JP2005515256A - 配位錯体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、MがCa、Mg、Ba又はSrであり;L1が、R1〜6がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである、R1O、R2S、R3R4N、R5R6P、置換又は非置換シクロペンタジエニド及び置換又は非置換ピラゾリル基から選択され;L2が、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7R8C=NR9、PR7R8R9、及び1個又は複数のO、N又はS原子を含有する置換又は非置換複素環から選択される;或いはL1とL2が結合して二座配位子を形成しており;L3が存在しない、又は溶媒分子、又はL3がL2と同一であっても異なっていてもよい、L2で定義の中性配位子である;或いはL3が他の金属中心と結合している、或いはL1、L2及びL3は結合して三座配位子を形成しており;Xがアルキル基、アリール基、アリールオキシド、アミド基又はR10〜12がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである式R10R11C=CR12O−のエノラート基であり;ただし、L1及びL2が{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}であり、Mがマグネシウムである場合、XはMe及びtBu以外である式(I)の錯体を提供する。
Description
本発明は、一連の離散型(discrete)のよく定義された配位錯体に関する。より具体的には、本発明は、アクリレートモノマー及びアルキルメタクリレートモノマーの制御された重合での第2族の金属錯体の使用に関する。
最近にかけて、重要な技術的な目標は、制御された分子量と分子量分布の生成物をもたらし、且つブロックコポリマー材料へのアクセスを提供するための、アクリレートモノマー及びアルキルメタクリレートモノマーの制御された「リビング」重合であった。制御された重合又は「リビング」重合の例には、アニオン重合[C.Zune、R.Jerome、Prog.Polym.Sci.、1999年、24、631頁]、グループ(基)移動重合[O.W.Webster、W.R.Hertler、D.Y.Sogah、W.B.Farnham、T.V.Rajanbabu、J.Am.Chem.Soc.、1983年、105、5706頁]、原子移動ラジカル重合[K.Matyjaszewski、J.Xia、Chem.Rev.、2001年、101、2921頁]、イモータル重合[T.Aida、S.Inoue、Acc.Chem.Res.、1996年、29、39頁]、触媒的連鎖移動重合[T.P.Davis、D.M.Haddleton、S.N.Richards、J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.Phys.、1994年、C34、243頁]、スクリーン化(screened)アニオン重合[D.G.H.Ballard、R.J.Bowles、D.M.Haddleton、S.N.Richards、R.Sellens、D.L.Twose、Macromolecules、1992年、25、5907頁]及び金属フリーアニオン重合[M.T.Reetz、Angew.Chem.、Int.Ed.Engl.1988年、27、994頁]が含まれる。
立体特異性ポリマーは、以下に示すように、イソタクティック及びシンジオタクティックの2つの異なる形態で存在することができる。
これに対して、アタクティックポリマーは鎖にそって規則的な配置を有していないものである。
ポリマー化学の分野での他の重要な目標は、工業的に適したプロセス条件下で、ポリメチルメタクリレートなどの生成物の立体規則性を制御できるシステムを開発することであった。例えば、高度にシンジオタクティックなポリメチルメタクリレートに付随するより高い軟化温度は、得られる材料に有益な特性をもたらす。例としては、射出成型用のs−PMMA、人工大理石プレミックス、膜調製用の立体錯体及び/又はゲルベース材料及びレジストパターン用のシンジオタクティックイソタクティックブロックPMMAがある。
今日まで、ポリメチルメタクリレートでシンジオタクティック制御を行うことができる多くのシステムが記載されてきた。これらには、有機ランタニド[H.Yasuda、H.Yamamoto、K.Yokota、S.Miyake及びA.Nakamura、J.Am.Chem.Soc.、1992年、114、4908頁;M.Nodono、T.Tokimitsu、S.Tone、T.Makino及びA.Yanogase、Macromol.Chem.Phys.、2000年、201、2282頁]、ジルコノセン[A.D.Bolig及びE.Y.−X.Chen、J.Am.Chem.Soc.、2001年、123、7943頁]、アルミニウム化合物[T.Kitayama、T.Shinozaki、T.Sakamoto、M.Yamamoto及びK.Hatada、Makromol.Chem.Suppl.、1989年、15、167頁;G.L.N.Peron、R.J.Peace及びA.J.Holmes、J.Mater.Chem.、2001年、11、2915頁]、マグネシウム化合物[T.Kitayama、T.Shinozaki、E.Masuda、M.Yamamoto及びK.Hatada、Polym.Bull.、1988年、20、565頁]及びエナミン開始剤[M.Miyamoto及びS.Kanetaka、J.Polym.Sci.:Part A:Polym.Chem.、1999年、37、3671頁]が含まれる。これらのシステムの大部分は、高度のシンジオタクティック性を得るのに非常に低い温度(例えば、−78℃又はそれ以下)を必要とする、且つ/又は得られる生成物の分子量制御性が劣るなどの、1つ又は複数の限界要素を伴う。
C.Zune、R.Jerome、Prog.Polym.Sci.、1999年、24、631頁 O.W.Webster、W.R.Hertler、D.Y.Sogah、W.B.Farnham、T.V.Rajanbabu、J.Am.Chem.Soc.、1983年、105、5706頁 K.Matyjaszewski、J.Xia、Chem.Rev.、2001年、101、2921頁 T.Aida、S.Inoue、Acc.Chem.Res.、1996年、29、39頁 T.P.Davis、D.M.Haddleton、S.N.Richards、J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.Phys.、1994年、C34、243頁 D.G.H.Ballard、R.J.Bowles、D.M.Haddleton、S.N.Richards、R.Sellens、D.L.Twose、Macromolecules、1992年、25、5907頁 M.T.Reetz、Angew.Chem.、Int.Ed.Engl.1988年、27、994頁 H.Yasuda、H.Yamamoto、K.Yokota、S.Miyake and A.Nakamura、J.Am.Chem.Soc.、1992年、114、4908頁 M.Nodono、T.Tokimitsu、S.Tone、T.Makino and A.Yanogase、Macromol.Chem.Phys.、2000年、201、2282頁 A.D.Bolig and E.Y.−X.Chen、J.Am.Chem.Soc.、2001年、123、7943頁 T.Kitayama、T.Shinozaki、T.Sakamoto、M.Yamamoto and K.Hatada、Makromol.Chem.Suppl.、1989年、15、167頁 G.L.N.Peron、R.J.Peace and A.J.Holmes、J.Mater.Chem.、2001年、11、2915頁 T.Kitayama、T.Shinozaki、E.Masuda、M.Yamamoto and K.Hatada、Polym.Bull.、1988年、20、565頁 M.Miyamoto and S.Kanetaka、J.Polym.Sci.:Part A:Polym.Chem.、1999年、37、3671頁
C.Zune、R.Jerome、Prog.Polym.Sci.、1999年、24、631頁 O.W.Webster、W.R.Hertler、D.Y.Sogah、W.B.Farnham、T.V.Rajanbabu、J.Am.Chem.Soc.、1983年、105、5706頁 K.Matyjaszewski、J.Xia、Chem.Rev.、2001年、101、2921頁 T.Aida、S.Inoue、Acc.Chem.Res.、1996年、29、39頁 T.P.Davis、D.M.Haddleton、S.N.Richards、J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.Phys.、1994年、C34、243頁 D.G.H.Ballard、R.J.Bowles、D.M.Haddleton、S.N.Richards、R.Sellens、D.L.Twose、Macromolecules、1992年、25、5907頁 M.T.Reetz、Angew.Chem.、Int.Ed.Engl.1988年、27、994頁 H.Yasuda、H.Yamamoto、K.Yokota、S.Miyake and A.Nakamura、J.Am.Chem.Soc.、1992年、114、4908頁 M.Nodono、T.Tokimitsu、S.Tone、T.Makino and A.Yanogase、Macromol.Chem.Phys.、2000年、201、2282頁 A.D.Bolig and E.Y.−X.Chen、J.Am.Chem.Soc.、2001年、123、7943頁 T.Kitayama、T.Shinozaki、T.Sakamoto、M.Yamamoto and K.Hatada、Makromol.Chem.Suppl.、1989年、15、167頁 G.L.N.Peron、R.J.Peace and A.J.Holmes、J.Mater.Chem.、2001年、11、2915頁 T.Kitayama、T.Shinozaki、E.Masuda、M.Yamamoto and K.Hatada、Polym.Bull.、1988年、20、565頁 M.Miyamoto and S.Kanetaka、J.Polym.Sci.:Part A:Polym.Chem.、1999年、37、3671頁
したがって、本発明の目的は、アルキルアクリレート及び/又はアルキルメタクリレートモノマーの重合の開始剤として有用である、一連の離散型のよく定義された配位錯体を提供することである。より具体的には、本発明の目的は、得られるポリマーのシンジオタクティック性に影響を及ぼす、且つ/又はこれを制御できるが、従来技術の錯体に付随する上記の問題点のいくらかを解決する配位錯体を提供することである。
第1の態様では、本発明は式Iの錯体を提供する。
MはCa、Mg、Ba又はSrであり、
L1は、R1〜6がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである、R1O、R2S、R3R4N、R5R6P、置換又は非置換シクロペンタジエニド及び置換又は非置換ピラゾリル基から選択され、
L2は、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7R8C=NR9、PR7R8R9、及び1個又は複数のO、N又はS原子を含有する置換又は非置換複素環から選択される、或いはL1とL2は結合して二座配位子を形成しており、
L3は、存在しない、又は溶媒分子、又はL3がL2と同一であっても異なっていてもよい、L2で定義の中性配位子である、或いはL3は他の金属中心と結合している、或いはL1、L2及びL3は結合して三座配位子を形成しており、
Xはアルキル基、アリール基、アミド基、アリールオキシド又はR10〜12がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである式R10R11C=CR12O−のエノラート基であり、
ただし、L1及びL2が{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}であり、Mがマグネシウムである場合、XはMe及びtBu以外である。)
第1の態様では、したがって、本発明は、L1がモノアニオン性配位子であり、存在する場合、L2及びL3がどちらも中性配位子である錯体に関する。
したがって、L1が置換又は非置換シクロペンタジエニドである場合、このことは、金属Mと錯体を作るモノアニオン性置換又は非置換シクロペンタジエン核を指す。同様に、L1が置換又は非置換ピラゾリル基である場合、このことは、モノアニオン性ピラゾール核を指す。モノアニオン性ピラゾール核は、窒素原子の1つを介して金属Mと錯体を作ることが好ましい。
本明細書では、「ヒドロカルビル」という用語は、任意選択で1種又は複数の他の適切な置換基を含むことができる、少なくともC及びHを含む基を指す。そうした置換基の例は、ハロ−、アルコキシ−、ニトロ−、アルキル基又は環状基を含むことができる。置換基が環状基である可能性に加えて、置換基の組合せによって環状基を形成してもよい。ヒドロカルビル基が2個以上のCを含む場合、これらの炭素は必ずしも互いに結合している必要はない。例えば、炭素の少なくとも2個は適切な元素又は基を介して結合することができる。したがって、ヒドロカルビル基はヘテロ原子を含むことができる。適切なヘテロ原子は、当分野の技術者には明らかであり、例えばイオウ、窒素、酸素、リン及びケイ素を含む。
MはCa又はMgであることが好ましい。
好ましい実施形態では、R1及びR2は、それぞれ独立にヒドロカルビルであり、R3〜6は、それぞれ独立にH又はヒドロカルビルである。
特に好ましい実施形態では、R1及びR2は、それぞれ独立に、そのそれぞれが置換されていても置換されていなくてもよい、分枝又は非分枝アルキル、分枝又は非分枝アルケニル、又はアリールから選択される。適切な置換基には、例えばアルキル、ハロ−、アルコキシ−、ニトロ−、又は環状基が含まれる。
本明細書では、「アルキル」という用語は、直鎖又は分枝、置換(モノ−又はポリ−)又は非置換であってよい、飽和の炭素含有鎖を指す。適切な置換基は、錯体の活性に大して悪影響を及ぼさないものを含み、例えばハロ−、アルコキシ−、ニトロ−又は環状基を含むことができる。
アルキル基はC1〜20アルキル基、より好ましくはC1〜10アルキル基であることが好ましい。
したがって、本明細書では、「ハロアルキル」という用語は、少なくとも1個のハロゲン、例えば塩素、臭素、フッ素又はヨウ素で置換されているアルキル基を指す。
したがって、本明細書では、「ヘテロアルキル」という用語は、少なくとも1個のヘテロ原子、例えばO、N又はSを含有するアルキル基を指す。
本明細書では、「アルケニル」という用語は、分枝又は非分枝で、置換(モノ−又はポリ−)又は非置換であってよいC2〜20の不飽和の炭素含有鎖を指す。アルケニル基はC2〜10のアルケニル基であることが好ましい。
本明細書では、「アリール」という用語は、置換(モノ−又はポリ−)又は非置換のC6〜10の芳香族を指す。ここでも、適切な置換基は、錯体の活性に大して悪影響を及ぼさないものを含み、例えばアルキル、ハロ−、アルコキシ−、ニトロ−又は環状基を含むことができる。
本明細書では、「シクロアルキル」という用語は、置換(モノ−又はポリ−)又は非置換であってよい環状アルキル基を指す。
本明細書では、「複素環」という用語は、1個又は複数のヘテロ原子を含む芳香族又は非芳香族の複素環を指す。好ましい複素環基にはピロール、ピラゾール、ピリミジン、ピラジン、ピリジン、キノリン、チオフェン及びフランが含まれる。
1つの好ましい実施形態では、Xはアルキル基である。特に好ましい実施形態では、XはiPrである。
他の好ましい実施形態では、Xはアミド基である。XはNPri 2であることがさらに好ましい。
他の好ましい実施形態では、Xは、R10〜12がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである、式R10R11C=CR12O−のエノラート基である。R10及びR11はHであり、R12はアリール基であることが好ましい。
1つの特に好ましい実施形態では、Xは、Ar=2,4,6,−Me3C6H2である−OC(=CH2)Arである。
1つの好ましい実施形態では、L3はTHF又はEt2Oである。
他の好ましい実施形態では、L1とL2は結合してアセチルアセトネートの誘導体、例えばβ−ジケチミネート又はβ−ケトイミネートから選択される二座配位子を形成している。
1つの好ましい実施形態では、本発明の錯体は式II又はIIIのものである。
当分野の技術者は、式IIIの配位子が、全体として−1の電荷を有し、以下に示す1つ又は複数の異性体、又はこれらの混合物、或いは配位子系全体を通して電子がその中で非局在化されているこれらの混成物で存在することができることを理解されるだろう。
同様に、当分野の技術者は、式IIの配位子が、全体として−1の電荷を有し、以下に示す1つ又は複数の異性体、又はこれらの混合物、或いは配位子系全体を通して電子がその中で非局在化されているこれらの混成物で存在することができることを理解されるだろう。
本明細書及び添付の特許請求の範囲及び実施例を通して用いられる、ジイミン異性体IIbの簡略表示{YC(C(R’)=N−R”)2}は、上記配位子IIのすべての異性体を簡単に表すために用いられ、R13及びR14が同一(R’で表す)である場合、R15及びR16は同一(R”で表す)である。
より好ましい実施形態では、本発明の錯体が式II又はIIIのものである場合、YはH、ハロゲン、NO2、CN、アルキル、アリール、ハロアルキル又はヘテロアルキルから選択され、
R13〜16は、それぞれ独立にアルキル、アリール、ヘテロアルキル、ハロアルキル、シクロアルキル及び少なくとも1個のO、N又はS原子を含有する複素環から選択される、又はYとR13は結合してアリール基を形成しており、
L3は、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7C=NR8、PR7R8R9、チオフェン及びテトラヒドロフランから選択される。
R13〜16は、それぞれ独立にアルキル、アリール、ヘテロアルキル、ハロアルキル、シクロアルキル及び少なくとも1個のO、N又はS原子を含有する複素環から選択される、又はYとR13は結合してアリール基を形成しており、
L3は、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7C=NR8、PR7R8R9、チオフェン及びテトラヒドロフランから選択される。
本発明の錯体が式II又はIIIのものである場合、R13及びR14はそれぞれ独立にアルキルであることが好ましい。1つの特に好ましい実施形態では、R13とR14は同一である。R13とR14はどちらもメチルである、又はどちらもtBuであることがさらにより好ましい。
本発明の錯体が式II又はIIIのものである場合、R15及びR16はそれぞれ置換されたアリール基であることが好ましい。1つの特に好ましい実施形態では、R15とRI6は同一である。R15とR16はどちらも2,6−ジイソプロピルフェニルであることがさらにより好ましい。
他の好ましい実施形態では、本発明の錯体は式Vのものである。
本発明の錯体が式Vのものである場合、R13とR14は同一であることが好ましい。
本発明の錯体が式Vのものである場合、R15とR16は同一であることが好ましい。
1つの好ましい実施形態では、L1、L2及びL3は結合して三座配位子を形成している。
特に好ましい実施形態では、L1、L2及びL3は結合してペンダント型供与基を有するβ−ジケチミネート、ペンダント型供与アームを有するシッフ塩基誘導体及びトリス(ピラゾリル)ボレート配位子から選択される三座配位子を形成している。
本発明の錯体は以下の式のものであることがさらにより好ましい。
リンカー基はアリール基であることがより好ましい。
1つの特に好ましい実施形態では、L3’はアルコキシ基である。アルコキシ基L3はアリールリンカー基に結合していることがさらにより好ましい。
錯体が式VIのものである場合、YはHであり、R13とR14はどちらもメチルであり、R15はアリール(好ましくは2,6−ジイソプロピルフェニル)であり、Xはイソプロピルであることが好ましい。
他の好ましい実施形態では、本発明の錯体は式VIIのものである。
錯体が式VI又はVIIのものである場合、リンカー基はnが0〜6である(CH2)n、アリーレン基、又はRがヒドロカルビル基であるSiR2であることが好ましい。
本発明の他の好ましい実施形態では、L1、L2及びL3は結合して、以下に示すように金属Mと錯体を作るトリス(ピラゾリル)ボレート配位子(式中、各Rは独立にH又はヒドロカルビル基である)を形成する。
トリス(ピラゾリル)ボレート配位子は全体として−1の電荷を有する、すなわちピラゾリル基の1つはモノアニオン性配位子(L1)として金属Mと結合し、同時に残る2つのピラゾリル基(L2、L3)は、中性配位子として金属Mと錯体を作る。しかし、当分野の技術者は、上記トリス(ピラゾリル)ボレート錯体中の電荷が系全体を通して非局在化していることを理解されるであろう。
本発明のさらに他の好ましい実施形態では、L1及びL2は式VIIIの二座配位子を形成する。
WはO、NH、NR”’(R”’はヒドロカルビル基である)又はCH2であり、
R19〜20は上記R13〜16での定義と同様である。)
当分野の技術者は、式VIIIの配位子が全体として−1の電荷を有することになり、以下に示す1個又は複数の異性体又はこれらの混合物として存在できることを理解されるであろう。
1つの好ましい実施形態では、本発明は本明細書で前に述べた錯体の二量体、又はより高次の核集合体(higher nuclearity aggregates)を含む。
特に好ましい実施形態では、本発明の錯体は以下のものから選択される。
{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr[1];
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2[2];
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)・Et2O] [3];
式中、Ar=2,4,6,−Me3C6H2である;
{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[4];
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)(C(Me)=N−2−OMeC6H4)}MgiPr[5];
{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[6];
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)・THF[7];
n=1又は2である[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]n[8]
及び
{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2[9].
{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr[1];
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2[2];
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)・Et2O] [3];
式中、Ar=2,4,6,−Me3C6H2である;
{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[4];
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)(C(Me)=N−2−OMeC6H4)}MgiPr[5];
{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[6];
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)・THF[7];
n=1又は2である[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]n[8]
及び
{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2[9].
第2の態様では、本発明は式Iaの錯体の重合開始剤としての使用に関する。
MはCa、Mg、Ba又はSrであり、
L1は、R1〜6がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである、R1O、R2S、R3R4N、R5R6P、置換又は非置換シクロペンタジエニド及び置換又は非置換ピラゾリル基から選択され、
L2は、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7R8C=NR9、PR7R8R9、及び1個又は複数のO、N又はS原子を含有する置換又は非置換複素環から選択される、或いはL1とL2は結合して二座配位子を形成しており、
L3は、存在しない、又は溶媒分子、又はL3がL2と同一であっても異なっていてもよい、L2で定義の中性配位子である、或いはL3は他の金属中心と結合している、或いはL1、L2及びL3は結合して三座配位子を形成しており、
Xはアルキル基、アリール基、アミド基、又はR10〜12がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである式R10R11C=CR12O−のエノラート基であり、
ただし、L1及びL2が{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}であり、Mがマグネシウムである場合、XはMe及びtBu以外である)
MはCa又はMgであることが好ましい。
本発明の第2の態様のための好ましい実施形態は、第1の態様のために本明細書で先に説明したものと同じである。
好ましい実施形態では、本発明は、アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーの重合における式Iaの錯体の使用に関する。具体的には、本発明の錯体は、得られるポリマーの立体規則性に影響を及ぼすことができる。より具体的には、本発明の錯体は、得られるポリマーに高度のシンジオタクティック性をもたらすことができる。
本明細書では、「アクリレートモノマー」という用語は、本明細書で先に述べたような、任意選択で1個又は複数のヒドロカルビル基で置換されているアクリレートモノマーを指す。
同様に、本明細書では、「アルキルアクリレートモノマー」という用語は、本明細書で先に述べたような、任意選択で1個又は複数のヒドロカルビル基で置換されているアルキルアクリレートモノマーを指す。
前記のアクリレート及びアルキルアクリレートモノマーは、分枝した非環状又は環状炭化水素及び/又はヒドロキシルアルキル、グリシジル及びグリコールエーテルなどの官能化された置換基で置換されていることが好ましい。
1つの好ましい実施形態では、アクリレートモノマーはアルキルアクリレートである。
他の好ましい実施形態では、アルキルアクリレートモノマーはアルキルメタクリレートである。
1つの好ましい実施形態は、ブロックコポリマーの調製における開始剤としての、本発明の第2の態様による錯体の使用に関する。例としては、前記錯体をメチルメタクリレートとn−ブチルメタクリレートのブロックコポリマーの調製に使用することができる。本発明のこの態様のさらなる詳細を添付の実施例の部で提供する。
第3の態様では、本発明は、アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーの重合方法であって、前記方法が、適切な溶媒の存在下で、開始量の上記定義の式Iaの錯体を、アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーと接触させることを含む方法を提供する。
好ましい実施形態では、本発明は、ブロックコポリマー、例えばメチルメタクリレートとn−ブチルメタクリレートのブロックコポリマーのための重合方法を提供する。
他の好ましい態様では、重合が連鎖移動試薬の存在下で起こる。
連鎖移動試薬は、カルボニル基に対してα位に酸性プロトンを有し、式Z−CH2−C(=O)−R”(式中、R”はH、アルキル又はアリールであり、Zはアリール、アルキル、H、アミノ、アルキルアミノ、アシル、Rがヒドロカルビル基であるアルコキシ(OR)又はチオール(SR)、或いは複素環から選択される)ものであることが好ましい。
Zがアリールである連鎖移動試薬の例は、2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノンである。Zがアルキルアミノである連鎖移動試薬の例には、アミノメチルケトン及びアミノエチルケトンが含まれる。Zがアシルである連鎖移動試薬の例は、2,4−ペンタンジオン、すなわちZはC(=O)CH3であり、R”はCH3である。
他の適切な連鎖移動試薬は文献で知られており、当分野の技術者には明らかであろう。
上記方法において、モノマーと錯体との比は10:1〜106:1であることが好ましい。
本発明の第4の態様は上記の方法で作製された物品を提供する。
本発明の第5の態様は、アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーと上記に定義の式Iaの錯体を含む組成物を提供する。
本発明の第6の態様は、ポリ(アルキルアクリレート)及び/又はポリ(アルキルメタクリレート)又はそのコポリマーと、上記に定義の式Iaの錯体を含む組成物を提供する。
本発明の第7の態様は、本明細書で上記した式IIの錯体の調製方法であって、Xがアルキルであり、前記方法が、式IXの化合物を(a)nBuLi及び(b)XMgClと反応させることを含む方法に関する。
或いは、本発明の第8の態様では、式IIの錯体を、式IXの化合物をジ(アルキル)マグネシウム化合物、MgX2と反応させることによって調製することができる。
第9の態様では、本発明は、上記に定義の式IIの錯体の調製方法であって、Xが式R10R11C=CRI2O−のエノラート基であり、前記方法が、上記第7及び第8の態様で得られた生成物を、式HR10R11C−C(O)R12の化合物と反応させることを含む方法を提供する。
本発明の第10の態様では、75%超、好ましくは85%超のシンジオタクティシティーを有するポリ(アルキルアクリレート)又はポリ(アルキルメタクリレート)を製造する方法であって、前記方法が、適切な溶媒中で、相当するモノマー(アルキルアクリレート又はアルキルメタクリレート又はこれらの混合物)を、上記に定義の式Iaの錯体と接触させることを含む方法を提供する。
前記の方法は−40℃を超える温度で実施することが好ましい。
したがって、1つの特に好ましい実施形態では、本発明の錯体は、−40℃を超える温度で、高度に制御された形で、ポリメチルメタクリレートに90%超のシンジオタクティシティーを付与することが可能である。
実施例によって、且つ以下の図を参照して本発明をさらに説明する。
(実施例)
(実施例)
{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr[1]の合成
H2C(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2(6.880g、1.64×10−2モル)をトルエン50cm3中に溶解し、nBuLi(ヘキサン中に2.5M、1.68×10−2モル)6.7cm3を加えてリチウム化した。別の容器中でiPrMgCl(Et2O中に2.0M、1.68×10−2モル)8.4cm3をトルエン10cm3で希釈し、減圧下で濃縮し白色の粘性液体を得た。[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr・Et2O]の生成を回避すべく、グリニャール試薬からEt2Oの大部分を除去するために、この手順を繰り返した。次いで、得られた白色の粘着性オイルを20cm3トルエン中に懸濁し、次いでこの混合物を{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Liの溶液に滴下し、薄黄色の濁った懸濁液を得た。
H2C(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2(6.880g、1.64×10−2モル)をトルエン50cm3中に溶解し、nBuLi(ヘキサン中に2.5M、1.68×10−2モル)6.7cm3を加えてリチウム化した。別の容器中でiPrMgCl(Et2O中に2.0M、1.68×10−2モル)8.4cm3をトルエン10cm3で希釈し、減圧下で濃縮し白色の粘性液体を得た。[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr・Et2O]の生成を回避すべく、グリニャール試薬からEt2Oの大部分を除去するために、この手順を繰り返した。次いで、得られた白色の粘着性オイルを20cm3トルエン中に懸濁し、次いでこの混合物を{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Liの溶液に滴下し、薄黄色の濁った懸濁液を得た。
反応物を室温で終夜(18時間)攪拌し、次いでろ過した。揮発物を真空下で除去し、得られたクリーム色の固体を冷(−78℃)n−ペンタン5cm3で洗浄して、7.732gのやや灰色の白色粉末(1.59×10−2モル、97.0%)を得た。
[NMR1]
[NMR1]
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(Ar=2,4,6,−Me3C6H2)[2]の合成
0.8240g{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr(1.70×10−3モル)を−78℃で固体CO2/アセトンのスラッシュバス(slush bath)中に置いたシュレンク管中の20cm3トルエンに懸濁させた。次いで、2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.2756g、1.70×10−3モル)のトルエン溶液5cm3を、これも−78℃で、5分間にわたって滴下して暗橙色の溶液を得た。溶液を周囲温度に温めると次第に薄黄色になる。
0.8240g{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr(1.70×10−3モル)を−78℃で固体CO2/アセトンのスラッシュバス(slush bath)中に置いたシュレンク管中の20cm3トルエンに懸濁させた。次いで、2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.2756g、1.70×10−3モル)のトルエン溶液5cm3を、これも−78℃で、5分間にわたって滴下して暗橙色の溶液を得た。溶液を周囲温度に温めると次第に薄黄色になる。
反応物を室温で18時間撹拌した。薄黄緑色の溶液から揮発物を除去すると、白色固体が得られ、次いでこれを冷ヘプタン(−78℃)10cm3で洗浄した。次いで、残留した白色粉末を15cm3ヘプタン中で60℃で30分間攪拌して飽和溶液を調製した。この溶液をろ過し、徐々に冷却させて、非常に薄い黄色の偏菱形のX線回折特質の結晶を得た。
母液の容積を約3分の2に減らし、フリーザー中に−10℃で終夜貯蔵して、第2の生成物を調製した。
全収率:0.673g、5.58×10−4モル、65.7%
全収率:0.673g、5.58×10−4モル、65.7%
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)・Et2O](Ar=2,4,6,−Me3C6H2)[3]の合成
2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.4156g、2.56×10−3モル)の冷却した(−78℃)Et2O溶液10cm3を、固体CO2/アセトンの−78℃のスラッシュバス中の{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr(1.2315g、2.54×10−3モル)のEt2O溶液10cm3に30分間にわたって滴下した。反応物を放置して室温にして薄黄色の溶液を得、次いでこれをさらに18時間攪拌した。真空中で揮発物を除去して粘着性のクリーム色の固体を得た。これを−78℃でペンタン5cm3で洗浄して1.312gの白色粉末(1.94×10−3モル、76.3%)を得た。
2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.4156g、2.56×10−3モル)の冷却した(−78℃)Et2O溶液10cm3を、固体CO2/アセトンの−78℃のスラッシュバス中の{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr(1.2315g、2.54×10−3モル)のEt2O溶液10cm3に30分間にわたって滴下した。反応物を放置して室温にして薄黄色の溶液を得、次いでこれをさらに18時間攪拌した。真空中で揮発物を除去して粘着性のクリーム色の固体を得た。これを−78℃でペンタン5cm3で洗浄して1.312gの白色粉末(1.94×10−3モル、76.3%)を得た。
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2[2]のための典型的な重合手順
0.0084gの[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(1.39×10−5モル)をガラスバイアルに量り込み、トルエン5cm3に溶解して薄黄色の溶液を得た。溶液を−30℃に冷却した。次いで、メチルメタクリレート(0.4183g、4.18×10−3モル、300当量)を計量し、−30℃に冷却して開始剤溶液に加えた。混合物を10分間攪拌し、続いてMeOH25μlを加えて重合を完了させた。
0.0084gの[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(1.39×10−5モル)をガラスバイアルに量り込み、トルエン5cm3に溶解して薄黄色の溶液を得た。溶液を−30℃に冷却した。次いで、メチルメタクリレート(0.4183g、4.18×10−3モル、300当量)を計量し、−30℃に冷却して開始剤溶液に加えた。混合物を10分間攪拌し、続いてMeOH25μlを加えて重合を完了させた。
取り出して真空で乾燥させたわずかな一定分量でGPC分析を行った。溶液の残分を大過剰の(約150cm3)MeOHに加え、沈殿物を集めて乾燥した。1H NMR分析(CDCl3)で92%rr、8%rm(mmトリアドは検出されず)が得られた。
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)・Et2O]2[3]のための典型的な重合手順
上記と同一の方法を用いた。エーテル化合物開始剤を用いた重合の挙動に著しい違いは観察されなかった。
上記と同一の方法を用いた。エーテル化合物開始剤を用いた重合の挙動に著しい違いは観察されなかった。
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr][1]のための典型的な重合手順
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2で概要を示した手順と同一の方法を用いた。メチルメタクリレートを開始剤溶液に加えると直ちに鮮黄色が観察され、急速に薄黄色になった。この色は残りの反応を通じて持続し、MeOHを加えると消失した。
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2で概要を示した手順と同一の方法を用いた。メチルメタクリレートを開始剤溶液に加えると直ちに鮮黄色が観察され、急速に薄黄色になった。この色は残りの反応を通じて持続し、MeOHを加えると消失した。
転換率と分子量の関係の検討
上記と同様の方法を用いて、0.0080gの[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(1.33×10−5モル)をCDCl36cm3中に溶解した。−30℃でこの溶液にニートなメチルメタクリレート(0.5317g、5.31×10−3モル、400当量)を加えた。反応物を−30℃で攪拌し、所定の時間(120、240、360及び480秒間)に、0.35cm3の分量を取り出して20μlのMeOHを加えて直ちに反応を完了させた。
上記と同様の方法を用いて、0.0080gの[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(1.33×10−5モル)をCDCl36cm3中に溶解した。−30℃でこの溶液にニートなメチルメタクリレート(0.5317g、5.31×10−3モル、400当量)を加えた。反応物を−30℃で攪拌し、所定の時間(120、240、360及び480秒間)に、0.35cm3の分量を取り出して20μlのMeOHを加えて直ちに反応を完了させた。
さらにCDCl30.35cm3でサンプルを希釈し、モノマー(δ3.71)対ポリマー(δ3.56)のOCH3シグナルの1H NMR共鳴を積分することによって、モノマー転換率を算出した。次いで、揮発物を真空下で除去し、残渣を非重水素CHCl3中に溶解した。この溶液のゲル浸透クロマトグラフィーによる分析からMn対転換率の相関が得られた(図2参照)。
N−ブチルメタクリレート(BMA)及びメチルメタクリレート(MMA)のブロック重合
0.0106gの[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(1.76×10−5モル)を−30℃で3cm3CDCl3に溶解させた。攪拌しているこの溶液にBMA(1.78×10−5モル、101当量)0.2526gを加えた。10分間後、300μlの分量を取り出して10μlのMeOHを加えて反応を完了させた。さらに60秒間攪拌して重合させ、次いでMMA(1.75×10−5モル、100当量)0.1756gを加えた。反応物をさらに10分間撹拌し、25μlのMeOHを加えて反応を完了させた。一定分量についての1H NMRによって、第2のモノマーの添加前にBMAが完全に消費されていたことが判明した。
0.0106gの[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(1.76×10−5モル)を−30℃で3cm3CDCl3に溶解させた。攪拌しているこの溶液にBMA(1.78×10−5モル、101当量)0.2526gを加えた。10分間後、300μlの分量を取り出して10μlのMeOHを加えて反応を完了させた。さらに60秒間攪拌して重合させ、次いでMMA(1.75×10−5モル、100当量)0.1756gを加えた。反応物をさらに10分間撹拌し、25μlのMeOHを加えて反応を完了させた。一定分量についての1H NMRによって、第2のモノマーの添加前にBMAが完全に消費されていたことが判明した。
MMAの添加前の一定分量のGPCは単一の、単分散ピーク(Mn計算=14,400、Mn観測=13,800、Mw/Mn=1.12)を示した。ブロックコポリマーのGPCから、MMAの混入によってMnが増大すること(Mn計算=24,400、Mn観測=22,800、Mw/Mn=1.50)が実証された。
連鎖移動剤としての2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノンの使用
−30℃の[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(0.0130g、2.16×10−5モル)のCDCl3溶液3cm3に、2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(1.08×10−4モル、5.0当量)17.9μlを加えて鮮黄色の溶液を得た。次いでMMA(8.66×10−5モル、402当量)0.8675gを加えた。30分間後、反応物に25μlのMeOHを加えて反応を完了させた。GPC Mn計算値(最大連鎖移動を想定)=6,700;Mn観測=7,200、Mw/Mn=2.83)。
−30℃の[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2(0.0130g、2.16×10−5モル)のCDCl3溶液3cm3に、2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(1.08×10−4モル、5.0当量)17.9μlを加えて鮮黄色の溶液を得た。次いでMMA(8.66×10−5モル、402当量)0.8675gを加えた。30分間後、反応物に25μlのMeOHを加えて反応を完了させた。GPC Mn計算値(最大連鎖移動を想定)=6,700;Mn観測=7,200、Mw/Mn=2.83)。
{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[4]の合成
0.8902gのH2C(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2(1.77×10−3モル)をトルエン10cm3中に溶解し、次いで−78℃に冷却した。Bu2Mg(1.86cm3、ヘプタン中の1.0M溶液、1.86×10−3モル、1.05当量)を5分間にわたって滴下し、冷浴から取り出して淡黄色の溶液が生成した。反応物を放置して室温にし、次いで60℃で2時間攪拌した。次いで、反応容器を室温まで冷却させ、続いて2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(1.81×10−3モル、1.02当量)0.30cm3を加えた。次いで混合物を60℃に温め戻して90分間撹拌した。次いで揮発成分を真空下で除去して黄色のオイル状固体を得た。これを−78℃でペンタン(5cm3)で洗浄した。
[NMR2]
[NMR2]
MMA重合開始剤としての{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[4]の使用
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)の合成で説明したのと同様の方法を用いた。しかし、{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)を用いた重合はより遅い。したがって、200当量MMAに対して、x%転換率を得るのに、−30℃120分間の反応時間を要する(参考:{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)では<5分間)。
Mn=17,100(Mn計算=20,000);Mw/Mn=1.04.
シンジオタクティック含有量(%rrトリアド)=90%
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)の合成で説明したのと同様の方法を用いた。しかし、{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)を用いた重合はより遅い。したがって、200当量MMAに対して、x%転換率を得るのに、−30℃120分間の反応時間を要する(参考:{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)では<5分間)。
Mn=17,100(Mn計算=20,000);Mw/Mn=1.04.
シンジオタクティック含有量(%rrトリアド)=90%
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)(C(Me)=N−2−OMeC6H4)}MgiPr[5]の合成
n−ブチルリチウム(2.70mL、ヘキサン中に2.5M、6.75×10−3モル)を、25mLトルエン中の{H2C(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)(C(Me)=N−2−OMeC6H4)}(2.46g、6.75×10−3モル)の0℃での攪拌溶液に徐々に加えた。溶液を24時間攪拌し、次いで0℃でiPrMgCl(3.37cm3、Et2O中に2.0M、6.74×10−3モル)を加えた。次いで溶液を周囲温度でさらに18時間攪拌した。減圧下で溶液を濃縮して橙色の固体(2.1g、4.98×10−3モル、73.9%)を得た。
[NMR3]
[NMR3]
MMA重合開始剤としての{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)(C(Me)=N−2−OMeC6H4)}MgiPr[5]の使用
−30℃のトルエン中で、200当量MMAで120秒後、74%の転換率を得た。
Mn=24,677(Mn計算=14、800)、Mw/Mn=1.20
シンジオタクティック含有量(%rrトリアド)=85%
−30℃のトルエン中で、200当量MMAで120秒後、74%の転換率を得た。
Mn=24,677(Mn計算=14、800)、Mw/Mn=1.20
シンジオタクティック含有量(%rrトリアド)=85%
{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[6]の合成
カリウムトリス(3,5−ジメチルピラゾリル)ボレート(0.8945g、2.66×10−3モル)を20cm3THF中に懸濁させた。室温で1.36cm3のiPrMgCl(Et2O中に2.0M、2.72×10−3モル、1.02当量)を、シリンジで加え、得られた白色の懸濁液を60℃で6時間攪拌した。次いで、反応混合物を室温に冷却し、次いで2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(2.71×10−3モル、1.02当量)0.4401gの10cm3 THF 溶液を2分間にわたって滴下した。反応物を室温で16時間攪拌し、ろ過し濃縮して白色固体を得た。これを5cm3の冷ペンタン(−78℃)で洗浄し、真空中で乾燥して自由流動性の白色粉末を得た。
[NMR4]
[NMR4]
MMA重合開始剤としての{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[6]の使用
0.0080gの{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)(1.66×10−5モル)を2cm3のトルエン中に溶解して−30℃に冷却した。この溶液にMMA(0.3360g、3.36×10−3モル、202当量)のトルエン溶液1cm3を加え、反応物を−30℃で2時間攪拌した。
Mn=31,100(calc=20,200)、Mw/Mn=1.52
トリアド分析(1H NMRで):14.5%mm:20.5%rm:65.0%rr
0.0080gの{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)(1.66×10−5モル)を2cm3のトルエン中に溶解して−30℃に冷却した。この溶液にMMA(0.3360g、3.36×10−3モル、202当量)のトルエン溶液1cm3を加え、反応物を−30℃で2時間攪拌した。
Mn=31,100(calc=20,200)、Mw/Mn=1.52
トリアド分析(1H NMRで):14.5%mm:20.5%rm:65.0%rr
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)・THF[7]の合成
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}CaNTMS2・THF(0.0089g、1.29×10−5モル)と2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.0021g、1.29×10−5モル)をTHF−d8中で互いに混合した。1H NMRスペクトロスコピーによって{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)・THF及びHNTMS2の生成を確認する。
[NMR5]
[NMR5]
[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]n[8]の合成
ベンゼン−d6中で{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}CaNTMS2・THF(0.0219g、3.17×10−5モル)と2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.0051g、3.17×10−5モル)を混合して、[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]nを得る。
[NMR6]
ベンゼン−d6中で{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}CaNTMS2・THF(0.0219g、3.17×10−5モル)と2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.0051g、3.17×10−5モル)を混合して、[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]nを得る。
[NMR6]
MMA重合開始剤としての[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]n[8]の使用
2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.0022g、1.36×10−5モル)の0.5cm3トルエン溶液を−30℃で{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}CaNTMS2・THF(0.0091g、1.32×10−5モル)の2cm3トルエン溶液に加えた。1分間攪拌後、MMA(0.2657g、2.65×10−3モル、1cm3のトルエン中に201当量)を20秒間にわたって滴下した。
重合物を−30℃で5分間攪拌し、次いでMeOH(25μl)で反応を完了させた。
1H NMRでPMMAがイソタクティックバイアスされていることを確認。トリアド含有量=70.8%MM:22.7%mr:6.5%rr
Mn=41,850、Mw/Mn=6.09
2’,4’,6’−トリメチルアセトフェノン(0.0022g、1.36×10−5モル)の0.5cm3トルエン溶液を−30℃で{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}CaNTMS2・THF(0.0091g、1.32×10−5モル)の2cm3トルエン溶液に加えた。1分間攪拌後、MMA(0.2657g、2.65×10−3モル、1cm3のトルエン中に201当量)を20秒間にわたって滴下した。
重合物を−30℃で5分間攪拌し、次いでMeOH(25μl)で反応を完了させた。
1H NMRでPMMAがイソタクティックバイアスされていることを確認。トリアド含有量=70.8%MM:22.7%mr:6.5%rr
Mn=41,850、Mw/Mn=6.09
{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2[9]の合成
2.0×10−3モル[(BDI)Mgn/sBu](Bu2MgとH2C(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2とのその場での反応によって形成された)の攪拌トルエン溶液を−30℃に冷却し、iPr2NH(290μL、2.1×10−3モル)を滴下して処理した。得られた溶液を周囲温度まで加温し、次いで60℃で15分間攪拌した。次いで、揮発物を真空下で除去し残渣をペンタン(35ml)で抽出した。−30℃で静置して0.67gの結晶が形成された(62%)。
[NMR7]
2.0×10−3モル[(BDI)Mgn/sBu](Bu2MgとH2C(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2とのその場での反応によって形成された)の攪拌トルエン溶液を−30℃に冷却し、iPr2NH(290μL、2.1×10−3モル)を滴下して処理した。得られた溶液を周囲温度まで加温し、次いで60℃で15分間攪拌した。次いで、揮発物を真空下で除去し残渣をペンタン(35ml)で抽出した。−30℃で静置して0.67gの結晶が形成された(62%)。
[NMR7]
MMA重合開始剤としての{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2[9]の使用
−30℃のトルエン中で、200当量のMMAを{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2と混合した。90秒後にMeOHで重合を完了させた。
1H NMRスペクトロスコピーで測定して94%の転換率であった。
Mn=19,550(Mn計算=18,800);Mw/Mn=1.05
シンジオタクティック含有量(%rrトリアド)>90%
−30℃のトルエン中で、200当量のMMAを{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2と混合した。90秒後にMeOHで重合を完了させた。
1H NMRスペクトロスコピーで測定して94%の転換率であった。
Mn=19,550(Mn計算=18,800);Mw/Mn=1.05
シンジオタクティック含有量(%rrトリアド)>90%
説明してきた本発明の方法の本発明の範囲と趣旨を逸脱しない様々な改変形態及び変更形態は、当分野の技術者には明らかであろう。本発明を具体的な好ましい実施形態と関連させて説明してきたが、当化学分野又は関連分野の技術者に明らかである本発明を実施するために説明してきた態様の様々な改変形態は以下の特許請求の範囲内であるものとする。
Claims (35)
- 式Iの錯体
MはCa、Mg、Ba又はSrであり、
L1は、R1〜6がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである、R1O、R2S、R3R4N、R5R6P、置換又は非置換シクロペンタジエニド及び置換又は非置換ピラゾリル基から選択され、
L2は、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7R8C=NR9、PR7R8R9又は1個又は複数のO、N又はS原子を含有する置換又は非置換複素環から選択され、或いはL1とL2は結合して二座配位子を形成しており、
L3は、存在しない、又は溶媒分子、又はL3がL2と同一であっても異なっていてもよい、L2で定義の中性配位子であり、或いはL3は他の金属中心と結合しており、或いはL1、L2及びL3は結合して三座配位子を形成しており、
Xはアルキル基、アリール基、アミド基、アリールオキシド基又はR10〜12がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである式R10R11C=CR12O−のエノラート基であり、
ただし、L1及びL2が{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}であり、Mがマグネシウムである場合、XはMe及びtBu以外である)。 - R1及びR2がヒドロカルビルであり、R3〜6がH又はヒドロカルビルである請求項1に記載の錯体。
- R1及びR2が、それぞれ独立に、分枝又は非分枝アルキル、分枝又は非分枝アルケニル又はアリールから選択され、そのそれぞれが置換されていても置換されていなくてもよい請求項1に記載の錯体。
- L1とL2が結合してβ−ジケチミネート及びβ−ケトイミネートから選択される二座配位子を形成する請求項1に記載の錯体。
- 式II又はIIIで表される請求項4に記載の錯体
R13〜16はそれぞれ独立にH及びヒドロカルビルから選択され、又は
YとR13は結合してヒドロカルビル基を形成しており、
L3は、存在しない、又は請求項1の定義と同様である)。 - YがH、CN、アルキル、アリール、ハロアルキル又はヘテロアルキルから選択され、
R13〜16が、それぞれ独立にアルキル、アリール、ヘテロアルキル、ハロアルキル、シクロアルキル及び少なくとも1個のO、N又はS原子を含有する複素環から選択され、或いはYとR13が結合してアリール基を形成しており、
L3が、存在しない、又はR7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7C=NR8、PR7R8R9、チオフェン及びテトラヒドロフランから選択される請求項5に記載の錯体。 - 式Vで表される請求項1に記載の錯体
- L1とL2が式VIIIの二座配位子
Yは上記の定義と同様であり、
WはO、NH、NR’(R’はヒドロカルビルである)又はCH2であって、
R19〜20は上記のR13〜16についての定義と同様である)
を形成する請求項1に記載の錯体。 - L1、L2及びL3が結合して三座配位子を形成している請求項1から3のいずれか一項に記載の錯体。
- L1、L2及びL3が結合して、懸垂型供与基を有するβ−ジケチミネート及び懸垂型供与アームを有するシッフ塩基誘導体から選択される三座配位子を形成している請求項9に記載の錯体。
- 式VIで表される請求項10に記載の錯体
- 式VIIで表される請求項10に記載の錯体
- リンカー基が、nが0〜6である(CH2)n、アリーレン基、又はSiR2(Rはヒドロカルビルである)である請求項11又は12に記載の錯体。
- 各Rが独立にH又はヒドロカルビル基である式X
- Xがアルキル基である請求項1から14のいずれかに記載の化合物。
- XがiPrである請求項15に記載の化合物。
- Xがアミド基である請求項1から14のいずれかに記載の化合物。
- XがNPri 2である請求項17に記載の化合物。
- Xが式R10R11C=CR12O−のエノラート基であって、式中R10及びR11がHであり、R12がアリール基である請求項1から14のいずれかに記載の化合物。
- Xが−OC(=CH2)Arであって、式中Arが2,4,6,−Me3C6H2である請求項19に記載の化合物。
- 請求項1から20のいずれかに記載の錯体の二量体を含む錯体。
- {HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgiPr[1];
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)]2[2];
[{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)Ar)・Et2O][3];
式中、Ar=2,4,6,−Me3C6H2である;
{HC(C(tBu)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[4];
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)(C(Me)=N−2−OMeC6H4)}MgiPr[5];
{HB(3,5−Me2C3N2H)3}Mg(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)[6];
{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2)Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)・THF[7];
n=1又は2である[{HC(C(Me)=N−2,6−iPr2C6H3)2}Ca(OC(=CH2)−2,4,6−Me3C6H2)]n[8]
(HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}MgNPri 2[9].
から選択される請求項1に記載の錯体。 - 重合開始剤としての式Iaの錯体の使用
MはCa、Mg、Ba又はSrであり、
L1は、R1〜6がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである、R1O、R2S、R3R4N、R5R6P、置換又は非置換シクロペンタジエニド及び置換又は非置換ピラゾリル基から選択され、
L2は、R7〜9がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビル基である、R7R8O、R7R8S、R7R8R9N、R7R8C=NR9、PR7R8R9、及び1個又は複数のO、N又はS原子を含有する置換又は非置換複素環から選択され、或いはL1とL2は結合して二座配位子を形成しており、
L3は、存在しない、又は溶媒分子、又はL3がL2と同一であっても異なっていてもよい、L2で定義の中性配位子であり、或いはL3は他の金属中心と結合しており、或いはL1、L2及びL3は結合して三座配位子を形成しており、
Xはアルキル基、アリール基、アミド基、又はR10〜12がそれぞれ独立にH又はヒドロカルビルである式R10R11C=CR12O−のエノラート基であり、
ただし、L1及びL2が{HC(C(CH3)=N−2,6−iPr2C6H3)2}であり、Mがマグネシウムである場合、XはMe及びtBu以外である) - アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーの重合における請求項23に記載の使用。
- 連鎖移動試薬の使用をさらに含む請求項23又は24に記載の使用。
- アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーの重合方法であって、前記方法が、適切な溶媒の存在下で、開始量の請求項23に定義の式Iaの錯体をアクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーと接触させることを含む方法。
- モノマーと錯体の比が10:1〜106:1である請求項26に記載の方法。
- 請求項26又は27に記載の方法によって調製された物質。
- アクリレート及び/又はアルキルアクリレートモノマーと、請求項23に定義の式Iaで表される錯体とを含む組成物。
- ポリ(アルキルアクリレート)及びポリ(アルキルメタクリレート)又はこれらのコポリマーと、請求項23に定義の式Iaの錯体とを含む組成物。
- 請求項5に定義の式IIの錯体の調製方法であって、Xがアルキルであり、前記方法が式IX
- Xがアルキルであり、式IX
- 請求項5に定義の式IIの錯体の調製方法であって、Xが式R10R11C=CR12O−のエノラート基であり、前記方法が請求項31又は32の方法で得られた生成物を、式HR10R11C−C(O)R12の化合物と反応させることを含む方法。
- 75%より大きいシンジオタクティシティー(syndiotacticity)を有するポリメタクリレートを製造する方法であって、前記方法が、適切な溶媒の存在下で、メタクリレートモノマーを請求項23に定義の式Iaの錯体と接触させることを含む方法。
- −40℃を超える温度で実施される請求項34に記載の方法。
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