JP2013166897A - オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法 Download PDF

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正人 ▲高▼野
Masato Takano
Kazuyuki Ito
和幸 伊藤
Akihiko Ishii
昭彦 石井
Norio Nakata
憲男 中田
Tomoyuki Toda
智之 戸田
Fumihiko Kawauchi
史彦 河内
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Saitama University NUC
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Abstract

【課題】新規なオレフィン重合用触媒を提供すること。
【解決手段】一般式(1)で表される錯体と活性化用助触媒成分を接触させてなるオレフィン重合用触媒。
【化1】
Figure 2013166897

【選択図】なし

Description

本発明は、ハフニウム錯体を用いたオレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法に関するものである。
チーグラ・ナッタ型マグネシウム担持高活性チタン触媒により大いに発展したオレフィン重合の化学において、近年、メタロセン触媒の開発がトピックスの一つである。さらに、最近ではさらなる精密な重合プロセスを構築するための触媒として、いわゆるポストメタロセン系触媒の開発が注目されている。
2000年にKolらは、4族金属元素と親和性の高いフェノキシ基と窒素原子とを有する四座配位子を用いて、C対称性を有するジルコニウム錯体を開発し、これを触媒とする1−ヘキセンの重合反応を報告した(非特許文献1〜3)。さらに、Kol(非特許文献4)やドイツのOkudaら(非特許文献5,6)は、上記四座配位子の窒素原子を硫黄原子に置き換えた配位子を用いて4族金属錯体を合成し、α−オレフィンの立体選択的重合への展開をしている。
特許文献1では、エタン−1,2−ジチオールから誘導されるジフェノキシチタン、ジルコニムまたはハフニウム錯体を用いたプロピレン重合が報告されている。
本発明者らは、trans−シクロオクタン−1,2−ジチオールから誘導されるジフェノキシチタン、ジルコニウムおよびハフニウム錯体を報告し(非特許文献7)、ジルコニウム錯体を触媒とした1−ヘキセンの重合について報告している(非特許文献8)。さらに、ハフニウム錯体を触媒としたプロピレン、1−ヘキセンの重合についても報告しているが(特許文献2)、得られる重合体の立体規則性は十分とは言えず、剛性などの機械強度の観点から更なる改善の余地がある。
WO2007/075299 WO2011/099583
Journal of American Chemical Society, 2000, Volume 122, 10706-10707 Journal of American Chemical Society, 2006, Volume 128, 13062-13063 Journal of American Chemical Society, 2008, Volume 130, 2144-2145 Inorganic Chemistry, 2007, Volume 46, 8114-8116 Journal of American Chemical Society, 2003, Volume 125, 4964-4965 Angewandte Chemie International Edition, 2007, Volume 46, 4790-4793 戸田ら、第58回錯体化学討論会、講演要旨集1Ab−07、2008年9月20日 Journal of American Chemical Society, 2009, Volume 131, 13566-13567
本発明の課題は、炭素原子数3〜10のオレフィンを重合して得られる重合体を、優れた立体規則性で製造し得るオレフィン重合用触媒、および前記オレフィン重合用触媒を用いるオレフィン重合体の製造方法を提供することにある。
本発明者は、鋭意検討することにより上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、下記一般式(1)で示される錯体と活性化用助触媒成分を接触させてなる、炭素原子数3〜10のオレフィン重合用の触媒に関するものである。
Figure 2013166897
(式中、nは2または3であり、
〜RおよびR〜Rは、それぞれ独立して、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜10の置換シリル基、または、環を構成する炭素原子数3〜20のヘテロ環式化合物残基を表す。
〜RおよびR10〜R16は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜20の置換シリル基、または、環を構成する炭素原子数3〜20のヘテロ環式化合物残基を表す。
上記R〜R16の定義に関わらず、RとR、RとR、RとR、R4とR5、RとR、RとR、RとR9、RとR、R10とR11、R11とR12、R13とR14、およびR15とR16は、それぞれ独立に、それぞれ相互に連結して環を形成してもよく、これらの環は置換基を有していてもよい。
Lは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜20の置換シリル基、炭素原子数1〜20の置換アミノ基、炭素原子数1〜20の置換チオラート基、または炭素原子数1〜20のカルボキシラート基を表す。
隣接するL同士は、相互に連結して環を形成してもよい。)
また、本発明は上記触媒を用いたオレフィン単独重合体または共重合体の製造方法に関する。
本発明によれば、炭素原子数3〜10のオレフィンを重合して得られる重合体を、優れた立体規則性で製造することができる。
式(1)で表される錯体について説明する。
Figure 2013166897
nは2または3であり、好ましくは3である。
〜RおよびR〜Rとして、好ましくは、それぞれ独立して、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜10の置換シリル基、または、環を構成する炭素原子数3〜20のヘテロ環式化合物残基であり、
より好ましくは、それぞれ独立して、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、または炭素原子数1〜10の置換シリル基であり、
さらに好ましくは、それぞれ独立して、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、または炭素原子数1〜10の置換シリル基である。
〜RおよびR〜Rの最も好ましい形態は、RとR、RとRおよびRとRとが同一であって、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、または炭素原子数1〜10の置換シリル基である。ただし、R、R、Rは互いに異なる基であってよい。
〜RおよびR10〜R16として好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、または炭素原子数1〜20の置換シリル基であり、
〜RおよびR10〜R16としてより好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、または炭素原子数1〜20の置換シリル基である。
、R、R10およびR12〜R16として、さらに好ましくは、水素原子である。
およびR11としてさらに好ましくは、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、または炭素原子数1〜20の置換シリル基であり、
およびR11として最も好ましくは、炭素原子数1〜20のアルキル基である。
およびR11の組み合わせとして特に好ましい形態は、RとR11とが同一であって、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、または炭素原子数1〜20の置換シリル基であり、最も好ましくは、RとR11とが同一であって、炭素原子数1〜20のアルキル基である。
上記した、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、およびヘテロ環式化合物残基は置換基を有していてもよい。ここで、置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、トリメチルシリル基、フルオロ基、クロロ基、トリフルオロメチル基などが挙げられ、好ましくは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、フルオロ基である。
〜R16における炭素原子数1〜20の置換または無置換のアルキル基としては、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロ−n−プロピル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロ−n−ブチル基、パーフルオロ−sec−ブチル基、パーフルオロイソブチル基、パーフルオロ−tert−ブチル基、パーフルオロ−n−ペンチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロ−tert−ペンチル基、パーフルオロネオペンチル基、パーフルオロ−n−ヘキシル基、パーフルオロ−n−ヘプチル基、パーフルオロ−n−オクチル基、パーフルオロ−n−デシル基、パーフルオロ−n−ドデシル基、パーフルオロ−n−ペンタデシル基、パーフルオロ−n−エイコシル基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、ネオヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−ペンタデシル基、n−エイコシル基が挙げられる。
〜R16における炭素原子数1〜20の置換または無置換のアルキル基として好ましくは、パーフルオロメチル基、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、テキシル基、ネオヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基などの炭素原子数4〜10のアルキル基であり、より好ましくは、パーフルオロメチル基、メチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、テキシル基などの炭素原子数1〜8のアルキル基であり、さらに好ましくは、パーフルオロメチル基、メチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基といった炭素原子数1〜4のアルキル基である。
〜R16における環を構成する炭素原子数が3〜10の置換または無置換のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−フェニルシクロヘキシル基、1−インダニル基、2−インダニル基、ノルボルニル基、ボルニル基、メンチル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、3,5−ジメチルアダマンチル基、3,5、7−トリメチルアダマンチル基、3,5−ジエチルアダマンチル基、3,5、7−トリエチルアダマンチル基、3,5−ジイソプロピルアダマンチル基、3,5、7−トリイソプロピルアダマンチル基、3,5−ジイソブチルアダマンチル基、3,5、7−トリイソブチルアダマンチル基、3,5−ジフェニルアダマンチル基、3,5、7−トリフェニルアダマンチル基、3,5−ジ(p−トルイル)アダマンチル基、3,5、7−トリ(p−トルイル)アダマンチル基、3,5−ジ(3,5−キシリル)アダマンチル基、3,5、7−トリ(3,5−キシリル)アダマンチル基が挙げられ、好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、1−メチルシクロペンチル基、1−メチルシクロヘキシル基、1−インダニル基、2−インダニル基、ノルボルニル基、ボルニル基、メンチル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、3,5−ジメチルアダマンチル基、3,5−ジエチルアダマンチル基、3,5−ジフェニルアダマンチル基、3,5−ジ(p−トルイル)アダマンチル基、3,5−ジ(3,5−キシリル)アダマンチル基などの炭素原子数3〜26(環を構成する炭素原子以外の炭素原子も含む総数)のシクロアルキル基であり、より好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−メチルシクロヘキシル基、ノルボルニル基、ボルニル基、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、3,5−ジメチルアダマンチル基、3,5−ジエチルアダマンチル基などの炭素原子数3〜14(環を構成する炭素原子以外の炭素原子も含む総数)のシクロアルキル基である。
〜R16における炭素原子数2〜20の置換または無置換のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、ホモアリル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基などが挙げられ、好ましくは炭素原子数3〜6のアルケニル基であり、より好ましくはアリル基、ホモアリル基である。
〜R16における炭素原子数2〜20の置換または無置換のアルキニル基としては、例えばエチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、3−メチル−1−ブチニル基、3,3−ジメチル−1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1−ペンチニル基、4−メチル−1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、4−メチル−1−ペンテニル基、1−ヘキシニル基、1−オクチニル基、フェニルエチニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数3〜8のアルキニル基であり、より好ましくは3−メチル−1−ブチニル基、3,3−ジメチル−1−ブチニル基、4−メチル−1−ペンテニル基またはフェニルエチニル基である。
1〜RおよびR〜Rにおける炭素原子数7〜30の置換または無置換のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、(2−メチルフェニル)メチル基、(3−メチルフェニル)メチル基、(4−メチルフェニル)メチル基、(2,3−ジメチルフェニル)メチル基、(2,4−ジメチルフェニル)メチル基、(2,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,6−ジメチルフェニル)メチル基、(3,4−ジメチルフェニル)メチル基、(3,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,3,4−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,6−トリメチルフェニル)メチル基、(3,4,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,4,6−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,5−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,5,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(ペンタメチルフェニル)メチル基、(エチルフェニル)メチル基、(n−プロピルフェニル)メチル基、(イソプロピルフェニル)メチル基、(n−ブチルフェニル)メチル基、(sec−ブチルフェニル)メチル基、(tert−ブチルフェニル)メチル基、(イソブチルフェニル)メチル基、(n−ペンチルフェニル)メチル基、(ネオペンチルフェニル)メチル基、(n−ヘキシルフェニル)メチル基、(n−オクチルフェニル)メチル基、(n−デシルフェニル)メチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基、ジメチル(フェニル)メチル基、ジメチル(4−メチルフェニル)メチル基、ジメチル(1−ナフチル)メチル基、ジメチル(2−ナフチル)メチル基、メチル(エチル)(フェニル)メチル基、メチル(ジフェニル)メチル基、メチルビス(4−メチルフェニル)メチル基が挙げられ、好ましくはベンジル基、(2−メチルフェニル)メチル基、(3−メチルフェニル)メチル基、(4−メチルフェニル)メチル基、(2,3−ジメチルフェニル)メチル基、(2,4−ジメチルフェニル)メチル基、(2,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,6−ジメチルフェニル)メチル基、(3,4−ジメチルフェニル)メチル基、(3,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,3,4−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,6−トリメチルフェニル)メチル基、(3,4,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,4,6−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,5−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,5,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(ペンタメチルフェニル)メチル基、(エチルフェニル)メチル基、(n−プロピルフェニル)メチル基、(イソプロピルフェニル)メチル基、(n−ブチルフェニル)メチル基、(sec−ブチルフェニル)メチル基、(tert−ブチルフェニル)メチル基、(イソブチルフェニル)メチル基、(n−ペンチルフェニル)メチル基、(ネオペンチルフェニル)メチル基、(n−ヘキシルフェニル)メチル基、(n−オクチルフェニル)メチル基、(n−デシルフェニル)メチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基などの炭素原子数7〜20の第1級アラルキル基である。
〜RおよびR10〜R16における炭素原子数7〜30の置換または無置換のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、(2−メチルフェニル)メチル基、(3−メチルフェニル)メチル基、(4−メチルフェニル)メチル基、(2,3−ジメチルフェニル)メチル基、(2,4−ジメチルフェニル)メチル基、(2,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,6−ジメチルフェニル)メチル基、(3,4−ジメチルフェニル)メチル基、(3,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,3,4−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,6−トリメチルフェニル)メチル基、(3,4,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,4,6−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,5−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,5,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(ペンタメチルフェニル)メチル基、(エチルフェニル)メチル基、(n−プロピルフェニル)メチル基、(イソプロピルフェニル)メチル基、(n−ブチルフェニル)メチル基、(sec−ブチルフェニル)メチル基、(tert−ブチルフェニル)メチル基、(イソブチルフェニル)メチル基、(n−ペンチルフェニル)メチル基、(ネオペンチルフェニル)メチル基、(n−ヘキシルフェニル)メチル基、(n−オクチルフェニル)メチル基、(n−デシルフェニル)メチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基、ジメチル(フェニル)メチル基、ジメチル(4−メチルフェニル)メチル基、ジメチル(1−ナフチル)メチル基、ジメチル(2−ナフチル)メチル基、メチル(エチル)(フェニル)メチル基、メチル(ジフェニル)メチル基、メチルビス(4−メチルフェニル)メチル基、トリフェニルメチル基が挙げられ、好ましくはベンジル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基、ジメチル(フェニル)メチル基、ジメチル(4−メチルフェニル)メチル基、ジメチル(1−ナフチル)メチル基、ジメチル(2−ナフチル)メチル基、メチル(エチル)(フェニル)メチル基、メチル(ジフェニル)メチル基、メチルビス(4−メチルフェニル)メチル基、トリフェニルメチル基であり、より好ましくは、ジメチル(フェニル)メチル基、ジメチル(4−メチルフェニル)メチル基、ジメチル(1−ナフチル)メチル基、ジメチル(2−ナフチル)メチル基、メチル(エチル)(フェニル)メチル基、メチル(ジフェニル)メチル基、メチルビス(4−メチルフェニル)メチル基、トリフェニルメチル基などの炭素原子数9〜20の第3級アラルキル基である。
〜R16における炭素原子数6〜30の置換または無置換のアリール基としては、例えば、フェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、2,3,4−トリメチルフェニル基、2,3,5−トリメチルフェニル基、2,3,6−トリメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、2,3,4,5−テトラメチルフェニル基、2,3,4,6−テトラメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラメチルフェニル基、ペンタメチルフェニル基、エチルフェニル基、n−プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、n−ブチルフェニル基、sec−ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、イソブチルフェニル基、n−ペンチルフェニル基、ネオペンチルフェニル基、n−ヘキシルフェニル基、n−オクチルフェニル基、n−デシルフェニル基、n−ドデシルフェニル基、n−テトラデシルフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、3,5−ジtert−ブチルフェニル基、2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2−トリフルオロメチルフェニル基、3−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基、2,3−ジフルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,5−ジフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、2−クロロフェニル基、2,3−ジクロロフェニル基、2,4−ジクロロフェニル基、2,5−ジクロロフェニル基、2−ブロモフェニル基、3−ブロモフェニル基、4−ブロモフェニル基、2,3−ジブロモフェニル基、2,4−ジブロモフェニル基、あるいは2,5−ジブロモフェニル基が挙げられ、好ましくは、フェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、2,3,4−トリメチルフェニル基、2,3,5−トリメチルフェニル基、2,3,6−トリメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、エチルフェニル基、n−プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、3,5−ジtert−ブチルフェニル基などの炭素原子数6〜20のフェニル基;2−フルオロフェニル基、3−フルオロフェニル基、4−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2,3−ジフルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,5−ジフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、2,4,6−トリフルオロフェニル基などのフッ素化フェニル基;2−トリフルオロメチルフェニル基、3−トリフルオロメチルフェニル基、4−トリフルオロメチルフェニル基などのフッ素化アルキルフェニル基であり、より好ましくは、フェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、2,6−キシリル基、3,5−キシリル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,5−ジイソプロピルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、3,5−ジtert−ブチルフェニル基、2−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、2,3−ジフルオロフェニル基、2,4−ジフルオロフェニル基、2,5−ジフルオロフェニル基、2,6−ジフルオロフェニル基、2,4,6−トリフルオロフェニル基である。
〜R16における炭素原子数1〜20の置換または無置換のアルコキシ基としては、例えば、パーフルオロメトキシ基、パーフルオロエトキシ基、パーフルオロ−n−プロポキシ基、パーフルオロイソプロポキシ基、パーフルオロ−n−ブトキシ基、パーフルオロ−sec−ブトキシ基、パーフルオロイソブトキシ基、パーフルオロ−n−ペンチルオキシ基、パーフルオロネオペンチルオキシ基、パーフルオロ−n−ヘキシルオキシ基、パーフルオロ−n−ヘプチルオキシ基、パーフルオロ−n−オクチルオキシ基、パーフルオロ−n−デシルオキシ基、パーフルオロ−n−ドデシルオキシ基、パーフルオロ−n−ペンタデシルオキシ基、パーフルオロ−n−エイコシルオキシ基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−ペンタデシルオキシ基、n−エイコシルオキシ基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜4のアルコキシ基であり、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基である。
〜R16における炭素原子数6〜30の置換または無置換のアリールオキシ基としては、例えばフェノキシ基、2,3,4−トリメチルフェノキシ基、2,3,5−トリメチルフェノキシ基、2,3,6−トリメチルフェノキシ基、2,4,6−トリメチルフェノキシ基、3,4,5−トリメチルフェノキシ基、2,3,4,5−テトラメチルフェノキシ基、2,3,4,6−テトラメチルフェノキシ基、2,3,5,6−テトラメチルフェノキシ基、ペンタメチルフェノキシ基、2,6−ジイソプロピルフェノキシ基、2−フルオロフェノキシ基、3−フルオロフェノキシ基、4−フルオロフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基、2−トリフルオロメチルフェノキシ基、3−トリフルオロメチルフェノキシ基、4−トリフルオロメチルフェノキシ基、2,3−ジフルオロフェノキシ基、2,4−フルオロフェノキシ基、2,5−ジフルオロフェノキシ基、2−クロロフェノキシ基、2,3−ジクロロフェノキシ基、2,4−ジクロロフェノキシ基、2,5−ジクロロフェノキシ基、2−ブロモフェノキシ基、3−ブロモフェノキシ基、4−ブロモフェノキシ基、2,3−ジブロモフェノキシ基、2,4−ジブロモフェノキシ基、あるいは2,5−ジブロモフェノキシ基が挙げられ、好ましくは炭素原子数6〜14のアリールオキシ基であり、より好ましくは2,4,6−トリメチルフェノキシ基、3,4,5−トリメチルフェノキシ基、2,6−ジイソプロピルフェノキシ基、ペンタフルオロフェノキシ基である。
〜R16における炭素原子数7〜30の置換または無置換のアラルキルオキシ基としては、例えば、ベンジルオキシ基、(2−メチルフェニル)メトキシ基、(3−メチルフェニル)メトキシ基、(4−メチルフェニル)メトキシ基、(2,3−ジメチルフェニル)メトキシ基、(2,4−ジメチルフェニル)メトキシ基、(2,5−ジメチルフェニル)メトキシ基、(2,6−ジメチルフェニル)メトキシ基、(3,4−ジメチルフェニル)メトキシ基、(3,5−ジメチルフェニル)メトキシ基、(2,3,4−トリメチルフェニル)メトキシ基、(2,3,5−トリメチルフェニル)メトキシ基、(2,3,6−トリメチルフェニル)メトキシ基、(2,4,5−トリメチルフェニル)メトキシ基、(2,4,6−トリメチルフェニル)メトキシ基、(3,4,5−トリメチルフェニル)メトキシ基、(2,3,4,5−テトラメチルフェニル)メトキシ基、(2,3,4,6−テトラメチルフェニル)メトキシ基、(2,3,5,6−テトラメチルフェニル)メトキシ基、(ペンタメチルフェニル)メトキシ基、(エチルフェニル)メトキシ基、(n−プロピルフェニル)メトキシ基、(イソプロピルフェニル)メトキシ基、(n−ブチルフェニル)メトキシ基、(sec−ブチルフェニル)メトキシ基、(tert−ブチルフェニル)メトキシ基、(n−ヘキシルフェニル)メトキシ基、(n−オクチルフェニル)メトキシ基、(n−デシルフェニル)メトキシ基、(n−テトラデシルフェニル)メトキシ基、ナフチルメトキシ基、アントラセニルメトキシ基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜12のアラルキルオキシ基であり、より好ましくはベンジルオキシ基である。
1〜RおよびR〜Rにおける炭素原子数1〜10の置換シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基が挙げられ、好ましくはトリメチルシリル基である。
〜RおよびR10〜R16における炭素原子数1〜20の置換シリル基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−プロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリ−n−ブチルシリル基、トリイソブチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、メチルジフェニルシリル基、ジメチル(フェニル)シリル基、tert−ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、メチルビス(トリメチルシリル)シリル基、ジメチル(トリメチルシリル)シリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基が挙げられ、好ましくはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−プロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基などの炭素原子数3〜20のトリアルキルシリル基;メチルビス(トリメチルシリル)シリル基、ジメチル(トリメチルシリル)シリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基などの炭素原子数3〜20のハイドロカルビルシリル基を置換基として有するシリル基が挙げられる。
〜R16における環を構成する炭素原子数が3〜20の置換または無置換のヘテロ環式化合物残基としては、例えば、チエニル基、フリル基、1−ピロリル基、1−イミダゾリル基、1−ピラゾリル基、ピリジル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、2−イソインドリル基、1−インドリル基、キノリル基、ジベンゾ−1H−ピロール−1−イル基が挙げられ、好ましくはチエニル基、フリル基、1−ピロリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、2−イソインドリル基、1−インドリル基、キノリル基、ジベンゾ−1H−ピロール−1−イル基である。
上記R〜R16の定義に関わらず、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR9、RとR、R10とR11、R11とR12、R13とR14、およびR15とR16は、それぞれ独立に、互いに連結して環を形成してもよく、該環は置換基を有していてもよく、好ましくは、ベンゼン環上の2つの炭素原子を含む4〜10員環のハイドロカルビル環または複素環であり、該環は置換基を有していてもよい。
該環として具体的には、シクロブテン環、シクロペンテン環、シクロペンタジエン環、シクロヘキセン環、シクロヘプテン環、シクロオクテン環、ベンゼン環またはナフタレン環、フラン環、2,5−ジメチルフラン環、チオフェン環、2,5−ジメチルチオフェン環、ピリジン環などが挙げられ、好ましくは、シクロブテン環、シクロペンテン環、シクロペンタジエン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環またはナフタレン環である。
Lにおける炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数が3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜20の置換シリル基は、R〜RおよびR10〜R16における前記の基と同様である。
Lにおける炭素原子数1〜20の置換アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジn−ブチルアミノ基、ジn−プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジベンジルアミノ基またはジフェニルアミノ基といった炭素原子数2〜14のハイドロカルビルアミノ基が挙げられ、好ましくは、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジn−プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基またはジベンジルアミノ基である。
Lにおける炭素原子数1〜20の置換チオラート基としては、例えば、チオフェノキシ基、2,3,4−トリメチルチオフェノキシ基、2,3,5−トリメチルチオフェノキシ基、2,3,6−トリメチルチオフェノキシ基、2,4,6−トリメチルチオフェノキシ基、3,4,5−トリメチルチオフェノキシ基、2,3,4,5−テトラメチルチオフェノキシ基、2,3,4,6−テトラメチルチオフェノキシ基、2,3,5,6−テトラメチルチオフェノキシ基、ペンタメチルチオフェノキシ基、2−フルオロチオフェノキシ基、3−フルオロチオフェノキシ基、4−フルオロチオフェノキシ基、ペンタフルオロチオフェノキシ基、2−トリフルオロメチルチオフェノキシ基、3−トリフルオロメチルチオフェノキシ基、4−トリフルオロメチルチオフェノキシ基、2,3−ジフルオロチオフェノキシ基、2,4−フルオロチオフェノキシ基、2,5−ジフルオロチオフェノキシ基、2−クロロチオフェノキシ基、2,3−ジクロロチオフェノキシ基、2,4−ジクロロチオフェノキシ基、2,5−ジクロロチオフェノキシ基、2−ブロモチオフェノキシ基、3−ブロモチオフェノキシ基、4−ブロモチオフェノキシ基、2,3−ジブロモチオフェノキシ基、2,4−ジブロモチオフェノキシ基、あるいは2,5−ジブロモチオフェノキシ基といった炭素原子数6〜12のハイドロカルビルチオラート基が挙げられ、好ましくはチオフェノキシ基、2,4,6−トリメチルチオフェノキシ基、3,4,5−トリメチルチオフェノキシ基、2,3,4,5−テトラメチルチオフェノキシ基、2,3,4,6−テトラメチルチオフェノキシ基、2,3,5,6−テトラメチルチオフェノキシ基、ペンタメチルチオフェノキシ基、ペンタフルオロチオフェノキシ基である。
Lにおける炭素原子数1〜20の置換または無置換のカルボキシラート基としては、例えば、アセテート基、プロピオネート基、ブチレート基、ペンタネート基、ヘキサノエート基、2−エチルヘキサノエート基またはトリフルオロアセテート基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜10ハイドロカルビルカルボキシラート基であり、より好ましくは、アセテート基、プロピオネート基、2−エチルヘキサノエート基またはトリフルオロアセテート基である。
Lは、好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、または炭素原子数1〜20のハイドロカルビルアミノ基であり、より好ましくは、塩素原子、臭素原子、炭素原子数1〜6のアルキル基、炭素原子数7〜10のアラルキル基、炭素原子数1〜6のアルコキシ基、炭素原子数6〜10のアリールオキシ基、炭素原子数2〜10のハイドロカルビルアミノ基であり、さらに好ましくは、塩素原子、メチル基、エチル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、ベンジル基、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基、フェノキシ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基であり、特に好ましくは、塩素原子、メチル基、ベンジル基、イソプロポキシ基、フェノキシ基、ジメチルアミノ基であり、最も好ましくは、塩素原子、ベンジル基である。
〜R16およびLは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、酸素原子、ケイ素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子を含む置換基を有していてもよい。
式(1)で表される錯体の具体例としては、例えば、下記の化合物が挙げられる。
Figure 2013166897
Figure 2013166897
また、これらの他にも、例えば、これらの化合物のハフニウム原子に直接結合しているベンジル基を、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、メトキシ基、エトキシ基、またはt−ブトキシ基に変更した化合物も挙げることができる。
さらには、例えば、上記それぞれの化合物のRおよびR11に相当する基を水素原子またはメチル基に変更した化合物も挙げることができる。
上記それぞれの化合物におけるR13〜R16に相当する基をメチル基、エチル基で置換した化合物も挙げることができる。
さらには、例えば、硫黄原子間を架橋している8員環部分を7員環に変更した化合物も挙げることができる。
式(1)で表される錯体の好ましい例としては、下記の化合物が挙げられる。
Figure 2013166897
上記一般式(1)で表される錯体は、下記一般式(2)で表される化合物(以下、化合物(2)と称する)および下記一般式(3)で表される化合物(以下、化合物(3)と称する)を出発原料として下記の反応スキーム1により製造することができるが、本方法に限定されるものではない。
(反応スキーム1)
Figure 2013166897
化合物(2)中のnおよびR〜R16は、それぞれ上記一般式(1)におけるnおよびR〜R12と同様である。
化合物(3)中のLは、上記一般式(1)におけるLと同様である。化合物(3)は、例えば、Hf(CHPh)、HfCl(CHPh)、Hf(CHSiMe、HfF、HfCl、HfBr、HfI、Hf(OMe)、Hf(OEt)、Hf(Oi−Pr)、HfCl(O−i−Pr)、Hf(O−n−Bu)、Hf(O−i−Bu)、Hf(O−t−Bu)、Hf(NMe、HfCl(NMeおよびHf(NEt等が挙げられる。好ましくは、Hf(CHPh)、HfCl(CHPh)、Hf(CHSiMe、HfCl、HfBr、Hf(OMe)、Hf(OEt)、Hf(Oi−Pr)、Hf(O−i−Bu)、Hf(O−t−Bu)、Hf(NMe、HfCl(NMeまたはHf(NEtである。
上記反応スキーム1においては、溶媒中で、化合物(2)と化合物(3)とをそのまま反応させてもよく、必要に応じて化合物(2)を塩基と反応させた後に化合物(3)を反応させてもよい。化合物(2)に反応させる塩基としては、例えば、有機リチウム試薬、Grignard試薬および金属水素化物が挙げられる。具体的には、メチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラザン、カリウムヘキサメチルジシラザン、水素化ナトリウムおよび水素化カリウムを挙げることができる。なかでも、n−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、カリウムヘキサメチルジシラザン、水素化ナトリウムおよび水素化カリウムが好ましい。
上記一般式(1)で表される錯体、化合物(3)、および、化合物(2)と塩基とを反応させて得られる化合物は、空気および湿気に対して不安定である。そのため、反応スキーム1における反応は脱水脱酸素下で行うことが好ましい。具体的には、乾燥ヘリウム、乾燥アルゴンまたは乾燥窒素下であり、乾燥アルゴン下または乾燥窒素下がより好ましい。
上記反応スキーム1において、化合物(2)の使用量は、化合物(3)に対して1モル当量以上であればよく、好ましくは、1.0〜1.5の範囲で用いればよい。また、反応の過程で化合物(2)が残存する場合は、反応の途中で化合物(3)を追加してもよい。
化合物(2)と化合物(3)とを反応させる温度は、好適には−100℃〜150℃の温度範囲であり、より好適には−80℃〜50℃の温度範囲である。ただし、この範囲に限定される意図ではない。
化合物(2)と化合物(3)との反応は、生成物の収率が最も高くなる時間まで行えばよく、好ましくは5分間〜48時間であり、より好ましくは10分間〜24時間であり、さらに好ましくは30分間〜18時間である。
化合物(2)と塩基とを反応させる場合、化合物(3)と塩基とを反応させる温度は、好適には−100℃〜150℃の温度範囲であり、より好適には−80℃〜50℃の温度範囲である。ただし、この範囲に限定される意図ではない。
また、化合物(2)と塩基とを反応させる時間は、生成物の収率が最も高くなる時間まで行えばよく、好ましくは5分間〜24時間であり、より好ましくは10分間〜12時間、さらに好ましくは30分間〜3時間である。
化合物(2)と塩基とを反応させる場合に、化合物(2)と塩基とを反応させて生じた化合物と、化合物(3)とを反応させる温度は、好適には−100℃〜150℃の温度範囲であり、より好適には−80℃〜50℃の温度範囲ある。ただし、この範囲に限定される意図ではない。
また、化合物(2)と塩基とを反応させて生じた化合物と、化合物(3)とを反応させる時間は、生成物の収率が最も高くなる時間まで行えばよく、好ましくは5分間〜48時間であり、より好ましくは10分間〜24時間であり、さらに好ましくは、30分間〜3時間である。
反応スキーム1に示す反応の際に用いる溶媒は、類似の反応で一般的に用いられる溶媒であれば特に制限されるものではなく、ハイドロカーボン溶媒およびエーテル系溶媒が挙げられる。好ましくは、トルエン、ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジエチルエーテルおよびテトラヒドロフランであり、より好ましくは、ジエチルエーテル、トルエン、テトラヒドロフラン、ヘキサン、ペンタン、ヘプタンおよびシクロヘキサンである。
本発明に係るオレフィン重合用触媒としては、式(1)で示される錯体および助触媒成分(A)を接触させて得られる触媒が挙げられる。かかる助触媒成分としては、周期律表第13族元素を含む活性化助触媒成分が挙げられ、例えば、
(A−1)有機アルミニウム化合物
(A−2)ホウ素化合物
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物を挙げることができる。
〔有機アルミニウム化合物(A−1)〕
本発明において用いる有機アルミニウム化合物(A−1)としては、公知の有機アルミニウム化合物が使用できる。好ましくは、
(A−1−1)一般式E1 aAlY1 3-aで表される有機アルミニウム化合物、
(A−1−2)一般式{−Al(E2)−O−}bで表される構造を有する環状のアルミノキサン、および、
(A−1−3)一般式E3{−Al(E3)−O−}cAlE3 2で表される構造を有する線状のアルミノキサン、
のうちのいずれか、あるいはそれらの2〜3種の混合物を例示することができる。
但し、上記一般式における、E1、E2、E3は、炭素数1〜8のハイドロカルビル基であり、全てのE、全てのE2及び全てのEは同じであっても異なっていてもよい。Y1は水素原子又はハロゲン原子を表し、全てのY1は同じであっても異なっていてもよい。aは0<a≦3の整数で、bは2以上の整数を、cは1以上の整数を表す。
一般式E1 aAlY1 3-aで表される有機アルミニウム化合物(A−1−1)の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロライド、ジプロピルアルミニウムクロライド、ジイソブチルアルミニウムクロライド、ジヘキシルアルミニウムクロライド等のジアルキルアルミニウムクロライド;メチルアルミニウムジクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、プロピルアルミニウムジクロライド、イソブチルアルミニウムジクロライド、ヘキシルアルミニウムジクロライド等のアルキルアルミニウムジクロライド;ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジプロピルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジヘキシルアルミニウムハイドライド等のジアルキルアルミニウムハイドライド等を例示することができる。好ましくは、トリアルキルアルミニウムであり、より好ましくは、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムである。
一般式{−Al(E2)−O−}bで表される構造を有する環状のアルミノキサン(A−1−2)、一般式 E3{−Al(E3)−O−}cAlE3 で表される構造を有する線状のアルミノキサン(A−1−3)における、E2、E3の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基等のアルキル基を例示することができる。bは2以上の整数であり、cは1以上の整数である。好ましくは、E2及びE3はメチル基、またはイソブチル基であり、bは2〜40の整数、cは1〜40の整数である。
上記のアルミノキサンは各種の方法で作られる。その方法については特に制限はなく、公知の方法に準じて作ればよい。例えば、トリアルキルアルミニウム(例えば、トリメチルアルミニウムなど)を適当な有機溶剤(ベンゼン、トルエン、脂肪族ハイドロカーボンなど)に溶かした溶液を、水と接触させてアルミノキサンを作る。また、トリアルキルアルミニウム(例えば、トリメチルアルミニウムなど)を、結晶水を含んでいる金属塩(例えば、硫酸銅水和物など)に接触させてアルミノキサンを作る方法が例示できる。
また、上記の方法で得られる(A−1−2)一般式{−Al(E2)−O−}bで表される構造を有する環状のアルミノキサン、及び(A−1−3)一般式 E3{−Al(E3)−O−}cAlE3 2で表される構造を有する線状のアルミノキサンは、必要に応じて、揮発成分を留去して乾燥して用いてもよい。さらに、揮発成分を留去して乾燥して得られた化合物を適当な有機溶剤(ベンゼン、トルエン、脂肪族ハイドロカーボンなど)で洗浄して、再度乾燥し用いてもよい。
〔ホウ素化合物(A−2)〕
本発明においてホウ素化合物(A−2)としては、
(A−2−1) 一般式BR414243で表されるホウ素化合物、
(A−2−2) 一般式W+(BR41424344で表されるホウ素化合物、
(A−2−3) 一般式(V−H)+(BR41424344で表されるホウ素化合物、
のいずれかを用いる。
一般式BR414243で表されるホウ素化合物(A−2−1)において、Bは3価の原子価状態のホウ素原子であり、R41〜R43はハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を含むハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含むハロゲン化ハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含む置換シリル基、1〜20個の炭素原子を含むアルコキシ基または2〜20個の炭素原子を含む2置換アミノ基であり、それらは同じであっても異なっていてもよい。好ましいR41〜R43はハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を含むハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含むハロゲン化ハイドロカルビル基である。
ホウ素化合物(A−2−1)の具体例としては、トリフェニルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4−トリフルオロフェニル)ボラン、フェニルビス(ペンタフルオロフェニル)ボラン等が挙げられるが、最も好ましくは、トリフェニルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。
一般式W+(BR41424344で表されるホウ素化合物(A−2−2)において、W+は無機または有機のカチオンであり、Bは3価の原子価状態のホウ素原子であり、R41〜R44は上記のホウ素化合物(A−2−1)におけるR41〜R43と同様である。即ち、R41〜R44はハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を含むハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含むハロゲン化ハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含む置換シリル基、1〜20個の炭素原子を含むアルコキシ基または2〜20個の炭素原子を含む2置換アミノ基であり、それらは同じであっても異なっていてもよい。好ましいR41〜R44はハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を含むハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含むハロゲン化ハイドロカルビル基である。
無機のカチオンであるW+としては、フェロセニウムカチオン、アルキル置換フェロセニウムカチオン、銀陽イオンなどが挙げられる。有機のカチオンであるW+としては、トリフェニルカルベニウムカチオンなどが挙げられる。(BR41424344には、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(2,2,4ートリフルオロフェニル)ボレート、フェニルビス(ペンタフルオロフェニル)ボレ−ト、テトラキス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボレートなどが挙げられる。
一般式W+(BR41424344で表される化合物の具体例としては、フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、1,1’−ジメチルフェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、銀テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボレートなどを挙げることができるが、最も好ましくは、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどが挙げられる。
また、一般式(V−H)+(BR41424344で表されるホウ素化合物(A−2−3)おいては、Vは中性ルイス塩基であり、(V−H)+はブレンステッド酸であり、Bは3価の原子価状態のホウ素原子であり、R41〜R44は上記のホウ素化合物(A−2−3)におけるR41〜R43と同様である。即ち、R41〜R44はハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を含むハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含むハロゲン化ハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含む置換シリル基、1〜20個の炭素原子を含むアルコキシ基または2〜20個の炭素原子を含む2置換アミノ基であり、それらは同じであっても異なっていてもよい。好ましいR41〜R44はハロゲン原子、1〜20個の炭素原子を含むハイドロカルビル基、1〜20個の炭素原子を含むハロゲン化ハイドロカルビル基である。
ブレンステッド酸である(V−H)+としては、トリアルキル置換アンモニウム、N,N−ジアルキルアニリニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアリールホスホニウムなどが挙げられ、(BR41424344としては、前述と同様のものが挙げられる。
一般式(V−H)+(BR41424344で表される化合物の具体例としては、トリエチ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、トリプロピ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、トリ(ノルマルブチル)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、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボレート、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−ジエ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−2,4,6−ペンタ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−ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5−ビストリフルオロメチルフェニル)ボレート、ジイソプロピ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、ジ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、トリフェニルホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどを挙げることができるが、最も好ましくは、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリ(ノルマルブチル)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、もしくは、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)ボレートである。
上記一般式(1)で表される錯体と助触媒成分(A)とを接触させて得られる触媒を製造する際の接触は、一般式(1)で表される錯体と助触媒成分(A)とが接触し、触媒が形成されるならどのような手段によってもよい。例えば、あらかじめ溶媒で希釈して、もしくは希釈せずに一般式(1)で表される錯体と助触媒成分(A)とを混合して接触させる方法、および一般式(1)で表される錯体と助触媒成分(A)とを別々に重合槽に供給して重合槽の中でこれらを接触させる方法等を採用することができる。ここで、助触媒成分(A)としては複数種類を組み合わせて使用する場合があるが、それらのうちの一部をあらかじめ混合して使用してもよいし、別々に重合槽に供給して使用してもよい。
助触媒成分(A)として有機アルミニウム化合物(A−1)を使用する場合の使用量は、一般式(1)で表される錯体に対する有機アルミニウム化合物(A−1)のモル比が例えば0.01〜10,000の範囲であり、好ましくは1〜5,000の範囲である。また、助触媒成分(A)としてホウ素化合物(A−2)を使用する場合の使用量は、一般式(1)で表される錯体に対するホウ素化合物(A−2)のモル比が例えば0.01〜100の範囲であり、好ましくは1.0〜50の範囲である。
重合反応器において重合反応前に触媒を製造する場合、各成分を溶液状態または溶媒に懸濁もしくはスラリー化した状態で供給する際の各成分の濃度は、重合反応器に各成分を供給する装置の性能などの条件により、適宜選択されるが、一般に、一般式(1)で表される錯体の濃度が、例えば0.0001〜10,000mmol/L、より好ましくは、0.001〜1,000mmol/L、さらに好ましくは、0.01〜100mmol/Lの範囲であり、有機アルミニウム化合物(A−1)の濃度が、Al原子換算で、例えば0.01〜10,000mmol/L、より好ましくは、0.05〜5,000mmol/L、さらに好ましくは、0.1〜2,000mmol/Lの範囲であり、ホウ素化合物(A−2)の濃度が、例えば0.001〜500mmol/L、より好ましくは、0.01〜250mmol/L、さらに好ましくは、0.05〜100mmol/Lの範囲となるように各成分を用いることが望ましい。
上記一般式(1)で表される錯体と、上記有機アルミニウム化合物(A−1)および上記ホウ素化合物(A−2)の少なくとも一方とを接触させて得られる重合用触媒として、一般式(1)で表される錯体と有機アルミニウム化合物(A−1)とを接触させて得られる触媒を用いる際は、有機アルミニウム化合物(A−1)としては、上記の環状のアルミノキサン(A−1−2)および線状のアルミノキサン(A−1−3)の少なくとも一方を用いることが好ましい。また他に好ましい重合用触媒の態様としては、一般式(1)で表される錯体、有機アルミニウム化合物(A−1)およびホウ素化合物(A−2)を接触させて得られる触媒が挙げられ、その際の有機アルミニウム化合物(A−1)としては上記の有機アルミニウム化合物(A−1−1)が使用しやすく、ホウ素化合物(A−2)としては、ホウ素化合物(A−2−1)またはホウ素化合物(A−2−2)が好ましい。
〔オレフィン重合体の製造方法〕
本発明におけるオレフィン重合体の製造方法は、上記重合用触媒の存在下に炭素原子数3〜10のオレフィンを単独で重合させるか、また2種以上のオレフィンを共重合させることを含む方法である。
オレフィンは、モノオレフィンまたはジオレフィンであることができる。
モノオレフィンの例としては、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−ノネン、1−デセン、4−メチル−1−ペンテンおよびビニルシクロヘキサンなどの炭素原子数3〜10の1−アルケン(枝分かれしていてもよい)、または、シクロペンテン、シクロヘキセン、5−メチルノルボルネン、5−エチルノルボルネンなどの環状アルケンを挙げることができる。また、本明細書におけるモノオレフィンには、モノオレフィン(例えば、エチレン)の一部の水素原子が芳香族基で置換されているスチレン等も含まれる。
モノオレフィンとして、好ましくは、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−ノネン、1−デセン、4−メチル−1−ペンテン、またはビニルシクロヘキサンであり、より好ましくはプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、4−メチル−1−ペンテン、またはビニルシクロヘキサンであり、さらに好ましくはプロピレン、または1−ブテンである。
ジオレフィンとしては、例えば、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,4−ペンタジエン、1,7−オクタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、ノルボルナジエン、5−メチレン−2−ノルボルネン、1,5−シクロオクタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,3−オクタジエン、1,3−シクロオクタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、ブタジエン、およびイソプレンを挙げることができる。
ジオレフィンとして、好ましくは、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、ノルボルナジエン、5−メチレン−2−ノルボルネン、1,5−シクロオクタジエン、1,3−シクロオクタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、ブタジエン、またはイソプレンであり、より好ましくは、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、またはブタジエンである。
重合方法も、特に限定されるべきものではないが、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族ハイドロカーボン、ベンゼン、トルエン等の芳香族ハイドロカーボン、またはメチレンジクロライド等のハロゲン化ハイドロカーボンを溶媒として用いる溶媒重合、またはスラリー重合等が可能であり、また、連続重合、回分式重合のどちらでも可能である。
重合反応の温度および時間は、所望の重合平均分子量、ならびに触媒の活性度および使用量を考慮して決定することができる。重合温度は通常、−50℃〜200℃の範囲をとり得るが、特に、−20℃〜100℃の範囲が好ましい。重合圧力は通常、常圧〜50MPaが好ましい。重合時間は、一般的に、目的とするポリマーの種類、および反応装置により適宜決定されるが通常、1分間〜20時間の範囲、好ましくは5分間〜18時間の範囲をとることができる。但し、これらの範囲に制限される意図ではない。また、本発明は共重合体の分子量を調節するために水素等の連鎖移動剤を添加することもできる。
重合反応に溶媒を使用する場合、溶媒中の各化合物の濃度は、特に制限はない。溶媒中の上記一般式(1)で表される錯体の濃度は、例えば、1×10−8mmol/L〜10mol/Lの範囲を選択でき、助触媒成分の濃度は、例えば、1×10−8mmol/L〜10mol/Lの範囲を選択することができる。また、オレフィン:溶媒は体積比で100:0〜1:1,000の範囲を選択することができる。但し、これらの範囲は例示であって、それらに限定される意図ではない。また、溶媒を使用しない場合も、上記の範囲を参考に適宜濃度の設定をすることができる。
本発明により得られるオレフィン重合体は、比較的高い立体規則性を示しうる。当該オレフィン重合体の一例は、アイソタクチックなオレフィン重合体である。
アイソタクチックなオレフィン重合体の場合、そのアイソタクチシティは例えば91.1以上であり、94.5以上であることが好ましく、95.0以上であることがより好ましい。
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳細に説明する。実施例中の各項目の測定値は、下記の方法で測定した。
(1)融点
熱分析装置 示差走査熱量計(Diamond DSC Perkin Elmer社製)を用いて下記の方法で測定した。
1)サンプル約10mgを窒素雰囲気下、220℃ 5分間保持
2)冷却 220℃〜20℃(5℃/分)2分間保持
3)測定 20℃〜220℃(5℃/分)
(2)分子量および分子量分布
各重合体のポリスチレン換算重量平均分子鎖長(Aw)およびポリスチレン換算数平均分子鎖長(An)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により下記条件で算出した。検量線は、標準ポリスチレンを用いて作成し、ポリスチレンのQファクター(/Å)として41.3を用いた。
<測定条件>
装置: TSK HLC−8121GPC/HT (東ソー社製)
カラム: TSKgel GMHHR‐H(20) 2本
測定温度: 152℃
溶媒: o-ジクロロベンゼン(0.05% BHT添加)
溶媒流量: 1ml/min
試料濃度: 0.05%
カラム・装置校正用試料: TSK標準ポリスチレンF−2000〜A−1000(東ソー製)
ポリプロピレンの重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)は、上記条件により算出したポリスチレン換算重量平均分子鎖長(Aw) 、ポリスチレン換算数平均分子鎖長(An)をもとに、ポリプロピレンのQファクター(/Å)を26.4として算出した。
分子量(Mw, Mn)=分子鎖長(Aw, An)×Qファクター
(3)ポリプロピレンのアイソタクチック・ペンタッド分率([mmmm](%))
ポリプロピレンの[mmmm]分率は下記条件で測定した13C−NMRスペクトルにおける、19.4〜22.2ppmのメチル炭素に帰属されるピーク面積(I(CH))に対する21.64〜22.02ppmのmmmmペンタッドのメチル炭素に帰属されるピーク面積(I(mmmm))の割合として求めた。
<測定条件>
装置 :Bruker社製 AVANCE600 10mmクライオプローブ
測定溶媒:1,2−ジクロロベンゼン/1,2−ジクロロベンゼン−d=75/25(容積比)の混合液
測定温度:130℃
測定方法:プロトンデカップリング法
パルス幅:45度
パルス繰り返し時間:4秒
化学シフト値基準:テトラメチルシラン
(4)ポリプロピレン2,1−挿入率、1,3−挿入率(%)
上記条件により測定した13C−NMRスペクトルおいて、以下のように定義する範囲のピーク面積から、2,1−挿入率、1,3−挿入率(%)を求めた。
<算出方法>
ピーク面積の定義
I(CH):19.4〜22.2ppmのピーク面積の合計
I(2,1):16.4〜18.8ppmと14.5〜15.8ppmのピーク面積の合計I(1,3):27.6〜27.8ppmのピーク面積
2,1%算出式
2,1% = 0.5×I(2,1)/(I(CH)+I(2,1)+I(1,3))×100
1,3%算出式
1,3% =I(1,3)/(I(CH)+I(2,1)+I(1,3))×100
(5)固有粘度([η])(単位:dl/g)
ウベローデ型粘度計を用い、測定温度135℃にて溶媒にテトラリンを用いて測定した。
(参考例1)
trans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタンの合成
(1)3-トリメチルシリル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコールの合成
2-ヒドロキソ-5-メチル-3- (トリメチルシリル)ベンズアルデヒド9.57 g(45.9 mmol)をジエチルエーテル70 mLに溶解し、0℃に冷却した。そこに、水素化アルミニウムリチウム2.27 g(59.8 mmol)を加えた後、0℃で2時間攪拌した。希塩酸およびジエチルエーテルを加え、エーテル層を水洗し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下溶媒を留去し、無色結晶として3-トリメチルシリル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコール9.57 g(収率98%)を得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
0.30 (s, 9H), 2.03 (br s, 1H), 2.25 (s, 3H), 4.83 (br s, 1H), 6.84 (d, J = 2 Hz, 1H), 7.11 (d, J = 2 Hz, 1H), 7.39 (s, 1H).
(2)trans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタンの合成
アルゴン雰囲気下、3-トリメチルシリル-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコール1.03 g(4.87 mmol)をジエチルエーテル30 mLに溶解し、0℃に冷却した。そこに、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン6.2 mL(44.5 mmol)を加えた後、三臭化リン0.35 mL(3.69 mmol)を加え、25℃で2時間攪拌した。そこに、アルゴン雰囲気下、trans-シクロオクタン-1,2-ジチオール289.2 mg(1.64 mmol)をジエチルエーテル20 mLに溶解した溶液をチューブトランスファーし、加熱還流下で13時間攪拌した。希塩化アンモニウム水溶液およびジエチルエーテルを加え、エーテル層を水洗し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 ジクロロメタン)で精製し、無色オイルとしてtrans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタン672.9 mg(収率73%)を得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
0.29 (s, 18H), 1.15-1.96 (m, 12H), 2.25 (s, 6H), 2.65 (br s, 2H), 3.73-3.85 (m, 4H), 6.85 (d, J = 2 Hz, 2H), 6.90 (s, 2H), 7.10 (d, J = 2 Hz, 2H).
13C NMR (125.7 MHz, δ, ppm, CDCl3)
-0.88, 20.5, 25.7, 26.0, 30.9, 34.5, 49.9, 120.8, 127.7, 129.1, 132.4, 135.2, 158.4.
(参考例2)
[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの合成
窒素雰囲気下のグローブボックス中、50 mLシュレンク管でtrans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタン300mg(0.53mmol)のトルエン(5 mL)溶液に、ジクロロ[1,1’-オキシビス[エタン]][ビス(フェニルメチル)ハフニウム]]0.27 g(0.53 mmol)のトルエン(5 mL)溶液を室温で滴下した。1.5時間後、反応溶液を濾過し、濾液から減圧下揮発成分を留去した。得られた残渣をペンタンで洗浄し、減圧下乾燥させることで[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウム300 mg(収率69%)白色粉末として得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
0.425 (s, 18H), 0.70〜2.0 (m, 12H), 2.27(s, 6H), 2.63 (brs, 2H), 3.82 (d, J = 14 Hz, 2H), 4.42 (d, J = 14 Hz, 2H), 6.83 (s, 2H), 7.23 (s, 1H).
(参考例3)
[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルスルファニル)]ジベンジルハフニウム
以下の実験はアルゴン雰囲気のグローブボックス中で行った。50mLのシュレンク管中、trans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルスルファニル)シクロオクタン 192mg(0.313mmol)をトルエン10mLに溶かし、この溶液に室温でテトラベンジルジルコニウム170mg(0.313mmol)のトルエン溶液10mLを滴下し、さらに1時間攪拌した。トルエンを減圧下留去し、残渣をヘキサン2mLで洗浄後乾燥し、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルスルファニル)]ジベンジルハフニウム209mg(収率69%)を無色結晶として得た。
融点:203℃ 分解
1H-NMR (400 MHz,δ, ppm, C6D6)
1.18-1.94 (m, 48H), 2.35 (m, 2H), 2.61 (d, J = 12Hz, 2H), 2.88 (d, J = 12Hz, 2H), 3.13 (d, J = 14Hz, 2 H), 3.41 (d, J = 14Hz, 2 H), 6.62 (d, J = 2Hz, 2H), 6.78 (t, J = 8Hz, 2H), 7.10 (t, J = 8Hz, 4H), 7.29 (t, J = 8Hz, 4H), 7.57 (d, J = 2Hz, 2H)
13C-NMR (100.4 MHz, δ, ppm, C6D6)
25.1, 26.2, 28.8, 30.5, 31.8, 32.1, 34.2, 35.6, 49.1, 77.2, 121.4, 121.8, 124.6, 125.6, 126.0, 129.3, 138.5, 141.1, 148.4, 157.9.
元素分析:計算値(C52H72O2S2Hf)C, 64.27%; H, 7.47%.
実測値:C, 63.87%; H, 7.59%.
(参考例4)
trans-1,2-ビス[2-ヒドロキシ-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル]シクロオクタンの合成
(1)3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコールの合成
2-ヒドロキシ-5-メチル-3-(トリイソプロピルシリル)ベンズアルデヒド(文献既知)1.38 g(4.71 mmol)をジエチルエーテル20 mLに溶かし0℃に冷却した。そこに、水素化アルミニウムリチウム232.3 mg (6.12 mmol)を加えた後、0℃で21時間攪拌した。希塩酸とジエチルエーテルを加え、エーテル層を水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、無色結晶として定量的に3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコール(1.41 g、少量の溶媒を含む)を得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
1.09 (d, J = 8 Hz, 18H), 1.50 (sept, J = 8 Hz, 3H), 2.02 (br s, 1H), 2.26 (s, 3H), 4.81 (d, J = 5 Hz, 1H), 6.84 (d, J = 2 Hz, 1H), 7.14 (d, J = 2 Hz, 1H), 7.34 (s, 1H).
13C NMR (125.7 MHz, δ, ppm, CDCl3)
11.9, 19.1, 20.8, 65.5, 122.3, 123.4, 128.2, 129.7, 137.6, 159.7.
(2)trans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタンの合成
アルゴン雰囲気下、3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコール1.01 g(3.42 mmol)をテトラヒドロフラン10 mLに溶かし0℃に冷却した。そこに、トリエチルアミン0.8 mL(5.74 mmol)を加えた後、塩化メタンスルホニル0.26 mL(3.35 mmol)を加え、25℃で21時間攪拌した。そこに、アルゴン雰囲気下、trans-シクロオクタン-1,2-ジチオール(文献既知)201.7 mg(1.14 mmol)をテトラヒドロフラン10 mLに溶かした溶液をチューブトランスファーし、加熱還流下で20時間攪拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液とジエチルエーテルを加え、エーテル層を水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ジクロロメタン)で精製し淡黄色オイルとして定量的にtrans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタン(1.01 g、少量の溶媒を含む)を得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
1.12 (d, J = 8 Hz, 36H), 1.16-2.00 (m, 12H), 1.51 (sept, J = Hz, 6H), 2.28 (s, 6H), 2.75 (br s, 2H), 3.77-3.88 (m, 4H), 6.79 (s, 2H), 6.89 (d, J = 2 Hz, 2H), 7.16 (d, J = 2 Hz, 2H).
13C NMR (125.7 MHz, δ, ppm, CDCl3)
11.9, 19.1, 19.2, 20.8, 25.9, 26.1, 31.3, 35.3, 50.3, 121.1, 123.2, 128.8, 132.3, 137.3, 158.8.
(参考例5)
[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの合成
窒素雰囲気下のグローブボックス中、50 mLシュレンク管でtrans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタン 150 mg(0.20 mmol)のトルエン(1 mL)溶液に、ジクロロ[1,1’-オキシビス[エタン]][ビス(フェニルメチル)ハフニウム]]100 mg(0.20 mmol)のトルエン(1 mL)溶液を室温で滴下した。1時間攪拌後、減圧下で揮発成分を留去した。得られた残渣をペンタンで洗浄し、減圧下で乾燥することで、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウム 74 mg (収率 38%)を白色粉末として得た。
1H-NMR (400 MHz,δ, ppm, CDCl3)
0.80〜2.0 (m, 54H), 2.36 (s, 6H), 2.70 (brs, 2H), 3.80 (d, J = 14 Hz, 2H), 4.41 (d, J = 14 Hz, 2H), 6.80 (s, 2H), 7.27 (s, 2H).
(参考例6)
trans-1,2-ビス[2-ヒドロキシ-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル]シクロオクタンの合成
(1)3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコールの合成
2-ヒドロキシ-5-メチル-3-(tert-ブチルジメチルシリル)ベンズアルデヒド(文献既知)6.64 g(25.0 mmol)をジエチルエーテル60 mLに溶かし0℃に冷却した。そこに、水素化アルミニウムリチウム1.32 g(34.8 mmol)を加えた後、0℃で17時間攪拌した。希塩酸とジエチルエーテルを加え、エーテル層を水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去し、淡黄色結晶として3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコール6.57 g(収率98%)を得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
0.31 (s, 6H), 0.91 (s, 9H), 2.03 (br s, 1H), 2.25 (s, 3H), 4.80 (d, J = 9 Hz, 1H), 6.85 (d, J = 3 Hz, 1H), 7.10 (d, J = 3 Hz, 1H), 7.27 (s, 1H).
(2)trans-1,2-ビス[2-ヒドロキシ-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル]シクロオクタンの合成
アルゴン雰囲気下、3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチル-2-ヒドロキシベンジルアルコール461.9 mg(1.72 mmol)をテトラヒドロフラン5 mLに溶かし0℃に冷却した。そこに、トリエチルアミン0.4 mL(2.87 mmol)を加えた後、塩化メタンスルホニル0.13 mL(1.68 mmol)を加え、25℃で21時間攪拌した。そこに、アルゴン雰囲気下、trans-シクロオクタン-1,2-ジチオール(文献既知)104.2 mg(0.591 mmol)をテトラヒドロフラン5 mLに溶かした溶液をチューブトランスファーし、加熱還流下で20時間攪拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液とジエチルエーテルを加え、エーテル層を水洗、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ジクロロメタン)で精製し淡黄色オイルとして定量的にtrans-1,2-ビス[2-ヒドロキシ-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル]シクロオクタン(424.4 mg、少量の溶媒を含む)を得た。
1H NMR (500 MHz, δ, ppm, CDCl3)
0.30(d, J = 4 Hz, 12H), 0.91 (s, 18H), 1.17-1.96 (m, 12H), 2.24 (s, 6H), 2.69 (br s, 2H), 3.73-3.85 (m, 4H), 6.75 (s, 2H), 6.86 (d, J = 2 Hz, 2H), 7.09 (d, J = 2 Hz, 2H).
13C NMR (125.7 MHz, δ, ppm, CDCl3)
-4.39, -4.32, 17.8, 20.7, 25.9, 26.1, 27.3, 31.2, 35.0, 50.2, 121.2, 125.4, 128.9, 132.5, 136.9, 158.6.
(参考例7)
[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの合成
窒素雰囲気下のグローブボックス中、50 mLシュレンク管でtrans-1,2-ビス(2-ヒドロキシ-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)シクロオクタン 150 mg(0.20 mmol)のトルエン(1 mL)溶液に、ジクロロ[1,1’-オキシビス[エタン]][ビス(フェニルメチル)ハフニウム]]100 mg(0.20 mmol)のトルエン(1 mL)溶液を室温で滴下した。1時間攪拌後、減圧下で揮発成分を留去した。得られた残渣をペンタンで洗浄し、減圧下で乾燥することで、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウム 10 mg (収率 6%)を白色粉末として得た。
1H-NMR (400 MHz,δ, ppm, CDCl3)
0.381(s,6H), 0.494 (s, 6H), 0.70-2.0 (m, 30H), 2.26 (s, 6H), 2.69 (br s, 2H), 3.81 (d, J = 14 Hz, 2H), 4.46 (d, J = 14 Hz, 2H), 6.82 (d, J = 2 Hz, 2H), 7.25 (d, J = 2 Hz, 2H).
(参考例8)
d−MAO(乾燥メチルアルミノキサン)の調製方法
3方コックを取り付けた撹拌子入りの200mL二口フラスコを窒素置換し、東ソー・ファインケム社製PMAO−Sトルエン溶液(アルミニウム含量6.1wt%)100mLをシリンジで測り取り、フラスコに投入した。この溶液を減圧し揮発成分を除去した。
得られた白色固体を脱水トルエン100mLに再溶解した後、揮発成分を減圧除去した。
この操作を更に2回繰り返し、白色粉末14.1gを得た。
(参考例9)
d−MMAO3Aの調製方法
東ソー・ファインケム社製PMAO−Sトルエン溶液(アルミニウム含量6.1wt%)を東ソー・ファインケム社製MMAO3Aトルエン溶液(アルミニウム含量7.0wt%)にしたこと以外は参考例8と同様に実施した。
<プロピレン単独重合>
(実施例1)
内容積400mLの撹拌機付きオートクレーブを真空乾燥してアルゴンで置換後、溶媒としてトルエン40 mL、モノマーとしてプロピレン80 gを仕込み、反応器を40℃まで昇温した。昇温後、d−MAO 126 mgを投入し、続いて参考例2で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウム(0.50 mmol/L、トルエン溶液)1.0 mL(0.50μmol)を投入して重合を開始した。温度を40℃に保ちながら、60分間重合を行った。結果を表1に示した。
(実施例2)
d−MAO投入量を128 mgとし、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの代わりに参考例5で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
(実施例3)
d−MAO投入量を123 mgとし、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの代わりに参考例7で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
(比較例1)
d−MAO投入量を124 mgとし、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウム(0.50 mmol/L、トルエン溶液)1.0 mL(0.50μmol)の代わりに参考例3で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルスルファニル)]ジベンジルハフニウム(1.0 mmol/L、トルエン溶液)1.0mL(1.0μmol)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
(実施例4)
d−MAOの代わりに、d−MMAO3Aを用い、投入量を121mgとしたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
(実施例5)
d−MAOの代わりに、d−MMAO3Aを用い、投入量を106mgとし、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの代わりに参考例5で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(トリイソプロピルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
(実施例6)
d−MAOの代わりに、d−MMAO3Aを用い、投入量を122mgとし、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムの代わりに参考例7で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-(tert-ブチルジメチルシリル)-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
(比較例2)
d−MAOの代わりに、d−MMAO3Aを用い、投入量を126 mgとし、[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3-トリメチルシリル-5-メチルベンジルスルファニル)]ジクロロハフニウム(0.50 mmol/L、トルエン溶液)1.0 mL(0.50μmol)の代わりに参考例3で合成した[シクロオクタンジイル−trans-1,2-ビス(2-オキソイル-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルスルファニル)]ジベンジルハフニウム(1.0 mmol/L、トルエン溶液)2.0mL(2.0μmol)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施した。結果を表1に示した。
Figure 2013166897
本発明は、炭素原子数3〜10のオレフィンの重合に関する分野に有用である。

Claims (6)

  1. 一般式(1)で表される錯体と活性化用助触媒成分を接触させてなる、炭素原子数3〜10のオレフィン重合用触媒。
    Figure 2013166897
    (式中、nは2または3であり、
    〜RおよびR〜Rは、それぞれ独立して、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜10の置換シリル基、または、環を構成する炭素原子数3〜20のヘテロ環式化合物残基を表す。
    〜RおよびR10〜R16は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数2〜20のアルキニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜20の置換シリル基、または、環を構成する炭素原子数3〜20のヘテロ環式化合物残基を表す。
    上記R〜R16の定義に関わらず、RとR、RとR、RとR、R4とR5、RとR、RとR、RとR9、RとR、R10とR11、R11とR12、R13とR14、およびR15とR16は、それぞれ独立に、それぞれ相互に連結して環を形成してもよく、これらの環は置換基を有していてもよい。
    Lは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、環を構成する炭素原子数3〜10のシクロアルキル基、炭素原子数2〜20のアルケニル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、炭素原子数1〜20の置換シリル基、炭素原子数1〜20の置換アミノ基、炭素原子数1〜20の置換チオラート基、または炭素原子数1〜20のカルボキシラート基を表す。
    隣接するL同士は、相互に連結して環を形成してもよい。)
  2. 13〜R16が水素原子である請求項1に記載のオレフィン重合用触媒。
  3. 、R、R10およびR12が水素原子である請求項1または2に記載のオレフィン重合用触媒。
  4. Lが、それぞれ独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数7〜30のアラルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基、炭素原子数7〜30のアラルキルオキシ基、炭素原子数6〜30のアリールオキシ基、または置換アミノ基、である請求項1〜3のいずれか一項に記載のオレフィン重合用触媒。
  5. 活性化用助触媒成分がホウ素化合物および/または有機アルミニウム化合物である請求項1〜4のいずれかに記載のオレフィン重合用触媒。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のオレフィン重合用触媒を用いてオレフィンを単独重合または共重合する、オレフィン単独重合体またはオレフィン共重合体の製造方法。
JP2012032179A 2012-02-16 2012-02-16 オレフィン重合用触媒およびオレフィン重合体の製造方法 Pending JP2013166897A (ja)

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