JP2006512410A - 有機金属遷移金属化合物、ビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物、触媒組成物、及びこれらを用いたポリオレフィンの製造法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 公知メタロセンを用いた場合よりも高い融点を有するポリプロピレンを製造することが可能な、担体を有する触媒組成物の成分としてのアルキルブリッジを有するメタロセンを得る。
【解決手段】 式(I)
【化1】
Figure 2006512410

で表され、M1が元素周期表の第III、IV、V又はVI族の元素又はランタノイド、Xが水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アリール、アルキルアリール又はアリールアルキル、−OR6又は−NR67を意味し、2個のX基が相互に結合していてもよく、nがM1の酸化数マイナス2に対応する1〜4の自然数であり、R1が水素又はC1−C40基し、R2がアリール基又はC2−C40ヘテロ芳香族基、R3が水素又はC1−C40基を意味し、又はR2とR3とが一緒に環状基を形成し、R4が水素又はC1−C40基、R5がC1−C40基、及びZがCR89−CR1011で表される2価の基、R8、R9、R10及びR11が同一又は異なり、それぞれ水素又はC1−C40基を意味する有機金属遷移金属化合物。

Description

本発明は、 式(I)
Figure 2006512410
で表され、式中
M1が元素周期表の第III、IV、V又はVI族の元素又はランタノイドを意味し、
Xがそれぞれ同一であっても異なってもよく、それぞれハロゲン、水素、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、C6-C22アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22のアルキルアリール又はアリールアルキル、−OR6又は−NR67を意味し、2個のX基が相互に結合していてもよく、
nがM1の酸化数マイナス2に対応する1〜4の自然数であり、
1が水素又はC1−C40基を意味し、
2が置換又は無置換のC6−C40アリール基又はO、N、S及びPから成る群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含むC2−C40ヘテロ芳香族基を意味し、
3が水素又はC1−C40基を意味し、又は
2とR3とが一緒に環状基を形成し、
4が水素又はC1−C40基を意味し、
5がC1−C40基を意味し、及び
ZがCR89−CR1011で表される2価の基を意味し、R8、R9、R10及びR11が同一又は異なり、それぞれ水素又はC1−C40基を意味する有機金属遷移金属化合物に関する。
更に、本発明は所定の置換パターンを有するビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物、本発明の少なくとも1種類の有機金属遷移金属化合物を含む触媒組成物、本発明による触媒組成物の存在下に少なくとも1種類のオレフィンを重合又は共重合させることによりポリオレフィンを製造する方法、及び本発明のビスシクロペンタジエニル組成物を有機金属遷移金属化合物の製造に用いる方法に関する。
所望の形態に構成されたポリオレフィンを製造する目的で、有機金属遷移金属化合物、特にメタロセンをオレフィン重合又は共重合用の触媒成分として使用することについて、過去15年にわたり大学及び産業界で集中的な研究開発がなされてきた。
メタロセン触媒組成物を用いてエチレンから製造されるポリオレフィンと、メタロセン触媒組成物を用いてプロピレンから製造されるポリオレフィンは、双方とも、急成長する市場部分を占めている。
ansa−メタロセンの配位子系で置換パターンが変化すると、活性中心を回転軸とする立体環境と電子的構造が変化する。これにより、触媒成分の重合挙動と、この結果として得られたポリマーの特性、例えばアイソタクチシティー、鎖長、分子量、及びポリマーの巨視的材料特性に影響を与えることがある。
オレフィン、特にプロピレン重合において、少なくとも1種類の有機金属遷移金属化合物と助触媒成分、例えばアルミノキサン、共ルイス酸又はイオン性化合物とを一般に含む触媒組成物が、反応器に析出物を生じないようにするため、通常は担体を有する形態で使用される。
EP0629631号公報には、C2−対称2,4,7−置換ansa-メタロセンが記載されている。同公報には、このようなメタロセンを用いることにより製造されたポリプロピレンの融点は、対応のC2−対称2,4−置換ansa-メタロセンを用いて製造されたポリプロピレンと比較して、低いことが示されている。7位に置換を有することにより、ポリプロピレンの分子量には大きな影響が見られなかった。
WO02/18397号公報には、高置換アルキルブリッジ含有メタロセンを製造するための効果的な方法が記載されている。しかしながら、同文献に記載されているメタロセンを用いて製造された触媒を用いると、得られるポリプロピレンは融点が十分に高いものとはならない。
EP 0629631号公報 WO 02/18397号公報
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルキルブリッジを有する公知メタロセンを用いて得られたポリプロピレンよりも高い融点を有するポリプロピレンを製造することが可能な、担体を有する触媒組成物の成分としてのアルキルブリッジを有するメタロセンを見出すことにある。更に、経済的な理由から、新規メタロセンは公知メタロセンよりも活性が劣るものであってはならない。
本発明者等は、上記目的が冒頭に記載した式(I)の有機金属遷移金属化合物により達成されることを見出した。
式中、M1は元素周期表の第III、IV、V又はVI族の元素又はランタノイド、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン又はタングステン、好ましくはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、特に好ましくはジルコニウム及びハフニウム、特に好ましくはジルコニウムである。
Xがそれぞれ同一であっても異なってもよく、好ましくは同一であり、それぞれハロゲン、例えばフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、好ましくは、塩素、水素、C1−C20アルキル、好ましくはC1−C4アルキル、C2−C20アルケニル、好ましくはC2−C4アルケニル、好ましくはC6−C22アリール、好ましくはC6−C10アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22、好ましくは6〜10のアルキルアリール又はアリールアルキル、−OR6又は−NR67、好ましくは−OR6を意味し、2個のX基が相互に結合していてもよく、好ましくは2個の−OR6基を意味し、これらは特に置換又は無置換の1,1’−ジ−2−フェノキサイド基を形成する。二個のXは置換又は無置換ジエン配位子、特に1,3−ジエン配位子を形成してもよい。R6及びR7基はそれぞれC1−C10アルキル、好ましくはC1−C4アルキル、C6-C15アリール、好ましくはC6−C10アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22、好ましくは6〜10のアルキルアリール、アリールアルキル、フルオロアルキル又はフルオロアリールである。
nはM1の酸化数マイナス2に対応する1〜4の自然数であり、元素周期表第IV族元素の場合は2であると好ましい。
1は水素又はC1−C40基である。R1は、環状、分岐状又は非分岐状C1−C20アルキル、好ましくはC1−C8アルキル、C2−C20アルケニル、好ましくはC2−C8アルケニル、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22、好ましくは6〜10のアリールアルキル、又はC2−C40へテロ芳香族基、好ましくはC4−C24へテロ芳香族基、特に置換もしくは無置換のチエニル基及び置換又は無置換のフリル基から成る群から選択されたヘテロ芳香族基を意味する。特に好ましいR1基の例は、水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−(5−メチル)チエニル、2−(5−メチル)フリル、ベンジル及び2−フェニルエチル、特にメチル、エチル又はイソプロピルである。
2基は、置換又は無置換のC6−C40アリール基又はO、N、S及びPから成る群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含むC2−C40ヘテロ芳香族基である。R2基は、無置換又は、アルキル部分の炭素原子数1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数6〜22、好ましくは6〜10のアルキル置換されたC6−C40アリール基であると好ましく、更にハロゲン化されていてもよい。好ましいR2基の例はフェニル、2−トリル、3−トリル、4−トリル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジエンチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ(tert−ブチル)-フェニル、2,4,6-トリメチルフェニル、2,3,4−トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、フェナントリル、p−イソプロピルフェニル、p−tert−ブチルフェニル、p−s−ブチルフェニル、p−シクロヘキシルフェニル及びp−トリメチルシリルフェニルである。
3は水素又はC1−C40基である。R3は、水素、又は環状、分岐状又は非分岐状C1−C20アルキル、好ましくはC1−C10アルキル、C2−C20アルケニル、好ましくはC2−C8アルケニル、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22、好ましくは6〜10のアリールアルキル基であると好ましい。特に好ましいR3基の例は、水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、ベンジル及び2−フェニルエチル、特に水素、メチル、エチル又はイソプロピルである。
2及びR3基は、共同で単環式又は多環式の環状基を形成してもよい。R2及びR3基は、共同で置換又は無置換の、好ましくは無置換の1,3−ブタジエン−1,4−ジイル基を形成すると好ましい。
4が水素又はC1−C40基である。R4は、水素、又は環状、分岐状又は非分岐状C1−C20アルキル、好ましくはC1−C10アルキル、C2−C20アルケニル、好ましくはC2−C8アルケニル、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22、好ましくは6〜10のアリールアルキル基であると好ましい。特に好ましいR4基の例は、水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、ベンジル及び2−フェニルエチル、特に水素、メチル、エチル又はイソプロピルである。
5はC1−C40基である。R5は環状、分岐状又は非分岐状C1−C20アルキル、好ましくはC1−C10アルキル、C2−C20アルケニル、好ましくはC2−C8アルケニル、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、好ましくは1〜4、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22、好ましくは6〜10のアリールアルキル基であると好ましい。特に好ましいR5基の例は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、ベンジル及び2−フェニルエチル、特にメチル又はエチル、特に好ましくはメチルである。
本発明において、R1、R2、R3、R4及びR5は、新規の式(I)で表される有機金属遷移金属化合物の重合特性を変化させない官能基を更に有していてもよい。このような官能基は重合条件下において化学的に不活性でなければならない。
ZがCR89−CR1011で表される2価の基を意味し、R8、R9、R10及びR11が同一又は異なり、それぞれ水素又はC1−C40基を意味する。R8、R9、R10及びR11はそれぞれ水素、トリメチルシリル基、C1−C10アルキル、好ましくはC1−C3アルキル基、C1−C10フルオロアルキル基、C6−C10フルオロアリール基、C6−C10アリール基、C8−C40アリールアルケニル基、C7−C40アリールアルキル基又はC7−C40アルキルアリール基であると好ましい。隣接する2個の基がこれらに連結する原子と共に炭素原子数4〜15個の飽和又は不飽和環を形成してもよい。R8、R9、R10及びR11が水素であると特に好ましい。
Zの特に好ましい例は以下のブリッジである。
エチリデン、1−メチルエチリデン、1,1−ジメチルエチリデン、1,2−ジメチルエチリデン、1,1,2,2−トリメチルエチリデン、特にエチリデン。
更に本発明において、特に他の説明が加えられていない限り、各置換基は以下の定義を有する。
本発明において、「C1−C40基」という用語は、C1−C40アルキル基、C1−C10フルオロアルキル基、C1−C12アルコキシ基、C6−C40アリール基、C2−C40へテロ芳香族基、C6−C10フルオロアリール基、C6−C10アリールオキシ基、C3−C18トリアルキルシリル基、C2−C20アルケニル基、C2−C20アルキニル基、C7−C40アリールアルキル基又はC8−C40アリールアルケニル基を意味する。
本発明において 「アルキル」という用語は、直鎖状の炭化水素、又は1箇所若しくは多数箇所の分岐を有する炭化水素を含む。分岐状の炭化水素は環状であってもよい。C1−C18アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、シクロペンチル又はシクロヘキシル、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、イソヘキシル、sec−ブチル又はtert−ブチルが好ましい。
更に、本発明において「アルケニル」とは、少なくとも1個のC−C二重結合を有する、直鎖状の炭化水素又は1個若しくは多数個の分岐を有する炭化水素を含む。複数のC−C二重結合を有する場合は二重結合が集積していても、交互に存在していてもよい。
本発明において「アリール」とは、芳香族、或いは縮合したポリ芳香族炭化水素置換基を意味する。これらの置換基は無置換であっても、更に直鎖状又は分岐状のC1−C18アルキル、C1−C18アルコキシ、C2−C10アルケニル又はC3−C15アルキルアルケニルによる単一又は複数の置換基を有していてもよい。置換された又は無置換のアリール基の好ましい例は、特にフェニル、4−メチルフェニル、4−エチルフェニル、4−プロピルフェニル、4−イソプロピルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−メトキシフェニル、1−ナフチル、9−アントリル、9−フェナントリル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル及び4−トリフルオロメチルフェニルである。
本発明において「ヘテロ芳香族基」とは、1個以上の炭素原子が、窒素、リン、酸素若しくは硫黄原子、又はこれらの組み合わせにより置換されている芳香族炭化水素置換基を意味する。これらは、アリール基と同様に、無置換であっても、更に直鎖状又は分岐状のC1−C18アルキル、C2−C10アルケニル又はC3−C15アルキルアルケニルによる単一又は複数の置換基を有していてもよい。好ましい例は、チエニル、フリル、ピロリル、ピリジル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリミジニル、ピラジニル等、及びこれらの誘導体であって、これらはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル及びtert−ブチル基により置換されていてもよい。
本発明において 「アルキルアルケニル」とは、1個以上のC−C二重結合を有する、直鎖状又は1個若しくは多数個の分岐を有する炭化水素置換基であって、アルキル部分とアルケニル部分とに分離さているものを含む。
本発明の「アリールアルキル」とは、アリール基がアルキル鎖を介して分子の適する部分に結合しているアリール含有置換基を意味する。好ましい例は、ベンジル、置換ベンジル、フェネチル、置換フェネチル等である。
フルオロアルキル及びフルオロアリールという用語は、これらの各置換基における少なくとも1個の水素原子、好ましくは複数又は全ての水素原子が、フッ素原子により置換されていることを意味する。本発明において好ましく使用されるフッ素含有置換基の例は、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、ペンタフルオロフェニル、4−トリフルオロメチルフェニル、4−パーフルオロ−tert−ブチルフェニル等である。
式(I)で示される有機金属遷移金属化合物において、
1が元素周期表第4族元素を、
nが2を、
1がC1−C10アルキルを、
3が水素又はC1−C10アルキルを、
4が水素又はC1−C10アルキルを、
5がC1−C10アルキルを、
ZがCH2−CH2を意味し、
この他の符号が式(I)について上述した定義を有すると好ましい。
1は、ジルコニウム、ハフニウム、特にジルコニウムを意味すると好ましい。
1は、C1−C10アルキル、特にC1−C4アルキルを意味すると好ましく、メチル基を意味すると極めて好ましい。
3は水素又はC1−C10アルキル、特に水素又はC1−C4アルキルを意味すると好ましく、水素又はメチルを意味すると極めて好ましい。
4は水素又はC1−C10アルキル、特に水素又はC1−C4アルキル基を意味すると好ましく、水素又はメチルを意味すると極めて好ましい。
5がC1−C10アルキル、特にC1−C4アルキル基を意味すると好ましく、メチルを意味すると極めて好ましい。
以下に、式(I)で表される新規の有機金属遷移金属化合物の具体例を示す。本発明の化合物はこれらに限定されるものではない。
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4,5−ベンズインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−7−メチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(2−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(3−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(4−トリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(2,3−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(2,4−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(2,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(2,6−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(3,4−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(2,3−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(2,4−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(2,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(2,6−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(3,4−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(2,3−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(2,4−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(2,5−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(2,6−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(3,4−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(2,3−ジメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,7−トリメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,6,7−トリメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−6,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−6,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−5,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−6,7−ジメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(1−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(2−ナフチル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(9−フェナントリル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(p−トリメチルシリルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−7−メチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−エチル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−7−メチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−n−ブチル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−プロピル−7−メチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−イソプロピル−5,6,7−トリメチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(2,3,4−トリメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(2,3,4−トリメチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(p−secブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(p−sec−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(p−シクロヘキシシルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(p−シクロヘキシシルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(p−シクロヘキシシルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2,5,6,7−テトラメチル−4−(p−シクロヘキシシルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−(2−(5−メチル)チエニル)−7−メチル−4−(3,5−ジフェニルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド、
1,2−エタンジイルビス(2−(2−(5−メチル)フリル)−7−メチル−4−(p−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド。
α−オレフィンの単独重合、特にポリプロピレンの製造では、式(I)で示される新規の有機金属遷移金属化合物が単独重合、特にアイソタクチックポリプロピレンが得られる。これにより得られる化合物は、公知のメタロセンを用いて得られ、所定の置換パターンを有する単独重合体よりも高い融点を有する。
式(I)で表される新規の有機金属遷移金属化合物はWO02/18397号公報に記載された方法により製造される。これらの方法では、式(I)の有機金属遷移金属化合物は、ラセミ異性体のアイソタクチック度の高いポリプロピレンを含むジアステレオマー混合物として得られる。一方、不具合なジアステレオマー、すなわちメソ体は、アタクチックポリプロピレンを生ずることが多い。「メソ」及び「ラセミ」の用語は、例えばRheingold等著、Organometallic 11(1992), 1869-1876により公知であり、本発明では同文献中の定義を用いる。
式(I)の有機金属遷移金属化合物は、触媒製造においてジアステレオマーの混合物としても使用可能である。
更に、本発明により、式(II)
Figure 2006512410
で表されるビスシクロペンタジエニル配位子系、又はその二重結合を有する異性体が得られる。
上記式中、R1、R2、R3、R4、R5及びZは式(I)と同様の定義を有する。
式(II)の化合物の二重結合を有する異性体は、2個の五員環中の二重結合の1つを形式的に移動させることにより得られる。
式(II)のビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物又は同化合物の、二重結合を有する異性体が特に好ましく用いられる。
式中、
1はC1−C10アルキル、
3は水素、又はC1−C10アルキル、
4は水素、又はC1−C10アルキル、
5はC1−C10アルキル、
ZはCH2−CH2、及び
2は式(I)の定義と同様の基を意味する。
式(II)のビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物の置換パターンは、このビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物が含まれる有機金属遷移金属化合物の所定の重合特性に対して決定的に重要である。
更に、本発明により、式(II)のビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物を有機金属遷移金属化合物、好ましくは元素周期表第4族の元素、特にジルコニウムを含む有機金属遷移金属化合物を製造するために使用する方法が得られた。
また、本発明によると、式(II)のビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物又はこれから製造されたビスアニオンと、遷移金属化合物と、を反応させる工程を含む、有機金属遷移金属化合物の製造方法が得られる。通常の方法では、まず式(II)の配位子を有する化合物を、n−ブチルリチウム等の塩基により二度脱プロトン化し、次いで生成物を四塩化ジルコン等の適する遷移金属源と反応させる。この他の方法では、式(II)の非荷電ビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物を、強塩基配位子、例えばテトラキス(ジメチルアミノ)ジルコニウムを有する、適する遷移金属源と直接反応させてもよい。
式(I)の新規有機金属遷移金属化合物は、特に適する助触媒の存在下で、オレフィン重合触媒の高活性成分となる。
本発明によると、更に式(I)で示される少なくとも1種類の有機金属遷移金属化合物と、少なくとも1種類の助触媒とを含む触媒組成物が提供される。
助触媒と、式(I)で示される新規の有機金属遷移金属化合物とは、共同で重合活性触媒組成物を形成し、同組成物中で助触媒がカチオン形成化合物としての役割を果たす。
適するカチオン形成化合物は本発明による有機金属遷移金属化合物と反応し、これをカチオン形成剤に変換する。このようなカチオン形成化合物の例は、例えばアルミノキサン、非荷電の強ルイス酸、ルイス酸カチオンを含むイオン性化合物、又はカチオンとしてブレーンステッド酸を含むイオン性化合物である。有機金属遷移金属化合物としてのメタロセン錯体の場合、カチオン形成化合物は、メタロセニウムイオン形成可能化合物と呼ばれることも多い。
アルミノキサンとしては、例えばWO00/31090号公報に記載の化合物を使用することができる。この種の化合物のうち、特に好ましく用いられる化合物は、式(III)又は(IV)で示される直鎖状又は環式アルミノキサン化合物である。
Figure 2006512410
上記式中、R12はC1−C4アルキル、好ましくはメチル又はエチルを意味し、mは5〜30、好ましくは10〜25の整数を示す。
オリゴマー状のアルミノキサン化合物は、通常は、トリアルキルアルミニウム溶液と水とを反応させることにより製造される。一般に、このように得られたオリゴマー状のアルミノキサン化合物は、異なる長さの直鎖状及び環式鎖状分子の混合物の形態をとる。このため、mは平均値となる。アルミノキサン化合物は、他の金属アルキル、好ましくはアルミニウムアルキルとの混合物として存在可能である。
更に、炭化水素基又は水素原子のいくつかがアルコキシ、アリールオキシ、シロキシ又はアミド基により置換された変性アルミノキサンを、式(III)又は(IV)のアルミノキサン化合物の代わりに使用することも可能である。
式(I)で示される新規有機金属遷移金属化合物とアルミノキサン化合物とを、アルミノキサン化合物中のアルミニウム対、有機金属遷移金属化合物中の遷移金属の原子比率が、10:1〜1000:1の範囲、好ましくは20:1〜500:1の範囲、特に30:1〜400:1の範囲となるような量で用いると好ましいことがわかっている。
強、非荷電ルイス酸としては、式(V)
Figure 2006512410
で示される化合物が好ましい。
上記式中、
2は元素周期表の第13族元素、特にB、Al 又はBa、好ましくはBであり、
1、X2及びX3は、それぞれ相互に独立に水素、C1−C10アルキル、C6-C15アリール、アルキル基中の炭素原子数が1〜10個であり、かつアリール基中の炭素原子数が6〜20個のアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル又はハロアリール、又はフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、特にハロアリール、好ましくはペンタフルオロフェニルである。
この他の、強非荷電ルイス酸の例はWO00/31090号公報に記載されている。
式(V)で示され、X1、X2及びX3が同一である化合物が特に好ましく、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランが特に好ましい。
カチオン形成化合物として適する強非荷電ルイス酸の例には、ホウ酸と二当量のトリアルキルアルミニウムとの反応生成物、又はトリアルキルアルミニウムと二当量の酸性フッ素化、特に過フッ化炭素化合物との反応生成物、例えばペンタフルオロフェノール又はビス(ペンタフルオロフェニル)ボリン酸も含まれる。
ルイス酸カチオンを有する、適するイオン性化合物は、式(VI)
Figure 2006512410
で示され、
Yが元素周期表の第1〜16族の元素、
1〜Qzが、単一のマイナス電荷を有する基、例えばC1−C28アルキル、C6−C15アリール、アリール基の炭素原子数が6〜20及びアルキル基の炭素原子数が1〜28のアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル、及びハロアリール、置換基としてC1−C10アルキル基を有していてもよいC3−C10シクロアルキル、ハロゲン、C1−C28アルコキシ、C6−C15アリールオキシ、シリル又はメルカプチル基を意味し、
aが1〜6の整数、
zが0〜5の整数、
dがa−zの差である1以上の数を意味する塩状の化合物を含む。
この種の特に有用なカチオンはカルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、及びカチオン性遷移金属錯体である。トリフェニルメチルカチオン、銀カチオン及び1,1−ジメチルフェロセニルカチオンが特に重要である。これらは非配位対イオン、特にWO91/09882号公報に記載されているようなホウ素化合物、特にテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを有すると好ましい。
非配位アニオンを有する塩は、ホウ素又はアルミニウム化合物、例えばアルミニウムアルキルを、2個以上のホウ素又はアルミニウム元素と反応可能な第二の化合物、例えば水、及びホウ素又はアルミニウムと共にイオン化(電離)作用を有するイオン性化合物を形成する第三の化合物、例えばトリフェニルシクロメタンと結合することにより製造可能である。更に、ホウ素又はアルミニウム化合物と反応する第四の化合物、例えばペンタフルオロフェノールを添加してもよい。
カチオンとしてブレーンステッド酸を含むイオン性化合物も、非配位対イオンを有すると好ましい。ブレーンステッド酸としてはプロトン化したアミン又はアニリン誘導体が特に好ましい。好ましいカチオンN,N−ジメチルアニリニウム、N,N−ジメチルシクロヘキシルアンモニウム、N,N−ジメチルベンジルアルミニウム、及び最後の2種類の各塩である。
カチオン形成化合物として好ましいイオン性化合物は、特にN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルシクロヘキシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、又はN,N−ジメチルベンジルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである。
2種類以上のボレートアニオンはジアニオン[(C652B−C64−B(C6522ーのように相互に結合していてもよく、又はボレートアニオンが適当な官能基を有するブリッジを解して担体粒子表面に結合していてもよい。
この他の適するカチオン形成化合物はWO00/31090号公報に記載されている。
カチオンとしての、強非荷電ルイス酸、ルイス酸カチオンを有するイオン性化合物、又はブレーンステッド酸を有するイオン性化合物の使用量は、本発明の式(I)で表される有機金属遷移金属化合物の1当量にあたり、通常は0.1〜20当量、好ましくは1〜10当量である。
この他、カチオン形成化合物は、ボロン−アルミニウム化合物、例えばジ[ビス(ペンタフルオロフェニル)ボロキシ]メチルアラン等を含む。この種のボロン−アルミニウム化合物は、例えばWO99/06414号公報に記載されている。
上記のあらゆるカチオン形成化合物の混合物を使用することも可能である。好ましい混合物の例は、アルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、イオン性化合物、特にテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオンを含むもの、及び/又は強非荷電ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである。
本発明の式(I)による有機金属遷移金属化合物と、溶媒(好ましくは炭素原子数6〜20の芳香族炭化水素、特にキシレン及びトルエン)中のカチオン形成化合物と、の双方を用いると好ましい。
触媒は、更に、式(VII)で表される金属化合物を含んでもよい。
Figure 2006512410
式中
M3はアルキル金属、アルカリ土類金属、又は周期表第13族の金属、すなわちホウ素、アルミニウム、ガリウム、イリジウム又はタリウムを意味し、
M13は水素、C1−C10アルキル、C6−C15アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10であり、かつアリール部分の炭素原子数が6〜20のアルキルアリール又はアリールアルキルを意味し、
R14及びR15は、それぞれ同一又は異なり、水素、ハロゲン、C1−C10アルキル、C6−C15アリール、及びそれぞれアルキル部分の炭素原子数が1〜10、及びアリール部分の炭素原子数が6〜20のアルキルアリール、アリールアルキル又はアルコキシを意味し、
rは1〜3の整数であり、
s及びtは、0〜2の整数であり、r+s+tの和がM3の価数に対応する。
式(VII)の金属化合物は、一般にカチオン形成化合物と同一ではなく、式(VII)の種々の金属化合物の混合物を使用することも可能である。
式(VII)の金属化合物のうち、
M3がリチウム、マグネシウム又はアルミニウムを意味し、
R14及びR15が、それぞれC1−C10アルキルを意味する化合物が好ましい。
式(VII)で示される特に好ましい金属化合物としては、n−ブチルリチウム、n−ブチル−n−オクチルマグネシウム、n−ブチル−n−ヘプチルマグネシウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、及びトリメチルアルミニウム、及びこれらの混合物が挙げられる。
式(VII)の金属化合物を使用する場合、式(VII)のM3対、式(I)の有機金属遷移金属化合物の遷移金属M1の使用量が800:1〜1:1、特に200:1〜2:1となるように触媒中に存在すると好ましい。
本発明による式(I)で示される有機金属遷移金属化合物と、カチオン形成化合物としての少なくとも1種類の助触媒と、担体とを含む触媒組成物が特に好ましく使用される。
担体を有する触媒組成物を得るために、担体を有さない触媒組成物を担体と反応させてもよい。担体、本発明の有機金属遷移金属化合物、及び助触媒を混合する順序は原則として重要ではない。本発明の有機金属遷移金属化合物と助触媒とは、相互に独立に又は同時に不動態化させてもよい。ここの処理工程の後に固体を適当な不活性溶媒、例えば脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素により固体を洗浄することができる。
担体としては、有機、無機又は不活性固体等の微分散状態の担体が好ましく使用される。特に、担体は多孔質固体、例えばタルク、シート状シリカ、無機酸化物又は微分散状のポリマー粉状物(例えばポリオレフィン)であってもよい。
適する無機酸化物は、元素周期表の第2、3、4、5、14、15及び16族元素から選択される。担体として好ましく使用される酸化物の例は、二酸化珪素、酸化アルミニウム、及びカルシウム、アルミニウム、シリコン、マグネシウム及びチタンの各元素を含む混合酸化物、及びこれらの酸化物の混合物である。この他、単独又は上記の好ましい酸化物担体と一緒に使用可能な無機酸化物の例は、MgO、ZrO2、TiO2又はB2O3である。好ましい混合酸化物の例は、か焼したハイドロタルサイトである。
好ましく使用可能な担体材料は、比表面積10〜1000m2/g、空隙率0.1〜5ml/g、及び平均粒径1〜500μmのものである。好ましくは、比表面積50〜500m2/g、空隙率0.5〜3.5ml/g、及び平均粒径5〜350μmの担体が用いられ、更に好ましくは比表面積200〜400m2/g、空隙率0.8〜3.0ml/g、及び平均粒径10〜100μmの担体が用いられる。
無機担体は熱処理に付してもよく、例えば吸着水を除去することができる。このような乾燥処理は、通常80〜300℃、好ましくは100〜200℃で行われる。100〜200℃の乾燥を行う場合には減圧下及び/又は不活性ガス(例えば窒素)ブランケット下で処理されると好ましい。また、無機担体を200℃〜1000度でか焼してもよく、これによると必要に応じて固体を所望の形態とすること及び/又は表面上のOH濃度を所望の値とすることが可能となる。担体は慣用の乾燥剤、例えば金属アルキル、好ましくはアルミニウムアルキル、クロロシラン又はSiCl4又はメチルアルミノキサンを用いて化学的に処理してもよい。適する処理方法は、例えばWO00/31090号公報に記載されている。無機担体材料を化学的に変性することも可能である。例えばシリカゲルを(NH4)SiF6で処理することにより、シリカゲル表面のフッ素化が行われ、シリカゲルを窒素含有基、フッ素含有基又はフッ素含有基を含むシランで処理することにより、対応の変性を有するシリカ表面を得ることができる。
有機担体材料、例えば微分散状のポリオレフィン粉末(例えばポリエチレン、ポリプロピレン又はポリスチレン)を用いてもよく、この場合にも使用前に、担体に吸着する湿分、溶媒残留物又は他の不純物を、適する精製・乾燥処理によりを除去することが好ましい。官能基を有するポリマー担体を用いることも可能である。例えば、ポリスチレンを担体の基本材料とし、その官能基、例えばアンモニウム又はヒドロキシル基を介して触媒成分の1種類以上を不動態化することができる。
担体を有する触媒組成物を製造するための好ましい一実施の形態では、本発明の式(I)で表される少なくとも1種類の有機金属遷移金属化合物を、カチオン形成化合物としての少なくとも1種類の助触媒と、適当な溶媒中で接触させ、好ましくは溶解性の反応生成物、付加物又は混合物を得る。
次いで、このように得られた調製物を脱水又は不動態化処理後の担体材料と混合し、溶媒を除去し、担体を有する有機金属遷移金属化合物による触媒組成物を得、これを乾燥して担体材料の空隙から全て、又は大部分の溶媒を除去する。担体を有する触媒は、易流動性の粉末として得られる。上記方法の工業的な適用例は、WO96/00243号公報、WO98/40419号公報、及びWO00/05277号公報に記載されている。
更に好ましい実施の形態においては、最初にカチオン形成化合物を担体成分に施与し、次いで担体を有するカチオン形成化合物を本発明の有機金属遷移金属化合物と接触させる。
重要な助触媒組成物は、以下の成分の組み合わせることにより得られる。
第一の成分: 1種類以上の所定のホウ素又はアルミニウム化合物、
第二の成分: 1個以上の酸性水素原子を有する1種類以上の非荷電化合物、
第三の成分: 1種類以上の担体、好ましくは無機酸化物担体、及び任意に
第四の成分:塩基、好ましくは有機窒素含有塩基、例えばアミン、アニリン誘導体又は窒素複素環基。
担体を有する助触媒を製造するために使用されるホウ素又はアルミニウム化合物は、以下の式(VIII)の化合物であると好ましい。
Figure 2006512410
上記式中、
16は、同一であっても異なってもよく、それぞれ水素、ハロゲン、C1−C20アルキル、C1−C20ハロアルキル、C1−C10アルコキシ、C6−C20アリール、C6−C20ハロアリール、C6−C20アリールオキシ、C7−C40アリールアルキル、C7−C40ハロアリールアルキル、C7−C40アルキルアリール、C7−C40ハロアルキルアリール又はOSiR17 3基であり、
上記R17は、同一であっても異なってもよく、それぞれ水素、ハロゲン、C1−C20アルキル、C1−C20ハロアルキル、C1−C10アルコキシ、C6−C20アリール、C6−C20ハロアリール、C6−C20アリールオキシ、C7−C40アリールアルキル、C7−C40ハロアリールアルキル、C7−C40アルキルアリール、C7−C40ハロアルキルアリール、好ましくはハロゲン、C1−C8アルキル又はC7−C20アリールアルキルを意味し、及び
4はホウ素又はアルミニウム、好ましくはアルミニウムを示す。
式(VIII)で示される特に好ましい化合物は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム及びトリイソブチルアルミニウムである。
少なくとも1個の酸性水素原子を含み、式(VIII)の化合物と反応する非荷電の化合物としては、以下の式(IX)、(X)、(XI)で示される化合物が挙げられる。
Figure 2006512410
上記各式中、
18は、同一でも異なってもよく、それぞれ水素、ハロゲン、ホウ素不含有C1−C40基、例えばC1−C20アルキル、C1−C20ハロアルキル、C1−C10アルコキシ、C6−C20アリール、C6−C20ハロアリール、C6−C20アリールオキシ、C7−C40アリールアルキル、C7−C40ハロアリールアルキル、C7−C40アルキルアリール、C7−C40ハロアルキルアリール、及びSi(R203基又はCH(SiR20 32基を意味し、
20基は、ホウ素不含有C1−C40基、例えばC1−C20アルキル、C1−C20ハロアルキル、C1−C10アルコキシ、C6−C20アリール、C6−C20ハロアリール、C6−C20アリールオキシ、C7−C40アリールアルキル、C7−C40ハロアリールアルキル、C7−C40アルキルアリール、C7−C40ハロアルキルアリールを意味し、
19基は、二価C1−C40基、例えばC1−C20アルキレン、C1−C20ハロアルキレン、C6−C20アリーレン、C6−C20ハロアリーレン、C7−C40アリールアルキレン、C7−C40ハロアリールアルケン、C7−C40アルキルアリーレン、C7−C40ハロアルキルアリーレンであり、
Dは、元素周期表第16族の元素又はNR21基を意味し、
21基とは水素又はC1−C20炭化水素基、例えばC1−C20アルキル又はC6−C20アリール、好ましくは酸素であり、
hは1又は2である。
式(IX)で示される好適な化合物は、水、アルコール、フェノール誘導体、チオフェノール誘導体又はアニリン誘導体であり、ハロゲン化されたアルコール、特に過フッ化アルコール及びフェノールは極めて重要である。極めて有用な化合物の例はペンタフルオロフェノール、1,1−ビス(ペンタフルオロフェニル)メタノール及び4−ヒドロキシ−2,2'、3,3',4,4’,5,5’,6,6’−ノナフルオロビフェニルである。式(X)で表される適する化合物の例には、ボロン酸及びボリン酸があり、過フッ化アリール基を有するボリン酸、例えば(C652BOH基が特に好ましい。
式(XI)で示される特に好ましい化合物の例には、二価の炭素含有基が好ましくはハロゲン化され、更に好ましくは過フッ化されたジヒドロキシ化合物がある。このような化合物の具体例は4,4’−2,2'、3,3’,5,5’,6,6’−オクタフルオロビフェニル水和物である。
式(VIII)の化合物と、式(IX)又は(X)の化合物との組み合わせの例は、トリメチルアルミニウム/ペンタフルオロフェニル、チリメチルアルミニウム/1−ビス(ペンタフルオロフェニル)メタノール、トリメチルアルミニウム/4−ヒドロキシ−2,2’,3,3’,4,4’,5,5’,6,6’−ノナフルオロビフェニル、トリエチルアルミニウム/ペンタフルオロフェノール及びトリイソブチルアルミニウム/ペンタフルオロフェノール、及びトリエチルアルミニウム/4,4’−ジヒドロキシ−2,2’,3,3’,5,5’,6,6’−オクタフルオロビフェニル水和物であり、これらにより、例えば以下の種類の反応生成物が得られる。
Figure 2006512410
式(VIII)で示される少なくとも1種類の化合物と式(X)で示される少なくとも1種類の反応により得られる反応生成物の例は以下の通りである。
Figure 2006512410
各成分を混合する順序は一般に重要ではない。
場合により、式(VIII)で示される少なくとも1種類の化合物と式(IX)、(X)又は(XI)で示される少なくとも1種類の化合物との反応生成物、及び有機窒素塩基を、式(III)、(IV)、(V)及び/又は(VII)で示される有機金属化合物とを組み合わせ、更に担体と組み合わせることにより、担体を有する助触媒組成物を形成する。
好ましい実施の形態では、第一の成分、例えば式(VIII)で示される化合物、第二の成分、例えば式(IX)、(X)又は(XI)の化合物、及び第三の成分としての担体、及び第四の成分としての塩基を、別々に添加し、次いで相互に反応させる。これにより、好ましくは不活性溶媒又は懸濁媒体中で反応が起こる。このように得られた担体を有する助触媒を、式(I)の有機金属遷移金属化合物、及び必要に応じて式(VII)の金属化合物と反応させて触媒組成物を製造する前に、助触媒から不活性溶媒又は懸濁媒体を除去してもよい。
更に、固体触媒をα−オレフィン、好ましくは直鎖状のC2−C10-1-アルケン、特にエチレン又はプロピレンと予備重合し、予備重合後の固体担体を実際の重合に用いることも可能である。予備重合に使用する固体触媒対、これに対する重合に用いられるモノマーの使用割合は、一般に1:0.1〜1:200である。
担体を有する触媒組成物の製造中又は製造後に、少量のオレフィン、好ましくはα−オレフィン、例えばビニルシクロヘキサン、スチレン又はフェニルジメチルビニルシランを変性成分、帯電防止剤又は適する不活性成分、例えばワックス又は油剤等の添加剤として使用してもよい。添加剤対、本発明の有機金属遷移金属化合物のモル比は、一般に1:1000〜1000:1、好ましくは1:5〜20:1である。
本発明によると、式(I)で表される少なくとも1種類の有機金属遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、少なくとも1種類のオレフィンを重合(単独重合又は共重合)させることによりポリオレフィンを製造する方法が得られる。
オレフィンの重合又は共重合の際には、一般に、触媒組成物は式(VII)で示される他の金属化合物と共に使用されるが、この金属化合物は触媒組成物の製造時に用いられる式(VII)の金属化合物と異なるものであってもよい。この金属化合物は通常モノマー又は懸濁媒体に添加され、モノマーから触媒活性に不具合な影響を与え得る物質を除外する役割を果たす。更に、重合工程では、1種類以上の付加的なカチオン形成化合物を触媒組成物に添加することも可能である。
オレフィンを官能化することも可能である。オレフィン性不飽和化合物、例えばアクリル酸又はメタクリル酸のエステル又はアミド誘導体、例えばアクリレート、メタクリレート又はアクリロニトリル、又は非極性オレフィン性化合物、例えばアリール置換α−オレフィンが得られる。
式Rm−CH=CH−Rnのオレフィン(Rm及びRnは同一又は異なり、それぞれ水素、又は炭素原子数1〜20、好ましくは1〜10の炭素含有基を意味するか、又はRm及びRnと、これらを連結させる原子とが、1個以上の環を形成してもよい) が用いられると好ましい。
このようなオレフィンの例は、炭素原子数2〜40、好ましくは2〜10の1−オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、又は4−メチル−1−ペンテン又は無置換若しくは置換のビニル芳香族化合物、例えばスチレン及びスチレン誘導体、又はジエン、例えば1,3−ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ノルボルナジエン、エチルノルボルナジエン又は環式オレフィン、例えばノルボルネン、テトラシクロドデセン又はメチルノルボルネンである。
本発明の触媒組成物は、プロピレン又はエチレンの単独重合か、エチレンと、C3−C8−α−オレフィン、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン及び/又は1−オクテン及び/又は環式オレフィン、例えばノルボルネン及び/又は炭素原子数4〜20のジエン、例えば1,4−ヘキサジエン、ノルボルネン、エチリデンノルボルネン又はエチルノルボルナジエンとの共重合か、又はプロピレンと、エチレン及び/又は1−ブテンとの共重合に用いられると特に好ましい。これにより得られる共重合体の例は、プロピレン−エチレン、プロピレン−1−ブテン、エチレン−1−ブテン、エチレン−1−ヘキセン、及びエチレン−1−オクテン共重合体、及びエチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン及びエチレン−プロピレン−1,4−ヘキサジエン三元共重合体である。
重合は、オレフィンの重合に使用される慣用の反応器中で、塊状、懸濁液状、気体状、又は超臨界媒体状で行われる。重合はバッチ式に行うこともできるが、1工程以上による連続法により行われると好ましい。溶液法、懸濁法、撹拌気相法、又は気相流動床法の全てを用いることが可能である。溶媒又は懸濁媒体として、不活性炭化水素、例えばイソブタン、又はモノマーそのものを使用することができる。
重合は、温度−60℃〜300℃、圧力0.5〜3000バールで行われる。温度範囲は50〜200℃、特に60〜100℃であると好ましく、圧力範囲は5〜100バール、特に15〜70バールであると好ましい。平均滞留時間は一般に0.5〜5時間、好ましくは0.5〜3時間である。重合における分子量調整剤及び/又は活性向上のために水素を用いてもよい。更に、帯電防止剤等の慣用の添加剤を用いることも可能である。本発明の触媒組成物は、直接重合に使用することができる。すなわち、触媒組成物を純粋な形態で重合系に導入しても、又は測定しやすさを向上させるためにパラフィン、油剤又はワックス等の不活性成分を添加してもよい。
式(I)の有機金属遷移金属及びこれを含む触媒組成物は、融点の高いポリプロピレン単独重合体を製造する場合に特に有効に使用される。
本発明の方法により製造されたポリマーは、特に繊維、フィラメント、射出成形部品、フィルム、シート又は大型中空体(例えば配管)等の強く、硬く(hard)、靭性を有する(stiff)成形体の製造に適している。
以下の実施例により、本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれらに限定されるものではない。
一般的事項
空気と湿分との不存在下、アルゴン雰囲気下に、有機金属化合物の製造と取り扱いとを行い、触媒成分として使用した(Schlenk technique又はglove box)。必要な全ての溶媒をアルゴンでパージし、使用前にモレキュラーシーブにより乾燥させた。
融点の測定
ISO規格3146に準じ、DSC測定により融点Tmを測定した。すなわち、第一の加熱工程で、加熱速度20℃/分で200℃まで加熱し、冷却速度20℃/分で25℃まで冷却して動的結晶化(dynamic crystallization)を行い、第二の加熱工程で、加熱速度20℃/分で再度200℃まで加熱した。融点は、エンタルピー対、第二加熱工程で測定された温度より得られた曲線の極大値に相当する温度であった。
ゲル透過クロマトグラフィー
ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)装置、Waters150Cを用い、1,2,4−トリクロロベンゼン中で、145℃においてGPCを行った。得られたデータを、HS-Entwicklungsgesellschaft fuer wissenschaftliche Hard- und Software mbH(Ober-Hilbersheim)製のソフトウェア、Win-GPCを用いて評価した。分子質量100〜107g/molのポリプロピレン標準によりカラム較正を行った。ポリマーの質量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した。質量平均分子量(Mw)対、数平均分子量(Mn)の割合をQ値として示す。
[実施例1]
1,2−エチレンジイルビス(2,7−ジメチル−4(4’−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド(1)の製造
a)2−クロロ−5−メチルプロピオフェノン(1a)の製造
43.8g(329mmol)の塩化アルミニウム、及び34.66g(274gmmol)の4−クロロトルエンを反応容器に配置し、26.6g(287mmol)の塩化プロピオニルと混合した。通常程度のHClガスが発生した。この反応混合物を50℃にて4時間撹拌し、次いで350mlの氷水と、35mlの濃塩酸の混合物中に注入した。水相を、それぞれ200mlの塩化メチレンで2度抽出した。有機相を合わせて、200mlの水、200mlのNaHCO3溶液及びNaCl溶液で洗浄し、MgSO4にて乾燥した。溶媒を除去し、オイルポンプにより減圧乾燥することにより、47.06gの(1a)を得た。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):7.60−7.10(m、3H、arom−H)、2.94(m、2H、CH2−H)、2.32(s、3H、CH3)、1.18(t、3H、CH3)。
b)2−クロロ−5−メチルメタクリロフェノン(1b)の製造
47.0g(257mmol)の2-クロロ-7-メチルプロピオフェノン(1a)、及び21.2ml(765gmmol)のホルムアルデヒド水溶液を反応容器に配置し、515mlの水中に10.3g(257mmol)のNaOHを含む水溶液を30分間にわたり添加した。反応混合物を40℃にて2時間激しく撹拌した。次いで各相を分離し、水相を200mlの塩化メチレンで2度抽出した。有機相を合わせて、200mlの希塩酸で洗浄し、次いでMgSO4にて乾燥した。溶媒を除去し、オイルポンプにより減圧乾燥することにより、47.37gの(1b)を得た。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):7.39−7.05(m、3H、arom−H)、5.97、5.57(dd、2H、CH2−H)、2.31(s、3H、CH3)、2.02(s、3H、CH3)。
c)7−クロロ−2,4−メチル-1-インダノン(1c)の製造
349gの濃硫酸を65℃の反応容器に配置し、47.3g(243mmol)の2−クロロ−5−メチルメタクリロフェノン(1b)を2時間にわたり滴下した。得られた混合物を65℃にて更に30分間撹拌し、次いで室温に冷却した。反応混合物を800gの氷水に注入した。褐色がかった緑色の懸濁液が生成し、これをそれぞれ300mlのジエチルエーテルで3回抽出した。有機相を合わせて300mlのNaHCO3溶液、300mlの水及び300mlの飽和NaCl溶液で洗浄し、次いで次いでMgSO4にて乾燥した。溶媒を除去し、オイルポンプにより減圧乾燥することにより、39.29gの(1b)を得た。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):7.50−7.00(m、2H、arom−H)、3.32、3.21(dd、2H、CH2−H)、2.70(m、1H、CH−H)、2.28(s、3H、CH3)、1.30(d、3H、CH3)。
d)2,4−ジメチル−7−(4’−tert−ブチルフェニル)−1−インダノン(1d)の製造
13.4g(68.8mmol)の7−クロロ−2,4−メチル-1-インダノン(1c)、14.71g(82.6mmol)の4−tert-ブチルフェニルホウ酸、16.05g(151mmol)の炭酸ナトリウム、及び188mlのエチレングリコール及び30.7mlの水を、保護ガス雰囲気下の反応容器中に装填し、混合物を80℃に加熱した。激しく撹拌しながら、77mg(0.343mmol)の酢酸パラジウムと、25mlの水中にTPPTS(0.6モル)を含む1.7ml(1.01mmol)の水溶液とを含む、新たに製造された触媒溶液を反応成分に添加し、反応が完了するまで3時間にわたり反応混合物を還流した。室温に冷却した後、エチレングリコール相を合計量900mlのトルエンで3回抽出した。トルエン相を合わせて、合計量250mlの塩化ナトリウム溶液で2回洗浄し、150gの硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を除去し、次いでオイルポンプにより減圧蒸留し、18.59gの(1d)を得た。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):7.39−7.19(m、6H、arom−H)、3.30(dd、2H、CH2−H)、2.68(m、1H、CH-H)、2.60(dd、1H、CH2−H)、2.35(s、3H、CH3)、1.34(s、9H、tert−ブチル−H)、1.27(d、3H、CH3)。
e)2,7−ジメチル−4−(4’−tert−ブチルフェニル)インデン(1e)の製造
2.09g(55.3mmol)のホウ水素化ナトリウム、18.59g(55.3mmol)の2,4−ジメチル−7−(4’−tert−ブチルフェニル)−1−インダノン(1d)、及び51mlのトルエンを反応容器中に配置した。50℃において、9.8mlのメタノールをゆっくりと添加し、得られた反応混合物を50℃にて3時間にわたり撹拌した。室温に冷却した後、35mlの2N硫酸を添加し、得られた混合物を30分間撹拌した。相を分離した後、有機相を合計量60mlの2N硫酸で2回洗浄した。溶媒の大部分を除去し、残留物を200mlのトルエン中に採取し、0.2gのp−トルエンスルホン酸と混合した。反応が完了するまで1.5時間にわたり還流することにより、水分離剤を用いて反応混合物から水を留去した。反応混合物を、100mlの飽和炭酸水素ナトリウム溶液で1回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を除去した後、残留物をオイルポンプを用いて減圧乾燥させた。これにより16.8gの所望の生成物が得られた(1e)。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):7.50−6.97(m、6H、arom−H)、6.70(s、1H、オレフィン−H)、3.24(s、2H、CH2−H)、2.35(s、3H、CH3)、2.15(s、3H、CH3)、1.36(s、9H、tert−ブチル−H)。
f)1,2−ビス(2,7−ジメチル−4−(4’−tert−ブチルフェニル)−1−インデニル)エタン(1f)の製造
5.4g(19.54mmol、純度92%(GC))の2,7−ジメチル−4−(4’−tert−ブチルフェニル)インデン(1e)、及び25mlのテトラヒドロフラン(THF)を反応容器中に配置し、7.8mlのn−ブチルリチウム溶液(トルエン中2.5M)と0℃にて混合した。温度が10℃に上昇した。反応混合物を室温にて1時間撹拌し、次いで−40℃の3.0g(9.3mmol)の1,2−ビス(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)エタンの3.5mlのTHF中の溶液に滴下した。得られた反応混合物を−20℃にて1時間撹拌し、更に室温にて一晩撹拌した。次いで、溶媒を減圧下に除去し、残留物を100mlのトルエン中に採取した。有機相を50mlの2N水酸化ナトリウム溶液で洗浄した後、それぞれ50mlの水で4回洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧除去した。これにより、7.4gの粗生成物が得られた。同粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、生成物(1f)の精製画分を収量1.9gで得た。
GC−MSM+=578
g)1,2−エタンジイルビス(2,7−ジメチル−4−(4’−tert−ブチルフェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリド(1)の製造
1.8g(3.1mmol)のリガンド(1f)と18mlのジエチルエーテルとを反応容器に配置し、tert−ブチルリチウムのペンタン溶液4.2ml(ペンタン中1.5M)と0℃にて混合した。更に、10mlのジエチルエーテルを添加して黄色懸濁液を生成させた。懸濁液を室温にて一晩撹拌した。0℃にて、1.10g(3.42mmol)のジルコニウム四塩化ジメトキシエタン錯体を添加した。室温に暖めた後、10mlのジエチルエーテルを添加し、反応混合物を室温にて8時間撹拌した。減圧下に溶媒を完全に除去し、残留物、すなわち2.5gの粗製の錯体を150mlのトルエンと、80℃にて混合した。セライト層による濾過の後、トルエン溶液蒸発させて約8mlとし、5mlのn−ヘプタンと混合した。−30℃で固体が沈殿し、これをろ過し、NMRで分析し、次いで廃棄した。濾液を再度完全に蒸発させ、30mlのトルエン/5mlのヘプタンに100℃で溶解し、不溶性残留物を再度濾過した。透明な濾液を約15mlまで蒸発させ、10mlのヘプタンと混合し−30℃で一日保存した。沈殿した結晶をG3フリットを用いて濾過し、1mlのヘプタンで洗浄し、減圧乾燥した。これにより0.2gの錯体(1)が得られた。
1H−NMR(400MHz、CDCl3):1.30、1.32(18H,t−Bu−H),2.19(6H,Me−H)、2.34(6H、Me−H),3.7、4.1(2×4H)、6.6(2H)、6.9−7.8(12H、aromat.H)。
[実施例2]
実施例1により得られた0.206mmolの1,2−Et(2,7−Me2−4−(p-tBu−Ph)−1−Ind)2ZrCl2(1)を、MAO(Albemarle製、30質量%濃度のトルエン溶液)に室温にて添加した。得られた溶液を室温にて一晩放置し、次いで10.9mlのトルエンで希釈した。得られた希釈溶液を注意深く10gのシリカに添加した(Grace製の600℃でか焼したSylopol948、)。担体材料に対して、着色された溶液が均一に分配されることを確認することに特に注意を払った。10分後、オイルポンプによる減圧中の触媒懸濁液から、ほとんどの溶媒が
除去された。固体触媒の揮発性成分含有率が5質量%未満に低下するまで得られた易流動性の触媒粉体をオイルポンプにより減圧乾燥した。
[比較例A]
触媒を製造するために実施例1で使用したメタロセンの代わりに1,2−Et(2−Me−4−(p-tBu−Ph)−1−Ind)2ZrCl2を使用した以外は実施例2と同様の操作を繰り返した。
[比較例B]
触媒を製造するために実施例1で使用したメタロセンの代わりに1,2−Et(2,4,7−Me3−1−Ind)2ZrCl2を使用した以外は実施例2と同様の操作を繰り返した。
[実施例3] プロペンの単独重合
3リットルの液体プロペンを装填した容量5リットルの反応器で単独重合を行った。装填を行う前に、窒素を用いて反応器を不活性雰囲気とした。トリエチルアミンを20質量%濃度でExsol(Witco製)中に含む溶液2.4mlを、反応器中のプロペンに添加し、混合物を30℃にて15分間撹拌した。実施例2により得られた触媒500gを20mlのExsol中に含む懸濁液を反応器に導入した。反応温度を65℃に上昇させ、この温度を60分間保持した。反応器からの気体放出を行うことにより重合を停止させた。減圧下にポリマーを一晩乾燥させた。重合結果と、ポリマーの分析結果を下表に記載する。
[比較例C] プロペンの単独重合
1.5リットルの液体プロペンを装填した容量2リットルの反応器で単独重合を行った。装填を行う前に、窒素を用いて反応器を不活性雰囲気とした。トリエチルアミンを20質量%濃度でExsol(Witco製)中に含む溶液1.7mlを、反応器中に添加し、混合物を30℃にて15分間撹拌した。比較例Aにより得られた触媒600gを20mlのExsol中に含む懸濁液を反応器に導入した。反応温度を65℃に上昇させ、この温度を60分間保持した。反応器からの気体放出を行うことにより重合を停止させた。減圧下にポリマーを一晩乾燥させた。
[比較例D] プロペンの単独重合
重合用の触媒として比較例Bで製造した触媒930mgを使用した以外は比較例Cと同様の操作により重合を行った。
Figure 2006512410
単位と省略記号:融点(Tm):℃、重量平均分子量(Mw):g/mol、多分散度:Q=Mw/Mn、活性:分子質量/(触媒質量*重合時間(時間))

Claims (9)

  1. 式(I)
    Figure 2006512410
    で表され、式中
    M1が元素周期表の第III、IV、V又はVI族の元素又はランタノイドを意味し、
    Xが同一であっても異なってもよく、それぞれハロゲン、水素、C1−C20アルキル、C2−C20アルケニル、C6-C22アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10、及びアリール部分の炭素原子数が6〜22のアルキルアリール又はアリールアルキル、−OR6又は−NR67を意味し、2個のX基が相互に結合していてもよく、
    nがM1の酸化数マイナス2に対応する1〜4の自然数であり、
    1が水素又はC1−C40基を意味し、
    2が置換又は無置換のC6−C40アリール基又はO、N、S及びPから成る群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含むC2−C40ヘテロ芳香族基を意味し、
    3が水素又はC1−C40基を意味し、又は
    2とR3とが一緒に環状基を形成し、
    4が水素又はC1−C40基を意味し、
    5がC1−C40基を意味し、及び
    ZがCR89−CR1011で表される2価の基を意味し、R8、R9、R10及びR11が同一又は異なり、それぞれ水素又はC1−C40基を意味する有機金属遷移金属化合物。
  2. M1が元素周期表の第IV族の元素を意味し、
    nが2であり、
    1がC1−C10基を意味し、
    3が水素又はC1−C10アルキル基を意味し、
    4が水素又はC1−C10アルキル基を意味し、
    5がC1−C10基を意味し、及び
    ZがCH2−CH2を意味する、
    請求項1に記載の式(I)で表される有機金属遷移金属化合物。
  3. 式(II)
    Figure 2006512410
    で表され、R1、R2、R3、R4、R5及びZが請求項1に記載の式(I)の化合物と同様の意味を有するビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物、又はその二重結合を有する異性体。
  4. 1がC1−C10基を意味し、
    3が水素又はC1−C10アルキル基を意味し、
    4が水素又はC1−C10アルキル基を意味し、
    5がC1−C10基を意味し、及び
    ZがCH2−CH2を意味する、
    請求項3に記載の式(II)で表されるビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物。
  5. 請求項1又は2に記載の少なくとも1種類の有機金属遷移金属化合物と、カチオン形成化合物としての少なくとも1種類の助触媒とを含むオレフィン重合のための触媒組成物。
  6. 更に担体を含む、請求項5に記載の触媒組成物。
  7. 請求項5又は6に記載の触媒組成物の存在下に、少なくとも1種類のオレフィンの重合又は共重合を行うことによりポリオレフィンを製造する方法。
  8. 有機金属遷移金属化合物を製造するために、請求項3又は4に記載されたビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物を使用する方法。
  9. 請求項3又は4に記載されたビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物又はこれから得られたビスアニオンと、遷移金属化合物とを反応させる工程を含む、有機金属遷移金属化合物の製造方法。
JP2005502307A 2002-12-06 2003-12-02 有機金属遷移金属化合物、ビスシクロペンタジエニル配位子を有する化合物、触媒組成物、及びこれらを用いたポリオレフィンの製造法 Pending JP2006512410A (ja)

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