JP2019527679A - キノリニルジアミド遷移金属錯体、生成物およびその使用 - Google Patents

キノリニルジアミド遷移金属錯体、生成物およびその使用 Download PDF

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Abstract

多峰性ポリオレフィンを生成するためのアルケン重合で使用するための、キノリニルジアミド遷移金属錯体が開示される。

Description

優先権の主張
本出願は、2016年6月30日に出願された米国特許出願第62/357,033号および2016年8月24日に出願された欧州特許出願公開第16185512.7号の利益およびそれらに対する優先権を主張し、それらの全体は参照により組み込まれる。
本発明は、キノリニルジアミド遷移金属錯体および中間体、ならびにそのようなキノリニルジアミド錯体を作る際に使用するプロセスに関する。遷移金属錯体は、アルケン重合プロセスに触媒として使用できる。
ピリジルアミンは、アルケンを重合する際に有用な遷移金属成分である4族錯体を調製するために使用される。例えば、米国特許出願公開第2002/0142912号;米国特許第6,900,321号;および米国特許第6,103,657号を参照されたい;そこでは、リガンドが錯体に使用され、錯体では、リガンドは、遷移金属原子に二座型で配位している。
国際公開第2005/095469号は、2個の窒素原子(1つはアミド、1つはピリジル)および1個の酸素原子を介した三座リガンドを使用する触媒化合物を示す。
米国特許出願公開第2004/0220050号および国際公開第2007/067965号は、2個の窒素(1つはアミド、1つはピリジル)および1個の炭素(アリールアニオン)供与体を介したリガンドが三座型で配位される錯体を開示する。
これらの錯体の活性化における重要なステップは、アルケンを触媒前駆体の金属−アリール結合へと挿入して(Froese, R. D. J. et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, pp. 7831-7840)、5員環および7員環のキレート環の両方を有する活性触媒を形成することである。
国際公開第2010/037059号は、薬学的応用に使用するためのアミンを含有するピリジンを開示する。
米国特許第8,158,733号は、2−(2−アリールオキシ)−8−アニリノキノリン、2,8−ビス(2−アリールオキシ)キノリンおよび2,8−ビス(2−アリールオキシ)ジヒドロキノリンリガンドを特徴とし、三座NNN供与体リガンドを特徴としない触媒組成物について説明している。
米国特許出願公開第2012/0016092号は、キノリン環の2位におけるキノリンと窒素供与体の間に1個の原子リンカーを有する2−イミノ−8−アニリノキノリンおよび2−アミノアルキル−8−アニリノキノリンリガンドを含有する触媒組成物について説明している。
Organometallics, 2012, 31, p. 3241 by Hu et al.は、2−アミノアルキル−8−キノリノレートリガンドを含有する触媒組成物について説明しており、これは三座NNN供与体リガンドを特徴としていない。
Organometallics, 2013, 32, p. 2685 by Nifant'ev et al.は、2,8−ビス(2−アリールオキシ)ジヒドロキノリンリガンドを含有する触媒組成物について説明しており、これは三座NNN供与体リガンドを特徴としていない。
Dalton Transactions, 2013, 42, p. 1501 by Nifant'ev et al.は、2−アリール−8−アリールアミノキノリンリガンドを含有する触媒組成物について説明しており、これは三座NNN供与体リガンドを特徴としていない。
米国特許第7,858,718号は、2−アリール−8−アニリノキノリンリガンドを含有する触媒組成物について説明しており、これは三座NNN供与体リガンドを特徴としていない。
米国特許第7,973,116号は、ピリジルジアミドリガンド、例えば、ピリジン系リガンドを含有するが、キノリン系リガンドを含有しない触媒組成物について説明している。
アルケン重合における優れた性能のために利用できる触媒錯体の範囲を広げる、新たな触媒化合物が依然として必要とされている。性能は、主流の重合条件下で、触媒量当たりの生成されるポリマーの量(一般的に「活性」と呼ばれる);所定の温度にて達成される分子量および分子量分布;ならびに/または立体規則性の配列の程度に対する高級αオレフィンの配列に対して変動し得る。
さらに、当業界では、高度に結晶性のタクチック(例えばアイソタクチックな)プロピレンポリマーを生成できる高度に活性を有する新たな触媒の必要性はある。
本発明は、三座NNNリガンドを有する新規な遷移金属錯体に関する。本発明は、キノリニルジアミド、および式(I)または(II)により表される関連した遷移金属錯体にも関する。
Figure 2019527679
(式中:
Mは、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12族の金属であり;
Jは、キノリンとアミド窒素の間の3原子長の架橋であり;
Eは、炭素、ケイ素またはゲルマニウムから選択され;
Xはアニオン性脱離基であり;
Lは中性ルイス塩基であり;
1およびR13は、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルおよびシリル基からなる群から独立して選択され;
2からR12は、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、置換ヒドロカルビル、ハロゲンおよびホスフィノからなる群から独立して選択され;
nは1または2であり;
mは0、1または2であり、
n+mは4以下であり;
任意の2個の隣接したR基(例えば、R1およびR2、R2およびR3)は連結されて、置換または非置換ヒドロカルビルまたはヘテロ環式環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく;
任意の2個のX基は共に連結されて、ジアニオン性基を形成してもよく;
任意の2個のL基は共に連結されて、二座ルイス塩基を形成してもよく;
X基はL基に連結されて、モノアニオン性二座基を形成してもよい)
本発明は、上の錯体を作るプロセス、上の錯体の中間体を作るプロセス、および上の錯体を使用してオレフィンを重合する方法にさらに関する。
実験セクションで調製した8つのキノリニルジアミド錯体の線描画を示す図である。 実験セクションで調製したキノリニルジアミンリガンドの例を示す図である。 キノリニルジアミドリガンド、および縮合ジヒドロナフタレンリンカー基を含有する金属錯体の描画を示す図である。 単結晶X線回折により判定される(Q5)HfMe2の固体状態構造を示す図である。
本明細書は、遷移金属錯体について説明する。錯体という用語は、補助リガンドが、中心の遷移金属原子に配位する分子を説明するために使用される。このリガンドは、かさ高く、遷移金属に安定的に結合しており、その結果、触媒の使用中、例えば重合中にその影響を維持する。リガンドは、共有結合および/または電子供与配位または中間結合により、遷移金属に配位し得る。遷移金属錯体は、一般的には、脱離基と呼ばれることが多いアニオン性基を遷移金属から除去することで、カチオンを生み出すと考えられている活性化物質を使用して活性化を施して、重合またはオリゴマー化機能を果たす。
本明細書で使用されているように、周期表群の番号付けスキームは、Chemical and Engineering News, 63(5), 27 (1985)で明記されている新たな表記法である。
本明細書で使用されているように、Meはメチルであり、Etはエチルであり、Buはブチルであり、t−Buおよびt−Buは第三級ブチルであり、Prはプロピルであり、iPrおよびiPrはイソプロピルであり、Cyはシクロヘキシルであり、THF(thfともされる)はテトラヒドロフランであり、Bnはベンジルであり、Phはフェニルである。室温は特に指定のない限り23℃である。
別段指示がない限り、「置換される」という用語は、一般的に、置換される化学種の水素が、異なる原子または原子群で置き換えられていることを意味する。例えば、メチル−シクロペンタジエンは、メチル基で置換されているシクロペンタジエンである。同様に、ピクリン酸は、3個のニトロ基で置換されているフェノールとして、あるいは、ヒドロキシ1個および3個のニトロ基で置換されているベンゼンとして説明できる。
「ヒドロカルビルラジカル」「ヒドロカルビル」および「ヒドロカルビル基」という用語は、本文書を通じて互換的に使用される。同様に、「基」「ラジカル」および「置換基」という用語も、本文書において互換的に使用される。本開示の目的に関して、「ヒドロカルビルラジカル」は、直鎖状、分岐状または環状であってよく、環状の場合、芳香族または非芳香族であってよいC1−C100ラジカルであると定義される。
置換ヒドロカルビルラジカルは、ヒドロカルビルラジカルの少なくとも1個の水素原子が、少なくとも1個の官能基、例えばF、Cl、Br、I、C(O)R*、C(O)NR* 2、C(O)OR*、NR* 2、OR*、SeR*、TeR*、PR* 2、AsR* 2、SbR* 2、SR*、BR* 2、SiR* 3、GeR* 3、SnR* 3、PbR* 3(式中、R*は、独立して水素またはヒドロカルビルラジカルであり、2つ以上のR*は共に連結されて、置換または非置換の飽和、部分的不飽和または芳香族環状または多環式環構造を形成してもよい)で置換されている、または少なくとも1個のヘテロ原子がヒドロカルビル環内に挿入されているヒドロカルビルラジカルである。
「触媒系」という用語は、錯体/活性化物質の対を意味すると定義される。「触媒系」は、活性化の前のそのような対を説明するのに使用される場合、活性化物質および任意選択で共活性化物質を伴う活性化されていない触媒錯体(前触媒)を意味する。これは、活性化後に、そのような対を説明するために使用される場合、活性化された錯体および活性化物質、または他の電荷平衡化部分を意味する。遷移金属化合物は、前触媒の場合のように中性でもよく、または活性化触媒系の場合のように対イオンを有する荷電化学種でもよい。
「錯体」という用語は、触媒前駆体、前触媒、触媒、触媒化合物、遷移金属化合物または遷移金属錯体とも呼ばれ得る。これらの語句は、互換的に使用される。活性化物質および共触媒も互換的に使用される。
捕捉剤は、典型的には、不純物を捕捉することにより重合を促進するために添加される化合物である。捕捉剤の一部も、活性化物質として作用し得、共活性化物質と呼ばれ得る。捕捉剤ではない共活性化物質も、活性触媒を形成するために活性化物質と共に使用されることがある。いくつかの実施形態では、共活性化物質は、アルキル化遷移金属化合物を形成するために、遷移金属化合物と予混され得る。
本明細書における目的に関して、炭素および水素を含み、少なくとも1つの二重結合を有する直鎖状、分岐状または環状化合物は、「オレフィン」あるいは「アルケン」と呼ばれる。本明細書およびそれに添付されている特許請求の範囲の目的のために、ポリマーまたはコポリマーが、オレフィンを含むと呼ばれる場合、そのようなポリマーまたはコポリマーに存在するオレフィンが、オレフィンの重合形態である。例えば、コポリマーが、35質量%〜55質量%の「プロピレン」含有量を有すると言われる場合、コポリマー中のmer単位は、重合反応中のプロピレンに由来し、前記由来単位は、コポリマーの質量に対して35質量%〜55質量%で存在することが理解される。高級オレフィンは、4個以上の炭素原子を有するα−オレフィンであると定義される。本開示の目的に関して、エチレンは、αオレフィンと考えられる。
本明細書の目的に関して、「ポリマー」は、同一の、または異なる「mer」単位を2つ以上有する。「ホモポリマー」は、同一のmer単位を有するポリマーである。「コポリマー」は、互いに異なるmer単位を2つ以上有するポリマーである。「ターポリマー」は、互いに異なるmer単位を3つ以上有するポリマーである。mer単位に関しての「異なる」は、mer単位が、少なくとも1個の原子で互いに異なる、または異性体的に異なることを指し示す。したがって、本明細書で使用されているコポリマーの定義は、ターポリマーなどを含む。「エチレンポリマー」または「エチレンコポリマー」は、少なくとも50mol%のエチレン由来単位を含むポリマーまたはコポリマーであり、「プロピレンポリマー」または「プロピレンコポリマー」は、少なくとも50mol%のプロピレン由来単位などを含むポリマーまたはコポリマーである。
本明細書で使用されているように、Mnは数平均分子量であり、Mwは質量平均分子量であり、Mzはz平均分子量であり、wt%は質量パーセントであり、mol%はモルパーセントである。分子量分布(MWD)は、多分散指数(PDI)とも呼ばれ、MwをMnで割ったものと定義される。特に注記がなければ、すべての分子量単位(例えばMw、Mn、Mz)は、g/molで報告されている。
特に注記がなければ、すべての融点(Tm)は、DSC第2融点である。
「環炭素原子」は、環構造の一部である炭素原子である。この定義により、ベンジル基は、6個の環炭素原子を有し、パラ−メチルスチレンも6個の環炭素原子を有する。
「アリール」または「アリール基」という用語は、6個の炭素芳香族環およびその置換変形物を意味し、フェニル、2−メチル−フェニル、キシリル、4−ブロモ−キシリルを含むが、それらに限定されない。同様に、ヘテロアリールは、環炭素原子(または2個もしくは3個の環炭素原子)がヘテロ原子、好ましくはN、OまたはSで置き換えられているアリール基を意味する。
「環原子」という用語は、環状環構造の一部である原子を意味する。この定義によれば、ベンジル基は、6個の環原子を有し、テトラヒドロフランは、5個の環原子を有する。
ヘテロ環式環は、環原子上の水素がヘテロ原子で置き換えられているヘテロ原子で置換された環ではなく、環構造中にヘテロ原子を有する環である。例えば、テトラヒドロフランは、ヘテロ環式環であり、4−N,N−ジメチルアミノ−フェニルは、ヘテロ原子で置換された環である。置換ヘテロ環式環は、ヘテロ環式環の少なくとも1個の水素原子が、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基または官能基、例えばF、Cl、Br、I、C(O)R*、C(O)NR* 2、C(O)OR*、NR* 2、OR*、SeR*、TeR*、PR* 2、AsR*2、SbR* 2、SR*、BR* 2、SiR* 3、GeR* 3、SnR* 3、PbR* 3など(式中、R*は、独立して、水素またはヒドロカルビルラジカルであり、2つ以上のR*は共に連結されて、置換または非置換の飽和、部分的不飽和または芳香族環状または多環式環構造を形成してもよい)で置換されているヘテロ環式環である。
本明細書で使用されているように、「芳香族」という用語は、芳香族ヘテロ環式リガンドに類似した性質および構造(ほぼ平面)を有するヘテロ環式置換基であるが、定義によれば芳香族ではない疑似芳香族複素環も指し;同様に、芳香族という用語も、置換芳香族を指す。
触媒化合物
本発明は、キノリン環の2位においてキノリンと窒素供与体の間の3個の原子のリンカーが使用されるキノリニルジアミド遷移金属錯体に関する。3個の原子のリンカーの使用により、他の5員環のキレート環と同一平面上にない7員環のキレート環で金属錯体が得られると考えられるため、重要な態様であることが見出された。生じた錯体は、不変の立体中心が存在しない場合でも、効率的にキラルと思われる(C1対称)。これは、例えば、アイソタクチックポリオレフィンの生成に望ましい触媒の特徴である。
本発明は、式(I)、好ましくは式(II)、好ましくは式(III)により表されるキノリニルジアミド遷移金属錯体に関する:
Figure 2019527679
請求項1の錯体であって、錯体が、式によりさらに表される:
Figure 2019527679
(式中:
Mは、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12族の金属(好ましくは4族の金属)であり;
Jは、キノリンとアミド窒素の間の3原子長の架橋を含む基であり、好ましくは50個までの非水素原子を含有する基であり;
Eは、炭素、ケイ素またはゲルマニウムであり;
Xは、アニオン性脱離基(例えばヒドロカルビル基またはハロゲン)であり;
Lは中性ルイス塩基であり;
1およびR13は、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルおよびシリル基からなる群から独立して選択され;
2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R10’、R11、R11’、R12およびR14は、独立して、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、置換ヒドロカルビル、ハロゲンまたはホスフィノであり;
nは1または2であり;
mは0、1または2であり、
n+mは4以下であり;
任意の2個のR基(例えば、R1およびR2、R2およびR3、R10およびR11)は連結されて、置換ヒドロカルビル、非置換ヒドロカルビル、置換ヘテロ環式または非置換ヘテロ環式、飽和または不飽和環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく;
任意の2個のX基は共に連結されて、ジアニオン性基を形成してもよく;
任意の2個のL基は共に連結されて、二座ルイス塩基を形成してもよく;
任意のX基はL基に連結されて、モノアニオン性二座基を形成してもよい)
好ましくは、Mは、4族金属、例えばジルコニウムまたはハフニウムである。
好ましい実施形態では、Jは、3〜30個の非水素原子を有する芳香族置換または非置換ヒドロカルビル(好ましくはヒドロカルビル)であり、好ましくは、Jは式:
Figure 2019527679
により表され、より好ましくは、Jは
Figure 2019527679
(式中、R7、R8、R9、R10、R10’、R11、R11’、R12、R14およびEは、上で定義した通りであり、任意の2個のR基(例えば、R7およびR8、R8およびR9、R9およびR10、R10およびR11)は連結されて、置換または非置換ヒドロカルビルまたはヘテロ環式環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環原子(好ましくは5または6個の原子)を有し、前記環は飽和または不飽和(例えば部分的に不飽和または芳香族)であり、好ましくは、Jは、アリールアルキル(例えばアリールメチル)またはジヒドロ−1H−インデニルまたはテトラヒドロナフタレニル基である)
本発明の実施形態では、Jは、以下の構造
Figure 2019527679
から選択され、式中、
Figure 2019527679
は、錯体との接続部を指し示す。
本発明の実施形態では、Eは炭素である。
本発明の実施形態では、Xは、アルキル(例えば、1〜10個の炭素を有するアルキル基、例としてメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびそれらの異性体)、アリール、水素化物、アルキルシラン、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、トリフレート、カルボキシレート、アミド(例えばNMe2)またはアルキルスルホネートである。
本発明の実施形態では、Lは、エーテル、アミンまたはチオエーテルである。
本発明の実施形態では、R7およびR8は連結されて、−CH=CHCH=CH−である連結されたR78基を有する6員環芳香族環を形成する。
本発明の実施形態では、R10およびR11は連結されて、−CH2CH2−である連結されたR1011基を有する5員環を形成する。
本発明の実施形態では、R10およびR11は連結されて、−CH2CH2CH2−である連結されたR1011基を有する6員環を形成する。
本発明の実施形態では、R1およびR13は、F、Cl、Br、I、CF3、NO2、アルコキシ、ジアルキルアミノ、アリールおよび1〜10個の炭素を有するアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびそれらの異性体を含む0〜5個の間の置換基で様々に置換されるフェニル基から独立して選択され得る。
本発明の好ましい実施形態では、キノリニルジアミド遷移金属錯体は、上の式IIにより表され、式中:
Mは、4族金属(好ましくはハフニウム)であり;
Eは、炭素、ケイ素またはゲルマニウム(好ましくは炭素)から選択され;
Xは、アルキル、アリール、水素化物、アルキルシラン、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、トリフレート、カルボキシレート、アミド、アルコキソまたはアルキルスルホネートであり;
Lは、エーテル、アミンまたはチオエーテルであり;
1およびR13は、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルおよびシリル基(好ましくはアリール)からなる群から独立して選択され;
2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11およびR12は、独立して、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、置換ヒドロカルビル、ハロゲンおよびホスフィノであり;
nは1または2であり;
mは0、1または2であり;
n+mは1〜4であり;
2個のX基は共に連結されて、ジアニオン性基を形成してもよく;
2個のL基は共に連結されて、二座ルイス塩基を形成してもよく;
X基はL基に連結されて、モノアニオン性二座基を形成してもよく;
7およびR8は連結されて、環(好ましくは、−CH=CHCH=CH−である連結されたR78基を有する芳香族環、6員環芳香族環)を形成してもよく;
10およびR11は連結されて、環(好ましくは−CH2CH2−である連結されたR1011基を有する5員環、−CH2CH2CH2−である連結されたR1011基を有する6員環)を形成してもよい。
式I、IIおよびIIIの実施形態では、R4、R5およびR6は、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、アミノおよびシリルからなる群から独立して選択され、隣接したR基(R4およびR5ならびに/またはR5およびR6)は連結されて、置換ヒドロカルビル、非置換ヒドロカルビル、非置換ヘテロ環式環または置換ヘテロ環式環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよい。
式I、IIおよびIIIの実施形態では、R7、R8、R9およびR10は、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、アルコキシ、ハロゲン、アミノおよびシリルからなる群から独立して選択され、隣接したR基(R7およびR8ならびに/またはR9およびR10)は連結されて、飽和置換ヒドロカルビル、非置換ヒドロカルビル、非置換ヘテロ環式環または置換ヘテロ環式環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環炭素原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよい。
式I、IIおよびIIIの実施形態では、R2およびR3は、それぞれ独立して、水素、ヒドロカルビルおよび置換ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、ハロゲンおよびホスフィノからなる群から選択され、R2およびR3は連結されて、飽和置換もしくは非置換ヒドロカルビル環を形成してもよく、環は4、5、6または7個の環炭素原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく、またはR2およびR3は連結されて、飽和ヘテロ環式環もしくは飽和置換ヘテロ環式環を形成してもよく、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよい。
式I、IIおよびIIIの実施形態では、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、ヒドロカルビルおよび置換ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、ハロゲンならびにホスフィノからなる群から選択され、R11およびR12は連結されて、飽和置換もしくは非置換ヒドロカルビル環を形成してもよく、環は4、5、6もしくは7個の環炭素原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく、またはR11およびR12は連結されて、飽和ヘテロ環式環もしくは飽和置換ヘテロ環式環を形成してもよく、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく、またはR11およびR10は連結されて、飽和ヘテロ環式環もしくは飽和置換ヘテロ環式環を形成してもよく、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく。
式I、IIまたはIIIの実施形態では、R1およびR13は、F、Cl、Br、I、CF3、NO2、アルコキシ、ジアルキルアミノ、アリールおよび1〜10個の炭素を有するアルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびそれらの異性体を含む0〜5個の間の置換基で様々に置換されるフェニル基から独立して選択され得る。
式IIの実施形態では、好ましいR12−E−R11基は、CH2、CMe2、SiMe2、SiEt2、SiPr2、SiBu2、SiPh2、Si(アリール)2、Si(アルキル)2、CH(アリール)、CH(Ph)、CH(アルキル)およびCH(2−イソプロピルフェニル)を含み、アルキルは、C1−C40アルキル基(好ましくはC1−C20アルキル、好ましくは1つまたは複数のメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよびそれらの異性体)であり、アリールは、C5−C40アリール基(好ましくはC6−C20アリール基、好ましくはフェニルまたは置換フェニル、好ましくはフェニル、2−イソプロピルフェニルまたは2−tertブチルフェニル)である。
式IIIの実施形態では、R11、R12、R9、R14およびR10は、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、アルコキシ、ハロゲン、アミノおよびシリルからなる群から独立して選択され、隣接したR基(R10およびR14、ならびに/またはR11およびR14、ならびに/またはR9およびR10)は連結されて、飽和置換ヒドロカルビル、非置換ヒドロカルビル、非置換ヘテロ環式環または置換ヘテロ環式環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環炭素原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよく。
好ましくは、上のR基(すなわち、R2からR14のいずれか)および以後言及される他のR基は、1〜30個、好ましくは2〜20個の炭素原子、とりわけ6〜20個の炭素原子を含有する。好ましくは、上のR基(すなわち、R2からR14のいずれか)および以後言及される他のR基は、水素、メチル、エチル、フェニル、イソプロピル、イソブチル、トリメチルシリルおよび−CH2−Si(Me)3からなる群から独立して選択される。
有望な一実施形態では、キノリニルジアミド錯体は、1つまたは複数の追加の遷移金属錯体、例えばキノリニルジアミド錯体またはメタロセンに、オレフィン重合のための触媒成分として使用できる二金属、三金属または多金属錯体を作るように、R基を介して連結する。そのような錯体におけるリンカーR基は、好ましくは、1〜30個の炭素原子を含有する。
好ましくは、Mは、Ti、ZrまたはHfであり、Eは炭素であり、ZrまたはHf系錯体がとりわけ好ましい。
本明細書で説明されているいずれかの実施形態では、Eは炭素であり、R12およびR11は、F、Cl、Br、I、CF3、NO2、アルコキシ、ジアルキルアミノ、ヒドロカルビルおよび1〜10個の炭素を有する置換ヒドロカルビル基からなる群から選択される0、1、2、3、4または5個の置換基で置換されるフェニル基から独立して選択される。
本明細書で説明されている式IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、R11およびR12は、水素、メチル、エチル、フェニル、イソプロピル、イソブチル、−CH2−Si(Me)3およびトリメチルシリルから独立して選択される。
本明細書で説明されている式IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、R7、R8、R9およびR10は、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、フェニル、シクロヘキシル、フルオロ、クロロ、メトキシ、エトキシ、フェノキシ、−CH2−Si(Me)3およびトリメチルシリルから独立して選択される。
本明細書で説明されている式I、IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、R2、R3、R4、R5およびR6は、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、置換ヒドロカルビルおよびハロゲンからなる群から独立して選択される。
本明細書で説明されている式IIIのいずれかの実施形態では、R10、R11およびR14は、水素、メチル、エチル、フェニル、イソプロピル、イソブチル、−CH2−Si(Me)3およびトリメチルシリルから独立して選択される。
本明細書で説明されている式I、IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、各Lは、Et2O、MeOtBu、Et3N、PhNMe2、MePh2N、テトラヒドロフランおよびジメチルスルフィドから独立して選択される。
本明細書で説明されている式I、IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、各Xは、メチル、ベンジル、トリメチルシリル、ネオペンチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ヒドリド、クロロ、フルオロ、ブロモ、ヨード、ジメチルアミド、ジエチルアミド、ジプロピルアミドおよびジイソプロピルアミドから独立して選択される。
本明細書で説明されている式I、IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、R1は、2,6−ジイソプロピルフェニル、2,4,6−トリイソプロピルフェニル、2,6−ジイソプロピル−4−メチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2−エチル−6−イソプロピルフェニル、2,6−ビス(3−ペンチル)フェニル、2,6−ジシクロペンチルフェニルまたは2,6−ジシクロヘキシルフェニルである。
本明細書で説明されている式I、IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、R13は、フェニル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2−プロピルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2−イソプロピルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、4−フルオロフェニル、3−メチルフェニル、4−ジメチルアミノフェニルまたは2−フェニルフェニルである。
本明細書で説明されている式IIのいずれかの実施形態では、Jは、ジヒドロ−1H−インデニルであり、R1は、2,6−ジアルキルフェニルまたは2,4,6−トリアルキルフェニルである。
本明細書で説明されている式I、IIまたはIIIのいずれかの実施形態では、R1は、2,6−ジイソプロピルフェニルであり、R13は、1、2、3、4、5、6または7個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基である。
本発明の別の態様では、本明細書で説明されている錯体を合成する様々なプロセスが示されている。
リガンド合成
本明細書で説明されているキノリニルジアミンリガンドは、一般的には、複数のステップで調製される。キノリニルジアミンリガンドの合成における主なステップは、スキーム1として以下に示されている炭素−炭素結合のカップリングステップであり、遷移金属により媒介される反応において、断片1および断片2は共に連結される。本明細書で説明されている具体例では、カップリングステップは、Pd(PPh34の使用を伴うが、他の遷移金属触媒(例えば、NiまたはCuを含有する錯体)も、このタイプのカップリング反応に有用である。本明細書で説明されている具体例では、使用されるW*およびY*基は、それぞれ、ボロン酸エステルおよびハロゲン化物である。この選択は、Pdにより媒介されるカップリングステップに適しているが、他の基もこのカップリング反応に有用であり得る。他に考えられ、興味を引くW*およびY*基は、アルカリ金属(例えばLi)、ハロゲン化アルカリ土類金属(例えばMgBr)、ハロゲン化亜鉛(例えばZnCl)、ジンケート、ハロゲン化物およびトリフレートを含む。スキーム1では、R1からR13およびEは、上で説明されている通りである。
Figure 2019527679
遷移金属キノリニルジアミド錯体を調製する1つの方法は、キノリニルジアミンリガンドと、アニオン性塩基性脱離基を含有する金属反応物の反応による。典型的なアニオン性塩基性脱離基は、ジアルキルアミド、ベンジル、フェニル、ヒドリドおよびメチルを含む。この反応では、塩基性脱離基の役割は、キノリニルジアミンリガンドを脱プロトン化することである。このタイプの反応に対する適切な金属反応物は、HfBn4(Bn=CH2Ph)、ZrBn4、TiBn4、ZrBn2Cl2(OEt2)、HfBn2Cl2(OEt22、Zr(NMe22Cl2(ジメトキシエタン)、Hf(NMe22Cl2(ジメトキシエタン)、Hf(NMe24、Zr(NMe24およびHf(NEt24を含むが、それらに限定されない。本明細書で提示されている具体例では、Hf(NMe24は、上昇温度にてキノリニルジアミンリガンドと反応させて、キノリニルジアミド錯体を形成し、キノリニルジアミド錯体が単離される前に失われる、または除去される2モル当量のジメチルアミンを形成する。
遷移金属キノリニルジアミド錯体を調製する2つめの方法は、キノリニルジアミンリガンドと、アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基(例えば、BuLi、EtMgBr)の反応によるもので、リガンドを脱プロトン化し、続いて金属ハロゲン化物(例えば、HfCl4、ZrCl4)と反応させる。
金属−ハロゲン化物、アルコキシドまたはアミド脱離基を含有するキノリニルジアミド(QDA)金属錯体は、スキーム2で示されているように、有機リチウム、グリニャールおよび有機アルミニウム試薬との反応によりアルキル化され得る。アルキル化反応では、アルキル基を、QDAの金属中心に移し、脱離基を除去する。スキーム2では、R1からR13およびEは、上で説明した通りであり、X*は、ハロゲン化物、アルコキシドまたはジアルキルアミド脱離基である。試薬は、典型的には、アルキル化反応に使用され、MeLi、MeMgBr、AlMe3、AliBu3、AlOct3およびPhCH2MgClを含むが、それらに限定されない。典型的には2〜20モル当量のアルキル化試薬をQDA錯体に添加する。アルキル化は、典型的には−80℃〜70℃の範囲の温度にて、エーテルまたは炭化水素溶媒または溶媒混合物中で行われるのが一般的である。
Figure 2019527679
活性化物質
錯体が合成された後で、錯体と活性化物質をスラリーまたは気相重合における使用のために担持することを含めた、文献からの公知の任意の手段で合わせることにより、触媒系を形成できる。触媒系は、溶液重合または(モノマー中の)バルク重合に添加してもよく、または、その中で生成されてもよい。触媒系は、典型的には、上で説明されている錯体、活性化物質、例えばアルモキサンまたは非配位性アニオンを含む。活性化は、MAOと呼ばれるメチルアルモキサン、ならびに、本明細書ではMMAOと呼ばれ、溶解度を改善するいくつかの高級アルキル基を含有する修飾MAOを含むアルモキサン溶液を使用して行われ得る。特に有用なMAOは、Albemarleからトルエン中の10質量%溶液として購入できる。本発明に用いられる触媒系は、好ましくは、アルモキサン、例えばメチルアルモキサン、修飾メチルアルモキサン、エチルアルモキサン、イソブチルアルモキサンから選択される活性化物質を使用する。異なるアルモキサンおよび修飾アルモキサンの混合物も使用してよい。視覚的に透明なメチルアルモキサンを使用することが好ましいことがある。濁った、またはゲル状のアルモキサンは、濾過して透明な溶液を生成でき、または透明なアルモキサンは、濁った溶液からデカンテーションできる。有用なアルモキサンは、修飾メチルアルモキサン(MMAO)共触媒タイプ3A(Modified Methylalumoxane type 3Aの商品名でAkzo Chemicals,Inc.から市販されており、特許番号 米国特許第5,041,584号で保護されている)である。
アルモキサンまたは修飾アルモキサンが使用される場合、触媒錯体対活性化物質のモル比は、約1:3000〜10:1;あるいは1:2000〜10:1;あるいは1:1000〜10:1;あるいは、1:500〜1:1;あるいは1:300〜1:1;あるいは1:200〜1:1;あるいは1:100〜1:1;あるいは1:50〜1:1;あるいは1:10〜1:1である。活性化物質が(修飾または未修飾)アルモキサンである場合、一部の実施形態は、触媒前駆体より(金属触媒部位当たり)5000倍モル過剰な、最大量の活性化物質を選択する。好ましい最小の活性化物質対錯体の比は、1:1モル比である。
活性化は、欧州特許出願公開第277003および欧州特許出願公開第277004号で説明されているタイプのNCAと呼ばれる非配位性アニオンを使用しても行われ得る。NCAは、例えば、[DMAH]+[NCA]-を使用して、イオン対の形態で添加され得、N,N−ジメチルアニリニウム(DMAH)カチオンが遷移金属錯体上の塩基性脱離基と反応して、遷移金属錯体カチオンおよび[NCA]-を形成する。前駆体におけるカチオンは、あるいはトリチルであってよい。あるいは、遷移金属錯体は、アニオン性基を錯体から引き抜いて、活性化化学種を形成する中性NCA前駆体、例えばB(C653と反応させてよい。有用な活性化物質は、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(すなわち、[PhNMe2H]B(C654)、およびN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ヘプタフルオロナフチル)ボレートを含む(式中、Phはフェニルであり、Meはメチルである)。
非配位性アニオン(NCA)は、触媒金属カチオンに配位しない、または、金属カチオンに確かに配位するが、弱く配位するにすぎないアニオンを意味すると定義される。NCAという用語は、多成分NCA含有活性化物質、例えば、酸性カチオン性基および非配位性アニオンを含有する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)ボレートを含むとも定義される。NCAという用語は、触媒と反応して、アニオン性基を引き抜くことにより活性化化学種を形成できる中性ルイス酸、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を含むとも定義される。NCAは、中性ルイス塩基、例えばオレフィン性またはアセチレン性不飽和モノマーによりNCAが触媒中心から動かされ得るほど、弱く配位する。相溶性があり、弱く配位する錯体を形成できる任意の金属または半金属は、配位していないアニオンに使用され得る、または含有され得る。適切な金属は、アルミニウム、金および白金を含むが、それらに限定されない。適切な半金属は、ホウ素、アルミニウム、リンおよびケイ素を含むが、それらに限定されない。非配位性アニオンという用語は、イオン性活性化物質およびルイス酸活性化物質を含む。
さらに、本明細書において有用な好ましい活性化物質は、米国特許第7,247,687号の169段50行から174段43行、特に172段24行から173段53行で説明されているものを含む。
活性化共触媒として使用され得るホウ素化合物の例示的であるが限定しない例は、米国特許第8,658,556号および、または米国特許第6,211,105号で活性化物質として説明されている化合物(特に、活性化物質として具体的に列挙されるもの)であり、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。
好ましくは、活性化物質を含有するNCAは、1つまたは複数のN,N−ジメチルアニリニウムテトラ(ペルフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)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、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)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、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロフェニル)ボレート、メチルビス(水素化獣脂)アンモニウムテトラキス(ペルフルオロフェニル)ボレートまたはメチルジアルキルアンモニウムテトラキス(ペルフルオロアリール)ボレートである。
好ましい活性化物質は、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロフェニル)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、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)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、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロフェニル)ボレート、[Ph3+][B(C654 -]、[Me3NH+][B(C654 -];1−(4−(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ピロリジニウム;およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)−2,3,5,6−テトラフルオロピリジンを含む。
好ましい実施形態では、活性化物質は、トリアリールカルボニウム(例えばトリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、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−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)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)を含む。
別の実施形態では、活性化物質は、1つまたは複数のトリアルキ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、N,N−ジアルキ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−(2,4,6−トリメチルアニリウム)テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジアルキルアニリウムテトラキス−(2,3,4,6−テトラフルオロフェニル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、N,N−ジアルキルアニリウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、トリアルキルアンモニウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)ボレート、N,N−ジアルキルアニリウムテトラキス(ペルフルオロビフェニル)ボレート、トリアルキ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−ジアルキルアニリウムテトラキス(3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル)ボレート、N,N−ジアルキル−(2,4,6−トリ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−(i−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(アルキルがメチル、エチル、プロピル、n−ブチル、sec−ブチルまたはt−ブチルである場合)を含む。
NCA(例えばイオン性または中性の化学量論的活性化物質)が使用される場合、触媒錯体対活性化物質のモル比は、典型的には、1:10〜1:1;1:10〜10:1;1:10〜2:1;1:10〜3:1;1:10〜5:1;1:2〜1.2:1;1:2〜10:1;1:2〜2:1;1:2〜3:1;1:2〜5:1;1:3〜1.2:1;1:3〜10:1;1:3〜2:1;1:3〜3:1;1:3〜5:1;1:5〜1:1;1:5〜10:1;1:5〜2:1;1:5〜3:1;1:5〜5:1;1:1〜1:1.2である。
あるいは、共活性化物質は、本明細書における触媒系にも使用され得る。錯体対共活性化物質のモル比は、1:100〜100:1;1:75〜75:1;1:50〜50:1;1:25〜25:1;1:15〜15:1;1:10〜10:1;1:5〜5:1、1:2〜2:1;1:100〜1:1;1:75〜1:1;1:50〜1:1;1:25〜1:1;1:15〜1:1;1:10〜1:1;1:5〜1:1;1:2〜1:1;1:10〜2:1である。
担体
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている錯体は、他の配位触媒系を担持する任意の有効な方法により担持され得(活性化物質の有無を問わず)、有効とは、そのように調製された触媒が、不均一なプロセスでオレフィンのオリゴマー化または重合に使用できることを意味する。触媒前駆体、活性化物質、共活性化物質、必要があれば適切な溶媒および担体は、任意の順番で、または同時に添加してよい。典型的には、錯体および活性化物質は、溶媒中で合わせて、溶液を形成する。次いで、担体を添加し、混合物を1分間から10時間撹拌する。合計の溶液の体積は、担体の細孔体積を超えてよいが、一部の実施形態は、合計の溶液の体積を、ゲルまたはスラリーを形成するのに必要な体積より少なく限定する(約90%〜400%、好ましくは細孔体積の約100〜200%)。撹拌後、残った溶媒を真空下で、典型的には周囲温度にて、また、10〜16時間かけて除去する。しかし、時間および温度がそれを上回ることも下回ることもあり得る。
錯体は、活性化物質なしで担持されてよく、その場合、活性化物質(および必要であれば共活性化物質)は、重合プロセスの液相に添加される。さらに、2つ以上の異なる錯体が、同一の担体に配置されてよい。同様に、2つ以上の活性化物質、または活性化物質および共活性化物質が、同一の担体に配置されてよい。
適切な固体粒子担体は、典型的には、ポリマー性または耐熱性酸化物材料からなり、それぞれは、好ましくは多孔性である。好ましくは、10μm超の平均粒径を有する任意の担体材料は、本発明における使用に適している。様々な実施形態で、多孔担体材料、例えば、滑石、無機酸化物、無機塩化物、例として塩化マグネシウム、および樹脂担体材料、例えばポリスチレン、ポリオレフィンもしくはポリマー性化合物、または任意の他の有機担体材料が選択される。一部の実施形態では、2、3、4、5、13または14族の金属または半金属酸化物を含む担体材料として、無機酸化物材料が選択される。一部の実施形態では、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナおよびそれらの混合物を含むように触媒担体材料が選択される。他の無機酸化物も、単体でも、またはシリカ、アルミナもしくはシリカ−アルミナと合わせても役立ち得る。これらは、マグネシア、チタニア、ジルコニアなどである。ルイス酸材料、例えばモンモリロナイトおよび類似したクレイも、担体としての役割を果たし得る。この場合、任意選択で担体に活性化物質の成分の役割も演じさせてもよいが、追加の活性化物質も使用してよい。
担体材料は、多数の方法により前処理してよい。例えば、無機酸化物は、焼成されてもよく、脱ヒドロキシル化剤、例えばアルミニウムアルキルで化学的に処理されてもよく、またはその両方でもよい。
上記のように、ポリマー性キャリアーも本発明に従って適切であると予想され、例えば、国際公開第95/15815号および米国特許第5,427,991号の説明を参照されたい。開示されている方法は、本発明の触媒錯体、活性化物質または触媒系と使用して、特に多孔性粒子から構成されている場合にポリマー性担体にそれらを吸着または吸収でき、またはポリマー鎖に、もしくはポリマー鎖中で結合した官能基を介して、化学的に結合できる。
有用な担体は、典型的には、10〜700m2/gの表面積、0.1〜4.0cc/gの細孔体積および10〜500μmの平均粒径を有する。一部の実施形態では、50〜500m2/gの表面積、0.5〜3.5cc/gの細孔体積または20〜200μmの平均粒径が選択される。他の実施形態では、100〜400m2/gの表面積、0.8〜3.0cc/gの細孔体積および30〜100μmの平均粒径が選択される。有用な担体は、典型的には、10〜1000オングストローム、あるいは50〜500オングストロームまたは75〜350オングストロームの孔径を有する。
本明細書で説明されている触媒錯体は、一般的に、固相担体1グラム当たり錯体10〜100マイクロモル;または固相担体1グラム当たり錯体20〜80マイクロモル;または担体1グラム当たり錯体40〜60マイクロモルの負荷レベルで担体に堆積させる。上回る値も下回る値も使用してよいが、固体錯体の合計量が、担体の細孔体積を超えないことが条件である。
重合
本発明の目的、およびその特許請求の範囲に関して、「連続したプロセス」という用語は、中断または中止することなく作動する系を意味する。例えば、ポリマーを生成する連続したプロセスは、反応物が1つまたは複数の反応器中に頻繁に導入されるもの、および、ポリマー生成物が頻繁に引き出されるものである。
本発明の目的、およびその特許請求の範囲に関して、溶液重合は、生成されたポリマーが、重合条件で、液体の重合媒体、例えば不活化溶媒またはモノマーまたはそれらのブレンド中で溶解される重合プロセスを意味する。溶液重合は、典型的には均一である。均一重合は、ポリマー生成物が重合媒体中に溶解されるものである。そのような系は、好ましくは、J. Vladimir Oliveira, C. Dariva, and J. C. Pinto, Ind. Eng, Chem. Res., 29, 2000, p. 4627で説明されているように濁らない。
本発明の目的、およびその特許請求の範囲に関して、バルク重合は、重合されたモノマーおよび/またはコモノマーが溶媒または希釈剤として使用され、不活化溶媒が溶媒もしくは希釈剤としてほとんど、またはまったく使用されない重合プロセスを意味する。不活化溶媒のごく一部は、触媒および捕捉剤に対するキャリアーとして使用できる。バルク重合系は、不活化溶媒または希釈剤を25質量%未満、好ましくは10質量%未満、好ましくは1質量%未満、好ましくは0質量%含有する。
「触媒活性」は、W mmolの遷移金属(M)を含む重合触媒を、一定期間T時間にわたり使用して生成されたポリマー(P)が何グラムか測定することであり;以下の式:P/(T×W)によって表現できる。
本明細書で説明されている本発明の触媒錯体は、配位触媒により触媒される重合、例えば溶液、スラリー、気相および高圧重合を施すことが従来から公知の、不飽和モノマーの重合に有用である。典型的には、本明細書で説明されている1つまたは複数の錯体、1つまたは複数の活性化物質、および1つまたは複数のモノマーを接触させてポリマーを生成する。ある実施形態では、錯体は担持され得、それ自体が単一、直列または並列反応器で実施される、公知の固定床、移動床、流動床、スラリー、溶液またはバルクの作動モードに特に有用になる。
直列または並列の1つまたは複数の反応器が、本発明で使用できる。錯体、活性化物質、および必要な場合は、共活性化物質は、反応器の直前にインラインで活性化された溶液もしくはスラリーとして、別々に反応器に送達され得る、または予め活性化され、活性化溶液またはスラリーとして反応器に送り出され得る。重合は、単一の反応器の操作として実行され、モノマー、コモノマー、触媒/活性化物質/共活性化物質、任意で捕捉剤、および任意で修飾剤が単一の反応器に継続的に添加される、または、直列した反応器の操作として実行され、上の成分が、直列して接続した2つ以上の反応器のそれぞれに添加される。触媒成分は、直列した第1の反応器に添加され得る。触媒成分は、両方の反応器に添加してもよく、ある成分を第1の反応に添加し、別の成分を他の反応器に添加する。好ましい一実施形態では、錯体は、オレフィンの存在下で、反応器中で活性化される。
特に好ましい実施形態では、重合プロセスは、連続したプロセスである。
本明細書で使用される重合プロセスは、典型的には、本明細書で説明されている1つまたは複数のアルケンモノマーを、錯体(および任意選択で活性化物質)と接触させるステップを含む。本発明の目的に関して、アルケンは、多アルケン(例えばジアルケン)および二重結合1つのみを有するアルケンを含むと定義される。重合は、均一(溶液またはバルク重合)であってもまたは不均一(液体希釈剤中のスラリーまたはガス状希釈剤中の気相)であってもよい。不均一なスラリーまたは気相重合のケースでは、錯体および活性化物質は担持されてよい。シリカは、本明細書において担体として有用である。水素は、本発明の実践に使用できる。
本重合プロセスは、好ましくは、約30℃〜約200℃、好ましくは60℃〜195℃、好ましくは75℃〜190℃、好ましくは80℃〜130℃、好ましくは85℃〜105℃の温度を含む条件下で実施できる。
本重合プロセスは、0.05MPa〜1500MPaの圧力で実施できる。好ましい実施形態では、圧力は、1.7MPa〜30MPaの間であり、または別の実施形態では、とりわけ超臨界条件下では、圧力は15MPa〜1500MPaの間である。
モノマー
本明細書において有用なモノマーは、2〜20個の炭素原子、または2〜12個の炭素原子を有するオレフィン(好ましくはエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセンおよびドデセン)、また、任意選択でポリエン(例えばジエン)も含む。特に好ましいモノマーは、エチレン、およびC2−C10αオレフィンの混合物、例えばエチレン−プロピレン、エチレン−ヘキセン、エチレン−オクテン、プロピレン−ヘキセンを含む。
本明細書で説明されている錯体は、単体で、または少なくとも1つの他のオレフィン系不飽和モノマー、例えばC3−C20α−オレフィン、特にC3−C12α−オレフィンと合わせて、エチレンの重合にも特に有効である。同様に、本錯体は、単体で、または少なくとも1つの他のオレフィン系不飽和モノマー、例えばエチレンまたはC4−C20α−オレフィン、特にC4−C20α−オレフィンと合わせて、プロピレンの重合にも特に有効である。好ましいα−オレフィンの例は、エチレン、プロピレン、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−1、ドデセン−1、4−メチルペンテン−1、3−メチルペンテン−1,3,5,5−トリメチルヘキセン−1および5−エチルノネン−1を含む。
いくつかの実施形態では、モノマー混合物は、1つまたは複数のジエンも、モノマー混合物に対して10質量%まで、例えば0.00001〜1.0質量%、例えば、0.002〜0.5質量%、例えば0.003〜0.2質量%含む。有用なジエンの非限定的な例は、シクロペンタジエン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,5−ヘプタジエン、1,6−ヘプタジエン、6−メチル−1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、7−メチル−1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン、1,9−ジメチル−1,9−デカジエンを含む。
プロピレンまたはプロピレンが豊富なコポリマーとエチレンの重合は、結晶性アイソタクチックポリプロピレンが広がるポリマーが生成されると予想される。これは、触媒ファミリーが7員環のキレート環を有し、これにより、使用中に触媒を効率的にC1対称にする(すなわち対称ではない)ため、予想される。
捕捉剤
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されている錯体を使用する場合、特にそれらが担体に固定化されている場合、触媒系は、1つまたは複数の捕捉化合物をさらに含む。本明細書で、捕捉化合物という用語は、極性不純物を反応環境から除去する化合物を意味する。これらの不純物は、触媒活性および安定性に有害な影響を与える。典型的には、捕捉化合物は、有機金属化合物、例えば米国特許第5,153,157号;米国特許第5,241,025号;国際公開第A−91/09882号;国際公開第A−94/03506号;国際公開第A−93/14132号;および国際公開第95/07941号の13族有機金属化合物である。模範的な化合物は、トリエチルアルミニウム、トリエチルボラン、トリ−イソブチルアルミニウム、メチルアルモキサン、イソブチルアルモキサンおよびトリ−n−オクチルアルミニウムを含む。金属または半金属中心に接続した、かさ高い、またはC6−C20直鎖状ヒドロカルビル置換基を有する捕捉化合物は、通常、活性触媒との有害な相互反応を最小限に留める。例は、トリエチルアルミニウムを含むが、より好ましくは、かさ高い化合物、例えばトリ−イソブチルアルミニウム、トリ−イソ−プレニルアルミニウムおよび長鎖直鎖状アルキル置換アルミニウム化合物、例えばトリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウムまたはトリ−n−ドデシルアルミニウムを含む。アルモキサンが活性化物質として使用される場合、活性に必要な量を超えたいかなる超過も不純物を捕捉し、追加の捕捉化合物は不要になることがある。アルモキサン(メチルアルモキサン)、酸化アルミニウム(例えば、ビス(ジイソブチルアルミニウム)オキシド)および修飾アルモキサン(例えば、MMAO−3A)も、他の活性化物質、例えば[Me2HNPh]+[B(pfp)4-またはB(pfp)3(ペルフルオロフェニル=pfp=C65)と共に、捕捉量に添加してよい。
ポリマー生成物
本明細書において生成されたポリマーの分子量は、温度、モノマー濃度および圧力、連鎖停止剤または連鎖移動剤の存在などを含む反応器の条件により影響を受け得るが、本プロセスにより生成されるホモポリマーおよびコポリマー生成物は、GPCにより判定されるように(以下で説明されている)、約1,000〜約2,000,000g/mol、または約30,000〜約600,000g/mol、または約100,000〜約500,000g/molのMwを有し得る。
本明細書において生成されるポリマーは、少なくとも0.01dg/分(好ましくは0.1〜50dg/分、好ましくは0.2〜300dg/分、好ましくは0.1〜1.5dg/分、好ましくは0.15〜1.0dg/分、好ましくは0.15〜0.8dg/分)の溶融流量(MFR)(ASTM1238、2.16kg、230℃)を有し得る。または、本明細書において生成されるポリマーは、少なくとも0.01dg/分(好ましくは0.1〜50dg/分、好ましくは1〜10dg/分)の溶融流量(MFR)を有し得る。
本明細書において生成される好ましいポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマーであってよい。好ましい実施形態では、コモノマーは、50mol%まで、好ましくは0.01〜40mol%、好ましくは1〜30mol%、好ましくは5〜20mol%存在する。
有用な実施形態では、生成されるポリマーは、コポリマーの質量に対して、1〜35(好ましくは5〜30、好ましくは5〜25)質量%のエチレンおよび99〜65(好ましくは95〜70、好ましくは95〜75)質量%のプロピレンを有し、任意で1つまたは複数のジエンが、10質量%(好ましくは0.00001〜6.0質量%、好ましくは0.002〜5.0質量%、好ましくは0.003〜0.2質量%)まで存在するプロピレン−エチレンコポリマーである。有用なジエンの非限定的な例は、シクロペンタジエン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン(「ENB」)、5−ビニル−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,5−ヘプタジエン、1,6−ヘプタジエン、6−メチル−1,6−ヘプタジエン、1,7−オクタジエン、7−メチル−1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン、1および9−メチル−1,9−デカジエンを含む。
本明細書のいくつかの実施形態では、第1のポリオレフィン成分、および第1のポリオレフィン成分とは分子量が異なる、少なくとももう1つのポリオレフィン成分を含み、その結果、好ましくはGPCトレースが1つ超のピークまたは変曲点を有する多峰性ポリオレフィン組成物が生成される。
「多峰性」という用語が、ポリマーまたはポリマー組成物を説明するのに使用される場合、「多峰性分子量分布」を意味し、これは、吸光度対保持時間(秒)としてプロットされ、1つ超のピークまたは少なくとも1つの変曲点を有するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)トレースを意味すると理解される。「変曲点」は、曲線の二次導関数の符号が変化する点(例えば、負から正へ、またはその逆も同様)である。例えば、第1の低分子量ポリマー成分(例えば100,000g/molのMwを有するポリマー)および第2の高分子量ポリマー成分(例えば300,000g/molのMwを有するポリマー)を含むポリオレフィン組成物は、「二峰性」ポリオレフィン組成物と考えられる。好ましくは、ポリマーまたはポリマー組成物のMwは、互いに対して、少なくとも10%、好ましくは少なくとも20%、好ましくは少なくとも50%、好ましくは少なくとも100%、好ましくは少なくとも200%異なる。同様に、好ましい実施形態では、ポリマーまたはポリマー組成物のMwは、互いに対して10%〜10,000%、好ましくは20%〜1000%、好ましくは50%〜500%、好ましくは少なくとも100%〜400%、好ましくは200%〜300%異なる。
別段指示がない限り、分子量のモーメント、すなわち、質量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)およびz平均分子量(Mz)の測定は、参照により本明細書に完全に組み込まれるMacromolecules, 2001, Vol. 34, No. 19, pg. 6812で説明されているように、Polymer Laboratories PLgel 10mm Mixed−Bカラム3本を備えた示差屈折率検出器(DRI)を備えた高温サイズ排除クロマトグラフ(SEC、Waters Alliance 2000)が使用されるものを含むゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により判定する。機器は、1.0cm3/分の流量、300μLの注入体積で作動させた。様々な移送ライン、カラムおよび示差屈折計(DRI検出器)は、145℃にて維持したオーブンに収容する。ポリマー溶液は、約1000ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する、濾過した1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)中の0.75〜1.5mg/mLのポリマーを、160℃にて2時間、連続してかき混ぜながら加熱することにより調製される。溶液を含有するポリマーの試料は、GPC中に注入され、約1000ppmのBHTを含有する濾過した1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を使用して溶出する。カラムセットの分離効率は、分析される試料の予想されるMw範囲を反映する一連のMWDが狭いポリスチレン標準、およびカラムセットの排除限界を使用して較正される。Polymer Laboratories(Amherst、MA)から得られる17種の個々のポリスチレン標準、および約580〜10,000,000の範囲のピーク分子量(Mp)を使用して、検量線を生成する。各ポリスチレン標準の保持体積を判定する前に、流量を、各ランに対して較正して、流量マーカーに共通のピーク位置(正の注入ピークと解釈される)を得る。試料を分析する際は、フローマーカーのピーク位置を使用して、流量を修正する。検量線(log(Mp)対保持体積)は、各PS標準に対するDRIシグナルのピークで保持体積を記録し、このデータセットを2次多項式に当てはめることにより生成する。表Bで示されているマーク−ホーウィンク係数を使用することにより、当量のポリエチレン分子量を判定する。
[表B]
Figure 2019527679
好ましい実施形態では、本プロセスにより生成されるホモポリマーおよびコポリマー生成物は、GPCにより判定されるように、約1,000〜約2,000,000g/mol、または、約30,000〜約600,000g/mol、または約100,000〜約500,000g/molのMwを有し得、多峰性、好ましくは二峰性Mw/Mnを有する。
本発明の実施形態では、生成されたポリマーは、エチレンポリマーまたはプロピレンポリマーである。
本発明の実施形態では、生成されたポリマーは、タクチックポリマー、好ましくはアイソタクチックな、または高度にアイソタクチックなポリマーである。本発明の実施形態では、生成されたポリマーは、アイソタクチックポリプロピレン、例えば高度にアイソタクチックなポリプロピレンである。
「アイソタクチックポリプロピレン」(iPP)という用語は、少なくとも10%以上のアイソタクチックペンタッドを有すると定義される。「高度アイソタクチックポリプロピレン」という用語は、50%以上のアイソタクチックペンタッドを有すると定義される。「シンジオタクチックポリプロピレン」という用語は、10%以上のシンジオタクチックペンタッドを有すると定義される。「ランダムコポリマーポリプロピレン」(RCP)という用語は、プロピレンランダムコポリマーとも呼ばれ、プロピレン、ならびにエチレンおよびC4−C8αオレフィンから選択される1〜10質量%のオレフィンのコポリマーと定義される。好ましくは、アイソタクチックポリマー(例えばiPP)は、少なくとも20%(好ましくは少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%)のアイソタクチックペンタッドを有する。ポリオレフィンは、アイソタクチックペンタッドおよびシンジオタクチックペンタッドを10%未満しか有していない場合は「アタクチック」であり、「非晶質」とも呼ばれる。
ポリプロピレン微細構造は、アイソタクチックおよびシンジオタクチックジアド([m]および[r])、トライアド([mm]および[rr])およびペンタッド([mmmm]および[rrrr])の濃度を含めて、13C−NMR分光法により判定される。記号「m」または「r」は、隣接した対のプロピレン基の立体化学を説明し、「m」は、メソを指し、「r」はラセミを指す。試料を、d2−1,1,2,2−テトラクロロエタンに溶解し、100MHz(またはそれ超)NMR分光計を使用して、125℃にてスペクトルを記録する。ポリマー共鳴ピークは、mmmm=21.8ppmを参照する。NMRによるポリマーの特徴に関与する計算は、F. A. Bovey in POLYMER CONFORMATION AND CONFIGURATION (Academic Press, New York 1969)およびJ. Randall in POLYMER SEQUENCE DETERMINATION, 13C-NMR METHOD (Academic Press, New York, 1977)により説明されている。
最終用途
本明細書において生成されるポリマーを使用して作られた物品は、例えば、成形品(例えば容器およびボトル、例えば、家庭用容器、工業用化学反応容器、パーソナルケア用ボトル、医療用容器、燃料タンク、保存容器、玩具、シート、パイプおよび管類)、フィルム、不織布などを含み得る。上の用途の列挙は、単なる模範にすぎず、限定することを意図するものではないことは認識すべきである。
実験
1H NMR 分光分析データは、およそ10mgの試料をC66、CD2Cl2、CDCl3またはD8−トルエン中に溶解することにより調製した溶液を使用して250、400または500MHzで獲得した。提示される化学シフト(δ)は、C66、CD2Cl2、CDCl3およびD8−トルエンに対してそれぞれ7.15、5.32、7.24および2.09の、重水素化溶媒中における残留プロチウムに対するものである。特許請求の範囲の目的に関して、500MzおよびCD2Cl2が使用される。
一連の2−((アミノメチル)フェニル)−8−アニリノキノリンリガンドのハフニウム錯体を調製し、特徴付けた。これらの錯体は、活性化物質、例えば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)ボレートと合わせた場合、活性オレフィン重合触媒を形成する。前触媒錯体の包括的構造は以下で示される。
Figure 2019527679
(式中、破線は、任意の結合を表し、実線は結合を表す)J基は、キノリンとアミド窒素の間の3原子長の架橋であり(好ましいJ基は、アリールメチルおよびジヒドロ−1H−インデニル、ならびにテトラヒドロナフタレニル基を含む);MはHfであり;R2からR6はHであり;XはNMe2またはMeであり;nは2であり;yは0であり、Lは存在せず;R1は2,6−ジイソプロピルフェニルであり;R13は2−メチルフェニル、2,6−ジメチルフェニルまたはフェニルであり;R12はHであり;R11はHであり、またはR10を有する環を形成する;R9はHであり;R10はHであり、またはR11を有する環を形成し、R7およびR8はそれぞれHであり、またはそれらは共に連結され、6員環芳香族環を形成する。
調製されたキノリニルジアミンリガンドの具体例は、図2で示されている。調製されたキノリニルジアミド錯体の具体例は、図1で示されている。
リガンドおよび錯体の合成
4,4,5,5−テトラメチル−2−(2−メチル−1−ナフチル)−1,3,2−ジオキサボロラン。1,2−ジブロモエタン(およそ0.3ml)を、1000mLのTHF中の6.10g(250mmol)の削状マグネシウムに添加した。この混合物を10分撹拌し、次いで、激しく撹拌して55.3g(250mmol)の1−ブロモ−2−メチルナフタレンを添加し、生じた混合物を室温にて3.5時間撹拌した。さらに、46.5g(250mmol)の2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランを一度に添加した。得られた混合物を15分撹拌し、次いで、1000mLの冷水中に注いだ。生成物を3×300mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物を水、ブラインで洗浄し、次いでMgSO4で脱水し、最終的に蒸発乾固させた。生じた白色の固体を2×75mLのペンタンにより洗浄し、真空中で乾燥させた。47.3g(70%)を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.12 (m, 1H, 8-H), 7.77 (m, 1H, 5-H), 7.75 (d, J = 8.4 Hz, 1H, 4-H), 7.44 (m, 1H, 7-H), 7.38 (m, 1H, 6-H), 7.28 (d, J = 8.4 Hz, 1H, 3-H), 2.63 (s, 3H, 2-Me), 1.48 (s, 12H, CMe2CMe2).
2−[2−(ブロモメチル)−1−ナフチル]−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン。340mLの四塩化炭素中の47.3g(176mmol)の4,4,5,5−テトラメチル−2−(2−メチル−1−ナフチル)−1,3,2−ジオキサボロラン、33.0g(185mmol)のN−ブロモスクシンイミドおよび0.17gの過酸化ベンゾイルの混合物を、75℃にて14時間撹拌した。さらに、反応混合物を室温に冷却し、ガラスフリット(G3)を通して濾過し、濾液を蒸発乾固させた。この手順により、62.2g(99%)のベージュ色の固体を得た。1H NMR (CDCl3): δ 8.30 (m, 1H, 8-H), 7.84 (d, J = 8.3 Hz, 1H, 4-H), 7.79 (m, 1H, 5-H), 7.43-7.52 (m, 3H, 3,6,7-H), 4.96 (s, 2H, CH2Br), 1.51 (s, 12H, CMe2CMe2).
2,6−ジメチル−N−{[1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2−ナフチル]メチル}アニリン。400mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中の、10.5g(86.4mmol)の2,6−ジメチルアニリン、20.0g(57.6mmol)の2−[2−(ブロモメチル)−1−ナフチル]−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランおよび8.70g(63.4mmol)のK2CO3の混合物を、80℃にて12時間撹拌した。生じた混合物を、1000mLの水中に注いだ。粗生成物を、3×200mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた抽出物をMgSO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。Kugelrohr装置を使用して、過剰のアニリンを蒸留した。生成物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で単離した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル=20:1、体積)。8.00g(40%)の黄色の油状物を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.22 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.79 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.76 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.47 (m, 2H), 7.29 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 6.99 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 6.83 (m, 1H), 4.38 (s, 2H), 3.77(br.s, 1H), 2.28 (s, 6H), 1.44 (s, 12H).
2−メチル−N−{[1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2−ナフチル]メチル}アニリン。500mLのDMF中の、18.5g(172mmol)の2−メチルアニリン、40.0gの2−[2−(ブロモメチル)−1−ナフチル]−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランおよび17.5g(126mmol)のK2CO3の混合物を、アルゴン雰囲気下で80℃にて12時間撹拌した。生じた混合物を、1200mLの水中に注いだ。粗生成物を、3×200mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物を、300mLのヘキサンおよび20mLの酢酸エチルの混合物から再結晶化した。28.0g(65%)の黄色の結晶を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.20 (m, 1H), 7.84 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.82 (m, 1H), 7.43-7.52 (m, 3H), 7.14 (m, 1H), 7.06 (m, 1H), 6.79 (m, 1H), 6.68 (m, 1H), 4.53 (s, 2H), 3.95 (br.s, 1H), 2.11 (s, 3H), 1.36 (s, 12H).
8−(2,6−ジイソプロピルフェニルアミノ)キノリン−2(1H)−オン。1000mLの乾燥テトラヒドロフラン(THF)中の5.63g(140mmol、ミネラル油中に60質量%)のNaHの懸濁液に、30.0g(134mmol)の8−ブロモキノリン−2(1H)−オンを少量ずつ0℃にて添加した。その後、反応混合物を室温にて30分撹拌した。得られた溶液を、0℃に冷却し、20.2g(134mmol)のtert−ブチルクロロジメチルシランを一度に添加した。生じた混合物を30分撹拌し、次いで1Lの水中に注いだ。保護8−ブロモキノリン−2(1H)−オンを、3×400mLのジエチルエーテルで抽出した。合わせた抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。この手順により、45.2gの保護8−ブロモキノリン−2(1H)−オン(GC/MSで99%純度)を暗赤色の油状物として得る。1500mLの乾燥トルエン中の27.7mL(147mmol)の2,6−ジイソプロピルアニリンの溶液に、室温にて、60.5mL(147mmol)のヘキサン中の2.5M n−ブチルリチウムを添加した。得られた懸濁液を、100℃に加熱し、次いで室温に冷却した。この反応混合物に、2.45g(2.68mmol)のPd2(dba)3、2.55g(5.36mmol)の2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(XPhos)および45.2g(134mmol)の保護8−ブロモキノリン−2(1H)−オンを続いて添加した。得られた暗褐色の懸濁液を、60℃にて、リチウム塩沈殿物が消失するまで(およそ30分)撹拌した。生じた暗赤色の溶液を100mLの水によりクエンチし;有機層を分離し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。得られた油状物を1000mLのジクロロメタンおよび500mLのメタノールの混合物中に溶解し、続いて、50mLの12M塩酸を添加した。反応混合物を室温にて3時間撹拌し、次いで、2000mLの5%K2CO3水溶液中に注いだ。生成物を3×700mLのジクロロメタンで抽出した。合わせた抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。生じた固体を、300mLのヘキサンで粉砕し、次いでガラスフリット(G3)で濾別した。34.1g(79%)のマーシュグリーン色の固体を得る。1H NMR (CDCl3): δ 13.29 (br.s, 1H), 7.80-7.81 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 7.35-7.38 (m, 1H), 7.29-7.30 (m, 3H), 6.91-6.95 (m, 2H), 6.58-6.60 (d, J = 9.5 Hz, 1H), 6.27-6.29 (m, 1H), 3.21 (七重線, J = 6.9 Hz, 2H), 1.25-1.26 (d, J = 6.9 Hz, 6H), 1.11-1.12 (d, J = 6.9 Hz, 6H).
2−クロロ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミン。15.0g(46.9mmol)の8−(2,6−ジイソプロピルフェニルアミノ)キノリン−2(1H)−オンを、250mLのオキシ塩化リンに一度に添加した。生じた懸濁液を105℃にて40時間撹拌し、次いで室温に冷却し、4000mLの砕氷中に注いだ。生成物を3×400mLのジエチルエーテルで抽出した。合わせた抽出物をK2CO3で脱水し、次いで蒸発乾固させた。生じた固体を30mLの冷ヘキサンで粉砕し;沈殿物をガラスフリット(G3)で濾別し、次いで真空中で乾燥させた。15.7g(100%)の黄緑色の固体を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.04-8.05 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.38-7.39 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.33-7.36 (m, 1H), 7.22-7.27 (m, 4H), 7.04-7.06 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 6.27-6.29 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 3.20 (七重線, J = 6.9 Hz, 2H), 1.19-1.20 (d, J = 6.9 Hz, 6H), 1.10-1.11 (d, J = 6.9 Hz, 6H).
7−ブロモインダン−1−オール。−20℃に冷却した100g(746mmol)のインダン−1−オール、250mL(1.64mol)のTMEDAおよび3000mLのペンタンの混合物に、655mL(1.64mol)のヘキサン中の2.5M nBuLiを添加した。その後、反応混合物を12時間加熱還流し、次いで−80℃に冷却した。さらに、225mL(1.87mol)の1,2−ジブロモテトラフルオロエタンを添加し、生じた混合物を室温に温めた。この混合物を12時間撹拌し、次いで100mLの水を添加した。形成された混合物を2Lの水で希釈し、有機層を分離した。水性層を、3×400mLのトルエンで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。Kugelrohr装置を使用して、120℃〜140℃/1mbarにて残留物を蒸留した。得られた黄色の油状物を50mLのトリエチルアミン中に溶解し、形成された溶液を、70mLのトリエチルアミン中の49.0mL(519mmol)の無水酢酸および4.21g(34.5mmol)の4−(N,N−ジメチルアミノ)ピリジン(DMAP)の撹拌した溶液に滴下添加した。生じた混合物を5分撹拌し、次いで1Lの水を添加し、撹拌を12時間続けた。その後、反応混合物を3×200mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2CO3水溶液で洗浄し、Na2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル=30:1、体積)。単離したエステルを1000mLのメタノール中に溶解し、50.5g(900mmol)のKOHを添加した。この混合物を3時間還流させ、次いで室温に冷却し、4000mLの水中に注いだ。標題生成物を、3×300mLのジクロロメタンで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。41.3g(26%)の白色の結晶性固体を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.34 (d, J = 7.6 Hz, 1H, 6-H), 7.19 (d, J = 7.4 Hz, 1H, 4-H), 7.12 (dd, J = 7.6 Hz, J = 7.4 Hz, 1H, 5-H), 5.33 (dd, J = 2.6 Hz, J = 6.9 Hz, 1H, 1-H), 3.18-3.26 (m, 1H, 3-または3’-H), 3.09 (m, 2H, 3,3’-H), 2.73 (m, 2H, 2,2’-H).
7−ブロモインダン−1−オン。3500mLのジクロロメタン中の37.9g(177mmol)の7−ブロモインダン−1−オールの溶液に、194g(900mmol)のクロロクロム酸ピリジニウムを添加した。生じた混合物を室温にて5時間撹拌し、次いで、シリカゲル50(40〜63μm)パッド(およそ500ml)を通過させ、溶出液を蒸発乾固させた。27.6g(74%)の白色の結晶性固体を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.51 (m, 1H, 6-H), 7.36-7.42 (m, 2H, 4,5-H), 3.09 (m, 2H, 3,3’-H), 2.73 (m, 2H, 2,2’-H).
(7−ブロモ−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル)フェニルアミン。60mLのトルエン中の10.4g(112mmol)のアニリンの撹拌した溶液に、5.31g(28.0mmol)のTiCl4を、アルゴン雰囲気下で、室温にて30分かけて添加した。生じた混合物を90℃にて30分撹拌し、続いて6.00g(28.0mmol)の7−ブロモインダン−1−オンを添加した。次いで、これを90℃にて10分撹拌し、500mLの水中に注ぎ、粗生成物を、3×100mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物を10mLの酢酸エチルから−30℃にて再結晶化した。生じた結晶性固体を濾別し(G3)、真空中で乾燥させ、100mLのメタノール中に溶解し、次いで2.70g(42.9mmol)のNaBH3CNおよび0.5mLの氷酢酸を添加した。この混合物をアルゴン雰囲気下で3時間還流させ、次いで室温に冷却し、蒸発乾固させた。残留物を200mLの水で希釈し、粗生成物を、3×50mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:10:1、体積)。5.50g(68%)の黄色の油状物を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.38 (m, 1H), 7.22 (m, 3H), 7.15 (m, 1H), 6.75 (m, 1H), 6.69 (m, 2H), 4.94 (m, 1H), 3.82 (br.s, 1H), 3.17-3.26 (m, 1H), 2.92-2.99 (m, 2H), 2.22-2.37 (m, 2H).
(7−ブロモ−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル)(2−メチルフェニル)アミン。150mLのトルエン中の30.4g(284mmol)の2−メチルアニリンの撹拌した溶液に、13.5g(71.0mmol)のTiCl4を、アルゴン雰囲気下で、室温にて30分添加した。生じた混合物を90℃にて30分撹拌し、続いて、15.0g(71.0mmol)の7−ブロモインダン−1−オンを添加した。この混合物を90℃にて10分撹拌し、次いで500mLの水中に注ぎ、3×200mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物を分離し、Na2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。残留物を、−30℃にて、30mLの酢酸エチルから再結晶化した。形成された結晶性固体を濾別し(G3)、次いで真空中で乾燥させた。その後、これを500mLのメタノール中に溶解し、次いで8.34g(132mmol)のNaBH3CNおよび2.0mLの氷酢酸を添加した。生じた混合物を3時間還流させ、次いで室温に冷却し、蒸発乾固させた。残留物を200mLの水で希釈し、粗生成物を、3×100mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:10:1、体積)。17.4g(81%)の黄色の結晶性固体を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.41 (m, 1H), 7.26 (m, 1H), 7.16-7.22 (m, 2H), 7.09 (m, 1H), 6.78 (m, 1H), 6.72 (m, 1H), 4.97-7.98 (m, 1H), 3.70 (br.s, 1H), 3.20-3.29 (m, 1H), 2.96-3.01 (m, 1H), 2.25-2.42 (m, 2H), 2.10 (s, 3H).
フェニル[7−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル]アミン。50mLのTHF中の2.50g(8.70mmol)の(7−ブロモ−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル)フェニルアミンの溶液に、3.50mL(8.70mmol)のヘキサン中の2.5M n−BuLiを、アルゴン雰囲気下で、−80℃にて添加した。次いで反応混合物を、この温度にて1時間撹拌した。さらに、11.1mL(17.8mmol)のペンタン中の1.7M t−BuLiを添加し、反応混合物を1時間撹拌した。次いで、3.23g(17.4mmol)の2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランを添加した。その後、冷却浴を除去し、生じた混合物を室温にて1時間撹拌した。形成された混合物に、10mLの水を添加し、得られた混合物を蒸発乾固させた。残留物を200mLの水で希釈し、標題生成物を、3×50mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。2.80g(96%)の薄黄色の油状物を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.63 (m, 1H), 7.37-7.38 (m, 1H), 7.27-7.30 (m, 1H), 7.18 (m, 2H), 6.65-6.74 (m, 3H), 5.20-5.21 (m, 1H), 3.09-3.17 (m, 1H), 2.85-2.92 (m, 1H), 2.28-2.37 (m, 1H), 2.13-2.19 (m, 1H), 1.20 (s, 6H), 1.12 (s, 6H).
(2−メチルフェニル)[7−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル]アミン。350mLのTHF中の17.4g(57.6mmol)の(7−ブロモ−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル)(2,6−ジメチルフェニル)アミンの溶液に、アルゴン雰囲気下で、−80℃にて23.0mL(57.6mmol)のヘキサン中の2.5M n−BuLiを添加した。次いで反応混合物を、この温度にて1時間撹拌した。さらに、74.0mL(118mmol)のペンタン中の1.7M t−BuLiを添加し、反応混合物を1時間撹拌した。次いで、21.4g(115mmol)の2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランを添加した。その後、冷却浴を除去し、生じた混合物を室温にて1時間撹拌した。次いで、10mLの水を添加し、この混合物を蒸発乾固させた。残留物を200mLの水で希釈し、標題生成物を、3×50mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。17.1g(85%)の薄黄色の油状物を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.72 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.35 (dd, J = 7.1 Hz, J = 7.3 Hz, 1H), 7.21-7.26 (m, 1H), 7.08 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 6.90 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 6.72 (m, 1H), 5.29 (m, 1H), 3.70 (m, 1H), 3.18-3.27 (m, 1H), 2.92-3.00 (m, 1H), 2.67-2.75 (m, 2H), 2.22-2.27 (m, 1H), 2.06 (s, 3H), 1.23 (s, 6H), 1.14 (s, 6H).
N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−{2−[(o−トリルアミノ)メチル]ナフタレン−1−イル}キノリン−8−アミン(Q1−H2)。50mLのジオキサン中の540mg(1.59mmol)の2−クロロ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミンの溶液に、476mg(1.28mmol)の2−メチル−N−{[1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2−ナフチル]メチル}アニリンを添加した。次いで、1.30g(3.98mmol)の炭酸セシウムおよび15mLの水を続いて添加した。得られた混合物をアルゴンでパージし、続いて、92mg(0.08mmol)のPd(PPh34を添加した。この混合物を90℃にて2時間撹拌し、次いで室温に冷却した。得られた二相混合物に、100mLのヘキサンを添加し、有機層を分離し、ブラインで洗浄し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製し(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:5:1、体積)、次いで25mLのヘキサンから再結晶化した。650mg(93%)の黄色の粉末を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.22-8.23 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.95-7.96 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.91-7.93 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.73-7.75 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.58-7.61 (m, 3H), 7.50 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.40 (t, J = 7.8 Hz, 1H), 7.30-7.32 (m, 2H), 7.22-7.25 (m, 2H), 7.15-7.17 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 6.98-7.01 (m, 2H), 6.60 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 6.51-6.52 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 6.31-6.32 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 4.41-4.50 (m, 2H), 3.82 (br.s, 1H), 3.19-3.30 (m, 2H), 2.05 (s, 3H), 1.07-1.14 (m, 12H).
N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−{2−[(2,6−ジメチルフェニルアミノ)メチル]ナフタレン−1−イル}キノリン−8−アミン(Q2−H2)。125mLのジオキサン中の1.95g(5.73mmol)の2−クロロ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミンの溶液に、2.00g(5.15mmol)の2,6−ジメチル−N−{[1−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2−ナフチル]メチル}アニリンを添加した。次いで、4.70g(14.4mmol)の炭酸セシウムおよび50mLの水を続いて添加した。得られた混合物をアルゴンでパージし、続いて330mg(0.30mmol)のPd(PPh34を添加した。この混合物を90℃にて2時間撹拌し、次いで室温に冷却した。得られた二相混合物に200mLのヘキサンを添加した。有機層を分離し、ブラインで洗浄し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製し(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:5:1、体積)、次いで50mLのヘキサンから再結晶化した。1.54g(48%)の黄色の粉末を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.19-8.21 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.91-7.94 (m, 2H), 7.61-7.63 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.47-7.56 (m, 4H), 7.38-7.41 (m, 1H), 7.28-7.34 (m, 2H), 7.17-7.22 (m, 3H), 6.87-6.89 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 6.76-6.80 (m, 1H), 6.31-6.33 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 4.07-4.20 (m, 2H), 3.39 (br.s, 1H), 3.15-3.24 (m, 2H), 2.00 (s, 6H), 1.10-1.12 (d, J = 6.5 Hz, 3H), 1.07-1.08 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 1.03-1.04 (d, J = 6.7 Hz, 3H), 0.96-0.98 (d, J = 6.3 Hz, 3H).
N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−[3−(フェニルアミノ)−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−4−イル]キノリン−8−アミン(Q3−H2)。250mLのジオキサン中の4.63g(13.6mmol)の2−クロロ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミンの溶液に、4.10g(12.3mmol)のフェニル[7−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル]アミンを添加した。次いで、11.1g(34.0mmol)の炭酸セシウムおよび80mLの水を続いて添加した。得られた混合物をアルゴンでパージし、続いて790mg(0.68mmol)のPd(PPh34を添加した。この混合物を90℃にて2時間撹拌し、次いで室温に冷却した。得られた二相混合物に、300mLのヘキサンを添加し、有機層を分離し、ブラインで洗浄し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製し(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:5:1、体積)、次いで150mLのヘキサンから再結晶化した。2.15g(34%)の黄色の粉末を得る。1H NMR (CDCl3): δ 8.01-8.03 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.87-7.89 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.77-7.78 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.66 (br.s, 1H), 7.41-7.49 (m, 2H), 7.32-7.36 (m, 1H), 7.25-7.28 (m, 2H), 7.21 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.01-7.09 (m, 3H), 6.63 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 6.48-6.50 (d, J = 7.7 Hz, 2H), 6.24-6.26 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 5.40-5.48 (m, 1H), 3.80-3.85 (m, 1H), 3.17-3.31 (m, 3H), 2.94-3.01 (m, 1H), 2.26-2.39 (m, 2H), 1.13-1.23 (m, 12H).
N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−[3−(o−トリルアミノ)−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−4−イル]キノリン−8−アミン(Q4−H2)。250mLのジオキサン中の3.94g(11.6mmol)の2−クロロ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミンの溶液に、3.66g(10.5mmol)の(2−メチルフェニル)[7−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−2,3−ジヒドロ−1H−インデン−1−イル]アミンを添加した。次いで、9.50g(29.0mmol)の炭酸セシウムおよび80mLの水を続いて添加した。得られた混合物をアルゴンでパージし、続いて670mg(0.58mmol)のPd(PPh34を添加した。この混合物を90℃にて2時間撹拌し、次いで室温に冷却した。得られた二相混合物に300mLのヘキサンを添加した。ヘキサン層を分離し、ブラインで洗浄し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製し(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:5:1、体積)、次いで100mLのヘキサンから再結晶化した。3.80g(69%)の黄色の粉末を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.95-7.97 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.76-7.78 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.66 (br.s, 1H), 7.42-7.50 (m, 2H), 7.18-7.37 (m, 5H), 7.05-7.09 (m, 1H), 6.99-7.01 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 6.90-6.92 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 6.68-6.70 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 6.59 (t, J = 7.1 Hz, 1H), 6.24-6.26 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 5.48-5.51 (m, 1H), 3.61-3.63 (d, J = 6.7 Hz, 1H), 3.17-3.31 (m, 3H), 2.97-3.05 (m, 1H), 2.44-2.53 (m, 1H), 2.20-2.27 (m, 1H), 1.67 (s, 3H), 1.22-1.24 (d, J = 6.7 Hz, 3H), 1.17-1.19 (d, J = 6.7 Hz, 3H), 1.14-1.16 (d, J = 6.9 Hz, 3H), 1.11-1.12 (d, J = 6.7 Hz, 3H).
錯体(Q1)Hf(NMe22。デカン(12mL)を、Q1−H2(0.304g、0.553mmol)およびHf(NMe24(0.206g、0.581mmol)に添加し、混合物を165℃に1時間温めた。揮発性物質を蒸発させることにより除去して、ペンタン(5mL)で洗浄し、乾燥させた赤色の固体を得た。収率:0.37g、82%。
錯体(Q1)HfMe2。トルエン(8mL)を、(Q1)Hf(NMe22(0.370g、0.454mmol)に添加して、溶液を形成した。トルエン(2mL)中に溶解したトリメチルアルミニウム(0.294g、4.08mmol)を添加し、混合物を60℃に温めた。3時間後、窒素流を使用して揮発性物質を蒸発させた。赤色の固体をペンタン(5mL)で洗浄し、乾燥させた。収率:0.2g、58%。
錯体(Q2)Hf(NMe22。10mLのデカン中の207mg(0.36mmol)のQ2−H2の溶液に、134mg(0.37mmol)のHf(NMe24を添加した。懸濁液を165℃に加熱して、固体を溶解した。温度を100℃に低下させ、12時間撹拌した。溶媒を、固体が形成し始めるまで蒸発させ、次いで室温に冷却した。生じた固体を濾別し、ペンタンで洗浄した。122mg(40%)を赤色の粉末として得る。
錯体(Q2)HfMe2。5mLのトルエン中の219mg(0.26mmol)の(Q2)Hf(NMe22の溶液に、トルエンの20質量%溶液中の172mg(2.39mmol)のAlMe3を添加した。溶液を60℃にて5時間撹拌した。次いで溶媒をほぼ乾燥するまで蒸発させ、4mLのペンタンを添加した。生じた赤色の固体を濾過し、ペンタンで洗浄した。103mg(50%)を赤色の粉末として得る。1H NMR (C6D6): δ 7.73 (d, 1H), 7.62 (m, 2H), 7.51 (d, 1H), 7.34-7.05 (m, 9H), 6.96-6.90 (m, 2H), 6.81 (d, 1H), 6.28 (d, 1H), 4.41 (d, 1H), 3.86 (d, 1H), 3.67 (七重線, 1H), 3.10 (七重線, 1H), 2.75 (s, 3H), 1.72 (s, 3H), 1.21 (m, 6H), 0.914 (t, 6H), 0.06 (s, 3H), -0.36 (s, 3H).
錯体(Q3)Hf(NMe22。10mlのデカン中の221mg(0.43mmol)のQ3−H2の溶液に、164mg(0.46mmol)のHf(NMe24を添加した。懸濁液を165℃に加熱し、10分撹拌した。熱を100℃に低下させ、さらに5分撹拌し、このとき、赤色の固体がみられた。懸濁液を室温に冷却し、固体を濾別し、ペンタンで洗浄した。225mg(76%)を赤色の粉末として得る。
錯体(Q3)HfMe2。3mlのトルエン中の101mg(0.13mmol)の(Q3)Hf(NMe22の溶液に、トルエンの20質量%溶液中の88.0mg(1.22mmol)のAlMe3を添加した。溶液を50℃にて1時間撹拌した。次いで、溶媒をほぼ乾燥するまで蒸発させ、4mLのペンタンを添加した。生じた赤色の固体を濾過し、ペンタンで洗浄した。45.0mg(48%)を赤色の粉末として得る。1H NMR (C6D6): δ 7.67 (d, 1H), 7.34-6.86 (m, 13H), 6.75 (d, 1H), 6.19 (d, 1H), 4.84 (d, 1H), 3.68 (七重線, 1H), 3.2 (m, 1H), 2.70 (七重線, 1H), 2.46 (q, 1H), 1.95 (q, 1H), 1.40 (m, 1H), 1.34 (d, 3H), 1.07 (d, 3H), 0.92 (d, 3H), 0.78 (d, 3H), 0.34 (s, 3H), -0.05 (s, 3H).
錯体(Q4)Hf(NMe22。10mLのデカン中の211mg(0.40mmol)のQ4−H2の溶液に、148mg(0.41mmol)のHf(NMe24を添加した。懸濁液を、165℃に加熱し、固体を溶解した。温度を100℃に低下させ、12時間撹拌した。溶媒を、固体が形成し始めるまで蒸発させ、室温に冷却した。生じた固体を濾別し、ペンタンで洗浄した。233mg(73%)を赤色の粉末として得る。
錯体(Q4)HfMe2。5mlのトルエン中の101mg(0.13mmol)の(Q4)Hf(NMe22の溶液に、トルエンの20質量%溶液中の82.0mg(1.13mmol)のAlMe3を添加した。溶液を55℃にて2時間撹拌した。次いで溶媒をほぼ乾燥するまで蒸発させ、4mlのペンタンを添加した。生じた赤色の固体を濾過し、ペンタンで洗浄した。収率38.4mg(41%)を赤色の粉末として得る。1H NMR分光分析データにより、データ獲得の時間スケールで相互変換する回転異性体の存在を示唆する広い共鳴が示される。
8−ブロモ−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−オール。−20℃に冷却した78.5g(530mmol)の1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−オール、160mL(1.06mol)のN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンおよび3000mLのペンタンの混合物に、435mL(1.09mol)のヘキサン中の2.5M nBuLiを滴下添加した。得られた混合物を12時間還流させ、次いで−80℃に冷却し、160mL(1.33mol)の1,2−ジブロモテトラフルオロエタンを添加した。得られた混合物を室温に温め、次いでこの温度にて12時間撹拌した。その後、100mLの水を添加した。生じた混合物を2000mLの水で希釈し、有機層を分離した。水性層を、3×400mLのトルエンで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。Kugelrohr装置、沸点150〜160℃/1mbarを使用して、残留物を蒸留した。得られた黄色の油状物を100mLのトリエチルアミン中に溶解し、形成された溶液を、105mLのトリエチルアミン中の71.0mL(750mmol)の無水酢酸および3.00g(25.0mmol)のDMAPの撹拌した溶液に滴下添加した。形成された混合物を5分撹拌し、次いで1000mLの水を添加し、得られた混合物を12時間撹拌した。その後、反応混合物を3×200mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2CO3水溶液で洗浄し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製した(40〜63μm、溶離液:ヘキサン−酢酸エチル=30:1、体積)。単離したエステルを1500mLのメタノール中に溶解し、81.0g(1.45mol)のKOHを添加し、得られた混合物を3時間加熱還流した。反応混合物を次いで室温に冷却し、4000mLの水中に注いだ。標題生成物を、3×300mLのジクロロメタンで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。収率56.0g(47%)の白色の結晶性固体を得た。1H NMR (CDCl3): δ 7.38-7.41 (m, 1H, 7-H); 7.03-7.10 (m, 2H, 5,6-H); 5.00 (m, 1H, 1-H), 2.81-2.87 (m, 1H, 4/4’-H), 2.70-2.74 (m, 1H, 4’/4-H), 2.56 (br.s., 1H, OH), 2.17-2.21 (m, 2H, 2,2’-H), 1.74-1.79 (m, 2H, 3,3’-H).
8−ブロモ−3,4−ジヒドロナフタレン−1(2H)−オン。3500mLのジクロロメタン中の56.0g(250mmol)の8−ブロモ−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−オールの溶液に、265g(1.23mol)のクロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を添加した。生じた混合物を室温にて5時間撹拌し、次いでシリカゲル60のパッドを通過させ(500mL;40〜63μm)、最終的に蒸発乾固させた。47.6g(88%)の無色の固体を得る。1H NMR (CDCl3): δ 7.53 (m, 1H, 7-H); 7.18-7.22 (m, 2H, 5,6-H); 2.95 (t, J = 6.1 Hz, 2H, 4,4’-H); 2.67 (t, J = 6.6 Hz, 2H, 2,2’-H); 2.08 (五重線, J = 6.1 Hz, J = 6.6 Hz, 2H, 3,3’-H).
(8−ブロモ−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−イル)フェニルアミン。140mLのトルエン中の21.6g(232mmol)のアニリンの撹拌した溶液に、10.93g(57.6mmol)のTiCl4を、アルゴン雰囲気下で、室温にて30分かけて添加した。生じた混合物を90℃にて30分撹拌し、続いて、13.1g(57.6mmol)の8−ブロモ−3,4−ジヒドロナフタレン−1(2H)−オンを添加した。この混合物を90℃にて10分撹拌し、次いで室温に冷却し、500mLの水中に注いだ。生成物を3×50mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させ、残留物を10mLの酢酸エチルから再結晶化した。得られた結晶性固体を200mLのメタノール中に溶解し、7.43g(118mmol)のNaBH3CNおよび3mLの酢酸をアルゴン雰囲気下で添加した。この混合物を3時間加熱還流し、次いで室温に冷却し、蒸発乾固させた。残留物を200mLの水で希釈し、粗生成物を、3×100mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製した(40〜63μm、溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:10:1、体積)。収率:13.0g(75%)の黄色の油状物。C1616BrNの分析濃度:C、63.59;H、5.34;N、4.63。実測値:C、63.82;H、5.59;N、4.49。1H NMR (CDCl3): δ 7.44 (m, 1H), 7.21 (m, 2H), 7.05-7.11 (m, 2H), 6.68-6.73 (m, 3H), 4.74 (m, 1H), 3.68 (br.s, 1H, NH), 2.84-2.89 (m, 1H), 2.70-2.79 (m, 1H), 2.28-2.32 (m, 1H), 1.85-1.96 (m, 1H), 1.76-1.80 (m, 1H), 1.58-1.66 (m, 1H).
N−フェニル−8−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−アミン。250mL THF中の13.0g(43.2mmol)の(8−ブロモ−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−イル)フェニルアミンの溶液に、−80℃にて17.2mL(43.0mmol)の2.5M nBuLiを添加した。さらに、この温度にて、この混合物を1時間撹拌し、56.0mL(90.3mmol)のペンタン中の1.6M tBuLiを添加した。生じた混合物を同一の温度にて1時間撹拌した。次いで、16.7g(90.0mmol)の2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロランを添加した。その後、冷却浴を除去し、生じた混合物を室温にて1時間撹拌した。最終的に、10mLの水を添加し、得られた混合物を蒸発乾固させた。残留物を200mLの水で希釈し、粗生成物を、3×100mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機抽出物をNa2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。15.0g(98%)の黄色の油状物を得る。C2228BNO2の分析濃度:C 75.65;H 8.08;N 4.01。実測値:C 75.99;H 8.32;N 3.79。1H NMR (CDCl3): δ 7.59 (m, 1H), 7.18-7.23 (m, 4H), 6.71-6.74 (m, 3H), 5.25 (m, 1H), 3.87 (br.s, 1H, NH), 2.76-2.90 (m, 2H), 2.12-2.16 (m, 1H), 1.75-1.92 (m, 3H), 1.16 (s, 6H), 1.10 (s, 6H).
2−(8−アニリノ−5,6,7,8−テトラヒドロナフタレン−1−イル)−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミン(Q5−H2)。700mLの1,4−ジオキサン中の13.8g(41.0mmol)の2−クロロ−N−(2,6−ジイソプロピルフェニル)キノリン−8−アミンの溶液に、15.0g(43.0mmol)のN−フェニル−8−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1−アミン、35.0g(107mmol)の炭酸セシウムおよび400mLの水を添加した。得られた混合物をアルゴンで10分パージし、続いて、2.48g(2.15mmol)のPd(PPh34を添加した。形成された混合物を90℃にて2時間撹拌し、次いで室温に冷却した。得られた二相混合物に、700mLのn−ヘキサンを添加した。有機層を分離し、ブラインで洗浄し、Na2SO4で脱水し、次いで蒸発乾固させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーにより、シリカゲル60上で精製し(40〜63μm、溶離液:ヘキサン−酢酸エチル−トリエチルアミン=100:5:1、体積)、次いで150mLのn−ヘキサンから再結晶化した。15.1g(70%)の黄色の粉末を得る。C37393の分析濃度:C 84.53;H 7.48;N 7.99。実測値:C 84.60;H 7.56;N 7.84。1H NMR (CDCl3): δ 7.85-7.87 (d, J = 7.98 Hz, 1H), 7.56 (br.s, 1H), 7.43-7.45 (d, J = 8.43 Hz, 1H), 7.21-7.38 (m, 6H), 7.12 (t, J = 7.77 Hz, 1H), 6.87-6.89 (d, J = 7.99 Hz, 1H), 6.74 (t, J = 7.99 Hz, 1H), 6.36 (t, J = 7.32 Hz, 1H), 6.14-6.21 (m, 3H), 5.35 (br.s, 1H), 3.56 (br.s, 1H), 3.20-3.41 (m, 2H), 2.83-2.99 (m, 2H), 2.10-2.13 (m, 1H), 1.77-1.92 (m, 3H), 1.13-1.32 (m, 12H).
錯体(Q5)HfMe2。ベンゼン(50mL)を、Q5−H2(2.21g、4.20mmol)およびHf(NMe24(1.58g、4.45mmol)に添加して、透明なオレンジ色の溶液を形成した。混合物を16時間加熱還流して、透明な赤味がかったオレンジ色の溶液を形成した。揮発性物質の大半を、窒素流下で蒸発させることにより除去して、濃縮した赤色の溶液(およそ5mL)を得、これを40℃に温めた。次いでヘキサン(30mL)を添加し、混合物を撹拌して、オレンジ色の結晶性固体を形成した。このスラリーを、−40℃に30分冷却し、次いで固体を濾取し、追加の冷ヘキサン(2×10mL)で洗浄した。生じたオレンジ色の固体の(Q5)Hf(NMe22を減圧下で乾燥させた(2.90g、3.67mmol、87.4%収率)。この固体をトルエン(25mL)中に溶解し、Me3Al(12.8mL、25.6mmol)を添加した。混合物を40℃に1時間温め、次いで窒素流下で蒸発させた。粗生成物(2.54g)は、HNMR分光法では約90%の純度であった。固体は、蒸発を遅くすることにより、CH2Cl2−ヘキサン(20mL−20mL)から再結晶化することで精製して、純粋生成物をオレンジ色の結晶として得た(リガンドから1.33g、43.2%)。母液を二次回収のためにさらに濃縮した(リガンドから0.291g、9.5%)。
錯体(Q3)Zr(NMe22。デカン(10mL)を、Q3−H2(0.102g、0.20mmol)およびZr(NMe24(0.055g、0.21mmol)に添加した。混合物を、100℃に終夜加熱した。次いで揮発性物質を窒素流下で除去し、残留物をペンタン(3mL)で洗浄した。収率:0.95g、69%。
錯体(Q3)ZrMe2。トルエン(4mL)を、(Q3)Zr(NMe22(0.026g、0.037mmol)に添加して、溶液を形成した。トルエン(3mL)中のトリメチルアルミニウム(0.027g、0.38mmol)を添加し、混合物を1時間撹拌した。揮発性物質を窒素流下で除去した。生じた固体を、−40℃にて、ペンタンから再結晶化した。収率:6.0mg、26%。
並列圧力反応器でのオレフィン重合
オレフィン重合のための、触媒スクリーニングを並列圧力反応器(PPR)で、米国特許第6,306,658号;米国特許第6,455,316号;米国特許第6,489,168号;国際公開第00/09255号;ならびにJ. Am. Chem. Soc., 2003, 125, pp. 4306-4317で概説されているように行い、そのそれぞれは、参照により、本明細書と矛盾しない範囲で、本明細書に完全に組み込む。触媒は、PPRで、ホモポリエチレン、ホモポリプロピレン、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマーおよびエチレン−プロピレンコポリマーを含む多彩なポリマーを生成する能力についてスクリーニングする。以下は、触媒をスクリーニングするために使用される一般的な手順について説明する。望ましい温度、圧力、使用される化学物質の量(例えば、前触媒、活性化物質、捕捉剤)は実験ごとに様々であり、具体的な値は、データが提示されている表(または表のすぐ上もしくは下)で示されている。
予め秤量したガラスバイアル挿入物および使い捨ての撹拌パドルを、48個の個別反応容器を含有する反応器の各反応容器に取り付けた。反応器を、重合に使用されるガス状モノマー(典型的にはエチレンまたはプロピレン)でパージした。必要に応じて、次いで、液体コモノマー(典型的には1−オクテンまたは1−ヘキセン)を、各反応容器中にバルブを介して注入し、続いて、後続の添加を含めて、合計の反応体積を望ましい体積(典型的には5mL)にするのに十分な溶媒(典型的にはイソヘキサン)を注入した。次いで、反応器を閉じ、各容器を、目標温度および圧力まで個々に加熱し、ガス状モノマーで加圧した。次いで、容器の内容物を800rpmで撹拌した。次いで、捕捉剤の溶液(典型的にはイソヘキサンまたはトルエン中の有機アルミニウム試薬)を、溶媒チェイサー(典型的には500マイクロリットル)と共に添加した。次いで、トルエン中の活性化物質溶液(典型的には前触媒錯体に対して1.1モル当量)を、溶媒チェイサー(典型的には500マイクロリットル)と共に反応容器中に注入した。次いで、溶解した前触媒錯体のトルエン溶液を溶媒チェイサー(典型的には500マイクロリットル)と共に添加した。
次いで、反応を、重合によりかかった設定圧力量(典型的には75psiで行われるエチレン−オクテン共重合で12psi=0.137MPa、典型的には100psiで行われるプロピレン重合で6psi=0.069MPa)まで、または、経過した設定時間量(典型的には30分)まで進めた。この時点で、容器を圧縮空気または二酸化炭素で加圧することにより反応をクエンチした。重合反応後、ポリマー生成物および溶媒を含有するガラスバイアル挿入物を、反応器および不活性雰囲気グローブボックスから除去し、上昇温度および減圧で作動させるGenevac HT−12遠心分離機およびGenevac VC3000D真空蒸発器を使用して、揮発性成分を除去した。次いで、バイアルを秤量して、ポリマー生成物の収率を判定した。生じたポリマーをRapid GPC(以下参照)により分析して、分子量を判定した。
GPCにより、様々な分子量に関連した値を判定するために、米国特許第6,491,816号;米国特許第6,491,823号;米国特許第6,475,391号;米国特許第6,461,515号;米国特許第6,436,292号;米国特許第6,406,632号;米国特許第6,175,409号;米国特許第6,454,947号;米国特許第6,260,407号;および米国特許第6,294,388号で概説されているように、自動化「Rapid GPC」系を使用して、高温サイズ排除クロマトグラフィーを行った。この装置は、それぞれPLgel 10μm、Mix Bを含有する直列の30cm×7.5mmリニアカラム3本を有する。580g/mol〜3,390,000g/molの範囲のポリスチレン標準を使用して、GPC系を較正した。系を、2.0mL/分の溶離液の流量、および165℃のオーブン温度で作動させた。1,2,4−トリクロロベンゼンを、溶離液として使用した。ポリマー試料を、1,2,4−トリクロロベンゼンに0.1〜0.9mg/mLの濃度で溶解した。250μLのポリマー溶液を系に注入した。蒸発光散乱検出器を使用して、溶離液中のポリマーの濃度をモニターした。例で提示されている分子量は、直鎖状ポリスチレン標準に対するものである。
エチレン−オクテンコポリマー試料中のオクテンコモノマー含有量を、赤外分光分析法により判定した。赤外分析のための試料を、安定化したポリマー溶液をシラン化ウエハに蒸着することにより調製した(部品番号S10860、Symyx)。この方法により、およそ0.12から0.24mgの間のポリマーをウエハセルに蒸着した。続いて試料を、PikesのMappIR正反射率試料の付属品を備えたBrucker Equinox 55 FTIR分光計で分析した。5000cm-1〜500cm-1のスペクトル範囲をカバーするスペクトルを、32回のスキャンで、2cm-1の分解能で収集した。エチレン−1−オクテンコポリマーでは、約1375cm-1でのメチル変形バンドを測定することにより、質量%コモノマーを判定した。このバンドのピーク高さは、組合せおよび約4321cm-1での倍音バンドにより標準化され、これにより経路の長さの差を修正する。標準化したピーク高さは、1H NMRデータから個々の検量線を相互に関連付けて、オクテンに対し約2〜35質量%の濃度範囲内の質量%のコモノマー含有量を予測する。典型的には、0.98以上のR2相関が達成される。
示差走査熱量測定法(DSC)による測定をTA−Q100機器で行って、ポリマーの融点を判定した。試料を220℃にて15分プレアニーリングし、次いで室温に終夜冷却した。次いで試料を100℃/分の速度で220℃に加熱し、次いで50℃/分の速度で冷却した。融点を加熱期間中に収集した。
エチレンホモ重合
エチレンのホモ重合のための触媒成分として、キノリニルジアミド錯体(Q1)HfMe2、(Q2)HfMe2、(Q3)HfMe2および(Q4)HfMe2を評価した。これらのランに対するデータは、表1で示されている。触媒活性は、78〜100kg/mmol Hf/時間/barの範囲である。
表1-エチレンホモ重合*
Figure 2019527679
*条件:温度=100℃、圧力=100psi、錯体20nmol、取込み=12psi、活性化物質=1.1モル当量の[PhNMe2H]B(C6F5)4、溶媒=イソヘキサン、体積=5mL、捕捉剤=500nmolのトリオクチルアルミニウム。
エチレン−オクテン共重合
エチレンおよび1−オクテンの共重合のための触媒成分として、キノリニルジアミド錯体(Q1)HfMe2、(Q2)HfMe2、(Q3)HfMe2および(Q4)HfMe2を評価した。これらのランに対するデータは、表2で示されている。各触媒を複数のランに対して同一条件下で使用し、触媒活性に関して、データにおける有意な分散を明白にする。触媒活性は、45〜140kg/mmol Hf/時間/barの範囲である。コモノマーの組み込みは、表1からのポリエチレンホモポリマーのものと比較して低融点(87℃〜92℃)のポリエチレンにより証拠立てられているように、有意である。
表2-エチレンオクテン共重合*
Figure 2019527679
*条件:0.1mL 1-オクテン、温度=80℃、圧力=75psi、錯体20nmol、取込み=12psi、活性化物質=1.1モル当量の[PhNMe2H]B(C6F5)4、溶媒=イソヘキサン、体積=5mL、捕捉剤=500nmolのトリオクチルアルミニウム。
プロピレンのホモ重合
キノリニルジアミド錯体(Q1)HfMe2、(Q2)HfMe2、(Q3)HfMe2および(Q4)HfMe2を、プロピレンのホモ重合のための触媒成分として評価した。これらのランのデータは、表3に示されている。ランは、70℃/120psiまたは100℃/150psiで行った。70℃での触媒活性は、167〜581kg/mmol Hf/時間の範囲であるが、100℃での活性は、10〜103kg/mmol Hf/時間で低かった。リガンドの選択は、触媒活性に対して大きい効果を有し、Q3リガンドで調製された錯体は、あらゆる温度にてきわめて活性である。リガンドは、生成されたポリプロピレンの立体規則性に対しても大きい効果を有する。リガンドQ2およびQ4を使用して調製された錯体により、リガンドQ1およびQ3を使用して調製した錯体より融点が高いポリプロピレンが生成された。ポリプロピレンの立体規則性の上昇は、R13位置における基が立体的にかさ高く(例えば、Ph<オルト−トリル<キシリル)、フェニルメチルJ基ではなくジヒドロ−1H−インデニルJ基の(R13+Jは、式IおよびII参照)ためであると思われる。
表3-プロピレンのホモ重合*
Figure 2019527679
*条件:40nmolの錯体、取込み=70℃のランで2psiおよび100℃のランで8psi、活性化物質=1.1モル当量の[PhNMe2H]B(C6F5)4、溶媒=イソヘキサン、体積=5mL、捕捉剤=500nmolのトリオクチルアルミニウム。
追加の錯体(CAT−1、CAT−2およびCAT−3)を合成し、連続した反応器でエチレン−プロピレン共重合に使用した。これらを、(Q5)HfMe2と比較した。
Figure 2019527679
Cat−1を、米国特許第9,102,773号で説明されているように調製した。Cat−2を、米国特許第9,315,526号で説明されている一般的な方法を使用して調製した。Cat−3を、米国特許第9,290,519号で説明されている手順に従って合成した。
以下の例は、1リットルの連続撹拌タンク反応器(オートクレーブ反応器)で溶液プロセスを使用して生成した。1リットルのオートクレーブ反応器は、撹拌機、圧力制御器、および温度制御器を有する水冷式/蒸気式加熱素子を備えていた。反応器を、液体充填条件下において、反応物混合物の発泡温度圧力を超える反応器圧で作動させ、反応物を液相中で維持した。イソヘキサンおよびプロピレンを、Pulsa供給ポンプにより反応器に送り出した。液体の流量はすべて、Coriolis質量流量制御器(BrooksのQuantim series)を使用して制御した。エチレンおよび水素は、自圧下で、Brooks流量制御器を介して気体として流した。モノマー(例えば、エチレンおよびプロピレン)および水素の供給を、1つの流れに合わせ、次いで、少なくとも0℃に冷却した予冷イソヘキサン流と混合した。次いで、混合物は、単一のラインを介して反応器に供給した。捕捉剤溶液も、合わせた溶媒およびモノマー流に添加し、その直後、これを反応器に入れて、さらにあれば触媒毒を減少させた。同様に、触媒溶液は、ISCOシリンジポンプを使用して、別のラインを介して反応器に供給した。
反応器中で生成されたポリマーは、圧力を大気圧まで低下させる背圧制御バルブを介して出た。これにより、溶液中で未変換モノマーが生じて、気液分離機の上部から放散される蒸気相中に流れ込む。ポリマー回収のために、主にポリマーおよび溶媒を含む液相を収集した。収集した試料は、まずフード内で風乾させて、溶媒の大半を蒸発させ、次いで、真空オーブン中で、約90℃の温度にて約12時間乾燥させた。真空オーブンで乾燥させた試料は、秤量して収量を得た。
これらの例に使用される触媒は、Cat−1、Cat−2、Cat−3および(Q5)HfMe2であった。使用される活性化物質は、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロフェニル)ボレート(BF20)であった。触媒および活性化物質のいずれも、まずトルエンに溶解し、溶液を不活性雰囲気下で保持した。触媒および活性化物質の溶液は予混し、ISCO(商標)シリンジポンプを使用して反応器中に供給した。触媒対活性化物質の供給比(モル)は、0.98に設定した。トリ−n−オクチルアルミニウム(TNOAL)溶液(Sigma Aldrich、Milwaukee、Wis.から入手できる)をイソヘキサン中でさらに希釈し、捕捉剤として使用した。
ラン1から14は、比較として提示されている。ラン15から28が本発明である。
重合プロセスの具体的条件および一部の特性は、表Aで列挙されている。捕捉剤の供給速度は、触媒効率を最適化するように調整し、供給速度は、0(捕捉剤なし)から15μmol/分に変動する。触媒供給速度は、列挙されている目標とした変換に達するまで、系内の不純物のレベルに従って調整した。反応は、特に言及されていない限り、いずれも約2.4MPa/gの圧力で実行した。例1から28の重合プロセスに対する追加の加工条件、および生成されたポリマーの性質は、表Aの以下のものに含まれる。エチレン含有量は、FTIR、ASTM D3900により判定した。溶融流量(MFR)は、ASTM 1238(230℃、2.16kg)に従って判定し、dgポリマー/分として提示した。
ラン15から22により、触媒系(Q5)HfMe2/BF20は、85℃にて、7.0〜16.4%エチレンを含有する高分子量エチレン−プロピレンコポリマーを生成し、94kgポリマー/mmol Hf以上の生産性を有することが実証される。類似した加工条件下で、比較の触媒は、55kg/mmol Hf以下の生産性を有していた(ラン3および5から14を参照されたい)。
ラン25および28により、100℃にて(Q5)HfMe2/BF20は、10〜16%エチレンを含有する高分子量エチレン−プロピレンコポリマーを生成し、82kgポリマー/mmol Hf以上の生産性を有することが実証される。類似した加工条件下で、CAT−1/BF20は、19kg/mmol Hfの生産性を有していた(ラン4を参照されたい)。
[表A]

Figure 2019527679
本明細書で説明されているすべての文書は、参照により本明細書に組み込まれ、あらゆる優先権の文書および/または試験手順を本文と矛盾しない範囲で含む。先述の概説および具体的な実施形態から明らかなように、本発明の形態は例証され、説明されているが、様々な修飾が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われ得る。したがって、それにより本発明が限定されることは意図されない。同様に、「を含む(comprising)」という用語は、「を含む(including)」という用語と同義と考えられる。同様に、組成物、元素または元素の群が移行句「を含む」で先行されるときは常に、組成物、元素または複数の元素の記述に先行する移行句「本質的に〜からなる」「からなる」「からなる群から選択される」または「である」を有する同一の組成物または元素の群も、筆者らは企図し、その逆も同様であることが理解される。

Claims (26)

  1. 式Iにより表されるキノリニルジアミド遷移金属錯体。
    Figure 2019527679
    (式中:
    Mが、3、4、5、6、7、8、9、10、11または12族の金属であり;
    Jが、キノリンとアミド窒素の間の3原子長の架橋であり;
    Xがアニオン性脱離基であり;
    Lが中性ルイス塩基であり;
    1およびR13が、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルおよびシリル基からなる群から独立して選択され;
    2、R3、R4、R5およびR6が、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、置換ヒドロカルビル、ハロゲンおよびホスフィノからなる群から独立して選択され;
    nが1または2であり;
    mが0、1または2であり、
    n+mが4以下であり;
    任意の2個の隣接したR基(例えば、R1およびR2、R2およびR3)が連結されて、置換ヒドロカルビル、非置換ヒドロカルビル、置換ヘテロ環式環または非置換ヘテロ環式環を形成してもよく、前記環は5、6、7または8個の環原子を有し、前記環上の置換基が連結されて、追加の環を形成してもよく;
    任意の2個のX基が共に連結されて、ジアニオン性基を形成してもよく;
    任意の2個のL基が共に連結されて、二座ルイス塩基を形成してもよく;
    X基がL基に連結されて、モノアニオン性二座基を形成してもよい)
  2. Jが、以下の構造から選択される、請求項1に記載の錯体。
    Figure 2019527679
    (式中、
    Figure 2019527679
    は、錯体への接続部を指し示す)
  3. 式(II)または(III)、好ましくは(III)によりさらに表される、請求項1に記載の錯体。
    Figure 2019527679
    (式中、M、L、X、m、n、R1、R2、R3、R4、R5、R6およびR13が、請求項1で定義した通りであり、
    Eが、炭素、ケイ素またはゲルマニウムであり;
    7からR12およびR14が、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、アリールオキシ、置換ヒドロカルビル、ハロゲンからなる群から独立して選択され、
    任意の2個のR基が連結されて、置換または非置換ヒドロカルビルまたはヘテロ環式環を形成してもよく、環は5、6、7または8個の環原子を有し、環上の置換基は連結されて、追加の環を形成してもよい)
  4. 11およびR12が、水素、メチル、エチル、フェニル、イソプロピル、イソブチルおよびトリメチルシリルから独立して選択される、請求項3に記載の錯体。
  5. Eが炭素である、請求項3または4に記載の錯体。
  6. 7、R8、R9およびR10が、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、フェニル、シクロヘキシル、フルオロ、クロロ、メトキシ、エトキシ、フェノキシおよびトリメチルシリルから独立して選択される、請求項3、4または5に記載の錯体。
  7. Mが、Ti、ZrまたはHfである請求項1から6のいずれか1項に記載の錯体。
  8. 2、R3、R4、R5およびR6が、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、置換ヒドロカルビルおよびハロゲンからなる群から独立して選択される、請求項1から7のいずれか1項に記載の錯体。
  9. 各Lが、Et2O、MeOtBu、Et3N、PhNMe2、MePh2N、テトラヒドロフランおよびジメチルスルフィドから独立して選択され;および/または各Xが、メチル、ベンジル、トリメチルシリル、ネオペンチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル、ヒドリド、クロロ、フルオロ、ブロモ、ヨード、ジメチルアミド、ジエチルアミド、ジプロピルアミドおよびジイソプロピルアミドから独立して選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載の錯体。
  10. 1が、2,6−ジイソプロピルフェニル、2,4,6−トリイソプロピルフェニル、2,6−ジイソプロピル−4−メチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2−エチル−6−イソプロピルフェニル、2,6−ビス(3−ペンチル)フェニル、2,6−ジシクロペンチルフェニルまたは2,6−ジシクロヘキシルフェニルである請求項1から9のいずれか1項に記載の錯体。
  11. 13が、フェニル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2−プロピルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2−イソプロピルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、4−フルオロフェニル、3−メチルフェニル、4−ジメチルアミノフェニルまたは2−フェニルフェニルである、請求項1から10のいずれか1項に記載の錯体。
  12. Jが、ジヒドロ−1H−インデニルであり、R1が、2,6−ジアルキルフェニルまたは2,4,6−トリアルキルフェニルである、請求項1に記載の錯体。
  13. 1が、2,6−ジイソプロピルフェニルであり、R13が、1、2、3、4、5、6または7個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基である、請求項1から12のいずれか1項に記載の錯体。
  14. 10およびR11が連結されて、置換または非置換ヒドロカルビルまたはヘテロ環式環を形成し、前記環は5、6、7または8個の環原子(好ましくは6個の原子)を有し、前記環上の置換基が連結されて、追加の環を形成してもよい、請求項3から13のいずれか1項に記載の錯体。
  15. 2、R3、R4、R5およびR6が、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、置換ヒドロカルビルおよびハロゲンからなる群から独立して選択され;
    1が、2,6−ジイソプロピルフェニル、2,4,6−トリイソプロピルフェニル、2,6−ジイソプロピル−4−メチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2−エチル−6−イソプロピルフェニル、2,6−ビス(3−ペンチル)フェニル、2,6−ジシクロペンチルフェニルまたは2,6−ジシクロヘキシルフェニルであり;
    13が、フェニル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2−プロピルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2−イソプロピルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、4−フルオロフェニル、3−メチルフェニル、4−ジメチルアミノフェニルまたは2−フェニルフェニルであり;
    11およびR12が、水素、メチル、エチル、フェニル、イソプロピル、イソブチルおよびトリメチルシリルから独立して選択され;
    Eが炭素であり;
    7、R8、R9およびR10が、水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、フェニル、シクロヘキシル、フルオロ、クロロ、メトキシ、エトキシ、フェノキシおよびトリメチルシリルから独立して選択され;
    Mが、Ti、ZrまたはHfである、請求項3に記載の触媒錯体。
  16. 2、R3、R4、R5およびR6が、水素、ヒドロカルビル、アルコキシ、シリル、アミノ、置換ヒドロカルビルおよびハロゲンからなる群から独立して選択され;
    1が、2,6−ジイソプロピルフェニル、2,4,6−トリイソプロピルフェニル、2,6−ジイソプロピル−4−メチルフェニル、2,6−ジエチルフェニル、2−エチル−6−イソプロピルフェニル、2,6−ビス(3−ペンチル)フェニル、2,6−ジシクロペンチルフェニルまたは2,6−ジシクロヘキシルフェニルであり;R13が、フェニル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2−プロピルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2−イソプロピルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、4−フルオロフェニル、3−メチルフェニル、4−ジメチルアミノフェニルまたは2−フェニルフェニルであり;
    13が、フェニル、2−メチルフェニル、2−エチルフェニル、2−プロピルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2−イソプロピルフェニル、4−メチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル、4−フルオロフェニル、3−メチルフェニル、4−ジメチルアミノフェニルまたは2−フェニルフェニルであり;
    Jが、以下の構造
    Figure 2019527679
    から選択され、式中、
    Figure 2019527679
    は、錯体への接続部を指し示し、
    Mが、Ti、ZrまたはHfである、請求項1に記載の触媒錯体。
  17. 式により表される、キノリニルジアミド遷移金属錯体。
    Figure 2019527679
  18. 活性化物質および請求項1から17のいずれか1項に記載の遷移金属錯体を含む、触媒系。
  19. 2つ以上の触媒錯体が存在する、請求項18に記載の触媒系。
  20. 活性化物質が、アルモキサンおよび/または非配位性アニオンである、請求項18または19に記載の触媒系。
  21. 触媒錯体および/または活性化物質が担持されている、請求項18、19または20のいずれか1項に記載の触媒系。
  22. ポリオレフィンを生成する重合プロセス、好ましくは溶液プロセスであって、1つまたは複数のオレフィンモノマーを、請求項18から21のいずれか1項に記載の触媒系と接触させるステップ、およびオレフィンポリマー、好ましくはエチレンおよび/またはプロピレンを得るステップを含む、プロセス。
  23. ポリオレフィンを生成する重合プロセスであって、溶液相中で、少なくとも85℃の温度にて、1つまたは複数のオレフィンモノマーを、請求項18から21のいずれか1項に記載の錯体および活性化物質を含む触媒系と接触させるステップ、およびオレフィンポリマーを得るステップを含み、前記オレフィンモノマーは、エチレンおよびプロピレンを含む、プロセス。
  24. 生成されたポリオレフィンが、エチレンポリマーまたはプロピレンポリマー、好ましくはアイソタクチックポリプロピレンである、請求項22または23に記載のプロセス。
  25. オレフィンを生成する重合プロセスであって、溶液相中で、少なくとも85℃の温度にて、1つまたは複数のオレフィンモノマーを、請求項25に記載の錯体および活性化物質を含む触媒系と接触させるステップ、およびオレフィンポリマーを得るステップを含み、前記オレフィンモノマーは、エチレンおよびプロピレンを含み、前記オレフィンポリマーは、1.0dg/分未満の溶融流量(230℃、2.16kg)を有する、プロセス。
  26. 活性化物質が、非配位性アニオンである、請求項25に記載の重合プロセス。
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