JP2011525566A - アルコキシシラン又はエーテルでの失活を介した、エキソオレフィン末端ポリオレフィンの調製 - Google Patents
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Abstract
Description
(式中、Rは、水素又はヒドロカルビルである)。一部の実施形態では、Rは、ヒドロカルビルである。
(式中、Yは、炭素又はケイ素であり、
R1は、ヒドロカルビルであり、R2〜R4は、それぞれ独立して、H又はヒドロカルビルである。)を有する。
定義
他に定義されていない限り、本明細書中で使用されている、すべての技術用語及び科学用語は、当業者により一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書中で使用した用語に対して複数の定義が存在する場合、特に明記のない限り、本セクションで提供されている定義が有効である。
R−OH
(式中、Rは、脂肪族ヒドロカルビルであり、−OHは、第一級、第二級、又は第三級炭素と結合していてもよい)の化合物を指す。
R3−NR1R2
(式中、R1、R2、及びR3は、それぞれ独立して、水素又はヒドロカルビルである)の化合物を指す。
R1−O−R2
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、ヒドロカルビルである)の化合物を指す。
(式中、Rは、水素又はヒドロカルビルである)の化合物が挙げられるが、これらに限らない。一部の実施形態では、Rは、ヒドロカルビルである。
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、それぞれ独立して、水素若しくはヒドロカルビルであり、又はR1及びR2、又はR2及びR3、又はR3及びR4、又はR4及びR5は、独立して、約4から約7個の炭素原子の縮合した脂肪族環、又は約5から約7個の炭素原子の縮合した芳香環を形成する)の化合物を指す。一例として、2,6−ルチジンが挙げられるが、これに限らない。
(式中、Xはハロゲンである)の化合物が挙げられるが、これに限らない。
本明細書中に提供されているのは、ポリオレフィン鎖上に1つ又は複数のエキソオレフィンの末端基を含有するポリオレフィンを調製するための方法であって、イオン化ポリオレフィンを、アルコキシシラン又はエーテルで失活させるステップを含む方法である。一部の実施形態では、本明細書中に提供されている方法で調製したポリオレフィンは、ポリオレフィン鎖上に1つのエキソオレフィンの末端基を含有する。一部の実施形態では、本明細書中に提供されている方法で調製したポリオレフィンは、ポリオレフィン鎖上に2つ以上のエキソオレフィンの末端基を含有する。一部の実施形態では、本方法は、以下のスキーム:
で表される。
(式中、R1〜R4は、ヒドロカルビルである)の化合物である。
本発明での使用のための失活剤の様々な実施形態を本明細書中に記載する。そのような実施形態のすべての組合せは、本開示の範囲内である。
(式中、
R1は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリル又はアラルキルであり、
R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリル若しくはアラルキルであるか、又はR2及びR3、又はR2及びR4、又はR3及びR4は、独立して、約3から約7個の炭素原子の縮合した脂肪族環を形成する)を有する。
一部の実施形態では、エーテルは、式:
R1−O−R2
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立して、ヒドロカルビルである)を有する。
(式中、
R1は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリル又はアラルキルであり、
R2、R3、及びR4は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリル若しくはアラルキルであるか、又はR2及びR3、又はR2及びR4、又はR3及びR4は、独立して、約3から約7個の炭素原子の縮合した脂肪族環を形成する)を有する。
イオン化ポリオレフィンは、当業者には既知のいずれの方法により生成し得る。例として、ルイス酸でtert−ハリドをイオン化すること、プリフォームポリオレフィンをルイス酸でイオン化すること、又は準リビングカルボカチオン重合条件下でオレフィンモノマーを重合化することなどが挙げられるが、これらに限らない。
一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、tert−ハリド末端ポリオレフィンから誘導される。一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、tert−クロリド末端ポリオレフィン、tert−ブロミド末端ポリオレフィン、又はtert−ヨージド末端ポリオレフィンから誘導される。一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、tert−クロリド末端ポリオレフィン又はtert−ブロミド末端ポリオレフィンから誘導される。一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、tert−クロリドポリオレフィンから誘導される。
一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、プリフォームポリオレフィンである。一部の実施形態では、このようなプリフォームポリオレフィンは、1つ又は複数の二重結合を含有する。一部の実施形態では、このようなプリフォームポリオレフィンは、1つの二重結合を含有する。一部の実施形態では、このようなプリフォームポリオレフィンは、ポリイソブチレン誘導体である。一部の実施形態では、このようなプリフォームポリオレフィンは、1つ又は複数のエンドオレフィンを含有する。
一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、準リビングカルボカチオン条件下で、オレフィンモノマーから誘導される。このような条件下で、準リビングカルボカチオンポリオレフィンは生成される。このような条件は、当業者に既知の任意の方法で実現することができる。一部の実施形態では、モノマー、開始剤及びルイス酸が使用される。一部の実施形態では、イオン化ポリオレフィンは、準リビングカルボカチオンポリイソブチレンである。一部の実施形態では、このような準リビングカルボカチオンポリオレフィンは、以下の式の化合物である。
一部の実施形態では、開始剤は、1つ又は複数の第三級末端基を有する化合物又はポリオレフィンである。一部の実施形態では、開始剤は、1つの第三級末端基を有する。一部の実施形態では、開始剤は、2つ以上の第三級末端基を有する。
一部の実施形態では、モノマーは、炭化水素モノマー、すなわち水素及び炭素原子しか含有していない化合物であり、これには例えば、オレフィン及びジオレフィンなど、並びに約2個から約20個の炭素原子を有するものが含まれるが、これらだけに限らない。一部の実施形態では、このような化合物は、約4個から約8個の炭素原子を有する。
一部の実施形態では、ルイス酸は、非プロトン性の酸である。一部の実施形態では、ルイス酸は、金属ハロゲン化物又は非金属ハロゲン化物である。一部の実施形態では、ルイス酸は、金属ハロゲン化物である。一部の実施形態では、ルイス酸は、ハロゲン化チタン(IV)、ハロゲン化亜鉛(II)、ハロゲン化スズ(IV)又はハロゲン化アルミニウム(III)である。一部の実施形態では、ルイス酸は、ハロゲン化チタン(IV)である。一部の実施形態では、ルイス酸は、ハロゲン化スズ(IV)である。一部の実施形態では、ルイス酸は、ハロゲン化アルミニウム(III)である。一部の実施形態では、ルイス酸は、四臭化チタン又は四塩化チタンである。一部の実施形態では、ルイス酸は、四塩化チタンである。一部の実施形態では、ルイス酸は、塩化亜鉛である。一部の実施形態では、ルイス酸は、エチルアルミニウムジクロリドである。一部の実施形態では、ルイス酸は、非金属ハロゲン化物である。一部の実施形態では、ルイス酸は、ハロゲン化アンチモン(VI)、ハロゲン化ガリウム(III)又はハロゲン化ホウ素(III)である。一部の実施形態では、ルイス酸は、三塩化ホウ素である。一部の実施形態では、ルイス酸は、四ハロゲン化チタン、三ハロゲン化ホウ素、三塩化アルミニウム、四塩化スズ、塩化亜鉛又はエチルアルミニウムジクロリドである。一部の実施形態では、ルイス酸は、四塩化チタン、四臭化チタン、又は三塩化ホウ素である。
当業者であれば理解しているように、一部の電子供与体は、従来の重合系を、準リビング重合系に変換することが可能である。一部の実施形態では、本明細書中に記載されている方法は、電子供与体の存在下で実施される。
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、それぞれ独立して、水素若しくはヒドロカルビルであるか、又はR1及びR2、又はR2及びR3、又はR3及びR4、又はR4及びR5は、独立して、約3から約7個の炭素原子の縮合した脂肪族環若しくは約5から約7個の炭素原子の縮合した芳香環を形成する)の化合物である。一部の実施形態では、R1及びR5は、それぞれ独立して、ヒドロカルビルであり、R2〜R4は、水素である。
本明細書中に記載されている方法の一部の実施形態において、方法は、希釈剤の中で実施される。一部の実施形態では、この希釈剤は、単一の化合物又は2つ以上の化合物の混合物である。一部の実施形態では、希釈剤は、反応成分を完全に溶解しているか、又は反応成分中に部分的に溶解している。一部の実施形態では、希釈剤は、反応成分を完全に又はほとんど完全に溶解している。一部の実施形態では、希釈剤は、反応成分を完全に溶解している。一部の実施形態では、希釈剤は、反応成分をほとんど完全に溶解している。
一部の実施形態では、本明細書中に記載されている方法は、約−150℃から約−30℃の温度で実施される。一部の実施形態では、温度は、約−150℃から約−40℃である。一部の実施形態では、温度は、約−100℃から約−30℃である。一部の実施形態では、温度は、約−100℃から約−40℃である。一部の実施形態では、温度は、約−90℃から約−60℃である。一部の実施形態では、温度は、約−100℃である。一部の実施形態では、温度は、約−90℃である。一部の実施形態では、温度は、約−80℃である。一部の実施形態では、温度は、約−70℃である。一部の実施形態では、温度は、約−60℃である。一部の実施形態では、温度は、約−55℃である。一部の実施形態では、温度は、約−50℃である。一部の実施形態では、温度は、約−45℃である。一部の実施形態では、温度は、約−40℃である。一部の実施形態では、温度は、約−35℃である。一部の実施形態では、温度は、約−30℃である。
一部の実施形態では、アルコキシシラン又はエーテルは、鎖末端に対して、化学量論的に過剰な量で存在する。一部の実施形態では、アルコキシシラン又はエーテルは、鎖末端濃度よりも低い濃度で存在する。
一部の実施形態では、アルコキシシランは、ルイス酸の添加後に加えられる。一部の実施形態では、エーテルは、ルイス酸の添加後に加えられる。一部の実施形態では、アルコキシシランは、ルイス酸の添加前に加えられる。一部の実施形態では、エーテルは、ルイス酸の添加前に加えられる。
一部の実施形態では、本明細書中に記載されている方法は、エキソオレフィン末端ポリオレフィンを選択的に提供する。一部の実施形態では、エキソオレフィン末端ポリオレフィン、エンドオレフィンを含有するポリオレフィン、tert−ハリドポリオレフィン及び結合ポリオレフィンは、反応生成物である。一部の実施形態では、エキソオレフィン末端ポリオレフィンは、主要な生成物であり、エンドオレフィンを含有するポリオレフィン、tert−ハリドポリオレフィン及び結合ポリオレフィンは、副生成物である。
一部の実施形態では、停止剤は、ルイス酸を不活性にすることが可能な化合物である。一部の実施形態では、停止剤は、塩基及び/又は求核剤である。一部の実施形態では、停止剤は、塩基である。一部の実施形態では、停止剤は、電子供与体である。一部の実施形態では、停止剤は、有機塩基である。一部の実施形態では、停止剤は、アルコール又はアミンである。一部の実施形態では、停止剤はアルコールである。一部の実施形態では、停止剤は、ピリジン誘導体である。
本明細書で使用する場合、「アリルオキシTMS」及び「AOTMS」は、アリルオキシトリメチルシランを指す。
本例は、単一反応器内でのその場での失活を用いた、TMPCIからのIBの直接重合に関するものであった。失活剤は、アリルオキシトリメチルシランであった。使用した条件は、以下の通りであった:
[TMPCl]=0.014M
[IB]=0.5M
[TiCl4]=0.083M
[アリルオキシTMS]=0.019M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
(式中、Atは、887cm−1での瞬時光吸収領域である)。IB変換が完了するまで、重合反応を進行させ、失活前のアリコートを取り出した。次いで、0.66mL(3.9mmol、0.019M、1.4×CE)のAOTMS(室温)を加え、アリコートを定期的に取り、60分間の失活時間後、予め冷却しておいたMeOHを加えることによって、反応を停止させた。乾燥ボックスから出してから、停止した反応混合物は、室温まで温めておいた。ヘキサン(1〜2mL)を、失活前の試料及び他のアリコートの試料、並びに最終ポリマーの試料に加え、次いでこれらポリマーをMeOH中に沈殿させた。回収したPIBを、新鮮なMeOHと共に攪拌し(ボルテックスした)、残っているあらゆる混入物を取り除き、MeOHをデカントした。試料をNMR分析前に窒素ガスで乾燥させた。
エキソ 2
t−Cl 98
結合 0
エキソ 96
t−Cl 2
結合 2
本例は、単一の反応器内での、その場での失活を用いた、TMPClからのIBの直接重合に関するものであった。失活剤は、メトキシトリメチルシランであった。使用した条件は、以下の通りであった。
[TMPCl]=0.014M
[IB]=0.5M
[TiCl4]=0.084M
[メトキシTMS]=0.028M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 1
t−Cl 99
結合 0
エキソ 98
t−Cl 1
結合 1
本例は、tert−クロリド末端基を保有する単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。
末端基組成(%)のNMR分析から、以下を得た。
エキソ 9.1
エンド 0
t−Cl 90.8
結合 0.1
[CE]=0.037M
[エトキシTMS]=0.28M
[TiCl4]=0.23M
−70℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 97.1
エンド 1.9
t−Cl 0
結合 1.0
本例は、tert−クロリド−末端基を保有する単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。
エキソ 17.1
エンド 8.0
t−Cl 73.6
結合 0.7
[CE]=0.035M
[エトキシTMS]=0.096M
[TiCl4]=0.19M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 90.1
エンド 9.9
t−Cl 0.0
結合 0.0
本例は、単一の反応器内での、その場での失活を用いた、IBの直接重合に関するものであった。失活剤は、tert−ブチルエチルエーテルであった。使用した条件は、以下の通りであった。
[TMPCl]=0.014M
[IB]=0.5M
[TiCl4]=0.084M
[t−ブチルエチルエーテル]=0.028M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 83
t−Cl 14
結合 3
本例は、単一の反応器内での、その場での失活を用いた、IBの直接重合に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。使用した条件は、以下の通りであった。
重合:
[TMPCl]=0.13M
[IB]=5.2M
[TiCl4]=0.032M
失活:
[CE]=0.10M
[TiCl4]=0.83M
[エトキシTMS]=0.63M
エキソ 9.5
エンド 2.1
t−Cl 85.8
結合 2.7
エキソ 94.6
エンド 1.9
t−Cl 0.0
結合 3.5
本例は、単一の反応器内での、その場での失活を用いた、TMPClからのIBの直接重合に関するものであった。失活剤は、アリルオキシトリメチルシランであった。使用した条件は、以下の通りであった。
[TMPCl]=0.014M
[IB]=0.5M
[TiCl4]=0.083M
[26Lut]=0.01M
[アリルオキシTMS]=0.012M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 79
t−Cl 13
結合 8
本例は、単一の反応器内での、その場での失活を用いた、TMPClからのIBの直接重合に関するものであった。失活剤は、アリルオキシトリメチルシランであった。使用した条件は、以下の通りであった。
[TMPCl]=0.14M
[IB]=5.0M
[TiCl4]=0.28M
[アリルオキシTMS]=0.28M
[26Lut]=0.10M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 85
t−Cl 15
結合 1
本例は、tert−クロリド末端基を保有する、単離、精製されたPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。本例に使用したPIBマスターバッチは、上記の例4に記載されている。
[CE]=0.036M
[エトキシTMS]=0.097M
[TiCl4]=0.097M
[26Lut]=0.024M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 89.3
エンド 8.9
t−Cl 0.0
結合 1.8
本例は、tert−クロリド末端基を保有する、単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。本例に使用したPIBマスターバッチは、上記例4において記載されている。
[CE]=0.035M
[エトキシTMS]=0.096M
[TiCl4]=0.19M
[26Lut]=0.048M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 87.7
エンド 8.8
t−Cl 0.0
結合 3.5
本例は、tert−クロリド末端基を保有する単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。本例に使用したPIBマスターバッチは、上記例4において記載されている。
[CE]=0.035M
[エトキシTMS]=0.096M
[TiCl4]=0.19M
[26Lut]=0.05M
−60℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 85.5
エンド 11.1
t−Cl 0.0
結合 3.4
本例は、tert−クロリド末端基を保有する単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。本例に使用したPIBマスターバッチは、上記例4に記載されている。
[CE]=0.035M
[エトキシTMS]=0.096M
[TiCl4]=0.19M
[26Lut]=0.006M.
−30℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 40.2
エンド 18.1
t−Cl 36.0
結合 5.6
本例は、tert−クロリド末端基を保有する、単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。本例に使用したPIBマスターバッチは、上記例4に記載されている。
[CE]=0.035M
[エトキシTMS]=0.096M
[TiCl4]=0.19M
[26Lut]=0.05M
−30℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 90.1
エンド 9.0
t−Cl 0.0
結合 0.9
本例は、tert−クロリド末端基を保有する、単離、精製したPIB試料の再イオン化に関するものであった。失活剤は、エトキシトリメチルシランであった。本例に使用したPIBマスターバッチは、上記例3に記載されている。
[CE]=0.038M
[エトキシTMS]=0.28M
[TiCl4]=0.095M
−70℃
60/40(v/v)Hex/MeCl
エキソ 66.7
エンド 1.3
t−Cl 31.3
結合 0.7
Claims (15)
- ポリオレフィン鎖上に1つ又は複数のエキソオレフィンの末端基を含有するポリオレフィンを調製するための方法であって、イオン化ポリオレフィンを、1つ又は複数のアルコキシシラン又はエーテル化合物で失活させるステップを含む上記方法。
- R1が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリル又はアラルキルであり、
R2、R3及びR4が、それぞれ独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルカリル又はアラルキルであるか、又はR2及びR3、又はR2及びR4、又はR3及びR4は、独立して、約3から約7個の炭素原子の縮合した脂肪族環を形成する、請求項2に記載の方法。 - R1が、メチル、エチル又はアリルである、請求項2又は3に記載の方法。
- R2、R3及びR4がそれぞれ、メチルである、請求項2から4までのいずれか一項に記載の方法。
- アルコキシシラン又はエーテル化合物が、アリルオキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、メトキシトリメチルシラン、tert−ブチルエチルエーテル又はtert−ブチルメチルエーテルである、請求項2から5までのいずれか一項に記載の方法。
- イオン化ポリオレフィンが、準リビングカルボカチオンポリオレフィンであり、準リビング重合条件下で実施される、請求項1から6までのいずれか一項に記載の方法。
- 準リビングカルボカチオンポリオレフィンが、ルイス酸及び1つ又は複数のモノマーを、開始剤に添加することによって調製される、請求項7に記載の方法。
- 開始剤が、2−クロロ−2,4,4−トリメチルペンタンである、請求項8に記載の方法。
- モノマーがイソブチレンである、請求項8又は9に記載の方法。
- イオン化ポリオレフィンが、ルイス酸を、tert−ハリド末端ポリオレフィンに添加することによって形成される、請求項1から6までのいずれか一項に記載の方法。
- ルイス酸が、四塩化チタンである、請求項8から11までのいずれか一項に記載の方法。
- 約−150℃から約−30℃、約−90℃から約−60℃、又は約−60℃の温度で実施される、請求項1から12までのいずれか一項に記載の方法。
- 1つ又は複数の電子供与体の存在下で実施される、請求項1から13までのいずれか一項に記載の方法。
- 1つ又は複数のエキソオレフィンの末端基を含有する、形成されたポリオレフィンが、すべての生成物に対して、少なくとも40モルパーセント、少なくとも60モルパーセント、少なくとも80モルパーセント、少なくとも85モルパーセント、少なくとも90モルパーセント、少なくとも95モルパーセント、少なくとも97モルパーセント、又は少なくとも98モルパーセントである、請求項1から14までのいずれか一項に記載の方法。
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