JP2006505673A - 重合性錯化剤を使用する金属シアン化物触媒の製造方法 - Google Patents

重合性錯化剤を使用する金属シアン化物触媒の製造方法 Download PDF

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Abstract

金属シアン化物重合触媒及びある種のモノマー錯化剤の錯体は、不均一活性金属シアン化物触媒を製造することができる方法を提供する。この触媒は、重合生成物から容易に分離され、そして再使用される、有用なアルキレンオキシド重合触媒である。

Description

本発明は、金属シアン化物錯体に関する。更に詳しくは、本発明は、特定の錯化剤によって錯化された金属シアン化物触媒、不均一金属シアン化物触媒及び金属シアン化物触媒の存在下でのアルキレンオキシドの重合方法に関する。
ポリエーテルは、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドのようなアルキレンオキシドの重合によって、商業的に大量生産されている。この重合は、通常、開始剤化合物及び触媒の存在下で実施される。開始剤化合物は、通常、ポリマーの官能性(分子当たりのヒドロキシル基の数)を決定し、幾つかの例では、幾つかの望ましい官能基を生成物中に導入する。触媒は重合の経済的速度を与えるために使用される。
金属シアン化物錯体(metal cyanide complex)が、ますます重要なアルキレンオキシド重合触媒になってきている。これらの錯体は、しばしば、「複金属シアン化物(double metal cyanide)」又は「DMC」触媒と呼ばれ、多数の特許の主題である。これらの特許には、とりわけ、例えば特許文献1〜8が含まれる。幾つかの例に於いて、これらの金属シアン化物触媒は、速い重合速度及び狭い多分散度を与える。更に、これらの触媒は、場合によっては、単官能性不飽和化合物の非常に低いレベルを有するポリエーテルの製造を伴う。
これらの金属シアン化物触媒の最も一般的なものである、(適切な錯化剤及び一定量のポリ(プロピレンオキシド)と一緒の)亜鉛ヘキサシアノ−コバルテート(zinc hexacyano-cobaltate)は、活性であり、そして非常に低い不飽和を有するポリ(プロピレンオキシド)を生成するという利点を有する。しかしながら、この触媒は生成物ポリエーテルから除去することが非常に困難である。この困難性のために、そしてこの触媒は少量で使用できるので、通常の実施は、この触媒を生成物中に単純に残すことである。しかしながら、このことは、この触媒を取り替えなくてはならないことを意味する。更に、ポリエーテル生成物中の残留触媒の存在は、ある種の性能問題を生じることが、上記特許文献中に報告されている。報告された問題点には、劣った貯蔵安定性及び或る場合には、下流のプロセスへの妨害が含まれる。触媒費用を減少させるために、生成物ポリエーテルから容易に回収することができる触媒を提供することが望ましい。
米国特許第3,278,457号明細書 米国特許第3,278,458号明細書 米国特許第3,278,459号明細書 米国特許第3,404,109号明細書 米国特許第3,427,256号明細書 米国特許第3,427,334号明細書 米国特許第3,427,335号明細書 米国特許第5,470,813号明細書
一つの面に於いて、本発明は、
a)金属シアン化物触媒を、少なくとも1個の重合性炭素−炭素不飽和の部位を含むモノマー錯化剤で処理する工程及び
b)前記処理した触媒を、モノマー錯化剤を重合させて、その中に分散された金属シアン化物触媒を有する有機ポリマーを形成するために十分な条件に付す工程
を含んでなる金属シアン化物触媒の製造方法である。
第二の面に於いて、本発明は、少なくとも1個の重合性炭素−炭素不飽和の部位及び金属シアン化物触媒との錯体を形成するヘテロ原子を有するモノマーのポリマーであって、その中に分散された、前記ポリマーによって錯化された金属シアン化物触媒を有するポリマーである。
第三の面に於いて、本発明は、少なくとも1個の重合性炭素−炭素不飽和の部位及び金属シアン化物触媒との錯体を形成するヘテロ原子を有するモノマーによって錯化された金属シアン化物触媒である。
本発明の錯体には、水不溶性金属シアン化物触媒が含まれる。この一般的タイプの幾つかの金属シアン化物触媒は、公知であり、殆どの例に於いて、これらの錯体には2種の異なった金属イオンが含有されているので、しばしば「複金属シアン化物」又は「DMC」触媒と呼ばれている。適当な金属シアン化物触媒は、一般式
b[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・nM3 xy
[式中、MはM1(CN)r(X)t基と共に不溶性沈殿を形成する金属イオンであり、
1及びM2は同じであるか又は異なっていてよい遷移金属イオンであり、
それぞれのXは、独立に、M1又はM2イオンと配位している、シアン化物以外の基を表し、
3 xyは金属イオンM3とアニオンAとの塩(但し、M3はMと同じであるか又はMとは異なっている)を表し、
b及びcはdと一緒に、静電的に中性の錯体を反映する正数であり、
dはゼロ又は正数であり、
x及びyは静電的に中性の塩を反映する数字であり、
rは4〜6であり、tは0〜2であり、そして
nはM3 xyの相対量を示す(分率であってよい)正数である]
によって表すことができる。
何れのM2(X)6中のX基も全て同じものである必要はない。c:dのモル比は、有利には約100:0〜約20:80、更に好ましくは約100:0〜約50:50、なお更に好ましくは約100:0〜約80:20である。
用語「金属塩」は、本明細書に於いて、式Mxy又はM3 xy(式中、M、M3、x、A及びyは前記定義した通りである)の塩を指すために使用する。
M及びM3は、好ましくはZn+2、Fe+2、Co+2、Ni+2、Mo+4、Mo+6、Al+3、V+4、V+5、Sr+2、W+4、W+6、Mn+2、Sn+2、Sn+4、Pb+2、Cu+2、La+2及びCr+3からなる群から選択された金属イオンである。M及びM3は、更に好ましくはZn+2、Fe+2、Co+2、Ni+2、La+3及びCr+3である。Mは、最も好ましくはZn+2である。
1及びM2は、好ましくはFe+3、Fe+2、Co+3、Co+2、Cr+2、Cr+3、Mn+2、Mn+3、Ir+3、Ni+2、Rh+3、Ru+2、V+4及びV+5である。上記のものの中で、+3酸化状態にあるものが更に好ましい。Co+3及びFe+3がなお更に好ましく、Co+3が最も好ましい。M1及びM2は同じであるか又は異なっていてよい。
好ましい基Xには、ハロゲン化物(特に、塩化物)、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、チオシアン酸塩、イソシアン酸塩、イソチオシアン酸塩、C1-4カルボン酸塩及び亜硝酸塩(NO2 -)のようなアニオン並びにCO、H2O及びNOのような非荷電種(uncharged species)が含まれる。特に好ましい基Xは、NO、NO2 -及びCOである。
rは、好ましくは5又は6,最も好ましくは6であり、そしてtは、好ましくは0又は1、最も好ましくは0である。多くの場合にr+tは6に等しい。
適当なアニオンAには、ハロゲン化物、例えば塩化物及び臭化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、シアン化物、シュウ酸塩、チオシアン酸塩、イソシアン酸塩、イソチオシアン酸塩、過塩素酸塩、アルカンスルホン酸塩、例えばメタンスルホン酸塩、アリーレンスルホン酸塩、例えばp−トルエンスルホン酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩(トリフラート)並びにC1-4カルボン酸塩が含まれる。更に、アニオンAには、アクリレート又はメタクリレートイオンのような重合性種(polymerizable species)が含まれてよい。このような重合性種を使用するときには、このアニオンをモノマー錯化剤と共重合させることができる。
本発明に於いて、すぐ前に記載したような金属シアン化物触媒は、少なくとも1個の重合性炭素−炭素不飽和の部位及び少なくとも1個の、金属シアン化物触媒との錯体を形成するヘテロ原子含有基を有するモノマーで錯化される。特に適当なヘテロ原子含有基には、窒素、硫黄又は酸素原子、特に酸素原子が含有され、例えばアミド、ニトリル、スルフィド、ヒドロキシル、アルデヒド、ケトン、エステル及びエーテル基が含まれる。エステル、エーテル及びヒドロキシル基又はこれらの何れか2種若しくはそれ以上の組合せが最も好ましい。錯化剤が複数のヘテロ原子含有基、特に複数のエーテル基及び/又はアルコール基を含有することがなお更に好ましい。
「重合性炭素−炭素不飽和の部位」は、少なくとも一対の、お互いに二重又は三重に結合しており、そして他の同様の基と反応して高分子量ポリマーを形成することができる炭素原子を含有する基を指す。このような部位の例には、エチレン性不飽和(酢酸ビニル、ビニルアルコールなどの中に存在する種類のもの)、アクリル系又はメタクリル系不飽和、アルケニル芳香族モノマー中に存在するようなアルケニル基及び共役ジエニル基が含まれる。本発明に於いて、エチレン性不飽和の好ましい部位は、アクリル基(H2C=CH−X−C(O)−)又はメタクリル基(H2C=C(CH3)−C(O)−)である。
従って、適当な錯化剤の一つの群は、窒素又は酸素を含むビニルモノマー、例えば酢酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニル2−エチルヘキサノエート、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、1−ビニル−2−ピロリジノン等である。
錯化剤の更に好ましい群には、アクリルアミド、メタクリルアミド及びこれらの誘導体が含まれる。このような誘導体の例には、N,N−ジアルキルアクリルアミド及びN,N−ジアルキルメタクリルアミド、例えばN,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド及びN,N−ジメチルメタクリルアミドが含まれる。
なお更に好ましくは、この錯化剤は、特に分子のエステル部分内に1個又はそれ以上のエーテル基及び/又はアルコール基を有する、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルである。これらの錯化剤は、一般構造式
1[−O−C(O)−CR=CH2x
[式中、Rは水素又はメチルであり、xは少なくとも1、好ましくは1〜8、更に好ましくは1〜約3である数字であり、そしてR1は前記のような金属シアン化物触媒と錯化できる、ヒドロカルビル基(即ち、炭素原子及び水素原子のみからなる)又は1個又はそれ以上のヘテロ原子を含む置換されたヒドロカルビル基である]
によって表すことができる。基R1は、好ましくは1個又はそれ以上の、エーテル基若しくはヒドロキシル基又は両方によって置換されており、そして約31〜約3000ダルトン以上、好ましくは約31〜約1200ダルトンの重量を有していてよい。
1基の適当な種類の例には、(1)1〜8個(好ましくは1〜3個)の脂肪族ヒドロキシル基を有する化合物の残基及び(2)フェノール又はビスフェノールの残基が含まれる。種類(1)の化合物には、(a)プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコールのようなポリオール並びに(b)ポリ(プロピレンオキシド)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(プロピレンオキシド−共−エチレンオキシド)(ブロックコポリマー及びランダムコポリマーの両方)のようなポリ(オキシアルキレン)化合物並びに約50〜約3000ダルトン、特に約100〜1200ダルトンの重量及び2〜6個、特に1〜3個のヒドロキシル基/分子の好ましい官能基を有する、アルコキシル化ビスフェノールA及びアルコキシル化ビスフェノールFが含まれる。種類(2)化合物の例には、ビスフェノールA及びビスフェノールFが含まれる。種類(1)又は(2)の化合物の何れも、1種又はそれ以上の疎水性基、特に(a)ポリ(アルキレンオキシド)鎖の残基に直接的に若しくは間接的に結合している、炭素数6〜24の飽和若しくは不飽和直鎖ヒドロカルビル基又は(b)アリール基若しくはフェノキシ基のようなアリールオキシ基によって置換されていてよい。
モノマー錯化剤の具体例には、
(A)1モル又はそれ以上のアクリル酸又はメタクリル酸と、1モルの、プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール及びジエチレングリコールのようなポリオールとのエステル、
(B)アクリル酸又はメタクリル酸と、(A)に記載したもののようなポリオールのエトキシル化及び/又はプロポキシル化誘導体とのエステル、
(C)アクリル酸又はメタクリル酸と、ビスフェノールA、ビスフェノールF、アルコキシル化ビスフェノールA又はアルコキシル化ビスフェノールFのようなビスフェノールとのエステル、例えばビスフェノールAジアクリレート、
(D)アクリルアミド又はメタクリルアミド、
(E)1−ビニルピロリジノン、
(F)N,N−ジメチルアクリルアミド及びN−(イソブトキシメチル)アクリルアミドのようなN−置換アクリルアミド、
(G)1モル又はそれ以上のアクリル酸又はメタクリル酸及び(a)1モル又はそれ以上のC6〜C24直鎖飽和又は不飽和カルボン酸と、(b)プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールのようなポリオール又はこのようなポリオールのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体との錯エステル並びに
(H)アクリル酸又はメタクリル酸とテトラヒドロフルフラールとのエステル
が含まれる。
錯化された金属シアン化物触媒は、式
b[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・zL・nM3 xy
(式中、Lはこのモノマー錯化剤及び/又はこのモノマー錯化剤と他の錯化剤との混合物を表し、そしてzは錯化されたL分子の相対量を表す正数である)
によって表されるように記載することができる。一定量の水又は追加の錯化剤を、この錯体の中に結合させることもできる。特に関心のある触媒の中には、下記のものが含まれる。
亜鉛ヘキサシアノコバルテート・zL・nZnCl2
Zn[Co(CN)5NO]・zL・nZnCl2
Zns[Co(CN)6o[Fe(CN)5NO]p・zL・nZnCl2(o、p=正数、s=1.5o+p);
Zns[Co(CN)6o[Co(NO26p[Fe(CN)5NO]q・zL・nZnCl2(o、p、q=正数、s=1.5(o+p)+q);
亜鉛ヘキサシアノコバルテート・zL・nLaCl3
Zn[Co(CN)5NO]・zL・nLaCl3
Zns[Co(CN)6o[Fe(CN)5NO]p・zL・nLaCl3(o、p=正数、s=1.5o+p);
Zns[Co(CN)6o[Co(NO26p[Fe(CN)5NO]q・zL・nLaCl3(o、p、q=正数、s=1.5(o+p)+q);
亜鉛ヘキサシアノコバルテート・zL・nCrCl3
Zn[Co(CN)5NO]・zL・nCrCl3
Zns[Co(CN)6o[Fe(CN)5NO]p・zL・nCrCl3(o、p=正数、s=1.5o+p);
Zns[Co(CN)6o[Co(NO26p[Fe(CN)5NO]q・zL・nCrCl3(o、p、q=正数、s=1.5(o+p)+q);
マグネシウムヘキサシアノコバルテート・zL・nZnCl2
Mg[Co(CN)5NO]・zL・nZnCl2
Mgs[Co(CN)6o[Fe(CN)5NO]p・zL・nZnCl2(o、p=正数、s=1.5o+p);
Mgs[Co(CN)6o[Co(NO26p[Fe(CN)5NO]q・zL・nZnCl2(o、p、q=正数、s=1.5(o+p)+q);
マグネシウムヘキサシアノコバルテート・zL・nLaCl3
Mg[Co(CN)5NO]・zL・nLaCl3
Mgs[Co(CN)6o[Fe(CN)5NO]p・zL・nLaCl3(o、p=正数、s=1.5o+p);
Mgs[Co(CN)6o[Co(NO26p[Fe(CN)5NO]q・zL・nLaCl3(o、p、q=正数、s=1.5(o+p)+q);
マグネシウムヘキサシアノコバルテート・zL・nCrCl3
Mg[Co(CN)5NO]・zL・nCrCl3
Mgs[Co(CN)6o[Fe(CN)5NO]p・zL・nCrCl3(o、p=正数、s=1.5o+p);
Mgs[Co(CN)6o[Co(NO26p[Fe(CN)5NO]q・zL・nCrCl3(o、p、q=正数、s=1.5(o+p)+q);
並びに特許文献4(引用により本明細書に含める)の第3欄に記載されているような種々の錯体。上記のものの何れに於いても、塩化物塩を、対応する硫酸塩によって置き換えることができる。
この金属シアン化物触媒は、ある種の金属塩及び金属シアン化物化合物の溶液又はスラリーからそれを沈殿させることによって、便利に製造される。沈殿した金属シアン化物触媒を、沈殿工程と同時に、その後で又は両方で、錯化剤で処理する。
この触媒は、水又は有機の溶液又はスラリーから沈殿させることができる。以下に記載するように、溶媒又は分散媒として有機化合物を使用して、触媒を製造することが好ましい。
第一の便利な方法は、金属シアン化物触媒を、有機化合物中の出発物質の溶液から沈殿させることである。この方法に於いて、化合物の溶液又は分散液を、金属塩の溶液又は分散液と混合する。この溶媒又は分散媒には、下記のような有機化合物が含まれる。可溶性金属シアン化物化合物は、一般式Hw[M1(CN)r(X)t](式中、M1、X、r及びtは前記の通りであり、そしてwは、[M1(CN)r(X)t]基の原子価の絶対値に等しい)によって表される。所望により、一般式Hw2(X)6の化合物の溶液が可溶性金属シアン化物化合物溶液の一部として又は別の溶液として含まれてよい。
この有機化合物は、幾つかの必要条件に適合するものである。第一に、これは、可溶性金属シアン化物化合物又は存在し得る任意のHw2(X)6化合物とも反応しない。更に、これは、金属塩と反応しない。これは、金属塩と可溶性金属シアン化物化合物との反応で生成する金属シアン化物触媒錯体のための溶媒ではない。好ましくは、この有機化合物は、可溶性金属シアン化物化合物及び使用することができる任意のHw2(X)6化合物のための溶媒である。この触媒を、沈殿工程と同時に処理すべきとき、この有機化合物は、好ましくはモノマー錯化剤と混和性である。なお更に好ましくは、この有機化合物は、相対的に低い沸点のものであるか又は他の方法でモノマー錯化剤から容易に分離される。好ましい有機化合物はメタノールである。
すぐ前に記載した有機溶液方法に於いて、DMC錯体の生成の間に、水を最小にするか又は除去することが好ましい。
有機化合物中の金属シアン化物化合物の溶液は、幾つかの方法によって製造することができる。一つの製造技術に於いて、対応するアルカリ金属シアン化物塩(即ちBw[M1(CN)r(X)t](式中、Bはアルカリ金属イオンを表す))の水溶液が生成する。これは、金属シアン化物塩を溶解させる必要がある場合、高い温度で行うことができる。この水溶液を、化学量論的過剰の、式HdJ(式中、JはBと共に不溶性塩を生成するアニオンであり、そしてdはJの原子価の絶対値である)の濃厚無機酸と混合する。硫酸及び塩酸のような一般的な無機酸が好ましい。硫酸は、75%又はそれ以上の濃度で好ましく使用される。塩酸は、30%又はそれ以上の濃度、好ましくは約37%の濃度で使用される。BとJとの塩が沈殿し、所望の可溶性金属シアン化物化合物Hw[M1(CN)r(X)t]が水溶液中に残る。次いで、この有機化合物を、通常攪拌しながら、好ましくはHw[M1(CN)r(X)t]化合物を溶液中に維持するために僅かに高い温度で添加する。BとJとの塩は通常吸湿性であるために、水のかなりの部分が塩と共に溶液から除去される。この塩は、濾過、遠心分離又は他の固体−液体分離技術によって、上澄み液から容易に分離される。所望により、この塩を追加量の有機化合物で洗浄して、任意の吸蔵された(occluded)Hw[M1(CN)r(X)t]化合物を回収することができる。
可溶性金属シアン化物化合物の溶液を製造するための第二の方法は、最初に、有機化合物と化学量論的過剰の無機酸、好ましくは塩酸との混合物中で、対応するアルカリ金属シアン化物塩(即ちBw[M1(CN)r(X)t])のスラリーを形成することである。塩酸は、種々の方法で、例えば濃HCl水溶液を添加することにより、気体状HClを有機化合物の中に導入することにより又は適切な溶媒(例えばジエチルエーテル又はイソプロパノール)中のHClの溶液を添加することにより供給することができる。酸のアルカリ金属塩が生成し、そして溶液から沈殿し、有機化合物中に溶解した所望のHw[M1(CN)r(X)t]化合物が残る。この沈殿を分離し、そして所望により前記のようにして洗浄する。
可溶性金属シアン化物化合物の溶液を製造するための第三の便利な方法は、イオン交換によるものである。対応するアルカリ金属塩(即ちBw[M1(CN)r(X)t])の水溶液を、最初は水素(H+)形である、カチオン交換樹脂又は膜に通して溶離する。過剰のH+イオンを用意するために、十分な樹脂を使用する。適当なイオン交換樹脂には、一般的に入手可能な、ゲル又は大孔質(macroporous)架橋ポリスチレンカチオン交換樹脂、例えばダウ・ケミカル社(The Dow Chemical Company)によって商品名ダウエックス(DOWEX)(商標)MSC−1、ダウエックス(商標)50WX4で販売されているもの及びローム・アンド・ハース社(Rohm & Haas)によって販売されているアンバーリスト(AMBERLYST)(商標)15イオン交換樹脂が含まれる。カラムは、典型的に、所望の可溶性金属シアン化物化合物が回収されるまで、水で溶離する。溶離液から水を除去して、所望の可溶性金属シアン化物化合物を固体沈殿として得る。次いで、この沈殿を有機化合物中に溶解又は分散させる。所望により、それを有機化合物と混合したとき、少量の水を可溶性金属シアン化物化合物中に残すことができる。
この溶液を製造するための他のイオン交換方法はF.Hein等、Z. Anorg. Allg. Chem.、第270巻、第45頁(1952年)及びA.Ludi等、Helv. Chem. Acta.、第50巻、第2035頁(1967年)に記載されている。更に他の方法がKlemm等、Z. Anorg. Allg. Chem.、第308巻、第179頁(1961年)及び「製造無機化学ハンドブック(Handbook of Preparative Inorganic Chemistry)」、G.Brauer編、フェルディナンド・エンケ出版社(Ferdinand Enke Verlag)、シュトゥットガルト、1981年に記載されている。
w2(X)6化合物は類似の方法で製造することができる。
この金属塩の溶液は、通常、金属塩を有機化合物の中に直接溶解させることによって製造することができる。この有機化合物は前記の通りである。この溶液に於いて、有機化合物は、好ましくは、可溶性金属シアン化物化合物溶液で使用したものと同じものである。異なった有機化合物を使用する場合、これは、好ましくは可溶性金属シアン化物化合物溶液で使用されたものと混和性である。
この溶液を、可溶性金属シアン化物化合物の量を基準にして、過剰の金属塩が与えられるような比率で混合する。好ましくはM1(CN)r(X)tイオン1モル(又はM2(X)6イオンが存在するとき、M1(CN)r(X)tイオン及びM2(X)6イオンの一緒にしたモル)当たり、約1.5〜約4モル、更に好ましくは約2〜約3モルの金属イオン(M)を付与する。混合を攪拌しながら行うことも好ましい。攪拌は、好ましくは混合が完結した後、一定期間続けられる。金属シアン化物触媒、Mb[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6dが沈殿し、有機化合物中の微細な分散液が生成する。
触媒を沈殿させる代替方法には、水溶液又は懸濁液からの沈殿が含まれる。水性沈殿技術は、あまり好ましくはないが、使用することができる。この方法に於いて、水溶性金属シアン化物塩又は対応する酸の溶液又は懸濁液を、水溶性金属塩の水溶液と一緒にする。出発化合物を別個の水溶液又は懸濁液中で生成させ、そしてこれらの出発溶液又は懸濁液を混合して、金属シアン化物触媒を沈殿させる。特許文献4及び米国特許第5,712,216号明細書に記載されているもののような一般的な水性沈殿技術が適している。
触媒を沈殿させる第三の方法は、酸性金属シアン化物化合物の溶液中の不溶性金属塩又はゼロ原子価の金属粒子のスラリーからそれを沈殿させることである。この不溶性金属塩は、例えば前記のような金属Mの、酸化物、水酸化物、重炭酸塩、リン酸塩、水素リン酸塩、二水素リン酸塩、ケイ酸塩、チタン酸塩又はジルコン酸塩である。ZnOが特に好ましい不溶性金属塩である。適当な金属は亜鉛(最も好ましい)、鉄、コバルト、ニッケル、モリブデン、アルミニウム、バナジウム、ストロンチウム、タングステン、マンガン、スズ、鉛、銅、ランタン及びクロムである。この不溶性金属塩又はゼロ原子価の金属は、酸性金属シアン化物化合物と反応して、金属と酸性金属シアン化物化合物との塩を形成する。過剰の不溶性金属塩又はゼロ原子価の金属が存在する場合、H2SO4のような追加の無機酸を添加して、過剰の不溶性金属塩又はゼロ原子価の金属と反応させ、金属の可溶性塩及び追加の無機酸の共役塩基を形成することができる。このような方法は、米国仮特許出願第60/365,666号明細書、発明の名称「不溶性金属塩からの金属シアン化物触媒の製造方法」、2002年3月19日出願及び米国仮特許出願第60/366,759号明細書、発明の名称「ゼロ原子価の金属を使用する金属シアン化物触媒の製造方法」、2002年3月21日出願(両方を引用により本明細書に含める)に記載されている。
この金属シアン化物触媒は、モノマー錯化剤によって、それが沈殿すると同時に又は沈殿した後で処理する。同時沈殿及び処理を実施するために、モノマー錯化剤は、出発溶液の一方若しくは両方の中に存在してよく又は出発溶液を混合する時点で若しくはその直後に別々に添加することができる。モノマー錯化剤が液体ではない場合、これを、任意の適当な溶媒、好ましくは前記の有機化合物又はこの有機化合物と混和性である他の物質(又は水性沈殿の場合には水若しくは水混和性溶媒)中に溶解させることができる。
この金属シアン化物触媒は沈殿工程の後でモノマー錯化剤によって処理することができる。これは、沈殿した触媒を、モノマー錯化剤又はその溶液で1回又はそれ以上洗浄することによって、最も容易に達成される。モノマー錯化剤を導入するために、初期湿潤技術(incipient wetness techniques)を使用することも可能である。適当な初期湿潤技術は、米国特許第6,423,662号明細書(引用により本明細書に含める)に記載されている。
溶媒(即ち有機化合物及び/又は水)を、好ましくは、得られた触媒錯体から除去する。これを行うための一つの方法は、触媒を濾過して、過剰の液体を除去することによるものである。この濾過した触媒錯体を、所望により、水、モノマー錯化剤、他の錯化剤又はこれらの組合せで、1回又はそれ以上洗浄することができる。水、有機化合物及び他の揮発物質の残留量は、所望により真空濾過のような技術によって処理した触媒から除去することができる。回収した固体触媒錯体を、一般的な方法で乾燥させ、粉砕することができる。
触媒を、過剰の錯化剤中のスラリーの形で回収することが更に好ましい。これは、モノマー錯化剤(及び存在してよい他の錯化剤)が、出発溶液を製造するために使用した有機化合物(又は水)よりも揮発性でないとき、最も便利に行われる。このような場合に、有機化合物及び/又は水を、大気圧又は真空蒸留技術によって除去して、触媒及び錯化剤(群)を後に残すことができる。
出発溶液を製造するために使用した有機化合物又は水が、次のモノマー錯化剤の重合(又は触媒錯体の活性)を妨害しない場合に、触媒錯体を単離する必要はない。
次いで、処理した触媒錯体を、これをモノマー錯化剤が重合を起こすために十分な条件に付すことによって、ポリマーに形成させる。これらの条件には、一般的に、処理した触媒錯体を、任意に適当な触媒又はフリーラジカル開始剤の存在下で、高い温度に露出することが含まれる。この重合は、所望により揮発物質の除去と同時に実施することができる。
モノマー錯化剤をフリーラジカル方法で重合する場合に、フリーラジカル開始剤は、一般的に、重合の前に添加する。これは、フリーラジカル開始剤を出発溶液の一方若しくは両方の中に添加するか又はフリーラジカル開始剤をモノマー錯化剤中に若しくは洗浄工程中に含有させることによって、便利に行われる。適当なフリーラジカル開始剤には、ペルオキシ化合物及びアゾ化合物が含まれる。還元剤及び酸化剤を含有するレドックス系も有用である。有用な開始剤の中には、有機過酸化物、例えばジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ラウリルペルオキシド、ジクロロベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド等、過酸化水素、ペルオキシカーボネート、例えばジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボネート等、スルホニルペルオキシド、例えばアセチルシクロヘキシルスルホニルペルアセテート、スルホニルヒドロジド、アゾ化合物、例えば2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタンニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパンニトリル)(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)(バゾ(VAZO)(商標)67)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)(バゾ(商標)88)、t−ブチルヒドロペルオキシド、無機過酸化物、例えばペルオキシ二硫酸アンモニウム及びペルオキシ二硫酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム/硫酸第一鉄アンモニウム(ferrous ammonium sulfate)等がある。アゾ型開始剤が好ましい。
開始剤の量は、経済的に魅力のある速度で進行する、制御された反応を与えるように選択される。正確な量は特定の開始剤によって幾らか変化するであろうが、一般的に、モノマー基準で約0.05〜約5重量%が十分である。
硬化条件には、また、一般的に、約50℃〜約150℃、更に好ましくは約70〜130℃のような高い温度が含まれる。重合の温度及び重合を完結するために必要な時間は、異なった開始剤は異なった温度で分解して、フリーラジカルを生成する傾向があるので、通常、使用する特定の開始剤系に依存性である。得られるポリマーから揮発物質を除去するために、硬化を減圧下で実施することが好ましい。
所望により、追加のモノマー、即ち金属シアン化物触媒と錯化しないものを、触媒混合物中に含有させ、モノマー錯化剤と共に共重合させることができる。このような追加のモノマーには、例えば脂肪族共役ジエン、例えばブタジエン及びイソプレン;モノビニリデン芳香族モノマー、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ar−メチルスチレン、ar−(t−ブチル)スチレン、ar−クロロスチレン、ar−シアノスチレン、ar−ブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン、2,5−ジクロロスチレン、ブロモスチレン、フルオロスチレン及びトリフルオロメチルスチレン;α,β−エチレン性不飽和カルボン酸及びそのエステル、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸並びにアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステル、例えばメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、無水マレイン酸等を含む;α,β−エチレン性不飽和ニトリル及びアミド、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−(ジメチルアミノメチル)アクリルアミド等;ビニルエステル、例えば酢酸ビニル;ビニルエーテル;ビニルケトン;ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデン、例えば塩化ビニリデン及び塩化ビニル;マレイミド、N−アリールマレイミド及びN−アルキルマレイミド、例えばマレイミド及びN−エチルマレイミド;1−ビニル−2−ピロリジノン並びにビニルピリジンが含まれる。これらの中で、モノビニル芳香族及びアクリル酸又はメタクリル酸エステルが好ましい。
架橋したポリマーを生成するために、所望により、1個より多い重合性炭素−炭素不飽和の部位を含有するモノマーを使用することができる。
この重合は、金属シアン化物触媒で錯化した別個のポリマー粒子を形成するように、懸濁重合又は乳化重合として実施することができる。このようなプロセスに於いて、金属シアン化物触媒錯体は、連続相の中に小滴として分散され、不飽和錯化剤の重合を実施するために十分な条件に付される。
この硬化したポリマーには、有利には、約1重量%から、好ましくは約5重量%から、更に好ましくは約10重量%から、特に約20重量%から、約75重量%まで、好ましくは約65重量%まで、更に好ましくは約50重量%までの金属シアン化物触媒が含有されている。本明細書に於いて、金属シアン化物触媒の重量は、任意の付随する水又は錯化剤化合物を除いた、Mb[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・nM3 xy物質の重量であると考えられる。
担持触媒は、適当な担体の表面上にポリマーを形成することによって又は重合工程を担体の存在下で実施することによって、容易に製造される。担体は、有機物質であるか又は好ましくは無機物質であってよい。有機担体には、特に架橋されるとき、ポリアクリレート又はスチレンコポリマー粒子が含まれる。無機担体には、例えば酸化物、炭化物、窒化物又は金属が含まれる。酸化物の例は、第IIA族〜第IVA族及び第IB族〜第VIIIB族の金属の酸化物、特にアルミナ及びシリカである。炭化物の例には、炭化ケイ素、炭化ホウ素及び炭化タングステンが含まれる。窒化物の例には、窒化ホウ素、窒化ケイ素又は窒化アルミニウムが含まれる。金属担体には、スチール、アルミニウム、貴金属、ニッケル、ステンレススチール、チタン、タンタル及びカンタル(canthal)のような、金属及び合金が含まれる。特に関心のある幾つかの担体には、シリカゲル(特に約60〜200メッシュ(米国篩)のような微粒子形にあるもの)、シリカチップ(例えば約6〜約200メッシュのようなもの)、アルミナ微粒子(particulate)又は球体(sphere)、多孔質アルミナ球体又は微粒子、ポリアクリレート又はスチレン/ジビニルベンゼンコポリマー粒子、触媒基体球体等が含まれる。微粒子担体は、大きい表面積を有し、そしてこの担持触媒を使用して製造されたポリエーテルから容易に分離されるという利点を与える。しかしながら、この担体は、また、パイプ又は管型反応器、篩、反応容器内に挿入されるハニカム又は他の構造物等のような、反応容器の内側表面であってもよい。
本発明に従った担持触媒には、有利には、約1重量%から、好ましくは約3重量%から、更に好ましくは約5重量%から、特に約20重量%から、約50重量%まで、好ましくは約25重量%まで、更に好ましくは約15重量%までの金属シアン化物触媒が含有されている。前記のように、金属シアン化物触媒の重量は、任意の付随する水又は錯化剤化合物を除いた、Mb[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・nM3 xy物質の重量であると考えられる。
本発明の触媒錯体は、アルキレンオキシドを重合して、ポリエーテルを製造するために使用される。一般的に、このプロセスには、触媒的に有効量の触媒を、重合条件下でアルキレンオキシドと混合すること及びアルキレンオキシドの供給物が本質的に使い果たされるまで重合を進行させることが含まれる。触媒の濃度は、所望の速度で又は所望の時間内に、アルキレンオキシドを重合させるように選択される。前記のようなポリマー又は担持触媒の量は、アルキレンオキシド及び開始剤並びに存在する場合にコモノマーの一緒にした100万重量部当たり、(担体及び任意の付随する水又は錯化剤化合物を除いた、Mb[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・nM3 xyとして計算した)約5〜約10,000重量部の金属シアン化物触媒を与えるために十分である。更に好ましい触媒レベルは、同じ基準で、約20ppmから、特に約30ppmから、約5000ppmまで、更に好ましくは約1000ppmまで、なお更に好ましくは約100ppmまでである。
高分子量単官能性ポリエーテルを製造するために、開始剤化合物を含有させることは必要ではない。しかしながら、分子量を制御し、所望の官能基(ヒドロキシル基の数/分子)又は所望の末端官能基を与えるために、前記のような開始剤化合物を、好ましくは反応の開始時に触媒錯体と混合する。適当な開始剤化合物には、モノアルコール、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、1−t−ブトキシ−2−プロパノール、オクタノール、オクタデカノール、3−ブチン−1−オール、3−ブテン−1−オール、プロパルギルアルコール、2−メチル−2−プロパノール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、3−ブチン−1−オール、3−ブテン−1−オール等が含まれる。適当なモノアルコール開始剤化合物には、ハロゲン化アルコール、例えば2−クロロエタノール、2−ブロモエタノール、2−クロロ−1−プロパノール、3−クロロ−1−プロパノール、3−ブロモ−1−プロパノール、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、1−クロロ−2−メチル−2−プロパノール並びにニトロアルコール、ケトアルコール、エステルアルコール(例えばヒドロキシ官能性アクリル酸エステル)、シアノアルコール及び他の不活性に置換されたアルコールが含まれる。適当なポリアルコール開始剤には、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、1,1,1−トリメチロールエタン、1,2,3−トリヒドロキシブタン、ペンタエリスリトール、キシリトール、アラビトール、マンニトール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、スクロース、ソルビトール、アルキルグルコシド、例えばメチルグルコシド及びエチルグルコシド等が含まれる。低分子量ポリエーテルポリオール、特に約350以下、更に好ましくは約125〜250の当量重量(equivalent weight)を有するものも、有用な開始剤化合物である。
本発明の触媒錯体と共に重合させることができるアルキレンオキシドの中には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、スチレンオキシド及びこれらの混合物がある。種々のアルキレンオキシドを逐次的に重合させて、ブロックコポリマーを製造することができる。更に好ましくは、アルキレンオキシドはプロピレンオキシド又はプロピレンオキシドとエチレンオキシド及び/若しくはブチレンオキシドとの混合物である。プロピレンオキシド単独又は少なくとも75重量%のプロピレンオキシドと約25重量%以下のエチレンオキシドとの混合物が特に好ましい。
更に、触媒錯体の存在下でアルキレンオキシドと共に共重合するモノマーを、変性ポリエーテルポリオールを製造するために使用することができる。このようなコモノマーには、特許文献1及び特許文献4に記載されているようなオキセタン並びに米国特許第5,145,883号明細書及び同第3,538,043号明細書に記載されているような無水物(これらは、それぞれ、ポリエーテル及びポリエステル又はポリエーテルエステルポリオールを生じる)が含まれる。ヒドロキシアルカノエート、例えば乳酸、3−ヒドロキシブチラート、3−ヒドロキシバレラート(及びこれらの二量体)、ラクトン及び二酸化炭素は、本発明の触媒によって重合させることができる、他の適当なモノマーの例である。
この重合反応は、典型的には、約25〜約150℃、好ましくは約80〜130℃の温度でよく進行する。便利な重合技術には、触媒錯体と開始剤とを混合すること及び反応器をアルキレンオキシドで加圧することが含まれる。重合は、反応器内の圧力の低下によって示されるように、短い誘導期間の後に進行する。重合が始まったとき、追加のアルキレンオキシドを、所望の当量重量のポリマーを製造するために十分なアルキレンオキシドが添加されるまで、要求に応じて反応器に便利に添加する。
他の便利な重合技術は、連続方法である。このような連続プロセスに於いて、触媒を含有する、連続攪拌式タンク反応器(CSTR)又は管型反応器のような、連続式反応器の中に、開始剤を連続的に供給する。アルキレンオキシドの供給物を反応器の中に導入し、そして生成物を連続的に取り出す。
本発明の触媒は、単純な濾過及び遠心分離を含む、任意の便利な固液分離によって、生成物ポリエーテルから容易に分離される。回収した触媒は別の重合反応で再使用することができる。
回収した触媒は、水又は好ましくはメタノールのような有機溶媒で、1回又はそれ以上、好ましくは複数回洗浄し、次いで再使用する前に乾燥させる。触媒の表面が、汚れるか又はポリマーで被覆されてきた場合に、触媒を洗浄又は処理して、汚れ又はポリマー被覆物を除去することができる。
本発明の触媒は、プロピレンオキシドホモポリマー及びプロピレンオキシドと(全てのモノマー基準で)約15重量%以下のエチレンオキシドとのランダムコポリマーを製造する際に特に有用である。特に関心のあるポリマーは、約800から、好ましくは約1000から、約5000まで、好ましくは約4000まで、更に好ましくは約2500までのヒドロキシル当量重量及び0.02meq/g以下、好ましくは約0.01meq/g以下の不飽和を有する。
この生成物ポリマーは、その分子量、当量重量、官能性及び任意の官能基の存在に依存して、種々の用途を有する。このようにして製造されたポリエーテルポリオールはポリウレタンを製造するための原材料として有用である。ポリエーテルは、また、界面活性剤、作動油として、界面活性剤を製造するための原材料として及びとりわけアミノ化ポリエーテルを製造するための出発材料としても使用することができる。
下記の実施例は、本発明を例示するために記載するが、その範囲を限定することを意図していない。全ての部及び%は、他の方法で示さない限り、重量基準である。
実施例1及び1A
A.担持触媒1の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(1.23g、9.03ミリモル)及びポリ(プロピレングリコール)ジアクリレート(Mn900、アルドリッチ社(Aldrich)カタログ#45,502−4、PPG−900−ジアクリレート、10g、11.11ミリモル)の混合物に、攪拌しながら13分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出(rinse)する。得られたスラリーを、10分間攪拌する。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(57.0g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーター(rotoevaporator)で、35℃で始め温度を上昇させながら70〜75℃まで、>30インチHg(>101.6kPa)真空の真空で、揮発物質が除去されるまでストリップする。半固体白色生成物が得られ、これを70〜75℃で、>30インチHg(>101.6kPa)真空で、更に2時間加熱する。刺激臭を有するペースト状の固体が得られる。75gのメタノールを添加して、固体を再分散させる。2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.2g)を室温で添加して、分散させる。次いで、この分散液を、70〜75℃で、僅かに真空で、窒素を流しながら加熱する。分散液からメタノールが留出したとき、白色のゴム状残渣が生成し、これは容器壁から剥がれ落ちる。メタノールが留出した後、残渣を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約1時間加熱して、硬化を促進させる。ゴム状白色生成物が得られる(11.6g)。この生成物を、真空オーブン内で、同じ条件下で更に1時間、次いで90〜95℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で3.5時間、更に硬化させる。11.05gの生成物が得られる。これは、11.56gの理論的収量よりも僅かに少ない。
生成物中に含有されている金属触媒の理論的量は、下記のように推定される。幾らかの生成物損失が生じると信じられ、それで下記に示す量(及び次の実施例中の対応する量)は、最大量を表す。
Zn1.5Co(CN)6の量=3.01ミリモル=0.943g
「過剰」ZnCl2の量=9.03−4.515ミリモル=4.515ミリモル=0.615g
金属触媒の重量=0.943g+0.615g=1.560g
担持触媒の重量=11.05g
金属触媒の%=14.1%
B.担持触媒1Aの製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(1.23g、9.03ミリモル)及びポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(Mn700、アルドリッチ社カタログ#45,500−8、PEG−700−ジアクリレート、10g、14.29ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、10分間攪拌する。0.2gのAIBNを添加し、8分間混合する。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(64.8g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃で、28インチHg(94.8kPa)真空の初期真空(これは、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで徐々に増加させる)で、揮発物質が除去されるまで回転する。半固体白色生成物が得られ、これを70〜75℃で、>30インチHg(>101.6kPa)真空で、90〜100分間、次いで更に16時間加熱して、11.73gのゴム状生成物を生成させる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、パートAに記載した一般的方法を使用して、13.3%以下と推定される。
C.プロピレンオキシドの重合
担持触媒1を、0.12gの700MWポリ(プロピレンオキシド)トリオール、0.58gのプロピレンオキシド及び測定量の触媒を、密封したバイアルに混合し、そして攪拌することなく90℃で18時間加熱することによって評価する。次いで、プロピレンオキシドの転化率を、触媒の活性の指標として決定する。触媒の量は、バイアルに装入した開始剤及びプロピレンオキシドの一緒にした重量100万部当たりの、触媒の部の項で表す。約1000ppmの金属シアン化物触媒(DMC錯体プラス過剰の亜鉛塩質量基準;約12048ppmの担持触媒に等価である)を使用するとき、プロピレンオキシドの本質的に定量的転化が、21時間以内に見られる。
担持触媒1Aを同じ方式で評価するとき、同じ結果が得られる。
実施例2
A.担持触媒2の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(1.23g、9.03ミリモル)及びトリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレート(「TMPP−644−トリアクリレート」、Mn約644、アルドリッチ社カタログ#40,757−7、10g、15.53ミリモル)の混合物に、攪拌しながら13分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(63.7g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃で、28インチHg(94.8kPa)真空の初期真空(これは、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで徐々に増加させる)で、揮発物質が除去されるまでストリップする。半固体白色生成物が得られ、これを70〜75℃及び>30インチHg(>101.6kPa)真空で、6.5時間加熱して、12.12gのゴム状生成物を得る。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、12.9%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒2の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例3
A.担持触媒3の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及び「TMPP−644−トリアクリレート」(10g、15.53ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。容易に攪拌可能なスラリー(65.6g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃で、28インチHg(94.8kPa)真空の初期真空(これは、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで徐々に増加させる)で、揮発物質が除去されるまで回転する。半固体白色生成物が得られ、これを70〜75℃及び>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約8時間加熱して、12.42gのゴム状生成物を得る。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.1%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒3の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例4及び4A
A.担持触媒4の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)、AIBN(0.2g、1.22ミリモル)及び「TMPP−644−トリアクリレート」(10g、15.53ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、10分間攪拌し、そして50gの水を3〜4分間かけて添加する。容易に攪拌可能なスラリー(65.6g)が得られる。次いで、この混合物を排気し、窒素を後充填して、空気を除去する。次いで、この混合物を38℃にゆっくり加熱し、50gの追加の水を添加し、この混合物を再び排気/窒素で後充填して、空気を除去する。この混合物を60℃に一夜加熱する。僅かな発熱が見られる。スラリーが得られ、これを、ホワットマン(Whatman)(商標)#2濾紙を使用して真空濾過して、固体を単離する。次いで、この固体を、70〜75℃及び>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約16.5時間真空乾燥して、ほぼ球状粒子の形で、10.821gのゴム状生成物を得る。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、17.1%以下と推定される。
B.担持触媒4Aの製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(35.48g、6.02ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(59.2g)中の塩化亜鉛(1.23g、9.04ミリモル)、アクリル酸亜鉛(1.87g、9.04ミリモル)、AIBN(0.2g、1.22ミリモル)及び「TMPP−644−トリアクリレート」(25g、38.82ミリモル)の混合物に、攪拌しながら15分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。僅かな発熱が見られる。得られたスラリーを、10分間攪拌し、そして250gの水を50mLずつ添加する。次いで、この混合物を排気し、窒素を後充填して、空気を除去する。次いで、この混合物を50℃まで1時間かけて、次いで60〜64℃まで約4時間かけてゆっくり加熱する。別の僅かな発熱が見られる。スラリーが得られ、これを室温にまで冷却し、ホワットマン(商標)#2濾紙を使用して真空濾過して、固体を単離する。この固体を、水で次いでメタノールで洗浄し、フィルター上で吸引下に約10分間空気乾燥させる。次いで、この固体を、70〜75℃及び>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約18.5時間真空乾燥して、ほぼ球状粒子の形で、26.292gのゴム状生成物を得る。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、14.3%以下と推定される。
C.プロピレンオキシドの重合
担持触媒4及び4Aの活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例5
A.担持触媒5の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、僅かに暖かいt−ブタノール(50g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びペンタエリトリトールジアクリレートモノステアレート(ペンタ−DAMS、アルドリッチ社カタログ#44,109−0、10g、15.53ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、10分間攪拌する。次いで、AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。88.2gのスラリーが得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃で、28インチHg(94.8kPa)真空の初期真空(これは、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで徐々に増加させる)で、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを、>30インチHg(>101.6kPa)真空下で、30℃から75℃まで上昇する温度で加熱する。温度が55℃に達したとき僅かな発泡が起こり、生成物が発熱を伴って急速に硬化して、硬いゴム状の固体を生成する。70〜75℃で>30インチHg(>101.6kPa)真空下で、19時間硬化させた後、12.02グラムの硬い生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.6%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒5の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例6
A.担持触媒6の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(1.23g、9.03ミリモル)及びトリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート(「TMPE−912−トリアクリレート」、Mn約912、アルドリッチ社カタログ#41,219−8、10g、10.96ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(65.4g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜38℃で、28インチHg(94.8kPa)真空の初期真空(これは、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで徐々に増加させる)で、揮発物質が除去されるまでストリップする。半固体白色生成物が得られ、これを50℃及び30インチHg(101.6kPa)真空で、40分間加熱する。得られた生成物を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約15時間硬化させる。11.89グラム重量の硬いゴム状生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.8%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒6の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例7
A.担持触媒7の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びネオペンチルグリコールプロポキシレートジアクリレート(「NGPジアクリレート」、Mn328、アルドリッチ社カタログ#41,214−7、10g、30.49ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(62.5g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で、30分間硬化させる。得られた生成物を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約15時間更に硬化させる。12.34グラム重量の硬いゴム状生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.2%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒7の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例8
A.担持触媒8の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.81重量%溶液(17.22g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びネオペンチルグリコールエトキシレートジアクリレート(「NGEジアクリレート」、Mn300、アルドリッチ社カタログ#41,213−9、10g、33.33ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(64.1g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で、30分間硬化させる。得られた生成物を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約15時間更に硬化させる。12.38グラム重量の硬いゴム状生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.2%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒8の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例9
A.担持触媒9の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びビスフェノールAエトキシレートジアクリレート(「ビス−A−Eジアクリレート」、Mn688、アルドリッチ社カタログ#41,210−4、10g、14.53ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、7分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、13分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(63.8g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまで回転する。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で、約1時間硬化させる。得られた生成物を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約15時間更に硬化させる。12.17グラム重量の硬いゴム状生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.7%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒9の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例10
A.担持触媒10の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びテトラヒドロフルフリルメタクリレート(「THF−メタクリレート」、Mn170、アルドリッチ社カタログ#40945−6、10g、58.75ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(64.3g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃、約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約1時間、次いで、70〜75℃及び15〜20インチHg(50.8〜67.7kPa)真空で、25分間硬化させる。得られた生成物を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、約17時間更に硬化させる。12.09グラム重量の生成物が得られる。この生成物は、室温で硬く、脆いが、加熱したとき弾性でゴム状である。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.6%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒10の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例11
A.担持触媒11の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(「HPPアクリレート」、Mn222、アルドリッチ社カタログ#40736−4、10g、45ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(66.5g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約1時間、次いで、70〜75℃及び15〜20インチHg(50.8〜67.7kPa)真空で、25分間硬化させる。次いで、圧力を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、19時間低下させる。10.93グラム重量の生成物が得られる。この生成物は、室温で硬く、脆いが、加熱したとき弾性でゴム状であり、そしてこれは反応容器の壁に強く接着する。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、17.2%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒11の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例12
A.担持触媒12の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びジ(エチレングリコール)−2−エチルヘキシルエーテルアクリレート(「DEG−EH−アクリレート」、Mn272、アルドリッチ社カタログ#40754−2、10g、36.71ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(64.9g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約1時間、次いで、70〜75℃及び15〜20インチHg(50.8〜67.7kPa)真空で、25分間硬化させる。次いで、真空を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、16時間高める。11.88グラム重量の硬く、僅かにゴム状の生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.8%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒12の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例13
A.担持触媒13の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びグリセロールジメタクリレート(工業用グレード(85%)、Mn228、アルドリッチ社カタログ#43,689−5、10g、43.81ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(66.6g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約70分間、次いで、70〜75℃及び15〜20インチHg(50.8〜67.7kPa)真空で、25分間硬化させる。次いで、圧力を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、約16時間低下させる。11.82グラム重量の硬く、脆い生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.9%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒13の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、幾らか遅い重合速度が観察される。
実施例14
A.担持触媒14の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(20g)中の塩化亜鉛(1.23g、9.03ミリモル)及びt−ブタノール(20g、270ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。得られたスラリーを、25分間攪拌する。反応フラスコに、窒素/真空入口、サーモカップルプローブ及びガラス栓を取り付けた蒸留ヘッドを嵌め込む。スラリーを排気し、窒素で数回、逆充填し、そして各段で70℃に加熱して、メタノールを蒸留する。残渣を、窒素パッド下で一夜放置する。
次いで、15gのt−ブタノールを添加し、この反応混合物を再び排気し、そして窒素で数回、逆充填し、続いて79℃まで上昇させた温度で第二の蒸留を行う。この混合物を40℃まで冷却し、ガラス栓をゴム隔壁で置き換える。グリシジルメタクリレート(アルドリッチ社カタログ#14,1230−8、1.076g)を5分間かけて注射器によって添加し、そして40℃で10分間加熱し、次いで追加の3.045gのグリシジルメタクリレートを10分間かけて添加する。この混合物を40℃で3時間攪拌し、次いで、更に3.213gのグリシジルメタクリレートを添加する。30分間混合した後、反応温度を50℃までゆっくり上昇させ、この温度で75分間維持し、次いで65℃まで上昇させ、この温度で一夜維持する。次いで、この混合物を78℃に3時間加熱し、そして室温にまで冷却する。少量の油状残渣を含有するゴム状生成物が得られ、これから溶媒を、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、しばらく蒸留する。次いで、生成物を、真空オーブン内で、70〜75℃/>30インチHg(>101.6kPa)真空で、25時間加熱して更に硬化させて、幾らか硬いポリマーを製造する。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、14.9%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒14の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例15
A.担持触媒15の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びN−(イソブトキシメチル)アクリルアミド(Mn157、アルドリッチ社カタログ#43653−4、10g、63.61ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.2g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(66.5g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約75分間、次いで、70〜75℃/15〜20インチHg(50.8〜67.7kPa)真空で、25分間硬化させる。次いで、圧力を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、約18時間低下させる。11.57グラム重量の硬く、脆い生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、16.2%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒15の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例16
A.担持触媒16の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びアクリルアミド(10g、140.7ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.05g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(71.2g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。固体白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約35分間硬化させる。得られた生成物を、70〜75℃/22インチHg(74.5kPa)真空で、40分間更に硬化させ、次いで、圧力を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、約16時間低下させる。11.97グラム重量の硬い白色の発泡生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.7%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒16の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、幾らか遅い重合速度が見られる。
実施例17
A.担持触媒17の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.70重量%溶液(17.74g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及びN,N−ジメチルアクリルアミド(10g、100.9ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.05g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(64.4g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で70分間硬化させる。得られた生成物を、70〜75℃/22インチHg(74.5kPa)真空で、45分間更に硬化させ、次いで、圧力を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、約16時間低下させる。11.13グラム重量の硬く、幾らか脆い生成物が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、16.9%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒17の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例18
A.担持触媒18の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.84重量%溶液(17.09g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(30mL、23.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)及び1−ビニル−2−ピロリジノン(10g、89.98ミリモル)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、5分間攪拌する。AIBN(0.05g)を室温で添加し、10分間攪拌して分散させる。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(75.8g)が得られる。この懸濁液を、ロトエバポレーターで、30〜35℃/約28インチHg(約94.8kPa)真空で、窒素を流しながら、揮発物質が除去されるまでストリップする。ペースト状白色生成物が得られ、これを50℃及び28インチHg(94.8kPa)真空で約5〜10分間硬化させる。幾らかの蒸留が起こり始めるので、真空を10〜15インチHg(33.9〜50.8kPa)真空まで下げ、これらの条件を更に40分間維持する。得られた生成物を、70〜75℃/5インチHg(16.9kPa)真空で、3時間更に硬化させ、次いで、圧力を、僅かな窒素を流しながら、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、更に105分間低下させる。11.88グラム重量の固体生成物(これは、暖めたとき幾らか柔軟である)が得られる。
生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、15.9%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒18の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、幾らか遅い重合速度が観察される。
実施例19
A.担持触媒19の製造
メタノール中のH3Co(CN)6の3.84重量%溶液(17.09g、3.01ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(20mL、15.8g)中の塩化亜鉛(0.615g、4.52ミリモル)、アクリル酸亜鉛(0.937g、4.52ミリモル)、トリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレート(「TMPP−470−トリアクリレート」、Mn470、アルドリッチ社カタログ#40,756−9、2g、4.26ミリモル)、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート(MW248、アルドリッチ社カタログ#44,015−9、2g、8.05ミリモル)及びAIBN(0.03g)の混合物に、攪拌しながら10分間かけて添加する。メタノールの3個の1/2mLリンスを使用して、H3Co(CN)6溶液をその容器から洗出する。得られたスラリーを、15分間攪拌する。メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリー(42.1g)が得られる。
シリカゲル(ダビシル(Davisil)(商標)グレード646、35〜60メッシュ、150オングストローム細孔サイズ、アルドリッチ社カタログ#23,684−5、50g)を、ストリッピングフラスコに添加し、そしてスラリーを、ときどきゆっくり攪拌しながら、30分間かけて小バッチで添加する。得られた混合物を、ロトエバポレーターで15分間、室温及び20インチHg(67.7kPa)真空で、窒素を流しながら、シリカが集塊なしに自由流動性になるまで乾燥させる。次いで、真空を、更に15分間、20〜25インチHg(67.7〜84.7kPa)真空にまで高める。次いで、温度及び圧力を、30〜35℃及び25〜26インチHg(84.7〜88kPa)真空にまで上昇させ、メタノールが留出し始める。15分後に、白色の自由流動性シリカ生成物が得られる。次いで、温度を、30分間50℃に、次いで20分間75℃に[なおも25〜26インチHg(84.7〜88kPa)真空で]上昇させる。次いで、真空を、>30インチHg(>101.6kPa)真空まで、約15時間上昇させる。得られた生成物は、活性触媒を含有する皮膜を有するシリカゲル粒子からなっている。生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、3.52%以下と推定される。
B.プロピレンオキシドの重合
担持触媒19の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。
実施例20
A.H 3 Co(CN) 6 メタノール溶液の製造
3Co(CN)6(10.0g、30.09ミリモル)を、脱イオン水(23.3g)中に、45℃に加熱しながら溶解させる。濃硫酸(96%、12.3g、約120.4ミリモル)を、攪拌しながら約10分間かけて滴下により添加する。メタノール(100g)を合計5〜10分間かけて添加する。メタノール添加の間に、白色沈殿が生成する。次いで、このスラリーを約10℃まで冷却し、そして真空濾過して沈殿を除去する。150.23gの重量で、4.49重量%のH3Co(CN)6を理論的に含有する、明黄色濾液が得られる。
B.担持触媒20の製造
上記パートAからのメタノール中のH3Co(CN)6の4.49重量%溶液の一部(48.57g、約10.0ミリモル H3Co(CN)6)を、メタノール(20mL、15.8g)中の酸化亜鉛(3.09g、38.0ミリモル)及びトリメチロールプロパン(2.44g、18.2ミリモル)のスラリーに、急速に攪拌しながら75分間かけて添加する。得られたスラリーを15分間攪拌する。幾らかの未反応の酸化亜鉛が存在する、メタノール中の微細に分割された懸濁液からなる、容易に攪拌可能なスラリーが得られる。このスラリーを50℃で2時間加熱する。ポリ(エチレングリコール)ジメタクリレート(「PEG(200)−DMA」、121.75g、368.9ミリモル)及びAIBN(0.109g)を、このスラリーに26℃で添加し、そして得られた混合物を15分間攪拌する。このスラリーを、約1時間かけて、50℃まで徐々に加熱する。重合が始まったとき発熱が起こり、スラリー温度は約60〜62℃まで上昇する。スラリーは濃厚になり、そして80mLのメタノールを添加する。この混合物を60℃で3時間攪拌し、室温で一夜放置する。
次いで、この混合物を60℃に約5時間再加熱し、室温にまで冷却し、そして真空濾過する。この固体をメタノールで洗浄し、約1時間吸引しながら空気乾燥させる。次いで、この固体を、真空オーブン内で、75℃及び25インチHg(84.7kPa)真空で、窒素を流しながら、15時間乾燥させる。乾燥条件を、120℃/25インチHg(84.7kPa)真空に1時間上昇させ、更に150℃/30インチHg(101.6kPa)真空に3時間上昇させる。得られた生成物は、121.23gの重量である。生成物中に含有されている金属触媒の量は、実施例1に記載した一般的方法を使用して、4.27%以下と推定される。
C.プロピレンオキシドの重合
担持触媒20の活性を、実施例1Cに記載した方式で評価し、同様の結果を得る。

Claims (39)

  1. 少なくとも1個の炭素−炭素不飽和の重合性部位を有するモノマー錯化剤で錯化された、水不溶性金属シアン化物触媒を含んでなる触媒錯体。
  2. 一般構造式
    b[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・zL・nM3 xy
    [式中、MはM1(CN)r(X)t基と共に不溶性沈殿を形成する金属イオンであり、
    1及びM2は同じであるか又は異なっていてよい遷移金属イオンであり、
    それぞれのXは、独立に、M1又はM2イオンと配位している、シアン化物以外の基を表し、
    3 xyは金属イオンM3とアニオンAとの塩(但し、M3はMと同じであるか又はMとは異なっている)を表し、
    b及びcは、dと一緒に、静電的に中性の錯体を反映する正数であり、
    dはゼロ又は正数であり、
    x及びyは静電的に中性の塩を反映する数字であり、
    rは4〜6であり、tは0〜2であり、
    nはM3 xyの相対量を示す正数であり、
    Lは錯化剤を表し、そして
    zは錯化されたL分子の相対量を表す正数である]
    によって表される請求項1に記載の触媒錯体。
  3. 3がZnである亜鉛ヘキサシアノコバルテート触媒錯体である請求項2に記載の触媒錯体。
  4. モノマー錯化剤が窒素原子又は酸素原子を含有するビニルモノマーである請求項1に記載の触媒錯体。
  5. モノマー錯化剤が酢酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニル2−エチルヘキサノエート、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、1−ビニル−2−ピロリジノン又はこれらの2種若しくはそれ以上の混合物である請求項4に記載の触媒錯体。
  6. モノマー錯化剤がアクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミド又はN,N−ジアルキルメタクリルアミドである請求項1に記載の触媒錯体。
  7. モノマー錯化剤がアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルである請求項1に記載の触媒錯体。
  8. アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが分子のエステル部分内に1個又はそれ以上のエーテル基及び/又はアルコール基を有する請求項7に記載の触媒錯体。
  9. アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが一般構造式
    1[−O−C(O)−CR=CH2x
    [式中、Rは水素又はメチルであり、xは少なくとも1である数字であり、そしてR1は(1)1〜8個の脂肪族ヒドロキシル基を有する化合物の残基又は(2)フェノール若しくはビスフェノールの残基である]
    によって表される請求項8に記載の触媒錯体。
  10. アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが、
    (A)1モル若しくはそれ以上のアクリル酸若しくはメタクリル酸と、1モルのプロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール又は上記のものの何れかのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体とのエステル、
    (B)1モル若しくはそれ以上のアクリル酸若しくはメタクリル酸及び(a)1モル若しくはそれ以上のC6〜C24直鎖飽和若しくは不飽和カルボン酸と、(b)プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール若しくは上記のものの何れかのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体との錯化エステル又は
    (C)(A)及び/若しくは(B)の2種若しくはそれ以上の混合物
    である請求項9に記載の触媒錯体。
  11. 請求項1に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  12. 請求項3に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  13. 請求項4に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  14. 請求項5に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  15. 請求項6に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  16. 請求項7に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  17. 請求項9に記載の触媒錯体を、モノマー錯化剤を重合させるために十分な条件に付すことによって形成された、その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  18. その中に分散された、ポリマーによって錯化されている金属シアン化物触媒を有するポリマー。
  19. ポリマーが窒素原子又は酸素原子を含むビニルモノマーのポリマーである請求項18に記載のポリマー。
  20. ポリマーがアクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミド又はN,N−ジアルキルメタクリルアミドのポリマーである請求項19に記載のポリマー。
  21. ポリマーがアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのポリマーである請求項19に記載のポリマー。
  22. ポリマーが、
    (A)1モル若しくはそれ以上のアクリル酸若しくはメタクリル酸と、1モルの、プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール又は上記のものの何れかのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体とのエステル、
    (B)1モル若しくはそれ以上のアクリル酸若しくはメタクリル酸及び(a)1モル若しくはそれ以上のC6〜C24直鎖飽和若しくは不飽和カルボン酸と、(b)プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール若しくは上記のものの何れかのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体との錯化エステル又は
    (C)(A)及び/若しくは(B)の2種若しくはそれ以上の混合物
    のポリマーである請求項18に記載のポリマー。
  23. a)金属シアン化物触媒を、少なくとも1個の重合性炭素−炭素不飽和の部位を含有するモノマー錯化剤で処理する工程及び
    b)前記処理触媒を、前記錯化剤と重合させて、その中に分散された金属シアン化物触媒を含むポリマーを形成するために十分な条件に付す工程
    を含んでなる重合触媒の製造方法。
  24. 金属シアン化物触媒が一般構造式
    b[M1(CN)r(X)tc[M2(X)6d・zL・nM3 xy
    [式中、MはM1(CN)r(X)t基と共に不溶性沈殿を形成する金属イオンであり、
    1及びM2は、同じであるか又は異なっていてよい遷移金属イオンであり、
    それぞれのXは、独立に、M1又はM2イオンと配位している、シアン化物以外の基を表し、
    3 xyは金属イオンM3とアニオンAとの塩(但し、M3はMと同じであるか又はMとは異なっている)を表し、
    b及びcは、dと一緒に、静電的に中性の錯体を反映する正数であり、
    dはゼロ又は正数であり、
    x及びyは静電的に中性の塩を反映する数字であり、
    rは4〜6であり、tは0〜2であり、
    nはM3 xyの相対量を示す正数であり、
    Lは錯化剤を表し、そして
    zは錯化されたL分子の相対量を表す正数である]
    によって表される請求項23に記載の方法。
  25. 前記重合を、フリーラジカル開始剤の存在下で実施する請求項24に記載の方法。
  26. 金属シアン化物触媒を出発溶液又は懸濁液から沈殿させ、そして工程b)を触媒の沈殿と同時に実施する請求項24に記載の方法。
  27. フリーラジカル開始剤がアゾ型開始剤である請求項25に記載の方法。
  28. モノマー錯化剤が窒素原子又は酸素原子を含むビニルモノマーである請求項23に記載の方法。
  29. モノマー錯化剤が酢酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニル2−エチルヘキサノエート、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、1−ビニル−2−ピロリジノン又はこれらの2種若しくはそれ以上の混合物である請求項23に記載の方法。
  30. モノマー錯化剤がアクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジアルキルアクリルアミド又はN,N−ジアルキルメタクリルアミドである請求項23に記載の方法。
  31. モノマー錯化剤がアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルである請求項23に記載の方法。
  32. アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが分子のエステル部分内に1個又はそれ以上のエーテル基及び/又はアルコール基を有する請求項31に記載の方法。
  33. アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが一般構造式
    1[−O−C(O)−CR=CH2x
    [式中、Rは水素又はメチルであり、xは少なくとも1である数字であり、そしてR1は(1)1〜8個の脂肪族ヒドロキシル基を有する化合物の残基又は(2)フェノール若しくはビスフェノールの残基である]
    によって表される請求項32に記載の方法。
  34. アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルが
    (A)1モル若しくはそれ以上のアクリル酸若しくはメタクリル酸と、1モルの、プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール又は上記のものの何れかのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体とのエステル、
    (B)1モル若しくはそれ以上のアクリル酸若しくはメタクリル酸及び(a)1モル若しくはそれ以上のC6〜C24直鎖飽和若しくは不飽和カルボン酸と、(b)プロピレングリコール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール若しくは上記のものの何れかのエトキシル化及び/若しくはプロポキシル化誘導体との錯エステル又は
    (C)(A)及び/若しくは(B)の2種若しくはそれ以上の混合物
    である請求項33に記載の方法。
  35. モノマー錯化剤の重合の前に、揮発物質を触媒からストリップする請求項23に記載の方法。
  36. モノマー錯化剤の重合と同時に、揮発物質を触媒からストリップする請求項23に記載の方法。
  37. 工程bを担体の存在下に実施する請求項23に記載の方法。
  38. 担体が、微粒子状シリカ、シリカチップ、アルミナ微粒子若しくは球体、多孔質アルミナ球体若しくは微粒子、ポリアクリレート若しくはスチレン/ジビニルベンゼンコポリマー粒子又は触媒基体球体である請求項37に記載の方法。
  39. アルキレンオキシド及び開始剤化合物の混合物を、請求項11に記載のポリマーの存在下で、アルキレンオキシドを重合させるために十分な条件に付すことを含んでなるポリエーテルの製造方法。
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