JP2009511659A - 環状オレフィン重合体製造用触媒 - Google Patents
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Abstract
<化1>
[M(L1)x(L’2)y(L3)z]a[Ani]b
前記式で、Mは、10族金属であり、[M(L1)x(L’2)y(L3)z]は、陽イオン性錯化合物であり、L1は、陰イオン性ヒドロカルビルを含むリガンドであり、L’2は、中性リガンドであり、L3は、N−ヘテロ環状カルベンリガンドであり、[Ani]は、金属Mに弱く配位できる陰イオンであり、xは、1または2であり、yは、0ないし4であり、zは、1または2であり、2≦x+y+z≦6であり、a及びbは、それぞれ1ないし10である。
本発明による環状オレフィン重合用金属触媒錯化合物は、N−ヘテロ環カルベンをリガンドとして持っていて熱的安定性及び反応性に優れている。
Description
<化1>
[M(L1)x(L’2)y(L3)z]a[Ani]b
前記式で、Mは、10族金属であり、[M(L1)x(L’2)y(L3)z]は、陽イオン性錯化合物であり、L1は、陰イオン性ヒドロカルビルを含むリガンドであり、L’2は、中性リガンドであり、L3は、N−ヘテロ環状カルベンリガンドであり、[Ani]は、金属Mに弱く配位できる陰イオンであり、xは、1または2であり、yは、0ないし4であり、zは、1または2であり、2≦x+y+z≦6であり、a及びbは、それぞれ陽イオンと弱く配位できる陰イオンを表す数字であり、全体触媒化合物の電荷を均衡させて表される1〜10間の数字であり、前記リガンドが錯化合物分子内に複数存在する場合、これらは互いに同一または異なる。
<化4A>
[M’(R30)4]
<化4B>
[M’(OR30)4]
M(L1)x(L2)y(L3)z
前記式で、M、L1、L3は、前記で定義された通りであり、L2は、陰イオン性リガンドであり、その官能基は水素陰イオン、ハロゲン陰イオン、アルコキシ陰イオン(R’’O−)、カルボキシレート陰イオン(R’’C(O)O−)、R’’C(O)S−、R’’C(S)O−、R’’2N−またはR’’2P−であり、前記R’’は、前記で定義したL1と同一であり、xは、0または2であり、zは、1または2であり、2≦x+y+z≦6であり、前記リガンドが錯化合物分子内に複数存在する場合、これらは互いに同一または異なる。
[Cat]a[Ani]b
本発明は、NHCリガンドを含む環状オレフィン重合体製造用の金属触媒錯化合物を提供することである。
[M(L1)x(L’2)y(L3)z]a[Ani]b
前記シクロアルキル及びシクロアルケニルリガンドは単一環または多重環であり、前記アリールリガンドは単一環(例えば、フェニル)または縮合された環(例えば、ナフチル)になり、いかなるシクロアルキル基、シクロアルケニル基及びアリール基も互いに結合して縮合した環を形成できる。
前記官能基でそれぞれのR9、R12、R13及びR14は、水素;ハロゲン;炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル;炭素数3ないし20の線形または分枝型アルキニル、ハロアルキニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;またはアルコキシ、ハロアルコキシ、シリル、シロキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシであり、それぞれのkは、1ないし10の整数である。
前記アルケニルは、アリル、ビニルを含みうる。
[M’(R30)4]
<化4B>
[M’(OR30)4]
M(L1)x(L2)y(L3)z
[Cat]a[Ani]b
<製造例1>
5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル(単量体b)(endo:exo=100:0)の合成
5−ノルボルネン−2−カルボン酸(endo、exo混合物)(3.8g、27.5mmol)を蒸溜水に溶かした。反応物に蒸溜水112mlに溶かしたI2(9.4g、37.1mmol)とKI(19g、114mmol)とを加えて、室温で3時間反応させた。反応後、エチルエーテルで抽出し、有機層の溶媒を除去してオイル性のヨードラクトンを得た。この化合物を少量のエチルアセテートに溶かした後、へキサンで再結晶して結晶性を持つ純粋なヨードラクトン50%を得た。
得られたヨードラクトン(4.4g、16.6mmol)を70mlの氷酢酸に溶かした後、0℃に冷却して亜鉛粉末(21.5g、328mmol)を徐々に加えた。この反応物を3時間15℃で反応させた後、常温でさらに2時間反応させた。反応物のうち、溶けない無機物をフィルタリングしてろ過液を水に希釈させた後、エチルエーテルで抽出した。有機層を集めた後、無水のMgSO4で乾燥させた。蒸留装置で分別蒸留をして純粋な5−ノルボルネン−2−カルボン酸(エンド異性体)を得た。このようなendo化合物とNa2CO3とをアセトンに溶かした後、CH3Iを徐々に加えた。反応物の溶媒を除去してシリカカラムクロマトグラフィで純粋なendo化合物bを得た。
5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル(単量体b)(endo:exo=5:95)の合成
5−ノルボルネン−2−カルボン酸(endo、exo mixture)(3.8g、27.5mmol)を蒸溜水に溶かした。反応物に蒸溜水112mlに溶かしたI2(9.4g、37.1mmol)とKI(19g、114mmol)とを加えて、室温で3時間反応させた。反応後にエチルエーテルで抽出して水層を5%のH2SO4で酸性化させた。酸性化させた水層をエチルエーテルで抽出し、有機層の溶媒を除去して分別蒸溜して5−ノルボルネン−2−カルボン酸(endo:exo=5:95混合物)を得た。このような化合物とNa2CO3とをアセトンに溶かした後、CH3Iを徐々に加えた。反応物の溶媒を除去してシリカカラムクロマトグラフィでexo化合物bを得た。
<実施例1>
化合物1(ArN=CH−CH=NAr,Ar≡2,6−Me 2 −4−BrC 6 H 2 )の製造
4−ブロモ−2,6−ジメチルアニリン5.6g(28mmole)とグリオキサール40%溶液1.58ml(14mmole)とをメタノール30mlに溶かした後、ギ酸1mlを入れた後48時間攪拌させた。反応物をフィルタリングした後、真空で乾燥させて4.1g(収率70%)の黄色結晶性化合物1を得た。
1H NMR(CDCl3):8.06(s,2H),7.24(s,4H),2.15(s,12H),
13C NMR(CDCl3):163.98,149.08,131.37,129.07,118.16,18.52
HRMS m/z calcd:419.9386,obsd:419.9387
化合物2(ArN=CH−CH=NAr,Ar≡2,6−iPr 2 −4−IC 6 H 2 )の製造
4−ヨード−2,6−ジイソプロピルアニリン8.5g(28mmole)とグリオキサール40%溶液1.58ml(14mmole)とをメタノール30mlに溶かした後、ギ酸1mlを入れて48時間攪拌させた。反応物をフィルタリングした後、真空で乾燥させて6.4g(収率73%)の黄色結晶性化合物2を得た。
1H NMR(CDCl3):8.04(s,2H),7.28(s,4H),2.85(m,4H),1.16(d,12H,6.9Hz)、
13C NMR(CDCl3):163.53,149.06,139.66,132.91,90.57,28.44,23.58
HRMS m/z calcd:628.0811,obsd:628.0812
化合物3(ArN=CH−CH=NAr、Ar≡2,6−iPr 2 −4−BrC 6 H 2 )の製造
4−ブロモ−2,6−ジイソプロピルアニリン7.2g(28mmole)とグリオキサール40%溶液1.58ml(14mmole)とをメタノール30mlに溶かした後、ギ酸1mlを入れて48時間攪拌した。反応物をフィルタリングした後、真空で乾燥させて5.2g(収率70%)の黄色結晶性化合物3を得た。
1H NMR(CDCl3):8.07(s,2H),7.32(s,4H),2.87(m,4H),1.18(d,12H,6.9Hz)、
13C NMR(CDCl3):163.68,147.26,139.50,126.90,119.24,90.57,28.59,23.63
HRMS m/z calcd:532.1088、obsd:532.1089
化合物4[N,N−ビス(4−ブロモ−2,6−ジメチルフェニル)塩化イミダゾリウム]の製造
化合物13g(7.1mmole)とパラホルムアルデヒド0.22g(7.1mmole)とをトルエン30mlに溶かした後、100℃でパラホルムアルデヒドが完全に解けるまで還流させた。反応物を40℃まで冷却させた後、4M濃度のジオキサンに溶けている塩酸1.7ml(7.1mmole)を徐々に加えた。70℃まで冷却させた後、1時間程さらに還流させた。室温で3時間攪拌後、反応物をろ過して真空で乾燥させて1.8g(収率54%)の灰色粉末の化合物4を得た。
1H NMR(CDCl3):11.65(s,1H),7.56(s,2H),7.40(s,4H),2.22(s,12H)
13C NMR(CDCl3):137.70,137.34,132.57,131.96,125.23,124.71
HRMS m/z calcd:432.9914,obsd:432.9911
化合物5[N,N−ビス(4−ヨード−2,6−ジイソプロピルフェニル)塩化イミダゾリウム]の製造
化合物24.5g(7.1mmole)とパラホルムアルデヒド0.22g(7.1mmole)とをトルエン30mlに溶かした後、100℃でパラホルムアルデヒドが完全に溶けるまで還流させた。反応物を40℃まで冷却させた後、4M濃度のダイオキサンに溶けている塩酸1.7ml(7.1mmole)を徐々に加えた。70℃まで冷却させた後、1時間程さらに還流させた。室温で3時間攪拌後、反応物をろ過して真空で乾燥させて2.7g(収率60%)の灰色粉末の化合物5を得た。
1H NMR(C2D6SO):10.24(s,1H)、8.55(s,2H),7.81(s,4H),4.25(m,4H),1.24(d,12H,6.9Hz),1.14(d,12H,6.9Hz)
HRMS m/z calcd:628.0811,obsd:628.0812
化合物6[N,N−ビス(4−ブロモ−2,6−ジイソプロピルフェニル)塩化イミダゾリウム]の製造
化合物33.8g(7.1mmole)とパラホルムアルデヒド0.22g(7.1mmole)とをトルエン30mlに溶かした後、100℃でパラホルムアルデヒドが完全に溶けるまで還流させる。反応物を40℃まで冷却させた後、4M濃度のジオキサンに溶けている塩酸1.7ml(7.1mmole)を徐々に加える。70℃まで冷却させた後、1時間程さらに還流させる。室温で3時間攪拌後、反応物をろ過して真空で乾燥させて2.32g(収率60%)の灰色粉末化合物6を得ることができる。
1H NMR(CDCl3):11.24(s,1H),7.76(s,2H),7.45(s,4H),2.36(m,4H),1.24(dd,12H,5.7Hz)
HRMS m/z calcd:545.1166,obsd:545.1167
化合物7[クロロ(η 3 −アリル)−(N,N−ビス(4−ブロモ−2,6−ジメチルフェニル)イミダゾール−2−イリデン)−パラジウム]の製造
化合物41.5g(3.2mmole)とカリウムt−ブトキシド0.39g(3.2mmole)とをテトラヒドロフランに溶かした後、4時間攪拌して真空で溶媒を除去した。グローブボックスでトルエンに溶かした後、セライトを積層した管を通じてろ過した。減圧下で溶媒であるトルエンを除去して灰色固体の0.9g(65%)のカルベン化合物を得た。このようなカルベン化合物0.9g(2.1mmole)とアリルパラジウムクロライドダイマー[(allyl)PdCl]2 0.38g(1.05mmole)とをテトラヒドロフランに溶かした後、1時間攪拌した。以後、減圧下で溶媒を除去し、ペンタンで洗浄した後、固体化合物をろ過して灰色粉末の化合物7を1.2g(92%)得た。
1H NMR(CDCl3):7.33(s,4H)、7.11(s,2H),4.91(sep,1H,9Hz),3.95(dd,1H,1.5Hz),3.21(d,1H,6Hz),2.87(d,1H,13.5Hz),2.22(d,12H,10.2Hz),1.82(d,1H,11.7Hz)
13C NMR(CDCl3):138.32,137.60,132.42,131.70,123.45,123.37,115.07,77.62,73.52,49.97,18.67
HRMS m/z calcd:578.9262,obsd:578.9263
化合物8[クロロ(η 3 −アリル)−(N,N−ビス(4−ヨード−2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン)−パラジウム]の製造
化合物52.0g(3.2mmole)とカリウムt−ブトキシド0.39g(3.2mmole)とをテトラヒドロフランに溶かした後、4時間攪拌して真空で溶媒を除去した。グローブボックスでトルエンに溶かした後、セライトを積層した管を通じてろ過した。減圧下で溶媒であるトルエンを除去して、灰色固体の1.24g(65%)のカルベン化合物を得た。このようなカルベン化合物1.24g(2.1mmole)とアリルパラジウムクロライドダイマー[(allyl)PdCl]2 0.38g(1.05mmole)をテトラヒドロフランに溶かした後、1時間攪拌した。以後、減圧下で溶媒を除去してペンタンで洗浄した後、固体化合物をろ過して1.49g(収率90%)の灰色粉末化合物8を得た。
1H NMR(CDCl3):7.50(s,4H),7.01(s,2H),4.78(m,1H,7.2Hz),3.89(dd,1H,1.5Hz),2.97(dd,1H,6Hz),2.95(dd,2H,6.9Hz),2.68(dd,2H,6.6Hz),1.57(d,1H,12.3Hz),1.28(d,6H,6.6Hz),1.22(d,6H,6.6Hz),1.08(d,6H,6.6Hz),0.98(d,6H,6.6Hz)
13C NMR(CDCl3):145.53,132.54,130.30,127.61,127.43,126.29,125.13,68.29,29.48,25.96,24.99,24.27,13.54,12.74
HRMS m/z calcd:787.0237,obsd:787.0238
化合物9[クロロ(η 3 −アリル)−(N,N−ビス(4−ブロモ−2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン)−パラジウム]の製造
化合物61.74g(3.2mmole)とカリウムt−ブトキシド0.39g(3.2mmole)とをテトラヒドロフランに溶かした後、4時間攪拌して真空で溶媒を除去した。グローブボックスでトルエンに溶かした後、セライトを積層した管を通じてろ過した。減圧下で溶媒であるトルエンを除去すれば、灰色固体の1.02g(63%)のカルベン化合物を得た。このようなカルベン化合物1.02g(2.0mmole)とアリルパラジウムクロライドダイマー[(allyl)PdCl]2 0.36g(1.0mmole)とをテトラヒドロフランに溶かした後、1時間攪拌した。以後、減圧下で溶媒を除去してペンタンで洗浄した後、固体化合物をろ過して1.24g(収率90%)の灰色粉末の化合物9を得た。
1H NMR(CDCl3):7.37(s,4H),7.13(s,2H),4.84(m,1H,5.7Hz),3.95(dd,1H,1.5Hz),3.08(m,3H),2.84(d,1H,13.5Hz),2.78(dd,2H,6.9Hz),1.62(s,1H),1.36(d,6H,6.6Hz),1.30(d,6H,6.6Hz),1.16(d,6H,6.6Hz),1.06(d,6H,6.6Hz)
13C NMR(CDCl3):145.5,132.5,130.3,127.6,127.4,126.2,125.1,68.2,29.4,25.9,24.9,24.2,13.5,12.7
HRMS m/z calcd:691.0514,obsd:691.0516
<実施例10>
化合物10の製造
化合物90.2g(0.351mmol)とAgBF4 68mg(0.351mmol)とを5mlのCH2Cl2に溶かした後、1時間攪拌させる。反応物をセライトでろ過して溶媒を除去して、0.2g(92%)の灰色粉末形態の化合物10を得た。
1H NMR(CDCl3):7.43(s,4H),7.24(s,2H),4.84(m,1H),4.45(br,1H),3.34(br,1H),2.64(br,4H),2.32(m,1H),2.21(m,1H),1.30(m,12H),1.19(m,12H)
前記金属触媒錯化合物化合物10のX線結晶構造は、図1に図示されている。
以下の重合に使われた単量体及び前触媒は次の通りである。
ノルボルネン(5g、53.1mmol)をトルエン(15ml)を入れた100mlシュレンクフラスコに投入した。グローブボックスで触媒Bと銀テトラフルオロホウ酸塩(AgBF4)を塩化メチレン:トルエンの1:1混合溶液5mlに溶かして1時間攪拌した。次いで、セライトを積層した管にろ過したパラジウム触媒0.53mmolを前記のシュレンクフラスコに投入し、反応温度を25℃状態で20時間攪拌した。20時間反応後に過量のメタノールに投入して、白色の共重合体沈殿物を得た。この沈殿物をガラスロートで漉して回収した共重合体を、真空オーブンで80℃で24時間乾燥してノルボルネン重合体を得た(収率99%)。
前記実施例1と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Cを使用してノルボルネン重合体を製造した。
前記実施例1と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Eを使用してノルボルネン重合体を製造した。
前記実施例1と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Aを使用してノルボルネン重合体を製造した。
前記実施例1と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Dを使用してノルボルネン重合体を製造した。
(5−ノルボルネン−2−アリルアセテート(エキソ:エンド=40:60、モノマーd)の重合)
エキソ(exo)とエンド(endo)異性体の相対比が40:60である5−ノルボルネン−2−アリルアセテート(5ml、30.9mmol)を、トルエン溶媒15mlが入っている100mlシュレンクフラスコに投入した。グローブボックスで触媒Bと銀テトラフルオロホウ酸塩(AgBF4)とを塩化メチレン、トルエン1:1混合溶液5mlに溶かして、1時間攪拌した。次いで、セライトを積層した管にろ過したパラジウム触媒0.031mmolを前記のシュレンクフラスコに投入し、反応温度を25℃状態で、20時間攪拌した。20時間反応後に、これを過量のメタノールに投入して白色の共重合体沈殿物を得た。この沈殿物をガラスロートで漉して回収した共重合体を、真空オーブンで80℃で24時間乾燥させて重合体を得た(収率62%)。
前記実施例14と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Eを使用してノルボルネン重合体を製造した。
前記実施例1と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Aを使用してノルボルネン重合体を製造した。
(ノルボルネンと5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル(3:1)の共重合1)
ノルボルネン(3g、31.9mmol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル(1.6ml、10.6mmol)とトルエン(14ml)とを100mlシュレンクフラスコに投入した。グローブボックスで触媒Bと銀テトラフルオロホウ酸塩(AgBF4)とを塩化メチレン、トルエン1:1混合溶液5mlに溶かして、1時間攪拌した。次いで、セライトを積層した管にろ過したパラジウム触媒0.42mmolを前記のシュレンクフラスコに投入し、反応温度を25℃状態で20時間攪拌した。20時間反応後に、これを過量のメタノールに投入して白色の共重合体沈殿物を得た。この沈殿物をガラスロートで漉して回収した共重合体を、真空オーブンで80℃で24時間乾燥して重合体を得た(収率70%)。
前記実施例16と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Cを使用してノルボルネン重合体を製造した。
前記実施例16と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Aを使用してノルボルネン重合体を製造した。
(ノルボルネンと5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル(3:1)の共重合2)
ノルボルネン(3g、31.9mmol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチルエステル(1.6ml、10.6mmol)とトルエン(14ml)とを、100mlシュレンクフラスコに投入した。グローブボックスで触媒Cと銀六フッ化アンチモン酸(AgSbF6)とをクロロベンゼンに溶かして1時間攪拌した。次いで、セライトを積層した管にろ過したパラジウム触媒0.42mmolを前記のシュレンクフラスコに投入し、反応温度を25℃状態で12時間攪拌した。12時間反応後に、これを過量のメタノールに投入して白色の共重合体沈殿物を得た。この沈殿物をガラスロートで漉して回収した共重合体を、真空オーブンで80℃で24時間乾燥して重合体を得た(収率98%)。
(ノルボルネンと5−ノルボルネン−2−カルボン酸ブチルエステル(3:1)の共重合1)
ノルボルネン(3g、31.9mmol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸ブチルエステル(1.54ml、10.6mmol)とトルエン(14ml)とを100mlシュレンクフラスコに投入した。グローブボックスで触媒Bと銀テトラフルオロホウ酸塩(AgBF4)を塩化メチレン、トルエン1:1混合溶液5mlに溶かして1時間攪拌した。次いで、セライトを積層した管にろ過したパラジウム触媒0.42mmolを前記のシュレンクフラスコに投入し、反応温度を25℃状態で20時間攪拌した。20時間反応後にこれを過量のメタノールに投入して白色の共重合体沈殿物を得た。この沈殿物をガラスロートで漉して回収した共重合体を、真空オーブンで80℃で24時間乾燥して重合体を得た(収率72%)。
前記実施例16と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Cを使用してノルボルネン重合体を製造した。
前記実施例16と同じ方法でノルボルネン重合体を製造するが、次の表1に示したように使用する触媒量、重合溶媒、重合時間は同一であるが、触媒Aを使用してノルボルネン重合体を製造した。
(ノルボルネンと5−ノルボルネン−2−カルボン酸ブチルエステル(3:1)の共重合2)
ノルボルネン(3g、31.9mmol)、5−ノルボルネン−2−カルボン酸ブチルエステル(1.54ml、10.6mmol)とトルエン(14ml)とを100mlシュレンクフラスコに投入した。グローブボックスで触媒Cと銀六フッ化アンチモン酸(AgSbF6)とをクロロベンゼン5mlに溶かして1時間攪拌した。次いで、セライトを積層した管にろ過したパラジウム触媒0.42mmolを、前記のシュレンクフラスコに投入し、反応温度を25℃状態で12時間攪拌した。12時間反応後に、これを過量のメタノールに投入して白色の共重合体沈殿物を得た。この沈殿物をガラスロートで漉して回収した共重合体を、真空オーブンで80℃で24時間乾燥して重合体を得た(収率87%)。
特に、極性置換基を含むノルボルネンの場合、一般的に反応性が低いため、本発明のような収率増加または重量平均分子量(Mw)の5,000以上の増加は商業的に重要であると判断される。
Claims (17)
- 環状オレフィン系単量体を付加重合させて環状オレフィン系重合体を製造するための金属触媒錯化合物であり、
下記<化1>で表される金属触媒錯化合物:
<化1>
[M(L1)x(L’2)y(L3)z]a[Ani]b
前記式で、
Mは、10族金属であり、
[M(L1)x(L’2)y(L3)z]は、陽イオン性錯化合物であり、
L1は、陰イオン性ヒドロカルビルを含むリガンドであり、
L’2は、中性リガンドであり、
L3は、N−ヘテロ環状カルベンリガンドであり、
[Ani]は、金属Mに弱く配位できる陰イオンであり、
xは、1または2であり、yは、0ないし4であり、zは、1または2であり、2≦x+y+z≦6であり、
a及びbは、それぞれ陽イオンと、弱く配位できる陰イオンを表す数字であり、全体触媒化合物の電荷を均衡させて表される1〜10間の数字であり、
前記リガンドが錯化合物分子内に複数存在する場合、これらは互いに同一または異なる。 - 前記環状オレフィン系単量体が下記<化2>で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載の金属触媒錯化合物:
mは、0ないし4の整数であり、
R7、R7’、R7’’及びR7’’’は、それぞれ独立的に極性官能基または非極性官能基を表し、
R7、R7’、R7’’及びR7’’’は、互いに連結されて炭素数4ないし12の飽和または不飽和環基、または炭素数6ないし24の芳香族環を形成でき、
前記非極性官能基は、水素;ハロゲン;炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル;炭素数3ないし20の線形または分枝型アルキニル、ハロアルキニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;またはアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキルからなる群で選択されることができ、
前記極性官能基は、少なくとも一つ以上の酸素、窒素、燐、硫黄、シリコン、またはボロンを含む非炭化水素極性基であり、
−R8OR9,−OR9,−OC(O)OR9,−R8OC(O)OR9,−C(O)R9,−R8C(O)R9,−OC(O)R9,−R8C(O)OR9,−C(O)OR9,−R8OC(O)R9,−(R8O)k−OR9,−(OR8)k−OR9,−C(O)−O−C(O)R9,−R8C(O)−O−C(O)R9,−SR9,−R8SR9,−SSR8,−R8SSR9,−S(=O)R9,−R8S(=O)R9,−R8C(=S)R9,−R8C(=S)SR9,−R8SO3R9,−SO3R9,−R8N=C=S,−N=C=S,−NCO,R8−NCO,−CN,−R8CN,−NNC(=S)R9,−R8NNC(=S)R9,−NO2,−R8NO2,−P(R9)2,−R8P(R9)2,−P(=O)(R9)2,−R8P(=O)(R9)2、
前記極性官能基で、
それぞれのR8及びR11は、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキレン、ハロアルキレン、アルケニレン、ハロアルケニレン;炭素数3ないし20の線形または分枝型アルキニレン、ハロアルキニレン;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキレン;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリーレン;またはアルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキレンであり、
それぞれのR9、R12、R13及びR14は、水素;ハロゲン;炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、ハロアルキル、アルケニル、ハロアルケニル;炭素数3ないし20の線形または分枝型アルキニル、ハロアルキニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;またはアルコキシ、ハロアルコキシ、シリル、シロキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシであり、
それぞれのkは、1ないし10の整数である。 - 前記N−ヘテロ環状カルベンリガンドが下記<化3A>ないし<化3D>からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項1に記載の金属触媒錯化合物:
R25、R26、R27、R28、R29及びR30は、それぞれ独立的に水素、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、炭素数3ないし12のシクロアルキル、炭素数2ないし20の線形または分枝型アルケニル、炭素数6ないし15のシクロアルケニル、炭素数3ないし20の線形または分枝型アリル、炭素数6ないし30のアリール、ヘテロ原子を含む炭素数6ないし30のアリールまたは炭素数7ないし30のアラルキルであり、前記それぞれの官能基は一つ以上のヒドロカルビル及び/またはヘテロ原子置換基で置換でき、このような置換基としては、炭素数1ないし5の線形または分枝型アルキル、炭素数1ないし5の線形または分枝型ハロアルキル、炭素数2ないし5の線形または分枝型アルケニル、ハロアルケニル、ハロゲン、硫黄、酸素、窒素、燐またはフェニル基を含むことができ、前記フェニル基は、炭素数1ないし5の線形または分枝型アルキル、炭素数1ないし5の線形または分枝型ハロアルキル、ハロゲン及びヘテロ原子で置換されているか非置換である。 - 前記[Ani]が10族金属Mに弱く配位できる陰イオンであり、ホウ酸塩、アルミン酸塩、[SbF6]−、[PF6]−、[AsF6]−、パーフルオロアセテート([CF3CO2]−)、パーフルオロプロピオネート([C2F5CO2]−)、パーフルオロブチレート([CF3CF2CF2CO2]−)、パークロレート([ClO4]−)、パラトルエンスルホネート([p−CH3C6H4SO3]−)、[SO3CF3]−、ボラタベンゼン、及びハロゲンで置換または非置換のカルボランからなる群から選択されるいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の金属触媒錯化合物。
- 前記ホウ酸塩またはアルミン酸塩は、下記<化4A>または<化4B>で表される陰イオンからなることを特徴とする請求項4に記載の金属触媒錯化合物:
<化4A>
[M’(R30)4]
<化4B>
[M’(OR30)4]
前記式で、
M’は、ボロンまたはアルミニウムであり、
R30は、それぞれ独立的に、ハロゲン;ハロゲンで置換または非置換の炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルケニル;ハロゲンで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;ハロゲンまたは炭化水素で置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;炭素数3ないし20の線形または分枝型トリアルキルシロキシまたは炭素数18ないし48の線形または分枝型トリアリールシロキシで置換された炭素数6ないし40のアリール;ハロゲンまたは炭化水素で置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキルである。 - 前記金属触媒錯化合物は、下記<化6A>ないし<化6D>で表されることを特徴とする請求項1に記載の金属触媒錯化合物:
M、L1、L’2、[Ani]、a及びbは、請求項1に定義された通りであり、
R1ないしR6は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルであり、
R1ないしR6のうち少なくとも一つは、ハロゲン;またはハロゲンを含むアルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基である。 - 前記金属触媒錯化合物は、下記<化7>で表されることを特徴とする請求項1に記載の金属触媒錯化合物:
M、L1、L’2、[Ani]、a及びbは、請求項1に定義された通りであり、
R1、R2及びR5は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルであり、
R1、R2及びR5のうち少なくとも一つは、ハロゲン;またはハロゲンを含むアルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基である。 - 前記金属触媒錯化合物は、下記<化8>で表されることを特徴とする請求項1に記載の金属触媒錯化合物:
M、L’2、[Ani]、R1、R2、R5、a及びbは、請求項1に定義された通りであり、
R1、R2及びR5は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルであり、
R1、R2及びR5のうち少なくとも一つは、ハロゲン;またはハロゲンを含むアルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基である。 - 環状オレフィン系重合体製造用の金属触媒錯化合物を製造する前触媒であり、
下記<化9>で表される前触媒:
<化9>
M(L1)x(L2)y(L3)z
前記式で、
Mは、10族金属であり、
L1は、陰イオン性ヒドロカルビルを含むリガンドであり、
L2は、陰イオン性リガンドであり、その官能基は水素陰イオン、ハロゲン陰イオン、アルコキシ陰イオン(R’’O−)、カルボキシレート陰イオン(R’’C(O)O−)、R’’C(O)S−、R’’C(S)O−、R’’2N−またはR’’2P−であり、前記R’’は、前記で定義したL1と同一であり、
L3は、N−ヘテロ環状カルベンリガンドであり、
xは、0または2であり、zは、1または2であり、2≦x+y+z≦6であり、
前記リガンドが錯化合物分子内に複数存在する場合、これらは互いに同一または異なる。 - 前記前触媒は、下記<化10A>ないし<化10D>で表されることを特徴とする請求項10に記載の前触媒:
M、L1、及びL2は、請求項10に定義された通りであり、
R1ないしR6は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルであり、
R1ないしR6のうち少なくとも一つは、ハロゲン;またはハロゲンを含むアルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基である。 - 前記前触媒は、下記<化11>で表されることを特徴とする請求項10に記載の前触媒:
M、L1、及びL2は、請求項10に定義された通りであり、
R1、R2及びR5は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルであり、
R1、R2及びR5のうち少なくとも一つは、ハロゲン;またはハロゲンを含むアルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基である。 - 前記前触媒は、下記<化12>で表されることを特徴とする請求項10に記載の前触媒:
Mは、請求項10に定義された通りであり;
R1、R2及びR5は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルであり、
Xは、ハロゲンであり、
R1、R2及びR5のうち少なくとも一つは、ハロゲン;またはハロゲンを含むアルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基である。 - 下記<化13>で表されるアミン化合物とグリオキサルとを反応させて、下記<化14>で表されるジイミン化合物を製造する工程と、
前記ジイミン化合物と酸条件でアルデヒドと反応させて、下記<化15>で表されるイミダゾリウム塩を製造する工程と、
前記イミダゾリウム塩とアルコキシド化合物とを反応させて、下記<化16>で表されるフリーカルベンを製造する工程と、
前記フリーカルベンと10族金属化合物とを反応させて、前記<化12>で表される前触媒を製造する工程と、を含む前触媒の製造方法。
R1ないしR5は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、炭素数1ないし20の線形または分枝型アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはビニル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数3ないし12のシクロアルキル;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数6ないし40のアリール;アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ハロアルキル、ハロアルケニル、またはハロアルキニルで置換または非置換の炭素数7ないし15のアラルキル;または炭素数3ないし20のアルキニルである。 - 環状オレフィン系単量体を付加重合させて環状オレフィン系重合体を製造するための金属触媒錯化合物の製造方法であり、
請求項10ないし14のうち、いずれか1項に記載の前触媒と下記<化17>で表される塩化合物とを接触させる工程を含む金属触媒錯化合物の製造方法:
<化17>
[Cat]a[Ani]b
前記式で、
a及びbは、それぞれ1ないし10であり、
[Cat]は、陽イオンであり、水素イオン(H+)、アルカリ金属陽イオン、遷移金属陽イオン、陽イオンを含む官能基からなる群で選択されたいずれか一つであり、
[Ani]は、前記前触媒の金属Mに弱く配位される陰イオンであり、ホウ酸塩、アルミン酸塩、[SbF6]−、[PF6]−、[AsF6]−、パーフルオロアセテート([CF3CO2]−)、パーフルオロプロピオネート([C2F5CO2]−)、パーフルオロブチレート([CF3CF2CF2CO2]−)、パークロレート([ClO4]−)、パラトルエンスルホネート([p−CH3C6H4SO3]−)、[SO3CF3]−、ボラタベンゼン、及びハロゲンに置換または非置換されたカルボランからなる群で選択されるいずれか一つである。 - 前記前触媒と前記塩化合物とが、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トルエン、クロロベンゼン及びその混合物からなる群から選択された有機溶媒に溶解させて使用することを特徴とする請求項16に記載の金属触媒錯化合物の製造方法。
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