飽和モノマーは、本発明の触媒を用いて重合できる。例えば、スチレン、アルキル置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセンや、シクロペンテン、ノルボルネン及びアルキル置換ノルボルネンのようなその他の環状オレフィンを含むその他のオレフィン系不飽和モノマーである。さらに、共重合はモノマー単位１０００までのαオレフィンマクロモノマーを組み込むこともでき、またはそれより多いモノマー単位であってもよい。
【００９６】
本発明の触媒組成物は、上述の通り、単独で用いることができ、またはその他の公知の重合触媒を混合してポリマーブレンドを調製してもよい。モノマー及び触媒選択により、個々の触媒を使用したときと類似の条件下でポリマーブレンド調製が可能となる。従って、改良されたプロセスのために用いられる増加したＭＷＤ（分子量分布）を有するポリマーが達成され、及び混合触媒系を用いて生成したポリマーから得られるその他の従来の有用な利点を得ることが達成される。
【００９７】
実施例
以下の実施例は上述の議論を説明する。該実施例は、本発明のいくつかの実施形態を示すが、いずれの具体的方法においても本発明を限定するものではない。これらの実施例において、記載の容易のため、いくつかの略称を使用する。これらは、元素の標準的な化学的略語及び一般的に受け入れられている特定の略称が挙げられる。例えば、Ｍｅ＝メチル、Ｅｔ＝エチル、Ｂｕ＝ブチル、Ｐｈ＝フェニル、ＭＡＯ＝メチルアルモキサン、及びＴＨＦ＝テトラヒドロフランである。
【００９８】
すべての割合、比率及びパーセントは、特に示さない限り重量による。すべての分子量は、特に記さない限り重量平均分子量とする。分子量（重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ））は、特に記さない限り、示差屈折率検出器を備えたウォーターズ１５０ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてゲル浸透クロマトグラフィーによって測定し、ポリスチレン標準試料により較正した。試料は、３つのＳｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＡＴ−８０Ｍ／Ｓカラムを直列に用いて、試料の溶解度によりＴＨＦ（４５℃）または１，２，４−トリクロロベンゼン（１４５℃）のいずれかに流した。この一般的技術は“Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＩＩＩ”Ｊ．Ｃａｚｅｓ Ｅｄ．，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｃｋｅｒ，１９８１，２０７頁に議論されており、米国の特許実務に従い引例により本明細書に組み込まれる。カラムの拡散に対する補正は行っていない。しかし、一般に認められている標準データ、（例えば米国規格基準局のポリエチレン１４７５）により、溶出時間から算出したＭｗ／Ｍｎは０．１単位の精度であることが証明された。ウォーターズ株式会社（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の市販のソフトウェアＥｘｐｅｒｔ Ｅａｓｅ（登録商標）を用いて数値解析を行った。“ｐｓｉｄ”の語は、モノマー追加の結果生じた差圧を示す。
【００９９】
すべての調製は、特に示さない限り、不活性な窒素雰囲気下、標準的なシュレンクまたはグローブボックス技術を用いて行った。乾燥溶媒は、無水、空気を含まない状態でアルドリッチ社から購入し、使用する前に脱ガス及びナトリウム／ベンゾフェノン（ＴＨＦ、ジエチルエーテル）五酸化リン（塩化メチレン）またはＣａＨ２（ペンタン）から真空移動させた。もしこれらの追加ステップを行わない場合、いくつかの化合物が溶液処理中わずかなｐｐｔ濃度の不溶物として観察されることがある。重合実験中用いるトルエン（高純度品、エクソンモービル・ケミカル社）は、担持還元銅スカベンジャーと分子ふるい（Ｏｘｙｃｌｅａｒ）カラム及び活性アルミナ（基準、Ｂｒｏｃｋｍａｎｎ １）カラムを通過させた。エチレン（高純度品、エクソンモービル・ケミカル社）も同様に精製した。無水及び空気を含まない状態で入手したヘキセンを、さらに窒素を用いて散布した。重水素を含む溶媒を、使用する前に脱ガスし、ナトリウム／ベンゾフェノン（ＴＨＦ）またはＣａＨ２（ベンゼン、トルエン、Ｃ６Ｄ５Ｂｒ、塩化メチレン）から真空移動させた。Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）３（ＴＨＦ）ｎ（ｎ〜２．３）はＬａｐｐｅｒｔとＰｅａｒｃｅの方法（Ｊ．Ｃ．Ｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．（１９７３）１２６）に従って調製できるが、ＳｃＣｌ３はアルドリッチ社から、ＹＣｌ３はストレム社（Ｓｔｒｅｍ）から購入した。配位子Ｒ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−Ａｒ−１−ＯＨ（Ｌ２Ｒ＝Ｍｅ、Ａｒ＝２，４−ｔＢｕ２；Ｌ３Ｒ＝ｉＰｒ、Ａｒ＝２，４−Ｍｅ２）は外部の供給業者から購入したが、Ｔｏｌｍａｎらの方法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１９（１９９７）８２１７）に従って作成することができる。トリエチルヘキサヒドロトリアジン、Ｅｔ３ｈｔｚ（１，３，５−トリエチル−［１，３，５］トリアザシクロヘキサン）はアルドリッチ社から購入した（ＣａＨ２で乾燥させ、ろ過したもの）。親核となるトリアザシクロノナン、トリアザ［１，４，７］シクロノナンはアルドリッチ社またはマクロサイクリックス社（Ｍａｃｒｏｃｙｃｌｉｃｓ）から購入した。トリメチル誘導体１，４，７−トリメチル−トリアザ［１，４，７］シクロノナンは、Ｗｉｅｇａｈａｒｄｔ ｅｔ ａｌ．（Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ，２１（１９８２）３０８６）に記載されているように、親核となるマクロサイクルと蟻酸中のホルムアルデヒドを処理することによって作られる。２，６−ジイソプロピルフェノール（２，６−１Ｐｒ２Ｃ６Ｈ３ＯＫ）のカリウム塩は、フェノールと過剰なＴＨＦ中のＫＨとを処理することによって作られる。
【０１００】
実施例 配位子１：
Ｌ２Ｋ（Ｍｅ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−ＯＫ）の合成。
【０１０１】
Ｍｅ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−ＯＨを０．２０８ｇ含有する２５ｍＬのＴＨＦに、気体発生を引き起こす０．０２９ｇのＫＨをゆっくりと加えた。約０．０６０ｇの追加のＫＨを同様にして加えた。一晩中攪拌した後、オレンジブラウンの溶液をセライトでろ過し、ＴＨＦで洗浄した。また、溶媒は真空状態で除去した。残留物は剥離したペンタンと一緒に攪拌した。−３５℃において再結晶化を試み、数ｐｐｔ濃度を産出したが結晶ではなかった。従って、溶媒を剥ぎ取り、ｌＨ−ＮＭＲ解析により所望の生成物であることが同定された０．１７７ｇ（７７％収量）のオレンジブラウンの物質を産出した。
【０１０２】
実施例 触媒１：
Ｌ２ＳｃＣｌ２（（Ｍｅ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−Ｏ）ＳｃＣｌ２）の合成。
【０１０３】
ＳｃＣｌ３、０．０６６ｇを約２５分還流させた還流ＴＨＦ５０ｍＬに加え、熱を除去した。約１ｍＬのＴＨＦ−ｄ８に溶解させた前述の実施例から得たＬ２Ｋの全試料を約２０ｍＬのＴＨＦで希釈し、ゆっくりと一滴ずつＳｃＣｌ３溶液にかき混ぜながら加えた。次の日に、部分標本をｌＨ−ＮＭＲ解析のために取り除き、残留物を真空状態で剥離した。残留物は塩化メチレンを用いて抽出、媒体フリット上でろ過し、レッドブラウンの固体を取り除いた。そして、ろ液を乾燥して揮散させると０．１４２ｇ（７０％収量）の軽い固体を生じ、そのｌＨ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１０４】
実施例 触媒２：
Ｍｅ３ｔａｃｎ（ＡｒＯ）ＳｃＣｌ２（Ａｒ＝２，６−ｌＰｒ２Ｐｈ）の合成。
【０１０５】
ＳｃＣｌ３、０．３５０ｇを約２５分還流させた還流ＴＨＦ５０ｍＬに加え、熱を除去した。冷却後、０．４１０ｇのＭｅ３ｔａｃｎを、一過性の薄紫着色を引き起こす０．５０２ｇの固体２，６−ｌＰｒ２ＰｈＯＫに続いて加えた。一晩中攪拌した後、白色の線状沈殿が観察された。溶媒は真空状態で取り除き、固体は真空状態で取り除いた塩化メチレンと一緒に粉砕した。該固体は真空状態で取り除いたＴＨＦと意図せずに一緒に粉砕したので、塩化メチレンとの粉砕を再度行った。その後残留物を抽出して、塩化メチレンに加えた。そして該混合物は、中多孔質フリット（ｍｅｄｉｕｍ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｆｒｉｔ）でろ過、塩化メチレンで洗浄し、また、該ろ液は真空状態で乾燥減量させ、黄白色の粉末０．７８４ｇ（７３％収量）を得た。そして、その１Ｈ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１０６】
実施例 触媒３：
Ｅｔ３ｈｔｚ（ＡｒＯ）ＳｃＣｌ２（Ａｒ＝２，６−１Ｐｒ２Ｐｈ）の合成。
【０１０７】
ＳｃＣｌ３、０．３５０ｇを約２５分還流させた還流ＴＨＦ５０ｍＬに加え、熱を除去した。冷却後、０．４１２ｇのＥｔ３ｈｔｚ（トリエチルヘキサヒドロトリアジン）を０．５０９ｇの固体２，６−１Ｐｒ２ＰｈＯＫを加えた後に加えた。攪拌後、溶液は乳白色となった。溶媒は真空下で除去し、該固体を真空下で除去した塩化メチレンと一緒に粉砕した。その後残留物を抽出して、塩化メチレンに加えた。そして該混合物は、中多孔質フリットでろ過、塩化メチレンで洗浄し、また、該ろ液は真空状態で乾燥減量させ、白色の粉末０．７８０ｇ（７３％収量）を得た。そして、その１Ｈ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１０８】
実施例 触媒４：
Ｌ１Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）２（（ｉＰｒ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−Ｏ）Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）２）の合成。
【０１０９】
トルエン５〜１０ｍＬ中Ｌ１Ｈを０．２０４ｇ含む−３５℃の溶液を、トルエン５〜１０ｍＬ中Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）３（ＴＨＦ）２．３を０．２３９ｇを含む−３５℃の溶液に一滴ずつ加えた。２時間温めた後、溶媒を真空下で取り除いた。固体を数ｍＬのペンタンと一緒に粉砕し、−３５℃まで冷却した。沈殿物をろ過により収集し、真空下で乾燥することで白色固体０．２２３ｇ（６９％収量）を得た。その１Ｈ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１１０】
実施例 重合１：
Ｌ２ＳｃＣｌ２を用いたガラス瓶重合。
【０１１１】
ガラス瓶を用いた重合試験において、２０ｍｌのガラス瓶を０．００２ｇの（１）、トルエン１０ｍＬ、３０ｗｔ％アルベマール社製ＭＡＯ１．５８ｇで攪拌棒を用いて満たした。ガラス瓶の上端部に隔膜を取り付け、１ａｔｍエチレンを上部隙間から追い出した。攪拌後、固体が生じた。４５分後、該溶液をメタノールで急冷し、その後２５ｍＬの１Ｎ ＨＣｌと一緒にかき混ぜ、さらに酸化アルミニウムを溶解させるために１２ｍＬの４Ｎ ＨＣｌとかき混ぜた。試料をろ過し、水で洗浄してから真空下、８０℃で一晩中乾燥させた。ろ紙から回収した量は、０．００７ｇであった。
【０１１２】
実施例 重合２：
実施例 触媒１（Ｌ２ＳｃＣｌ２）を用いたオートクレーブ（加圧減菌）重合。
【０１１３】
２Ｌのジッパークレーブ（Ｚｉｐｐｅｒｃｌａｖｅ）反応容器を、８００ｍＬトルエン及び１ｍＬアルベマール社製１０ｗｔ％ＭＡＯで満たし、６０℃まで温めた。次に、１を０．００５０ｇ計って分け、２ｍＬのアルベマール社製１０ｗｔ％ＭＡＯと一緒にかき混ぜた。この溶液を反応容器に入れ、その後７５ｐｓｉｄのエチレンで加圧及び８００〜１０００ｒｐｍで攪拌した。６０分後、反応容器を開けて、該物質をイソプロパノールに注ぎ、酸性メタノールで処理し、及び溶媒は空気を流して乾燥させた。この物質を新しい酸性メタノールと一緒に攪拌、ろ過してから水で洗浄し、真空下８０℃で一晩中乾燥させて、白色ポリエチレン０．３０６ｇを得た。
【０１１４】
実施例 重合３：
物質及び配合量を変えた重合を実施例重合２の手順に従って行った。物質及び配合量は表１に示す。遷移金属錯体またはメチルアルモキサンのいずれも反応容器に加えていない空実験を行い有意な重合反応にとって両成分の存在が必要であることを示した。
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
実施例 重合９：
実施例触媒４（Ｌ１Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）２）を用いたオートクレーブ（加圧減菌）重合。
【０１１７】
重合開始を、５ｍＬトルエンに５ｍｇの触媒４を加えたものを２ｍＬの１０ｗｔ％ＭＡＯを含んだ反応容器に加え、約０．２ｇ以下のポリマーを生成させた以外は実施例重合２の条件で試みた。同様に、６ｍｇの触媒４及び７ｍｇのジメチルアニリニウム・テトラキスペンタフルオロフェニルボラートを含む１２ｍＬトルエンから作った５ｍＬ溶液を、反応容器に０．０５０ｍＬのトリイソブチルアルミニウム（２５ｗｔ％トルエン溶液）と一緒に加えて、ごく微量のポリマーを得た。イットリウム上のアルキル基置換は小さい方が、重合性能を向上させると考えられる。
技術分野
本発明は、好ましくは＋３の酸化状態の遷移金属を有する中性多中心（ポリハプテイト）（ｐｏｌｙｈａｐｔａｔｅ）配位子及び係留（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）若しくはバルクアニオン配位子を含む特定の遷移金属化合物に関連し、並びにこれらの化合物を含有する触媒系に関連する。さらに任意でアルモキサン、修飾アルモキサン若しくは非配位性アニオン活性剤、ルイス酸、または活性触媒種を形成する類似体、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン及び高分子量のエチレンとプロピレンとのα−オレフィンコポリマーのようなポリオレフィンを生成するためのカチオンを含有する触媒系に関連するものである。
【０００２】
発明の背景
シクロペンタジエニルアニオンの多中心性（ｐｏｌｙｈａｐｔａｔｅ ｎａｔｕｒｅ）は、それに由来する重合触媒に、配位子の損失や変化に対する安定性及び中心金属上のいくつかの配位部位の占有（例えばＣｐＣｒ（ＣＯ）３の疑８面体配位環境（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）中の３つ）のような独特の性質を与え、従ってその配位環境が制御され、明確に定義されることは当業界に公知である。このことにより、狭い分子量分布及びコモノマー分布並びに多中心配位子の多様性による触媒性能の“調整可能性（ｔｕｎａｂｉｌｉｔｙ）” のようなシングルサイトの性質のすべての利点を与えて、例えばチーグラー−ナッタＴｉＣｌ４／アルミニウムアルキル基系と関連のある触媒系のより多くのシングルサイト挙動を結果として生じる。この分野における本発明の記載の目的において、“多中心（ｐｏｌｙｈａｐｔａｔｅ）”とは、多中心配位子が形式電荷を有すか中性であるかに関わらず、１つより多くの原子を通して結合相互作用することで中心金属に接触する配位子を意味するものとする。従って、“中性多中心配位子”は、シクロペンタジエニドにおける場合と同様に、局在する負電荷または原子間の非局在負電荷を有さないと考えられる少なくとも２つの原子を通して遷移金属に接触する。同様に、“係留（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）またはバルクモノアニオン配位子”は多中心であってもよく、負電荷を有する。さらに、第２シクロペンタジエニル配位子または係留アニオン配位子を添加して、ビスシクロペンタジエニル錯体または例えばジメチルシリル架橋シクロペンタジエニルアミド（いわゆる、“幾何拘束型（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）” ）錯体を形成させることにより、ＣｐＺｒＣｌ３、ＣｐＺｒ（ＯＲ）３、若しくはＣｐＴｉＣｌ３及び低活性であるだけでなくマルチサイト特性に関連した一般的により広い範囲のコモノマー及び分子量分布を示すその類似体のような、より立体的に開放され、より固定されていない錯体に関連し、結果として性能が改善されるということは公知である。従って、好ましい“明確に定義された配位子セット（ｗｅｌｌ ｄｅｆｉｎｅｄ ｌｉｇａｎｄ ｓｅｔｓ）”は架橋単一中心（モノハプテイト）（ｍｏｎｏｈａｐｔａｔｅ）配位子または任意で第２の架橋多中心配位子を含む多中心配位子を包含する。通常、当業界で好ましい“明確に定義された”触媒系に以下を使用する：ビスシクロペンタジエニルまたは架橋シクロペンタジエニルアミドのような多中心ジアニオン配位子セット；第４族金属、特にジルコニウム（Ｚｒ）及びチタン（Ｔｉ）を使用する；最も高い酸化状態にある金属であり、連鎖成長のために、１つのアルキルまたはポリマー配位子のカチオンを受け取り或いは挿入に先立ってまたは同時に起こる、オレフィン配位のための１つの空配位部位を形成する金属；例えば金属上に残る塩化物、アルコキシド、カルボン酸塩のようなその他の反応活性配位子（ｌａｂｉｌｅ ｌｉｇａｎｄｓ）は存在しない；及び、弱または“非”配位性アニオンが電荷を平衡させる。いくつかのニッケル基系は、中性状態において効果的であると考えられることが、ＤｕｐｏｎｔのＪｏｈｎｓｏｎとＣａｌｔｅｃｈのＧｒｕｂｂｓの双方によって最近報告されている。好ましい多中心ジアニオン配位子セットの配位環境を維持するために、４族以外の遷移金属を使用する際、アニオンシクロペンタジエニル（Ｃｐ）または等電子のジアニオン類似体におけるアミノ配位子の１つまたは両方を置換することが多い。従って、ジアニオン・ボロール（ｂｏｒｒｏｌｅ）（Ｃ４Ｈ４ＢＲ２−）における１つのＣｐのＢａｚａｎ’ｓ置換は、できるだけ多くの好ましい“明確に定義された配位子セット”系の特性を保存する際に、最も高い酸化状態における５族錯体の合成を可能とする。同様に、ジアニオンイミド配位子における２つのＣｐのＧｉｂｓｏｎ’ｓ置換は、最も高い酸化状態でクロム触媒を生成する。中性の場合は第４族以上から作成することができるが、この方法は第５族以上からのカチオン触媒の調製に限って可能である。ましてや、Ｃｐのような１つの多中心アニオン配位子を維持したり、“明確に定義された”配位子セットを作成するための係留中性配位子（ｔｅｔｈｅｒｅｄ ｎｅｕｔｒａｌ ｌｉｇａｎｄ）を使用する方法は一般的ではない。このやり方は３族類似体及び＋３以下の酸化状態の任意の族から得られる触媒の調製を可能にする。
【０００３】
多中心中性配位子及びアニオン配位子を有するＣｐのような多中心アニオン配位子を置換する方法の使用はこれまで知られていない。“明確に定義された”、すなわち比較的安定な配位子セットを提供するために前記多中心中性配位子及び前記アニオン配位子を有するＣｐはいずれも選択される。これは、アニオン成長ポリマー鎖を相殺させる価数にする及び必要に応じて空配位部に正電荷を生成させる価数とすることを可能とするのに有利である。多くの多中心配位子は、アミンとホルムアルデヒドの縮合物から得られるヘキサヒドロトリアジンのような例えば置換Ｃｐよりも、はるかに構造の多様性を与え、合成を容易にする。これにより、例えばＳｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド及びアクチニド、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｃｏ等のような＋３の酸化状態になりやすい任意の遷移金属の使用が可能となり得る。そして、この概念が本発明を具現化するものである。中性錯体または低酸化状態が触媒に有用であることが証明され得ること、または活性種における正確な性質は、それが例えば低酸化状態の開始物質から生じたものである場合、証明することが難しいであろうことが当業者は理解できるので、活性種がカチオンまたは＋３の酸化状態でなければならないことは予想できないことである。さらに、本発明の触媒は、少なくとも中性多中心配位子及びアニオン配位子を含む点において区別される。ここで、前記アニオン配位子は、多中心配位子に架橋されているか若しくはその置換に対してある程度立体構造を維持できる大きさである。
【０００４】
２つの１価配位子または二座、２価配位子を有する中性スカンジウム組成物は、Ｓｈａｐｉｒｏら，Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，ｖｏｌ．９，ｐｐ．８６７−８６９（１９９０）；Ｐｉｅｒｓら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１２，ｐｐ．９４０６−９４０７（１９９０）；Ｓｈａｐｉｒｏら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐｐ．４６２３−４６４０（１９９４）；Ｈａｊｅｌａら，Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ，ｖｏｌ．１３，ｐｐ．１１４７−１１５４（１９９４）；及びＹａｓｕｄａらの米国特許第５，５６３，２１９号から公知である。同様にイットリウム、ランタン及びセリウム錯体は、Ｂｏｏｉｊら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ．３６４，ｐｐ．７９−８６（１９８９）及びＣｏｕｇｈｌｉｎら，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１４，ｐｐ．７６０６−７６０７（１９９２）に開示されている。非イオン化助触媒を用いた二座配位子、２価の配位子を有するスカンジウム金属錯体との重合は、Ｐａｔｔｏｎらの米国特許第５，４６４，９０６号から公知である。
【０００５】
第３〜１０族メタロサイクリック（ｍｅｔａｌｌｏｃｙｃｌｉｃ）触媒錯体は、米国特許第５，３１２，８８１号及び第５，４５５，３１７号（いずれもＭａｒｋｓら）、Ｓｔｅｖｅｎｓらの米国特許第５，０６４，８０２号及び欧州特許第０ ７６５ ８８８ Ａ２に記載されている。
【０００６】
オレフィンとカチオン４族金属錯体の重合は、国際公開第ＷＯ９６／１３５２９号及び第ＷＯ９７／４２２２８号に示されている。第３〜５族金属のボラタベンゼン錯体は、国際公開第ＷＯ９７／２３４９３号に開示されている。
【０００７】
第３〜６族金属のアミジナト（Ａｍｉｄｉｎａｔｏ）錯体は、Ｓｃｈｌｕｎｄらの米国特許第５，７０７，９１３号に開示されている。第４族ビスアミノ触媒は、Ｃａｎｉｃｈ らの米国特許第５，３１８，９３５号に開示されており、関連する多座ビスアリールアミド触媒は、Ｄ．Ｈ．ＭｃＣｏｎｖｉｌｌｅらによってＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ １９９６，２９，５２４１−５２４３に開示されている。
【０００８】
触媒に使用するモノアニオン及び多中心配位子
金属同一性または反応活性配位子の数を“等電荷”状態を維持するために調整する場合、Ｃｐ−配位子をジアニオンの形式６電子供与体で置換して、活性触媒が得られることは公知であるが、６電子中性供与体配位子を用いることは実務ではほとんど注目されていなかった。中性多中心供与体によって定義付けられ、任意でモノアニオン供与体に架橋した配位子セットは、適当な活性剤を用いて重合活性を促進させるように、塩化物のような２つの反応活性配位子とともに配位するランタニド、アクチニド及び第３族金属、ＴｉＩＩＩ、ＶＩＩＩ、ＣｒＩＩＩ、ＦｅＩＩＩ及びＣｏＩＩＩの安定に適していると考えられる。このことは、以下に表される：
（Ｌ）Ｔ（Ｅ）ＭＱｘＬ’ｙ
（ここで、Ｔ＝任意の架橋、Ｌ＝多中心中性供与体配位子、Ｅ＝モノアニオン配位子、Ｍ＝金属、好ましくは＋３価の酸化状態、Ｑ＝塩化物、メチル等の反応活性配位子、Ｌ’＝エーテル、ホスフィン、アミン、ＬｉＣｌ、オレフィン、シクロオクタジエンのような、中性供与体配位子）。ＦｅＩＩ等に単一のＱ配位子を使用するバージョンは、容易に想像できるだろう。
【０００９】
発明の概要
本発明は、オレフィン重合のための触媒系に関する。該触媒系は中性６電子供与体及び任意で多座中性配位子に架橋したモノアニオン供与体により安定化された形式電荷＋３価のカチオン中心金属を含有する。前記金属は＋３価のアクチニド、ランタニド、または第３、４、５、６、７、８、９族遷移金属、または３価の主な金属のいずれであってもよい。
【００１０】
１つの実施形態において、多座配位子、Ａは、式ＬＴＥを有する。ここで、Ｌはバルク中性π供与体配位子であって、好ましくは少なくとも２つの第１５〜１６族原子を含み、最も好ましくは少なくとも３つ含む。Ｔは第１３、１４、または１５族元素を含む共有結合架橋基である。Ｅは第１４〜１６族元素を含むアニオン配位子であり、π供与ヒドロカルビル及びヘテロヒドロカルビル配位子、置換アミドまたはホスフィド配位子、酸素または硫黄、またはＴに共有結合するその他の配位子若しくは原子が挙げられる。あるいは、ＥはＪＲ’ｚであり、ここでＪは第１５または１６族由来元素を表す。Ｊが第１５族元素である場合ｚ＝２であり、Ｊが第１６族元素である場合ｚ＝１である。最後に、それぞれのＲ’は下記に明示する適当な有機配位子から独立して選択する。
【００１１】
他の実施形態において、オレフィンの重合または共重合のような本発明に従う重合プロセスは（重合プロセスの発明）、＋３価の金属成分を励起（イオン化）させてカチオン（触媒）にするステップ及び適当な供給原料にそのカチオンを接触させるステップを含む。これらの供給原料は、単独重合のための１種のモノマーを優位を占めて含む；これらは共重合のためのモノマー混合物を含んでいる。好ましい供給原料は、エチレン、Ｃ３−Ｃ２０のαオレフィン、Ｃ５−Ｃ２０のジオレフィン、アセチレン系不飽和モノマーまたはその他の不飽和モノマーを含む任意の適当な混合物から構成される。前記触媒は、適当な液体または気体重合希釈剤中において、任意に溶解、懸濁または流動化させたりすることができる。該触媒は、アルモキサン、修飾アルモキサン、非配位性アニオン活性剤、ルイス酸またはその類似物（単独または組合わせて）を用いて活性化し、アルミニウム対非配位性アニオンまたはルイス酸対遷移金属のモル比は、約１：１０〜約２０，０００：１またはそれを超えてもよい。前記触媒は、１つまたは複数の前記モノマーと約−１００℃〜約３００℃、約１秒間〜約１０時間反応し、ポリオレフィンを生成する。該ポリオレフィンの重量平均分子量は約１０００〜約５，０００，０００またはそれより小さくても大きくてもよく、及び分子量分布は約１．５〜約１５またはそれ以上であってもよい。
【００１２】
さらに別の実施形態において、モノアニオン性配位子は、６電子中性供与体配位子に対する全炭素架橋によって結合した置換フェノールである。従って、Ｈ２Ｃ（Ｍｅ２ｔａｃｎ）（ｔＢｕ２Ｃ６Ｈ２Ｏ）ＳｃＣｌ２（１，Ｍｅ２ｔａｃｎ＝ジメチルトリアザシクロノナン、下記の図を参照）は、ＭＡＯと一緒に処理した場合、エチレンを重合させる。
【００１３】
中性３族メタロセン（ＲＣｐ２ＭＸ）は、二量化する傾向にあり、カチオン性４族類似体（例えば、Ｃｐ２ＺｒＭｅ＋ＮＣＡ−、ＮＣＡ＝対アニオン）よりも一般的に低い活性を示す。ＣｐにおけるＭｅ３ｔａｃｎのような中性配位子の置換は、より二量化しにくい傾向にある等電荷第３族カチオン種（例えば、Ｃｐ（Ｍｅ３ｔａｃｎ）ｊＹＭｅ＋ＮＣＡ−）の安定を可能にし、従ってより大きな活性を示すはずである。“固い（ｈａｒｄ）”供与体配位子を持つ多中心構造は、より強固に結合することが予想され、トリアルキルアルミニウムスカベンジャー、メチルアルモキサン及びＢ（Ｃ６Ｆ５）３のようなルイス酸によって取除かれる傾向がほとんどないであろうから、好ましい。
【００１４】
モノアニオン性供与体配位子Ｅは、中性供与体配位子と架橋されないことが必要であり、あるいは単一中心であってはならない。中性供与体と架橋していない場合、好ましい構造は、該アニオン供与体が反応活性配位子と同様に取除かれることを防止させるための立体バルクを含む構造である。好ましい例は、２，６−ｉＰｒ２ＡｒＯ−、アミジン配位子及び２基置換アミドである。
【００１５】
中性多中心配位子Ｌは、周期表第１５〜１７族、オレフィン、アルキンまたは中性カルベン基由来の“ヘテロ原子”供与体を含むことができる。該中性供与体は二座、三座、四座であってもよく、またはさらに高い配座数を有していてもよい。該供与体基は、ｔａｃｎ（トリアザシクロノナン）誘導体のような環状、鎖状、中心原子に対して、またはそれらを組合わせた状態で結合することができる。好ましい構造は、トリアザシクロノナン（９員環）、及びヘキサヒドロトリアジン（６員環）である。金属及びアニオン供与配位子が異なれば、最適な環サイズも異なると予想される。ヘテロ原子または中性炭素供与体間のそれぞれのリンカーは同じ組成または長さである必要はない。
【００１６】
当業者に公知である通常のイオン化活性剤は、本発明で使用することができ、またはそのような化合物は追加の活性剤なしで使用することができる。アルミン酸及びホウ酸パーフルオロアリールを含有する非配位性アニオンは、ボランや中性アルミニウムアルキルのようにルイス酸のような方法で、多中心配位子の中性供与体原子と結合できないであろうから、好ましい活性剤である。
【００１７】
従って、広範囲の分子量の可能性、コモノマー結合、立体規則性制御、せん断シンニング（ｓｈｅａｒ ｔｈｉｎｎｉｎｇ）、溶解強度、フィルム引裂き値（ｆｉｌｍ ｔｅａｒ ｖａｌｕｅｓ）、及びその他の多くの性質が、触媒構造の変化や処理条件によって制御できるということが明らかである。所定の工程を用いてあらゆる性質の望ましい調和を達成する目的のために、触媒挙動の多様な選択性は不可欠なものである。本発明の触媒は、これらの目標を達成するためにさらなる手段を提供するものである。
【００１８】
定義
触媒系は、触媒前駆体／活性化剤のペアを包含する。触媒系は、このようなペアが活性化の前に使用されていることが記載されている場合、非活性化触媒が活性化剤と一緒に使用されていることを意味する。触媒系は、このようなペアが活性化の後に使用されていることが記載されている場合、活性化触媒及びＮＣＡまたはその他の電荷平衡成分を意味する。
【００１９】
Ｃｐまたはシクロペンタジエニルは、炭素原子５つ、平面芳香族シクロペンタジエニドイオンである、全置換及び非置換配位子を包含する。このことは、５炭素環が他の５員環と溶融している、及び６員環以上と溶融している溶融環系を厳密に言うと含む。また、環状炭素原子が複素環系から得られるヘテロ原子で置換された配位子を厳密に言うと含む。シクロペンタジエニル配位子の５員、実質的に平面環は、Ｍに面して配位するために用いられるπ電子を含んで（複素環または同素環に）保たれるべきである。Ｃｐまたはシクロペンタジエニルのいくつかの例としては、フルオレニル、インデニル、及びシクロペンタジエン自身のモノアニオンがある。
【００２０】
供給原料は、エチレン、Ｃ３−Ｃ２０のαオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０のジオレフィン、アセチレン系不飽和モノマーまたはその他の不飽和モノマーの任意の適当な混合物である。これらの供給原料は、単独重合のための１種のモノマーを優位を占めて含む；これらは共重合反応のためのモノマー混合物を含んでいる。
【００２１】
Ｌ’は、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウムまたはその類似物のような、中心金属に配位する中性ルイス塩基であり、また、適切なＸと共に、任意に１つのまたは両方のＸに結合する。さらに、Ｌ’は、ニ量体触媒または触媒前駆体を与える中心金属と同じ型の第２の遷移金属であってもよく、この場合、両方の該遷移金属は同じであるか、これらの遷移金属が異なる場合にはバイメタル触媒または触媒前駆体である。
【００２２】
単座配位子とは、実質的に明確な、実質的に１つの配位原子の結合によって、原子が配位する配位子を意味し、当業界で認識される意味と同一範囲であることを意図する。
【００２３】
二座配位子とは、実質的に明確な、実質的に２つの配位原子の結合によって、原子が配位する配位子を意味する。この二座配位子の定義は、当業界で認識される意味と同一範囲であることを意図する。
【００２４】
多座配位子とは、実質的に明確な２つ以上の配位原子の結合によって、原子が実質的に配位する配位子を意味し、当業界で認識される意味と同一範囲であることを意図する。
【００２５】
非配位性アニオン（ＮＣＡ）は、金属カチオンに配位しない、またはオレフィン系若しくはアセチレン系不飽和モノマーのような中性ルイス塩基が置換できるような十分に弱い配位であるときのみ金属カチオンに配位する場合のいずれかであるアニオンを意味するものと当業界に認識されている。適合性を有し、弱いまたは無視できる程度にごく少量の配位錯体を形成し得る任意の金属または半金属は、使用することができ、または非配位性アニオン中に含めることができる。適当な金属としては、限定されないが、アルミニウム、金及び白金が挙げられる。適当な半金属としては、限定されないが、ホウ素、リン及びケイ素が挙げられる。上段の引用文献中における非配位性アニオン及びそれらの前駆体の記載は、米国特許実務の目的に沿って引例として組み込まれる。
【００２６】
重合とは、単独重合及び共重合のようないずれの重合反応も包含する。また、例えばＣ３−Ｃ２０のオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０のジオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０の環状オレフィン若しくはＣ８−Ｃ２０のスチレン系オレフィンのような、その他のαオレフィン、αオレフィン系ジオレフィンまたは非共役ジオレフィンモノマーを有するホモポリマー及びコポリマーの両方を含んだポリマー生成を包含する。その他のオレフィン系不飽和モノマーは、上記に具体的に記載したもののほかに、本発明の触媒を用いて重合させてもよい。本発明の触媒としては、例えば、スチレン、アルキル基置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセン及びシクロペンテン、ノルボルネン及びアルキル基置換ノルボルネンのようなその他の環状オレフィンを含むその他のオレフィン系不飽和モノマーがある。さらに、共重合は、１０００個までのα−オレフィンマクロモノマーもしくはそれ以上のモノマー単位を組み込むこともできる。
【００２７】
Ｑは、引抜き配位子（ａｂｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｌｉｇａｎｄｓ）または脱離基、及び中心金属に結合したオレフィン挿入配位子である。通常、活性化は１つ以上のＱが金属から取り除かれたときに起こる。さらに、１つ以上のＱが残ると、重合処理の一部として、オレフィンモノマーは中心金属−Ｑ結合に挿入される。従って、中心金属上に残ったＱは、オレフィン挿入配位子として知られる。Ｑは、限定されないが、ヒドリド、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、アミドまたはリンラジカルから選択されるモノアニオン性配位子を独立して含む。さらに、２つのＱを一緒に用いるときは、アルキリデン、シクロメタラートヒドロカルビル（ｃｙｃｌｏｍｅｔａｌｌａｔｅｄ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）、またはその他の任意の２価アニオン性キレート配位子であってもよく、またはＱはジエンであってもよい。式中における典型的なＱは、ジエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、イソブチル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、セチル、２−エチルヘキシル、フェニル、ベンジル、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル及びその類似体であり、好ましくはトリメチルシリルメチルである。Ｑのハロゲン原子の典型的な例は、塩素、臭素、フッ素及びヨウ素が挙げられ、好ましくは塩素である。Ｑのアルコキシド及びアリールオキサイドの典型的な例は、メトキシド、フェノキシド及び４−メチルフェノキシドのような置換フェノキシドである。Ｑのアミドの典型的な例は、ジメチルアミド、ジエチルアミド、メチルエチルアミド、ジ−ｔ−ブチルアミド、ジイソプロピルアミド及びその類似体である。典型的なアリールアミドはジフェニルアミド及びその他の置換フェニルアミドである。Ｑの典型的なホスフィドは、ジフェニルホスフィド、ジシクロヘキシルホスフィド、ジエチルホスフィド、ジメチルホスフィド及びその類似体である。２つのＱを一緒に用いるときの典型的なアルキリデンラジカルの例は、メチリデン、エチリデン及びプロピリデンである。２つのＱを一緒に用いるときのシクロメタラートヒドロカルビルラジカルの典型的な例は、プロピレン及びブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレンの異性体である。２つのＱを一緒に用いるときのジエンの典型的な例は、１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，４−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，４−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ヘキサジエン及び２，４−ヘキサジエンである。Ｑはさらに、少なくとも１つのトリアルキルシリル基で置換した単純なアルキル配位子であってもよい。最も好ましいＱはＣＨ２ＳｉＭｅ３である。
【００２８】
Ｒ、Ｒ’及びＲ”は以下を包含する：
（ｉ） Ｃ１−Ｃ２０ヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉ） Ｃ１−Ｃ２０置換ヒドロカルビルラジカルであって、ハロゲン原子、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基、またはルイス酸若しくは塩基性官能基を含むその他のラジカルが、１つ以上の水素原子を置換したものであり、直鎖及び分岐アルキルラジカル、環状炭化水素ラジカル、アルキル置換環状炭化水素ラジカル、芳香族ラジカル、アルキル置換芳香族ラジカルを含むラジカルで、トリフルオロメチル、ジメチルアミノメチル、ジフェニルホスフィノメチル、メトキシメチル、フェノキシエチル、トリメチルシリルメチル及びその類似体等を含むもの；及び
（ｉｉｉ） Ｃ１−Ｃ２０ヒドロカルビル置換半金属ラジカルであって、該半金属はトリメチルシリル、トリエチルシリル、エチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、トリフェニルゲルミル及びその類似体のような１３〜１４元素である。
【００２９】
さらに、いずれのＲ、またはＲ”も、１つ以上のＲ、またはＲ”と結合して、環状構造を形成することができる。それとは別に、Ｒ”は水素ラジカルであってもよい。
【００３０】
ＴＡＣＮは、１，４，７−トリアザシクロノナンである。
【００３１】
ＴＡＮは、１，５，９−トリアザノナンである。
【００３２】
ＴＡＣＨは、１，３，５−トリアザシクロヘキサンである。
【００３３】
ＤＡＣＮは、１，４−ジアザシクロノナンである。
【００３４】
ＴＡＣＤＤは、１，５，９−トリアザシクロドデカンである。
【００３５】
ＴＮＮＣＮは、１，２，６−トリアザシクロノナンである。
【００３６】
ＴＮＮＣＨは、１，２，５−トリアザシクロヘプタンである。
【００３７】
ＴＡＨは、１，４，７−トリアザヘプタンである。
【００３８】
発明の詳細な説明
本発明における遷移金属錯体の触媒系は、下記の式によって表される：
（Ｌ）Ｔ（Ｅ）ＭＱｘＬ’ｙ
Ｍは金属であり、好ましくは＋３の酸化状態である。
【００３９】
Ｌ、任意でＴ及びＥは、多中心中性供与体配位子、任意の架橋及びアニオン性配位子を含み；Ｑ（ｘ＝０〜３）は、ハロゲン化物、水素化物、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、アミドまたはホスフィドラジカルから選択される独立したモノアニオン性配位子である。Ｑが２以上のとき、２つのＱを一緒にして、アルキリデンまたはシクロメタラートヒドロカルビル若しくはその他の２価アニオン性キレート配位子、またはジエンとしてもよく、しかし置換または無置換シクロペンタジエニルラジカルであってはならない。Ｌ’（ｙ＝０〜３）は、供与体配位子である。Ｑの数字は、錯体が有する負電荷の数であってもよく（すなわち、（ＬＴＥ）ＳｃＣｌ３ −Ｌｉ＋のような“ａｔｅ”錯体）、依然として本発明の使用に適している数字であると予想される。
【００４０】
Ｌは、多中心配位子であり、周期表第１５〜１７族、オレフィン、アルキン、Ｂ−Ｎのｐｉ結合、または中性カルベン基由来の供与体“ヘテロ原子”を含んでもよく、そのようなＭに結合する原子は、実質的な負電荷を有しない。該中性供与体は、二座、三座、四座、またはさらに高い座数のものであってもよい。供与体基は、ｔａｃｎ（トリアザシクロノナン）誘導体と環状に結合することができ、鎖状、中心金属に対しての結合、またはそれらの組合わせの結合であってもよい。好ましい構造は、トリアザシクロノナン（９員環）及びヘキサヒドロトリアジン（６員環）である。金属及びアニオン供与体配位子が異なれば、最適な環サイズも異なると予想される。ヘテロ原子または中性炭素供与体間のそれぞれのリンカーは同じ組成または長さである必要はない。Ｌは少なくとも４電子をＭに供与できる。好ましくは、Ｌは２以上、好ましくは３つの第１５または１６族原子を含む。好ましい実施形態としては、これらの原子は窒素である。好ましいＬの幾何学的配置は、η５、シクロペンタジエニル方向の配位を想起させる、第１５族原子の非共有電子対電子を通じて金属に配位するようなものである。
【００４１】
Ｔは、少なくとも１つの第１３〜１６族原子を含む任意的な共有架橋基である。Ｔが存在する場合には、多中心配位子（マルチハプテイト）（ｍｕｌｔｉｈａｐｔａｔｅ ｌｉｇａｎｄ）、Ｌ、とアニオン性配位子、Ｅを結合し、メタロサイクル断片、Ｍ（ＬＴＥ）を完成させる。Ｔ鎖の長さはメタロサイクル断片の幾何学的配置に影響を与える。Ｔの例としては、限定されないが、ジアルキル、アルキルアリールまたはジアリール、ケイ素またはゲルマニウムラジカル、アルキルまたはアリール、ホスフィンまたはアミンラジカル、またはメチレン、エチレン及びイソプロピレンのようなヒドロカルビルラジカルが挙げられる。好ましい実施形態としては、モノアニオン性配位子に結合する多中心配位子が、多中心中性基に対する全炭素架橋を通して結合する置換フェノールである。
【００４２】
Ｅは少なくとも１つの第１４〜１６元素を含むアニオン性配位子であり、置換または無置換のシクロペンタジエニル、アリル、またはその他の非局在化ｐｉアニオン、アミド、ホスファイミド若しくはホスフィドのような１５族配位子、またはアリールオキサイド若しくはチオラートのような１６族配位子であってもよい。
【００４３】
好ましくは、ＥがＬに架橋していない場合、Ｍに結合する原子上または隣接する（β）原子上で枝分れし、または多中心結合基の一部であるか、そうでなければ置換に対して立体的に込み入った形で保護されているのがよい。Ｅの例としては、Ｎ（ＳｉＭｅ３）２、ジイソプロピルフェニル、−Ｎ＝ＰＲ３及び置換アミジナートが挙げられる。
【００４４】
Ｅが置換シクロペンタジエニル配位子である場合、置換は、Ｃ５員環の形を保って環上で（環上置換（ｏｎ−ｒｉｎｇ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ））、またはヘテロ環化合物を生成して環状に（環状置換（ｉｎ−ｒｉｎｇ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ））起こり得る。環上置換は、単純な単一の置換から多数の水素原子と多座配位子との置換にまで及び、環状若しくは環上置換、または無置換のフルオレニル若しくはインデニル配位子のような溶融環系を形成する。シクロペンタジエニル配位子の重要な特徴は、５員環、実質的には平面環が保存され（ヘテロ環または同素環）、π電子を含んだものが、Ｍに面して配位されたことである。
【００４５】
Ｑは、ハロゲン化物、水素化物、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、架橋オキソまたは架橋硫化物、アミドまたはホスフィドラジカルから選択される、独立したモノアニオン性配位子である。Ｑが２以上のとき、２つのＱを一緒にして、アルキリデンまたはシクロメタラートヒドロカルビル若しくはその他の２価アニオン性キレート配位子、＝ＮＨ、オキソ若しくは硫化物、またはジエンにしてもよく、しかし、置換または無置換シクロペンタジエニルラジカルであってはならない。
【００４６】
Ｌ’は、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、シクロオクテン、シクロオクタジエンまたはその類似物のような中性ルイス塩基であり、任意で１つまたは２つのＸと共有結合する。さらに、Ｌ’は、同じ型の第２の遷移金属であってもよい。すなわち、遷移金属成分は、両遷移金属が同じ、または異なるときにはバイメタルである場合には、二成分を含んでもよい。
【００４７】
好ましい実施形態としては、本発明の触媒系における遷移金属錯体は、カチオン性であると考えられ、以下の式によって表すことができる：
［（Ｌ）Ｔ（Ｅ）ＭＱｘＬ’ｙ］＋［ＮＣＡ］−
Ｍは金属であって、好ましくは＋３の酸化状態である。
【００４８】
組成物Ｌ、Ｔ、Ｅ、Ｍ、Ｑ、Ｌ’、ｘ及びｙは、トリアルキルアルミニウム、アルキル亜鉛、メチアルモキサン、トリアルキルホウ素及びその類似体のようなアルキル錯体の主要なグループの存在下で、触媒が使用されない場合には、好ましいＱがハロゲン化物、アルコキシドまたはアミドであってはならない点を除いては、上記の中性遷移金属触媒と基本的に同じである。ＮＣＡは、遷移金属触媒錯体上の正電荷を調整する、弱または非配位性アニオンである。アルミン酸及びホウ酸パーフルオロアリールを含む非配位性アニオンは、好ましい活性剤である。これらは、ルイス酸のような方法では、多中心配位子の中性供与体原子を結合することができないものと考えられる。
【００４９】
さらに、他の実施形態としては、オレフィンの重合または共重合のような、本発明に従った重合プロセスは（重合プロセスの発明）、触媒系の遷移金属錯体と活性剤を任意に接触させるステップ、該錯体とスカベンジャーを任意に接触させるステップ及び該遷移金属錯体と好ましい供給原料を接触させるステップを含む。
【００５０】
好ましい実施形態としては、オレフィンの重合または共重合のような、本発明に従った重合プロセスは（重合プロセスの発明）、３族またはランタニド金属成分を活性化（イオン化）させてカチオン（触媒）にするステップ、及びそれを好ましい供給原料に接触させるステップを含む。
【００５１】
前記触媒系における遷移金属錯体のいくつかの形態は活性剤を必要としないであろうことは、当業者に公知であろう。例えば、特定のカチオン性組成物または中性組成物は、直接オレフィン重合をさせることができる。さらに、低酸化状態（例えば＋３より小さい）の触媒系の遷移金属錯体における特定の組成物は、活性剤またはスカベンジャーとの接触により、オレフィン重合が可能となるであろうことが知られる。例えば、Ｌ’またはＱが形式的に中性またはジアニオン配位子であると考えられるジエンである場合、重合活性はオレフィンとの接触により、または活性剤及び／またはスカベンジャーとの処理後において直接観察できるであろうことが、当業者に理解されるであろう。同様に、Ｌ’がシクロオクテンまたはシクロオクタジエンである場合、結合オレフィンのプロトン化は、結果としてカチオン性金属−アルキル錯体を生じ、その前駆体錯体よりも形式的に酸化状態が２高く、十分に重合を行うことができる。
【００５２】
これらの供給原料は、単独重合のための１種のモノマーを優位を占めて含む；これらは共重合反応のためのモノマー混合物を含んでいる。好ましい供給原料は、エチレン、Ｃ３−Ｃ２０のαオレフィン、Ｃ５−Ｃ２０のジオレフィン、アセチレン系不飽和モノマーまたはその他の不飽和モノマーの任意の適当な混合物から作られる。触媒は、適当な液体または気体重合希釈剤中において、任意に溶解、懸濁または流動化させたりすることができる。該触媒は、アルモキサン、修飾アルモキサン、非配位性アニオン活性剤、ルイス酸またはその類似体（単独または組合わせて）を用いて活性化し、アルミニウム対非配位性アニオンまたはルイス酸対遷移金属のモル比は、約１：１０〜約２０，０００：１またはそれを超えてもよい。該触媒は、１つまたは複数の前記モノマーと約−１００℃〜約３００℃、約１秒間〜約１０時間において反応し、約１０００〜約５，０００，０００の重量平均分子量またはそれより小さくても大きくてもよい、及び約１．５〜約１５またはそれ以上の分子量分布を有するポリオレフィンを生成する。
【００５３】
さらに、別の実施形態においては、金属錯体は以下の式によって表される：
【００５４】
【化１】
Ｍは＋３の酸化状態の金属である。
【００５６】
ＬＴＥは多座配位子である；Ｑは、ハロゲン化物、水素化物、ヒドロカルビル、アルコキシド、アリールオキサイド、アミドまたはホスフィドラジカルから選択される独立したモノアニオン性配位子である。２つのＱを組合わせて、アルキリデンまたはシクロメタラートヒドロカルビル若しくはその他の２価アニオン性キレート配位子、またはジエンであってもよく、しかし置換または無置換シクロペンタジエニルラジカルであってはならない。
【００５７】
Ｌは、少なくとも２つ、好ましくは３つの１５族または１６族原子を含むバルク、中性多座配位子である。好ましい実施形態においては、これらの原子は窒素である。Ｌの幾何学的配置は、第１５族原子の非共有電子対電子を通じて金属に配位するような配置である。配位子構造は、非共有電子対電子を、金属の境界部分であるｄ軌道と重なり、η５、シクロペンタジエニル方向への配位を想起させるように適応させる。
【００５８】
Ｔは、少なくとも１つの第１３〜１６族原子を含む任意的な共有架橋基である。Ｔが存在する場合には、多座配位子、Ｌ、とアニオン性配位子、Ｅを結合し、メタロサイクル断片、Ｍ（ＬＴＥ）を完成させる。Ｔ鎖の長さはメタロサイクル断片の幾何学的配置に影響を与える。Ｔの例としては、限定されないが、ジアルキル、アルキルアリールまたはジアリール、ケイ素またはゲルマニウムラジカル、アルキルまたはアリール、ホスフィンまたはアミンラジカル、またはメチレン、エチレン及びイソプロピレンのようなヒドロカルビルラジカルが挙げられる。
【００５９】
Ｅは少なくとも１つの第１４〜１６元素を含むアニオン性配位子であり、置換または無置換のシクロペンタジエニル、窒素若しくはリンのような１５族配位子、または酸素若しくは硫黄のような１６族元素であってもよい。
【００６０】
Ｅが置換シクロペンタジエニル配位子である場合、置換は、Ｃ５員環の形を保って環上に（環上置換）、またはヘテロ環化合物を生成して環状に（環状置換）起こり得る。環上置換は、単純な単一の置換から多数の水素原子と多座配位子との置換にまで及び、環状若しくは環上置換、または無置換のフルオレニル若しくはインデニル配位子のような溶融環系を形成する。シクロペンタジエニル配位子の重要な特徴は、５員環、実質的には平面環が保存され（ヘテロ環または同素環）、π電子を含んだものが、Ｍに面して配位されたことである。
【００６１】
Ｌ’は、例えばジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルアニリン、トリメチルホスフィン、塩化リチウム、またはその類似体のような中性ルイス塩基であり、任意で１つまたは２つのＸと共有結合する。さらに、Ｌ’は、同じ型の第２の遷移金属であってもよい。すなわち、遷移金属成分は、両遷移金属が同じであるか、これらが異なるときにはバイメタルである場合には、二成分を含んでもよい。
【００６２】
オレフィン重合を活性化させるカチオンの形態では、遷移金属錯体は、以下の式で表されると考えられる：
【００６３】
【化２】
Ｍ、Ｔ、Ｅ、Ｌ、Ｑ及びＬ’は上記に定義される通りであり、ＮＣＡは、カチオン性錯体の電荷を調整する弱配位性または非配位性アニオンである。
【００６５】
さらに、別の実施形態においては、該触媒系の遷移金属成分は以下の式を有する：
【００６６】
【化３】
【化４】
Ｍ、Ｔ、Ｅ、Ｌ、Ｑ及びＣ’は上記に定義される通りである。
【００６９】
あるいは、ＪＲ’ｚはＤ、Ｅに示すような構造である。Ｊは、１５または１６族元素である；Ｊが１５族元素である場合、ｚは２であり、Ｊが１６族元素である場合、ｚは１である。Ｒ、Ｒ’及びＲ”は以下に定義する。
【００７０】
【化５】
【化６】
さらに、他の実施形態においては、多座配位子は、配位子の多座中性部分に対する全炭素架橋を形成する置換フェノール結合を通してモノアニオン性配位子に結合する。図６を参照されたい。
【００７３】
以下に示す構造は、本発明の範囲内である配位子及び／または触媒前駆体の例を表す。このリストは本発明の全範囲を定めるものではなく、むしろ典型例を示しただけである。
【００７４】
【化７】
本発明に従う金属錯体は、種々の従来方法によって調整することができる。
【００７６】
本発明に従う金属錯体（触媒前駆体）は、メタロセン技術において公知の方法によって活性化させる場合、重合に適している。適当な活性剤としては、アルモキサン化合物、修飾アルモキサン化合物が挙げられ、及び金属錯体カチオンを生成し、電荷調整非配位性または弱配位性アニオンを提供するσ結合金属配位子であって、反応性のものを引抜くイオン化アニオン前駆体化合物が一般的に挙げられる。
【００７７】
アルキルアルモキサン及び修飾アルキルアルモキサンは、触媒活性剤として好適であり、特に引抜き配位子（ａｂｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｌｉｇａｎｄ）がハロゲン化物であるときに適している。触媒活性剤として有用なアルモキサン成分は、その他の構造変異体も存在するが、一般式（Ｒ２−Ａｌ−Ｏ）ｍ、（環式）またはＲ３（Ｒ４−Ａｌ−Ｏ）ｍＡｌＲ５（鎖式）で表される、通常、オリゴマーアルミニウム成分である。一般的なアルモキサン式において、各Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ独立したＣ１〜Ｃ２０のヒドロカルビルラジカルであり、例えば、メチル、エチル、及びプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル若しくはイコシルの異性体である。また、ｍは１〜約５０の整数である。最も好ましくは、Ｒ２〜Ｒ５はメチルであり、ｍが少なくとも４である。ハロゲン化アルキルアルミニウムがアルモキサン調製物中で使用される場合、Ｒ２〜Ｒ５はハロゲン化物であってもよい。アルモキサンは当業者に公知の種々の方法で調製できる。例えば、アルミニウムアルキルは不活性有機溶媒の水溶液を用いて処理してもよく、または不活性有機溶媒中に懸濁させた硫酸銅水和物のような水和塩に接触させて、アルモキサンを得てもよい。一般的に、どのように調製しても、アルミニウムアルキルと限定量の水とを反応させると、鎖式及び環式アルモキサンの混合物を生成する。修飾及び非修飾メチルアルモキサンは好ましい。さらに、異なるアルモキサン及び修飾アルモキサンの混合物も使用できる。詳細は、米国特許第４，６６５，２０８号、４，９５２，５４０号、５，０４１，５８４号、５，０９１，３５２号、５，２０６，１９９号、５，２０４，４１９号、４，８７４，７３４号、４，９２４，０１８号、４，９０８，４６３号、４，９６８，８２７号、５，３２９，０３２号、５，２４８，８０１号、５，２３５，０８１号、５，１５７，１３７号、５，１０３，０３１号及び欧州特許第０ ５６１ ４７６号Ａ１、欧州特許第０ ２７９ ５８６号Ｂ１、欧州特許第０ ５１６ ４７６号Ａ、欧州特許第０ ５９４ ２１８号Ａ１及び国際公開第ＷＯ９４／１０１８０号を参照されたい。
【００７８】
活性剤がアルモキサンである場合、金属錯体対活性剤の最小のモル比は等比〜約１：５０００であり、好ましくは約１：５００、及び最も好ましくは約１：１００である。金属錯体対活性剤の最大のモル比は約１：１、及び最も好ましくは約１：１０である。
【００７９】
“非配位性アニオン”の語は、金属カチオンに配位しない、またはオレフィン系若しくはアセチレン系不飽和モノマーのような中性ルイス塩基が置換できるような十分に弱い配位であるときのみ金属カチオンに配位する場合のいずれかであるアニオンを意味するものと認識され、上述の通りＮＣＡの記号で表される。
【００８０】
遷移金属カチオン錯体及び非配位性アニオンと共に用いるイオン触媒の詳細は、米国特許第５，０６４，８０２号、５，１３２，３８０号、５，１９８，４０１号、５，２７８，１１９号、５，３２１，１０６号、５，３４７，０２４号、５，４０８，０１７号、５，５９９，６７１号及び国際公開第ＷＯ９２／００３３３号及び第ＷＯ９３／１４１３２号に適当な重合が示されている。これらは、メタロセンが非配位性アニオン前駆体によってプロトン化される好適な調製方法を教示し、例えばアルキルまたはヒドリド基は、非配位性アニオンによってカチオン及び電荷平衡の両方の状態になって遷移金属化合物から引抜かれる。類似の配位子が本発明の金属化合物中に存在できるので、類似の重合触媒活性化方法も生じ得る。ベンジルは好ましい引抜きヒドロカルビルラジカルである。
【００８１】
さらに、活性プロトンが不足しているが、活性金属カチオン錯体及び非配位性アニオンの両方を生成できるイオン化合物の使用が可能である。欧州特許第０ ４２６ ６３７号Ａ、欧州特許第０ ５７３ ４０３号Ａ及び米国特許第５，３８７，５６８号のイオン化合物を例として参照されたい。イオン化合物の反応性カチオンは、ブレンステッド酸の他に、フェロセニウム、銀、トロピリウム、トリフェニルカルベニウム及びトリエチルシリリウム並びにナトリウム、マグネシウム若しくはリチウムカチオンのようなアルカリ及びアルカリ土類金属カチオンが挙げられる。さらに、適当な非配位性アニオン前駆体の種類としては、上記のアルカリ及びアルカリ土類金属カチオン及び非配位性アニオンを含有する水和塩がある。水和塩は金属カチオン非配位性アニオン塩と水を反応させることによって作られ、例えば［Ｌｉ（Ｈ２Ｏ）ｘ］＋［Ｂ（ｐｆｐ）４］−を生成する市販の加水分解物または容易に合成する ［Ｌｉ］＋［Ｂ（ｐｆｐ）４］−がある：ｐｆｐは、ペンタフルオロフェニルまたはパーフルオロフェニルである。
【００８２】
適合性で、弱または無視できる程度の微量の配位性錯体を形成できる任意の金属または半金属は、非配位性アニオン中で使用または含むことができる。適当な金属としては、限定されないが、アルミニウム、金及び白金が挙げられる。適当な半金属としては、限定されないが、ホウ素、リン及びケイ素が挙げられる。上段の引用文献中における非配位性アニオン及びそれらの前駆体の記載は、米国特許実務の目的に沿って参考として組み込まれる。
【００８３】
本発明の活性重合触媒を生成する別の方法は、最初は中性ルイス酸であるが、カチオン金属錯体及び非配位性アニオンを生成する、または本発明の化合物と反応して両性イオン錯体を生成するイオン化アニオン前駆体を用いる。例えば、ヒドロカルビルまたは水素配位子を引抜いて、本発明のカチオン金属錯体及び安定性非配位性アニオンを生成するトリス（ペンタフルオロフェニル）ホウ素またはアルミニウム挙動があり、４族メタロセン類縁化合物を示した欧州特許第０ ４２７ ６９７号Ａ及び欧州特許第０ ５２０ ７３２号Ａを参照されたい。また、欧州特許第０ ４９５ ３７５号Ａの方法及び化合物も参照されたい。４族メタロセン類縁化合物を用いた両性イオン錯体の構造は、米国特許第５，６２４，８７８号、第５，４８６，６３２号及び第５，５２７，９２９号を参照されたい。これらの文献中における非配位性アニオン及びそれらの前駆体の記載は、米国特許実務の目的に沿って参考として組み込まれる。
【００８４】
非配位性アニオン前駆体のカチオンが、プロトン若しくはプロトン化ルイス塩基（水を除く）のようなブレンステッド酸、またはフェロセニウム若しくは銀カチオンのような還元性ルイス酸、またはナトリウム、マグネシウム若しくはリチウムのようなアルカリ若しくはアルカリ土類金属カチオンである場合、遷移金属対活性剤のモル比は任意の比でよい。該モル比はいずれの値も取り得るが、その最小値は好ましくは約１：１０であり、より好ましくは約１：５、さらに好ましくは約１：１２である。遷移金属対活性剤の遷移金属が最大となるモル比は、好ましくは約１０：１であり、より好ましくは約５：１、さらに好ましくは１．２：１である。最も好ましくは遷移金属対活性剤のモル比は１：１である。また、記載されている活性剤化合物の組合わせも活性化に使用できる。例えば、トリス（パーフルオロフェニル）ホウ素はメチルアルモキサンと併せて使用できる。
【００８５】
本発明の触媒錯体は、従来メタロセン触媒化や、溶融重合、スラリー重合、気相重合及び高圧重合のような配位重合が行われてきたことが知られる不飽和モノマーの重合に有用である。これらの触媒は担持されていてもよく、それらは単流、直列または並列の反応器で処理される固定層、移動層、流動層、スラリー若しくは溶解処理の方法において特に有用であることが公知である。
【００８６】
一般的に、本発明の触媒を使用するとき、特に担持して固定したときには、完全な触媒系はさらに１つ以上のスカベンジャー化合物を含有する。ここで、“スカベンジャー化合物”の語は反応環境から極性不純物を取り除く化合物を意味する。不純物は、任意の重合反応化合物、特に溶媒、モノマー及び触媒原料とともに何らかの事情で取り込まれ得る。
【００８７】
これらの不純物は触媒活性及び安定性に不利に作用する。特にイオン化アニオン前駆体が触媒系を活性化する際に、触媒活性を減少または失わせる。極性不純物または触媒毒は、水、酸素、金属不純物等が挙げられる。好ましくは、精製ステップは反応容器に反応化合物を取り込む前に行うのがよい。このようなステップとして、種々成分の合成若しくは調製の間または後に行う化学処理または慎重に行う分離が挙げられる。しかし、このようなステップにおいて、スカベンジャー化合物の使用がなければほとんど重合は可能とならない。通常は、重合プロセスではどんなに少量であっても依然としてスカベンジャー化合物を使用する。
【００８８】
一般的に、スカベンジャー化合物は、米国特許第５，１５３，１５７号、第５，２４１，０２５号及び国際公開第ＷＯ９１／０９８８２号Ａ、第ＷＯ９４／０３５０６号Ａ、ＷＯＷＯ９３／１４１３２号Ａ及びＷＯ９５／０７９４１号の第１３族有機金属化合物のような有機金属化合物である。典型的な化合物としては、トリエチルアルミニウム、トリエチルボラン、トリイソブチルアルミニウム、メチルアルモキサン、イソブチルアルミニウムモキサン及びトリ−ｎ−オクチルアルミニウムが挙げられる。金属または半金属中心に共有結合したバルクまたはＣ６−Ｃ２０の鎖式ヒドロカルビル置換を有するこれらのスカベンジャー化合物は、活性触媒の不利な相互作用を最小限に抑えるので好ましい。実施例はトリエチルアルミニウムを含むが、より好ましくは、トリイソブチルアルミニウム、トリイソフェニルアルミニウムのようなバルク化合物及びトリ−ｎ−ヘキシルアルミニウム、トリ−ｎ−オクチルアルミニウム若しくはトリ−ｎ−ドデシルアルミニウムのような長直鎖状アルキル置換アルミニウム化合物である。アルモキサンが活性剤として使用される場合、活性に必要な量を超えたいずれの超過分も不純物を除去するであろうから、追加のスカベンジャー化合物は必要ではない。さらに、アルモキサンは、例えばメチルアルモキサン、［Ｍｅ２ＨＮＰｈ］＋［Ｂ（ｐｆｐ）４］−若しくはＢ（ｐｆｐ）３のようなその他の活性剤と共に不純物を除去する量として加えてもよい。本発明においては、活性を高めるために十分量のスカベンジャー剤のみ使用される：十分に純粋な原料は、スカベンジャー剤を完全に無効にする。
【００８９】
本発明の触媒は、気相、バルク、若しくはスラリー重合用途または別の方法で必要に応じて担体とすることができる。触媒のための多数の担持方法がオレフィン共重合の分野、特にアルモキサン−活性触媒で公知である；いずれにおいても本発明の最も広範な実施に適している。例えば、米国特許第５，０５７，４７５号及び第５，２２７，４４０号を参照されたい。担持イオン触媒の例は、國際公開第ＷＯ９４／０３０５６号に表されている。米国特許第５，６４３，８４７号及び國際公開第ＷＯ９６／０４３１９号Ａには、特に効果的な方法が記載されている。本発明のアルモキサンで活性化された担持金属錯体を用いたバルクまたはスラリープロセスは、米国特許第５，００１，２０５号及び５，２２９，４７８号に記載されているように、エチレンプロピレンゴムに使用できる。さらに、これらのプロセスは本発明の触媒系に適している。ポリマー及び無機酸化物の両方は、当業界で知られるように、担体として働くことができる。米国特許第５，４２２，３２５号、第５，４２７，９９１号、第５，４９８，５８２号及び第５，４６６，６４９号及び国際公開公報第ＷＯ９３／１１１７２号及びＷＯ９４／０７９２８号を参照されたい。これらすべての文献は米国特許実務の目的に沿って引例として組み込まれる。
【００９０】
好ましい実施形態は、液相中（溶液、スラリー、懸濁液、バルク相または適当な組合わせ）、高圧、液体若しくは超臨界流体相中、または気相中で、該触媒系を使用する。それぞれ、単流、並列または直列反応器において使用できる。液体プロセスは、上記の触媒系とオレフィンモノマーの接触を含む。反応は、適当な希釈剤または溶媒中、本発明のコポリマーを生成するのに十分な時間で行う。脂肪族及び芳香族ヒドロカルビル溶媒はいずれも適している；ヘキサン及びトルエンは好ましい。一般的に、バルク及びスラリープロセス中、液体モノマースラリーは担持触媒に接触する。気相プロセスは一般的に、担持触媒を使用し、エチレン単独または共重合に適した任意の方法で行われる。米国特許第４，５４３，３９９号、第４，５８８，７９０号、第５，０２８，６７０号、第５，３８２，６３８号、第５，３５２，７４９号、第５，４３６，３０４号、第５，４５３，４７１号及び第５，４６３，９９９号及び国際公開第ＷＯ９５／０７９４２号に例が示されている。各々は米国特許実務の目的に沿って引例として組み込まれる。
【００９１】
重合反応温度は様々な値を取り得る。最小の反応温度は約−５０℃；好ましくは最小で約−２０℃である。最大温度は約２５０℃、好ましくは約２２０℃以下である。最も好ましくは、反応温度は約２００℃以下である。
【００９２】
高及び超高分子量ポリエチレンなどの鎖式ポリエチレンは、エチレン及び任意で１つ以上のその他のモノマーを加えることによって、本発明の触媒とともに反応槽で生成される。該ポリマーは、ホモポリマー及びその他のα−オレフィン、α−オレフィン系ジオレフィン若しくは非共役ジオレフィンモノマー、例えばＣ３−Ｃ２０オレフィン、Ｃ４−Ｃ２０ジオレフィン、Ｃ４−Ｃ２０環状オレフィンまたはＣ８−Ｃ２０スチレン系オレフィンとのコポリマーが挙げられる。本発明の触媒は、まずヘキサンやトルエンのような溶媒でスラリーまたは溶解させる。ほとんどの場合、冷却により重合熱を除去する。気相重合は例えば、連続的に、流動層中、気相反応器を約２００〜３０００ｋＰａ及び約６０〜１６０℃の間で操作し、反応調整剤として水素を用いて（１００〜２００ｐｐｍ）、Ｃ４−Ｃ８コモノマー原料流出（０．５〜１２ｍｏｌ％）、及びＣ２原料流出（２５〜３５ｍｏｌ％）で行うことができる。米国特許第４，５４３，３９９号；４，５８８，７９０号；５，０２８，６７０号；５，４０５，９２２号及び５，４６２，９９９号を参照されたい。これらは、米国特許実務の目的に従って引例として組み込まれる。
【００９３】
高分子量及び低結晶化度のエチレン−α−オレフィン（エチレン環状オレフィン及びエチレン−α−オレフィンジオレフィンなど）エラストマーは、従来の溶液重合条件下または重合希釈剤及び触媒のスラリーにエチレンガスを取り込むことによって、本発明の触媒を用いて調製できる。重合希釈剤は、αオレフィンモノマー、環状オレフィンモノマーまたはそれらの混合物をその他の重合可能な及び重合可能でないモノマーとともに含有する。この場合、重合反応圧力もやはり様々な値を取り得る。最小圧力は約０．００１３ｂａｒであり、少なくとも約０．１ｂａｒの圧力であることがより好ましい。最も好ましくは、反応圧力は、少なくとも約１．０ｂａｒである。最大圧力は、約２５００ｂａｒであり、大きくとも約１６００ｂａｒがより好ましい。最も好ましい最大圧力は約５００ｂａｒである。一般的なエチレンの圧力は、１０〜１０００ｐｓｉｇ（６９〜６８９５ｋＰａ）の間であり、重合希釈温度は一般的には、−１０〜１６０℃の間である。該プロセスは攪拌層反応器、または直列若しくは並列に処理される２つ以上の反応器を用いることができる。米国特許第５，００１，２０５号の全体的な記載を参照されたい。また、この中の重合プロセス、イオン活性剤及び有用なスカベンジャー化合物の記載は引例として組み込まれる。
【００９４】
スラリーまたは気相反応プロセスは、さらに、ポリマー粒子形態性を制御するために本発明の担持触媒のプレ重合を用いることができ、当業者に周知である。例えば、そのような反応は、Ｃ２−Ｃ６αオレフィンを制限時間内でプレ重合させることによって達成できる。エチレンは−１５℃〜３０℃の間で担持触媒に接触し、エチレンの圧力が約２５０ｐｓｉｇ（１７２４ｋＰａ）以下、７５分間で該担体をポリエチレンで被覆したものが得られる（分子量３０，０００〜１５０，０００）。上記の重合プロセスは、その後、プレ重合触媒を用いることができる。さらに、ポリマー樹脂は、一般的に溶解ポリスチレン樹脂または類似物質中に担体を懸濁して、次に分離、乾燥させることにより担体被覆として用いることができる。
【００９５】
具体的に上記したもののほかに、その他のオレフィン系不飽和モノマーは、本発明の触媒を用いて重合できる。例えば、スチレン、アルキル置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセンや、シクロペンテン、ノルボルネン及びアルキル置換ノルボルネンのようなその他の環状オレフィンを含むその他のオレフィン系不飽和モノマーである。さらに、共重合はモノマー単位１０００までのαオレフィンマクロモノマーを組み込むこともでき、またはそれより多いモノマー単位であってもよい。
【００９６】
本発明の触媒組成物は、上述の通り、単独で用いることができ、またはその他の公知の重合触媒を混合してポリマーブレンドを調製してもよい。モノマー及び触媒選択により、個々の触媒を使用したときと類似の条件下でポリマーブレンド調製が可能となる。従って、改良されたプロセスのために用いられる増加したＭＷＤ（分子量分布）を有するポリマーが達成され、及び混合触媒系を用いて生成したポリマーから得られるその他の従来の有用な利点を得ることが達成される。
【００９７】
実施例
以下の実施例は上述の議論を説明する。該実施例は、本発明のいくつかの実施形態を示すが、いずれの具体的方法においても本発明を限定するものではない。これらの実施例において、記載の容易のため、いくつかの略称を使用する。これらは、元素の標準的な化学的略語及び一般的に受け入れられている特定の略称が挙げられる。例えば、Ｍｅ＝メチル、Ｅｔ＝エチル、Ｂｕ＝ブチル、Ｐｈ＝フェニル、ＭＡＯ＝メチルアルモキサン、及びＴＨＦ＝テトラヒドロフランである。
【００９８】
すべての割合、比率及びパーセントは、特に示さない限り重量による。すべての分子量は、特に記さない限り重量平均分子量とする。分子量（重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ））は、特に記さない限り、示差屈折率検出器を備えたウォーターズ１５０ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてゲル浸透クロマトグラフィーによって測定し、ポリスチレン標準試料により較正した。試料は、３つのＳｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＡＴ−８０Ｍ／Ｓカラムを直列に用いて、試料の溶解度によりＴＨＦ（４５℃）または１，２，４−トリクロロベンゼン（１４５℃）のいずれかに流した。この一般的技術は“Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＩＩＩ”Ｊ．Ｃａｚｅｓ Ｅｄ．，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｃｋｅｒ，１９８１，２０７頁に議論されており、米国の特許実務に従い引例により本明細書に組み込まれる。カラムの拡散に対する補正は行っていない。しかし、一般に認められている標準データ、（例えば米国規格基準局のポリエチレン１４７５）により、溶出時間から算出したＭｗ／Ｍｎは０．１単位の精度であることが証明された。ウォーターズ株式会社（Ｗａｔｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の市販のソフトウェアＥｘｐｅｒｔ Ｅａｓｅ（登録商標）を用いて数値解析を行った。“ｐｓｉｄ”の語は、モノマー追加の結果生じた差圧を示す。
【００９９】
すべての調製は、特に示さない限り、不活性な窒素雰囲気下、標準的なシュレンクまたはグローブボックス技術を用いて行った。乾燥溶媒は、無水、空気を含まない状態でアルドリッチ社から購入し、使用する前に脱ガス及びナトリウム／ベンゾフェノン（ＴＨＦ、ジエチルエーテル）五酸化リン（塩化メチレン）またはＣａＨ２（ペンタン）から真空移動させた。もしこれらの追加ステップを行わない場合、いくつかの化合物が溶液処理中わずかなｐｐｔ濃度の不溶物として観察されることがある。重合実験中用いるトルエン（高純度品、エクソンモービル・ケミカル社）は、担持還元銅スカベンジャーと分子ふるい（Ｏｘｙｃｌｅａｒ）カラム及び活性アルミナ（基準、Ｂｒｏｃｋｍａｎｎ １）カラムを通過させた。エチレン（高純度品、エクソンモービル・ケミカル社）も同様に精製した。無水及び空気を含まない状態で入手したヘキセンを、さらに窒素を用いて散布した。重水素を含む溶媒を、使用する前に脱ガスし、ナトリウム／ベンゾフェノン（ＴＨＦ）またはＣａＨ２（ベンゼン、トルエン、Ｃ６Ｄ５Ｂｒ、塩化メチレン）から真空移動させた。Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）３（ＴＨＦ）ｎ（ｎ〜２．３）はＬａｐｐｅｒｔとＰｅａｒｃｅの方法（Ｊ．Ｃ．Ｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．（１９７３）１２６）に従って調製できるが、ＳｃＣｌ３はアルドリッチ社から、ＹＣｌ３はストレム社（Ｓｔｒｅｍ）から購入した。配位子Ｒ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−Ａｒ−１−ＯＨ（Ｌ２Ｒ＝Ｍｅ、Ａｒ＝２，４−ｔＢｕ２；Ｌ３Ｒ＝ｉＰｒ、Ａｒ＝２，４−Ｍｅ２）は外部の供給業者から購入したが、Ｔｏｌｍａｎらの方法（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１９（１９９７）８２１７）に従って作成することができる。トリエチルヘキサヒドロトリアジン、Ｅｔ３ｈｔｚ（１，３，５−トリエチル−［１，３，５］トリアザシクロヘキサン）はアルドリッチ社から購入した（ＣａＨ２で乾燥させ、ろ過したもの）。親核となるトリアザシクロノナン、トリアザ［１，４，７］シクロノナンはアルドリッチ社またはマクロサイクリックス社（Ｍａｃｒｏｃｙｃｌｉｃｓ）から購入した。トリメチル誘導体１，４，７−トリメチル−トリアザ［１，４，７］シクロノナンは、Ｗｉｅｇａｈａｒｄｔ ｅｔ ａｌ．（Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ，２１（１９８２）３０８６）に記載されているように、親核となるマクロサイクルと蟻酸中のホルムアルデヒドを処理することによって作られる。２，６−ジイソプロピルフェノール（２，６−１Ｐｒ２Ｃ６Ｈ３ＯＫ）のカリウム塩は、フェノールと過剰なＴＨＦ中のＫＨとを処理することによって作られる。
【０１００】
実施例 配位子１：
Ｌ２Ｋ（Ｍｅ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−ＯＫ）の合成。
【０１０１】
Ｍｅ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−ＯＨを０．２０８ｇ含有する２５ｍＬのＴＨＦに、気体発生を引き起こす０．０２９ｇのＫＨをゆっくりと加えた。約０．０６０ｇの追加のＫＨを同様にして加えた。一晩中攪拌した後、オレンジブラウンの溶液をセライトでろ過し、ＴＨＦで洗浄した。また、溶媒は真空状態で除去した。残留物は剥離したペンタンと一緒に攪拌した。−３５℃において再結晶化を試み、数ｐｐｔ濃度を産出したが結晶ではなかった。従って、溶媒を剥ぎ取り、ｌＨ−ＮＭＲ解析により所望の生成物であることが同定された０．１７７ｇ（７７％収量）のオレンジブラウンの物質を産出した。
【０１０２】
実施例 触媒１：
Ｌ２ＳｃＣｌ２（（Ｍｅ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−Ｏ）ＳｃＣｌ２）の合成。
【０１０３】
ＳｃＣｌ３、０．０６６ｇを約２５分還流させた還流ＴＨＦ５０ｍＬに加え、熱を除去した。約１ｍＬのＴＨＦ−ｄ８に溶解させた前述の実施例から得たＬ２Ｋの全試料を約２０ｍＬのＴＨＦで希釈し、ゆっくりと一滴ずつＳｃＣｌ３溶液にかき混ぜながら加えた。次の日に、部分標本をｌＨ−ＮＭＲ解析のために取り除き、残留物を真空状態で剥離した。残留物は塩化メチレンを用いて抽出、媒体フリット上でろ過し、レッドブラウンの固体を取り除いた。そして、ろ液を乾燥して揮散させると０．１４２ｇ（７０％収量）の軽い固体を生じ、そのｌＨ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１０４】
実施例 触媒２：
Ｍｅ３ｔａｃｎ（ＡｒＯ）ＳｃＣｌ２（Ａｒ＝２，６−ｌＰｒ２Ｐｈ）の合成。
【０１０５】
ＳｃＣｌ３、０．３５０ｇを約２５分還流させた還流ＴＨＦ５０ｍＬに加え、熱を除去した。冷却後、０．４１０ｇのＭｅ３ｔａｃｎを、一過性の薄紫着色を引き起こす０．５０２ｇの固体２，６−ｌＰｒ２ＰｈＯＫに続いて加えた。一晩中攪拌した後、白色の線状沈殿が観察された。溶媒は真空状態で取り除き、固体は真空状態で取り除いた塩化メチレンと一緒に粉砕した。該固体は真空状態で取り除いたＴＨＦと意図せずに一緒に粉砕したので、塩化メチレンとの粉砕を再度行った。その後残留物を抽出して、塩化メチレンに加えた。そして該混合物は、中多孔質フリット（ｍｅｄｉｕｍ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｆｒｉｔ）でろ過、塩化メチレンで洗浄し、また、該ろ液は真空状態で乾燥減量させ、黄白色の粉末０．７８４ｇ（７３％収量）を得た。そして、その１Ｈ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１０６】
実施例 触媒３：
Ｅｔ３ｈｔｚ（ＡｒＯ）ＳｃＣｌ２（Ａｒ＝２，６−１Ｐｒ２Ｐｈ）の合成。
【０１０７】
ＳｃＣｌ３、０．３５０ｇを約２５分還流させた還流ＴＨＦ５０ｍＬに加え、熱を除去した。冷却後、０．４１２ｇのＥｔ３ｈｔｚ（トリエチルヘキサヒドロトリアジン）を０．５０９ｇの固体２，６−１Ｐｒ２ＰｈＯＫを加えた後に加えた。攪拌後、溶液は乳白色となった。溶媒は真空下で除去し、該固体を真空下で除去した塩化メチレンと一緒に粉砕した。その後残留物を抽出して、塩化メチレンに加えた。そして該混合物は、中多孔質フリットでろ過、塩化メチレンで洗浄し、また、該ろ液は真空状態で乾燥減量させ、白色の粉末０．７８０ｇ（７３％収量）を得た。そして、その１Ｈ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１０８】
実施例 触媒４：
Ｌ１Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）２（（ｉＰｒ２ｔａｃｎ−６−ＣＨ２−２，４−ｔＢｕ２−Ｃ６Ｈ３−１−Ｏ）Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）２）の合成。
【０１０９】
トルエン５〜１０ｍＬ中Ｌ１Ｈを０．２０４ｇ含む−３５℃の溶液を、トルエン５〜１０ｍＬ中Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）３（ＴＨＦ）２．３を０．２３９ｇを含む−３５℃の溶液に一滴ずつ加えた。２時間温めた後、溶媒を真空下で取り除いた。固体を数ｍＬのペンタンと一緒に粉砕し、−３５℃まで冷却した。沈殿物をろ過により収集し、真空下で乾燥することで白色固体０．２２３ｇ（６９％収量）を得た。その１Ｈ−ＮＭＲは所望の構造と一致した。
【０１１０】
実施例 重合１：
Ｌ２ＳｃＣｌ２を用いたガラス瓶重合。
【０１１１】
ガラス瓶を用いた重合試験において、２０ｍｌのガラス瓶を０．００２ｇの（１）、トルエン１０ｍＬ、３０ｗｔ％アルベマール社製ＭＡＯ１．５８ｇで攪拌棒を用いて満たした。ガラス瓶の上端部に隔膜を取り付け、１ａｔｍエチレンを上部隙間から追い出した。攪拌後、固体が生じた。４５分後、該溶液をメタノールで急冷し、その後２５ｍＬの１Ｎ ＨＣｌと一緒にかき混ぜ、さらに酸化アルミニウムを溶解させるために１２ｍＬの４Ｎ ＨＣｌとかき混ぜた。試料をろ過し、水で洗浄してから真空下、８０℃で一晩中乾燥させた。ろ紙から回収した量は、０．００７ｇであった。
【０１１２】
実施例 重合２：
実施例 触媒１（Ｌ２ＳｃＣｌ２）を用いたオートクレーブ（加圧減菌）重合。
【０１１３】
２Ｌのジッパークレーブ（Ｚｉｐｐｅｒｃｌａｖｅ）反応容器を、８００ｍＬトルエン及び１ｍＬアルベマール社製１０ｗｔ％ＭＡＯで満たし、６０℃まで温めた。次に、１を０．００５０ｇ計って分け、２ｍＬのアルベマール社製１０ｗｔ％ＭＡＯと一緒にかき混ぜた。この溶液を反応容器に入れ、その後７５ｐｓｉｄのエチレンで加圧及び８００〜１０００ｒｐｍで攪拌した。６０分後、反応容器を開けて、該物質をイソプロパノールに注ぎ、酸性メタノールで処理し、及び溶媒は空気を流して乾燥させた。この物質を新しい酸性メタノールと一緒に攪拌、ろ過してから水で洗浄し、真空下８０℃で一晩中乾燥させて、白色ポリエチレン０．３０６ｇを得た。
【０１１４】
実施例 重合３：
物質及び配合量を変えた重合を実施例重合２の手順に従って行った。物質及び配合量は表１に示す。遷移金属錯体またはメチルアルモキサンのいずれも反応容器に加えていない空実験を行い有意な重合反応にとって両成分の存在が必要であることを示した。
【０１１５】
【表１】
実施例 重合９：
実施例触媒４（Ｌ１Ｙ（ＣＨ２ＳｉＭｅ３）２）を用いたオートクレーブ（加圧減菌）重合。
【０１１７】
重合開始を、５ｍＬトルエンに５ｍｇの触媒４を加えたものを２ｍＬの１０ｗｔ％ＭＡＯを含んだ反応容器に加え、約０．２ｇ以下のポリマーを生成させた以外は実施例重合２の条件で試みた。同様に、６ｍｇの触媒４及び７ｍｇのジメチルアニリニウム・テトラキスペンタフルオロフェニルボラートを含む１２ｍＬトルエンから作った５ｍＬ溶液を、反応容器に０．０５０ｍＬのトリイソブチルアルミニウム（２５ｗｔ％トルエン溶液）と一緒に加えて、ごく微量のポリマーを得た。イットリウム上のアルキル基置換は小さい方が、重合性能を向上させると考えられる。
Claims (64)
- 以下を含有する重合触媒前駆体：
（ａ）金属；
（ｂ）少なくとも２つの第１５族成分を含有し、そのうちの少なくとも１つの第１５族成分が前記金属に結合する、中性、多座配位子；
（ｃ）前記金属に結合するモノアニオン；
（ｄ）前記モノアニオンと前記多座配位子を架橋する架橋；
（ｅ）引抜き配位子（ａｂｓｔｒａｃｔａｂｌｅ ｌｉｇａｎｄ）；及び
（ｆ）オレフィン挿入配位子 - さらに、前記モノアニオンと前記多座配位子を架橋する架橋を含む、請求項１に記載の触媒前駆体。
- 多座配位子が、少なくとも３つの第１５族成分を含有する、請求項２に記載の触媒前駆体。
- 少なくとも１つの第１５族成分が、置換または無置換の有機基に結合する、請求項３に記載の触媒前駆体。
- さらに、少なくとも２つの第１５族成分間に結合する少なくとも１つの第１４族成分を含有する、請求項４に記載の触媒前駆体。
- 少なくとも１つの第１５族成分が、置換または無置換の有機基に結合する、請求項１に記載の触媒前駆体。
- 多座配位子が、少なくとも２つの第１５族成分を含む環を含有する、請求項６に記載の触媒前駆体。
- 前記環が少なくとも３つの第１５族成分を含む、請求項７に記載の触媒前駆体。
- 前記環がさらに、少なくとも２つの第１５族成分間に結合する少なくとも１つの第１４族成分を含む、請求項８に記載の触媒前駆体。
- 前記架橋が少なくとも１つの第１３〜１６族元素を含む、請求項２に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第３、４、５、６、７、８、９または１０族から選択される、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第３族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第４族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第５族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第６族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第７族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第８族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第９族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 前記金属が第１０族遷移金属である、請求項１０に記載の触媒前駆体。
- 以下を含有する重合触媒前駆体：
（ａ）＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）以下を含む多座配位子：
（ｉ）少なくとも２つの第１５族成分を含む環であって、それぞれ少なくとも１つの第１４族成分を通してお互いに架橋し、該環は前記金属に結合し、それぞれの第１５族成分は任意で置換または無置換の有機基に結合する環；
（ｉｉ）前記金属に結合するモノアニオン；及び
（ｉｉｉ）該モノアニオンと該環を結合する架橋。 - 以下の工程を含むオレフィン重合方法：
（ａ）モノマーを提供する工程；
（ｂ）以下を含有する重合触媒を提供する工程：
（ｉ）＋３の酸化状態の金属；
（ｉｉ）以下を含む多座配位子：
（ｉｉｉ）少なくとも２つの第１５族成分を含んだ置換部分であって、それぞれが少なくとも１つの第１４族成分を通してお互いに架橋し、該置換部分は前記金属に結合し、各第１５族成分は任意に置換または無置換の有機基に結合するもの；
（ｉｖ）前記金属に結合するモノアニオン；及び
（ｖ）前記モノアニオンと前記置換部分を結合する架橋。
（ｃ）適当な重合条件下、前記モノマーを前記触媒と接触させる工程。 - 多座配位子が少なくとも３つの第１５族成分を含む、請求項１４に記載の方法。
- 置換部分が少なくとも２つの第１５族成分を含んだ環を含有する、請求項１４に記載の方法。
- 多座配位子が少なくとも３つの第１５族成分を含んだ環を含有する、請求項１６に記載の方法。
- 架橋が少なくとも１つの第１３〜１６元素を含有する、請求項１４に記載の方法。
- 以下の工程を含むオレフィン重合方法：
（ａ） モノマーを提供する工程であって、
（ｉ）以下を含有する重合触媒前駆体を提供する工程：
（ｉｉ）＋３の酸化状態の金属；
（ｉｉｉ）多座配位子であって、置換部分は少なくとも２つの第１５族成分を含み、それぞれが少なくとも１つの第１４族成分を通してお互いに架橋し、該置換部分は前記金属に結合し、各第１５族成分は任意に置換または無置換の有機基に結合するもの。さらに、該多座配位子は前記金属に結合するモノアニオンを含み、及び該モノアニオンが前記置換部分に結合する架橋を含む。
（ｂ） 活性剤を提供する工程；
（ｃ） 活性剤を用いて触媒前駆体を活性化させる工程；及び
（ｄ） 適当な重合条件下で、前記モノマーと活性触媒を接触させる工程。 - 以下を含有する、適当なモノマーと触媒前駆体を接触させることにより調製されるポリマー：
（ａ） ＋３の酸化状態の金属；
（ｉ）少なくとも２つの第１５族成分を含み、そのうちの少なくとも１つの第１５族成分が前記金属に結合する、中性、多座配位子
（ｉｉ）前記金属に結合するモノアニオンを含有する。 - モノアニオンと多座配位子を結合する架橋をさらに含有する、請求項２０に記載のポリマー。
- 多座配位子が少なくとも３つの第１５族成分を含有する、請求項２１に記載のポリマー。
- 少なくとも１つの第１５族成分が置換または無置換の有機基に結合する、請求項２２に記載のポリマー。
- 少なくとも２つの第１５族成分間に結合する少なくとも１つの第１４族成分をさらに含有する、請求項２３に記載のポリマー。
- 少なくとも１つの第１５族成分が置換または無置換の有機基に結合する、請求項１から３１のいずれか１つに記載のポリマー。
- 多座配位子が少なくとも２つの第１５族成分を含んだ環を含有する、請求項２１に記載のポリマー。
- 環が少なくとも３つの第１５族成分を含有する、請求項２７に記載のポリマー。
- 環が、少なくとも２つの第１５族成分間に結合する少なくとも１つの第１４族成分をさらに含有する、請求項２８に記載のポリマー。
- 架橋が少なくとも１つの第１３〜１６元素を含有する、請求項２９に記載のポリマー。
- 金属が第３、４、５、６、７、８、９または１０族から選択される、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第３族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第４族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第５族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第６族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第７族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第８族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第９族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 金属が第１０族遷移金属である、請求項３０に記載の触媒前駆体。
- 以下を含有する、適当なモノマーと触媒前駆体を接触させることにより調製されるポリマー：
（ａ）＋３の酸化状態の金属；
（ｉ）以下を含有する多座配位子：
（ｉｉ）少なくとも２つの第１５族成分を含む環であって、それぞれ少なくとも１つの第１４族成分を通してお互いに架橋し、該環は前記金属に結合し、それぞれの第１５族成分は任意で置換または無置換の有機基に結合する環；
（ｉｉｉ）前記金属に結合するモノアニオン；及び
（ｉｖ）該モノアニオンと該環を結合する架橋 - 以下の工程を含む方法から生成されるポリマー：
（ａ）モノマーを提供する工程；
（ｉ）以下を含有する重合触媒を提供する工程：
（ｉｉ）＋３の酸化状態の金属；
（ｉｉｉ）多座配位子であって、置換部分は少なくとも２つの第１５族成分を含み、それぞれが少なくとも１つの第１４族成分を通してお互いに架橋し、該置換部分は前記金属に結合し、各第１５族成分は任意に置換または無置換の有機基に結合するもの；さらに、該多座配位子は前記金属に結合するモノアニオンを含み、及び該モノアニオンが前記置換部分に結合する架橋を含む。
（ｂ）適当な重合条件下で、前記モノマーと触媒を接触させる工程。 - 以下を含有する、適当なモノマーと触媒前駆体を接触させることにより調製されるポリマー：
（ａ）＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）多座配位子であって、以下を含むもの：
（ｉ）少なくとも２つの第１５族成分を含む環であって、それぞれ少なくとも１つの第１４族成分を通してお互いに架橋し、該環は前記金属に結合し、それぞれの第１５族成分は任意で置換または無置換の有機基に結合する環；
（ｉｉ）前記金属に結合するモノアニオン；及び
（ｉｉｉ）該モノアニオンと該環を結合する架橋。 - 以下の式を有する金属錯体を含有する触媒前駆体。
Ｍ（ＬＴＥ）（Ｑ）ｎＬ’ｑ
ここで、（ａ）Ｍは＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）ＬＴＥは多座配位子であって、Ｌは多座配位部分、Ｅはアニオン及びＴはＬとＥ間の共有結合基；
（ｃ）Ｑはモノアニオン単座配位またはジアニオン二座配位子；
（ｄ）ｎはＱとして記載されるアニオン性配位子の数；
（ｅ）Ｌ’は任意的なルイス塩基；及び
（ｆ）ｑはルイス塩基の数を表すものである。 - ＬがＣ６Ｈ１４−ｘＰｎ３Ｒｘである、請求項３６に記載の触媒前駆体。
（ａ）Ｒは、以下から独立して選択される；
（ｉ）ハロゲン化物；
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｖ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル、
（ｂ）Ｐｎはピニクチド（ｐｎｉｃｔｉｄｅ）；及び
（ｃ）ｘは環−Ｒ原子置換の数である。 - Ｐｎがリンまたは窒素から選択される、請求項３７に記載の触媒前駆体。
- Ｔが少なくとも１つの第１４または１５族元素を含有する、請求項３７に記載の触媒前駆体。
- Ｅが少なくとも１つの第１４〜１６族元素を含有する、請求項３８に記載の触媒前駆体。
- Ｅが、シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、置換アミド、置換ホスフィド、酸素、硫黄またはセレニウム成分から選択される、請求項４０に記載の触媒前駆体。
- ｘが２である、請求項３８に記載の触媒前駆体。
- 活性剤及び金属錯体を含有する触媒であって、金属錯体は以下の式を有する。
（Ｃ６Ｈ１２Ｎ３Ｒ２ＴＮＲ’）ＭＸ２Ｌ’
ここで、（ａ）Ｍは＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）Ｘは引抜き配位子；
（ｃ）Ｒは、以下から独立して選択される
（ｉ）ハロゲン化物；
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｖ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル；
（ｄ）Ｔは少なくとも１つの第１４または１５族原子を含有する共有結合基；
（ｅ）Ｒ’はＲから選択され、Ｒは以下から独立して選択される
（ｖ）ハロゲン化物；
（ｖｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｖｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｖｉｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル；
（ｆ）Ｑはモノアニオン単座配位子またはジアニオン二座配位子；
（ｇ）Ｌ’は５以下の任意的なルイス塩基配位子。 - 活性剤及び以下の式で表される金属錯体を含有する触媒。
（Ｃ６Ｈ１２Ｎ３Ｒ２ＴＣｐ）ＭＸ２Ｌ’
ここで、（ａ）Ｍは＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）Ｘは引抜き配位子；
（ｃ）Ｒ及びＲ’は、以下から独立して選択される
（ｉ）ハロゲン化物；
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｖ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル；
（ｄ）Ｔは少なくとも１つの第１４または１５族原子を含有する共有結合基；
（ｅ）Ｑはモノアニオン単座配位子またはジアニオン二座配位子；
（ｆ）Ｌ’は５以下の任意的なルイス塩基配位子；及び
（ｇ）Ｃｐはシクロペンタジエニル配位子。 - 金属錯体を含有する触媒前駆体を用いて生成されるポリマーであって、金属錯体は以下の式で表される。
Ｍ（ＬＴＥ）（Ｑ）ｎＬ’ｑ
ここで、（ａ）Ｍは＋３の酸化状態の金属；
（ｉ）ＬＴＥは多座配位子であって、Ｌは多座配位部分、Ｅはアニオン及びＴはＬとＥ間の共有結合基；
（ｂ）Ｑはモノアニオン単座配位子またはジアニオン二座配位子；
（ｃ）ｎはＱとして記載されるアニオン性配位子の数；
（ｄ）Ｌ’は任意的なルイス塩基；及び
（ｅ）ｑはルイス塩基の数を表すものである。 - ＬがＣ６Ｈ１４−ｘＰｎ３Ｒｘである、請求項４５に記載のポリマー。
（ａ）Ｒは、以下から独立して選択される
（ｉ）ハロゲン化物；
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｖ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル、；
（ｂ）Ｐｎはピニクチド；及び
（ｃ）ｘは環−Ｒ原子置換の数である。 - Ｐｎがリンまたは窒素から選択される、請求項４６に記載のポリマー。
- Ｔが少なくとも１つの第１４または１５族元素を含有する、請求項４６に記載のポリマー。
- Ｅが少なくとも１つの第１４〜１６族元素を含有する、請求項４６に記載のポリマー。
- 活性剤及び以下の式で表される金属錯体を含有する触媒を用いて生成されるポリマー
（Ｃ６Ｈ１２Ｎ３Ｒ２ＴＮＲ’）ＭＸ２Ｌ’
ここで、（ａ）Ｍは＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）Ｘは引抜き配位子；
（ｃ）Ｒは、以下から独立して選択される
（ｉ）ハロゲン化物；
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｖ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル；
（ｄ）Ｔは少なくとも１つの第１４または１５族原子を含有する共有結合基；
（ｅ）Ｒ’はＲから選択され、Ｒは以下から独立して選択される
（ｉ）ハロゲン化物；
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビルラジカル；
（ｉｉｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｖ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル；
（ｆ）Ｑはモノアニオン単座配位子またはジアニオン二座配位子；
（ｇ）Ｌ’は５以下の任意的なルイス塩基配位子。 - 活性剤及び以下の式で表される金属錯体を含有する触媒を用いて生成されるポリマー
（Ｃ６Ｈ１２Ｎ３Ｒ２ＴＣｐ）ＭＸ２Ｌ’
ここで、（ａ）Ｍは＋３の酸化状態の金属；
（ｂ）Ｘは引抜き配位子；
（ｃ）Ｒ及びＲ’は、以下から独立して選択される
（ｉ）少なくとも１つの水素基を有するＣ１−Ｃ２０の置換ヒドロカルビルラジカルであって、該少なくとも１つの水素基の１つがハロゲン、アミド、ホスフィド、アルコキシまたはアリールオキシ基によって置換されたもの；及び
（ｉｉ）Ｃ１−Ｃ２０のヒドロカルビル置換第１３〜１４族半金属ラジカル；
（ｄ）Ｔは少なくとも１つの第１４または１５族原子を含有する共有結合基；
（ｅ）Ｑはモノアニオン単座配位子またはジアニオン二座配位子；
（ｆ）Ｌ’は５以下の任意的なルイス塩基配位子；及び
（ｇ）Ｃｐはシクロペンタジエニル配位子。
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