JP2004537584A - 連鎖生長反応方法 - Google Patents

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Abstract

本方法は、アルキル亜鉛におけるアルファ−オレフィンの触媒性連鎖生長反応を介したアルキル亜鉛連鎖生長生成物の調製について開示しており、本連鎖生長触媒システムは3−10族の遷移金属、又は3族の典型金属、又はランタノイド又はアクチニド錯体、及び状況に応じて好適な活性化剤を採用する。本生成物は更にアルキル亜鉛連鎖生長生成物からアルファ−オレフィンとして生長したアルキルのオレフィンを置換することによってアルファ−オレフィンへ変換されるか、或いは、得られたアルキル亜鉛連鎖成長生成物を酸化してアルコキシド化合物を形成し、続いてアルコキシドを加水分解することによって第一アルコールへ変換されることが可能である。

Description

【0001】
本発明は低分子量アルキル亜鉛を伴った、低級オレフィン、特にエチレンの連鎖生長反応によるアルキル亜鉛の調整に関し、特に第3−10族の遷移金属、第3族の典型金属、ランタニド又はアクチニド錯体、及び状況に応じて好適な活性化剤からなる触媒システムによって触媒された亜鉛の連鎖生長方法に関する。
【0002】
アルキル亜鉛(及びアルケニル亜鉛)の低級オレフィンとの反応性は報告されており、有機金属化学ジャーナル(Journal of Organometallic Chemistry)1973,60,1乃至10頁(非特許文献1);リービッヒ アン化学(Liebigs Ann.Chem.)1975,1162乃至1175頁(非特許文献2);有機金属化学ジャーナル1981,221,123乃至130頁(非特許文献3)を参照のこと。ジ−tert−ブチル亜鉛は2当量のエチレンと−20C及び75Cの間で反応し、ビス(3,3−ジメチルブチル)亜鉛が生じ、各アルキル亜鉛基に一つのエチレン分子のみが有効に挿入される。ジアルク−2−エニル亜鉛(Dialk−2−enylzinc)化合物に2当量のエチレンが付加されてジアルク−4−エニル亜鉛(dialk−4−enylzinc)化合物が生じ、各アルケニル亜鉛基に一つのエチレン分子のみが反応する。アルキル亜鉛核種とオレフィンとの間の第二の種類の反応も知られている。これはオレフィンと反応する(α−ハロアルキル)亜鉛中間体を伴ってシクロプロパン生成物を生成し、しばしばシモンズ−スミス法と呼ばれる[J.Am.Chem Soc.81,4256(1959);Ibid,86,1337,(1964);Org React.,20,1−131(1973)参照]。
【0003】
低分子量アルキル亜鉛との低級オレフィンの反応によるアルキル亜鉛の調製について何ら報告はなく、この場合一つ以上のオレフィンがアルキル亜鉛結合中に挿入されるか、或いは連鎖生長工程が触媒システムによって触媒される。これらの種類の反応は化学量論的な連鎖生長の例であり、触媒されたものは触媒性連鎖生長として当技術分野において公知である(方程式1、M=Zn参照)。
【0004】
【数1】
Figure 2004537584
【0005】
エチレンの触媒性連鎖生長はアルキルアルミニウム(方程式1においてM=Al)で実証されており、ここで活性メタロセン化合物が触媒システムとして作用する。これは米国特許第5210338号明細書(特許文献1)及び米国特許第5276220号明細書(特許文献2)に開示されている。米国特許第5210338号明細書に開示された方法によると、ジルコニウム及びハフニウムのメタロセンハロー−錯体(metallocene halo−complexes)並びにメチルアルミノキサン(methylaluminoxane:MAO)と組み合わさった同類の錯体とからなる触媒システムがアルキルアルミニウムを生成し、ここでエチレン連鎖生長生成物はシュルツ−フローリーの統計的分布によって最も良く表されており;ポリエチレンは分解しづらい副産物である。シュルツ−フローリーの分布は式χ=β/(1+β)によって表され、ここでχはエチレンを付加したpを含むモル比率であり、βはシュルツ−フローリーの分布係数である。米国特許第5276220号明細書に開示された方法によると、アルキルアルミニウム連鎖生長は活性化アクチニドメタロセン化合物からなる触媒システムでもって穏やかな温度及び圧力にて触媒される。その上、米国特許第5276220号明細書に開示された方法から得られたエチレン連鎖生長生成物はポアソンのようなアルキル鎖長分布を示し、重合体副産物の形成を回避している。ポアソン鎖長統計的分布は式χ=(x−x)/p!によって表され、ここでχはエチレンを付加したpを含むモル比率であり、xはAl−C結合当たりに付加された平均エチレン数と等しいポアソン分布係数である。これらの特許に開示されているように、アルキルアルミニウムによる触媒性エチレン連鎖生長は、非触媒性の化学量論的なエチレン連鎖生長がアルキルアルミニウムにおいて(100乃至200℃、2000乃至4000psiエチレン)稼動するより劇的に低い圧力及び温度にて稼動する。
【0006】
アルキルアルミニウムにおけるエチレン連鎖生長方法の多くが直鎖状のアルファ−オレフィン及び直鎖状のアルコールの生成において特に有用であると知られている。連鎖生長反応と同時にオレフィン生成物をエチレンと置換(displacement)することによって、生成物のシュルツ−フローリーのような分布を引き起こすか、或いは第二の分離工程においてオレフィン生成物をエチレンとの置換(displacement)することによって、アルファ−オレフィンはアルミニウムにおけるアルキル連鎖生長から生成されることが可能である。触媒性連鎖生長方法では、非触媒性の連鎖生長反応をもたらすことが要求されるようなより促進的な条件下にて生成されたものより高級直鎖状アルキル基が生じるということが知られている。
【0007】
しかしながら、ある場合において、上記のような方法に存在するアルキルアルミニウムの核種(aluminium alkyl species)の物理的及び化学的な特性が、公知の触媒性連鎖生長方法の実用性を制限する。アルキルアルミニウム化合物は互いに分離すること或いは生成オレフィンから分離することの困難であり得る合成的な錯体単量体及び二量体の核種を形成する。それらは生成オレフィンと反応し得、好ましからざる副産物を形成し、二酸化炭素のような比較的不活性な化学物質とでさえそれらは高活性であり、そのうち、メタロセン連鎖生長触媒システムを不活性化する可能性があり、その結果その価格を非常に増加させてしまう。
【0008】
従って、アルキルアルミニウムを用いた公知の方法の制限を保有しない或いは制限を実質的の減少された触媒性連鎖生長方法を開発することが望ましい。
【非特許文献1】
有機金属化学ジャーナル(Journal of Organometallic Chemistry)1973,60,1乃至10頁
【非特許文献2】
リービッヒ アン化学(Liebigs Ann.Chem.)1975,1162乃至1175頁
【非特許文献3】
有機金属化学ジャーナル(Journal of Organometallic Chemistry)1981,221,123乃至130頁
【特許文献1】
米国特許第5210338号明細書
【特許文献2】
米国特許第5276220号明細書
【0009】
アルキルアルミニウムの代わりにアルキル亜鉛化合物を使用することにより、上記問題のいくつかが見事に解決されることを我々は見出した。従って、本発明によって、アルキル亜鉛を連鎖生長触媒システムに接触させることからなり、このシステムが3−10族の遷移金属、又は3族の典型金属、又はランタニド又はアクチニド錯体、及び状況に応じて好適な活性化剤を採用する、アルキル亜鉛におけるアルファ−オレフィンの触媒性連鎖生長反応を介したアルキル亜鉛連鎖生長生成物の調整方法が提供される。このアルキル亜鉛連鎖生長生成物は単一物質或いは化合物の混合物であってよく、そしてアルファオレフィン、アルコール、潤滑油、特殊化学製品、及び製薬、触媒システム、重合中間体又は重合物質を調製するために使用され得る。
【0010】
アルキル亜鉛におけるアルファ−オレフィンの触媒性連鎖生長反応に続いて、アルキル亜鉛連鎖生長生成物からのアルファ−オレフィンとして生長したアルキルへのオレフィン置換によるアルファ−オレフィンの調製方法も提供され、ここで連鎖生長触媒システムは3−10族の遷移金属、3族の典型金属、ランタニド又はアクチニド錯体及び状況に応じて好適な活性化剤を採用する。
【0011】
アルキル亜鉛におけるアルファ−オレフィンの連鎖生長反応、アルコキシド化合物を形成するための得られたアルキル亜鉛連鎖生長生成物の酸化に続いて、第一級アルコールを生成するためのアルコキシドの加水分解によって、第一級アルコールの調製方法も提供され、ここで連鎖生長触媒システムは3−10族の遷移金属、3族の典型金属、ランタニド又はアクチニド錯体及び状況に応じて好適な活性化剤を採用する。
【0012】
本発明は又、別の態様において、アルキル基が約200の炭素原子までの鎖長の実質的にポアソンのような統計的分布をたどるアルキル亜鉛錯体の組成物、及びアルキル基が約50,000の炭素原子までの鎖長の実質的にシュルツ−フローリーのような統計的分布をたどるアルキル亜鉛錯体の組成物を提供する。
【0013】
連鎖生長に好適なオレフィンの例は、C乃至C26のアルファ−オレフィン、及びそれらの混合物を含むが、これに限定されず、C乃至C16の直鎖状アルファ−オレフィンがより好ましいオレフィンである。より高級な直鎖状アルキル亜鉛連鎖生長生成物、そして直鎖状アルファ−オレフィン及び直鎖状第一アルコールのようなそれらから誘導された物質の調整のために、エチレンは最も好ましいオレフィンである。使用目的に依存して、生長したアルキル核種のシュルツ−フローリーのような分布を、本発明を介して、作り出すことが望ましいであろう、一方、他の場合は生長したアルキル亜鉛核種のポアソンのような分布も有益であろう。別の生成物の分布及びシュルツ−フローリー及びポワソン統計値によって特徴付けられたものの間の中間の分布は当業者にとって触媒及び/又は工程条件を操作することによって達成され得る。連鎖生長アルキル及びそれらの誘導体の類似の骨格構造は触媒、オレフィン供給、最初のアルキル亜鉛核種、及び反応条件を巧みに制御することによって変化させることが可能である。例えば、低温度、エチレン−ベースエラストマー又はプラストマー構造を含む重合中間体を生成するために、好適なビス(イミン)ニッケル又は追加のコモノマーの有無にかかわらずエチレンと共に[1,4−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,4−ジアザ−2,3−ジメチルブタジエン]ニッケル(II)ブロマイドのようなPd触媒及びアルキル亜鉛核種が採用されることが可能であり、その結果のZn−キャップド物質はAB−型ブロック共重合体を形成するのに有効である。
【0014】
触媒性連鎖生長反応は当業者にとって容易に理解できる工程条件の範囲のもと:トルエン又はヘプタンのような不活性炭化水素希釈剤の存在下又は非存在下の異種液体相反応として;二相液体/液体反応として;触媒及び/又は反応生成物がほとんど又は全く溶解性ではない又は担持されているスラリー工程として;本質的にニートなアルキル亜鉛又はオレフィンが主要媒体としての役割を果たすバルク工程として;
揮発性アルキル亜鉛核種及びオレフィンが気態からの触媒と接触する気相工程として、達成されることが可能である。
ある場合には、連鎖生長反応は続いて起こる連鎖生長アルキル亜鉛の反応の生成物の存在下実施されることが可能であり、限定されない例はジブチル亜鉛へのエチレンの(触媒性の)添加で液相において利用される希釈剤の一部又は全てを構成するテトラデセン及びその他の連鎖生長直鎖状のアルファオレフィンである。触媒性連鎖生長反応は公知の種類の(例えば垂直又は水平攪拌床、固定床、又は流動床反応器のような)気相反応器、(例えばプラグフロー、連続攪拌タンク又はループ型反応器のような)液相反応器、又はそれらの組み合わせにおいて達成されて良い。
【0015】
触媒性連鎖生長反応のための反応温度は、常温以下の温度(20℃以下)からおおよそ200℃までさまざまであってよい。エチレンの圧力は1500psig以下の圧力で稼動されることが一般的に都合良いが、約1psigから約5000psigまで変化してよい。
【0016】
連鎖生長のための好適なアルキル亜鉛供給化合物は、R’R”CH−Zn−又はR’R”C−Zn−成分を含む如何なる核種又は核種の混合物であり、ここでR’及びR”は個別に存在し、水素、ヒドロカルビル、シリル又は置換ヒドロカルビル基であり得;R’及びR”は連結していてよく、そしてそれ故環状核種を形成してよく;R’R”C−Zn−の場合、Znへ結合するCは不飽和である[限定されない例としてR’R”C−Zn−化合物がジ−フェニル−Zn及び(C)ZnEtである]。R’R”CH−Zn−成分を含む化合物は、ジアルキル亜鉛及びアルキル亜鉛水素化物を含み、これらは式RZnHによって表され得、ここでmは1又は2及びnは0又は1、m+n=2、及び各Rは個別にC乃至C30アルキルである。これらの化合物の混合物は使用され得る。好適な供給化合物の特定の限定されない例は、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジ−n−ブチル亜鉛、ジ−n−へキシル亜鉛、ジベンジル亜鉛、ジ−n−デシル亜鉛、ジ−n−ドデシル亜鉛等を含む。連鎖生長工程に好ましいアルキル亜鉛供給原料は偶数の炭素数を備えたアルキル基を有する低分子量アルキル亜鉛であり、特にジエチル亜鉛及びジ−n−ブチル亜鉛である。その他のジアルキル亜鉛の調製のための手段が文献にて公知のであり、それはハロゲン化アルキル亜鉛の熱不均化、アルキルアルミニウム化合物による亜鉛塩のアルキル化及びZnのジアルキル水銀化合物との金属交換を含むものの、ジエチル亜鉛が工業的に利用可能である。
【0017】
連鎖生長触媒システムは3−10族の遷移金属、3族の典型金属、ランタニド又はアクチニド錯体及び状況に応じて好適な活性化剤を採用する。
【0018】
好適な錯体はメタロセンであり、これは少なくとも一つのシクロペンタジエニル−ベースの環状リガンドを含んでよい。本特許明細書の目的のために、用語「メタロセン」は一つ又はそれ以上の置換されていない又は置換されたシクロペンタジエニル又は3−6族の遷移金属、3族の典型金属、ランタニド又はアクチニドと組み合わせたシクロペンタジエニル成分を含むことが規定されている。一つの実施の形態において、メタロセン触媒成分は一般式(CMRR’によって表され、ここにおいて少なくとも一つのCは置換されていない、又は、望ましくは置換されたシクロペンタジエニル環か、インデニル成分、ベンズインデニル成分、フルオレニル成分等のような置換された又は置換されていない環状システムか、ボロル(borolles)又はホスホル(phospholes)のようなη−5結合の可能なその他の如何なるリガンドかであり;Mは4,5又は6族の遷移金属、ランタニド又はアクチニドであり;R及びR’はハロゲン、ヒドロカルビル基、又は1−20の炭素原子を有するヒドロカルビル基又はそれらの組合せから個別に選択され;m=1−3、n=0−3、p=0−3及びm+n+pの総計はMの酸化状態と等しく、望ましくはm=2、n=1、及びp=1である。Cpは置換基の組み合わせで置換され得、これは同じ又は異なっていてよい。置換基の限定されない例は、水素或いは1乃至20の炭素原子を有する直鎖状、樹状又は環状のアルキル、アルケニル又はアリールラジカルを包含する。
【0019】
別の実施の形態において、メタロセン触媒成分は式:
(CR’R”(CR’)MeQ3−p−x、又は
R”(CR’MeQ’
によって表され、
ここにおいてMは4,5又は6族の遷移金属、ランタニド又はアクチニドであり;少なくとも一つのCR’は置換されたシクロペンタジエニルであり;各R’は、同じ又は異なっていて良く、水素、アルキル、アルケニル、アリール、アルキルアリール又は1乃至20の炭素原子か互いに連結し置換された又は置換されていない環の一部或いは4乃至20の炭素原子を有する環を形成する2つの炭素原子かを有するアリールアルキルラジカルであり、R”は2つの(CR’)環を架橋するか、又は1つの(CR’)環をMに架橋する炭素、ゲルマニウム、シリコン、リン又は窒素原子含有ラジカルの少なくとも一つ又はその組み合わせであり、p=0及びx=1のとき、それ以外は「x」は常に0と等しい;各Qは、同じ又は異なっていて良く、アリール、アルキル、アルケニル、アルキルアリール又は1乃至20の炭素原子を有するアリールアルキルラジカル、ハロゲン又はアルコキシドから選択され;Q’は1−20の炭素原子を有するアルキリデンラジカルであり、sは0又は1で、sが0のときmは5でpは0,1又は2であり、sが1のとき、mは4でpは1である。
【0020】
好ましいメタロセンはビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロライド、ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムトリクロライド、(テトラメチルシクロペンタジエニル)(t−ブチルアミド)(ジメチルシラン)チタニウムジメチル、及び(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドである。
【0021】
別の好適な錯体は中性、モノ陰イオン性、ジ陰イオン性リガンドを含む3−10族の遷移金属、3族の典型金属、ランタニド又はアクチニド錯体であり、これは一座、二座、三座又は四座であり得、N,P,O又はSのうちの少なくとも一つよりなる。そのような錯体の限定されない例は国際公開第96/23010号パンフレット,国際公開第97/02298号パンフレット,国際公開第98/30609号パンフレット,国際公開第99/50313号パンフレット,国際公開第98/40374号パンフレット,国際公開第00/50470号パンフレット,国際公開第98/42664号パンフレット,国際公開第99/12981号パンフレット,国際公開第98/27124号パンフレット,国際公開第00/47592号パンフレット,国際公開第01/58966号パンフレット及び我々自身の同時係属出願国際出願第02/02247号明細書及び国際出願第02/02144号明細書に開示されている。
【0022】
遷移金属錯体の好ましいクラスは一般的に
式(I):
【0023】
【化1】
Figure 2004537584
によって表され、
ここにおいて、MはY[II],Y[III],Sc[II],Sc[III],Ti[II],Ti[III],Ti[IV],Zr[II],Zr[III],Zr[IV],Hf[II],Hf[III],Hf[IV],V[II],V[III],V[IV],Nb[II],Nb[III],Nb[IV],Nb[V],Ta[II],Ta[III],Ta[IV],Cr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II]であり、Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し、YはC又はP(R)であり;Yは−O(R),−O(この場合OからMへの結合が共有結合である),−C(R)=O,−C(R)=N(R),−P(R)(R)=N(R)又は−P(R)(R)=Oであり;R,R,R,R,R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は個別に水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから選択され、そして隣接した如何なるものも互いに連結し環を形成し得;GはY及びYの間の直接結合か、架橋基の何れかであり、これはqが1のとき状況に応じてMとつながる第三の原子を含み;LはMと供与結合する官能基であり;nは0乃至5であり;mは1乃至3で、qは1又は2である。
【0024】
ある好ましい錯体は一般式(II):
【0025】
【化2】
Figure 2004537584
によって表され、
ここにおいて、Rは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換、ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され、そして他の全ての置換基は上記にて規定された通りである。式(II)の錯体において、Mは望ましくは第IV族金属特にTi,Zr、第VI族金属特にCr、又は第VIII族金属特にNi,Co又はPdである。望ましくは、R及びRは互いに連結しフェニルを形成し、これは望ましくは置換される。好ましい置換基はC−Cアルキル又はC−C24アリール又はアラルキルである。特に、フェニル基はt−ブチル基又はアントラセニル基との酸素結合に隣接した位置にて置換されていてよく、それ自身置換されていてよい。
【0026】
更なる好ましい錯体は式(III):
【0027】
【化3】
Figure 2004537584
であり、
ここにおいてMはCr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II],Cu[I],Cu[II]であり、Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し、R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され、そしてR及びRは互いに連結して環を形成し;R及びRは各々上記にて規定された通りであり;そしてLはMと供与結合する官能基であり;nは0乃至5であり;mは1乃至3で、qは1又は2である。望ましくはMはFe、Ni又はPdである。
【0028】
特に好ましい錯体は以下の式(IV):
【0029】
【化4】
Figure 2004537584
を有し、
ここにおいて、M[T]はTi[II],Ti[III],Ti[IV],Zr[II],Zr[III],Zr[IV],Hf[II],Hf[III],Hf[IV],V[II],V[III],V[IV],Nb[II],Nb[III],Nb[IV],Nb[V],Ta[II],Ta[III],Ta[IV],Cr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II]であり;Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し;Tは遷移金属Mの酸化状態でありそしてbは原子又は官能基Xの価数であり;YはC又はP(R)であり、A乃至Aは各々個別にN又はP又はCRであるが、ただし少なくとも一つはCRであり;R,R,R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され;そしてR及びRは各々上記にて規定された通りである。
【0030】
望ましくはYはCである。望ましくはA乃至Aは各々個別にCRであり、ここでRは上記にて規定された通りである。他の好ましい実施の形態において、A及びAが両方ともNでAがCRである、或いはA乃至Aのうちの一つがNで残りが個別にCRである。
【0031】
そのような実施の形態の例は以下:
【0032】
【化5】
Figure 2004537584
を包含し、
ここにおいて、R,R及びRは各々個別に、H又はC−C10アルキル、アリール又はアラルキルである。
【0033】
一般的に、上記式中において、R及びRは望ましくは置換された又は置換されていない脂環式、複素環又は芳香族基、例えばフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2,6−ジイソプロピルフェニル、2,3−ジイソプロピルフェニル、2,4−ジイソプロピルフェニル、2,6−ジ−n−ブチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2−t−ブチルフェニル、2,6−ジフェニルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,6−トリフルオロメチルフェニル、4−ブロモ−2,6−ジメチルフェニル、3,5−ジクロロ2,6−ジエチルフェニル及び2,6−ビス(2,6−ジメチルフェニル)フェニル、シクロヘキシル、ピローリル(pyrolyl)、2,5ジメチルピローリル(2,5dimethylpyrolyl)及びピリジニル(pyridinyl)から個別に選択される。
【0034】
好ましい実施の形態において、Rは官能基「P」によって表され、Rは官能基「Q」によって以下のように表される:
【0035】
【化6】
Figure 2004537584
ここにおいて、R19乃至R28は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され;如何なる2つの又はそれ以上のR乃至R、R及びR19乃至R28がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルであるとき、前記2つ又はそれ以上が一つ又はそれ以上の環状置換基を形成するようつながり得る。
【0036】
望ましくは、R19,R20,R21及びR22の少なくとも一つはヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルである。より望ましくは、R19及びR20の少なくとも一つ、並びにR21及びR22の少なくとも一つはヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルである。最も望ましくは、R19,R20,R21及びR22はヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルから全て個別に選択される。R19,R20,R21及びR22は望ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、4−メチルペンチル、n−オクチル、フェニル及びベンジル(benzy)から個別に選択される。
【0037】
,R,R,R,R,R19,R20,R21,R22,R23,R25,R26及びR28は望ましくは水素及びC乃至Cヒドロカルビル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、フェニル及びベンジルから個別に選択される。
【0038】
特に望ましい錯体は式Zを有する
【0039】
【化7】
Figure 2004537584
ここにおいて、全ての置換基は上記にて規定された通りである。望ましい錯体は2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6トリメチルアニル(anil))FeCl及び2,6−ジアセチルピリジンビス(2,6ジイソプロピルアニル(anil))FeClである。
【0040】
他の実施の形態において、上記全ての構造に応用可能であるが、Rは式−NR2930を有する官能基であり、Rは式−NR3132を有する官能基であり、ここにおいて、R29乃至R32は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され、そして一つ又はそれ以上の環状置換基を形成するようつながり得る。そのような化合物の例は国際公開第00/50470号明細書に開示されている。
【0041】
及びRの両者の別の好ましい置換基は、我々自身の同時係属出願国際出願第02/02247号に開示されているようなピラゾーリル基である。
【0042】
特に好ましいものは式(II):
【0043】
【化8】
Figure 2004537584
を有する置換基である。
【0044】
上記のような錯体中においてXで表された原子又は官能基は、例えばハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、チオラート、チオカルボン酸、BF 、BF 、水素化物、ヒドロカルビル酸化物、カルボン酸塩、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル及びヘテロヒドロカルビル又はβ−ジケトンから選択されることが可能である。そのような原子又は官能基の例は、塩化物、臭化物、メチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、デシル、フェニル、ベンジル、メトキシド、エトキシド、イソプロポキシド、トシレート、トリフレート、ホルメート、アセテート、フェノキシド及びベンゾエートである。式(I)の化合物における原子又は官能基Xの好ましい例はハロゲン化物、例えば、塩化物、臭化物;水素化物;ヒドロカルビル酸化物、例えば、メトキシド、エトキシド、イソプロポキシド、フェノキシド;カルボン酸塩、例えば、ホルメート、アセテート、ベンゾエート;ヒドロカルビル、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、デシル、フェニル、ベンジル;置換ヒドロカルビル;へテロヒドロカルビル;トシレート;及びトリフレートである。好ましくはXはハロゲン化物、水素化物及びヒドロカルビルから選択される。塩化物が特に好ましい。
【0045】
Lは例えばテトラヒドロフラン又はジエチルエーテルのようなエーテル、エタノール又はブタノールのようなアルコール、第一、第二又は第三アミン、又はフォスフィンであって良い。
【0046】
連鎖生長触媒システムは状況に応じて好適な活性化剤を採用する。本発明の触媒のための活性化剤化合物は好適には有機アルミニウム化合物及びヒドロカルビルホウ素化合物から選択され、そしてこれらの化合物の1つ以上を包含することが可能である。好適な有機アルミニウム化合物はトリアルキルアルミニウム化合物、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、エチルアルミニウムジクロライド、ジエチルアルミニウムクロライド及びアルモキサン(alumoxanes)から選択される。アルモキサンは典型的なオリゴマー化合物として当技術において公知であり、これらはアルキルアルミニウム化合物、例えばトリメチルアルミニウムへの水の制御された添加によって調製されることが可能である。そのような化合物は直鎖状、環状又はそれらの混合物であり得る。工業的に利用可能なアルモキサンは一般的に直鎖状及び環状化合物の混合物であると考えられている。環状アルモキサンは式[R16AlO]によって表され、直鎖状アルモキサンは式R17(R18AlO)によって表されることが可能であり、ここにおいてsは約2乃至50の数であり、そしてここにおいて、R16,R17及びR18はヒドロカルビル基を表し、好ましくはC乃至Cアルキル基、例えばメチル、エチル又はブチル基である。別の好適な種類の有機アルミニウム化合物はトリス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウムである。
【0047】
好適なヒドロカルビルホウ素化合物の例は、ジメチルフェニルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ酸塩、トリチルテトラ(フェニル)ホウ酸塩、トリフェニルホウ酸、ジメチルフェニルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩、ナトリウムテトラキス[(ビス−3,5−トリフルオロメチル)フェニル]ホウ酸塩、H(OEt)[(ビス−3,5−トリフルオロメチル)フェニル]ホウ酸塩、トリチルテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸塩及びトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸である。
【0048】
採用される量は、遷移金属錯体の遷移金属原子当たり0.1乃至20,000原子、望ましくは1乃至2000原子のアルミニウム又はホウ素を供給するのに充分であることが、一般的に見出されている。
【0049】
本発明において利用される錯体は、必要に応じて、上記のような3−10族の遷移金属、3族の典型金属、ランタニド又はアクチニド錯体の一つ以上を包含し得る。触媒は例えば2,6−ジアセチルピリジンビス(2,6−ジイソプロピルアニル(anil))FeCl錯体と2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル(anil))FeCl錯体との混合物、又は2,6−ジアセチルピリジン(2,6−ジイソプロピルアニル(anil))CoClと2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6−トリメチルアニル(anil))FeClとの混合物からなっていてよい。前記一つ又はそれ以上の規定された遷移金属化合物に加えて、本発明の触媒は一つ又はそれ以上の別の種類の遷移金属化合物又は触媒も含むことが可能である。
【0050】
本発明の錯体は、担体物質例えば、シリカ、シリカ/アルミナ、マグネシウム塩化物、ゼオライト、アルミナ又はジルコニアや、ポリマー又はプレポリマー例えばポリエチレン又はポリ(アミノスチレン)や、他の異質の触媒に担持される又は担持されないことも可能である。別の実施の形態において、錯体及び活性化剤の両方が担体物質、ポリマー又はプレポリマーに共に担持される。
【0051】
方程式3に例示された連鎖生長反応はニートアルキル亜鉛媒体を利用してもよく、或いはトルエン又はヘプタンのような炭化水素溶媒希釈剤を利用してもよい。連鎖がエチレンによって生長されるとき、高級(1−オクテンのようなC−C20+アルファ−オレフィンが溶媒又は共−溶媒として使用されてもよい。反応温度はおおよそ室温である20℃乃至150℃まで変化してもよい。エチレンの圧力は約15psig乃至約1500psigまで変化してもよい。
【0052】
遷移金属のアルキル亜鉛に対するモル比率は約1×10−7から1×10−1まで、望ましくは約1×10−6から1×10−2まで変化してよく、より望ましくは2×10−6から5×10−3までの範囲内である。
【0053】
連鎖生長反応をいくつかの触媒で実施するとき、誘導時間を避けるために触媒を活性化すると有益である。一つの便利な方法は触媒をアルミノキサン溶液中にて別の容器で約5分20℃にてインキュベートすることである。続くアルキル亜鉛の添加においてエチレンの取り込みが迅速となる。
【0054】
以下の実施例によって実証されるように、C乃至C20+アルファ−オレフィンは、例えばNi触媒により、エチレン及び/又は別のアルファオレフィンを置換オレフィンとして用いて触媒性置換によって、アルキル亜鉛化合物から回収されることが可能である。もう一つの方法として、連鎖生長生成物はアルキル亜鉛過酸化物中間体に酸化されるか、公知の手順を用いて酸化及び加水分解され直鎖状の第一アルコールを生成するか、或いは公知の手順において使用され別の特殊物質を形成することが可能である。
【0055】
本発明は更に以下の一般的な手順及び実施例によって例示されるが、限定されることを意図しない。
【0056】
実施例
錯体、アルキル亜鉛及び状況に応じて活性化剤の操作と、反応器の組立及び分解とを窒素雰囲気のもと実行した。エチレンは精製なしで使用される重合グレード(polymer grade)であった。2,6−ビス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ)エチル]ピリジン鉄(II)クロライド及び2,6−ビス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ)エチル]ピリジンコバルト(II)クロライドを国際公開第99/12981号明細書に記載の確立した手順に従って調製した。2,4−ビス[(2,6−ジイソプロピルフェニルイミノ)ベンジル]−6−メチルピリジン鉄(II)クロライドを英国特許第0100249号明細書に開示された手順に従って調整した。実施例14にて使用した錯体は国際公開第00/50470号明細書の手順に従って調製した。実施例15にて使用した錯体は英国特許第0112023号明細書の手順に従って調製した。
【0057】
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド及び[1,4−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,4−ジアザ−2,3−ジメチルブタジエン]ニッケル(II)臭化物を確立した文献の手順に従って調製した。MAO(トルエン中に10重量%)はウイトコ社(Witco)製であった。ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(ペンタメチルシクロぺンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ニッケル(II)アセチルアセトネート、トリメチルアルミニウム(トルエン中に2M)、ドデカン(無水)、シクロヘキサン(無水)及びノナン(無水)はアルドリッチ社(Aldrich)製であった。ウンデカンはアルドリッチ社(Aldrich)製であり使用前にCaHで蒸留した。ジエチル亜鉛溶液はアクロス社(Acros)製(トルエン中に0.87M)又はアルドリッチ(Aldrich)製(トルエン又はヘプタン中に1.1M)であった。rac−エチレンビス(インデニル)ジルコニウム(IV)ジクロライド及びニッケルナフテン酸はスチームケミカル社(Strem Chemical)製であった。BP製の1−ヘキセン(純度98.07%)を使用した。
【0058】
実施例A
ジヘキシル亜鉛の合成
(13g、108mmol、中性活性アルミナで濾過された)1−クロロへキサンの50mlジエチルエーテル溶液を、Mg3.2gの40mlジエチルエーテル中へ30分間にわたって添加することによってn−ヘキシルマグネシウム塩化物を調製した。混合物を更に2時間還流させた。ZnCl(53mmol)の1.0Mジエチルエーテル溶液53mlへ30分間にわたって溶液を移し、反応混合物を一晩攪拌した。混合物を濾過し、残った塩を二度100mlジエチルエーテルで洗浄した。一体化された濾過液を真空での溶媒の除去によって濃縮した。減圧蒸留(0.08mバール,68℃)はジヘキシル亜鉛を透明の液体として63%の収率(7.83g、33.2mmol)で生じさせた。HNMR(250MHz、C、298K):δ1.57(br クインテット(quintet),2H,Zn−CH−C −,J=7Hz),1.36−1.28(m,6H,−C −C −C −CH),0.93(br t,3H,−CHJ=7Hz),0.29(t,2H,Zn−CH−,J=7Hz)13C NMR(62.9MHz,C,298K):δ36.6,32.3,26.7,23.1,16.3,14.4。
【0059】
実施例1−鉄ピリジルビスイミン触媒を用いた触媒性連鎖生長
A)触媒溶液の調製
シュレンクフラスコ中に、2,6−ビス[1−((2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ)エチル]ピリジン鉄(II)クロライド(31mg;0.050mmol)及び24mlのトルエンを入れた。透明の溶液に対してMAO(3.0ml)を添加し、室温で5分間攪拌したところ、澄んだオレンジ色の溶液を生じさせた。
B)連鎖生長反応
500mlのシュレンクフラスコ中に、トルエン(50ml)及びジエチル亜鉛(ヘキサンの0.87M溶液2.5ml)を入れた。スバシール(suba seal)を備えたシュレンクフラスコを排気し、エチレン(0.75バール超過圧力)で充填し直した。Aで調製された2.5mlの触媒溶液(5.0μmolのFeを含む)をこの混合物中へ注入し、黄白色の溶液を生じさせた。反応を室温にて30分間進行させ、それによって発熱反応が1分以内に起こった。15分後、反応混合物は粘性及び濁りを生じ始め、温度が降下した。30分後、50mlの希塩酸溶液(2M)での加水分解によって反応を停止させた。沈殿した重合体を濾過し、アセトンで洗浄し、真空オーブン(60℃)で一晩乾燥させ、GPC及びH−NMRで分析した。濾過物の有機フラクションを分離し、MgSOで乾燥させ、濾過した。内部基準として2,2,4,4,6,8,8−ヘプタメチルノナンを用いたガスクロマトグラフィによってこの有機フラクションのアルカン含量を測定した。トルエン−不溶性フラクション(M=600,M=700,PDI=1.1,活性=1000g/mmol・時間・バール)のGPC−トレースを、ジエチル亜鉛がない以外同条件(M=10000,M=192000,PDI=19.2,活性=1200g/mmol・時間・バール)のもと生成されたポリエチレンのGPCと共に図1に示す。ジエチル亜鉛の存在のもと形成された生成物のH−NMR分析結果は生成物が充分に飽和されていること(1000C当たり43.6メチル及び0.2ビニル末端−基)を示している。トルエン−可溶性フラクションのGC−分析で偶数のアルカンの存在が確認された。
【0060】
実施例2 − 鉄ピリジルビスイミン触媒を用いた触媒性連鎖生長におけるジエチル亜鉛−濃度増加の効果
実施例1に記述されたものと同じ実験において、触媒性連鎖生長におけるジエチル亜鉛−濃度の効果を調べた(実施例1で使用した1μmolFe錯体、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。2200当量のジエチル亜鉛(活性=2800g/mmol・時間・バール)、4400当量のジエチル亜鉛(活性=3000g/mmol・時間・バール)及び8700当量のジエチル亜鉛(活性=2000g/mmol・時間・バール)で生成されたトルエン−溶液中の偶数のアルカンの分布(GCによって測定された)を図2に示す。
【0061】
実施例3 − 鉄ピリジルビスイミン触媒を用いた時間−依存触媒性連鎖生長
A)触媒溶液の調製
シュレンクフラスコ中に、実施例1で使用されたFe錯体(12mg;0.020mmol)及び24mlトルエンを入れた。透明な溶液に対して、MAO(1.2ml)を加え、室温にて5分間攪拌し、澄んだオレンジ色の溶液を生じさせた。
B)連鎖生成反応
250mlのジャケット付き二首丸底フラスコ中に、トルエン(50ml)、0.40ml希釈ウンデカン及びジエチル亜鉛(ヘキサンの0.87M溶液4.0ml)を入れた。
【0062】
フラスコはスバシール、温度計及び水冷を備え、排気し、エチレン(0.75バール超過圧力)で充填し直された。溶液中へAで調製された2.5mlの触媒溶液(2.0μmolFeを含む)を注入し、黄白色の溶液を生じさせた。触媒を注入した後30秒以内に温度は19℃から32℃へ上昇し、それ以来温度は下降した。サンプルを反応混合物からカニューレで摂取(〜2ml)することにより反応をモニターした。サンプルを2mlの希塩酸溶液(2M)で加水分解し、トルエンフラクションのアルカン含有量をウンデカンを内部基準として用いたGCによって測定した。8分後、反応混合物は粘性及び濁りを生じ始めた。20分後50mlの希塩酸溶液(2M)での加水分解によって反応を停止させた。サンプル1−7のGC分析結果はポワソン分布の偶数アルカンを示している(以下の表1及び図3)。
【0063】
【表1】
Figure 2004537584
【0064】
実施例4 − ジルコノセンを用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応におけるビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド(ZrCp C1)の効果を調べた(5μmol ZrCp C1、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。
【0065】
440当量ジエチル亜鉛(M=1600、M=12000、PDI=7.7、活性=3500g/mmol・時間・バール)、1750当量ジエチル亜鉛(M=700、M=1500、PDI=2.2、活性=2600g/mmol・時間・バール)及びジエチル亜鉛なし(M=9300、M=72000、PDI=7.7,活性=1200g/mmol・時間・バール)で生成されたトルエン−不溶性フラクションのGPC−トレースを図4に示す。H−NMR分析はジエチル亜鉛の存在において形成された生成物が充分に飽和されていることを示している(440当量ZnEtの反応では1000C当たり14.9メチル及び0.2ビニル末端−基で、1750当量ZnEtの反応では1000C当たり37.5メチル及び0.1ビニル末端−基であった)。
【0066】
実施例5 − メタロセン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応におけるrac−エチレンビス(インデニル)ジルコニウム(IV)ジクロライド(rac−(EBI)ZrCl)の効果を調べた(5μmol rac−(EBI)ZrCl、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。
【0067】
440当量ジエチル亜鉛(M=800、M=1600、PDI=1.9、活性=2400g/mmol・時間・バール)及びジエチル亜鉛なし(M=66000、M=261000、PDI=3.9,活性=1300g/mmol・時間・バール)で生成されたトルエン−不溶性フラクションのGPC−トレースを図5に示す。H−NMR分析はジエチル亜鉛の存在において形成された生成物が充分に飽和されていることを示している(1000C当たり31.9メチル及び0.2ビニル末端−基)。
【0068】
実施例6 − メタロセン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例3に記述されたものと同じ実験において、(rac−(EBI)ZrCl)及びジエチル亜鉛を含む反応混合物からサンプルを摂取した(2μmol rac−(EBI)ZrCl、100当量MAO、2200当量ZnEt、1バールエチレン、50mlトルエン、RT)。2.5分後に摂取された第一のサンプルのみが、Fe1で比較進行させたGC−トレース(実施例3参照)と共に図6に示されるような分布のトルエン可溶性アルカンという結果であった。
【0069】
実施例7 − Ni(α−ジイミン)触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応における[1,4−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,4−ジアザ−2,3−ジメチルブタジエン]ニッケル(II)臭化物((dab)NiBr)の効果を調べた(5μmol (dab)NiBr、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、1時間、RT)。
【0070】
440当量ジエチル亜鉛(M=23000、M=67000、PDI=2.9、活性=250g/mmol・時間・バール)によって生成された重合体、1750当量ジエチル亜鉛(M=4300、M=8400、PDI=1.9、活性=300g/mmol・時間・バール)によって生成された重合体及びジエチル亜鉛なし(M=193000、M=435000、PDI=2.3、活性=300g/mmol・時間・バール)によって生成された重合体のGPC−トレースを図7に示す。図8はジエチル亜鉛がこれらの反応において分岐レベルに影響を与えないことを示す。
【0071】
実施例8 − 鉄ピリジルビスイミン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応における2,4−ビス[(2,6−ジイソプロピルフェニルイミノ)ベンジル]−6−メチルピリミジン鉄(II)クロライド(N4Fe1)の効果を調べた(5μmol N4Fe1、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。トルエン可溶性の、偶数のアルカン(>95%)から構成される生成物を分布で図9に示す。
【0072】
実施例9 − コバルトピリジルビスイミン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応における2,6−ビス[1−((2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ)エチル]ピリジンコバルト(II)クロライドの効果を調べた(5μmol Co、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。500当量のジエチル亜鉛(M=1800、M=3500、PDI=2.0、活性=600g/mmol・時間・バール)によって生成されたトルエン不溶性フラクション及びジエチル亜鉛なし(M=3300、M=11000、PDI=3.2)で生成されたトルエン不溶性フラクションのGPC−トレースを図10に示す。H−NMR及びGC分析は500当量ジエチル亜鉛による反応中に形成された85%の生成物が充分に飽和されていることを示している(1000C当たり11.3メチル及び1.3ビニル末端−基)。
【0073】
実施例10 − ジヘキシル亜鉛から1−ヘキセンの置換
645mgのジヘキシル亜鉛(2.74mmol)及び40mlのトルエンを含むスバシール(suba seal)を備えた250mlのシュレンクフラスコを排気し、エチレン(0.75バール超過圧力)で充填し直した。Ni(acac)(0.138mmol)35.4mgの3mlトルエンの溶液を溶液中へ注入した。サンプルを摂取し、2Mの塩酸でそれらを加水分解し、図11に示すような(GCによって測定された)トルエンフラクションの1−ヘキセン含量とヘキサンを比較することによって、反応を時間で追跡した。
【0074】
実施例11 − 触媒性連鎖生長に続くジアルキル亜鉛からα−オレフィンへの鎖置換
ジアルキル亜鉛の混合物を実施例1と同様の反応にて生成した(2μmol Fe1、1750当量ZnEt、100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、8分、RT)。8分の反応の後、シュレンクフラスコの中身を乾燥シリカを含む別のシュレンク中へ移した。15分の攪拌の後、1バールのエチレン圧力のもとNi(acac)(0.35mmol)の10mlトルエン溶液を含むシュレンク中へトルエン溶液を濾過した。30分後2Mの塩酸を50ml添加することにより反応混合物を加水分解した。トルエン溶液のGC−分析結果(図12)は75%の偶数の1−アルケン及び25%の偶数のアルカンから構成される分布を示している。
【0075】
実施例12 − 1−ヘキセンによるジエチル亜鉛からエチレンの置換
8.0mLのジエチル亜鉛、1.0mLのノナン及び15.5mLの1−ヘキセンを含む厚肉のフィシャー−ポーター管をエチレン(1バール)で3回パージし、サンプリングし(t)、60℃にて100psiエチレンのもと1.0時間加熱し、室温まで冷却し、そしてサンプリングした(t=60分)。ニッケルナフテン酸(ドデカン中にて0.66mLの1.26×10−2M)溶液をF−P管中の溶液へ添加し、1.0時間室温にて攪拌し、サンプリングし(t=120分)、溶液上の気体容積を3回窒素でパージし(1バール)、100psi窒素の状態に至らせ、次に60℃にて1時間加熱し、そしてサンプリングした(t=180分)。サンプルを加水分解し、ヘキセン及びヘキサンをGCで分析した。ヘキサンの量は、ジエチル亜鉛からエチレンの置換から形成されたヘキシル−亜鉛成分の量に対応する。置換の程度を表2に示した。
【0076】
【表2】
Figure 2004537584
【0077】
実施例13 − メタロセン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応におけるビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド(Zr(CpBu)Cl)の効果を調べた(5μmol rac−(EBI)ZrCl、2000当量ZnEt100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。生成物はトルエン可溶性の偶数のアルカン(>95%)が図13に示されるような分布で構成されていた。
【0078】
実施例14 − 鉄ピリジルビスイミン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応における以下の鉄ピリジルビスイミン錯体の効果を調べた(5μmol Fe、2000当量ZnEt100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。トルエン可溶性フラクションのGC−分析結果は75%が偶数のアルカンで25%が偶数のアルケンの系列的なオリゴマーを示している。
【0079】
【化9】
Figure 2004537584
【0080】
実施例15 − 鉄ピリジルビスイミン触媒を用いた触媒性連鎖生長
実施例1に記述されたものと同じ実験において、ジエチル亜鉛の連鎖生長反応における以下の鉄ピリジルビスイミン錯体の効果を調べた(5μmol Fe、2000当量ZnEt100当量MAO、1バールエチレン、50mlトルエン、30分、RT)。トルエン可溶性フラクションのGC−分析結果は70%が偶数のアルカンで30%が偶数のアルケンの系列的なオリゴマーを示している。
【0081】
【化10】
Figure 2004537584

【図面の簡単な説明】
【0082】

Claims (23)

  1. アルキル亜鉛におけるアルファ−オレフィンの触媒性連鎖生長反応を介したアルキル亜鉛連鎖生長生成物の調製方法であって、アルキル亜鉛を連鎖生長触媒システムと接触させることからなり、このシステムは3−10族の遷移金属、又は3族の典型金属、又はランタニド又はアクチニド錯体、及び状況に応じて活性化剤を採用するアルキル亜鉛連鎖生長生成物の調製方法。
  2. 請求項1の方法を実施し、続いて生長したアルキルをアルファ−オレフィンとしてアルキル亜鉛連鎖生長生成物からオレフィン置換することからなるアルファ−オレフィンの調製方法。
  3. 請求項2の方法を実施し、続いて結果として生じるアルキル亜鉛連鎖生長生成物を酸化してアルコキシド化合物を形成し、続いてアルコキシドを加水分解して第一アルコールを生成することからなる第一アルコールの調製方法。
  4. アルキル亜鉛化合物がR’R”CH−Zn又はR’R”C−Zn成分を含む核種又は核種の混合物からなり、ここにおいてR’及びR”は水素、ヒドロカルビル、シリル及び置換ヒドロカルビルから個別に選択され、そしてつながって環状核種を形成し得、ただしR’R”C−Znの場合Znへ結合するCは不飽和である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
  5. アルキル亜鉛化合物が式RZnHを有し、ここにおいてmは1又は2及びnは0又は1、m+n=2、及び各Rは個別にC乃至C30アルキルである請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
  6. アルキル亜鉛化合物がジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、ジ−n−ブチル亜鉛、ジ−n−ヘキシル亜鉛、ジベンジル亜鉛、ジ−n−デシル亜鉛、ジ−n−ドデシル亜鉛、ジ−フェニル−Zn及び(C)ZnEtから選択される請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
  7. アルファ−オレフィンがC乃至C16の直鎖状アルファ−オレフィンから選択される請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 連鎖生長触媒システムがメタロセンからなり、これは少なくとも一つのシクロペンタジエニル−ベースの環状リガンドを含み得る請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 連鎖メタロセン触媒成分が一般式(CMRR’によって表され、ここにおいて少なくとも一つのCは置換されていない又は置換されたシクロペンタジエニル環と、インデニル成分、ベンズインデニル成分、フルオレニル成分等の置換された又は置換されていない環状システムと、η−5結合の可能なその他の如何なるリガンドとから選択され;Mは4,5又は6族の遷移金属、ランタニド又はアクチニドから選択され;R及びR’はハロゲン、ヒドロカルビル基、及び1−20の炭素原子を有するヒドロカルビル基又はそれらの組合せから個別に選択され;m=1−3、n=0−3、p=0−3及びm+n+pの総計はMの酸化状態と等しい請求項8記載の方法。
  10. 連鎖メタロセン触媒成分が式:
    (CR’R”(CR’)M3−p−x、及び
    R”(CR’Q’
    から選択され、
    ここにおいてMは4,5又は6族の遷移金属、ランタニド又はアクチニドであり;少なくとも一つのCR’は置換されたシクロペンタジエニルであり;各R’は、同じ又は異なっていて良く、水素、又はアルキル、アルケニル、アリール、アルキルアリール又は1乃至20の炭素原子か互いに連結し置換された又は置換されていない環の一部或いは4乃至20の炭素原子を有する環を形成する2つの炭素原子かを有するアリールアルキルラジカルであり;R”は2つの(CR’)環を架橋するか、又は1つの(CR’)環とMとを架橋するかのいずれか一方であるC−、Ge−、Si−、P−又はN−含有ラジカルの少なくとも一つであり;各Qは、同じ又は異なっていて良く、アリール、アルキル、アルケニル、アルキルアリール又は1乃至20の炭素原子を有するアリールアルキルラジカル、ハロゲン又はアルコキシドから選択され;Q’は1−20の炭素原子を有するアルキリデンラジカルであり、sは0又は1で、sが0のときmは5でpは0,1又は2であり、sが1のとき、mは4でpは1であり;p=0のとき、x=1、それ以外は「x」は常に0と等しい請求項8記載の方法。
  11. 連鎖メタロセン触媒成分がビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロライド、ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムトリクロライド、(テトラメチルシクロペンタジエニル)(t−ブチルアミド)(ジメチルシラン)チタニウムジメチル、及び(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドから選択される請求項8記載の方法。
  12. 連鎖生長触媒システムが式(I):
    Figure 2004537584
    の錯体からなり、
    ここにおいて、MはY[II],Y[III],Sc[II],Sc[III],Ti[II],Ti[III],Ti[IV],Zr[II],Zr[III],Zr[IV],Hf[II],Hf[III],Hf[IV],V[II],V[III],V[IV],Nb[II],Nb[III],Nb[IV],Nb[V],Ta[II],Ta[III],Ta[IV],Cr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II]であり、Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し;YはC又はP(R)であり;Yは−O(R),−O(この場合OからMへの結合が共有結合である),−C(R)=O,−C(R)=N(R),−P(R)(R)=N(R)又は−P(R)(R)=Oであり;R,R,R,R,R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され、そして隣接した如何なるものも互いに連結して環を形成し得;GはY及びYの間の直接結合か、架橋基の何れかであり、これはqが1のとき状況に応じてMとつながる第三の原子を含み;LはMと供与結合する官能基であり;nは0乃至5であり;mは1乃至3でqは1又は2である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  13. 連鎖生長触媒システムが式(II):
    Figure 2004537584
    の錯体からなり、
    ここにおいて、MはY[II],Y[III],Sc[II],Sc[III],Ti[II],Ti[III],Ti[IV],Zr[II],Zr[III],Zr[IV],Hf[II],Hf[III],Hf[IV],V[II],V[III],V[IV],Nb[II],Nb[III],Nb[IV],Nb[V],Ta[II],Ta[III],Ta[IV],Cr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II]であり、Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し;R,R,R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され、そして隣接した如何なるものも互いに連結して環を形成し得;LはMと供与結合する官能基であり;nは0乃至5であり;mは1乃至3で、qは1又は2である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  14. 連鎖生長触媒システムが式(III):
    Figure 2004537584
    の錯体からなり、
    ここにおいて、MはCr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II],Cu[I],Cu[II]であり、Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し;R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され、そしてR及びRは互いに連結して環を形成し得;R及びRは各々上記にて規定された通りであり;そしてLはMと供与結合する官能基であり;nは0乃至5であり;mは1乃至3で、qは1又は2である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  15. 連鎖生長触媒システムが式(IV):
    Figure 2004537584
    の錯体からなり、
    ここにおいて、M[T]はTi[II],Ti[III],Ti[IV],Zr[II],Zr[III],Zr[IV],Hf[II],Hf[III],Hf[IV],V[II],V[III],V[IV],Nb[II],Nb[III],Nb[IV],Nb[V],Ta[II],Ta[III],Ta[IV],Cr[II],Cr[III],Mn[II],Mn[III],Mn[IV],Fe[II],Fe[III],Ru[II],Ru[III],Ru[IV],Co[II],Co[III],Rh[II],Rh[III],Ni[II],Pd[II]であり;Xは遷移金属Mに共有結合又はイオン結合した原子又は官能基を表し;Tは遷移金属Mの酸化状態でありそしてbは原子又は官能基Xの価数であり;YはC又はP(R)であり、A乃至Aは各々個別にN又はP又はCRであるが、ただし少なくとも一つはCRであり;R,R,R,R,R及びRは水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、置換ヘテロヒドロカルビル又はSiR’から各々個別に選択され、ここで各R’は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル及び置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択された請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  16. はCであり、そしてA乃至Aが各々個別にCRであるか、A及びAが両方ともNでAがCRであるか、A乃至Aのうちの一つがNで残りが個別にCRである請求項15記載の方法。
  17. はCであり、A乃至Aは各々個別にCRであり、そしてRは官能基「P」によって表され、Rは官能基「Q」によって以下のように表される:
    Figure 2004537584
    ここにおいて、R19乃至R28は水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルから個別に選択され;R乃至R、R及びR19乃至R28のうちの2つの又はそれ以上がヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル又は置換ヘテロヒドロカルビルであるとき、前記2つ又はそれ以上が一つ又はそれ以上の環状置換基を形成するようつながることが可能な請求項15記載の方法。
  18. 連鎖生長触媒システムが2,6−ジアセチルピリジンビス(2,4,6トリメチルアニル(anil))FeCl及び2,6−ジアセチルピリジンビス(2,6ジイソプロピルアニル(anil))FeClから選択される請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  19. 連鎖生長触媒システムのための活性化剤が有機アルミニウム化合物及びヒドロカルビルホウ素化合物から選択される請求項1乃至18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 連鎖生長反応がニートアルキル亜鉛媒体又は炭化水素溶媒希釈剤を利用する請求項1乃至19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 遷移金属のアルキル亜鉛に対するモル比率が1×10−7及び1×10−1の間である請求項1乃至20のいずれか一項に記載の方法。
  22. アルミノキサン溶液中で約5分間20℃にてインキュベーションすることによってアルキル亜鉛へ添加する前に触媒が活性化される請求項1乃至21のいずれか一項に記載の方法。
  23. アルキル亜鉛錯体からなる組成物であって、アルキル基が約200炭素原子までの鎖長の実質的にポアソンのような統計的分布をたどるか或いは、約50,000炭素原子までの鎖長の実質的にシュルツ−フローリーのような統計的分布をたどる組成物。
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