JP2022525889A - 超高分子量許容性および超低コモノマー取り込み性を有する単座二座アミノピリジン第4族遷移金属オレフィン共重合触媒 - Google Patents

超高分子量許容性および超低コモノマー取り込み性を有する単座二座アミノピリジン第4族遷移金属オレフィン共重合触媒 Download PDF

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Abstract

【解決手段】 ポリオレフィンを重合するためのプロセスは、触媒系の存在下でエチレンおよび任意の1つ以上の(C3-C12)α-オレフィンを接触させることを含み、触媒系は式(I)による構造を有する金属-配位子錯体を含む。【化1】JPEG2022525889000048.jpg130170【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年3月28日に出願された米国仮特許出願第62/825,264号に対する優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の実施形態は、広義には、オレフィン重合触媒系およびプロセスに関し、より具体的には、モノバイデンテートアミノピリジン第4族遷移金属触媒を含むオレフィン重合触媒系、およびその触媒系を組み込んだオレフィン重合プロセスに関する。
ポリエチレン、エチレン系ポリマー、ポリプロピレン、およびプロピレン系ポリマーなどのオレフィン系ポリマーは、様々な触媒系によって生成される。オレフィン系ポリマーの重合プロセスに使用されるそのような触媒系の選択は、そのようなオレフィン系ポリマーの特徴および特性に寄与する重要な要因である。
エチレン系ポリマーは、多種多様な物品のために製造される。ポリエチレン重合プロセスは、様々な樹脂を様々な用途での使用に好適なものとする様々な物理的特性を有する、得られる幅広い種類のポリエチレン樹脂を生成するために、多くの点で変更され得る。エチレンモノマーおよび任意に1つ以上のコモノマーは、アルカンまたはイソアルカン、例えば、イソブテンなどの液体希釈剤(溶媒など)中に存在する。水素も反応器に添加することができる。エチレン系を生成するための触媒系は、典型的には、クロム系触媒系、チーグラー-ナッタ触媒系、および/または分子(メタロセンもしくは非メタロセンのどちらか)触媒系を含み得る。希釈剤および触媒系中の反応物は、反応器において高い重合温度で循環し、それによってエチレン系ホモポリマーまたはコポリマーを生成する。定期的または連続的に、希釈剤中に溶解したポリエチレン生成物を含む反応混合物の一部を、未反応エチレンおよび1つ以上の任意選択的なコモノマーと一緒に、反応器から除去する。反応器から除去されたときの反応混合物は、希釈剤および未反応反応物からポリエチレン生成物を除去するために処理されてもよく、希釈剤および未反応反応物は典型的には反応器中に再循環される。代替的に、反応混合物を、第1の反応器に直列に接続された第2の反応器に送ってもよく、ここで第2のポリエチレン画分が生成され得る。
今日利用可能な均一溶液オレフィン重合触媒系が数多く存在するにもかかわらず、狭い多分散性(PDI)を有する高分子量(Mw)ポリマー、および/または所定のコモノマー組み込み範囲(すなわち1-ヘキセンまたは1-オクテンを0~20mol%など)を有する高分子量(Mw)エチレン/コモノマーコポリマー、および/または連鎖移動剤(CSA)による連鎖移動によりオレフィンブロックコポリマー(OBC)を製造できる高分子量(Mw)ポリマー、の製造を容易にする、分子特性が改良された高温重合触媒に対するニーズが存在する。
本開示の実施形態は、重合プロセスを含む。これらの重合プロセスは、エチレン系ポリマーを製造する。その重合プロセスは、触媒系の存在下でエチレンおよび任意の1つ以上の(C-C12)α-オレフィンを接触させることを含み、その触媒系は、式(I)による構造を有する金属-配位子錯体を含む。
Figure 2022525889000002
式(I)において、Mはチタン、ジルコニウムまたはハフニウムである。各Xは独立して、不飽和(C-C20)炭化水素、不飽和(C-C50)ヘテロ炭化水素、(C-C50)ヒドロカルビル、(C-C50)ヘテロヒドロカルビル、(C-C50)アリール、(C-C50)ヘテロアリール、シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、(C-C12)ジエン、ハロゲン、-OR、-N(Rまたは-NCORから選択される単座または二座の配位子であり、各Rは、(C-C30)ヒドロカルビルまたは-Hである。
式(I)において、R、R、RおよびRは独立して、-H、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-またはハロゲンから選択され、各R、各Rおよび各Rは、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hであり、Rは、-H、(C-C40)ヒドロカルビルまたは(C-C40)ヘテロシクロカルビルであり、ただし、Rはフェニルまたは置換フェニルではない。
様々な実施形態では、Rは、式(II)を有するラジカル、式(III)を有するラジカルおよび式(IV)を有するラジカルからなる群から選択される。
Figure 2022525889000003
式(II)、(III)、(IV)において、R31-R35、R41-R48およびR51-R59は、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-N=CHR、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲンまたは-Hであり、各Rは(C-C30)ヒドロカルビルまたは-Hである。
図1は、配位子1~配位子8を示す。
ここで、触媒系の具体的な実施形態を説明する。本開示の触媒系は、異なる形態で実施されてもよく、本開示に記載される特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、実施形態は、本開示が徹底的かつ完全となり、また主題の範囲が当業者に完全に伝わるよう提供される。
一般的な略語を以下に列挙する。
R、Z、M、X、およびnは、上記で定義したとおりであり、Me:メチル、Et:エチル、Ph:フェニル、Bn:ベンジル、i-Pr:イソ-プロピル、t-Bu:tert-ブチル、t-Oct:tert-オクチル(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)、Tf:トリフルオロメタンスルホネート、THF:テトラヒドロフラン、EtO:ジエチルエーテル、CHCl:ジクロロメタン、CV:カラム容量(カラムクロマトグラフィーで使用)、EtOAc:酢酸エチル、C:重水素化ベンゼンまたはベンゼン-d6:CDCl:重水素化クロロホルム、NaSO:硫酸ナトリウム、MgSO:硫酸マグネシウム、HCl:塩化水素、n-BuLi:ブチルリチウム、t-BuLi:tert-ブチルリチウム、CuO:酸化銅(I)、N,N’-DMEDA:N,N’-ジメチルエチレンジアミン、KPO:三塩基性リン酸カリウム、Pd(AmPhos)Cl:ビス(ジ-tert-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィン)ジクロロパラジウム(II)、Pd(dppf)Cl:[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]二塩化パラジウム(II)、KCO:炭酸カリウム、CsCO:炭酸セシウム、i-PrOBPin: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、BrClCCClBr:1,2-ジブロモテトラクロロエタン、HfCl:塩化ハフニウム(IV)、HfBn:ハフニウム(IV)テトラベンジル、ZrCl:塩化ジルコニウム(IV)、ZrBn:ジルコニウム(IV)テトラベンジル、ZrBnCl(OEt):ジルコニウム(IV)ジベンジルジクロリドモノ-ジエチルエーテレート、HfBnCl(OEt):ハフニウム(IV)ジベンジルジクロリドモノ-ジエチルエーテレート、TiBn:チタン(IV)テトラベンジル、Zr(CHSiMe:ジルコニウム(IV)テトラキス-トリメチルシリルメチル、Hf(CHSiMe:ハフニウム(IV)テトラキス-トリメチルメチル、N:窒素ガス、PhMe:トルエン、PPR:並列重合反応器、MAO:メチルアルミノキサン、MMAO:変性メチルアルミノキサン、GC:ガスクロマトグラフィー、LC:液体クロマトグラフィー、NMR:核磁気共鳴、MS:質量分析、mmol:ミリモル、mL:ミリリットル、M:モル、minまたはmins:分、hまたはhrs:時間、d:日、R:滞留画分、TLC:薄層クロマトグラフィー、rpm:1分あたりの回転数である。
「独立して選択された」という用語とそれに続く複数のオプションは、R、R、R、RおよびRなど、その用語の前に表示される個々のR基が、同一または異なってもよく、その用語の前に現れる他の基の同一性について依存関係がないことを示すために本明細書では用いられる。
「プロ触媒」という用語は、活性化剤と組み合わせたときに触媒活性を有する化合物を指す。「活性化剤」という用語は、プロ触媒を触媒的に活性な触媒に転換するようにプロ触媒と化学的に反応する化合物を指す。本明細書で用いる「助触媒」および「活性化剤」という用語は交換可能な用語である。
ある特定の炭素原子含有化学基を記載するために使用するとき、「(C-C)」の形態を有する括弧内の表現は、化学基の非置換型がxおよびyを含めてx個の炭素原子からy個の炭素原子を有することを意味する。例えば、(C-C50)アルキルは、その非置換型において1~50個の炭素原子を有するアルキル基である。いくつかの実施形態および一般構造において、ある特定の化学基は、Rなどの1つ以上の置換基によって置換されてもよい。括弧付きの「(C-C)」を用いて定義される化学基のR置換型は、任意の基Rの同一性に応じて、y個を超える炭素原子を含み得る。例えば、「Rがフェニル(-C)であるとき、厳密に1つの基Rで置換された(C-C50)アルキル」は、7~56個の炭素原子を含み得る。したがって、一般に、括弧付きの「(C-C)」を用いて定義される化学基が1つ以上の炭素原子含有置換基Rによって置換されるとき、化学基の炭素原子の最小および最大合計数は、xとyとの両方に、すべての炭素原子含有置換基R由来の炭素原子の合計数を加えることによって、決定される。
「置換」という用語は、対応する非置換化合物の炭素原子もしくはヘテロ原子または官能基に結合した少なくとも1個の水素原子(-H)が、置換基(例えばR)によって置き換えられることを意味する。「過置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合したすべての水素原子(H)が置換基(例えばR)によって置き換えられることを意味する。「多置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した、少なくとも2個の、ただし、すべてよりは少ない水素原子が置換基によって置き換えられることを意味する。「-H」という用語は、別の原子に共有結合している水素または水素ラジカルを意味する。「水素」および「-H」は、交換可能であり、明記されていない限りは、同一の意味を有する。
「(C-C50)ヒドロカルビル」という用語は、1~50個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルを意味し、「(C-C50)ヒドロカルビレン」という用語は、1~50個の炭素原子を有する炭化水素ジラジカルを意味し、そこで、各炭化水素ラジカルおよび各炭化水素ジラジカルは、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(3個以上の炭素を有し、単環式および多環式、縮合および非縮合の多環式、ならびに二環式を含む)または非環式であり、1つ以上のRによって置換されているか、または置換されていない。
本開示では、(C1-C50)ヒドロカルビルは、非置換または置換(C-C50)アルキル、(C-C50)シクロアルキル、(C3-20)シクロアルキル-(C1-C20)アルキレン、(C-C40)アリール、または(C-C20)アリール-(C-C20)アルキレン(ベンジル(-CH-C)など)であり得る。
「(C-C50)アルキル」および「(C-C18)アルキル」という用語は、それぞれ、1~50個の炭素原子の飽和直鎖または分岐炭化水素ラジカル、および1~18個の炭素原子の飽和直鎖または分岐炭化水素ラジカルであって、非置換または1つ以上のRにより置換されているものを意味する。非置換(C-C50)アルキルの例は、非置換(C-C20)アルキル、非置換(C1-C10)アルキル、非置換(C-C)アルキル、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2-ブチル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、1-ペンチル、1-ヘキシル、1-ヘプチル、1-ノニル、および1-デシルである。置換(C1-40)アルキルの例は、置換(C1-C20)アルキル、置換(C-C10)アルキル、トリフルオロメチル、および[C45]アルキルである。「[C45]アルキル」という用語は、置換基を含めてラジカル中に最大45個の炭素原子が存在する、例えば、それぞれ、(C-C)アルキルである1つのRによって置換された(C27-C40)アルキルであることを意味する。各(C-C)アルキルは、メチル、トリフルオロメチル、エチル、1-プロピル、1-メチルエチルまたは1,1-ジメチルエチルであり得る。
「(C-C50)アリール」という用語は、6~40個の炭素原子を有し、そのうちの少なくとも6~14個の炭素原子が芳香環炭素原子である、非置換または(1つ以上のRによって)置換された単環式、二環式、または三環式芳香族炭化水素ラジカルを意味する。単環式芳香族炭化水素ラジカルは、1つの芳香環を含み、二環式芳香族炭化水素ラジカルは2つの環を有し、三環式芳香族炭化水素ラジカルは3つの環を有する。二環式または三環式芳香族炭化水素ラジカルが存在するとき、そのラジカルの環のうちの少なくとも1つは芳香族である。芳香族ラジカルの他の1つまたは複数の環は独立して、縮合または非縮合の芳香族または非芳香族であり得る。非置換(C-C50)アリールの例としては、非置換(C-C20)アリール、非置換(C6-C18)アリール、2-(C-C)アルキル-フェニル、フェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、およびフェナントレンが挙げられる。置換(CC40)アリールの例としては、置換(C1-20)アリール、置換(C-C18)アリール、2,4-ビス([C20]アルキル)-フェニル、ポリフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニルおよびフルオレン-9-オン-l-イルが挙げられる。
「(C-C50)シクロアルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRで置換されている、3~50個の炭素原子の飽和環式炭化水素ラジカルを意味する。他のシクロアルキル基(例えば(C-C)シクロアルキル)は、x~y個の炭素原子を有し、非置換であるか、または1つ以上のRによって置換されているかのいずれかであると同様な様式で定義される。非置換(C3-40)シクロアルキルの例は、非置換(C3-C20)シクロアルキル、非置換(C-C10)シクロアルキル、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、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、およびシクロデシルである。置換(C3-40)シクロアルキルの例は、置換(C-C20)シクロアルキル、置換(C-C10)シクロアルキル、シクロペンタノン-2-イル、および1-フルオロシクロヘキシルである。
(C-C50)ヒドロカルビレンの例としては、非置換または置換の(C6-50)アリーレン、(C-C50)シクロアルキレン、および(C1-C50)アルキレン(例えば、(C-C20)アルキレン)が挙げられる。ジラジカルは、同じ炭素原子上(例えば、-CH-)もしくは隣接する炭素原子上(すなわち、1,2-ジラジカル)にあってもよく、または1個、2個、もしくは3個以上の介在する炭素原子によって離間されている(例えば、1,3-ジラジカル、1,4-ジラジカルなど)。いくつかのジラジカルとしては、1,2-、1,3-、1,4-、またはα,ω-ジラジカルが挙げられ、他のものとしては1,2-ジラジカルが挙げられる。α,ω-ジラジカルは、ラジカル炭素間に最大の炭素骨格間隔を有するジラジカルである。(C-C20)アルキレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、エタン-1,2-ジイル(すなわち、-CHCH-)、プロパン-1,3-ジイル(すなわち、-CH2CH2CH2-)、2-メチルプロパン-1,3-ジイル(すなわち、-CHCH(CH)CH-)が挙げられる。(C-C50)アリーレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、フェニル-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、またはナフタレン-3,7-ジイルが挙げられる。
「(C-C50)アルキレン」という用語は、非置換または1つ以上のRによって置換されている1~50個の炭素原子の飽和直鎖または分岐鎖のジラジカル(すなわち、ラジカルが環原子ではない)を意味する。非置換(C-C50)アルキレンの例は、非置換-CHCH-、-(CH-、-(CH2)4、-(CH-、-(CH、-(CH-、-(CH)8-、-CH2C*HCH、および-(CHC*(H)(CH)を含む非置換(C-C20)アルキレンであり、「C*」は、第2級または第3級アルキルラジカルを形成するために水素原子が除去される炭素原子を意味する。置換(CC50)アルキレンの例は、置換(C-C20)アルキレン、-CF-、-C(O)-、および-(CH14C(CH(CH-(すなわち、6,6-ジメチル置換ノルマル-1,20-エイコシレン)である。上記のように、2つのRは一緒になって、(C-C18)アルキレンを形成することができ、置換(C1-C50)アルキレンの例としては、1,2-ビス(メチレン)シクロペンタン、1,2-ビス(メチレン)シクロヘキサン、2,3-ビス(メチレン)-7,7-ジメチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、および2,3-ビス(メチレン)ビシクロ[2.2.2]オクタンも挙げられる。
「(C-C50)シクロアルキレン」という用語は、非置換または1つ以上のRにより置換されている3~50個の炭素原子の環状のジラジカル(すなわち、ラジカルが環原子に存在する)を意味する。
「ヘテロ原子」という用語は、水素または炭素以外の原子を指す。1個または2個以上のヘテロ原子を含有する基の例としては、O、S、S(O)、S(O)、Si(R、P(R)、N(R)、-N=C(R、-Ge(RC)2-または-Si(RC)-が挙げられ、各RCおよび各Rは、非置換(C-C18)ヒドロカルビルまたは-Hであり、各Rは非置換(C-C18)ヒドロカルビルである。「ヘテロ炭化水素」という用語は、炭化水素の1個以上の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられている分子または分子骨格を指す。「(C-C50)ヘテロヒドロカルビル」という用語は、1~50個の炭素原子のヘテロ炭化水素ラジカルを意味し、「(C-C50)ヘテロヒドロカルビレン」という用語は、1~50個の炭素原子のヘテロ炭化水素ジラジカルを意味する。(C-C50)ヘテロヒドロカルビルまたは(C-C50)ヘテロヒドロカルビレンのヘテロ炭化水素は、1つ以上のヘテロ原子を有する。ヘテロヒドロカルビルのラジカルは、炭素原子上またはヘテロ原子上に存在することができる。ヘテロヒドロカルビレンの2つの基は、単一の炭素原子上または単一のヘテロ原子上に存在することができる。さらに、ジラジカルの2つのラジカルのうちの一方は炭素原子上に存在することができ、他方のラジカルは異なる炭素原子上に存在することができ、2つのラジカルのうちの一方は炭素原子上に存在することができ、他方はヘテロ原子上に存在することができ、または、2つのラジカルのうちの一方はヘテロ原子上に存在することができ、他方のラジカルは異なるヘテロ原子上に存在することができる。各(C-C50)ヘテロヒドロカルビルおよび(C1-C50)ヘテロヒドロカルビレンは、非置換または(1つ以上のRによって)置換、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(単環式および多環式、縮合および非縮合多環式を含む)または非環式であってもよい。
(C-C50)ヘテロヒドロカルビルは、非置換または置換されてもよい。(C-C50)ヘテロヒドロカルビルの非限定的な例としては、(C-C50)ヘテロアルキル、(C-C50)ヒドロカルビル-O-、(C-C50)ヒドロカルビル-S-、(C-C50)ヒドロカルビル-S(O)-、(C-C50)ヒドロカルビル-S(O)-、(C-C50)ヒドロカルビル-Si(R-、(C-C50)ヒドロカルビル-N(R)-、(C-C50)ヒドロカルビル-P(R)-、(C-C50)ヘテロシクロアルキル、(C-C19)ヘテロシクロアルキル-(C-C20)アルキレン、(C-C20)シクロアルキル-(C-C19)ヘテロアルキレン、(C-C19)ヘテロシクロアルキル-(C-C20)ヘテロアルキレン、(C-C50)ヘテロアリール、(C-C19)ヘテロアリール-(C-C20)アルキレン、(C-C20)アリール-(C-C19)ヘテロアルキレン、または(C-C19)ヘテロアリール-(C-C20)ヘテロアルキレンが挙げられる。
「(C-C50)ヘテロアリール」という用語は、合計4~50個の炭素原子および1~10個のヘテロ原子を有する、非置換または(1つ以上のRによって)置換されている単環式、二環式、または三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルを意味する。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、1つのヘテロ芳香環を含み、二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、2つの環を有し、三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、3つの環を有する。二環式または三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルが存在する場合、ラジカルにおける環のうちの少なくとも1つは、ヘテロ芳香族である。ヘテロ芳香族ラジカルの他の1つまたは複数の環は独立して、縮合または非縮合および芳香族または非芳香族であることができる。他のヘテロアリール基(例えば、一般に(C-C)ヘテロアリール、(C-C12)ヘテロアリールなど)は、x~y個の炭素原子(4~12個の炭素原子など)を有し、かつ非置換または1つもしくは2つ以上のRによって置換されているものと同様な様式で定義される。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、5員環または6員環である。5員環は、5マイナスh個の炭素原子を有し、hは、ヘテロ原子数であり、1、2または3であり得、各ヘテロ原子は、O、S、N、またはPであり得る。5員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、ピロール-1-イル、ピロール-2-イル、フラン-3-イル、チオフェン-2-イル、ピラゾール-1-イル、イソキサゾール-2-イル、イソチアゾール-5-イル、イミダゾール-2-イル、オキサゾール-4-イル、チアゾール-2-イル、1,2,4-トリアゾール-1-イル、1,3,4-オキサジアゾール-2-イル、1,3,4-チアジアゾール-2-イル、テトラゾール-1-イル、テトラゾール-2-イルおよびテトラゾール-5-イルが挙げられる。6員環は、6マイナスh個の炭素原子を有し、hは、ヘテロ原子数であり、1または2であり得、ヘテロ原子は、NまたはPであり得る。6員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、ピリジン-2-イル、ピリミジン-2-イルおよびピラジン-2-イルである。二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、縮合5,6-または6,6-環系であり得る。縮合5,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、インドール-1-イル、およびベンズイミダゾール-1-イルが挙げられる。縮合6,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、キノリン-2-イル、およびイソキノリン-1-イルが挙げられる。三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは縮合5,6,5-、5,6,6-、6,5,6-、または6,6,6-環系であり得る。縮合5,6,5-環系の例としては、1,7-ジヒドロピロロ[3,2-f]インドール-1-イルが挙げられる。縮合5,6,6-環系の例としては、1H-ベンゾ[f]インドール-1-イルが挙げられる。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,6,6-環系の例は、アクリジン-9-イルである。
「(C-C50)ヘテロアルキル」という用語は、1~50個の炭素原子、またはそれよりも少ない炭素原子、およびヘテロ原子のうちの1個以上を含有する飽和直鎖または分岐鎖ラジカルを意味する。「(C-C50)ヘテロアルキレン」という用語は、1~50個の炭素原子および1個または2個以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖または分岐鎖ジラジカルを意味する。ヘテロアルキルまたはヘテロアルキレンのヘテロ原子としては、Si(R、Ge(R、Si(R、Ge(R、P(R、P(R)、N(R、N(R)、N、O、OR、S、SR、S(O)、およびS(O)が挙げられ得、ヘテロアルキルおよびヘテロアルキレン基の各々は、非置換または1つ以上のRによって置換されている。
非置換(C-C40)ヘテロシクロアルキルの例としては、非置換(C-C20)ヘテロシクロアルキル、非置換(C-C10)ヘテロシクロアルキル、アジリジン-1-イル、オキセタン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、ピロリジン-l-イル、テトラヒドロチオフェン-S,S-ジオキシド-2-イル、モルホリン-4-イル、1,4-ジオキサン-2-イル、ヘキサヒドロアゼピン-4-イル、3-オキサ-シクロオクチル、5-チオ-シクロノニル、および2-アザ-シクロデシルが挙げられる。
「ハロゲン原子」または「ハロゲン」という用語は、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、またはヨウ素原子(I)のラジカルを意味する。「ハロゲン化物」という用語は、フッ化物(F)、塩化物(Cl)、臭化物(Br)またはヨウ化物(I)のハロゲン原子のアニオン形態を意味する。
「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、ならびに(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が1つ以上の置換基Rで置換されている場合、1つ以上の二重および/または三重結合は、任意で、置換基R中に存在してもしなくてもよい。「不飽和」という用語は、1つ以上の炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、または(ヘテロ原子含有基において)1つ以上の炭素-窒素二重結合、炭素-リン二重結合、または炭素-ケイ素二重結合を含有し、置換基R(存在する場合)、または(ヘテロ)芳香環(存在する場合)中に存在し得る二重結合を含まないことを意味する。
本開示の実施形態は、オレフィンモノマーを重合するためのプロセスを含む。このプロセスは、触媒系の存在下で、エチレンおよび任意の1つ以上の(C-C12)α-オレフィンを接触させることを含む。触媒系は、式(I)による構造を有する金属-配位子錯体を含む。
Figure 2022525889000004
式(I)において、Mはチタン、ジルコニウムまたはハフニウムである。各Xは独立して、不飽和(C-C20)炭化水素、不飽和(C-C50)ヘテロ炭化水素、(C-C50)ヒドロカルビル、(C-C50)ヘテロヒドロカルビル、(C-C50)アリール、(C-C50)ヘテロアリール、シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、(C-C12)ジエン、ハロゲン、-OR、-N(Rまたは-NCORから選択される単座または二座の配位子であり、各Rは、(C-C30)ヒドロカルビルまたは-Hである。
は独立して、-H、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-またはハロゲンから選択される。各R 各R、および各Rは、(C-C30)ヒドロカルビル、(C-C30)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hである。
式(I)において、R、RおよびRは独立して、-H、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-またはハロゲンから選択され、各R 各Rおよび各Rは、(C-C30)ヒドロカルビル、(C-C30)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hである。Rは-H、(C-C40)ヒドロカルビルまたは(C-C40)ヘテロヒドロカルビルであり、ただし、Rは、フェニルまたは置換フェニルではない。
様々な実施形態では、Rは、式(II)を有するラジカル、式(III)を有するラジカルおよび式(IV)を有するラジカルからなる群から選択される。
Figure 2022525889000005
式(II)、(III)、(IV)において、R31~R35、R41~R48およびR51~R59は、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-N=CHR、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲンまたは-Hであり、各Rは(C-C30)ヒドロカルビルまたは-Hである。
式(I)の1つ以上の実施形態では、Rは式(II)を有するラジカルであり、R31、R33および式R35は独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである。いくつかの実施形態では、Rは、式(II)を有するラジカルから選択され、式(II)のR32およびR34は独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである。
式(I)の様々な実施形態では、Rは式(IV)を有するラジカルであり、式(IV)のR52およびR58は独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである。1つ以上の実施形態では、Rは式(IV)を有するラジカルであり、式(IV)のR53およびR58は独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである。いくつかの実施形態では、Rは式(IV)を有するラジカルであり、式(IV)のR53およびR57は独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである。いくつかの実施形態では、Rは式(IV)を有するラジカルであり、式(IV)のR53、R55およびR57は独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである。
31~R35、R41~R48およびR51~R59が(C-C12)アルキルであるいずれかの実施形態では、(C-C12)アルキルはメチル、エチル、プロピル、2-プロピル、n-ブチル、tert-ブチル、2-メチルプロピル、ペンチル、2,2-ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、n-オクチル、tert-オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルまたはドデシルであり得る。
式(I)のいくつかの実施形態では、Rは、ベンジル、(C-C20)アルキル、または-CHSiR であり、Rは、(C-C12)アルキルである。1つ以上の実施形態では、Rは、メチル、エチル、プロピル、2-プロピル、n-ブチル、tert-ブチル、2-メチルプロピル、ペンチル、2,2-ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、n-オクチル、tert-オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルまたはドデシルである。
金属-配位子錯体は、6つ以下の金属-配位子結合を有し、全体として電荷中性であり得るか、または金属中心と関連する陽性電荷を有してもよい。いくつかの実施形態では、触媒系は、式(I)による金属-配位子錯体を含み、Mは、ジルコニウムまたはハフニウムであり、各Xは独立して、(C-C20)アリール、(C-C20)ヘテロアリール、(C-C12)ジエン、またはハロゲンから選択され、各Rは独立して、(C-C50)アリール、(C-C50)ヘテロアリールから選択される。
式(I)による金属-配位子錯体において、各Xは、共有結合、配位結合、またはイオン結合を介してMと結合する。一般的に、金属-式(I)による配位子錯体は、全体的に電荷中性である。いくつかの実施形態では、単座配位子はモノアニオン性配位子であり得る。モノアニオン性配位子は、-1の正味の形式酸化状態を有する。各モノアニオン性配位子は、独立して、水素化物、(C-C40)ヒドロカルビルカルバニオン、(C-C40)ヘテロヒドロカルビルカルバニオン、ハライド、ニトレート、カーボネート、ホスフェート、スルフェート、HC(O)O、HC(O)N(H)、(C-C40)ヒドロカルビルC(O)O、(C-C40)ヒドロカルビルC(O)N((CC20)ヒドロカルビル)、(C-C40)ヒドロカルビルC(O)N(H)、RKRLB-、RKRLN、RKO-、RKS、RKR、またはRSiであってもよく、各R、R、およびRは独立して、水素、(C-C40)ヒドロカルビル、もしくは(C-C40)ヘテロヒドロカルビルであるか、または、RおよびRは一緒になって、(C-C40)ヒドロカルビレンもしくは(C-C20)ヘテロヒドロカルビレンを形成し、Rは上で定義したとおりである。
他の実施形態では、少なくとも1つの単座配位子Xは、任意の他の配位子Xとは独立して、中性配位子であってもよい。特定の実施形態では、中性配位子は、RNR、ROR、RSR、またはRPRなどの中性ルイス塩基基であり、各Rは独立して、水素、[(C-C10)ヒドロカルビル]Si(C-C10)ヒドロカルビル、(C-C40)ヒドロカルビル、[(C-C10)ヒドロカルビル]Si、または(C-C40)ヘテロヒドロカルビルであり、各RおよびRは独立して、上で定義したとおりである。
追加的に、各Xは、任意の他の配位子Xとは独立して、ハロゲン、非置換(CC20)ヒドロカルビル、非置換(C-C20)ヒドロカルビルC(O)O-、またはRKRLN-である単座配位子であってもよく、RおよびRの各々は、独立して、非置換(C-C20)ヒドロカルビルである。いくつかの実施形態では、各単座配位子Xは、塩素原子、(CC10)ヒドロカルビル(例えば、(C-C)アルキルもしくはベンジル)、非置換(C-C10)ヒドロカルビルC(O)O、またはRRLN-であり、RおよびRの各々は、独立して、非置換(C-C10)ヒドロカルビルである。
二座配位子を含む例示的な実施形態では、二座配位子は中性二座配位子であってもよい。一実施形態では、中性二座配位子は、式(RC=C(R)-C(R)=C(Rのジエンであり、式中、各Rは独立して、H、非置換(C-C)アルキル、フェニル、またはナフチルである。いくつかの実施形態では、二座配位子は、モノアニオン性-モノ(ルイス塩基)配位子である。いくつかの実施形態では、二座配位子は、ジアニオン性配位子である。ジアニオン性配位子は、-2の正味の形式酸化状態を有する。一実施形態では、各ジアニオン性配位子は、独立して、カーボネート、オキサレート(すなわち、-OCC(O)O-)、(C-C40)ヒドロカルビレンジカルバニオン、(C-C40)ヘテロヒドロカルビレンジカルバニオン、ホスフェート、またはスルフェートである。
さらなる実施形態では、Xは、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2,2-ジメチルプロピル、トリメチルシリルメチル、フェニル、ベンジル、またはクロロから選択される。いくつかの実施形態では、各Xはベンジルである。場合によっては、少なくとも2つのXは互いに異なる。少なくとも2つのXが少なくとも1つのXとは異なる実施形態では、Xはメチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2,2-ジメチルプロピル、トリメチルシリルメチル、フェニル、ベンジルおよびクロロとは異なるものである。さらなる実施形態では、二座配位子は、2,2-ジメチル-2-シラプロパン-l,3-ジイルまたは1,3-ブタジエンである。
特定の実施形態では、Xは、ベンジル、-CHSiR 、または-(CH(SiRであり、下付き文字nは1~10の整数であり、Rは(C-C12)アルキルであり、Rは(C-C30)ヒドロカルビル、(C-C30)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hである。さらに特定の実施形態では、Xは、ベンジル、-CHSiR 、または-(CH(SiRであり、下付き文字nは1~10の整数であり、Rは(C-C12)アルキルであり、Rは(C-C20)アルキルである。
いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基(例えば、X、R~R、R31~R35、R41~R48およびR51~R59)のいずれかまたはすべては、非置換であり得る。他の実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基X、R~R、R31~R35、R41~R48およびR51~R59のいずれかもしくはすべては、1つもしくは2つ以上のRで置換され得るか、またはいずれも非置換であり得、またはそうでなくともよい。2つまたは3つ以上のRが式(I)の金属-配位子錯体の同じ化学基に結合している場合、化学基の個々のRは、同じ炭素原子もしくはヘテロ原子に、または異なる炭素原子もしくはヘテロ原子に結合し得る。いくつかの実施形態では、化学基X、R~R、R31~R35、R41~R48およびR51~R59のいずれかもしくはすべてのRで置換され得るか、またはいずれも非置換であり得、またはそうでなくともよい。Rで過置換されている化学基では、個々のRはすべて同一であっても、独立して選択されてもよい。
例示的な実施形態では、触媒系は、以下に列挙されるプロ触媒1~16のいずれかの構造を有する式(I)による金属-配位子錯体を含み得、それらは図1に示される対応する配位子1~8から合成される。
Figure 2022525889000006
Figure 2022525889000007
連鎖シャトルおよび/または連鎖移動剤
1つ以上の実施形態では、本開示の重合プロセスは、触媒系および連鎖移動剤または連鎖シャトル剤の存在下で、反応器内でエチレンおよび/または1つ以上の(C-C12)α-オレフィンを接触させることを含む。重合プロセスは、(A)式(I)の構造を有する金属-配位子錯体を含むプロ触媒および助触媒、(B)プロ触媒(A)とは異なるコモノマー選択性を有することを特徴とするオレフィン重合触媒、および(C)連鎖移動剤または連鎖シャトル剤の混合物、の反応生成物を含む。
本明細書で使用される場合、「連鎖移動剤」という用語は、単一の重合反応器内で、2つの別個の触媒間でポリマー鎖を移動させることができる分子を指す。反応器内の各触媒は、異なるモノマー選択性を有し得る。「連鎖移動剤」という用語は「連鎖シャトル剤」という用語に類似しているが、当業者であれば、連鎖移動剤が、反応器および触媒系のタイプに応じて連鎖シャトル剤として用いられ得ることを認識するであろう。例えば、連鎖シャトルは、二重触媒系を備える連続反応器で生ずる。このシナリオでは、連鎖シャトル剤が重合反応の触媒系に添加される。対照的に、連鎖移動は、単一触媒または二重触媒系のいずれかを有するバッチ反応器で生じるため、連鎖移動剤が触媒系に添加される。しかしながら、同じ分子を連鎖移動剤または連鎖移動剤として用い得る。
通常、連鎖移動剤は、+3の形式酸化状態にあるAl、BもしくはGaである金属を含むか、または+2の形式酸化状態にあるZnもしくはMgである金属を含む。本開示のプロセスに適する連鎖移動剤は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第US2007/0167315号に記載されている。
重合プロセスの1つ以上の実施形態では、連鎖移動剤は、存在する場合、ジエチル亜鉛、ジ(イソブチル)亜鉛、ジ(n-ヘキシル)亜鉛、トリエチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリエチルガリウム、イソブチルアルミニウムビス(ジメチル(t-ブチル)シロキサン)、イソブチルアルミニウムビス(ジ(トリメチルシリル)アミド)、n-オクチルアルミニウムジ(ピリジン-2-メトキシ)、ビス(n-オクタデシル)イソブチルアルミニウム、イソブチルアルミニウムビス(ジ(n-ペンチル)アミド)、n-オクチルアルミニウムビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノキシド、n-オクチルアルミニウムジ(エチル(l-ナフチル)アミド)、エチルアルミニウムビス(t-ブチルジメチルシロキシド)、エチルアルミニウムジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)、エチルアルミニウムビス(2,3,6,7-ジベンゾ-l-アザシクロヘプタンアミド)、n-オクチルアルミニウムビス(2,3,6,7-ジベンゾ-l-アザシクロヘプタンアミド)、n-オクチルアルミニウムビス(ジメチル(ジメチル)t-ブチル)シロキシド、エチル亜鉛(2,6-ジフェニルフェノキシド)、エチル亜鉛(t-ブトキシド)、ジメチルマグネシウム、ジブチルマグネシウムおよびn-ブチル-sec-ブチルマグネシウムから選択され得る。
助触媒成分
式(I)の金属-配位子錯体を含む触媒系は、オレフィン重合反応の金属系触媒を活性化するための当該技術分野で既知の任意の技術によって触媒的に活性にされ得る。例えば、式(I)の金属-配位子錯体によるプロ触媒は、錯体を活性化助触媒と接触させるか、または錯体を活性化助触媒と組み合わせることによって、触媒的に活性にされ得る。さらに、式(I)による金属-配位子錯体は、中性であるプロ触媒形態、およびベンジルまたはフェニルなどのモノアニオン配位子の損失によって正に帯電され得る触媒形態の両方を含む。本明細書に使用するのに好適な活性化助触媒としては、アルキルアルミニウム、ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン(アルミノキサンとしても知られる)、中性ルイス酸、および非ポリマー、非配位、イオン形成化合物(酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む)が挙げられる。好適な活性化技術は、バルク電気分解である。前述の活性化共触媒および技法のうちの1つ以上の組み合わせもまた企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハライド、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。ポリマーアルモキサンまたはオリゴマーアルモキサンの例としては、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム修飾メチルアルモキサン、およびイソブチルアルモキサンが挙げられる。
ルイス酸活性化助触媒は、本明細書に記載の(C-C20)ヒドロカルビル置換基を含有する第13族金属化合物を含有する。いくつかの実施形態では、第13族金属化合物は、トリ((C-C20)ヒドロカルビル)-置換アルミニウムまたはトリ((C-C20)ヒドロカルビル)-ホウ素化合物である。他の実施形態では、第13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)-置換アルミニウム、トリ((C-C20)ヒドロカルビル)-ホウ素化合物、トリ((C-C10)アルキル)アルミニウム、トリ((C-C18)アリール)ホウ素化合物、およびそれらのハロゲン化(過ハロゲン化を含む)誘導体である。さらなる実施形態では、第13族金属化合物は、トリス(フルオロ置換フェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。いくつかの実施形態では、活性化助触媒は、トリス((C-C20)ヒドロカルビルボレート(例えば、トリチルテトラフルオロボレート)またはトリ((C-C20)ヒドロカルビル)アンモニウムテトラ((C-C20)ヒドロカルビル)ボラン(例えば、ビス(オクタデシル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)である。本明細書で使用される場合、「アンモニウム」という用語は、((C-C20)ヒドロカルビル)、((C-C20)ヒドロカルビル)N(H)、((C-C20)ヒドロカルビル)N(H) 、(C-C20)ヒドロカルビルN(H) 、またはN(H) である窒素カチオンを意味し、各(C-C20)ヒドロカルビルは、2つ以上存在する場合、同じであっても、異なっていてもよい。
中性ルイス酸活性化助触媒の組み合わせとしては、トリ((C-C)アルキル)アルミニウムとハロゲン化トリ((C-C18)アリール)ホウ素化合物、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの組み合わせを含む混合物が挙げられる。他の実施形態は、そのような中性ルイス酸混合物とポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせ、および単一の中性ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせである。(金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)[例えば(第4族金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)]のモルの数の比は、1:1:1~1:10:30であり、他の実施形態では1:1:1.5~1:5:10である。
式(I)の金属-配位子錯体を含む触媒系を活性化して、1つ以上の助触媒、例えば、カチオン形成助触媒、強ルイス酸、またはそれらの組み合わせと組み合わせることによって、活性触媒組成物を形成することができる。好適な活性化助触媒としては、ポリマーまたはオリゴマーアルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、ならびに不活性、相溶性、非配位性、イオン形成性化合物が挙げられる。例示的な好適な助触媒としては、変性メチルアルミノキサン(MMAO)、ビス(水素化タローアルキル)メチル、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1-)アミン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
いくつかの実施形態では、2つ以上の前述の活性化助触媒を互いに組み合わせて使用することができる。助触媒の組み合わせの特定の例は、トリ((C-C)ヒドロカルビル)アルミニウム、トリ((C-C)ヒドロカルビル)ボラン、またはアンモニウムボレートとオリゴマーもしくはポリマーアルモキサン化合物との混合物である。式(I)の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル数と1つ以上の活性化助触媒の総モル数との比は、1:10,000~100:1である。いくつかの実施形態では、この比は、少なくとも1:5000であり、他のいくつかの実施形態では、少なくとも1:1000および10:1以下であり、他のいくつかの実施形態では、1:1以下である。アルモキサンを単独で活性化助触媒として使用する場合、用いられるアルモキサンのモル数は、式(I)の金属-配位子錯体のモル数のうちの少なくとも100倍であることが好ましい。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを単独で活性化助触媒として使用する場合、いくつかの他の実施形態では、式(I)の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル数に対して用いられるトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランのモル数は、0.5:1~10:1、1:1~6:1、または1:1~5:1である。残りの活性化助触媒は一般に、式(I)の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル量におおよそ等しいモル量で用いられる。
ポリオレフィン
前の段落に記載される触媒系は、オレフィン、主にエチレンおよびプロピレンの重合に利用される。いくつかの実施形態では、重合スキーム中に単一種類のオレフィンまたはα-オレフィンのみが存在し、ホモポリマーを生成する。しかしながら、追加のα-オレフィンを重合手順に組み込んでもよい。追加のα-オレフィンコモノマーは、典型的には、20個以下の炭素原子を有する。例えば、α-オレフィンコモノマーは、3~10個の炭素原子、または3~8個の炭素原子を有し得る。例示的なα-オレフィンコモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、および4-メチル-l-ペンテンが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、1つ以上のα-オレフィンコモノマーは、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から、または代替的に1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群から選択することができる。
エチレン系ポリマー、例えば、エチレンのホモポリマーおよび/またはインターポリマー(コポリマーを含む)、ならびにα-オレフィンなどの任意選択的な1つ以上のコモノマーは、エチレン由来のモノマー単位を少なくとも50重量パーセント含み得る。「少なくとも50重量パーセントから」によって包含される個々の値および部分範囲はすべて、別個の実施形態として本明細書に開示され、例えば、エチレン系ポリマー、エチレンのホモポリマーおよび/またはインターポリマー(コポリマーを含む)、ならびにα-オレフィンなどの任意選択的な1つ以上のコモノマーは、エチレン由来のモノマー単位を少なくとも60重量パーセント、エチレン由来のモノマー単位を少なくとも70重量パーセント、エチレン由来のモノマー単位を少なくとも80重量パーセント、エチレン由来のモノマー単位を50~100重量パーセント、またはエチレン由来のモノマー単位の80~100重量パーセント含み得る。
いくつかの実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン由来のモノマー単位を少なくとも90モルパーセント含み得る。少なくとも90モルパーセントからのすべての個々の値および部分範囲は本明細書に含まれ、別個の実施形態として本明細書に開示される。例えば、エチレン系ポリマーは、エチレン由来の単位を少なくとも93モルパーセント、単位を少なくとも96モルパーセント、エチレン由来の単位を少なくとも97モルパーセント、または代替的に、エチレン由来の単位を90~100モルパーセント、エチレン由来の単位を90~99.5モルパーセント、もしくはエチレン由来の単位を97~99.5モルパーセントを含み得る。
エチレン系ポリマーのいくつかの実施形態では、追加のα-オレフィンの量は、50%未満であり、他の実施形態は、少なくとも0.5モルパーセント(mol%)~25mol%を含み、さらなる実施形態では、追加のα-オレフィンの量は少なくとも5mol%~10mol%を含む。いくつかの実施形態では、追加のα-オレフィンは1-オクテンである。
任意の従来の重合プロセスを使用してエチレン系ポリマーを生成してもよい。かかる従来の重合プロセスとしては、1つ以上の従来の反応器、例えばループ反応器、等温反応器、流動床気相反応器、撹拌槽型反応器、バッチ反応器などの並列、直列、またはそれらの任意の組み合わせを使用する、溶液重合プロセス、気相重合プロセス、スラリー相重合プロセス、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、二重反応器系、例えば二重ループ反応器系において、溶液重合によって生成することができ、ここで、エチレン、および任意選択的に1つ以上のα-オレフィンは、本明細書に記載の触媒系および任意選択的に1つ以上の助触媒の存在下で重合される。別の実施形態では、エチレン系ポリマーは、二重反応器系、例えば二重ループ反応器系において、溶液重合によって生成することができ、ここで、エチレン、および任意選択的に1つ以上のα-オレフィンは、本開示および本明細書に記載の触媒系および任意選択的に1つ以上の他の触媒の存在下で重合される。本明細書に記載の触媒系は、任意に1つ以上の他の触媒と組み合わせて、第1の反応器または第2の反応器において使用することができる。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、二重反応器系、例えば二重ループ反応器系において、溶液重合によって生成することができ、そこで、エチレン、および任意に1つ以上のα-オレフィンは、本明細書に記載の触媒系の存在下で両方の反応器において重合される。
別の実施形態では、エチレン系ポリマーは、単一反応器系、例えば単一ループ反応器系において、溶液重合で生成することができ、そこで、エチレン、および任意に1つ以上のα-オレフィンは、本開示内に記載の触媒系および任意に1つ以上の助触媒の存在下で、前の段落に記載のように重合される。
エチレン系ポリマーは、1つ以上の添加剤をさらに含むことができる。そのような添加剤としては、帯電防止剤、色増強剤、染料、潤滑剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、加工助剤、紫外線安定剤、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。エチレン系ポリマーは、任意の量の添加剤を含み得る。エチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマーおよび1つ以上の添加剤の重量に基づいて、そのような添加剤を合計約0~約10重量パーセントを含み得る。エチレン系ポリマーは、充填剤をさらに含んでもよく、その充填剤としては、有機または無機充填剤を挙げることができるが、それらに限定されない。エチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマーとすべての添加剤または充填剤の合計重量に基づいて、例えば炭酸カルシウム、タルク、またはMg(OH)などの約0~約20重量パーセントの充填剤を含み得る。エチレン系ポリマーは、1つ以上のポリマーとさらに配合されてブレンドを形成することができる。
いくつかの実施形態では、エチレン系ポリマーを生成するための重合プロセスは、触媒系の存在下でエチレンと少なくとも1つの追加のα-オレフィンを重合することを含むことができ、触媒系は、式(I)のうちの少なくとも1つの金属-配位子錯体を組み込む。式(I)の金属-配位子錯体を組み込むそのような触媒系から得られたポリマーは、ASTM D792(その全体が参照によって本明細書に組み込まれる)に従って、例えば、0.850g/cm~0.950g/cm、0.880g/cm~0.920g/cm、0.880g/cm~0.910g/cm、または0.880g/cm~0.900g/cmの密度を有し得る。
別の実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体を含む触媒系から得られるポリマーは、5~15のメルトフロー比(I10/I)を有し、ここで、メルトインデックスIは、ASTM D1238(その全体が参照によって本明細書に組み込まれる)に従って、190℃および2.16kgの積載で測定され、メルトインデックスI10は、ASTM D1238に従って、190℃および10kgの積載で測定される。他の実施形態では、メルトフロー比(I10/I)は5~10であり、他では、メルトフロー比は5~9である。
いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体を含む触媒系から得られたポリマーは、1~25の分子量分布(MWD)を有し、MWDは、M/Mとして定義され、Mは重量平均分子量であり、Mは数平均分子量である。他の実施形態では、触媒系から得られたポリマーは、1~6のMWDを有する。別の実施形態は、1~3のMWDを含み、他の実施形態は、1.5~2.5のMWDを含む。
本開示に記載される触媒系の実施形態は、形成されたポリマーの高分子量およびポリマーに組み込まれたコモノマーの量の結果として、固有のポリマー特性をもたらす。
すべての溶媒および試薬を、商業的供給源から入手し、別段の記載がない限り、受け取ったまま使用した。無水トルエン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、およびジエチルエーテルを、活性アルミナ、および場合によってはQ-5反応物質を通過させることによって精製する。窒素充填グローブボックス中で行われた実験に使用された溶媒は、活性化4Åモレキュラーシーブ上での貯蔵によってさらに乾燥させる。感湿反応用ガラス器具を、使用前に一晩オーブン内で乾燥させる。NMRスペクトルを、Varian 400-MRおよびVNMRS-500分光計で記録する。LC-MS分析は、Waters 2424 ELS検出器、Waters 2998 PDA検出器、およびWaters 3100 ESI質量検出器と組み合わせたWaters e2695分離モジュールを使用して行う。LC-MS分離は、XBridge C18 3.5μm 2.1×50mmカラムで、5:95~100:0のアセトニトリルおよび水の勾配(イオン化剤として0.1%のギ酸を含む)を使用して行う。HRMS分析は、エレクトロスプレーイオン化を備えたAgilent 6230 TOF質量分析計と組み合わせたZorbax Eclipse Plus C18 1.8μm 2.1×50mmカラムを備えたAgilent 1290 Infinity LCを使用して行う。H NMRデータは、次のように報告する。化学シフト(多重度(br=幅広線、s=1重線、d=2重線、t=3重線、q=4重線、p=5重線、sex=6重線、sept=7重線、およびm=多重線)、積分値、および帰属)。基準物質として重水素化溶媒中の残留プロトンを使用して、H NMRデータの化学シフトをテトラメチルシラン内部からの低磁場のppm(TMS、δスケール)で報告する。13C NMRデータは、Hデカップリングを用いて決定し、化学シフトは、基準として重水素化溶媒中の残留炭素を使用して、テトラメチルシラン(TMS、δスケール)からの低磁場(ppm)として報告する。
PPRスクリーニング実験の一般的手順
ポリオレフィン触媒スクリーニングは、ハイスループット並列重合反応器(PPR)システムで行う。PPRシステムは、不活性雰囲気グローブボックス内の48個の単一セル(6×8マトリックス)反応器のアレイで構成されている。各セルは、約5mLの内部作動液体積を有するガラスインサートを備える。各セルは独立した圧力制御を有し、セル内の液体を800rpmで連続的に撹拌する。触媒溶液は、別段の記載がない限り、適切な量のプロ触媒をトルエン中に溶解することによって調製する。すべての液体(例えば、溶媒、1-オクテン、実験に適切なチェーンシャトリング剤溶液、および触媒溶液)を、ロボットシリンジを介して単一セル反応器に添加する。ガス状試薬(すなわち、エチレン、H)は、ガス注入ポートを介して単一セル反応器に添加される。各実行前に、反応器を80℃に加熱し、エチレンでパージし、通気する。
Isopar-Eの一部分を反応器に添加する。反応器を実行温度まで加熱し、エチレンで適切なpsigまで加圧する。試薬のトルエン溶液を以下の順序で添加する。(1)500nmolの捕捉剤MMAO-3Aとともに1-オクテン、(2)活性化剤(助触媒-1、助触媒-2など)、および(3)触媒。
各液体の添加後に少量のIsopar-Eを加え、最終的な添加後に全反応体積が5mLになるようにする。触媒を添加すると、PPRソフトウェアは各セルの圧力の監視を開始する。圧力(およそ2~6psig以内)を、設定値マイナス1psiでバルブを開き、圧力が2psiより高くなったときにバルブを閉じることによる、エチレンガスの追加の添加によって維持する。すべての圧力低下を、実行期間、または取り込みもしくは変換要求値に達するまでのいずれか早く起こる期間にわたって、エチレンの「取り込み」または「変換」として累積的に記録する。各反応を、反応器圧力よりも40~50psi高い圧力で4分間、アルゴン中の10%一酸化炭素の添加によってクエンチする。「クエンチ時間」が短いほど、触媒がより活性であることを意味する。任意の所与のセルにおける過剰なポリマーの形成を防止するために、反応は、所定の取り込みレベル(120℃の実行で50psig、150℃の実行で75psig)に達した時点でクエンチされる。すべての反応をクエンチした後、反応器を70℃まで冷却する。反応器を通気させ、窒素で5分間パージして、一酸化炭素を除去し、管を取り外す。ポリマー試料を遠心蒸発器内で70℃で12時間乾燥させ、重さを量って、ポリマー収率を決定し、IR(1-オクテンの組み込み)およびGPC(分子量)分析に供した。
SymRAD HT-GPC分析
分子量データは、ハイブリッドのSymyx/Dow構築ロボット支援希釈高温度ゲル浸透クロマトグラフィー装置(Sym-RAD-GPC)における分析によって決定する。ポリマー試料を、300百万分率(ppm)のブチル化ヒドロキシルトルエン(BHT)によって安定化された10mg/mLの濃度で、1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)中に160℃で120分間加熱することによって溶解する。250μLアリコートの試料を注入する直前に、各試料を1mg/mLに希釈した。GPCは、160℃で2.0mL/分の流速で2つのPolymer Labs PLgelの10μmの混合-Bカラム(300×10mm)を備える。試料検出を、濃度モードでPolyChar IR4検出器を使用して行う。狭いポリスチレン(PS)標準の従来の較正を、この温度でTCB中のPSおよびPEについての既知のMark-Houwink係数を使用してホモポリエチレン(PE)に調整された見かけの単位を用いて利用する。
1-オクテン組み込みIR分析
HT-GPC分析用の試料の実行がIR分析に先行する。IR分析の場合、試料の堆積および1-オクテン組み込みの分析には、48ウェルのHTシリコンウエハを利用する。分析では、試料を160℃まで210分間以下加熱し、試料を再加熱して磁気GPC撹拌棒を取り外し、J-KEM Scientific加熱式ロボット振とう機においてガラス棒の撹拌棒を用いて振とうする。試料をTecan MiniPrepの75堆積ステーションを使用して加熱しながら堆積させ、1,2,4-トリクロロベンゼンを窒素パージ下、160℃でウエハの堆積ウェルから蒸発させる。1-オクテンの分析は、NEXUS 670 E.S.P.FT-IRを使用して、HTシリコンウエハ上で行う。
バッチ反応器重合手順
バッチ反応器での重合反応は、4LのParr(商標)バッチ反応器内で行われる。反応器は、電気加熱マントルによって加熱し、冷却水を含有する内部蛇管冷却コイルによって冷却した。反応器および加熱/冷却システムの両方は、Camile(商標)TGプロセスコンピュータによって制御および監視される。反応器の底部には、反応器の内容物をステンレス鋼のダンプポットに移すダンプ弁が取り付けられている。ダンプポットには、触媒失活溶液(典型的には、5mLのIrgafos/Irganox/トルエン混合液)が事前に充填されている。ポットおよびタンクの両方を窒素でパージして、ダンプポットを30ガロンのブローダウンタンクに通気する。重合または触媒補給のために使用したすべての溶媒を溶媒精製カラムに通過させて、重合に影響を及ぼし得る一切の不純物を除去する。1-オクテンおよびIsoparEを、A2アルミナを含む第1のカラム、Q5を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させる。エチレンは、2つのカラム(第1のカラムはA204アルミナおよび4Åモレキュラーシーブを含有し、第2のカラムはQ5反応物を含有する)を通過する。移送に使用されるNを、A204アルミナ、4Åモレキュラーシーブ、およびQ5を含有する単一のカラムに通す。
反応器は、反応器の負荷に応じて、IsoparE溶媒、および/または1-オクテンを含有し得るショットタンクからまず装填する。ショットタンクは、ショットタンクに取り付けたラボスケールを使用して負荷設定点まで充填する。液体供給物を添加した後、反応器を重合温度設定点に加熱する。エチレンが使用される場合、反応圧力設定点を維持するための反応温度で、エチレンが反応器に添加される。添加されるエチレンの量は、マイクロモーション流量計によって監視される。いくつかの実験では、120℃での標準条件は、1155gのIsoparE中の88gのエチレンおよび568gの1-オクテンであり、150℃での標準条件は、1043gのIsoparE中の81gのエチレンおよび570gの1-オクテンである。
プロ触媒および活性化剤を適切な量の精製トルエンと混合して、モル濃度の溶液を得る。プロ触媒および活性化剤は、不活性グローブボックス内で処理され、シリンジ内に引き込まれ、触媒ショットタンク内に加圧移送される。シリンジを5mLのトルエンで3回すすぐ。触媒が添加された直後に、実行タイマーが始まる。エチレンを使用する場合は、それは、反応器内の反応圧力設定点を維持するためにカミールによって添加される。重合反応を10分間実行し、次いで、撹拌機を停止し、下部のダンプ弁を開放して、反応器の内容物をダンプポットに移す。ダンプポットの内容物をトレイ中に注ぎ、ラボフード内に置き、そこで、溶媒を一晩蒸発させる。残存するポリマーを含むトレイを真空オーブンに移し、真空下で140℃まで加熱して、いずれの残存する溶媒も除去する。トレイが周囲温度に冷却された後、効率を測定するためにポリマーの収量が測定され、ポリマー試験に供された。
実施例1~33は、配位子中間体、配位子および単離されたプロ触媒の合成手順である。配位子の構造1~8を、図1に示す。プロ触媒1~16は、配位子1~8から合成した。本開示の1つ以上の特徴を、以下の実施例を考慮して説明する。
実施例1:プロ触媒1の合成
Figure 2022525889000008
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(0.50mL)中のZr(CHSiMe(12.3mg、0.0279mmol、1.10当量)の無色透明の溶液に、C(1.2mL)中のアミノピリジン(12.0mg、0.0254mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。このカナリアイエローの溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、カナリアイエローのアモルファスの泡状物(20.9mg、0.0253mmol、100%)としてジルコニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d6)δ 8.24(s,1H),7.84(dd,J=8.9,0.7Hz,2H),7.80(dd,J=1.9,0.9Hz,2H),7.40(ddd,J=7.9,3.4,1.5Hz,4H),7.28(t,J=7.7Hz,2H),7.14-7.09(m,1H),6.90(ddd,J=8.6,7.2,0.6Hz,1H),6.28(dd,J=7.2,0.9Hz,1H),5.85(dd,J=8.6,0.9Hz,1H),4.77(s,2H),1.33(s,18H),1.24(s,2H),0.62(s,4H),-0.03(s,18H),-0.04(s,9H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 170.84,155.30,148.25,141.82,140.01,132.32,130.33,129.90,128.49,128.41,126.98,126.67,126.49,124.55,119.76,113.96,103.76,72.22,51.93,34.90,30.54,2.42,-0.39.
実施例2:プロ触媒2の合成
Figure 2022525889000009
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(0.50mL)中のHf(CHSiMe(9.2mg、0.0175mmol、1.10当量)の無色透明の溶液に、C(1.2mL)中のアミノピリジン(7.5mg、0.0159mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。このカナリアイエローの溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、カナリアイエローのアモルファスの泡状物(14.5mg、0.0159mmol、100%)としてハフニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ 8.23(s,1H),7.82(dt,J=8.9,0.6Hz,2H),7.76(dt,J=1.7,0.8Hz,2H),7.41(td,J=4.5,1.9Hz,2H),7.39-7.35(m,2H),7.28-7.23(m,2H),6.88(dd,J=8.6,7.2Hz,2H),6.30(dd,J=7.2,0.9Hz,1H),5.79(dd,J=8.6,0.9Hz,1H),4.83(s,2H),1.32(s,18H),0.05(s,6H),-0.04(s,18H),-0.06(s,9H).13C NMR(101MHz,ベンゼン-d)δ 158.57,157.42,148.26,147.01,139.87,136.86,130.41,130.14,128.25,128.20,126.70,126.40,125.82,124.14,121.04,119.75,116.07,105.02,78.34,45.54,34.74,30.58,2.75,-0.40.
実施例3:プロ触媒3の合成
Figure 2022525889000010
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(0.56mL)中のZr(CHSiMe(14.0mg、0.0316mmol、1.15当量)の無色透明の溶液に、C(0.44mL)中のアミノピリジン(11.0mg、0.0275mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。このカナリアイエローの溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、淡黄色のアモルファスの泡状物(19.3mg、0.0257mmol、93%)としてジルコニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 6.79-6.77(m,2H),6.75-6.72(m,2H),6.06(d,J=1.3Hz,1H),5.61(d,J=1.2Hz,1H),3.22(s,2H),2.15(s,6H),2.14(s,3H),2.13(s,3H),2.09(s,6H),0.94(s,6H),0.93(s,9H),0.21(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 170.76,156.31,155.77,137.78,137.36,136.94,135.82,135.14,134.27,128.49,128.18,112.80,103.42,70.99,60.01,34.52,28.40,20.69,20.27,19.96,2.81.
実施例4:プロ触媒4の合成
Figure 2022525889000011
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(1.0mL)中のHf(CHSiMe(24.3mg、0.0459mmol、1.15当量)の無色透明の溶液に、C(0.64mL)中のアミノピリジン(16.0mg、0.0399mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。この淡い黄金色の溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、淡黄色のアモルファスの泡状物(31.3mg、0.0372mmol、93%)としてハフニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 6.79-6.76(m,2H),6.76-6.73(m,2H),6.04(d,J=1.2Hz,1H),5.62(dd,J=1.1,0.6Hz,1H),3.33(s,2H),2.16(s,6H),2.14(s,3H),2.13(s,3H),2.08(s,6H),0.92(s,9H),0.37(s,6H),0.22(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 169.56,156.26,155.98,137.87,137.31,137.00,135.60,135.11,134.27,128.46,128.19,113.05,103.92,77.13,59.44,34.53,28.41,20.69,20.32,19.99,3.20.
実施例5:プロ触媒5の合成
Figure 2022525889000012
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(1.0mL)中のZr(CHSiMe(15.2mg、0.0345mmol、1.15当量)の無色透明の溶液に、C(0.44mL)中のアミノピリジン(11.0mg、0.0300mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。この淡い黄金色の溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、淡黄色のアモルファスの泡状物(18.9mg、0.0263mmol、88%)としてジルコニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 7.10(s,2H),6.90(ddd,J=8.8,7.2,0.7Hz,1H),6.09(dt,J=7.2,0.8Hz,1H),5.99(dd,J=8.7,0.8Hz,1H),3.24(s,2H),2.98(q,J=6.8Hz,1H),2.83(dt,J=14.6,7.2Hz,2H),1.33(d,J=6.8Hz,6H),1.24(dt,J=7.1,1.0Hz,6H),1.05(d,J=6.7Hz,6H),0.95(br s,15H),0.21(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 171.63,155.93,149.51,146.07,140.49,134.18,120.96,112.87,102.90,72.18,60.46,34.47,34.38,30.43,28.70,27.03,26.03,23.93,22.76,2.80.
実施例6:プロ触媒6の合成
Figure 2022525889000013
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(1.0mL)中のHf(CHSiMe(26.0mg、0.0491mmol、1.20当量)の無色透明の溶液に、C(0.60mL)中のアミノピリジン(15.0mg、0.0409mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。この淡い黄金色の溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、淡黄色のアモルファスの泡状物(31.3mg、0.0388mmol、95%)としてハフニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 7.11(br s,2H),6.90(dd,J=8.8,7.2Hz,1H),6.14(dd,J=7.2,0.8Hz,1H),5.97(dd,J=8.8,0.9Hz,1H),3.34(s,2H),2.87-2.73(m,3H),1.34(d,J=6.8Hz,6H),1.24(d,J=6.9Hz,6H),1.04(d,J=6.7Hz,6H),0.93(d,J=2.4Hz,9H),0.36(s,6H),0.21(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 170.30,155.78,149.61,146.10,140.59,134.00,120.98,113.10,103.38,78.31,59.91,34.48,34.41,30.45,28.71,26.14,23.92,22.66,3.15.
実施例7:プロ触媒7の合成
Figure 2022525889000014
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のZr(CHSiMe(38.3mg、0.0871mmol、1.30当量)の無色透明の溶液に、C(0.80mL)中のアミノピリジン(20.0mg、0.0670mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。淡い黄金色の溶液を1時間激しく撹拌(1000rpm)し、濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスをさらに2回繰り返し、残留CおよびMeSiを除去し、得られた混合物をペンタン(3mL)に懸濁し、0.20μmのPTFEフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ジルコニウム錯体(42.5mg、0.0654mmol、98%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 6.94(ddd,J=8.6,7.2,0.6Hz,1H),6.72(s,2H),5.86-5.82(m,1H),5.80(dd,J=8.6,0.9Hz,1H),3.09(s,2H),2.11(s,3H),2.09(s,6H),0.89(s,6H),0.20(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 169.89,156.39,141.68,137.80,135.79,135.07,128.46,110.59,102.08,70.85,40.53,20.66,20.15,2.79.
実施例8:プロ触媒8の合成
Figure 2022525889000015
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、C(1.0mL)中のHf(CHSiMe(32.0mg、0.0603mmol、1.20当量)の無色透明の溶液に、C(0.60mL)中のアミノピリジン(15.0mg、0.0503mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。この淡い黄金色の溶液を2時間激しく撹拌し(500rpm)、その後アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子がモノライゲートされた錯体への完全な変換を示した。得られた溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)中に懸濁し、濃縮し、この懸濁/濃縮プロセスをさらに3回繰り返し、残留Cを除去し、不溶性の不純物を濾過し、カナリアイエローの泡状物をペンタン(3mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(500rpm)し、0.45μmのPTFEサブミクロンフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、淡黄色のアモルファスの泡状物(35.4mg、0.0479mmol、95%)としてハフニウム錯体を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 6.94(dd,J=8.6,7.2Hz,1H),6.74-6.70(m,2H),5.88(dd,J=7.2,0.9Hz,1H),5.77(dd,J=8.6,0.9Hz,1H),3.15(s,2H),2.10(s,3H),2.09(s,3H),2.09(s,3H),0.31(s,6H),0.20(s,27H),0.08(s,9H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 168.72,156.30,141.88,137.89,135.58,135.05,128.45,128.19,110.75,102.41,77.07,39.91,20.65,20.20,20.14,3.16,-1.32.
実施例9:プロ触媒9の合成
Figure 2022525889000016
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のZr(CHSiMe(33.8mg、0.0707mmol、1.20当量)の無色透明の溶液に、C(0.60mL)中のアミノピリジン(15.0mg、0.0590mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。カナリアゴールドの溶液を2時間激しく撹拌(1000rpm)し、アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子の完全な変換が示され、その溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスを、残留CおよびMeSiを除去するためにさらに2回反復し、得られた混合物を0.20μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ペンタン(3mL)に懸濁し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ジルコニウム錯体をカナリアイエローの泡状物として得た(35.7mg、0.0589mmol、99%)。NMRは純粋な生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 6.96-6.92(m,1H),6.71(d,J=1.4Hz,2H),5.92(dt,J=7.2,0.8Hz,1H),5.82-5.78(m,1H),3.36(hept,J=6.5Hz,1H),2.14(s,3H),2.08(s,6H),1.24(d,J=6.4Hz,6H),0.89(s,6H),0.17(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 170.16,157.14,141.61,137.71,136.21,135.18,128.27,111.86,102.44,69.17,47.59,23.23,20.70,20.19,2.76.
実施例10:プロ触媒11の合成
Figure 2022525889000017
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のZr(CHSiMe(18.2mg、0.0413mmol、1.30当量)の無色透明の溶液に、C(0.60mL)中のアミノピリジン(15.0mg、0.0317mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。カナリアゴールドの溶液を1時間激しく撹拌(1000rpm)し、アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子の完全な変換が示され、その溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスを、残留CおよびMeSiを除去するためにさらに2回反復し、得られた混合物を0.20μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ペンタン(3mL)に懸濁し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ジルコニウム錯体をカナリアイエローの泡状物として得た(25.7mg、0.0311mmol、98%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 8.23(s,1H),7.87-7.76(m,4H),7.42(ddd,J=9.4,7.3,1.9Hz,4H),7.26(t,J=7.7Hz,2H),7.13-7.08(m,1H),6.93(dd,J=8.7,7.3Hz,1H),6.27(dd,J=7.2,0.9Hz,1H),5.89(dd,J=8.7,0.9Hz,1H),4.85-4.62(m,2H),1.33(s,9H),1.32(s,9H),0.70-0.58(m,6H),-0.02(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 170.82,154.99,147.95,147.17,141.78,140.03,131.96,131.31,130.34,129.96,128.70,128.54,128.36,126.76,126.66,125.82,125.78,124.76,122.84,119.93,113.93,103.72,72.19,52.32,34.87,34.50,30.59,30.51,2.49.
実施例11:プロ触媒12の合成
Figure 2022525889000018
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のHf(CHSiMe(18.1mg、0.0344mmol、1.30当量)の無色透明の溶液に、C(0.50mL)中のアミノピリジン(12.5mg、0.0265mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。カナリアゴールドの溶液を1時間激しく撹拌(1000rpm)し、アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子の完全な変換が示され、その溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスを、残留CおよびMeSiを除去するためにさらに2回反復し、得られた混合物を0.20μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ペンタン(3mL)に懸濁し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ハフニウム錯体をカナリアイエローの泡状物として得た(22.5mg、0.0247mmol、93%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 8.24(s,1H),7.87-7.78(m,3H),7.74(dt,J=1.8,0.8Hz,1H),7.45-7.39(m,3H),7.28-7.23(m,2H),7.14-7.10(m,1H),7.09(d,J=7.4Hz,1H),6.92(ddd,J=8.6,7.2,0.5Hz,1H),6.31(dd,J=7.2,0.9Hz,1H),5.86(dd,J=8.6,0.8Hz,1H),4.91(d,J=16.2Hz,1H),4.75(d,J=16.2Hz,1H),1.33(s,9H),1.32(s,9H),0.13(d,J=12.0Hz,3H),0.03(d,J=12.2Hz,3H),-0.02(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 169.43,154.88,147.96,147.18,141.92,139.91,131.71,131.32,130.35,129.97,128.60,128.54,128.37,126.76,126.52,125.83,124.78,122.85,119.99,114.23,104.17,78.24,51.99,34.87,34.51,30.59,30.50,2.84.
実施例12:プロ触媒13の合成
Figure 2022525889000019
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のZr(CHSiMe(14.6mg、0.0333mmol、1.30当量)の無色透明の溶液に、C(0.48mL)中のアミノピリジン(12.0mg、0.0256mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。カナリアゴールドの溶液を20分間激しく撹拌(1000rpm)し、アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子の完全な変換が示され、その溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスを、残留CおよびMeSiを除去するためにさらに2回反復し、得られた混合物を0.20μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ペンタン(3mL)に懸濁し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ジルコニウム錯体をカナリアイエローの泡状物として得た(20.2mg、0.0246mmol、96%)。NMRは純粋な生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 8.22(s,1H),7.89-7.78(m,4H),7.46-7.39(m,2H),7.10-7.03(m,1H),6.23(dd,J=7.2,0.9Hz,1H),5.98(dd,J=8.7,0.9Hz,1H),3.25(d,J=15.1Hz,1H),3.08(d,J=15.1Hz,1H),1.32(s,9H),1.31(s,9H),0.66-0.57(m,6H),0.17(s,6H),0.04(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 169.94,154.84,147.80,147.11,141.51,132.15,131.30,130.37,129.93,128.57,128.35,125.96,125.74,124.75,122.88,120.10,112.61,102.78,71.85,40.60,34.85,34.50,30.60,30.55,2.65,-1.32.
実施例13:プロ触媒14の合成
Figure 2022525889000020
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のHf(CHSiMe(27.8mg、0.0527mmol、1.30当量)の無色透明の溶液に、C(0.76mL)中のアミノピリジン(19.0mg、0.0405mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。カナリアゴールドの溶液を30分間激しく撹拌(1000rpm)し、アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子の完全な変換が示され、その溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスを、残留CおよびMeSiを除去するためにさらに2回反復し、得られた混合物を0.20μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ペンタン(3mL)に懸濁し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ジルコニウム錯体をカナリアイエローの泡状物として得た(36.2mg、0.0399mmol、98%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ 8.21(s,1H),7.88-7.79(m,3H),7.76(dt,J=1.9,0.8Hz,1H),7.43(ddd,J=16.8,9.1,1.8Hz,2H),7.06(dd,J=8.7,7.2Hz,1H),6.25(dd,J=7.2,0.8Hz,1H),5.93(dd,J=8.7,0.9Hz,1H),3.30(d,J=15.2Hz,1H),3.12(d,J=15.2Hz,1H),1.30(s,9H),1.30(s,9H),0.16(s,2H),0.14(s,9H),0.04(s,2H),0.01(s,2H),-0.00(s,27H).13C NMR(101MHz,ベンゼン-d)δ 168.75,154.76,147.77,147.10,141.64,131.93,131.28,130.36,129.93,128.47,128.35,126.05,125.71,124.77,122.87,120.14,112.84,103.06,77.83,39.91,34.84,34.50,30.58,30.53,3.00,-1.36.
実施例14:プロ触媒15の合成
Figure 2022525889000021
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のZr(CHSiMe(20.9mg、0.0474mmol、1.30当量)の溶液に、C(0.64mL)中のアミノピリジン(16.0mg、0.0365mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。淡い黄金色の溶液を20分間激しく撹拌(1000rpm)し、アリコートを取り出し、NMRの結果、開始配位子の完全な消費が示され、そのカナリアイエローの溶液を濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスを、残留CおよびMeSiを除去するためにさらに2回反復し、得られた混合物を0.20μmのPTFEフィルターを通して濾過し、ペンタン(3mL)に懸濁し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ジルコニウム錯体を得た(28.6mg、0.0362mmol、99%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d)δ 8.22(s,1H),7.87-7.77(m,4H),7.41(td,J=9.5,2.0Hz,2H),7.08(ddd,J=8.8,7.2,0.6Hz,1H),6.28(dt,J=7.1,0.8Hz,1H),6.01(d,J=8.7Hz,1H),3.29(d,J=7.2Hz,2H),1.99(hept,J=6.8Hz,1H),1.32(s,9H),1.30(s,9H),1.01(dd,J=6.6,5.4Hz,6H),0.66-0.55(m,6H),0.00(s,27H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d)δ 170.65,155.02,147.88,147.12,141.58,132.10,131.30,130.35,129.88,128.71,128.35,125.90,125.74,124.74,122.85,120.03,113.24,102.77,71.75,56.64,34.83,34.50,30.61,30.52,29.24,20.74,20.67,2.58.
実施例15:プロ触媒16の合成
Figure 2022525889000022
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したC(1.0mL)中のHf(CHSiMe(20.3mg、0.0385mmol、1.30当量)の溶液に、C(0.52mL)中のアミノピリジン(13.0mg、0.0296mmol、1.00当量)の溶液を滴下して添加した。淡い黄金色の溶液を30分間激しく撹拌(1000rpm)し、濃縮し、無水の脱酸素したペンタン(3mL)に懸濁し、濃縮し、懸濁/濃縮プロセスをさらに2回繰り返し、残留CおよびMeSiを除去し、得られた混合物をペンタン(3mL)に懸濁し、0.20μmのPTFEフィルターで濾過し、ペンタン(3×3mL)でリンスし、濾液を濃縮し、ハフニウム錯体(25.4mg、0.0289mmol、98%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ 8.21(s,1H),7.85-7.74(m,4H),7.44-7.38(m,2H),7.10-7.03(m,1H),6.31(dt,J=7.2,0.9Hz,1H),5.97(dt,J=8.7,0.9Hz,1H),3.36(d,J=7.2Hz,2H),1.94(hept,J=6.7Hz,2H),1.31(s,9H),1.29(s,9H),0.97(ddd,J=6.7,5.8,0.9Hz,6H),0.44(s,2H),0.16(s,2H),0.15(s,2H),0.01(s,27H).13C NMR(101MHz,ベンゼン-d)δ 169.37,154.90,147.86,147.12,141.69,131.85,131.28,130.35,129.87,128.61,128.36,125.98,125.71,124.76,122.85,120.06,113.48,103.12,77.83,56.16,34.82,34.49,30.60,30.51,29.11,20.66,20.58,2.93.
実施例16:配位子1および6~8への中間体の合成
Figure 2022525889000023
窒素を充填したグローブボックス中、無水CHCl(200mL)中のアントラセン(50.0g、280.53mmol、1.00当量)およびt-BuCl(90.1mL、813.54mmol、2.90当量)の懸濁液に、23℃で、固体のAlClを添加した(1.81g、13.61mmol、0.05当量)。混合物に対し、ガラスコイル濃縮器を用い、50℃に加熱したマントルに置いた。18時間撹拌(500rpm)した後、得られた濁った溶液をマントルから取り出し、周囲温度に放冷し、溶液から結晶化した固体2,6-ジ-t-ブチルアントラセンを吸引濾過し、CHCl(3×10mL)で洗浄し、回収し、真空乾燥し、淡黄色の結晶性固体として生成物を得た(37.54g、129.25mmol、46%)。得られた濾液を濃縮し、アセトン(50mL)に懸濁し、5分間撹拌(500rpm)し、吸引濾過し、アセトン(3×20mL)でリンスし、このプロセスをさらに2回繰り返し、得られた濾液を濃縮し、ピンク色の固体として2,7-ジ-t-ブチルアントラセンを得た(12.54g、43.174mmol、15%)。NMRは両生成物を示した。
2,7-ジ-t-ブチルアントラセンの特性解析:
H NMR(400MHz,CDCl)δ 8.40(d,J=1.0Hz,1H),8.34(d,J=1.1Hz,1H),7.98(d,J=0.8Hz,1H),7.96-7.92(m,3H),7.60(d,J=2.0Hz,1H),7.58(d,J=2.0Hz,1H),1.52(s,18H).
2,6-ジ-t-ブチルアントラセンの特性解析:
H NMR(400MHz,CDCl)δ 8.33(d,J=1.3Hz,2H),7.94(d,J=8.9Hz,2H),7.89(d,J=2.0Hz,2H),7.56(dd,J=9.0,2.0Hz,2H),1.48(s,18H).13C NMR(101MHz,CDCl)δ 147.28,131.62,130.51,127.70,125.33,124.65,122.28,34.87,30.98.
実施例17:中間体から配位子6~8の合成
Figure 2022525889000024
窒素下、無水CHCl(80mL)中のジ-t-ブチルアントラセン(3.000g、10.329mmol、1.00当量)の溶液に、23℃で、MeCN(30mL)中の1,3-ジブロモ-5,5-ジメチルヒダントイン(1.477g、5.168mmol、0.50当量)の溶液を30分間にわたり滴下して添加した。23℃で2時間撹拌(500rpm)した後、薄茶色の混合物を濃縮し、メタノール(50mL)に懸濁し、10分間撹拌し、得られた不溶性の黄色の混合物を吸引濾過し、黄色固体をメタノールで洗浄し(3×10mL)、回収し、エタノールから再結晶して、淡黄色の固体としてブロモアントラセンを得た(2.080g、5.632mmol、54%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 8.43(dt,J=9.3,0.8Hz,1H),8.39(dt,J=1.8,0.8Hz,1H),8.34(s,1H),7.96-7.88(m,1H),7.87-7.82(m,1H),7.68(dd,J=9.3,2.0Hz,1H),7.58(dd,J=8.9,1.9Hz,1H),1.48(s,9H),1.45(s,9H).
実施例18:中間体から配位子1の合成
Figure 2022525889000025
CHCl/MeCN(50mL、1:1)中のジ-t-ブチルアントラセン(1.035g、3.563mmol、1.00当量)の淡黄色のわずかな懸濁液に、23℃で、固体のジブロモ-ジメチルヒダントイン(0.510g、1.782mmol、0.50当量)をすべて一度に添加した。この時点で暗鮮黄色の懸濁液を90分間撹拌(500rpm)し、その後、混合物を濃縮し、MeOH(30mL)に懸濁させ、70℃に加熱したマントルに入れ、30分間激しく撹拌(1000rpm)し、次いで鮮黄色の混合物を23℃までゆっくり、徐々に冷却し、吸引濾過し、得られた固体をMeOH(4x10mL)で洗浄し、減圧下で乾燥させて、オフホワイトの粉末としてブロモ-ジ-t-ブチルアントラセン(0.623g、1.687mmol、47%)を得た。NMRは純粋な生成物を示した。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.40(dt,J=1.6,0.7Hz,2H),8.31(s,1H),7.90(dt,J=8.9,0.6Hz,2H),7.56(dd,J=8.8,1.8Hz,2H),1.47(s,18H)。13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 149.61,130.53,130.51,128.26,125.81,124.83,122.25,121.90,35.41,30.93。
実施例19:中間体から配位子6~8の合成
Figure 2022525889000026
窒素を充填した-35℃(16時間予冷)のグローブボックス内で、無水の脱酸素したペンタン(25mL)中のt-BuLi(5.0mL、8.124mmol、3.00当量、ペンタン中1.7M)の予冷溶液に、固体のアントラセニルブロミド(1.000g、2.708mmol、1.00当量)を添加した。次に、ペンタン/EtO(10mL、1:1)の予冷溶液を、激しく撹拌(1000rpm)しながら、迅速に滴下して添加した。この黄金色の混合物を冷凍庫(-35℃)に4時間静置し、その後、未希釈のi-PrOBPin(1.10mL、5.416mmol、2.00当量)を、このキツネ色の混合物にシリンジで添加した。この淡黄色の不均一な混合物を23℃で3時間撹拌し、i-PrOH(3mL)を添加し、混合物をグローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtO(30mL)を添加し、二相混合物を2分間撹拌し、分液漏斗に注ぎ、分液し、有機相を水(2×25mL)で洗浄し、残留有機相をEtO(2×25mL)で抽出し、混合し、固体NaSOで脱水し、デカントし、濃縮し、得られた淡黄色の混合物をヘキサン(20mL)に懸濁させ、シリカゲルに通して吸引濾過し、ヘキサン(4X25mL)でリンスし、次にCHCl(4×25mL)でリンスし、得られた濾液溶液を濃縮し、淡黄色の泡状物としてアントラセニルボロピナコラートエステル(1.104g、2.653mmol、98%)を得た。NMRは生成物を示した。この材料を、さらに精製することなく次の反応に用いた。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.42-8.38(m,3H),7.93(dd,J=8.9,2.2Hz,1H),7.87(d,J=2.2Hz,1H),7.64-7.57(m,1H),7.53(dt,J=9.0,1.7Hz,1H),1.59(s,12H),1.47(s,9H),1.46(s,9H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 147.36,146.64,135.83,134.76,131.02,129.91,128.67,128.29,127.88,125.31,124.32,122.88,122.75,84.15,35.29,34.77,31.02,30.95,25.28.
実施例20:配位子1のための中間体の合成
Figure 2022525889000027
ブロモアントラセン(1.000g、2.707mmol、1.00当量)の無水の脱酸素したTHF(5mL)溶液を、-78℃に冷却した浴に1時間入れ、次にn-BuLi(1.80mL、2.98mmol、1.10当量、ヘキサン中1.6Mで滴定)溶液を滴下して添加し、次に溶液を氷水浴に入れ、5時間撹拌(500rpm)し、i-ProBPin(0.7mL、3.52mmol、1.30当量)を無水的に添加し、混合物を16時間にわたり23℃まで徐々に温め、水(2mL)を添加し、CHCl(10mL)で希釈し、混合物を分離漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(3×50mL)で洗浄し、CHCl(3×25mL)を使用して水層から残留有機物を抽出し、混合し、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中の10%EtOACによりシリカゲルクロマトグラフィー精製し、ボロピナコレートエステルを白色固体として得た(0.94g、2.257mmol、83%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.33(ddt,J=12.8,1.8,0.7Hz,3H),7.91(dt,J=8.9,0.6Hz,2H),7.52(dd,J=8.9,1.9Hz,2H),1.60(s,12H),1.46(s,18H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 147.46,136.17,129.47,128.31,128.06,124.09,122.64,84.08,31.04,25.38.
実施例21:配位子6~8への中間体の合成
Figure 2022525889000028
ボロピナコレートエステル(2.800g、6.724mmol、1.00当量)、KPO(4.34g、20.446mmol、3.04当量)、Pd(PPh(0.390g、0.3375mmol、0.05当量)およびジブロモピリジン(2.420g、10.216mmol、1.52当量)の混合物に対して窒素下で脱酸素したトルエン(100mL)と水(15mL)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、72分間撹拌(500rpm)し、混合物をマントルから取り出し、23℃に冷却し、水(25mL)およびEtOAc(25mL)を添加し、二相混合物を分離漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水で洗浄した(1×25mL)、残留有機物を水層(1×25mL)から抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中の2%EtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アントラセニルブロモピリジン(2.500g、5.600mmol、83%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.44(s,1H),7.95(dq,J=8.9,0.6Hz,1H),7.92-7.87(m,1H),7.75(ddd,J=8.0,7.4,0.7Hz,1H),7.63(dt,J=8.0,0.8Hz,1H),7.58-7.51(m,2H),7.51-7.46(m,3H),1.43(s,9h),1.31(s,9H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 159.75,148.00,147.07,142.09,138.35,132.37,131.13,130.09,129.57,128.66,128.06,127.34,126.59,125.86,125.67,125.22,124.60,122.62,119.62,35.08,34.80,30.90,30.76.
実施例22:配位子1への中間体の合成
Figure 2022525889000029
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したTHF(30mL)中のアントラセン(3.000g、8.122mmol、1.00当量)の溶液に、削状マグネシウム(0.79g、32.504mmol、4.00当量)、続いて1,2-ジブロモエタン(20μL)を添加し、次に混合物を50℃に加熱したマントルに入れ、16時間撹拌し、その後、溶液を無水の脱酸素したTHF(50mL)中の2,6-ジブロモピリジン(2.890g、12.200mmol、1.50当量)、PCy(5.0mg、0.01783mmol、0.002当量)および臭化ニッケル(II)エチレングリコールジメチルエーテル錯体(3.0mg、0.00972mmol、0.001当量)の溶液に添加した。溶液を60℃に加熱したマントルに入れ、24時間撹拌(500rpm)し、マントルから取り出し、周囲温度まで徐々に冷却し、グローブボックスから取り出し、水(50mL)およびEtOAc(50mL)を添加し、混合物を分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×25mL)で洗浄し、有機層を固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中の2%EtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、ブロモピリジン(3.510g、7.862mmol、97%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.41(s,1H),8.00-7.88(m,2H),7.81-7.70(m,1H),7.64(dt,J=7.9,0.8Hz,1H),7.60-7.42(m,5H),1.48-1.12(s,18H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 159.86,148.18,142.02,138.31,132.52,130.03,129.65,128.14,126.98,126.50,125.94,124.37,119.63,35.11,30.78.
実施例23:配位子1の合成
Figure 2022525889000030
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したトルエン(25mL)中のブロモピリジン(0.100g、0.22mmol、1.00当量)、NaOt-Bu(64.9mg、0.67mmol、3.00当量)、Pddba(10.3mg、0.01mmol、0.05当量)およびrac-BINAP(13.9mg、0.02mmol、0.10当量)の混合物に、ベンジルアミン(0.73mL、6.72mmol、1.50当量)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、3時間撹拌(500rpm)し、茶色の混合物をマントルから取り出し、周囲温度まで放冷し、グローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtOAc(20mL)を添加し、二相混合物を注ぎ、分液漏斗に入れ、分画し、有機層を水(2×10mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×10mL)を使用して抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中15%のEtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アミノピリジンを淡黄色のアモルファスの泡状物(11.6mg、0.023mmol、11%)として得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 8.37(d,J=1.0Hz,1H),7.94(dt,J=8.9,0.7Hz,2H),7.70(dq,J=1.7,0.8Hz,2H),7.66-7.59(m,1H),7.52(dd,J=8.9,1.9Hz,2H),7.39-7.25(m,5H),6.84(dt,J=7.1,0.7Hz,1H),6.46(dt,J=8.4,0.8Hz,1H),5.36-5.21(m,1H),4.51(d,J=6.1Hz,2H),1.35(s,18H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 158.74,157.03,147.34,139.26,137.61,135.16,129.99,129.83,128.58,127.94,127.12,127.09,125.87,124.18,120.52,116.46,104.28,46.36,35.06,30.88.
実施例24:配位子6の合成
Figure 2022525889000031
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したトルエン(25mL)中のブロモピリジン(2.000g、4.48mmol、1.00当量)、NaOt-Bu(1.298g、13.44mmol、3.00当量)、Pddba(0.205g、0.22mmol、0.05当量)、およびrac-BINAP(0.279g、0.45mmol、0.10当量)の混合物にベンジルアミン(0.73mL、6.72mmol、1.50当量)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、3時間撹拌(500rpm)し、茶色の混合物をマントルから取り出し、周囲温度まで放冷し、グローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtOAc(20mL)を添加し、二相混合物を注ぎ、分液漏斗に入れ、分画し、有機層を水(2×10mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×10mL)を使用して抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中15%のEtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アミノピリジンを淡黄色のアモルファスの泡状物(1.70g、3.597mmol、80%)として得た。
H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 8.22(s,1H),8.06(dd,J=2.0,1.0Hz,1H),7.98(dd,J=9.2,0.9Hz,1H),7.88(d,J =8.9Hz,1H),7.85(d,J=2.0Hz,1H),7.44(dd,J =8.9,1.9Hz,1H),7.30(dd,J=9.2,2.0Hz,1H),7.18(dd,J=8.4,7.2Hz,1H),7.12(d,J=3.1Hz,2H),7.06-7.04 m,3H),6.74(dd,J=7.2,0.8Hz,1H),6.01(dd,J=8.4,0.8Hz,1H),4.66(s,1H),4.26-3.85(m,2H),1.31(s,9H),1.25(s,9H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 158.65,157.18,146.86,146.53,139.85,136.91,136.11,131.57,130.51,129.92,129.10,128.22,128.14,127.35,126.89,126.63,124.71,124.33,122.49,121.01,115.91,105.09,45.57,34.75,34.43,30.63,30.61.
実施例25:配位子7の合成
Figure 2022525889000032
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したトルエン(75mL)中のブロモピリジン(2.840g、6.36mmol、1.00当量)、NaOt-Bu(1.834g、19.08mmol、3.00当量)、Pddba(0.291g、0.32mmol、0.05当量)、およびrac-BINAP(0.396g、0.64mmol、0.10当量)の混合物にアミン(1.27mL、9.54mmol、1.50当量)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、3時間撹拌(500rpm)し、茶色の混合物をマントルから取り出し、周囲温度まで放冷し、グローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtOAc(20mL)を添加し、二相混合物を分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×10mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×10mL)を使用して抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中15%のEtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アミノピリジンを淡黄色のアモルファスの泡状物(2.50g、5.333mmol、86%)として得た。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 8.38(s,1H),7.97-7.90(m,1H),7.87(t,J=1.6Hz,1H),7.74-7.62(m,3H),7.51(dt,J=8.9,1.6Hz,1H),7.45(dt,J=9.3,1.7Hz,1H),6.80(dd,J=7.2,0.8Hz,1H),6.61(d,J=8.3Hz,1H),4.65(s,1H),2.87-2.49(m,2H),1.42(s,9H),1.32(s,9H),0.14(d,J=1.4Hz,9H).13C NMR(101MHz,CDCl)δ 160.81,156.78,147.14,146.77,137.69,135.02,131.31,130.30,129.49,128.64,127.84,126.16,126.05,124.93,124.38,122.38,120.50,115.83,102.98,35.01,34.76,32.57,30.93,30.83,-2.61.
実施例26:配位子8の合成
Figure 2022525889000033
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したトルエン(40mL)中のブロモピリジン(2.840g、6.36mmol、1.00当量)、NaOt-Bu(1.834g、19.08mmol、3.00当量)、Pddba(0.291g、0.32mmol、0.05当量)、およびrac-BINAP(0.396g、0.64mmol、0.10当量)の混合物にアミン(0.95mL、9.54mmol、1.50当量)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、3時間撹拌(500rpm)し、茶色の混合物をマントルから取り出し、周囲温度まで放冷し、グローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtOAc(20mL)を添加し、二相混合物を分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×10mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×10mL)を使用して抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中15%のEtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アミノピリジンを淡黄色のアモルファスの泡状物(2.50g、5.699mmol、90%)として得た。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 8.39(t,J=1.0Hz,1H),7.94(dt,J=8.9,0.6Hz,1H),7.88(dd,J=2.0,0.6Hz,1H),7.72(dq,J=9.2,0.6Hz,1H),7.68-7.60(m,2H),7.52(dd,J=8.9,1.9Hz,1H),7.46(dd,J=9.2,2.0Hz,1H),6.79(dt,J=7.1,0.6Hz,1H),6.50(dd,J=8.4,0.8Hz,1H),4.83(t,J=5.9Hz,1H),3.13(dd,J=6.7,5.9Hz,2H),1.94(dh,J=13.3,6.7Hz,1H),1.43(d,J=4.2Hz,9H),1.32(d,J=0.5Hz,9H),1.01(dd,J=6.7,0.8Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl)δ 159.18,156.90,147.13,146.78,137.58,135.06,131.31,130.29,129.50,128.62,127.85,126.16,126.05,124.92,124.38,122.39,120.51,115.81,103.54,50.37,35.01,34.77,30.94,30.83,28.41,20.41,0.01.
実施例27:配位子2への中間体の合成
Figure 2022525889000034
窒素を充填したグローブボックス内、25℃で、無水の脱酸素したTHF(500mL)中の2,4-ジブロモピリジン(25.0g、105.5mmol、1.00当量)、NiCl(PCy(1.45g、2.11mmol、0.02当量)の溶液にメシチル臭化マグネシウム(237.5mL、237.5mmol、2.25当量、THF中1M)を、添加漏斗を介して滴下して添加した。添加完了後、1時間撹拌した後、溶液をグローブボックスから除去し、水(100mL)を添加し、THFをロータリーエバポレーションにより除去し、混合物を1NのHCl(200mL)およびCHCl(200mL)で希釈し、分離漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(1×50mL)で洗浄し、有機層をCHCl(2×25mL)を使用して水層から抽出し、混合し、固体のNaSO上で乾燥させ、デカントし、濃縮し、CHCl2(25mL)に懸濁し、暗赤色の溶液をプラグシリカゲルを通して吸引濾過し、CHCl(4×50mL)でリンスし、濾液溶液を濃縮し、ジメシチルピリジン(26.5g、84.00mmol、80%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 8.79(dd,J=5.0,0.9Hz,1H),7.08(dd,J=5.0,1.7Hz,1H),7.06(dd,J=1.6,0.9Hz,1H),7.02-6.98(m,2H),6.98-6.94(m,2H),2.37(s,3H),2.36(s,3H),2.12(s,6H),2.09(s,6H).13C NMR(101MHz,CDCl)δ 160.31,149.83,149.72,137.80,137.42,137.31,136.44,135.55,134.99,128.38,128.31,125.68,122.61,21.13,21.07,20.59,20.18.
実施例28:配位子2への中間体の合成
Figure 2022525889000035
窒素下で、無水の脱酸素したヘキサン(250mL)中のジメチルアミノエタノール(17.636g、19.9mL、142.65mmol、3.00当量)の溶液を氷水浴に入れた。30分間撹拌(500rpm)した後、n-BuLi(115.0mL、285.30mmol、6.00当量、ヘキサン中2.49M滴定)を20分間にわたり素早く滴下した。無色透明の溶液が淡黄色の溶液に変化し、1時間撹拌した後、ピリジン(15.000g、47.550mmol、1.00当量)をEtO(150mL)の溶液として30分間にわたり素早く滴下した。2時間撹拌した後、黄金色の溶液を-78℃に冷却した浴に入れ、1時間後、EtO(100mL)中のCBr(55.192g、166.43mmol、3.50当量)の溶液を20分間にわたり素早く滴下して添加した。1時間撹拌した後、現時点で茶色の溶液を冷浴から取り出し、23℃まで徐々に温めた。23℃で2時間撹拌した後、現時点で不均一な混合物を水(100mL)で中和し、2分間激しく撹拌(1000rpm)し、分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(3×50mL)で洗浄し、残留有機物をEtO(2×50mL)を使用して水層から抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライト上で濃縮し、最初にヘキサン(4×100mL)で洗浄して残留CBrを溶出/除去し、次にCHCl(4×100mL)で生成物を溶出することによりシリカゲルパッドを通じた吸引濾過を行い、それをセライトで濃縮し、このシリカゲルパッドでの吸引濾過を1回以上行い、CHCl濾液をセライトで濃縮し、ISCOを使用しヘキサン-ヘキサン中の30%CHClによりシリカゲルクロマトグラフィー精製し、臭化物を黄金色のアモルファスの油状物(17.364g、44.031mmol、93%)として得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,クロロホルム-d)δ 7.32(d,J=1.3Hz,1H),7.02(d,J=1.3Hz,1H),7.00-6.97(m,2H),6.97-6.95(m,2H),2.37(s,3H),2.35(s,3H),2.14(s,6H),2.10(s,6H).13C NMR(101MHz,クロロホルム-d)δ 161.15,152.60,142.09,137.94,137.88,136.37,135.57,134.99,134.88,128.50,128.42,126.61,125.09,21.14,21.09,20.60,20.26.
実施例29:配位子2の合成
Figure 2022525889000036
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、PhMe(85mL)中の臭化物(17.364g、44.031mmol、1.00当量)、ネオペンチルアミン(6.525g、74.853mmol、1.70当量)およびNaOt-Bu(9.394g、97.749mmol、2.22当量)の不均一な混合物に、Pddba(0.403g、0.4403mmol、0.01当量)、次にBINAP(0.274g、0.4403mmol、0.01当量)を添加した。現時点で黄金色の不均一な混合物を110℃に加熱したマントルに入れた。12時間撹拌(500rpm)した後、暗黄金褐色の混合物をマントルから取り出し、23℃まで徐々に冷却し、グローブボックスから取り出し、EtOAc(50mL)および水(50mL)で希釈し、セライトのパッドを通じて吸引濾過し、EtOAc(3×30mL)でリンスし、分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×50mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×25mL)を使用して水層から抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中の80%CHClによりシリカゲルクロマトグラフィー精製し、2-アミノピリジンを粘稠なカナリアイエローの油状物として得た(14.805g、36.986mmol、84%)。2-アミノピリジン配位子を、使用前にPhMe(3×10mL)を使用して共沸乾燥させた。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,クロロホルム-d)δ 6.98-6.96(m,2H),6.96-6.90(m,2H),6.34(d,J=1.2Hz,1H),6.19(d,J=1.2Hz,1H),4.82(t,J=6.2Hz,1H),3.06(d,J=6.2Hz,2H),2.36(s,3H),2.33(s,3H),2.17(s,6H),2.15(s,6H),1.02(s,9H).13C NMR(126MHz,クロロホルム-d)δ 158.61,137.74,135.50,135.15,129.05,128.21,128.11,114.60,103.50,54.36,32.25,27.58,27.55,21.10,21.05,20.44,20.12.
実施例30:配位子3への中間体の合成
Figure 2022525889000037
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したTHF(10mL)中の2,4,6-トリイソプロピルベンゼン(3.52g、12.41mmol、1.00当量)の溶液に、削状マグネシウム(1.19g、49.64mmol、4.00当量)、続いて1,2-ジブロモエタン(20μL)を添加し、混合物を50℃に加熱したマントルに入れ、16時間撹拌した後、混合物を直接重力濾過して、無水の脱酸素したTHF(30mL)中の2,6-ジブロモピリジン(2.94g、12.41mmol、1.50当量)、NiCl(PCy(0.086g、0.12mmol、0.10当量)の溶液に直接添加した。溶液を23℃で15時間撹拌(500rpm)し、濃縮し、CHCl(50mL)で希釈し、グローブボックスから取り出し、水(50mL)を添加し、混合物を分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×25mL)で洗浄し、有機物をCHCl(2×25mL)を使用して水層から抽出し、混合し、固体Na2SOで乾燥させ、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサンによりシリカゲルクロマトグラフィー精製し、ブロモピリジン(3.57g、9.907mmol、80%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 7.48-7.36(m,3H),6.90(s,2H),2.86(hept,J=6.9Hz,3H),1.24(d,J=6.9Hz,18H).
実施例31:配位子3の合成
Figure 2022525889000038
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したトルエン(10mL)中のブロモピリジン(0.500g、1.39mmol、1.00当量)、NaOt-Bu(0.296g、3.08mmol、3.00当量)、Pddba(13.0mg、0.0142mmol、0.01当量)、およびrac-BINAP(17.0mg、0.0284mmol、0.02当量)の混合物にアミン(0.24mL、2.08mmol、1.50当量)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、3時間撹拌(500rpm)し、茶色の混合物をマントルから取り出し、周囲温度まで放冷し、グローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtOAc(20mL)を添加し、二相混合物を分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×10mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×10mL)を使用して抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中15%のEtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アミノピリジンを淡黄色のアモルファスの泡状物(0.332g、0.9056mmol、65%)として得た。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 7.48(t,J=7.8Hz,1H),7.13(s,2H),6.60(d,J=7.2Hz,1H),6.39(d,J=8.4Hz,1H),4.75(t,J=5.8Hz,1H),3.12(d,J=6.0Hz,2H),2.99(hept,J=6.8Hz,1H),2.77(hept,J=6.5Hz,2H),1.35(dd,J=6.9,1.3Hz,6H),1.25(d,J=6.8Hz,6H),1.19(d,J=6.8Hz,6H),1.04(s,9H).13C NMR(101MHz,CDCl)δ 158.97,158.50,148.19,146.10,137.13,137.00,120.66,113.94,102.99,54.13,34.50,32.10,30.24,27.60,24.66,24.23,24.09.
実施例32:配位子4および5への中間体の合成
Figure 2022525889000039
窒素を充填したグローブボックス内、25℃で、無水の脱酸素したTHF(500mL)中の2,6-ジブロモピリジン(25.0g、211.07mmol、1.00当量)、NiCl(PCy(1.457g、2.11mmol、0.01当量)の溶液にメシチル臭化マグネシウム(211mL、211.07mmol、1.00当量、THF中1M)を添加漏斗を介して滴下して添加した。添加完了後、3時間撹拌した後、溶液をグローブボックスから取り出し、水(100mL)を添加した、回転蒸発によりTHFを除去し、混合物を1N HCl(150mL)およびEtOAc(300mL)で希釈し、分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(1×50mLで洗浄)し、EtOAc(2×25ml)を用いて水層から抽出し、混合し、有機物を固体のNaSO上で乾燥させ、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中の10%EtOAcでシリカゲルクロマトグラフィー精製し、メシチルピリジン(25.3g、91.608mmol、87%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,CDCl3)δ 7.58(td,J=7.8,1.5Hz,1H),7.47-7.38(m,1H),7.16(dq,J=7.5,1.0Hz,1H),6.95-6.82(m,2H),2.29(s,3H),2.02(s,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ 161.13,141.71,138.46,137.89,135.60,128.33,127.02,125.92,123.69,21.07,20.15.
実施例33:配位子5の合成
Figure 2022525889000040
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したトルエン(8mL)中のブロモピリジン(0.370g、1.34mmol、1.00当量)、NaOt-Bu(0.286g、2.97mmol、2.22当量)、Pddba(61.0mg、0.0666mmol、0.05当量)およびrac-BINAP(42.0mg、0.0675mmol、0.01当量)の混合物にアミン(0.19mL、2.28mmol、1.70当量)を添加し、混合物を100℃に加熱したマントルに入れ、15時間撹拌(500rpm)し、茶色の混合物をマントルから取り出し、周囲温度まで放冷し、グローブボックスから取り出し、水(20mL)およびEtOAc(20mL)を添加し、二相混合物を分液漏斗に注ぎ、分画し、有機層を水(2×10mL)で洗浄し、残留有機物をEtOAc(2×10mL)を使用して抽出し、混合し、固体NaSOで乾燥し、デカントし、セライトで濃縮し、ヘキサン-ヘキサン中の20%EtOAcによりシリカゲルクロマトグラフィー精製し、アミノピリジンを淡黄色のアモルファスの泡状物(0.220g、0.8649mmol、65%)として得た。
H NMR(400MHz,CDCl)δ 7.46(dd,J=8.4,7.3Hz,1H),6.88(s,2H),6.45(dd,J=7.3,0.6Hz,1H),6.30(d,J=8.3Hz,1H),4.52(s,1H),3.81(p,J=6.2Hz,1H),2.28(s,3H),2.06(s,6H),1.22(d,J=6.4 Hz,6H).13C NMR(101MHz,CDCl)δ 158.54,158.15,138.40,137.58,136.83,135.60,128.17,113.32,103.91,43.25,23.04,21.09,20.13.
実施例34:Zr(CHSiMe前駆体の合成
Figure 2022525889000041
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したPhMe(50mL)中のZrCl4(1.523g、6.536mmol、1.00当量)のカナリアイエローの不均一な混合物を15分間激しく撹拌し(1000rpm)、粉末を分散させ、その後トリメチルシリルメチル塩化マグネシウムの溶液(26.1mL、26.143mmol、4.00当量、Et2O中の1.0M、滴定せず)を10分間にわたり滴下した。2時間撹拌(1000rpm)した後、現時点で濃厚な白色の不均一な混合物を0.45μmのサブミクロンPTFEフィルターで濾過し、濃縮し、ヘキサン(5mL)を添加し、混合物を濃縮し、これをさらに3回繰り返してPhMe、Et2Oを除去し、残留マグネシウム塩を粉砕し、得られたオフホワイトの固体混合物をヘキサン(10mL)に懸濁し、2分間激しく撹拌(1000rpm)し、0.45μmサブミクロンPTFEフィルターで濾過し、濃縮し、得られた透明な淡茶色の粘稠な不均一な油状物をヘキサン(5mL)に懸濁し、1分間激しく撹拌(1000rpm)し、0.45μmサブミクロンPTFEフィルターで濾過し、ヘキサン(3×5mL)でリンスし、濃縮し、得られた不透明な黄金色の油をペンタン(5mL)中に懸濁し、1分間激しく撹拌(1000rpm)し、0.45μmサブミクロンPTFEフィルターで濾過し、ペンタン(3×5mL)でリンスし、濃縮し、このペンタン濾過プロセスをもう一度繰り返し、透明な黄金色のさらさらした油状物としてテトラキス-トリメチルシリルメチルジルコニウム錯体(2.816g、6.399mmol、98%、純度約98%)を得た。NMRは生成物を示した。
H NMR(500MHz,ベンゼン-d6)δ 1.08(s,8H),0.17(s,36H).13C NMR(126MHz,ベンゼン-d6)δ 75.48,2.37.
実施例35:Hf(CHSiMe前駆体の合成
Figure 2022525889000042
窒素を充填したグローブボックス内、23℃で、無水の脱酸素したPhMe(50mL)中のHfCl4(2.322g、7.250mmol、1.00当量)のカナリアイエローの不均一な混合物を15分間激しく撹拌(700rpm)して粉末を分散させ、その後トリメチルシリルメチル塩化マグネシウムの溶液(29.0mL、28.999mmol、4.00当量、Et2O中、1.0M、滴定せず)を10分間にわたってゆっくりと滴下して添加し、カナリアイエロー混合物を濃厚な、粘性のある白い不均一な混合物に変化させた。2時間撹拌(700rpm)した後、現時点でわずかに淡黄色の不均一な混合物を0.45μmサブミクロンPTFEフィルターで濾過し、濃縮し、ヘキサン(5mL)を添加し、混合物を濃縮し、これをさらに3回繰り返してPhMe、Et2Oを除去し、残留マグネシウム塩を粉砕し、得られたオフホワイトの固体混合物をヘキサン(10mL)に懸濁し、2分間激しく撹拌(1000rpm)し、0.45μmサブミクロンPTFEフィルターで濾過し、濃縮し、得られた透明な淡褐色粘性のある不均一な油状物をペンタン(5mL)に懸濁し、1分間激しく撹拌(1000rpm)し、二重の0.45μmサブミクロンのPTFEフィルターで濾過し、ペンタン(3×5mL)でリンスし、濃縮し、透明な黄金色の自由に流動する油状物としてテトラキス-トリメチルシリルメチルハフニウム錯体を得た(3.640g、6.902mmol、95%)。NMRは生成物を示した。
H NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ 0.43(s,8H),0.15(s,36H).13C NMR(101MHz,ベンゼン-d)δ 86.07,2.61.
実施例36-重合プロセス
触媒活性(クエンチ時間およびポリマー収率の観点から)ならびに得られたポリマーの特性を、プロ触媒1~16について評価した。重合反応は、並列重合反応器(PPR)および/またはセミバッチ式反応器で行った。
PPR重合実験は、[HNMe(C1837][B(C]をアクティベーターとして使用し、プロ触媒に対して1.5モル当量の量で、120℃と150℃の両方で実施し、スカベンジャーとしてMMAO-3(120℃で500nmolまたは150℃で750nmol)を使用した。
Figure 2022525889000043
標準的なPPR反応器の条件は、温度により変化させた。120℃では、エチレン圧力を150psi、500nmolのMMAO-3A、アクティベーター1.5当量とした。反応を150℃で行うときは、エチレン圧力を213psi、MMAO-3Aの量を750nmol、アクティベーター1.5当量とした。いずれの温度でも、オクテン対エチレンの比率([C8]:[C2])を2.24とした。ラン時間は30分間、または120℃で50psi変換もしくは150℃で75psi変換までとし、その後、反応を10%COでクエンチした。
表1にまとめる結果は、プロ触媒が150℃までの温度で低い~高いクエンチ時間(43秒~1278秒)でポリマーを生成できることを示し、クエンチ時間が速い(すなわち43秒)ことはより高い触媒活性を示す。プロ触媒5、7、9、11、12、13および15は、120℃でのPPR実験でそれらの低いクエンチ時間(100秒以下)に基づく最も高い触媒活性を示し、またプロ触媒5、7、8、11および13は150℃で最も高い触媒活性を示す。全体として、2,4,6-トリメチルフネイルまたはメシチル、2,4,6-トリイソプロピルフェニルまたは2,7-ジ-t-ブチルアントラセン置換基をピリジンの2位に有し、6位に2-アミノトリメチルシリルメチルおよび2-アミノネオペンチル置換基を有する触媒構造では、より高い触媒活性が観察された。
セミバッチ式反応器の重合反応は、4Lのセミバッチ式反応器で、最初はジエチル亜鉛(DEZ)を使用せずに120℃および150℃で、次いで3つの異なるDEZローディング量(0、95および380μmol)を150℃で添加して実施した。使用したアクティベーターは、1.2モル当量の[HNMe(C1837)2][B(C6F]であり、使用したスカベンジャーはMMAO-3(19.0μmol)であった。
Figure 2022525889000044
標準的なセミバッチ式反応器の条件は、120℃-281psiの圧力下、1155gのIsoparE中に88gのエチレンおよび568gの1-オクテン、150℃-317psiの圧力下、1043gのIsoparE中に81gのエチレンおよび570gの1-オクテン、とした。Mol%オクテンまたはC8/オレフィンは、(1-オクテンのモル数/(1-オクテンおよびエチレンの合計モル数))×100として定義される。スカベンジャー=MMAO-3(19.0μmol)。アクティベーター=[HNMe(C1837][B(C](1.2当量)。リアクターのラン時間=10分間。N.D.=未測定。
セミバッチ試験のこれらの反応器条件下、120℃で、ほとんどのプロ触媒は高いMw(300,000g/mol以上)のポリマーを生成し、プロ触媒3、4、7、8、9、13、14および16は超高分子量の許容性(600,000g/mol以上)を示す。プロ触媒4、8、13および14は、120℃で最高分子量のポリマー(1,000,000g/mol以上)を生成でき、またプロ触媒8、13および14は、150℃でもこの分子量を生成できる。
プロ触媒は、PPRおよびセミバッチ式反応器で、広範囲のPDIでポリマーを生成した。プロ触媒4、6、8、9、11、13、14および16は、これらの反応器条件下で適度に狭いPDI(5以下)のポリマーを生成する。
前述の条件下で、プロ触媒7、8、13、14および16を含む触媒系では、超低(1mol%以下)から低(5mol%以下)のコモノマーの取り込みが観察された。これらの触媒系は、これらの反応器条件下でコモノマーの取り込みが最も少ないポリマーを生成した。
Figure 2022525889000045
150℃でのプロ触媒11および15の1以上の高い連鎖移動定数Caは、これらの触媒が連鎖移動剤に対して高い感受性を有し、これらの剤による連鎖移動を迅速に行うのに対し、プロ触媒8、9および14ではCSAに対する中程度の感受性(Ca≧0.5)が観察される。EtZn(DEZ)の量が増加するとき、プロ触媒8、9または14のPDIの減少またはその比較的持続的な狭さが観察され、これらの特定のプロ触媒が、可逆的な連鎖移動ではなく、CSAによる不可逆的な連鎖移動を行うことの証拠となる。

Claims (14)

  1. オレフィンを重合するためのプロセスであって、触媒系の存在下でエチレンおよび任意の1つ以上の(C-C12)α-オレフィンを接触させることを含み、前記触媒系が、式(I)による構造を有する金属-配位子錯体を含み、
    Figure 2022525889000046
    式中、
    Mがチタン、ジルコニウムまたはハフニウムであり、
    各Xが独立して、不飽和(C-C20)炭化水素、不飽和(C-C50)ヘテロ炭化水素、(C-C50)ヒドロカルビル、(C-C50)ヘテロヒドロカルビル、(C-C50)アリール、(C6-50)ヘテロアリール、シクロペンタジエニル、置換シクロペンタジエニル、(C-C12)ジエン、ハロゲン、-OR、-N(Rまたは-NCORから選択される単座または二座の配位子であり、各Rが独立して、(C-C30)ヒドロカルビルまたは-Hであり、
    が独立して、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-またはハロゲンから選択され、各RC、各Rおよび各Rが独立して、(C-C30)ヒドロカルビル、(C-C30)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hであり、
    、RおよびRが独立して、-H、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-またはハロゲンから選択され、各Rおよび各Rが、(C-C30)ヒドロカルビル、(C-C30)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hであり、
    が-H、(C-C40)ヒドロカルビルまたは(C-C40)ヘテロカルビルであり、ただし、Rが、フェニルまたは置換フェニルではない、プロセス。
  2. が式(II)を有するラジカル、式(III)を有するラジカルおよび式(IV)を有するラジカルからなる群から選択され、
    Figure 2022525889000047
    式中、R31~35、R41~48およびR51~59の各々が独立して、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-N=CHR、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲンまたは-Hから選択され、Rが(C-C30)ヒドロカルビルまたは-Hである、請求項1に記載のプロセス。
  3. が式(II)を有するラジカルであり、R31、R33およびR35が独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである、請求項2に記載のプロセス。
  4. が式(II)を有するラジカルであり、R32およびR34が独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである、請求項2に記載のプロセス。
  5. が式(IV)を有するラジカルであり、R52およびR58が独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである、請求項2に記載のプロセス。
  6. が式(IV)を有するラジカルであり、R53およびR58が独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである、請求項2に記載のプロセス。
  7. が式(IV)を有するラジカルであり、R53およびR57が独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである、請求項2に記載のプロセス。
  8. が式(IV)を有するラジカルであり、R53、R55およびR57が独立して、(C-C12)アルキルまたは(C-C20)アリールである、請求項2に記載のプロセス。
  9. がベンジル、(C-C20)アルキルまたは-CHSiR であり、Rが(C-C12)アルキルである、請求項1~8のいずれか一項に記載のプロセス。
  10. 各Xがベンジル、(C-C12)アルキル、-CHSiR または-(CH(SiRであり、nが1~10の整数であり、各Rが(C-C12)アルキルであり、各Rが独立して、(C-C30)ヒドロカルビル、(C-C30)ヘテロヒドロカルビルまたは-Hである、請求項1~9のいずれか一項に記載のプロセス。
  11. 前記接触が、120℃以上の反応器温度で反応器内で起こる、請求項1~10のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  12. 前記接触が、10psi~2000psiの反応器圧力で溶液重合反応器内で起こる、請求項1~11のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  13. 前記接触が、前記触媒系と、連鎖移動剤または連鎖シャトル剤と、を内部に含む反応器内で起こる、請求項1~12のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  14. 前記連鎖移動剤または連鎖シャトル剤がジエチル亜鉛である、請求項13に記載の重合プロセス。

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