JP2016536448A - 立体特異性重合による1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造を有する立体規則性ジブロックポリブタジエン - Google Patents

立体特異性重合による1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造を有する立体規則性ジブロックポリブタジエン Download PDF

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Abstract

1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエン。この立体規則性ジブロックポリブタジエンは、履物業界(例えば、靴用のソ−ルの製造)並びに自動車及び/又はトラック用タイヤの製造の両方において有利に使用することができる。【選択図】図1

Description

本発明は、1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造を有する立体規則性ジブロックポリブタジエンに関する。
より具体的には、本発明は、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンに関する。
本発明は、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンを調製する方法にも関し、1,3ブタジエンを、少なくとも1種のイミン窒素を含む少なくとも1種のコバルト錯体を含む触媒系の存在下、完全又は部分立体特異性重合に供し、続いて少なくとも1種の単座芳香族ホスフィン及び任意で1,3−ブタジエンを添加し、その立体特異性重合を継続することを含む。
立体規則性ジブロックポリブタジエンは、履物業界(例えば、靴用のソ−ルの製造)並びに自動車及び/又はトラック用タイヤの製造の両方において有利に使用することができる。
共役ジエンの立体特異性重合が、最も広く使用されているゴムの1つである製品を得るための化学工業における極めて重要な工程であることは知られている。
1,3−ブタジエン(すなわち、1,4−シス、1,4−トランス、シンジオタクチック1,2、アイソタクチック1,2、アタクチック1,2、可変の1,2単位含有量を有する混合1,4−シス/1,2構造)の立体特異性重合から得られる様々なポリマーの中でも、1,4−シスポリブタジエン及びシンジオタクチック1,2ポリブタジエンだけが工業的に製造され、市販されていることも知られている。これらのポリマーに関するさらなる詳細は、例えばTakeuchi Y.et al.,“NewIndustrial Polymers”,“American Chemical Society Symposium Series”(1974),Vol.4,pp.15−25;Halasa A.F.et al.,“Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”(1989),4thEd.,Kroschwitz J.I.Ed.,John Wiley and Sons,New York,Vol.8,pp.1031−1045;Tate D.et al.,“Encyclopedia of Polymer Science and Engineering(1989),2ndEd.,Mark H.F.Ed.,John Wiley and Sons,New York,Vol.2,pp.537−590;Kerns M.et al.,“Butadiene Polymers”,“Encyclopedia of Polymer Science and Technology”(2003),Mark H.F.Ed.,Wiley,Vol.5,pp.317−356を参照のこと。
1,4−シスポリブタジエンは、96〜97%の1,4−シス単位含有量、約−2℃の融点(Tm)、約−25℃の結晶化温度(Tc)、−100℃より低いガラス転移温度(Tg)を概して有する合成エラストマーであり、その特性は天然ゴムの特性に極めて似ており、自動車及び/又はトラック用タイヤの製造が主な用途である。特に、タイヤ製造においては、高い1,4−シス単位含有量のポリブタジエンが使用される。
1,4−シスポリブタジエンは概して、チタン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)をベ−スとした触媒を含む様々な触媒系を用いた重合工程を通して調製される。コバルトをベ−スとした触媒を含む触媒系は高い触媒活性及び立体特異性を有し、また上で挙げたものの中で最も使い道が多いと言えるが、これは、その配合を変化させることで上記のポリブタジエンの考えられる全ての立体異性体が得られるからであり、例えばPorri L.et al.,“Comprehensive Polymer Science”(1989),Eastmond G.C.et al.Eds.,Pergamon Press,Oxford,UK,Vol.4,Part II,pp.53−108;Thiele S.K.H.et al.,“Macromolecular Science.Part C:Polymer Reviews”(2003),C43,pp.581−628;Osakada,K.et al.,“Advanced Polymer Science”(2004),Vol.171,pp.137−194;Ricci G.et al.,“Advances in Organometallic Chemistry Research”(2007),Yamamoto K.Ed.,Nova Science Publisher,Inc.,USA,pp.1−36;Ricci G.et al.,“Coordination Chemistry Reviews”(2010),Vol.254,pp.661−676;Ricci G.et al.,“Cobalt:Characteristics,Compounds,and Applications”(2011),Lucas J.Vidmar Ed.,Nova Science Publisher,Inc.,USA,pp.39−81に記載される通りである。
例えば、触媒系コバルトビス−アセチルアセトネ−ト/ジ−エチルアルミニウムクロリド/水[Co(acac)2/AlEt2Cl/H2O]は、約97%の1,4−シス単位含有量を有するポリブタジエンをもたらし、またこのポリマーの工業生産に通常使用されるものであり、例えばRacanelli P.et al.,“European Polymer Journal”(1970),Vol.6,pp.751−761に記載される通りである。触媒系コバルトトリス−アセチルアセトネ−ト/メチルアルミノキサン[Co(acac)3/MAO]も、約97%の1,4−シス単位含有量を有するポリブタジエンをもたらし、例えばRicci G.et al.,“Polymer Communication”(1991),Vol.32,pp.514−517に記載される通りである。
他方で、触媒系コバルトトリス−アセチルアセトネ−ト/トリ−エチルアウミニウム/水[Co(acac)3/AlEt3/H2O]は混合1,4−シス/1,2イクイバイナリ(equibinary)構造を有するポリブタジエンをもたらし、例えばFurukawa J.et al.,“Polymer Journal”(1971),Vol.2,pp.371−378に記載される通りである。しかしながら、この触媒系は、二硫化炭素(CS2)の存在下、極めて結晶性が高いシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの工業生産工程に使用される。これらの工程に関するさらなる詳細は、例えばAshitaka H.et al.,“Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition”(1983),Vol.21,pp.1853−1860;Ashitaka H.et al.,“Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition”(1983),Vol.21,pp.1951−1972;Ashitaka H.et al.,“Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition”(1983),Vol.21,pp.1973−1988;Ashitaka H.et al.,“Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition”(1983),Vol.21,pp.1989−1995を参照のこと。
シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンを調製するための、活性が極めて高く立体特異性の触媒系は、例えばNatta G.et al.,“Chemical Communications”(1967),Issue 24,pp.1263−1265に記載のアリルコバルト錯体(η4−C46)(η5−C813)Coと例えばRicci G.et al.,“Polymer Communication”(1988),Vol.29,pp.305−307に記載されるような二硫化炭素(CS2)との組み合わせから得られる。例えば米国特許第5879805号明細書に記載されるように、このアリルコバルト錯体は単体でも1,3−ブタジエンを室温で二量化可能であるが、低温(−30℃)でしかシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンをもらたすことができず、例えばRicci G.et al.,“Polymer Communication”(1988),Vol.29,pp.305−307に記載される通りである。
シンジオタクチック1,2構造又はポリマー鎖に沿って1,4−シス及び1,2単位がランダムに分布した混合1,4−シス/1,2構造を有するポリブタジエンは、二塩化コバルト(CoCl2)又は臭化コバルト(II)(CoBR2)と有機アルミニウム化合物(例えば、アルミニウム又はアルミノキサンのアルキル化合物)との組み合わせで得られる触媒系をホスフィン(例えば、トリフェニルホスフィン)の存在下で使用して製造することもでき、例えば以下の米国特許第5879805号明細書、第4324939号明細書、第3966697号明細書、第4285833号明細書、第3498963号明細書、第3522332号明細書、第4182813号明細書、第5548045号明細書、第7009013号明細書又はShiono T.et al.,“Macromolecular Chemistry and Physics”(2002),Vol.203,pp.1171−1177、“Applied Catalysis A:General”(2003),Vol.238,pp.193−199、“Macromolecular Chemistry and Physics”(2003),Vol.204,pp.2017−2022、“Macromolecules”(2009),Vol.42,pp.7642−7643に記載される通りである。これらの触媒系で得られるポリブタジエンの位置規則性及び結晶性は、上で挙げたRicci G.et al.,“Polymer Communication”(1988),Vol.29,pp.305−307に記載の触媒系で得られるポリブタジエンのものよりずっと低かった(例えば、80〜90%の1,2単位、75〜90℃の融点(Tm))。
コバルトの様々なホスフィンとの事前に生成した錯体を含む触媒系を用いた1,3−ブタジエンの重合に関するさらなる詳細は、例えば伊国特許第1349141号明細書、第1349142号明細書、第1349143号明細書及び国際公開第2003/018649号パンフレットに記載されている。異なるホスフィンの使用は、ホスフィンの立体特性及び電子的特性がリン原子上の置換基のタイプに大きく左右されることは周知である事実に由来し、例えばDierkes P.et al.,“Journal of Chemical Society,Dalton Transactions”(1999),pp.1519−1530;van Leeuwen P.et al.,“Chemical Reviews”(2000),Vol.100,pp.2741−2769;Freixa Z.et al.,“Dalton Transactions”(2003),pp.1890−1901;Tolman C.,“Chemical Reviews”(1977),Vol.77,pp.313−348に記載される通りである。
上記のホスフィンの使用に関する文献は、メチルアルミノキサン(MAO)と組み合わせた、事前に生成したホスフィンコバルト錯体の使用がいかにしてポリブタジエンのミクロ構造を御することを可能にし、それによってコバルト原子と配位するホスフィンのタイプに応じて様々な構造のポリブタジエンが得られるかを明らかにしている。
ヒンダ−ド単座脂肪族ホスフィン(例えば、PtBu3、PiPr3、PtBu2 iPr、PtBu2Me、PiBu2Cy、PiBuCy2、PCy3、PCyp3であり、P=リン、tBu=tert−ブチル、iPr=イソプロピル、Cy=シクロヘキシル及びCyp=シクロペンチルである)とのコバルト錯体を含む触媒系を使用した1,3−ブタジエンの立体特異性重合では1,4−シス構造が優勢なポリブタジエンが得られるが、混合1,4−シス/1,2構造を有するポリブタジエンは、立体障害がより小さいホスフィン(例えば、PCy2H、PtBu2H、PEt3、PnPr3、P=リン、Cy=シクロヘキシル、tBu=tert−ブチル、Et=エチル及びnPr=n−プロピル)とのコバルト錯体を含む触媒系を使用して得られており、例えば国際公開第2003/1018649号パンフレットに記載される通りである。
高1,4−シス単位含有量(≧96%)のポリブタジエンが、二座ホスフィンとのコバルト錯体を含む触媒系[例えば、CoCl2[R2P(CH2nPR2]/MAOであり、Co=コバルト、Cl=塩素、R=メチル、エチル、フェニル、n=1又は2、P=リン及びMAO=メチルアルミノキサンである]で、コバルト原子と配位する二座ホスフィンのタイプに関係なく得られており、例えばRicci G.et al.,“Coordination Chemistry Reviews”(2010),Vol.254,pp.661−676;Ricci G.et al.,“Cobalt:Characteristics,Compounds,and Applications”(2011),Lucas J.Vidmar Ed.,Nova Science Publisher,Inc.,USA,pp.39−81に記載される通りである。
他方で、芳香族ホスフィンから選択されるリガンドとのコバルト錯体を含む触媒系[例えば、CoCl2(PRPh22/MAO(Co=コバルト、Cl=塩素、P=リン、R=メチル、n−プロピル、エチル、イソ−プロピル、シクロヘキシル、Ph=フェニル、MAO=メチルアルミノキサンである]は1,3−ブタジエンの1,2重合に関して活性が極めて高いと判明しており、例えば伊国特許第1349142号明細書、第1349143号明細書に記載の通りである。実際、それらの触媒系を使用して、本質的に1,2構造を有する(70〜90%の範囲内)ポリブタジエンが得られており、1,2単位の含有量は錯体のタイプ及び重合条件に応じて異なる。得られるポリブタジエンのタクチシティは錯体のタイプ、すなわちコバルト原子に結合したホスフィンのタイプに大きく左右されること、また13C−NMRスペクトルで求められるシンジオタクチック三連子含有量(すなわち、百分率)[(rr)%]として表されるシンジオタクチシティインデックスはリン原子に結合したアルキル基の立体要件の増加と共に上昇することも観察されている。
立体障害がより少ないヒンダードホスフィンリガンド(例えば、PMePh2、PEtPh2、PnPrPh2であり、P=リン、Me=メチル、Et=エチル、Ph=フェニル、nPr=n−プロピル)とのコバルトの系で得られる1,2ポリブタジエンは低い結晶性及び20〜50%のシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]を有すると判明しているが、立体障害がより大きいホスフィンリガンド(例えば、PiPrPh2、PCyPh2であり、P=リン、iPr=イソ−プロピル、Ph=フェニル、Cy=シクロヘキシル)を使用した触媒系で得られるポリブタジエンは結晶性であり、重合条件に応じて100〜140℃の融点(Tm)及び60〜80%のシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]を有すると判明している。
例えば伊国特許第1349141号明細書、第1349142号明細書に記載されるような、式CoCl2(PR2Ph)2/MAO(Co=コバルト、Cl=塩素、R=メチル、エチル、シクロヘキシル、Ph=フェニル、MAO=メチルアルミノキサン)を有する芳香族ホスフィンとのコバルト錯体を含む触媒系での1,3−ブタジエンの重合も研究されている。この触媒系を使用して、 本質的に1,2−ポリブタジエンが得られているが、これらのポリマーのシンジオタクチシティインデックスは、同じ重合条件下では、概して、上記の式CoCl2(PRPh22/MAOを有する芳香族ホスフィンとのコバルト錯体を含む触媒系で得られる1,2−ポリブタジエンのものより若干低いことが判明しており、実際、シンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]は15〜45%である。
より最近では、コバルトのホスフィン錯体を含む上記の触媒系を使用して成功をおさめてから、ドナー原子として窒素及び/又は酸素を含有するリガンドとのコバルト錯体を含む様々な触媒系が研究されている。
例えば、Kim J.S.et al.,“e−Polymer”(European Polymer Federation)(2006),No.27には、ビス(イミノ)ピリジン及びエチルアルミニウムセスキクロリド[Al2Et3Cl3(EASC)]リガンドとのコバルト錯体を含む触媒系での1,3−ブタジエンの重合が記載されている。この触媒系は特に活性が高いと判明しており、96.4%の1,4−シス単位含有量を有する高分子量のポリブタジエンが得られる。
高い活性及び1,4−シス選択性を特徴とする、式(サレン)Co(II)(式中、サレン=ビス(サリチルアルデヒド)エチレンジイミネート、Co=コバルト)を有するコバルト錯体及びメチルアルミノキサン(MAO)を含む触媒系が、例えばEndo K.et al.,“Journal of Polymer Science: Part A:Polymer Chemistry”(2006),Vol.44,pp.4088−4094に記載されている。
Cariou R.et al.,“Dalton Transactions”(2010),Vol.39,pp.9039−9045には、メチルアルミノキサン(MAO)と組み合わせた、ビス(ベンズイミダゾール)との一連のコバルト(II)[Co(II)]錯体の合成及びキャラクタリゼーションが記載されており、これらは1,3−ブタジエンの1,4−シス重合に関して高く選択的であると判明している。
ジベンズイミダゾールリガンドとの一連のコバルト(II)[Co(II)]錯体の合成及びキャラクタリゼーション並びにエチルアルミニウムセスキクロリド(EASC)と組み合わせた、1,3−ブタジエンを重合するためのその使用は、Appukuttan et al.,“Polymer”(2009),Vol.50,pp.1150−1158に記載されており、得られた触媒系は、高い触媒活性、また高い1,4−シス選択性(最高97%)の両方を特徴とする。
Gong D.らは、“Polymer”(2009),Vol.50,pp.6259−6264に記載されるように、2,6−ビス[1−(イミノフェニル)エチル]ピリジンリガンドとのコバルト錯体を合成し、キャラクタリゼーションを行った。これらの錯体をメチルアルミノキサン(MAO)と組み合わせて1,3−ブタジエンの重合について試験すると、MAO/Co比に応じて1,4−シス又は1,4−トランスポリブタジエンをもたらすことが可能な触媒系が得られた。モル比MAO/Co=50で作業すると、実際には本質的に1,4−トランス(約94.4%)のポリブタジエンが得られたが、モル比MAO/Co=100で作業すると、1,4−シスが優勢な(約79%)ポリブタジエンが得られた。
Appukuttan V.et al.,“Journal of Molecular Catalysis A:Chemical(2010),Vol.325,pp.84−90には、一般式:[Py(Bm−R)2]CoCl2(式中、Py=ピリジル、Bm=ベンズイミダゾリル、R=水素、メチル、ベンズイミダゾール、Co=コバルト、Cl=塩素である)を有し且つ、メチルアルミノキサン(MAO)と組み合わせると高分子量の1,4−シスポリブタジエンをもたらすことが可能な一連の錯体が記載されている。
Gong D.et al.,“Journal of Organometallic Chemistry”(2011),Vol.696,pp.1584−1590には、共触媒としてのメチルアルミノキサン(MAO)と組み合わせた一連のコバルト(II)[Co(II)]の2,6−ビス(イミノ)ピリジン錯体が記載されており、この錯体は1,3−ブタジエンの重合において比較的良好な活性を示し、77.5〜97%の範囲内で1,4−シスミクロ構造を有するポリブタジエンが得られ、また分子量及び分子量分布の両方を制御可能にする。
最後に、近年、Jie S.et al.,“Dalton Transactions”(2011),Vol.40,pp.10975−10982及びAi P.et al.,“Journal of Organometallic Chemistry”(2012),Vol.705,pp.51−58には、それぞれ3−アリールイミノメチル−2−ヒドロキシベンズアルデヒドリガンド又はNNOのリガンド(イミノ−又はアミノ−ピリジルアルコール)タイプとのコバルト錯体をベースとした触媒を含む触媒系で高1,4−シス単位含有量(>96%)を有するポリブタジエンが得られる可能性が記載されている。
ブタジエンをベースとした対称性又は非対称性のジブロック又はトリブロックポリマーも当該分野で公知であるが、これらのポリマーは本発明及び製造方法の目的である立体特異性ジブロックポリブタジエンとは、組成及びミクロ構造の両方の点で全く異なる。当該分野で公知のジブロック又はトリブロックポリマーは実際には本質的に、様々なホモポリマーの後修飾反応(例えば、グラフト)により又は試薬としてリチウムアルキルを使用したアニオン重合により又はラジカル開始剤を使用した乳化重合により得られる。これらのジブロック又はトリブロックポリマーは、異なる構造(ブタジエンのアニオン又はラジカル重合における支配的な構造であることから優勢には1,4−トランス構造である)を有するポリブタジエンブロックをポリイソプレン、スチレン又はスチレン−ブタジエンブロックと接合することから成ることが多い。特に、1,4−トランス構造を有するポリブタジエンブロックにおいて二重結合は主鎖に沿うが、本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンのシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックにおいて二重結合は主鎖の外側にあることに留意されたい。
上記のジブロック又はトリブロックポリマーに関するさらなる詳細については、例えばSzwark M.et al.,“Journal of the American Chemical Society”(1956),Vol.78,para.2656;Hsieh H.L.et al.,“Anionic polymerization:principles and practical applications”(1996),1stEd.,Marcel Dekker,New York;Lovell P.A.et al.,“Emulsion polymerization and emulsion polymers”(1997),Wiley New York;Xie H.et al.,“Journal of Macromolecular Science:Part A−Chemistry”(1985),Vol.22(10),pp.1333−1346;Wang Y.et al.,“Journal of Applied Polymer Science”(2003),Vol.88,pp.1049−1054を参照のこと。
アニオン又はラジカル重合は得られるジブロック又はトリブロックポリマーの組成の制御を可能にするものの(すなわち、存在するコモノマーの割合)、立体特異性重合で起きるものとは違ってブロックの立体規則性のタイプを十分に制御することはできないことも周知である(例えば、ブタジエンの場合、1,4−シス対1,2対1,4−トランス選択性)。
例えば、Zhang X.et al.,“Polymer”(2009),Vol.50,pp.5427−5433には、結晶化可能な高1,4−トランスポリブタジエンのブロックを含有するトリブロックポリブタジエンの合成及びキャラクタリゼ−ションが記載されている。この合成は、開始剤としてのジ(エチレングリコ−ル)エチルエーテル/トリ−イソ−ブチル−アルミニウム/−ジリチウムのバリウム塩(BaDEGEE/TIBA/DLi)の存在下でのブタジエンの逐次アニオン重合により行われた。このようにして得られたトリブロックポリブタジエンを分析すると、以下の組成:高1,4−トランス−b−低−1,4−シス−b−高1,4−トランス(HTPB−b−LCPB−b−HTPB)を示した。これらのトリブロックポリブタジエンは、結晶化可能な1,4−トランス単位の含有量が多いブロックに化学結合した1,4−シス単位含有量が少ない弾性ブロックから成った。(HTPB:LCPB:HTPB)ブロック間の比は以下の25:50:25であった。得られたトリブロックポリブタジエンHTPB−b−LCPB−b−HTPBは、1,4−トランス含有量が52.5%のLCPBブロック及び1,4−トランス含有量が55.9〜85.8%のHTPBブロックから成った。これらの値は、ブロックの立体規則性が高くないことをはっきりと示している。得られたトリブロックポリブタジエンは、約−92℃のガラス転移温度(Tg)及び、1,4−トランス含有量が>70%の時だけ、約−66℃の結晶化温度(Tc)を示した。
同様に、Zhang X.et al.,“Polymer Bulletin”(2010),Vol.65,pp.201−213には、結晶化可能な高1,4−トランスポリブタジエンのブロックを含有するトリブロックコポリマーの合成及びキャラクタリゼ−ションが記載されている。結晶化可能な高1,4−トランスポリブタジエンのブロックを含有する様々なトリブロックコポリマーが、1,3−ブタジエン(Bd)とイソプレン(Ip)又はスチレン(St)との、開始剤としてのジ(エチレングリコ−ル)エチルエーテル/トリ−イソ−ブチル−アルミニウム/−ジリチウムのバリウム塩(BaDEGEE/TIBA/DLi)の存在下での逐次アニオン重合により合成された。これらのトリブロックコポリマーの分析結果は、中−3,4−ポリイソプレン−b−高−1,4−トランス−ポリブタジエン−b−中3,4−ポリイソプレンコポリマー及びポリスチレン−b−高−1,4−トランス−ポリブタジエン−b−ポリスチレンコポリマーが高1,4−トランス単位含有量(最高含有量83%)を有するポリブタジエンのブロック、中3,4単位含有量(22〜27%の含有量)及び72〜80%の1,4(シス+トランス)単位総含有量を有するポリイソプレンのブロックを有することを示したが、ポリスチレンのブロックはアタクチックであると判明した。これらのコポリマーは約−80℃のガラス転移温度(Tg)及び約3℃の融点(Tm)を有していた。
したがって、上記から、ブタジエンをベ−スとしたジブロック又はトリブロックポリマーの立体規則性を改善/制御するために行われた様々な研究が満足なものではなかったという結論に容易に達することができる。
同じくブタジエンをベ−スとしたジブロック又はトリブロックポリマーの立体規則性を改善/制御することを目的として採用した別の方法は、遷移金属をベ−スとした配位触媒の使用であった。
これに関して、例えばNaga N.et al.“Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry”(2003),Vol.41(7),pp.939−946及び欧州特許出願公開第1013683号明細書では、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオスタチック構造を有するポリスチレンブロックを含有するブロックコポリマーを合成するための、触媒としての触媒錯体CpTiCl3/MAO(Cp=シクロペンタジエニル、Ti=チタン、Cl=塩素、MAO=メチルアルミノキサン)の使用を示した。しかしながら、このケ−スでも、ここでも重合のリビング性の喪失を原因として、ブロックコポリマーではなく、ランダムで配列が複数あるコポリマーが得られた。
Ban H.T.らは“Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry”(2005),Vol.43,pp.1188−1195において触媒錯体Cp*TiMe3/B(C653/AlR3(Cp=シクロペンタジエニル、Ti=チタン、Me=メチル、B(C653=トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、AlR3=トリアルキルアルミニウム)を使用して、またCaprio M.らは“Macromolecules”(2002),Vol.35,pp.9315−9322において同様の触媒錯体、すなわちCpTiCl3/Ti(OR4)/MAO(Cp=シクロペンタジエニル、Ti=チタン、Cl=塩素、R=アルキル、MAO=メチルアルミノキサン)を使用して、特定の重合条件下で、シンジオタクチック構造のポリスチレンブロック及び1,4−シス構造のポリブタジエンブロックを含有するマルチブロックコポリマーを得た。重合のリビング性を維持するために激烈な条件下、特には低重合温度(シンジオタクチックポリスチレンブロックの場合は−20℃、1,4−シスポリブタジエンブロックの場合は−40℃)で作業することで、Ban H,T.らは低収率で、シンジオタクチックポリスチレンブロック(シンジオタクチック単位含有量>95%)及び1,4−シスポリブタジエンブロック(1,4−シス単位含有量≒70%)を有するコポリマーを得て、このコポリマーは、シンジオタクチックポリスチレンブロックに起因すると考えられる270℃の融点(Tm)を示した。他方では、Caprio M.らが、25〜70℃の重合温度で作業して、低収率で、シンジオタクチックポリスチレン、非晶質ポリスチレン及び1,4−シス構造が優勢なポリブタジエンの配列を有するマルチブロックコポリマーを得た。しかしながら、上記の触媒錯体を使用すると最終コポリマーの組成の制御は不良であり、なによりも、目的のコポリマーを回収するために重合の最後に得られた生成物の分別を必要とする。
米国特許第4255296号明細書には、1,4−シスポリブタジエンとシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンとのブロック重合又はグラフト重合を通じて得られるポリマーを含有するポリブタジエンゴムを含む組成物が記載されており、そのミクロ構造は78〜93質量%の1,4−シス単位含有量及び6〜20質量%のシンジオタクチック1,2単位含有量を有し、このシンジオタクチック1,2−ポリブタジエンの少なくとも40質量%は結晶化され且つ0.05〜1μmの平均直径及び0.8〜10μmの平均長さを有する短繊維タイプの形態を有する。ブロック同士の接合は合成を通じてではなく1,4−シスポリブタジエン及び1,2ポリブタジエン上での後修飾反応(すなわち、グラフト重合)により行われたため、得られたポリマーは恐らくは複数の接合点を有する。すなわち、このポリマーは結果的に、立体特異性重合により得られる本発明の目的であるジブロックポリブタジエンとは全く異なり、本発明のジブロックポリブタジエンにおいて2つのブロック、すなわち1,4−シス構造のブロック及びシンジオタクチック1,2構造のブロックは1つの接合点で互いに接合され且つ相互侵入していない。
米国特許第3817968号明細書には、イクイバイナリ1,4−シス/1,2 ポリブタジエンの調製方法が記載されており、この方法は、−80〜100℃の温度で不活性雰囲気中、非水性媒体において、
(a)一般式:
Al(R)3
(式中、Rは1〜6個の炭素原子を有する線状炭化水素ラジカルを表す)を有するトリアルキルアルミニウムと
(b)式:
MoCl3(OR’)2
(式中、R’は1〜6個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルを表す)を有するジアルコキシモリブデントリクロリドとの反応(モル比(a)/(b)は6以上である)から得られる触媒の存在下でのブタジエンの重合を含む。このようにして得られたポリブタジエンは、ポリマー鎖に沿ってランダムに分布した1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有し、これは1,4−シス構造の非晶質ポリブタジエンブロックも1,2構造の結晶性ポリブタジエンブロックも存在していないことを意味している。したがって、このケ−スでも、これらのポリマーは、立体特異性重合で得られる本発明の目的であるジブロックポリブタジエンとは全く異なり、本発明のジブロックポリブタジエンにおいて、2つのブロック、すなわち1,4−シス構造のブロック及びシンジオタクチック1,2構造のブロックは1つの接合点で互いに接合され且つ相互侵入していない。
上で詳述したように、ポリブタジエンは工業的に最も広く使用されているポリマーの1つであるため(特にはタイヤ製造)、新しいポリブタジエンの研究は依然として大きな関心事である。特に、履物業界(例えば、靴のソ−ルの製造)並びに自動車及び/又はトラック用タイヤの製造の両方において有利に使用することができる1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエンの研究は極めて興味深い。
したがって、出願人は、1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造を有する立体規則性ジブロックポリブタジエンを見つけるという課題を検討した。より具体的には、出願人は、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンを見つけるという課題を検討した。
出願人は、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンの調製を、1,3−ブタジエンを、少なくとも1種のイミン窒素を含む少なくとも1種のコバルト錯体を含む触媒系の存在下、完全又は部分立体特異性重合に供し、続いて少なくとも1種の単座芳香族ホスフィン及び任意で1,3−ブタジエンを添加し、この立体特異性重合を継続することを含む方法により有利に行うことができることも発見した。特には、出願人は、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体の使用によりリビング1,4−シス構造のポリブタジエンが得られること、また単座芳香族ホスフィンの存在下での残留又は任意で添加した1,3−ブタジエンの続く立体特異性重合により上記の立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られることを発見した。さらに、出願人は、この方法だと、単座芳香族ホスフィンの追加時間又は1,3−ブタジエンの量を変更することで、得られる最終生成物の特徴に応じて、得られる立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて2つのブロック(すなわち、1,4−シス構造のブロック及びシンジオタクチック1,2構造のブロック)の長さを調節できることを発見した。出願人は、この方法だと、単座芳香族ホスフィンのタイプを変更することで、得られる最終生成物の特徴に応じて、得られる立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、シンジオタクチック1,2構造を有するブロックの結晶性[すなわち、シンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]]、結果的には融点(Tm)を調節できることも発見した。
したがって、本発明の目的は、以下の式(I):
PB1−PB2 (I)
(式中、PB1は1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックに対応し、
PB2はシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックに対応する)
を有する、本質的に1,4−トランス単位を含有しない、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンに関する。
図1は、錯体CoCl2(L2)(GL923)(実施例4)のFT−IRスペクトル(ヌジョールのバンド差引き後)を示す。 図2は、錯体CoCl2(L4)(GL924)(実施例8)のFT−IRスペクトル(ヌジョールのバンド差引き後)を示す。 図3は、実施例9のポリブタジエン(GL661)のFT−IRスペクトルを示す。 図4は、実施例11のポリブタジエン(GL962)の13C−NMRスペクトル(左)及び1H−NMRスペクトル(右)を示す。 図5Aは、実施例11のポリブタジエン(GL962)のDSC図を示す。(5A)結晶化。 図5Bは、実施例11のポリブタジエン(GL962)のDSC図を示す。(5B)溶融。 図6は、実施例12の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A2)のDSC図を示す。 図7は、実施例12の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A2)の1H−NMRスペクトルを示す。 図8は、実施例12の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A2)の13C−NMRスペクトルを示す。 図9は、実施例13のポリブタジエン(GL639)のFT−IRスペクトルを示す。 図10Aは、実施例15のポリブタジエン(G1169)のDSC図を示す。(10A)結晶化。 図10Bは、実施例15のポリブタジエン(G1169)のDSC図を示す。(10B)溶融。 図11は、実施例15のポリブタジエン(GL1169)の13C−NMRスペクトル(左)及び1H−NMRスペクトル(右)を示す。 図12Aは、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料の130℃(12A)での弾性係数(G’)を示す。 図12Bは、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料の30℃(12B)での弾性係数(G’)を示す。 図13は、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)のジブロック立体規則性ポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)の試料の温度に対する100ラド/秒での弾性係数(G’)を示す。 図14Aは、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)の試料の100ラド/秒、0.1ラド/秒での30℃(14A)での弾性係数(G’)を示す。 図14Bは、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)の試料の100ラド/秒、0.1ラド/秒での130℃(14B)での弾性係数(G’)を示す。 図15は、(a)実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料、(b)実施例18の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1136)、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料、(c)実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料、(d)実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(1131)、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料のVan Gurp−Palmen図を示す。 図16は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)のFT−IRスペクトルを示す。 図17は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)のDSC図を示す。 図18は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)の1H−NMRスペクトルを示す。 図19は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)の13C−NMRスペクトルを示す。 図20は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)のFT−IRスペクトルを示す。 図21は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の原子間力顕微鏡法(AFM)に関する。 図22は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の二次元13C−NMRスペクトルを示す。 図23は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の二次元1H−1H COSY NMRスペクトルを示す。 図24は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の1H−NMRスペクトルを示す。 図25は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の13C−NMRスペクトルを示す。 図26は、実施例18の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1136)のFT−IRスペクトルを示す。 図27は、実施例18の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1136)のDSC図を示す。 図28は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)のFT−IRスペクトルを示す。 図29は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)のDSC図を示す。 図30は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)の1H−NMRスペクトルを示す。 図31は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)の13C−NMRスペクトルを示す。 図32は、実施例20の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A5)の1H−NMRスペクトルを示す。 図33は、実施例20の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A5)の13C−NMRスペクトルを示す。 図34は、実施例20の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A5)のDSC図を示す。 図35は、重合時間に対する変換率(上)及びグラム基準での収率(下)を示す(表1の実施例21〜25)。 図36は、得られたポリブタジエン:GL694(実施例21)、GL695(実施例22)、GL696(実施例23)、GL697(実施例24)、GL698(実施例25)のFT−IRスペクトルを示す。
明細書本文及び続く請求項の目的のために、文言「立体規則性ジブロックポリブタジエン」は、異なる構造、すなわち1,4−シス構造及びシンジオタクチック1,2構造を有する2種のポリブタジエンブロックしか存在せず、単一の接合点で互いに接合され且つ相互侵入していないポリブタジエンを意味する。
明細書本文及び続く請求項の目的のために、文言「本質的に1,4−トランス単位を含有しない」は、1,4−トランス単位は、存在するとしても、立体規則性ジブロックポリブタジエン中に存在するブタジエン単位の総モル量に対して3モル%未満、好ましくは1モル%未満の量で存在することを意味する。
明細書本文及び続く請求項の目的のために、数値範囲の定義は常に、別段の定めがない限り極値を含む。
明細書本文及び続く請求項の目的のために、文言「含む(comprising」とは、「本質的に〜から成る」又は「〜から成る」という文言もその範囲に含む。
本発明の好ましい実施形態において、立体規則性ジブロックポリブタジエンは以下の特徴を有する。
・赤外分析にかけると(FT−IR)、1,4−シス及び1,2単位に典型的なバンドはそれぞれ737cm-1及び911cm-1に集まる。
13C−NMR分析にかけると、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックと1,2構造を有するポリブタジエンブロックとの間の接合点に特徴的なシグナルが30.7ppm、25.5ppm及び41.6ppmにくる。
赤外分析(FT−IR)及び13C−NMR分析は、「分析及びキャラクタリゼ−ション方法」の段落で後述する通りに行われた。
本発明のさらに好ましい実施形態において、立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、
・1,4−シス構造を有するブロックは、−100℃以下、好ましくは−104〜−113℃のガラス転移温度(Tg)、−2℃以下、好ましくは−5〜−20℃の融点(Tm)及び−25℃以下、好ましくは−30〜−54℃の結晶化温度(Tc)を有し得て、
・シンジオタクチック1,2構造を有するブロックは、−10℃以下、好ましくは−14〜−24℃のガラス転移温度(Tg)、70℃以上、好ましくは95〜140℃の融点(Tm)及び55℃以上、好ましくは60〜130℃の結晶化温度(Tc)を有し得る。
1,2構造を有するブロックの融点(Tm)及び結晶化温度(Tc)が変動する広い範囲は、重合に使用するホスフィンのタイプに応じた異なるシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]に起因すると考えられることに留意されたい[すなわち、立体規則性の度合い、言い換えるとシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]は使用する芳香族ホスフィンの立体障害の増大と共に上昇する]。
ガラス転移温度(Tg)及び融点(Tm)及び結晶化温度(Tc)はDSC熱分析(示差走査熱量測定法)により求められ、分析は「分析及びキャラクタリゼ−ション方法」の段落で後述される通りに行われた。
本発明のさらに好ましい実施形態において、本発明の立体規則性ジブロックポリブタジエンは、1.9〜2.2のMw/Mn比(Mw=重量平均分子量、Mn=数平均分子量)に対応する多分散指数(PDI)を有し得る。
多分散指数(PDI)は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィ)により求められ、分析は「分析及びキャラクタリゼ−ション方法」の段落で後述される通りに行われた。
狭い単峰性のピ−ク(すなわち、1.9〜2.2の多分散指数(PDI)の)存在は均質なポリマー種の存在を示すと同時に、2種の異なるホモポリマー(すなわち、1,4−シス及び1,2構造のホモポリマー)の存在を排除していることに留意されたい。
本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンを沸点での4時間にわたるジエチルエーテルでの連続抽出に供することで得られる単離された画分(すなわち、エーテルに可溶な抽出物及びエーテルに不溶な残留物)は常に、「発生期」の開始ポリマーのものと完全に類似した組成/構造を有することにも留意されたい。
本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンは、原子間力顕微鏡法(AFM)に供すると、1,4−シス構造のブロック及びシンジオタクチック1,2構造のブロックに関係する2つのはっきりと異なるドメインを示し、特に、これらのドメインの均質な分散は、後に登場する図21に示される通りである。
原子間力顕微鏡法(AFM)は、「分析及びキャラクタリゼ−ション方法」の段落で後述される通りに行われた。
さらに、本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンは、動的機械分析(DMA)に供すると、後に登場する図12〜14に示されるように、市販のポリブタジエン(すなわち、Versalis spaのEuroprene Neocis(登録商標)BR40及びLanxessのBuna CB 24)のものより高い弾性係数(G’)を示す。
動的機械分析(DMA)は、「分析及びキャラクタリゼ−ション方法」の段落で後述される通りに行われた。
本発明の好ましい実施形態において、本発明の立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックは、室温、静穏条件(すなわち、ストレスに供さない)では非晶質であり、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック中に存在するブタジエン単位の総モル量に対して96モル%以上、好ましくは97〜99モル%の1,4−シス含有量を有し得る。
1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックにおいて、100に対する補数、すなわち4モル%以下、好ましくは1〜3モル%の含有量は、上記の量において、1,2構造又は1,4−トランス構造(存在する場合)になり得ることに留意されたい。
本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、シンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックは、シンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]、言い換えると使用する単座芳香族ホスフィンのタイプに応じて、異なる結晶化度を有し得る。特に、結晶化度はシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]の上昇と共に上昇する。シンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]は好ましくは15%以上、好ましくは60〜80%である。
本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、同じく1,2構造を有するポリブタジエンブロックが低いシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%](すなわち、15〜20%の含有量)を特徴とし且つそれゆえに低結晶化度で偏向的に非晶質であると判明した場合、1,2単位の含有量は常に80%以上に留まることに留意されたい。
シンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]は13C−NMR分光分析により求められ、分析は「分析及びキャラクタリゼ−ション方法」の段落で後述される通りに行われた。
本発明の好ましい実施形態において、立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、 1,4−シス/1,2モル比は15:85〜80:20、好ましくは25:75〜70:30になり得る。
本発明の好ましい実施形態において、立体規則性ジブロックポリブタジエンは、100000〜800000g/モル、好ましくは150000〜600000g/モルの重量平均分子量(Mw)を有し得る。
本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンを供した分析及びキャラクタリゼ−ションでは、本発明の立体規則性ジブロックポリブタジエンが以下の特徴を有し得ることが示された。
・結晶形態で存在する場合、シンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)は、1,4−シス構造のポリブタジエンが非晶質(ソフトブロック)である条件下(すなわち、室温、静穏条件下)で、ハ−ドフィラ−としての役割を果たし得る(例えばEggers E.et al.,“Rubber Chemistry and Technology”(1996),Vol.69,No.2,pp.253−265及びこの文献中で挙げられた参考文献に記載されているようなGuth−Gold及びThomasの法則により予想される理論的傾向と比較した図13及び図14を参照のこと)。
・高温動的機械分析(DMA)(特には130℃)にかけると(図12を参照のこと)、立体規則性ジブロックポリブタジエンは、ハードブロックとソフトブロックとの相分離を特徴とする分岐系に典型的な挙動を示す。シンジオタクチック1,2構造のブロック(ハードブロック)は、実際、高温相分離において、特に低い割合で存在する場合に、温度が立体規則性ジブロックポリブタジエンの秩序−無秩序相転移温度(ODT)より低く留まる限り、主に分岐点としての役割を果たす。さらに、秩序−無秩序相転移温度(ODT)より低い温度、ましてやシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の融点(Tm)より低い温度での相分離の存在は、熱可塑性エラストマーに典型的な特性を立体規則性ジブロックポリブタジエンにもたらし[これに関しては、例えば“Thermoplastic Elastomers”(2004),3rd edition,Holden,G.,Kricheldorf.,H.R.,and Quirk,R.P.,Eds.,Hanser Publishers,Munich;I.W.Hamley,“The Physics of Block Copolymers”(1998),Hamley I.W.,Oxford University Pressの記載を参照のこと]、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック(ソフトブロック)が高い割合で存在する場合に特に明白である。
・低温動的機械分析(DMA)にかけると(すなわち、シンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の融点(Tm)より低い温度)、立体規則性ジブロックポリブタジエンは、高1,4−シス含有量の市販のポリブタジエンよりはるかに高い弾性係数(G’)を示し(図13及び図14を参照のこと)、これは主に、結晶形態で存在するシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の硬さに起因する。
本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンが高1,4−シス構造の市販のポリブタジエン及び以下の実施例に記載の通りにして得られる基準ホモポリマーの両方に対して数多くの違いを有することにも留意されたく、例えば以下の通りである。
・立体規則性ジブロックポリブタジエンの動的機械分析(DMA)に対する応答は熱レオロジ−の観点から徐々に複雑なものとなるが(例えば、立体規則性ジブロックポリブタジエン中に存在するシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の割合の上昇に伴う時間−温度換算の失敗)(様々なポリブタジエンのVan Gurp−Palmen図を示す図15を参照のこと)、これはシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の相転移(一次相転移)によるものである。この相転移により立体規則性ジブロックポリブタジエンの動的機械的特徴は温度変化に応じて大きく変化するため、最終用途にあわせて動的機械的特徴を調節することが可能になる。さらに、この相転移ひいては立体規則性ジブロックポリブタジエンの熱レオロジ−的観点からの複雑度及び一般的なその機械的性能も、立体規則性ジブロックポリブタジエン中に存在するシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックの立体規則性の調節(すなわち、シンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]の変更)だけでなくシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の分子量及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の割合の両方の調節によっても調節することができる[これらの図に関するさらなる詳細については、例えばVan Gurp M.et al.,“Rheological Bulletin”(1998),Vol.67,pp.5−8;Trinckle S.et al.,“Rheological Acta”(2001),Vol.40,pp.322−328;Trinckle S.et al.,“Rheological Acta”(2002),Vol.41,pp.103−113を参照のこと]。
・立体規則性ジブロックポリブタジエンにおける、架橋成分を立体規則性ジブロックポリブタジエンとシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の融点(Tm)より低い温度で混合することで2つのブロックのうち一方だけ(特には1,4−シス構造のポリブタジエンブロック(ソフトブロック))を選択的に架橋して(例えば、過酸化物及び/又は硫黄及び任意でアジュバント剤の存在下)シンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)における成分の分散を減少させる又は防止さえする可能性。
・1,4−シス構造を有するホモポリマーと比較して、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック(ソフトブロック)の結晶化傾向が、静穏条件下でのこのブロックの融点(Tm)より高い温度でも、外側からかかる変形作用又は応力下、分岐点として作用し且つ立体規則性ジブロックポリブタジエンの粘弾性記憶を結果的に上昇させるシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)の存在のおかげで上昇する可能性(変形によって誘発される結晶化に粘弾性記憶が及ぼすプラスの効果については、例えばCoppola S.et al.,“Macromolecules”(2001),Vol.34,pp.5030−5036を参照のこと)。この可能性は、本発明の立体規則性ジブロックポリブタジエンをエラストマーブレンド物、特にはタイヤ側壁用のエラストマーブレンドにおいて、好ましくは1,4−シスポリブタジエン及び/又は天然ゴムの存在下で使用することを可能にし得る(実際、例えばSantangelo P.G.et al.“Rubber Chemistry&Technology”(2003),Vol.76,No.4,pp.892−898に記載されるように、変形及び/又は外側からかかる応力を原因として結晶化する可能性を有するゴムがエラストマーブレンド物の耐疲労性にプラスに貢献することは文献から公知である)。
例えば当該分野で公知のポリスチレン−ポリジエンコポリマーの場合とは異なり(孤立した残存二重結合の不在により架橋剤としての硫黄単独の存在下ではポリスチレンブロックは架橋することができない)、本発明の目的である立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいては、両方のブロック(すなわち、シンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロック(ハードブロック)及び1,4−シス構造のポリブタジエンブロック(ソフトブロック)の両方)を、ジエンポリマーの架橋に関して文献で公知の手順に沿って作業して(例えば、過酸化物及び/又は硫黄及び任意でアジュバント剤の存在下)架橋できることにも留意されたい(これに関しては、例えば“Science and Technology of Rubber”(2005),Mark J.E.,Erman B.,Eirich F.R.,Eds.,3rd edition,Elsevier;“Rubber Technology”(1987),Morton M.Ed.,3rd edition,Van Nostr and Reinhold;“Rubber Compounding−Chemistry and Applications”(2004),Rodgers B.Ed.,Marcel Dekker;ASTM D3189;ASTM D3186;ISO2476:2009及びその後の更新情報に記載の内容を参照のこと)。
すでに上で述べたように、本発明は、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンの調製方法にも関する。
したがって、本発明のさらなる目的は、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンの調製方法に関し、この方法は、
1,3ブタジエンを、少なくとも1種のイミン窒素を含む少なくとも1種のコバルト錯体を含む触媒系の存在下、完全又は部分立体特異性重合に供することでリビング1,4−シス構造のポリブタジエンを得て、
少なくとも1種の単座芳香族ホスフィン及び任意で1,3−ブタジエンを添加し、その立体特異性重合を継続することで1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及び1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンを得ることを含む。
明細書本文及び続く請求項の目的のために、イミン窒素はピリジン環の一部になり得る。
本発明の好ましい実施形態において、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体は、一般式(I):
(式中、nは0又は1であり、
Yは基−CR’R’’(同じ又は異なるR’及びR’’は水素原子又は線状若しくは分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基を表す)又は任意で置換される二価芳香族基を表し、
同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基から選択され、あるいはR1及びR2は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に4〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意でヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
同じ又は異なるR3及びR4は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
あるいはR2及びR4は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
あるいはR1及びR3は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR5基又は−OR5基(R5は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
を有するコバルトのビス−イミン錯体から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態において、一般式(I)を有するコバルトのビス−イミン錯体において、
nは0であり、
同じ又は異なるR1及びR2は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基であり、
同じ又は異なるR3及びR4は任意で線状又は分岐C1−C20アルキル基、好ましくは1つ以上のメチル、エチル、イソ−プロピル、tert−ブチル基で置換されるフェニル基から選択され、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素である。
本発明のさらに好ましい実施形態において、一般式(I)を有するコバルトのビス−イミン錯体において、
nは1であり、
YはCR’R’’基(同じ又は異なるR’及びR’’は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはプロピル基である)であり、
同じ又は異なるR1及びR2は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基であり、
同じ又は異なるR3及びR4は任意で線状又は分岐C1−C20アルキル基、好ましくは1つ以上のメチル、エチル、イソ−プロピル、tert−ブチル基で置換されるフェニル基から選択され、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素である。
本発明のさらに好ましい実施形態において、一般式(I)を有するコバルトのビス−イミン錯体において、
nは0であり、
1及びR3は互いに結合して、結合している残りの原子と共にピリジンを形成し、
2は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基であり、
4は任意で線状又は分岐C1−C20アルキル基で置換されるフェニル基、好ましくは1つ以上のメチル、エチル、イソ−プロピル、tert−ブチル基で置換されるフェニル基から選択され、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素である。
本発明のさらに好ましい実施形態において、一般式(I)を有するコバルトのビス−イミン錯体において、
nは1であり、
Yは任意で置換される二価芳香族基であり、好ましくはメタ−フェニレン基であり、
同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基を表し、
同じ又は異なるR3及びR4は任意で線状又は分岐C1−C20アルキル基で置換されるフェニル基から選択され、好ましくはメチル基で置換されるフェニル基であり、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素である。
一般式(I)を有するコバルトのビス−イミン錯体に関するさらなる詳細については、その調製と共に、本願出願人名義の伊国特許出願第MI2012A002199号明細書(その内容は参考文献として本願に援用される)を参照のこと。
本発明のさらに好ましい実施形態において、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体は、一般式(Ia):
(式中、同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
3は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、あるいはR3は式:
(式中、同じ又は異なるR’及びR”は水素原子を表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択される)を有するケトイミン基を表し、
同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR4基又は−OR4基(R4は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
を有するコバルトのオキソ窒素化(oxo−nitrogenated)錯体から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態において、一般式(Ia)を有するコバルトのオキソ窒素化錯体において、
互いに同じであるR1及びR2は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基であり、
3は線状若しくは分岐C1−C20アルキル基から又は任意で線状若しくは分岐C1−C20アルキル基、好ましくは1つ以上のメチル、エチル、イソ−プロピル、tert−ブチル基で置換されるフェニル基から選択され、あるいはR3は式:
(式中、互いに同じであるR’及びR”は水素原子を表す)を有するケトイミン基を表し、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素を表す)。
一般式(Ia)を有するコバルトのオキソ窒素化錯体に関するさらなる詳細については、その調製と共に、本願出願人名義の伊国特許出願第MI2012A002201号明細書(その内容は参考文献として本願に援用される)を参照のこと。
本発明のさらに好ましい実施形態において、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体は、一般式(Ib)を有するコバルトのオキソ窒素化錯体:
(式中、同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
Yは酸素原子又は−N−R3基(R3は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択される)を表し、
あるいはYが−N−R3基を表す場合、R2及びR3は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意でヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR4基又は−OR4基(R4は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態において、一般式(Ib)を有するコバルトのオキソ窒素化錯体において、
同じ又は異なるR1及びR2は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基であり、
Yは酸素原子であり、あるいは−N−R3基(R3は線状又は分岐C1−C20アルキル基、好ましくは1つ以上のメチル、エチル、イソ−プロピル、tert−ブチル基で置換されるフェニル基から選択される)であり、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素である。
一般式(Ib)を有するコバルトのオキソ窒素化錯体に関するさらなる詳細については、その調製と共に、本願出願人名義の伊国特許出願第MI2012A002203号明細書(その内容は参考文献として本願に援用される)を参照のこと。
本発明のさらに好ましい実施形態において、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体は、一般式(Ic):
(式中、同じ又は異なるR2及びR3は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
互いに異なるR1及びR4は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基、アリールアルキル基から選択され、
あるいはR1及びR2は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
あるいはR3及びR4は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
同じ又は異なるR5、R6及びR7は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基、アリールアルキル基から選択され、
あるいはR5及びR6は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
あるいはR6及びR7は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR8基又は−OR8基(R8は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
を有するコバルトのビス−イミン−ピリジン錯体から選択することができる。
本発明の好ましい実施形態において、一般式(Ic)を有するコバルトのビス−イミン−ピリジン錯体において、
同じ又は異なるR2及びR3は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基から選択され、好ましくはメチル基であり、
同じ又は異なるR1及びR4は水素原子であり、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基、好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチル、任意で置換されるシクロアルキル基、好ましくはシクロヘキシル、任意で線状又は分岐C1−C20アルキル基、好ましくは1つ以上のイソ−プロピル、tert−ブチル基で置換されるフェニル基、アリールアルキル基、好ましくはベンジルから選択され、
同じ又は異なるR5、R6及びR7は水素原子を表し、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基、好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチルから選択され、
互いに同じであるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨード、好ましくは塩素である。
一般式(Ic)を有するコバルトのビス−イミン−ピリジン錯体に関するさらなる詳細については、その調製と共に、本願出願人名義の伊国特許出願第MI2012A002206号明細書(その内容は参考文献として本願に援用される)を参照のこと。
少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体は、本発明において、例えば単離及び精製した固形物の形態、適切な溶媒での溶媒和形態又は適切な有機若しくは無機固形物上に担持させた形態等の任意の物理的形態にあるとみなすべきであり、好ましくは顆粒又は粉末の物理的形態を有する。
本発明において、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体はin−situ、すなわち重合環境内で直接調製できることにも留意されたい。これに関し、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体は、リガンド(例えば、以下の実施例の記載通りにして得られる)、コバルトを含有する化合物[例えば、二塩化コバルト(CoCl2)]及び事前に選択した重合対象である1,3−ブタジエンを別々に導入し、重合を行う条件下で作業することで調製することができる。
本発明の好ましい実施形態において、触媒系は、炭素とは異なる元素M’の有機化合物から選択される少なくとも1種の共触媒を含むことができ、この元素M’は元素周期表の2、12、13又は14族に属する元素、好ましくはホウ素、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ガリウム、スズ、より一層好ましくはアルミニウム、ホウ素から選択される。
少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び共触媒を含む触媒系の生成は一般に、また好ましくは、不活性な液状媒体、より好ましくは炭化水素溶媒中で行われる。少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び共触媒の選択は、用いる特定の方法と同様に、例えばL.K.Johnson et al.,“Journal of the American Chemical Society”(1995),Vol.117,pp.6414−6415及びG.van Koten et al.,“Advances in Organometallic Chemistry”(1982),Vol.21,pp.151−239に記載されるようなイミンリガンドとの他の遷移金属錯体に関する当該分野の専門家が利用可能な特定の文献中の同様の記載にしたがって、分子構造及び望む結果に応じて変化し得る。
本発明のさらに好ましい実施形態において、共触媒は、一般式(II):
Al(X’)n(R63-n(II)
(式中、X’はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨ−ド、フッ素を表し、R6は線状又は分岐C1−C20アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ル基から選択され、これらの基は任意で1つ以上のケイ素又はゲルマニウム原子で置換され、nは0〜2の整数である)
を有するアルミニウムアルキルから選択することができる。
本発明のさらに好ましい実施形態において、共触媒は、元素周期表の13又は14族に属する、炭素とは異なる元素M’の有機酸素添加(organo−oxygenated)化合物、好ましくはアルミニウム、ガリウム、スズの有機酸素添加化合物から選択することができる。この有機酸素添加化合物はM’の有機化合物と定義することができ、M’は少なくとも1つの酸素原子及び1〜6個の炭素原子を有するアルキル基から成る少なくとも1つの有機基、好ましくはメチルに結合している。
本発明のさらに好ましい実施形態において、共触媒は、上述の一般式(I)、(Ia)、(Ib)又は(Ic)を有するコバルト錯体から選択される、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体と反応可能であり、σ結合した置換基X1又はX2を抽出して一方では少なくとも1種の中性化合物を、他方ではリガンドが配位した金属(Co)を含有するカチオン及び金属M’を含有する非配位有機アニオン(負電荷は多中心構造上で非局在化する)から成るイオン化合物を生成する、炭素とは異なる元素M’の有機金属化合物又は有機金属化合物の混合物から選択することができる。
本発明及び以下の請求項の目的のために、「元素周期表」とは、以下のインタ−ネットウェッブサイト:
www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table−1Jun12.pdf
に掲載されている2007年6月22日付けのIUPACバ−ジョンの「元素周期表」のことであることに留意されたい。
「二価芳香族基」とは、1つ以上の芳香環を含有する芳香族炭素環基のことである。この二価芳香族基は任意で、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、ヒドロキシル基、C1−C12アルキル基、C1−C12アルコキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基から選択される同じ又は異なる1つ以上の基で置換することができる。二価芳香族基の具体的な例は、オルト−フェニレン、メタ−フェニレン、メチルフェニレン、トリメチルフェニレン、メトキシフェニレン、ヒドロキシフェニレン、フェニルオキシフェニレン、フルオロフェニレン、クロロフェニレン、ブロモフェニレン、ニトロフェニレン、ジメチルアミノ−フェニレン、ナフチレン、フェニルナフチレン(phenylnaphthylene)、フェナントレニレン(phenanthrenylene)、アントラセニレンである。
「C1−C20アルキル基」とは、1〜20個の炭素原子を有する線状又は分岐アルキル基のことである。C1−C20アルキル基の具体的な例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、n−ノニル、n−デシル、2−ブチルオクチル、5−メチルヘキシル、4−エチルヘキシル、2−エチルヘプチル、2−エチルヘキシルである。
「任意でハロゲン化されるC1−C20アルキル基」とは、1〜20個の炭素原子を有する線状又は分岐、飽和又は不飽和の線状又は分岐アルキル基のことであり、水素原子の少なくとも1つはハロゲン原子、例えばフッ素、塩素、臭素、好ましくはフッ素、塩素で置換される。任意でハロゲン化されるC1−C20アルキル基の具体的な例は、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,2−トリクロロエチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、ペルフルオロペンチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロデシルである。
「シクロアルキル基」とは、3〜30個の炭素原子を有するシクロアルキル基のことである。シクロアルキル基は任意で、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、C1−C12アルキル基、C1−C12アルコキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基から選択される同じ又は異なる1つ以上の基で置換することができる。シクロアルキル基の具体的な例は、シクロプロピル、2,2−ジフルオロシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ヘキサメチル−シクロヘキシル、ペンタメチルシクロペンチル、2−シクロオクチルエチル、メチルシクロヘキシル、メトキシシクロヘキシル、フルオロシクロヘキシル、フェニルシクロヘキシルである。
「アリール基」とは芳香族炭素環基のことである。芳香族炭素環基は任意で、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、ヒドロキシル基、C1−C12アルキル基、C1−C12アルコキシル基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基から選択される同じ又は異なる1つ以上の基で置換することができる。アリール基の具体的な例は、フェニル、メチルフェニル、トリメチルフェニル、メトキシフェニル、ヒドロキシフェニル、フェニルオキシフェニル、フルオロフェニル、クロロフェニル、ブロモフェニル、ニトロフェニル、ジメチルアミノフェニル、ナフチル、フェニルナフチル、フェナントレン、アントラセンである。
「シクロ」とは、3〜6個の炭素原子又は4〜6個の炭素原子を含有し、任意で、窒素原子に加えて、窒素、酸素、硫黄、ケイ素、セレン、リンから選択される他のヘテロ原子を含有する環を含有する系のことである。シクロの具体的な例はピリジン、チアジアゾールである。
明細書本文及び以下の請求項の目的のために、「室温」という表現は、20〜25℃の温度のことである。
本発明の目的にとって特に有用な一般式(II)を有するアルミニウムアルキルの具体的な例は、トリ−メチル−アルミニウム、トリ−(2,3,3−トリ−メチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2,3−ジ−メチル−ヘキシル)−アルミニウム、トリ−(2,3−ジ−メチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2,3−ジ−メチル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−(2,3−ジ−メチル−ヘプチル)−アルミニウム、トリ−(2−メチル−3−エチル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−(2−メチル−3−エチル−ヘキシル)−アルミニウム、トリ−(2−メチル−3−エチル−ヘプチル)−アルミニウム、トリ−(2−メチル−3−プロピル−ヘキシル)−アルミニウム、トリ−エチル−アルミニウム、トリ−(2−エチル−3−メチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−エチル−3−メチル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−(2,3−ジ−エチル−ペンチル−アルミニウム)、トリ−n−プロピル−アルミニウム、トリ−イソ−プロピル−アルミニウム、トリ−(2−プロピル−3−メチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−イソ−プロピル−3−メチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−n−ブチル−アルミニウム、トリ−イソ−ブチル−アルミニウム(TIBA)、トリ−tert−ブチル−アルミニウム、トリ−(2−イソ−ブチル−3−メチル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−(2,3,3−トリ−メチル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−(2,3,3−トリ−メチル−ヘキシル)−アルミニウム、トリ−(2−エチル−3,3−ジ−メチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−エチル−3,3−ジ−メチル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−(2−イソ−プロピル−3,3−ジメチル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−トリ−メチルシリル−プロピル)−アルミニウム、トリ−2−メチル−3−フェニル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−エチル−3−フェニル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2,3−ジ−メチル−3−フェニル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−フェニル−プロピル)−アルミニウム、トリ−[2−(4−フルオロ−フェニル)−プロピル]−アルミニウム、トリ−[2−(4−クロロ−フェニル)−プロピル]−アルミニウム、トリ−[2−(3−イソ−プロピル−フェニル−トリ−(2−フェニル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(3−メチル−2−フェニル−ブチル)−アルミニウム、トリ−(2−フェニル−ペンチル)−アルミニウム、トリ−[2−(ペンタ−フルオロ−フェニル)−プロピル]−アルミニウム、トリ−(2,2−ジフェニル−エチル]−アルミニウム、トリ−(2−フェニル−メチル−プロピル)−アルミニウム、トリ−ペンチル−アルミニウム、トリ−ヘキシル−アルミニウム、トリ−シクロヘキシル−アルミニウム、トリ−オクチル−アルミニウム、ジ−エチル−アルミニウムヒドリド、ジ−n−プロピル−アルミニウムヒドリド、ジ−n−ブチル−アルミニウムヒドリド、ジ−イソ−ブチル−アルミニウムヒドリド(DIBAH)、ジ−ヘキシル−アルミニウムヒドリド、ジ−イソ−ヘキシル−アルミニウムヒドリド、ジ−オクチル−アルミニウムヒドリド、ジ−イソ−オクチル−アルミニウムヒドリド、エチル−アルミニウムジ−ヒドリド、n−プロピル−アルミニウムジ−ヒドリド、イソ−ブチル−アルミニウムジ−ヒドリド、ジエチルアルミニウムクロリド(DEAC)、モノ−エチル−アルミニウムジクロリド(EADC)、ジ−メチル−アルミニウムクロリド、ジ−イソ−ブチル−アルミニウムクロリド、イソ−ブチル−アルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド(EASC)並びに炭化水素置換基の1つが水素原子により置換された対応する化合物及び炭化水素置換基の1つ又は2つがイソ−ブチル基で置換された対応する化合物である。ジ−エチルアルミニウムクロリド(DEAC)、モノ−エチル−アルミニウムジクロリド(EADC)、エチルアルミニウムセスキクロリド(EASC)が特に好ましい。
本発明の触媒重合系の生成に使用する場合、一般式(II)を有するアルミニウムアルキルを好ましくは、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体と、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体中に存在するコバルトと一般式(II)を有するアルミニウムアルキル中に存在するアルミニウムとのモル比が5〜5000、好ましくは10〜1000となるような比で接触させることができる。少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び一般式(II)を有するアルミニウムアルキルを互いに接触させる順序は特に重要ではない。
一般式(II)を有するアルミニウムアルキルに関するさらなる詳細については国際公開第2011/061151号パンフレットを参照のこと。
本発明の特に好ましい実施形態において、有機酸素添加化合物は、一般式(III):
(R72−Al−O−[−Al(R8)−O−]p−Al−(R92(III)
(式中、同じ又は異なるR7、R8及びR9は、水素原子、ハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨ−ド、フッ素を表し、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ル基から選択され、これらの基は任意で1つ以上のケイ素又はゲルマニウム原子により置換され、pは0〜1000の整数である)
を有するアルミノキサンから選択することができる。
公知のように、アルミノキサンはAl−O−Al結合(O/Al比は可変である)を有する化合物であり、例えば制御された条件下でのアルミニウムアルキル又はアルミニウムアルキルハライドと水又は例えばアルミニウムトリメチルと硫酸アルミニウム六水和物、硫酸銅五水和物又は硫酸鉄五水和物との反応の場合のように利用可能な所定の量の水を含有する他の化合物との反応により、当該分野で公知の方法により得ることができる。
アルミノキサン、特にメチルアルミノキサン(MAO)は、公知の有機金属化学工程、例えばアルミニウムトリメチルの硫酸アルミニウム水和物のヘキサン懸濁液への添加により得ることができる化合物である。
本発明の触媒重合系の生成に使用する場合、一般式(III)を有するアルミノキサンを好ましくは、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体と、一般式(III)を有するアルミノキサン中に存在するアルミニウム(Al)と少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体中に存在するコバルトとのモル比が10〜10000、好ましくは100〜5000となるような比で接触させることができる。少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び一般式(III)を有するアルミノキサンを互いに接触させる順序は特に重要ではない。
一般式(III)を有する上記の好ましいアルミノキサンに加えて、本発明の化合物の定義にはガロキサン(一般式(III)において、アルミニウムの代わりにガリウムが存在する)及びスタノキサン(一般式(III)において、アルミニウムの代わりにスズが存在する)を含めることができ、その共触媒としての、メタロセン錯体の存在下でのオレフィンの重合における使用は公知である。ガロキサン及びスタノキサンに関するさらなる詳細については、例えば米国特許第5128295号明細書及び第5258475号明細書を参照のこと。
本発明の目的にとって特に有用な一般式(III)を有するアルミノキサンの具体的な例は、メチルアルミノキサン(MAO)、エチル−アルミノキサン、n−ブチル−アルミノキサン、テトラ−イソ−ブチル−アルミノキサン(TIBAO)、tert−ブチル−アルミノキサン、テトラ−(2,4,4−トリ−メチル−ペンチル)−アルミノキサン(TIOAO)、テトラ−(2,3−ジ−メチル−ブチル)−アルミノキサン(TDMBAO)、テトラ−(2,3,3−トリ−メチル−ブチル)−アルミノキサン(TTMBAO)である。メチルアルミノキサン(MAO)が特に好ましい。
一般式(III)を有するアルミノキサンに関するさらなる詳細については、国際公開第2011/061151号パンフレットを参照のこと。
本発明の好ましい実施形態において、前述の化合物又は化合物の混合物は、アルミニウム及び特にはホウ素の有機化合物から選択することができ、例えば、以下の一般式(IV)、(V)又は(VI):
[(RCW4-W]・[B(RD4-;B(RD3;Al(RD3;B(RD3P;[Ph3C]+・[B(RD4-(IV)
[(RC3PH]+・[B(RD4-(V)
[Li]+・[B(RD4-;[Li]+・[Al(RD4-(VI)
(式中、wは0〜3の整数であり、各基RCは独立して1〜10個の炭素原子を有するアルキル基又はアリ−ル基を表し、各基RDは独立して6〜20個の炭素原子を有する部分的に又は完全に(好ましくは完全に)フッ素化されたアリ−ル基を表し、Pは任意で置換されるピロ−ルラジカルを表す)
で表されるものである。
本発明の触媒重合系の生成に使用する場合、一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物を好ましくは、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体と、一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物中に存在する金属(M’)と少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体中に存在するコバルトとのモル比が0.1〜15、好ましくは0.5〜10、より好ましくは1〜6となるような比で接触させることができる。少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物を互いに接触させる順序は特に重要ではない。
一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物は、特には上記の一般式(I)、(Ia)、(Ib)又は(Ic)中のX1及びX2がアルキルとは異なる場合、一般式(III)を有するアルミノキサン、例えばメチルアルミノキサン(MAO)又は好ましくは一般式(II)を有するアルミニウムアルキル、より好ましくは1〜8個の炭素原子を各アルキル残基中に有するアルミニウムトリアルキル、例えばトリ−メチル−アルミニウム、トリ−エチル−アルミニウム、トリ−イソ−ブチルアルミニウム(TIBA)と組み合わせて使用しなくてはならない。
一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物を使用する場合の本発明の触媒重合系の生成に一般的に使用する方法の例を、定性的にスキ−ム化して以下にまとめたが、これらは本発明の全体の範囲をいかなる形でも限定しない。
(m1)上記の一般式(I)、(Ia)、(Ib)又は(Ic)を有するコバルト錯体から選択される、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体(X1及びX2の少なくとも1つはアルキル基である)と一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する少なくとも1種の化合物又は化合物の混合物(カチオンは前出のアルキル基と反応して中性化合物を生成可能であり、アニオンはかさばり、配位せず、また負電荷を非局在化可能である)との接触。
(m2)上記の一般式(I)、(Ia)、(Ib)又は(Ic)を有するコバルト錯体から選択される、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体とモル過剰10/1〜300/1で使用する一般式(II)を有する少なくとも1種のアルミニウムアルキル、好ましくはアルミニウムトリアルキルとの反応とそれに続く一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物から選択される強ルイス酸、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロンとのほぼ化学量論量又はコバルト(Co)に対して若干過剰な量での反応。
(m3)上記の一般式(I)、(Ia)、(Ib)又は(Ic)を有するコバルト錯体から選択される、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体と、モル過剰10/1〜1000/1、好ましくは100/1〜500/1の、式AlR’’’m3-m(式中、R’’’は線状又は分岐C1−C8アルキル基又はその混合物であり、Zはハロゲン、好ましくは塩素又は臭素であり、mは1〜3の10進数である)で表される少なくとも1種のアルミニウムトリアルキル又はアルキルアルミニウムハライドとの接触及び反応とそれに続く、そのようにして得られた組成物への、一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する少なくとも1種の化合物又は化合物の混合物の、一般式(IV)、(V)若しくは(VI)を有する化合物若しくは化合物の混合物又は一般式(IV)、(V)若しくは(VI)を有する化合物若しくは化合物の混合物のアルミニウムと少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体のコバルトとの比が0.1〜15、好ましくは1〜6となるような量での添加。
以下の出版物中(その内容は参考文献として本願に援用される)のイオン性メタロセン錯体の生成に言及しながらではあるが、本発明による、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体との反応によりイオン触媒系の生成が可能な一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物の例について説明する:
W.Beck et al.,“Chemical Reviews”(1988),Vol.88,pp.1405−1421;
S.H.Stares,“Chemical Reviews”(1993),Vol.93,pp.927−942;
欧州特許出願公開第277003号明細書;第495375号明細書;第520732号明細書;第427697号明細書;第421659号明細書;第418044号明細書;
国際公開第92/00333号パンフレット、第92/05208号パンフレット。
本発明の目的にとって特に有用な、一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物の具体的な例は、トリ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−トトリ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−アルミネ−ト、トリブチルアンモニウム−テトラキス−[(3,5−ジ−(トリフルオロフェニル)]−ボレ−ト、トリブチルアンモニウム−テトラキス−(4−フルオロフェニル)]−ボレ−ト、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−ト、N,N−ジ−メチル−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−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−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)−アルミネ−ト、ジ−(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−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−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−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)−アルミネ−ト、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフェニル)−アルミニウム又はこれらの混合物である。テトラキス−ペンタフルオロフェニル−ボレ−トが好ましい。
明細書本文及び続く請求項の目的のために、「モル」及び「モル比」という語は分子から成る化合物、また原子及びイオンに言及する際に使用され、後者の場合、科学的により正しいとしても、グラム原子又は原子比の語を省略している。
具体的な実際の要件に合うように触媒系を適合させるために、上記の触媒系には他の添加剤又は成分を任意で添加することができる。したがって、このようにして得られた触媒系は、本発明の範囲に含まれるとみなされるべきである。上記の触媒系の調製及び/又は調合に添加することができる添加剤及び/又は成分は、例えば不活性溶媒、例えば脂肪族及び/若しくは芳香族炭化水素;脂肪族及び/若しくは芳香族エーテル;例えば非重合性オレフィンから選択される弱配位性添加剤(例えば、ルイス塩基);立体障害又は電子的に弱いエーテル;ハロゲン化剤、例えばハロゲン化ケイ素、ハロゲン化炭化水素、好ましくは塩素化物;又はこれらの混合物である。
上ですでに詳述したように、触媒系は当該分野で公知の方法にしたがって調製することができる。
例えば、触媒系を別々に(事前に生成)調製してから重合環境に導入することができる。これに関し、触媒系は、少なくとも1種のイミン窒素を含む少なくとも1種のコバルト錯体を少なくとも1種の共触媒と、任意で上記のものから選択した他の添加剤又は成分の存在下、溶媒(例えば、トルエン、ヘプタン)の存在下、20〜60℃の温度で、10秒〜10時間、好ましくは30秒〜5時間にわたって反応させることで調製することができる。触媒系の調製に関するさらなる詳細については、後出の実施例を参照のこと。
あるいは、触媒系をin−situ、すなわち重合環境内で直接、調製することができる。これに関し、この触媒系は、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体、共触媒及び重合対象である1,3−ブタジエンを別々に導入し、重合を行う条件下で作業することで調製することができる。
本発明の目的である方法の目的のために、触媒系は、好ましくは酸化ケイ素及び/又は酸化アルミニウム(例えば、シリカ、アルミナ、シリコアルミネート)から成る不活性な固形物上に担持させることもできる。触媒系の担持には公知の担持技法を用いることができ、概して、適切な不活性液状媒体中での、任意で200℃より高い温度まで加熱することで活性化させた担体と本発明の目的である触媒系の成分(すなわち、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び共触媒)の一方又は両方との接触を含む。本発明の目的にとって、両方の成分を担持させる必要はない。これは少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体のみ又は共触媒が担体の表面上に存在できるからである。後者の場合は、表面上にない成分を続いて、担持させた成分に、重合に関して活性な触媒が生成される瞬間に接触させる。
少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及びこれをベースとした触媒系(これらは、後者の官能化及び固形物と少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体との間での共有結合の形成により固形物に担持されている)も本発明の範囲に含まれる。
本発明の目的である方法で使用することができる、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体及び共触媒の量は、行う重合工程に応じて異なる。この量は、いずれのケースであっても、上記の値内に含まれる、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体中に存在するコバルトと共触媒中に存在する金属(例えば、共触媒を一般式(II)を有するアルミニウムアルキル又は一般式(III)を有するアルミノキサンから選択する場合はアルミニウム、共触媒を一般式(IV)、(V)又は(VI)を有する化合物又は化合物の混合物から選択する場合はホウ素)とのモル比が得られるようなものである。
本発明の好ましい実施形態において、単座芳香族ホスフィンは、一般式(VII):
P(R)m(Ph)n(VII)
(式中、Rは任意で置換される線状又は分岐C1−C16、好ましくはC1−C8アルキル基、C3−C16、好ましくはC3−C8シクロアルキル基、任意で置換されるアリル基、フェニルから選択され、
Phは任意で置換されるフェニルであり、
互いに異なるm及びnは1又は2であり、m+n=3である)
を有する芳香族ホスフィンから選択することができる。
本発明の好ましい実施形態において、単座芳香族ホスフィンは、シクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)、イソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)、メチル−ジフェニルホスフィン(PMePh2)、エチル−ジフェニルホスフィン(PEtPh2)、n−プロピル−ジフェニルホスフィン(PnPrPh2)、ジ−メチル−フェニルホスフィン(PMe2Ph)、ジエチル−フェニルホスフィン(PEt2Ph)、ジシクロヘキシル−フェニルホスフィン(PCy2Ph)、トリ−フェニルホスフィン(PPh3)から選択することができる。シクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)、イソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)が好ましい。
立体障害が大きい単座芳香族ホスフィン(例えば、円錐角(θ)153°を有するシクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)、円錐角(θ)150°を有するイソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2))を使用する場合は、1,2構造を有するポリブタジエンブロックがより高い結晶化度を有し、すなわち50%、好ましくは60〜80%のシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]を有し、また70℃以上、好ましくは95〜140℃の融点(Tm)を有する立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られ、立体障害が小さい単座芳香族ホスフィン(例えば、円錐角(θ)136°を有するメチル−ジフェニルホスフィン(PMePh2)、円錐角(θ)141°を有するエチル−ジフェニルホスフィン(PEtPh2)、円錐角(θ)142°を有するn−プロピル−ジフェニルホスフィン(PnPrPh2)、円錐角(θ)127°を有するジメチル−フェニルホスフィン(PMe2Ph)、円錐角(θ)136°を有するジエチル−フェニルホスフィン(PEt2Ph))を使用する場合は、1,2構造を有するポリブタジエンブロックがより低い結晶化度を有し、すなわち50%以下、好ましくは30〜40%のシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]を有し、また50〜70℃の融点(Tm)を有する立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られることに留意されたい。円錐角(θ)は、Tolman C.A.,“Chemical Reviews”(1977),Vol.77,pp.313−348に記載のものである。
本発明の好ましい実施形態において、この方法は例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン又はこれらの混合物等の飽和脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン又はこれらの混合物等の飽和シクロ脂肪族炭化水素;1−ブテン、2−ブテン又はこれらの混合物等のモノ−オレフィン;ベンゼン、トルエン、キシレン又はこれらの混合物等の芳香族炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、ペルクロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン又はこれらの混合物等のハロゲン化炭化水素から選択される不活性な有機溶媒の存在下で行うことができる。溶媒は好ましくは不飽和脂肪族炭化水素から選択される。
あるいは、この方法を、溶媒として、同じ重合対象である1,3−ブタジエンを使用し、「バルク法」として知られる方法で行うことができる。
本発明の好ましい実施形態において、不活性有機溶媒中で重合する1,3−ブタジエンの濃度は、1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒との混合物の総質量に対して5〜50質量%、好ましくは10〜20質量%になり得る。
本発明の好ましい実施形態において、この方法は、−70〜+120℃、好ましくは−20〜+100℃の温度で行うことができる。
圧力に関する限り、混合物の成分が重合される圧力で作業することが好ましく、この圧力は採用する重合温度に応じて異なる。
本方法は、連続的に又はバッチで行うことができる。
本発明及びその実際の実施形態をより深く理解できるように、添付の図を参照しながら以下に幾つかの例示的であり且つ非限定的な実施例を挙げる。
図1は、錯体CoCl2(L2)(GL923)(実施例4)のFT−IRスペクトル(ヌジョールのバンド差引き後)を示す。
図2は、錯体CoCl2(L4)(GL924)(実施例8)のFT−IRスペクトル(ヌジョールのバンド差引き後)を示す。
図3は、実施例9のポリブタジエン(GL661)のFT−IRスペクトルを示す。
図4は、実施例11のポリブタジエン(GL962)の13C−NMRスペクトル(左)及び1H−NMRスペクトル(右)を示す。
図5A及び5Bは、実施例11のポリブタジエン(GL962)のDSC図を示す。(5A)結晶化、(5B)溶融。
図6は、実施例12の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A2)のDSC図を示す。
図7は、実施例12の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A2)の1H−NMRスペクトルを示す。
図8は、実施例12の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A2)の13C−NMRスペクトルを示す。
図9は、実施例13のポリブタジエン(GL639)のFT−IRスペクトルを示す。
図10A及び10Bは、実施例15のポリブタジエン(G1169)のDSC図を示す。(10A)結晶化、(10B)溶融。
図11は、実施例15のポリブタジエン(GL1169)の13C−NMRスペクトル(左)及び1H−NMRスペクトル(右)を示す。
図12A及び12Bは、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料の130℃(12A)及び30℃(12B)での弾性係数(G’)を示す。
図13は、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)のジブロック立体規則性ポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)の試料の温度に対する100ラド/秒での弾性係数(G’)を示す。
図14A及び14Bは、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)の試料の100ラド/秒、0.1ラド/秒での30℃(14A)及び130℃(14B)での弾性係数(G’)を示す。
図15は、(a)実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料、(b)実施例18の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1136)、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料、(c)実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料、(d)実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(1131)、実施例15の基準ポリブタジエン(G1169)並びに基準ポリブタジエンEuroprene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)の試料のVan Gurp−Palmen図を示す。
図16は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)のFT−IRスペクトルを示す。
図17は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)のDSC図を示す。
図18は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)の1H−NMRスペクトルを示す。
図19は、実施例16の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1131)の13C−NMRスペクトルを示す。
図20は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)のFT−IRスペクトルを示す。
図21は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の原子間力顕微鏡法(AFM)に関する。
図22は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の二次元13C−NMRスペクトルを示す。
図23は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の二次元1H−1H COSY NMRスペクトルを示す。
図24は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の1H−NMRスペクトルを示す。
図25は、実施例17の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)の13C−NMRスペクトルを示す。
図26は、実施例18の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1136)のFT−IRスペクトルを示す。
図27は、実施例18の立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1136)のDSC図を示す。
図28は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)のFT−IRスペクトルを示す。
図29は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)のDSC図を示す。
図30は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)の1H−NMRスペクトルを示す。
図31は、実施例19の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A4)の13C−NMRスペクトルを示す。
図32は、実施例20の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A5)の1H−NMRスペクトルを示す。
図33は、実施例20の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A5)の13C−NMRスペクトルを示す。
図34は、実施例20の立体規則性ジブロックポリブタジエン(A5)のDSC図を示す。
図35は、重合時間に対する変換率(上)及びグラム基準での収率(下)を示す(表1の実施例21〜25)。
図36は、得られたポリブタジエン:GL694(実施例21)、GL695(実施例22)、GL696(実施例23)、GL697(実施例24)、GL698(実施例25)のFT−IRスペクトルを示す。
試薬及び材料
本発明の以下の実施例で使用した試薬及び材料を、任意の前処理及びそれらの供給業者と共に以下に一覧にして示す。
アニリン(Aldrich):減圧下で蒸留し不活性雰囲気中で保存
二塩化コバルト(CoCl2)(Strem Chemicals):そのままで使用
テトラヒドロフラン(THF)(Carlo Erba、RPE):カリウム/ベンゾフェノン上で還流温度で維持し、次に窒素下で蒸留
ギ酸(85%)(Carlo Erba、RPE):そのままで使用
2,4−ペンタンジオン(Aldrich):そのままで使用
2,3−ブタンジオン(Aldrich):そのままで使用
2−tert−ブチルアニリン(Aldrich):減圧下で蒸留し、不活性雰囲気中で保存又はそのままで使用
2,6−ジ−イソ−プロピルアニリン(Aldrich):減圧下で蒸留し、不活性雰囲気中で保存又はそのままで使用
ベンゼン(Aldrich):そのままで使用
シクロヘキシルアミン(Aldrich):そのままで使用
2,6−ジアセチルピリジン(Aldrich):そのままで使用
トルエン(Aldrich):純粋、≧99.5%、不活性雰囲気中、ナトリウム(Na)上で蒸留
ペンタン(Aldrich):純粋、≧99.5%、不活性雰囲気中、ナトリウム(Na)上で蒸留
メチルアルミノキサン(MAO)(10質量%のトルエン溶液)(Aldrich):そのままで使用
ジエチルエーテル(Carlo Erba、RPE):そのままで使用
クロロホルム(Carlo Erba、RPE):そのままで使用
1,3−ブタジエン(Air Liquide):純粋、≧99.5%、各製造前に容器から蒸発させ、モレキュラーシーブを充填したカラムに通すことで乾燥させ、−20℃まで予冷したリアクタ内で凝結
37%の塩酸水溶液(Aldrich):そのままで使用
炭酸ナトリウム(Na2CO3)(Aldrich):そのままで使用
メタノール(Carlo Erba、RPE):マグネシウム(Mg)上での蒸留により無水化又はそのままで使用
ジクロロメタン(≧99%)(Aldrich):不活性雰囲気中、五酸化二リン(P25)上で蒸留又はそのままで使用
重水素化テトラクロロエタン(C22Cl4)(Acros):そのままで使用
重水素化クロロホルム(CDCl3)(Acros):そのままで使用
イソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)(Strem Chemicals):そのままで使用
シクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)(Strem Chemicals):そのままで使用
分析及びキャラクタリゼーション方法
以下の分析及びキャラクタリゼーション方法を用いた。
元素分析
(a)Coの測定
本発明の目的のために使用するコバルト錯体中のコバルト(Co)の質量を測定するために、窒素流下のドライボックス内で精確に秤量した約30〜50mgの試料のアリコートを約30mlの白金製るつぼに、1mlの40%フッ化水素酸(HF)、0.25mlの96%硫酸(H2SO4)及び1mlの70%硝酸(HNO3)の混合物と共に入れた。次に、るつぼをプレート上で加熱し、温度を、白色の硫酸煙霧が生じる温度(約200℃)まで上昇させた。このようにして得られた混合物を室温(20〜25℃)まで冷却し、1mlの70%硝酸(HNO3)を添加し、次に混合物を煙霧が再度生じるまで加熱した。この手順をさらに2回繰り返すと、澄んだほぼ無色の溶液が得られた。次に、1mlの硝酸(HNO3)及び約15mlの水を低温添加し、次に混合物を80℃まで約30分間にわたって加熱した。このようにして調製した試料をミリQ純度を有する水で質量約50g(精確に秤量)まで希釈することで溶液を得て、この溶液に対して、分析機器による測定を、ICP−OES(光学的検出プラズマ)Thermo Optek IRIS Advantage Duo分光計を使用して、既知の濃度の溶液と比較することで行った。これを目的として、較正曲線を各分析物について、0〜10ppmの範囲内で、質量基準での認証溶液の希釈で得られる既知の力価を有する溶液を測定することで用意した。
上述した通りに調製した試料溶液を再度、基準として使用するものに近い濃度が得られるように秤量することで希釈してから分光光度分析を行った。全ての試料を二重に調製した。二重に行った試験の単一データの平均値に対する差が2%を超えないならば、結果は許容範囲内にあるとみなした。
(b)塩素の測定
これを目的として、本発明の目的のために使用するコバルト錯体の試料(約30〜50mg)を、100mlのガラス容器に、窒素流下のドライボックス内で精確に秤量した。2gの炭酸ナトリウム(Na2CO3)及び、ドライボックス外で、50mlのミリQ水を添加した。混合物をプレート上で沸点まで、磁気撹拌しながら約30分間にわたって温度を上昇させた。これを冷却し、希硫酸(H2SO4)1/5を反応が酸性になるまで添加し、混合物を、電位差滴定装置を使用して硝酸銀(AgNO3)0.1Nで滴定した。
(c)炭素、水素及び窒素の測定
本発明の目的のために使用するコバルト錯体、また本発明の目的のために使用するリガンドにおける炭素、水素及び窒素の測定を、Carlo Erbaオートマチックアナライザモデル1106を使用して行った。
13C−HMR及び1H−HMRスペクトル
13C−HMR及び1H−HMRスペクトルを、核磁気共鳴スペクトロメータモデルBruker Avance 400により、103℃の重水素化テトラクロロエタン(C22Cl4)及び内標準としてのヘキサメチルジシロキサン(HDMS)又は25℃の重水素化クロロホルム(CDCl3)及び内標準としてのテトラメチルシラン(TMS)を使用して記録した。ポリマー溶液の総質量に対して10質量%の濃度を有するポリマー溶液をこの目的に使用した。
ポリマーのミクロ構造、すなわち1,4−シス単位含有量(%)、1,2単位含有量(%)及びシンジオタクチック三連子含有量[(rr)(%)]を、Mochel,V.D.,“Journal of Polymer Science Part A−1:Polymer Chemistry”(1972),Vol.10,Issue 4,pp.1009−1018により文献に記載のものに基づいて上記のスペクトルの分析により求めた。
二次元13C−NMRスペクトル
二次元13C−NMRスペクトルを、核磁気共鳴スペクトロメータモデルBruker Avance 400により、103℃の重水素化テトラクロロエタン(C22Cl4)及び内標準としてのヘキサメチルジシロキサン(HDMS)を使用して記録した。ポリマー溶液の総質量に対して10質量%の濃度を有するポリマー溶液をこの目的に使用した。
シグナルの帰属決定を、長期プロトン−炭素相関の確立を可能にする二次元HSQC(異核間単一量子相関)及びHMBC(異核間多結合相関)NMR技法により行った(1H−13C長期相関)。
例えば、後に登場する図22は、実施例17で得られた立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)に関して得られたスペクトルを示し、以下のシグナル:30.7ppm、25.5ppm、41.6ppmを有した(図Aを参照のこと)。
さらに、二次元1H−1H COSY(相関分光法)NMR技法により、各ブロックの内側にある1,4−シス及び1,2単位に帰属させることができるものとは「異なる」隣接する1,4−シス及び1,2単位(すなわち、*で示す接合単位)のプロトンの化学シフトの同定が可能になった。この1H−1H COSY技法で得られたデータを上記のHSQC及びHMBC技法で得られたデータとをクロスさせることで、異なる単位間での接合点に関するシグナルを同定することが可能であった。例えば、後に登場する図23は、実施例17で得られた立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)に関して得られたスペクトルを示す。
I.R.スペクトル
I.R.スペクトル(FT−IR)を、Thermo Nicolet Nexus 670及びBruker IFS 48分光光度計により記録した。
本発明で使用するリガンドのI.R.スペクトル(FT−IR)を、分析対象であるリガンドを無水臭化カリウム(KBr)(KBrのディスク)又はヌジョール懸濁液に分散させることで得た。
本発明で使用するコバルト錯体のI.R.スペクトル(FT−IR)を、分析対象であるコバルト錯体を無水臭化カリウム(KBr)(KBrのディスク)又はヌジョール懸濁液に分散させることで得た。
ポリマーのI.R.スペクトル(FT−IR)を、臭化カリウム(KBr)のタブレット上のポリマー膜から得た。ポリマー膜は、分析対象であるポリマーの高温o−ジクロロベンゼン溶液を堆積させることで得た。分析したポリマー溶液の濃度は、ポリマー溶液の総質量の10質量%に等しかった。
熱分析(DSC)
得られたポリマーの融点(Tm)、ガラス転移温度(Tg)及び結晶化温度(Tc)を求めるために、DSC(示差走査熱量測定法)熱分析をTA Instrumentsの示差走査熱量計DSC Q1000を使用して行った。
標準DSC(示差走査熱量測定法−DSC STD)熱分析では、等温条件又は測定範囲全体におよぶ一定の温度変動を用いることを想定している。これらの条件下で、様々な変態の解釈又は一部の工程及びそれらの工程に関わるエネルギーの定量化は複雑なことが多く、時には不可能である。これらの難点を解決するために、温度変調示差走査熱量測定法(TMDSC)を導入した。この技法では、変調と称される時間に対する変動を古典的な温度プロファイルに適用する。したがって、DSC STDとTMDSCとの基本的な違いは温度の単純な線形変化に重ね合わせた変調温度プロファイルの適用にあり、結果的に瞬間加熱速度は連続的に変動する。これは熱容量(Cp)等の加熱速度の変動に関わる現象によってもたらされるヒートフローに寄与するもの(すなわち、リバーシングヒートフロー)の同定及び解析を可能にする。トータルヒートフロー(一定速度で測定)及びリバーシングヒートフローとの差により、熱容量に関係しない現象によってもたらされる寄与分(すなわち、ノンリバーシングヒートフロー)を分離することができる。
実際には、この分離は、以下の方程式:
dH/dt=Cp(dT/dt)+f(T、t)
(式中、
dH/dtはトータルヒートフローであり、
Cpは熱容量であり、
(dT/dt)は加熱速度であり、
Cp(dT/dt)はリバーシングヒートフローであり、
f(T、t)はノンリバーシングヒートフローである)
にしたがって同じ温度範囲内で起きるガラス転移/溶融/結晶化タイプの過程を区別可能であることから成る。
これらの理由から、結晶化現象をガラス転移温度(Tg)から区別できるように温度変調示差走査熱量測定法(TMDSC)を冷却サイクル中に適用する以下の熱サイクルを適用した。
生成物が温度を原因として劣化しないように、サイクルを繰り返した(Tmax=155℃)。
これを目的として、試料に適用した熱サイクルは以下の通りであった(T=温度、V=走査速度):
・試料のコンディショニング:標準的な走査でのT=25℃からT=155℃へのv=10℃/分での加熱とそれに続くTMDSC(すなわち変調DSC)でのT=155℃からT=−130℃へのv=3℃/分、±−0.47℃での60秒毎の変調(第1サイクル);
T=−130℃からT=155℃へのv=10℃/分での続く加熱(標準的な走査)(第2サイクル);
試料のT=155℃での2分間にわたる維持とそれに続く第1サイクルと同じ手順での冷却(TMDSC)(第3サイクル);
第2サイクルと同じ手順でのT=−130℃からT=155℃へのテール加熱(標準的な走査)(第4サイクル)
分子量の測定
得られたポリマーの分子量(MW)の測定を、以下の条件:
Agilent 1100ポンプ;
I.R.Agilent 1100検出装置;
PL Mixed−Aカラム;
溶媒/溶離液:テトラヒドロフラン(THF);
流量:1ml/分;
温度:25℃;
分子質量計算:ユニバーサルキャリブレーション法
で操作するGPC(ゲル浸透クロマトグラフィ)で行った。
w/Mn比(Mn=数平均分子量)に対応する重量平均分子量(Mw)及び多分散指数(PDI)を報告する。
原子間力顕微鏡法(AFM)
これを目的として、分析対象である立体規則性ジブロックポリブタジエンの薄膜を、クロロホルム又はトルエン中の立体規則性ジブロックポリブタジエン溶液をシリコン基板上にスピンコーティングして堆積することで用意した。
分析を、N−MDTのNTEGRAスペクトル原子間力顕微鏡(AFM)を使用して、動的接触を伴うことなく行った(非接触モード又はタッピングモード)。薄膜表面の走査中、チップの振動の振幅における変化が薄膜の表面に関する形態情報をもたらす(HEIGHT IMAGE:凹凸像)。さらに、チップの振動の位相変化を、薄膜表面上に存在する異なるタイプの材料(材料の異なる位相)の区別に使用することができる。例えば後に登場する図21は、実施例17で得られた立体規則性ジブロックポリブタジエン(G1132)に関して得られたデータを示す。
動的機械分析(DMA)
動的機械分析(DMA)を、8mmパラレルプレートジオメトリを備えた、Rheometrics ScientificのRMS 800レオメータを使用して行った。
分析対象である試料をレオメータに装填し、サーモスタットで130℃に調節してから分析した。プレート間への試料の装填及びプレート間での試料の締め付けに関連した応力の完全緩和に到達させるために各試料について周波数掃引を4回連続して130℃、100ラド/秒、0.01ラド/秒で行った。周波数及び温度の両方に関して試料の応答を研究するために、この一連の周波数掃引の下流側で別の周波数掃引を同じ試料に100ラド/秒から0.1ラド/秒まで110℃、90℃、70℃、50℃、30℃で行った。
比較として、実施例15で得られたポリブタジエン試料に加えて(G1169)[1,4−シスポリブタジエン(基準ホモポリマー)]、高1,4−シス含有量の市販のポリブタジエン(すなわち、Europrene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24))から得られた試料を同じ分析に供した。
例えば、後に登場する図12〜14は、実施例16(G1131)、実施例17(G1132)及び実施例18(G1136)の立体規則性ジブロックポリブタジエン並びに実施例15(G1169)、Europrene NEOCIS(登録商標)BR 40(BR40)及びBuna CB 24(CB24)のポリブタジエン基準試料に関する弾性係数(G’)を示す。
実施例1
式(L1):
を有するリガンドの合成
数滴のギ酸を50mlのメタノール中の13.49g(90ミリモル)の2−tert−ブチルアニリンの溶液に添加すると黄色の溶液が得られた。この溶液に30mlのメタノール中の2,3−ブタジオン(3.875g−45ミリモル)溶液を撹拌しながら滴加した。
黄色の沈殿物が観察されるまで混合物全体を室温で約2時間にわたって撹拌し続けた。混合物を14時間にわたって静置し、続いて濾過し、真空下、室温で乾燥させると、式(L1)を有する14.1gの黄色の固形生成物が得られた(収率=90%)。
FT−IR(ヌジョール):1636cm-1ν(C=N)
分子量(MW):348.53
元素分析[実測値(計算)]:C:81.95%(82.71%);H:9.26%(9.25%);N:8.02%(8.01%)
実施例2
CoCl2(L1)(GL649)の合成
二塩化コバルト(CoCl2)(0.369g、2.84ミリモル)を100ml反応フラスコに70mlのテトラヒドロフラン(THF)と共に導入した。混合物全体を撹拌しながら数分間にわたって室温で維持し、次に、実施例1に記載の通りにして得られた式(L1)を有するリガンド(1.14g、3.27ミリモル、モル比L1/Co=1.15)を添加した。得られた緑色/淡青色の懸濁液を撹拌しながら室温で48時間にわたって維持した。次に、溶媒を真空下で除去し、得られた固形残留物を真空下、室温で乾燥させ、続いて加熱した固体抽出装置の多孔質セプタムに装入し、抽出を連続的に沸点のペンタンで24時間にわたって行うことで未反応のリガンドを除去した。多孔質セプタム上に残った残留物を続いて再度連続的に沸点のジクロロメタンでの24時間にわたる抽出に供すると緑色の溶液が得られた。真空下でジクロロメタンを除去し、多孔質セプタム上に残った固形残留物を回収し、真空下、室温で乾燥させると錯体CoCl2(L1)に対応する1.107gの緑色の固形生成物が得られ、変換率は装入した二塩化コバルトに対して81.5%であった。
元素分析[実測値(計算)]:C:59.80%(60.26%);H:6.60%(6.74%);N:5.70%(5.86%);Cl:14.20%(14.82%);Co:11.90%(12.32%)
分子量(MW):478.36
FT−IR(ヌジョール):1633cm-1ν(C=N)
実施例3
式(L2)を有するリガンドの合成
5滴のギ酸を、撹拌しながら無水メタノール中の5.87g(36ミリモル)の2.6−ジ−アセチルピリジン及び4.84g(32.4ミリモル)の2−tert−ブチルアニリンの溶液(85ml)に添加した。このようにして得られた溶液を0℃の冷蔵庫内に24時間にわたって入れた。その後、黄色で微結晶性の固形生成物が沈澱し、濾過により回収し、低温のメタノールで洗浄し、真空下、室温で乾燥させると、式(L2a):
を有する7gの淡黄色の固形生成物(収率=66%)が得られた。
元素分析[実測値(計算)]:C:78.0%(77.5%);H:7.60%(7.53%);N:9.65%(9.52%);0:5.10%(5.45%)
分子量(MW):294.4
FT−IR(ヌジョール):1694cm-1ν(C=O)、1644cm-1ν(C=N)
1HNMR(CDCl3):1.39(s、9H)、2.41(s、3H)、2.80(s、3H)、2.54(dd、1H)、7.24(m、2H)、7.43(dd、1H)、7.95(t、1H)、8.13(dd、1H)、8.50(dd、1H)
上述した通りにして得られた式(L2a)を有する6.90g(23.44ミリモル)の生成物、3.50g(35.29ミリモル)のシクロヘキシルアミン及び少量のクロロホルムを、固形物が完全に溶解するまで100℃まで撹拌することなく加熱した。20時間後、過剰なシクロヘキシルアミンを除去し、得られた残留物を100mlの無水メタノールに溶解させ、0℃まで冷却した。6時間後、黄色の結晶が濾過により単離され、続いて低温のメタノールで洗浄し、真空下で乾燥させると式(L2)を有する5.72gの黄色の固形生成物(収率=65%)が得られた。
元素分析[実測値(計算)]:C:80.05%(79.95%);H:8.90%(8.86%);N:11.20%(11.19%)
分子量(MW):375.55
FT−IR(ヌジョール):1637cm-1ν(C=N)
実施例4
CoCl2(L2)(GL923)の合成
無水二塩化コバルト(CoCl2)(0.335g、2.58ミリモル)を100ml反応フラスコに70mlのテトラヒドロフラン(THF)と共に導入した。混合物全体を撹拌しながら室温で数分間にわたって維持し、次に、実施例3に記載の通りにして得られた式(L2)を有するリガンド(1.067g、2.84ミリモル、モル比L2/Co=1.1)を添加した。リガンドを添加すると、緑色の懸濁液が速やかに生成され、これを撹拌しながら室温で1日、維持した。次に、溶媒を真空下で除去し、得られた残留物を真空下、室温で乾燥させると緑色の固形生成物が得られ、これを加熱した固体抽出装置の多孔質セプタムに装入し、抽出を連続的に沸点のペンタンで24時間にわたって行うことで未反応のリガンドを除去した。多孔質セプタム上に残った緑色の残留物を回収し、真空下、室温で乾燥させると錯体CoCl2(L2)に対応する1.21gの暗緑色の固形生成物が得られ、変換率は装入した二塩化コバルトに対して93%であった。
元素分析[実測値(計算)]:C:59.0%(59.41%);H:6.30%(6.58%);Cl:13.70%(14.03%);Co:11.30%(11.66%);N:8.10%(8.31%)
分子量(MW):505.39
FT−IR(ヌジョール):1590cm-1ν(C=N)
図1は、得られた錯体CoCl2(L2)のFT−IRスペクトルを示す(ヌジョールのバンド差引き後)。
実施例5
式(L3):
を有するリガンドの合成
2.48mg(14ミリモル)の2,6−ジ−イソ−プロピルアニリンを反応フラスコに5mlのメタノールと共に導入すると澄んだ溶液が得られた。この溶液に0.25mlのギ酸及び1.96g(12ミリモル)の2,6−ジアセチルピリジンを含有する20mlのメタノールを続いて室温で滴加した。約1時間後、黄色で微結晶性の固形生成物が沈澱した。この黄色の固形物を濾過により回収し、低温のメタノールで洗浄し、真空下、室温で乾燥させると、2.4gの式(L3)を有する淡黄色の固形生成物(収率=62%)が得られた。
元素分析[実測値(計算)]:C:77.80%(78.22%);H:8.24%(8.13%);N:8.51%(8.69%);0:4.91%(4.96%)
分子量(MW):322.45
FT−IR(ヌジョール):1700cm-1ν(C=O);1648cm-1ν(C=N)
1H−NMR(δシフト、TMS):1.16(d、12H)、2.27(s、3H)、2.73(m、2H)、2.80(s、3H)、7.17(m、3H)、7.95(t、1H)、8.15(d、1H)、8.57(d、1H)
実施例6
CoCl2(L3)(GL545)の合成
無水二塩化コバルト(CoCl2)(0.401g、3.09ミリモル)を100ml反応フラスコにテトラヒドロフラン(THF)(40ml)と共に導入した。混合物全体を撹拌しながら室温で数分間にわたって維持し、次に、実施例5に記載の通りにして得られた式(L3)を有するリガンド(1.20g、3.7ミリモル、モル比L3/Co=1.2)を添加した。リガンドを添加すると、深い青色の懸濁液が生成され、これを撹拌しながら室温で1日、維持した。溶媒を真空下で除去し、得られた残留物を真空下、室温で乾燥させ、続いて加熱した固体抽出装置の多孔質セプタムに装入し、抽出を連続的に沸点のペンタンで24時間にわたって行うことで未反応のリガンドを除去した。次に、多孔質セプタム上に残った残留物を再度連続的に沸点のジクロロメタンでの24時間にわたる抽出に供すると緑色の溶液が得られた。ジクロロメタンを真空下で除去し、多孔質セプタム上に残った固形残留物を回収し、真空下、室温で乾燥させると錯体CoCl2(L3)に対応する1.25gの暗緑色の固形生成物が得られ、変換率は装入した二塩化コバルトに対して89.4%であった。
元素分析[実測値(計算)]:C:55.20%(55.77%);H:5.50%(5.79%);Cl:15.30%(15.68%);Co:12.80%(13.03%);N:5.90%(6.19%);0:3.20%(3.54%)
分子量(MW):452.28
FT−IR(ヌジョール):1648cm-1ν(C=O);1590cm-1ν(C=N);334cm-1ν(Co-Cl)
実施例7
式(L4):
を有するリガンドの合成
5g(50ミリモル)の2,4−ペンタジオンを水の共沸除去用ディーン・スタークトラップを備えた反応フラスコに75mlのベンゼン、数滴の塩酸及び4.66g(50ミリモル)のアニリンと共に注ぎ入れた。得られた混合物を窒素下、還流温度まで24時間にわたって加熱した。混合物を続いて室温まで冷却し、多孔質セプタム上で濾過すると濾過生成物が得られ、これを真空下で蒸発させるとオレンジ色のオイルが得られた。このようにして得られたオイルをエーテル(10ml)に溶解させ、冷凍庫に24時間にわたって入れると固形生成物が得られ、これを濾過し、真空下、室温で乾燥させると4.3gの式(L4)を有する淡黄色の固形生成物(収率=62%)が得られた。
元素分析[実測値(計算)]:C:75.20%(75.40%);H:7.50%(7.48%);N:8.0%(7.99%);0:9.12%(9.13%)
分子量(MW):175.23
FT−IR(ヌジョール):1620cm-1ν(C=O);1577cm-1ν(C=N)
実施例8
CoCl2(L4)(GL924)の合成
無水二塩化コバルト(CoCl2)(0.415g、3.2ミリモル)を100ml反応フラスコにテトラヒドロフラン(THF)(70ml)と共に導入した。混合物全体を撹拌しながら室温で数分間にわたって維持し、次に、実施例7に記載の通りにして得られた式(L4)を有するリガンド(0.615g、3.51ミリモル、モル比L4/Co=1.1)を添加した。リガンドを添加するとインディゴ色の懸濁液が速やかに生成され、これを撹拌しながら室温で1日、維持した。次に、溶媒を真空下で除去し、得られた残留物を真空下、室温で乾燥させ、加熱した固体抽出装置の多孔質セプタムに続いて装入し、抽出を連続的に沸点のペンタンで24時間にわたって行うことで未反応のリガンドを除去した。多孔質セプタム上に残った残留物を続いて回収し、真空下、室温で乾燥させると錯体CoCl2(L4)に対応する0.87gのインディゴ色の固形生成物が得られ、変換率は装入した二塩化コバルトに対して89.1%であった。
元素分析[実測値(計算)]:C:42.90%(43.31%);H:4.20%(4.30%);Cl:22.90%(23.24%);Co:18.90%(19.32%);N:4.20%(4.59%);0:5.0%(5.24%)
分子量(MW):305.07.
FT−IR(ヌジョール):1603cm-1ν(C=O);1551cm-1ν(C=N)
図2は、得られた錯体CoCl2(L4)のFT−IRスペクトルを示す(ヌジョールバンドの差引き後)。
実施例9(GL661)
1,4−シスポリブタジエン(基準ホモポリマー)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.3mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例2に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L1)(GL649)(2.4mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約4.8mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で30分間にわたって維持した。次に、重合を、数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98.1%の1,4−シス単位含有量を有する1.4gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
図3は、得られたポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。
実施例10(A1)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.3mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例2に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L1)(GL649)(2.4mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約4.8mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で15分間にわたって維持し、トルエン溶液中のシクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)(1.35ml;1x10-5モル、約2.7mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に添加した。重合をさらに15分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比59/41)1.4gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。この工程及び得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
実施例11(GL962)
1,4−シスポリブタジエン(基準ホモポリマー)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.2mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例4に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L2)(GL923)(2.5mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約5mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で140分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98.6%の1,4−シス単位含有量を有する1.4gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
図4は、得られたポリブタジエンの1H−NMR及び13C−NMRスペクトルを示す。
図5は、得られたポリブタジエンのDSC図を示す。
実施例12(A2)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.2mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例4に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L2)(GL923)(2.5mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約5mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で60分間にわたって維持し、トルエン溶液中のイソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)(1.15ml;1x10-5モル、約2.3mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に添加した。重合をさらに80分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比41/59)1.4gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
図6は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのDSC図を示す。
図7及び図8は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの1H−NMR及び13C−NMRスペクトルを示す。
実施例13(GL639)
1,4−シスポリブタジエン(基準ホモポリマー)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.45mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(2.25mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約4.5mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で30分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、97.6%の1,4−シス単位含有量を有する1.19gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
図9は、得られたポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。
実施例14(A3)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.45mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(2.25mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約4.5mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で5分間にわたって維持し、トルエン溶液中のシクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)(1.35ml;1x10-5モル、約2.7mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に添加した。重合をさらに25分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比49/51)1.4gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
実施例15(G1169)
1,4−シスポリブタジエン(基準ホモポリマー)の合成
5mlの1,3−ブタジエン(約3.5gに等しい)を、100ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。42.1mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例8に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L4)(GL924)(1.56mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約3.12mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で95分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、97.2%の1,4−シス単位含有量を有する3.4gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
図10は、得られたポリブタジエンのDSC図を示す。
図11は、得られたポリブタジエンの1H−NMR及び13C−NMRスペクトルを示す。
図12、図13及び図14は、得られたポリブタジエンの弾性係数(G’)を示す。
図15は、得られたポリブタジエンのVan Gurp−Palmen図を示す。
実施例16(G1131)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
5mlの1,3−ブタジエン(約3.5gに等しい)を、100ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。42.1mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例8に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L4)(GL924)(1.56mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約3.12mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で10分間にわたって維持し、トルエン溶液中のイソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)(1.15ml;1x10-5モル、約2.3mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に添加した。重合をさらに300分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比34/66)3.5gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
図16は、得られたポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。
図17は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのDSC図を示す。
図18及び図19は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの1H−NMR及び13C−NMRスペクトルを示す。
図12、図13及び図14は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの弾性係数(G’)を示す。
図15は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのVan Gurp−Palmen図を示す。
実施例17(G1132)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
5mlの1,3−ブタジエン(約3.5gに等しい)を、100ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。42.1mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例8に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L4)(GL924)(1.56mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約3.12mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で30分間にわたって維持し、トルエン溶液中のイソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)(1.15ml;1x10-5モル、約2.3mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に、さらなる1,3−ブタジエン(1ml、約0.7g)と共に添加した。重合をさらに130分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比60/40)3.5gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
図20は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。
図21は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの原子間力顕微鏡法(AFM)により得られた位相像及びプロファイルを示す。
図22は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの二次元13C−NMRスペクトルを示す。
図23は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの二次元1H−1H COSY NMRスペクトルを示す。
図24は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの1H−NMRを示す。
図25は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの13C−NMRを示す。
図12、図13及び図14は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの弾性係数(G’)を示す。
図15は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのVan Gurp−Palmen図を示す。
実施例18(G1136)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
5mlの1,3−ブタジエン(約3.5gに等しい)を、100ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。42.1mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例8に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L4)(GL924)(1.56mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約3.12mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で60分間にわたって維持し、トルエン溶液中のイソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)(1.15ml;1x10-5モル、約2.3mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に、追加の1,3−ブタジエン(2ml、1.4g)と共に添加した。重合をさらに100分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比69/31)3.5gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
図26は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。
図27は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのDSC図を示す。
図12、図13及び図14は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの弾性係数(G’)を示す。
図15は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのVan Gurp−Palmen図を示す。
実施例19(A4)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。7.3mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例2に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L1)(GL649)(2.4mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約4.8mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で15分間にわたって維持し、トルエン溶液中のシクロヘキシル−ジフェニルホスフィン(PCyPh2)(1.35ml;1x10-5モル、約2.7mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に、追加の1.3−ブタジエン(1ml、0.7g)と共に添加した。重合をさらに30分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比45/55)2.1gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
図28は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。
図29は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのDSC図を示す。
図30は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの1H−NMRスペクトルを示す。
図31は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの13C−NMRスペクトルを示す。
実施例20(A5)
1,4−シス/シンジオタクチック1,2構造の立体規則性ジブロックポリブタジエン(本発明)の合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。8.1mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を20℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(6.3ml;1x10-2モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例8に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L4)(GL924)(1.56mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;1x10-5モル、約3.12mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら20℃で15分間にわたって維持し、トルエン溶液中のイソ−プロピル−ジフェニルホスフィン(PiPrPh2)(1.15ml;1x10-5モル、約2.3mgに等しい;モル比P/Co=1.0)を最後に、追加の1,3−ブタジエン(2ml、1.4g)と共に添加した。重合をさらに45分間にわたって進行させ、続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、1,4−シス構造のポリブタジエンブロック及びシンジオタクチック1,2構造のポリブタジエンブロックを有する(モル比26/74)2.8gの立体規則性ジブロックポリブタジエンが得られた。
図32は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの1H−NMRスペクトルを示す。
図33は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンの13C−NMRスペクトルを示す。
図34は、得られた立体規則性ジブロックポリブタジエンのDSC図を示す。
実施例21(GL694)
リビング1,4−シスポリブタジエンの合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。10.44mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を0℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(4.1ml;6.5x10-3モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(1.46mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;6.5x10-6モル、約2.93mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら0℃で60分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98%の1,4−シス単位含有量を有する0.133gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
実施例22(GL695)
リビング1,4−シスポリブタジエンの合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。10.44mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を0℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(4.1ml;6.5x10-3モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(1.46mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;6.5x10-6モル、約2.93mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら0℃で105分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98%の1,4−シス単位含有量を有する0.242gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
実施例23(GL696)
リビング1,4−シスポリブタジエンの合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。10.44mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を0℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(4.1ml;6.5x10-3モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(1.46mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;6.5x10-6モル、約2.93mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら0℃で145分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98%の1,4−シス単位含有量を有する0.377gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
実施例24(GL697)
リビング1,4−シスポリブタジエンの合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。10.44mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を0℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(4.1ml;6.5x10-3モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(1.46mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;6.5x10-6モル、約2.93mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら0℃で195分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98%の1,4−シス単位含有量を有する0.558gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
実施例25(GL698)
リビング1,4−シスポリブタジエンの合成
2mlの1,3−ブタジエン(約1.4gに等しい)を、25ml試験管において低温(−20℃)で凝縮させた。10.44mlのトルエンを続いて添加し、得られた溶液の温度を0℃にした。次に、トルエン溶液中のメチルアルミノキサン(MAO)(4.1ml;6.5x10-3モル、約0.58gに等しい)を添加し、続いて実施例6に記載の通りにして得られた錯体CoCl2(L3)(GL545)(1.46mlのトルエン溶液、濃度2mg/ml;6.5x10-6モル、約2.93mgに等しい)を添加した。混合物全体を磁気撹拌しながら0℃で240分間にわたって維持した。重合を続いて数滴の塩酸を含有する2mlのメタノールの添加によりクエンチした。次に、得られたポリマーを、4%の酸化防止剤Irganox(登録商標)1076(Ciba)を含有する40mlのメタノール溶液の添加により凝固させると、98%の1,4−シス単位含有量を有する0.759gのポリブタジエンが得られた。この工程及び得られたポリブタジエンのさらなる特徴は表1に示す。
図35は、
・(上)上で挙げた実施例21〜25の重合時間(分)(横座標「重合時間」)(横座標)に対するモノマー(すなわち、1,3−ブタジエン)の変換率(縦座標「ブタジエン変換」)
・(下)上で示した実施例21〜25の重合時間(分)(横座標「重合時間」)(横座標)に対するポリマー収率(すなわち、1,4−シスポリブタジエン)(縦座標「ポリマー収率」)
を示す。
図36は、上で示した実施例21〜25で得られた1,4−シスポリブタジエンのFT−IRスペクトルを示す。

(a):%1,4−シス;
(b):13C−NMR分析で求められた1,2シンジオタクチック構造のポリブタジエンブロックにおけるジシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]
(c):融点;
(d):結晶化温度;
(e):ガラス転移温度;
(cs):1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックの融点;
(ch):1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックの融点;
(ds):1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックの結晶化温度;
(dh):1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックの結晶化温度;
(es):1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックのガラス転移温度;
(eh):1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックのガラス転移温度;
n.d.:測定せず

Claims (21)

  1. 以下の式(I):
    PB1−PB2 (I)
    (式中、PB1は1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックに対応し、
    PB2は1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックに対応する)
    を有する、本質的に1,4−トランス単位を含有しない、1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及び1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  2. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンが、以下の特徴:
    赤外分析にかけると(FT−IR)、前記1,4−シス及び1,2配列に典型的なバンドがそれぞれ737cm-1及び911cm-1に集まり、
    13C−NMR分析にかけると、前記1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックと前記1,2構造を有するポリブタジエンブロックとの間の接合点に特徴的なシグナルが30.7ppm、25.5ppm及び41.6ppmにくる
    を有する、請求項1に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  3. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、
    前記1,4−シス構造を有するブロックが、−100℃以下、好ましくは−104〜−113℃のガラス転移温度(Tg)、−2℃以下、好ましくは−5〜−20℃の融点(Tm)及び−25℃以下、好ましくは−30〜−54℃の結晶化温度(Tc)を有し、
    前記1,2シンジオタクチック構造を有するブロックが、−10℃以下、好ましくは−14〜−24℃のガラス転移温度(Tg)、70℃以上、好ましくは95〜140℃の融点(Tm)及び55℃以上、好ましくは60〜130℃の結晶化温度(Tc)を有する、請求項1又は2に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  4. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンが、
    1.9〜2.2のMw/Mn比(Mw=重量平均分子量、Mn=数平均分子量)に対応する多分散指数(PDI)を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  5. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、
    前記1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロックが、室温、静穏条件(すなわち、ストレスに供さない)では非晶質であり、前記1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック中に存在するブタジエン単位の総モル量に対して96モル%以上、好ましくは97〜99モル%の1,4−シス含有量を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  6. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、
    前記1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックが、15%以上、好ましくは60〜80%のシンジオタクチック三連子含有量[(rr)%]を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  7. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンにおいて、
    1,4−シス/1,2モル比が15:85〜80:20、好ましくは25:75〜70:30である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  8. 前記立体規則性ジブロックポリブタジエンが、
    100000〜800000g/モル、好ましくは150000〜600000g/モルの重量平均分子量(Mw)を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエン。
  9. 1,3ブタジエンを、少なくとも1種のイミン窒素を含む少なくとも1種のコバルト錯体を含む触媒系の存在下、完全又は部分立体特異性重合に供することで1,4−シスリビング構造のポリブタジエンを得て、
    少なくとも1種の単座芳香族ホスフィン及び任意で1,3−ブタジエンを添加し、前記立体特異性重合を継続することで1,4−シス構造を有するポリブタジエンブロック及び1,2シンジオタクチック構造を有するポリブタジエンブロックから構成される立体規則性ジブロックポリブタジエンを得ることを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の立体規則性ジブロックポリブタジエンを調製するための方法。
  10. 前記少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体が、一般式(I):
    (式中、nは0又は1であり、
    Yは基−CR’R’’(同じ又は異なるR’及びR’’は水素原子又は線状若しくは分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基を表す)又は任意で置換される二価芳香族基を表し、
    同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基から選択され、あるいはR1及びR2は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に4〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意でヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    同じ又は異なるR3及びR4は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
    あるいはR2及びR4は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    あるいはR1及びR3は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR5基又は−OR5基(R5は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
    を有するコバルトのビス−イミン錯体から選択される、請求項9に記載の方法。
  11. 前記少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体が、一般式(Ia):
    (式中、同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
    3は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、あるいはR3は式:
    (式中、同じ又は異なるR’及びR”は水素原子を表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択される)を有するケトイミン基を表し、
    同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR4基又は−OR4基(R4は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
    を有するコバルトのオキソ窒素化錯体から選択される、請求項9に記載の方法。
  12. 前記少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体が、一般式(Ib)を有するコバルトのオキソ窒素化錯体:
    (式中、同じ又は異なるR1及びR2は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
    Yは酸素原子又は−N−R3基(R3は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択される)を表し、
    あるいはYが−N−R3基を表す場合、R2及びR3は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意でヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR4基又は−OR4基(R4は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
    から選択される、請求項9に記載の方法。
  13. 前記少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体が、一般式(Ic):
    (式中、同じ又は異なるR2及びR3は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基から選択され、
    互いに異なるR1及びR4は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基、アリールアルキル基から選択され、
    あるいはR1及びR2は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    あるいはR3及びR4は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    同じ又は異なるR5、R6及びR7は水素原子を表し、あるいは任意でハロゲン化される線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、任意で置換されるシクロアルキル基、任意で置換されるアリール基、アリールアルキル基から選択され、
    あるいはR5及びR6は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    あるいはR6及びR7は任意で互いに結合して、結合している残りの原子と共に3〜6個の炭素原子を含有する飽和、不飽和又は芳香族であり任意で線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基で置換される環を形成し得て、前記環は任意で他のヘテロ原子、例えば酸素、硫黄、窒素、ケイ素、リン、セレンを含有し、
    同じ又は異なるX1及びX2はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨードを表し、あるいは線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基、−OCOR8基又は−OR8基(R8は線状又は分岐C1−C20、好ましくはC1−C15アルキル基から選択される)から選択される)
    を有するコバルトのビス−イミン−ピリジン錯体から選択される、請求項9に記載の方法。
  14. 前記触媒系が、炭素とは異なる元素M’の有機化合物から選択される少なくとも1種の共触媒を含み、前記元素M’が元素周期表の2、12、13又は14族に属する元素、例えばホウ素、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ガリウム、スズ、より一層好ましくはアルミニウム、ホウ素から選択される、請求項9〜13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記共触媒が、一般式(II):
    Al(X’)n(R63-n(II)
    (式中、X’はハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨ−ド、フッ素を表し、R6は線状又は分岐C1−C20アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ル基から選択され、これらの基は任意で1つ以上のケイ素又はゲルマニウム原子で置換され、nは0〜2の整数である)
    を有するアルミニウムアルキルから選択される、請求項14に記載の方法。
  16. 前記共触媒が元素周期表の13又は14族に属する、炭素とは異なる元素M’の有機酸素添加化合物、好ましくは一般式(III):
    (R72−Al−O−[−Al(R8)−O−]p−Al−(R92(III)
    (式中、同じ又は異なるR7、R8及びR9は、水素原子、ハロゲン原子、例えば塩素、臭素、ヨ−ド、フッ素を表し、あるいは線状又は分岐C1−C20アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ル基から選択され、これらの基は任意で1つ以上のケイ素又はゲルマニウム原子により置換され、pは0〜1000の整数である)
    を有するアルミノキサンから選択される、請求項14に記載の方法。
  17. 前記共触媒が、請求項10〜13のいずれか一項にしたがって、一般式(I)、(Ia)、(Ib)又は(Ic)を有するコバルト錯体から選択される、少なくとも1種のイミン窒素を含むコバルト錯体と反応可能であり、σ結合した置換基X1又はX2を抽出して一方では少なくとも1種の中性化合物を、他方ではリガンドが配位した金属(Co)を含有するカチオン及び金属M’を含有する、負電荷が多中心構造上で非局在化する非配位有機アニオンから成るイオン化合物を生成する、炭素とは異なる元素M’の有機金属化合物又は有機金属化合物の混合物、好ましくはアルミニウム及び特にはホウ素の有機化合物から選択され、例えば、以下の一般式(IV)、(V)又は(VI):
    [(RCW4-W]・[B(RD4-;B(RD3;Al(RD3;B(RD3P;[Ph3C]+・[B(RD4-(IV)
    [(RC3PH]+・[B(RD4-(V)
    [Li]+・[B(RD4-;[Li]+・[Al(RD4-(VI)
    (式中、wは0〜3の整数であり、各基RCは独立して1〜10個の炭素原子を有するアルキル基又はアリ−ル基を表し、各基RDは独立して6〜20個の炭素原子を有する部分的に又は完全に、好ましくは完全にフッ素化されたアリ−ル基を表し、Pは任意で置換されるピロ−ルラジカルを表す)
    で表されるものである、請求項14に記載の方法。
  18. 前記単座芳香族ホスフィンが、一般式(VII):
    P(R)m(Ph)n(VII)
    (式中、Rは任意で置換される線状又は分岐C1−C16、好ましくはC1−C8アルキル基、C3−C16、好ましくはC3−C8シクロアルキル基、任意で置換されるアリル基、任意で置換されるフェニルから選択され、
    Phは任意で置換されるフェニルであり、
    互いに異なるm及びnは1又は2であり、m+n=3である)
    を有する芳香族ホスフィンから選択される、請求項9〜17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記方法が、
    ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン又はこれらの混合物等の飽和脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン又はこれらの混合物等の飽和シクロ脂肪族炭化水素;1−ブテン、2−ブテン又はこれらの混合物等のモノ−オレフィン;ベンゼン、トルエン、キシレン又はこれらの混合物等の芳香族炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、ペルクロロエチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン又はこれらの混合物等のハロゲン化炭化水素から選択される不活性な有機溶媒の存在下で行われる、請求項9〜18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記不活性有機溶媒中で重合する1,3−ブタジエンの濃度が、1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒との混合物の総質量に対して5〜50質量%、好ましくは10〜20質量%である、請求項19に記載の方法。
  21. 前記方法が、
    −70〜+120℃、好ましくは−20〜+100℃の温度で行われる、請求項9〜20のいずれか一項に記載の方法。
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