JP2023527337A - 混成触媒組成物、これを含む触媒およびこれらの調製方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物、これを含むオレフィン重合用触媒、およびこれらを調製する方法に関するものである。具体的に、本発明は、中心金属が互いに異なる非ブリッジ型(non-bridged)のビスシクロペンタジエニル(biscyclopentadienyl)基を有する2種以上の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物、これを含むオレフィン重合用触媒、並びに当該混成触媒組成物および触媒を調製する方法に関するものである。【選択図】なし

Description

本発明は、異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物、これを含むオレフィン重合用触媒、およびこれらを調製する方法に関するものである。具体的に、本発明は、中心金属が互いに異なる非ブリッジ型(non-bridged)のビスシクロペンタジエニル(biscyclopentadienyl)基を有する異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物、これを含むオレフィン重合用触媒、並びに当該混成触媒組成物および触媒を調製する方法に関するものである。
ポリオレフィン系重合体は、実生活において、買い物袋、ビニールハウス、漁網、タバコ包装紙、ラーメン包装袋、ヨーグルトボトル、バッテリーケース、自動車バンパー、内装材、靴底、洗濯機などの素材として多様に使用される。
従来、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびエチレン-αオレフィン共重合体のようなポリオレフィン系重合体とこれらの共重合体は、チタン化合物とアルキルアルミニウム化合物からなるチーグラー・ナッタ(Ziegler-Natta)触媒のような不均一系触媒によって調製された。
最近では、触媒活性が非常に高い均一系触媒であるメタロセン触媒を用いたポリオレフィンの調製方法が研究されている。メタロセン触媒は、遷移金属または遷移金属ハロゲン化合物に、シクロペンタジエニル(cyclopentadienyl)、インデニル(indenyl)、シクロヘプタジエニル(cycloheptadienyl)などのリガンドが配位結合された化合物として、サンドイッチ構造を基本的な形態として有する。この際、リガンドの形態と中心金属の種類によって様々な分子構造を有する。
不均一系触媒であるチーグラー・ナッタ触媒が、活性点である金属成分が不活性である固体表面に分散され活性点の性質が均一ではないことに対し、メタロセン触媒は、一定の構造を有する1つの化合物であるため、すべての活性点が同じ重合特性を有する単一活性点触媒(single-site catalyst)として知られている。
一般に、メタロセン触媒は、それ自体だけでは重合触媒としての活性がないため、メチルアルミノキサンなどの助触媒とともに用いられる。助触媒の作用によってメタロセン触媒が陽イオンに活性化すると同時に、助触媒は、メタロセン触媒に配位していない陰イオンとして不飽和となった陽イオン活性種を安定化させ、各種オレフィン重合に活性を有する触媒系を形成する。
このようなメタロセン触媒は、共重合が容易であり、触媒の対称性により重合体の立体構造を調節することができ、これにより調製された高分子は、分子量分布が狭く共単量体の分布が均一であるという長所を有する。
一方、メタロセン触媒により調製された重合体は、狭い分子量分布のため、機械的強度は優れるが、加工性が低いという短所を有する。このような短所を解決するために、重合体の分子構造を変更したり、分子量分布を広くしたりするなどと、様々な方法が提示されている。例えば特許文献1では、重合体の主鎖に分枝として長鎖分枝(long chain branch;LCB)を導入させる触媒を利用して重合体の加工性を改善したが、担持触媒の場合は活性が低いという問題点が存在する。
このような単一メタロセン触媒の短所を解決し、より簡便で活性が優れながらも加工性が改善される触媒を開発するために、互いに異なる特性を有するメタロセン触媒(異種メタロセン触媒)を混成担持する方法が提示された。例えば、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6には、共単量体に対する反応性が互いに異なる触媒を用いて、二峰性(bimodal)分子量分布を有するポリオレフィンを調製する方法が開示されている。このような方法により調製された二峰性分子量分布を有するポリオレフィンは、加工性は向上するものの、互いに異なる分子量分布を有するため同質性が低くなる。したがって、加工後に均一な物性を有する製品を得るのが難しく、機械的強度が低下するという問題が存在する。
一方、特許文献7では、ブリッジにより連結されていないシクロペンタジエニル基とインデニル基とを含む第1遷移金属化合物と、シリルブリッジにより連結された置換ビスインデニル基を含む第2遷移金属化合物とを混合した異種メタロセン触媒が開示されている。
一般に、このような混成触媒は、各々の遷移金属化合物を調製した後、一定の比で混合して担持する方法により調製される。
米国特許第5,272,236号明細書 米国特許第4,935,474号明細書 米国特許第6,828,394号明細書 米国特許第6,894,128号明細書 韓国特許第1437509号公報 米国特許第6,841,631号明細書 韓国特許第1797890号公報
本発明の目的は、中心金属が互いに異なる非ブリッジ型(non-bridged)のビスシクロペンタジエニル(biscyclopentadienyl:bisCp)基を有する異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒を提供するものである。
本発明の他の目的は、遷移金属化合物の前駆体比を調節することにより、混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒を調製する方法を提供するものである。
本発明の目的を達成するための一具体例により、下記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む混成触媒組成物が提供される。
[化学式1]
Figure 2023527337000001
[化学式2]
Figure 2023527337000002
前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、かつそれぞれ独立して、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)またはハフニウム(Hf)である。
Xはそれぞれ独立して、ハロゲン、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、C6-20アリールアミド、またはC1-20アルキリデンである。
~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC2-20アルケニル、置換または非置換のC6-20アリール、置換または非置換のC1-20アルキルC6-20アリール、置換または非置換のC6-20アリールC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20ヘテロアルキル、置換または非置換のC3-20ヘテロアリール、置換または非置換のC1-20アルキルアミド、置換または非置換のC6-20アリールアミド、置換または非置換のC1-20アルキリデン、もしくは置換または非置換のC1-20シリルであり、前記R~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、隣接する基が結合して置換または非置換の飽和または不飽和C4-20環を形成し得る。
好ましくは、前記化学式1で表される化合物対前記化学式2で表される化合物のモル比が100:1~1:100の範囲である。
具体的に、本発明の具体例による混成触媒組成物は、第1混成触媒組成物として、前記化学式1および化学式2において、MとMとが互いに異なり、かつそれぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xがそれぞれハロゲンであり、R~RおよびR~R10がそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。より具体的に、前記化学式1および化学式2において、Xは塩素であり得る。
または、本発明の具体例による混成触媒組成物は、第2混成触媒組成物として、前記化学式1および化学式2において、MとMとがそれぞれ異なり、かつそれぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xがそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。より具体的に、前記化学式1および化学式2において、Xはメチルであり得る。
好ましくは、前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-1~1-12で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-1~2-12で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つである。
[化学式1-1]
Figure 2023527337000003
[化学式1-2]
Figure 2023527337000004
[化学式1-3]
Figure 2023527337000005
[化学式1-4]
Figure 2023527337000006
[化学式1-5]
Figure 2023527337000007
[化学式1-6]
Figure 2023527337000008
[化学式1-7]
Figure 2023527337000009
[化学式1-8]
Figure 2023527337000010
[化学式1-9]
Figure 2023527337000011
[化学式1-10]
Figure 2023527337000012
[化学式1-11]
Figure 2023527337000013
[化学式1-12]
Figure 2023527337000014
[化学式2-1]
Figure 2023527337000015
[化学式2-2]
Figure 2023527337000016
[化学式2-3]
Figure 2023527337000017
[化学式2-4]
Figure 2023527337000018
[化学式2-5]
Figure 2023527337000019
[化学式2-6]
Figure 2023527337000020
[化学式2-7]
Figure 2023527337000021
[化学式2-8]
Figure 2023527337000022
[化学式2-9]
Figure 2023527337000023
[化学式2-10]
Figure 2023527337000024
[化学式2-11]
Figure 2023527337000025
[化学式2-12]
Figure 2023527337000026
または、前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-13~1-24で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-13~2-24で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つである。
[化学式1-13]
Figure 2023527337000027
[化学式1-14]
Figure 2023527337000028
[化学式1-15]
Figure 2023527337000029
[化学式1-16]
Figure 2023527337000030
[化学式1-17]
Figure 2023527337000031
[化学式1-18]
Figure 2023527337000032
[化学式1-19]
Figure 2023527337000033
[化学式1-20]
Figure 2023527337000034
[化学式1-21]
Figure 2023527337000035
[化学式1-22]
Figure 2023527337000036
[化学式1-23]
Figure 2023527337000037
[化学式1-24]
Figure 2023527337000038
[化学式2-13]
Figure 2023527337000039
[化学式2-14]
Figure 2023527337000040
[化学式2-15]
Figure 2023527337000041
[化学式2-16]
Figure 2023527337000042
[化学式2-17]
Figure 2023527337000043
[化学式2-18]
Figure 2023527337000044
[化学式2-19]
Figure 2023527337000045
[化学式2-20]
Figure 2023527337000046
[化学式2-21]
Figure 2023527337000047
[化学式2-22]
Figure 2023527337000048
[化学式2-23]
Figure 2023527337000049
[化学式2-24]
Figure 2023527337000050
本発明の一具体例により、(1)下記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる段階と、(2)前記段階(1)で得られた溶液に、下記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる段階と、(3)前記段階(2)で得られた反応混合物に、下記化学式4で表される化合物と下記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第1混成触媒組成物を得る段階とを含むが、前記段階(1)で添加される前記化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1であり、前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物対前記段階(3)で添加される前記化学式6で表される化合物の当量比が1:100~100:1である、混成触媒組成物の調製方法が提供される。
[化学式3]
Figure 2023527337000051
[化学式4]
Figure 2023527337000052
[化学式5]

[化学式6]
前記化学式3~6において、Xはハロゲンであり、M、M、R~RおよびR~R10は、前記異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物の項目にて説明した通りである。
好ましくは、前記段階(1)において、前記化学式3で表される化合物が、下記化学式3-1~3-6で表される化合物のうちの少なくとも1つである。
[化学式3-1]
Figure 2023527337000053
[化学式3-2]
Figure 2023527337000054
[化学式3-3]
Figure 2023527337000055
[化学式3-4]
Figure 2023527337000056
[化学式3-5]
Figure 2023527337000057
[化学式3-6]
Figure 2023527337000058
前記段階(1)において、溶媒が、ヘキサン、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、および酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含み得る。
好ましくは、前記段階(2)において、前記化学式5で表される化合物がZrClである。
前記段階(2)において、反応温度が0℃~120℃であり、反応時間が1時間~72時間である。
好ましくは、前記段階(3)において、前記化学式(4)で表される化合物が、下記化学式4-1~4-12で表される化合物のうち少なくとも1つである。
[化学式4-1]
Figure 2023527337000059
[化学式4-2]
Figure 2023527337000060
[化学式4-3]
Figure 2023527337000061
[化学式4-4]
Figure 2023527337000062
[化学式4-5]
Figure 2023527337000063
[化学式4-6]
Figure 2023527337000064
[化学式4-7]
Figure 2023527337000065
[化学式4-8]
Figure 2023527337000066
[化学式4-9]
Figure 2023527337000067
[化学式4-10]
Figure 2023527337000068
[化学式4-11]
Figure 2023527337000069
[化学式4-12]
Figure 2023527337000070
また、前記段階(3)において、前記化学式6で表される化合物がHfClである。
前記段階(3)において、反応温度が0℃~120℃であり、反応時間が1時間~72時間である。
本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3a)第1混成触媒組成物を溶媒に溶解する段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に下記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含み得る。
[化学式7a]
MgX
[化学式7b]
Li
前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、XおよびXはそれぞれ独立して、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、C6-20アリールアミド、またはC1-20アルキリデンであり、Xはハロゲンである。好ましくは、前記化学式7aで表される化合物がMeMgBrであり、前記化学式7bで表される化合物がMeLiであり得る。
前記段階(3a)において、溶媒がヘキサン、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトンおよび酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含み得る。
好ましくは、前記段階(3b)において、反応温度が0℃~120℃であり、反応時間が1時間~72時間である。
本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3c)第1混成触媒組成物または第2混成触媒組成物を乾燥させる段階をさらに含み得る。
また、本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3d)前記段階(3c)で乾燥した第1混成触媒組成物または第2混成触媒組成物を溶媒に溶解させた後、フィルターにより未反応物および/または不純物を除去する段階をさらに含み得る。
前記段階(3d)において、溶媒がヘキサン、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトンおよび酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含み得る。
本発明の他の目的を達成するための一具体例により、第1混成触媒組成物または第2混成触媒組成物と、助触媒化合物とを含むオレフィン重合用触媒が提供される。
ここで、前記助触媒化合物は、下記化学式8で表される化合物、化学式9で表される化合物および化学式10で表される化合物からなる群より選択される1つ以上であり得る。
[化学式8]
Figure 2023527337000071
[化学式9]
Figure 2023527337000072
[化学式10]
[L-H][Z(A)または[L][Z(A)
前記化学式8において、nは2以上の整数であり、Rは、ハロゲン原子、C1-20炭化水素基、またはハロゲンで置換されたC1-20炭化水素基である。
前記化学式9において、Dはアルミニウム(Al)またはボロン(B)であり、R、RおよびRはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、C1-20炭化水素基、ハロゲンで置換されたC1-20炭化水素基、またはC1-20アルコキシ基である。
前記化学式10において、Lは中性または陽イオン性ルイス塩基であり、[L-H]および[L]はブレンステッド酸であり、Zは第13族元素であり、Aはそれぞれ独立して置換または非置換のC6-20アリール基か、もしくは置換または非置換のC1-20アルキル基である。
具体的に、前記化学式8で表される化合物は、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、およびブチルアルミノキサンからなる群より選択される少なくとも1つである。
また、前記化学式9で表される化合物は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-s-ブチルアルミニウム、トリシクロペンチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリイソペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、エチルジメチルアルミニウム、メチルジエチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ-p-トリルアルミニウム、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリイソブチルボロン、トリプロピルボロン、およびトリブチルボロンからなる群より選択される少なくとも1つである。
また、前記化学式10で表される化合物は、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、ジエチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリメチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリエチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、ジエチルアンモニウムテトラペンタテトラフェニルアルミニウム、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、およびトリフェニルカルベニウムテトラペンタフルオロフェニルボレートからなる群より選択される少なくとも1つである。
好ましくは、前記オレフィン重合用触媒が、前記混成触媒組成物を担持する担体をさらに含む。具体的に、前記担体が、混成触媒組成物と助触媒化合物とを両方とも担持し得る。
具体的に、前記担体は、シリカ、アルミナ、および酸化マグネシウム(マグネシア)からなる群より選択される少なくとも1つを含み得る。
なお、前記担体に担持される混成遷移金属化合物の総量が、担体1gを基準に0.001mmol~1mmolであり、前記担体に担持される助触媒化合物の量が、担体1gを基準に2mmol~15mmolである。
本発明の他の具体例により、(1)前記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる段階と、(2)前記段階(1)で得られた溶液に、前記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる段階と、(3)前記段階(2)で得られた反応混合物に、前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第1混成触媒組成物を得る段階と、(4)混成触媒組成物、助触媒化合物、またはその両方を担体に担持させる段階とを含むが、前記段階(1)で添加される化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1であり、前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物対前記段階(3)で添加される前記化学式6で表される化合物の当量比が1:100~100:1である、オレフィン重合用触媒の調製方法が提供される。
本発明の具体例によるオレフィン重合用触媒の調製方法は、(3a)第1混成触媒組成物を溶媒に溶解する段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に、前記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含み得る。
本発明の具体例による異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒は、当該遷移金属化合物の含有量に応じて、優れた加工性および機械的物性を有するポリオレフィンを調製することができる。
また、異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒を調製する方法は、混成遷移金属化合物の比を精密に調節することにより、優れた加工性および機械的物性を有するポリオレフィン重合用触媒を容易に提供することができる。
以下、本発明についてより詳細に説明する。
[異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物]
本発明の一具体例により、下記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む混成触媒組成物が提供される。
[化学式1]
Figure 2023527337000073
[化学式2]
Figure 2023527337000074
前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)またはハフニウム(Hf)である。具体的にMとMとは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり得る。
Xはそれぞれ独立して、ハロゲン、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、C6-20アリールアミド、またはC1-20アルキリデンである。具体的に、Xはそれぞれ、ハロゲン、もしくは置換または非置換のC1-20アルキルであり得る。
~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC2-20アルケニル、置換または非置換のC6-20アリール、置換または非置換のC1-20アルキルC6-20アリール、置換または非置換のC6-20アリールC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20ヘテロアルキル、置換または非置換のC3-20ヘテロアリール、置換または非置換のC1-20アルキルアミド、置換または非置換のC6-20アリールアミド、置換または非置換のC1-20アルキリデン、もしくは置換または非置換のC1-20シリルであり、前記R~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、隣接する基が結合して置換または非置換の飽和または不飽和C4-20環を形成し得る。具体的に、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
本発明の好ましい具体例において、前記化学式1で表される化合物対前記化学式2で表される化合物のモル比が100:1~1:100の範囲である。好ましくは、これら両化合物のモル比が50:1~1:50である。より好ましくは、これら両化合物のモル比が10:1~1:10である。
本発明の好ましい具体例において、前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、それぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲンもしくは置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
具体的に、本発明の具体例による混成触媒組成物が、第1混成触媒組成物であり得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲン、より具体的には塩素であり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
または、本発明の具体例による混成触媒組成物が、第2混成触媒組成物であり得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキル、より具体的にはメチルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
本発明のさらに好ましい具体例において、前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-1~1-12で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-1~2-12で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つであり得る。
[化学式1-1]
Figure 2023527337000075
[化学式1-2]
Figure 2023527337000076
[化学式1-3]
Figure 2023527337000077
[化学式1-4]
Figure 2023527337000078
[化学式1-5]
Figure 2023527337000079
[化学式1-6]
Figure 2023527337000080
[化学式1-7]
Figure 2023527337000081
[化学式1-8]
Figure 2023527337000082
[化学式1-9]
Figure 2023527337000083
[化学式1-10]
Figure 2023527337000084
[化学式1-11]
Figure 2023527337000085
[化学式1-12]
Figure 2023527337000086
[化学式2-1]
Figure 2023527337000087
[化学式2-2]
Figure 2023527337000088
[化学式2-3]
Figure 2023527337000089
[化学式2-4]
Figure 2023527337000090
[化学式2-5]
Figure 2023527337000091
[化学式2-6]
Figure 2023527337000092
[化学式2-7]
Figure 2023527337000093
[化学式2-8]
Figure 2023527337000094
[化学式2-9]
Figure 2023527337000095
[化学式2-10]
Figure 2023527337000096
[化学式2-11]
Figure 2023527337000097
[化学式2-12]
Figure 2023527337000098
または、本発明のさらに好ましい具体例において、前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-13~1-24で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-13~2-24で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つである。
[化学式1-13]
Figure 2023527337000099
[化学式1-14]
Figure 2023527337000100
[化学式1-15]
Figure 2023527337000101
[化学式1-16]
Figure 2023527337000102
[化学式1-17]
Figure 2023527337000103
[化学式1-18]
Figure 2023527337000104
[化学式1-19]
Figure 2023527337000105
[化学式1-20]
Figure 2023527337000106
[化学式1-21]
Figure 2023527337000107
[化学式1-22]
Figure 2023527337000108
[化学式1-23]
Figure 2023527337000109
[化学式1-24]
Figure 2023527337000110
[化学式2-13]
Figure 2023527337000111
[化学式2-14]
Figure 2023527337000112
[化学式2-15]
Figure 2023527337000113
[化学式2-16]
Figure 2023527337000114
[化学式2-17]
Figure 2023527337000115
[化学式2-18]
Figure 2023527337000116
[化学式2-19]
Figure 2023527337000117
[化学式2-20]
Figure 2023527337000118
[化学式2-21]
Figure 2023527337000119
[化学式2-22]
Figure 2023527337000120
[化学式2-23]
Figure 2023527337000121
[化学式2-24]
Figure 2023527337000122
[混成触媒組成物の調製方法]
(1)下記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる段階と、(2)前記段階(1)で得られた溶液に、下記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる段階と、(3)前記段階(2)で得られた反応混合物に、下記化学式4で表される化合物と下記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第1混成触媒組成物を得る段階とを含むが、前記段階(1)で添加される化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1であり、前記段階(2)で添加される化学式5で表される化合物対前記段階(3)で添加される化学式6で表される化合物の当量比が1:100~100:1である、混成触媒組成物の調製方法が提供される。
[化学式3]
Figure 2023527337000123
[化学式4]
Figure 2023527337000124
[化学式5]

[化学式6]
前記化学式3~6において、Xはハロゲンであり、M、M、R~RおよびR~R10は、前記異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物の項目にて説明した通りである。
<段階(1)>
具体的に、前記段階(1)において、前記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる。
好ましくは、前記化学式3で表される化合物が、下記化学式3-1~3-6で表される化合物のうち少なくとも1つである。
[化学式3-1]
Figure 2023527337000125
[化学式3-2]
Figure 2023527337000126
[化学式3-3]
Figure 2023527337000127
[化学式3-4]
Figure 2023527337000128
[化学式3-5]
Figure 2023527337000129
[化学式3-6]
Figure 2023527337000130
なお、溶媒は、ヘキサン、ペンタンのような脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、ベンゼンのような芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタンのような塩素原子で置換された炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル系溶媒、アセトンおよび酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含み得る。好ましくは、前記溶媒がトルエンであり得るが、特にこれに限定されるものではない。
前記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる際、温度と溶解時間は特に限定されない。例えば、-78℃~80℃の温度、好ましくは-40℃~60℃の温度、より好ましくは常温の温度にて、前記化学式3で表される化合物を溶媒に添加し、10分~17時間、好ましくは20分~10時間、より好ましくは約1時間の間、それを撹拌して溶解させ得る。
<段階(2)>
段階(2)において、前記段階(1)で得られた溶液に前記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる。
好ましくは、前記化学式5で表される化合物がZrClまたはHfClのいずれか1つであり得る。より好ましくは、前記化学式5で表される化合物がZrClであり得る。
前記化学式5で表される化合物を添加する際の温度は、-78℃~30℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、前記化学式5で表される化合物を添加する際の温度は、-40℃~10℃であり得る。最も好ましくは、前記化学式5で表される化合物を添加する際の温度は、約-30℃であり得る。
前記化学式5で表される化合物を添加した後、温度を0℃~120℃の範囲、より好ましくは25℃~80℃の範囲、最も好ましくは約65℃に徐々に上げて1時間~72時間、好ましくは、5時間~48時間、より好ましくは12時間~24時間の間、撹拌下で反応させる。
本発明の具体例による調製方法において、前記段階(1)で添加される化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1である。該両化合物の当量比は、好ましくは1:1~1.5:1、より好ましくは1.2:1~1.5:1である。これにより、化学式1の遷移金属化合物とは異なる中心金属を有する化学式2の遷移金属化合物が得られ得る。
<段階(3)>
段階(3)において、前記段階(2)で得られた反応混合物に、前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させる。
好ましくは、前記化学式(4)で表される化合物が、下記化学式4-1~4-12で表される化合物のうち少なくとも1つであり得る。
[化学式4-1]
Figure 2023527337000131
[化学式4-2]
Figure 2023527337000132
[化学式4-3]
Figure 2023527337000133
[化学式4-4]
Figure 2023527337000134
[化学式4-5]
Figure 2023527337000135
[化学式4-6]
Figure 2023527337000136
[化学式4-7]
Figure 2023527337000137
[化学式4-8]
Figure 2023527337000138
[化学式4-9]
Figure 2023527337000139
[化学式4-10]
Figure 2023527337000140
[化学式4-11]
Figure 2023527337000141
[化学式4-12]
Figure 2023527337000142
また、前記化学式6で表される化合物がZrClとHfClとのいずれか他の1つであり得る。好ましくは、前記化学式6で表される化合物がHfClであり得る。
前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加する際の温度は、-78℃~30℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加する際の温度は、-40℃~10℃であり得る。最も好ましくは、前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加する際の温度は、約-30℃であり得る。
前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加した後、温度を0℃~120℃の範囲、より好ましくは0℃~60℃の範囲、最も好ましくは常温に徐々に上げて1時間~72時間、好ましくは3時間~48時間、より好ましくは7時間~22時間の間、撹拌下で反応させる。
前記段階(3)において、前記化学式1および前記化学式2で、Xがハロゲンである第1混成触媒組成物が得られる。具体的に、前記化学式1および化学式2において、Xが塩素である第1混成触媒組成物が得られる。
本発明の具体例による調製方法において、前記化学式5で表される化合物対前記化学式6で表される化合物のモル比が100:1~1:100の範囲であり得る。好ましくは、該両化合物のモル比は、50:1~1:50である。より好ましくは、該両化合物のモル比は、10:1~1:10である。
本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3a)第1混成触媒組成物を溶媒に段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に下記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物、またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含み得る。なお、下記化学式7aで表される化合物は、グリニャール(Grignard)化合物であり得る。
[化学式7a]
MgX
[化学式7b]
Li
前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、XおよびXはそれぞれ独立して、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、C6-20アリールアミド、またはC1-20アルキリデンであり、Xはハロゲンであり得る。好ましくは、前記化学式7aで表される化合物がMeMgBrであり、前記化学式7bで表される化合物がMeLiであり得る。
前記段階(3a)において、第1混成触媒組成物を溶媒に溶解する。
なお、溶媒は、前記段階(1)で使用された溶媒と実質的に同一であり得る。好ましくは、前記溶媒がトルエンであり得るが、これに特に限定されない。
前記段階(3b)において、前記段階(3a)で得られた溶液に、前記化学式7で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる。
前記化学式7で表される化合物を添加する際の温度は、-78℃~30℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、前記化学式7で表される化合物を添加する際の温度は、-40℃~10℃であり得る。最も好ましくは、前記化学式7で表される化合物を添加する際の温度は、約-30℃であり得る。
前記化学式7で表される化合物を添加した後、温度を0℃~120℃の範囲、より好ましくは0℃~60℃の範囲、最も好ましくは常温に徐々に上げて1時間~72時間、好ましくは1時間~24時間、より好ましくは約3時間~5時間撹拌下で反応させる。
前記段階(3b)において、前記化学式1および化学式2でXがC1-20アルキルである第2混成触媒組成物が得られる。具体的に、前記化学式1および化学式2でXがメチルである第2混成触媒組成物が得られる。
本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3c)前記段階(3)で得られた第1混成触媒組成物、または前記段階(3b)で得られた第2混成触媒組成物を乾燥させる段階をさらに含み得る。なお、組成物の乾燥条件は特に制限されないが、25℃~80℃の温度範囲、より好ましくは25℃~50℃の温度範囲、最も好ましくは約25℃の温度にて行い得る。
また、本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3d)前記段階(3c)で乾燥された第1混成触媒組成物または第2混成触媒組成物を溶媒に溶解させた後、フィルターにより未反応物および/または不純物を除去する段階をさらに含み得る。なお、溶媒は、前記段階(1)で使用された溶媒と実質的に同一であり得る。好ましくは、ジクロロメタンが使用され得るが、これに制限されるものではない。未反応物および/または不純物を除去するフィルターは特に制限されないが、セライトフィルターを使用することが好ましい。
[オレフィン重合用触媒]
本発明の他の具体例により、下記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む混成触媒組成物と、助触媒化合物とを含むオレフィン重合用触媒が提供される。
[化学式1]
Figure 2023527337000143
[化学式2]
Figure 2023527337000144
前記化学式1および化学式2において、M、M、X、R~RおよびR~R10は、前記異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物の項目で説明した通りである。
本発明の好ましい具体例において、前記化学式1で表される化合物対前記化学式2で表される化合物のモル比が100:1~1:100の範囲であり得る。好ましくは、該両化合物のモル比が50:1~1:50である。より好ましくは、該両化合物のモル比が10:1~1:10である。
本発明の好ましい具体例において、前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、それぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲンもしくは置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
具体的に、本発明の具体例によるオレフィン重合用触媒は、第1混成触媒組成物を含み得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲン、より具体的には塩素であり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
また、本発明の具体例によるオレフィン重合用触媒は、第2混成触媒組成物を含み得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキル、より具体的にはメチルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
本発明のさらに好ましい具体例において、前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-1~1-12で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-1~2-12で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つであり得る。
[化学式1-1]
Figure 2023527337000145
[化学式1-2]
Figure 2023527337000146
[化学式1-3]
Figure 2023527337000147
[化学式1-4]
Figure 2023527337000148
[化学式1-5]
Figure 2023527337000149
[化学式1-6]
Figure 2023527337000150
[化学式1-7]
Figure 2023527337000151
[化学式1-8]
Figure 2023527337000152
[化学式1-9]
Figure 2023527337000153
[化学式1-10]
Figure 2023527337000154
[化学式1-11]
Figure 2023527337000155
[化学式1-12]
Figure 2023527337000156
[化学式2-1]
Figure 2023527337000157
[化学式2-2]
Figure 2023527337000158
[化学式2-3]
Figure 2023527337000159
[化学式2-4]
Figure 2023527337000160
[化学式2-5]
Figure 2023527337000161
[化学式2-6]
Figure 2023527337000162
[化学式2-7]
Figure 2023527337000163
[化学式2-8]
Figure 2023527337000164
[化学式2-9]
Figure 2023527337000165
[化学式2-10]
Figure 2023527337000166
[化学式2-11]
Figure 2023527337000167
[化学式2-12]
Figure 2023527337000168
または、本発明のさらに好ましい具体例において、前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-13~1-24で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-13~2-24で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つである。
[化学式1-13]
Figure 2023527337000169
[化学式1-14]
Figure 2023527337000170
[化学式1-15]
Figure 2023527337000171
[化学式1-16]
Figure 2023527337000172
[化学式1-17]
Figure 2023527337000173
[化学式1-18]
Figure 2023527337000174
[化学式1-19]
Figure 2023527337000175
[化学式1-20]
Figure 2023527337000176
[化学式1-21]
Figure 2023527337000177
[化学式1-22]
Figure 2023527337000178
[化学式1-23]
Figure 2023527337000179
[化学式1-24]
Figure 2023527337000180
[化学式2-13]
Figure 2023527337000181
[化学式2-14]
Figure 2023527337000182
[化学式2-15]
Figure 2023527337000183
[化学式2-16]
Figure 2023527337000184
[化学式2-17]
Figure 2023527337000185
[化学式2-18]
Figure 2023527337000186
[化学式2-19]
Figure 2023527337000187
[化学式2-20]
Figure 2023527337000188
[化学式2-21]
Figure 2023527337000189
[化学式2-22]
Figure 2023527337000190
[化学式2-23]
Figure 2023527337000191
[化学式2-24]
Figure 2023527337000192
一方、助触媒化合物は、下記化学式8で表される化合物、化学式9で表される化合物および化学式10で表される化合物のうち1つ以上を含み得る。
[化学式8]
Figure 2023527337000193
前記化学式8において、nは2以上の整数であり、Rはハロゲン原子、C1-20炭化水素基、またはハロゲンで置換されたC1-20炭化水素基であり得る。具体的に、Rはメチル、エチル、n-ブチル、またはイソブチルであり得る。
[化学式9]
Figure 2023527337000194
前記化学式9において、Dはアルミニウム(Al)またはボロン(B)であり、R、RおよびRはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、C1-20炭化水素基、ハロゲンで置換されたC1-20炭化水素基またはC1-20アルコキシ基である。具体的に、Dがアルミニウム(Al)のとき、R、RおよびRはそれぞれ独立して、メチルまたはイソブチルであり、Dがボロン(B)のとき、R、RおよびRはそれぞれペンタフルオロフェニルであり得る。
[化学式10]
[L-H][Z(A)または[L][Z(A)
前記化学式10において、Lは中性または陽イオン性ルイス塩基であり、[L-H]および[L]はブレンステッド酸であり、Zは第13族元素であり、Aはそれぞれ独立して置換または非置換のC6-20アリール基か、もしくは置換または非置換のC1-20アルキル基である。具体的に、[L-H]はジメチルアニリニウム陽イオンであり、[Z(A)は[B(Cであり、[L]は[(CC]であり得る。
具体的に、前記化学式8で表される化合物の例としては、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン等が挙げられ、メチルアルミノキサンが好ましいが、これらに限定されるものではない。
前記化学式9で表される化合物の例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-s-ブチルアルミニウム、トリシクロペンチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリイソペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、エチルジメチルアルミニウム、メチルジエチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ-p-トリルアルミニウム、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリイソブチルボロン、トリプロピルボロン、トリブチルボロン等が挙げられ、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、およびトリイソブチルアルミニウムが好ましいが、これらに限定されるものではない。
前記化学式10で表される化合物の例としては、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、ジエチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリメチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリエチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、ジエチルアンモニウムテトラペンタテトラフェニルアルミニウム、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラ(p-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ペンタフルオロフェニルボレートなどが挙げられる。
本発明の好ましい具体例において、オレフィン重合用触媒が混成触媒組成物を担持する担体をさらに含み得る。具体的に、担体が混成触媒組成物と助触媒化合物とを両方とも担持し得る。
この際、担体は、表面にヒドロキシ基を含有する物質を含んでよく、好ましくは、乾燥され表面に水分が除去された、反応性の大きいヒドロキシ基とシロキサン基とを有する物質が使用され得る。例えば、担体は、シリカ、アルミナ、および酸化マグネシウム(マグネシア)からなる群より選択される少なくとも1つを含み得る。具体的に、高温で乾燥されたシリカ、シリカ-アルミナ、およびシリカ-マグネシア等が担体として用いられ、これらは通常、NaO、KCO、BaSO、およびMg(NO等の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、および硝酸塩成分を含有し得る。また、これらは、炭素、ゼオライト、塩化マグネシウム等をも含み得る。ただし、担体がこれらに限定されるものではなく、遷移金属化合物と助触媒化合物とを担持し得るものであれば特に限定されない。
担体は、平均粒度が10μm~250μmであり、好ましくは、平均粒度が10μm~150μmであり、より好ましくは20μm~100μmであり得る。
担体の微細気孔の体積は0.1cc/g~10cc/gであり、好ましくは0.5cc/g~5cc/gであり、より好ましくは1.0cc/g~3.0cc/gであり得る。
担体の比表面積は、1m/g~1000m/gであり、好ましくは100m/g~800m/gであり、より好ましくは200m/g~600m/gであり得る。
好ましい一実施例において、担体がシリカである場合、シリカの乾燥温度は常温~900℃であり得る。乾燥温度は、好ましくは常温~800℃、より好ましくは常温~700℃であり得る。乾燥温度が常温よりも低いと、水分が多すぎて表面の水分と助触媒が反応することとなり、900℃を超えると、担体の構造が崩壊され得る。
乾燥されたシリカ内のヒドロキシ基の濃度は0.1mmol/g~5mmol/gであり、好ましくは0.7mmol/g~4mmol/gであり、より好ましくは1.0mmol/g~2mmol/gであり得る。ヒドロキシ基の濃度が0.1mmol/g未満であると、助触媒の担持量が低くなり、5mmol/gを超えると、触媒成分が不活性化する問題が発生し得る。
担体に担持される混成遷移金属化合物の総量は、担体1gを基準に0.001mmol~1mmolであり得る。混成遷移金属化合物と担体との比が前記範囲を満足すると、適切な担持触媒活性を示し、触媒の活性維持および経済性の面から有利である。
担体に担持される助触媒化合物の量は、担体1gを基準に2mmol~15mmolであり得る。助触媒化合物と担体との比が前記範囲を満足すると、触媒の活性維持および経済性の面から有利である。
担体は、1種または2種以上が使用され得る。例えば、1種の担体に混成触媒組成物と助触媒化合物とが両方とも担持されても良く、2種以上の担体に混成触媒組成物と助触媒化合物とが、それぞれ担持されても良い。また、混成触媒組成物と助触媒化合物とのいずれか1つのみが担体に担持されても良い。
[オレフィン重合用触媒の調製方法]
本発明の他の具体例により、(1)下記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる段階と、(2)前記段階(1)で得られた溶液に、下記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる段階と、(3)前記段階(2)で得られた反応混合物に、前記化学式4で表される化合物と前記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第1混成触媒組成物を得る段階と、(4)前記混成触媒組成物、前記助触媒化合物、またはその両方とも担体に担持させる段階とを含むが、前記段階(1)で添加される前記化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1であり、前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物対前記段階(3)で添加される前記化学式6で表される化合物の当量比が1:100~100:1である、オレフィン重合用触媒の調製方法が提供される。
[化学式1]
Figure 2023527337000195
[化学式2]
Figure 2023527337000196
[化学式3]
Figure 2023527337000197
[化学式4]
Figure 2023527337000198
[化学式5]

[化学式6]
前記化学式1~6において、Xはハロゲンであり、M、M、R~RおよびR~R10は、前記異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物の項目で説明した通りである。
前記段階(1)~段階(3)の具体的な内容は、前記混成触媒組成物の調製方法における段階(1)~(3)と実質的に同一である。
また、本発明の他の具体例によるオレフィン重合用触媒の調製方法は、(3a)第1混成触媒組成物を溶媒に段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に、下記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含み得る。
[化学式7a]
MgX
[化学式7b]
Li
前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、X、X、およびXは前記混成触媒組成物の調製方法の項目で説明した通りである。
前記段階(3a)および段階(3b)の具体的な内容は、前記混成触媒組成物の調製方法における段階(3a)および段階(3b)と実質的に同一である。
本発明の他の具体例によるオレフィン重合用触媒の調製方法は、(3c)前記段階(3)で得られた第1混成触媒組成物または前記段階(3b)で得られた第2混成触媒組成物を乾燥させる段階をさらに含み得る。この際、前記段階(3c)の具体的な内容は、前記混成触媒組成物の調製方法における段階(3c)と実質的に同一である。
また、本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3d)前記段階(3c)で乾燥された第1混成触媒組成物または第2混成触媒組成物を溶媒に溶解させた後、フィルターにより未反応物および/または不純物を除去する段階をさらに含み得る。この際、前記段階(3d)の具体的な内容は、前記混成触媒組成物の調製方法における段階(3d)と実質的に同一である。
<段階(4)>
段階(4)において、混成触媒組成物、助触媒化合物、またはその両方を担体に担持させる。
混成触媒組成物および/または助触媒化合物を担持する方法として、物理的吸着方法または化学的吸着方法が使用され得る。
例えば、物理的吸着方法は、混成触媒組成物が溶解された溶液を担体に接触させた後、乾燥する方法、混成触媒組成物と助触媒化合物とが溶解された溶液を担体に接触させた後、乾燥する方法、または混成触媒組成物が溶解された溶液を担体に接触させた後、乾燥して、混成触媒組成物が担持された担体を調製し、これとは別に助触媒化合物が溶解された溶液を担体に接触させた後、乾燥して、助触媒化合物が担持された担体を調製した後、これらを混合する方法等であり得る。
化学的吸着方法は、担体の表面に助触媒化合物をまず担持させた後、助触媒化合物に混成触媒組成物を担持させる方法、または担体の表面の官能基(例えば、シリカの場合、シリカ表面のヒドロキシ基(-OH))と混成遷移金属化合物とを共有結合させる方法等であり得る。
なお、混成触媒組成物および/または助触媒化合物を担持させる際に使用される溶媒は、特に限定されない。例えば、溶媒はヘキサン、ペンタンのような脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、ベンゼンのような芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタンのような塩素原子で置換された炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル系溶媒、アセトンおよび酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含み得る。
好ましい一実施例において、前記段階(4)で担体に混成触媒組成物および/または助触媒化合物を担持させる過程は、0℃~100℃の温度、好ましくは常温~90℃の温度にて行われ得る。
また、前記段階(4)において、担体に混成触媒組成物および/または助触媒化合物を担持させる過程は、混成触媒組成物および/または助触媒化合物と担体との混合物を、1分~24時間、好ましくは5分~15時間十分に撹拌することにより行われ得る。
[オレフィンの重合]
本発明の具体例によるオレフィン重合用触媒の存在下で、オレフィン系単量体を重合してオレフィン系重合体を調製し得る。
なお、オレフィン系重合体は、オレフィン系単量体の単独重合体(homopolymer)またはオレフィン系単量体と共単量体との共重合体(copolymer)であり得る。
オレフィン系単量体は、C2-20αオレフィン(α-olefin)、C1-20ジオレフィン(diolefin)、C3-20シクロオレフィン(cycloolefin)、およびC3-20シクロジオレフィン(cyclodiolefin)からなる群より選択される少なくとも1つである。
例えば、オレフィン系単量体は、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、または1-ヘキサデセン等であり、オレフィン系重合体は、前記例示のオレフィン系単量体を1種のみ含む単独重合体であるか、または2種以上含む共重合体であり得る。
例示的な実施例において、オレフィン系重合体は、エチレンとC3-20αオレフィンとが共重合された共重合体であって良く、エチレンと1-ヘキセンとが共重合された共重合体が好ましいが、これらに限定されるものではない。
この場合、エチレンの含有量は、55重量%~99.9重量%が好ましく、90重量%~99.9重量%がより好ましい。αオレフィン系共単量体の含有量は、0.1重量%~45重量%が好ましく、0.1重量%~10重量%がより好ましい。
本発明の具体例によるオレフィン系重合体は、例えば、フリーラジカル(free radical)、陽イオン(cationic)、配位(coordination)、縮合(condensation)、添加(addition)などの重合反応によって重合され得るが、これらに限定されるものではない。
好ましい実施例として、オレフィン系重合体は、気相重合法、溶液重合法またはスラリー重合法などにより調製され得る。オレフィン系重合体が溶液重合法またはスラリー重合法により調製される場合、使用され得る溶媒の例として、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、およびこれらの異性体のようなC5-12脂肪族炭化水素溶媒;トルエン、ベンゼンのような芳香族炭化水素溶媒;ジクロロメタン、クロロベンゼンのような塩素原子で置換された炭化水素溶媒;およびこれらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(実施例)
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。ただし、以下の実施例は本発明を例示するためのものであるのみ、本発明の範囲がこれらのみに限定されるものではない。
(実施例1)
前記化学式3-1のリチウムペンタメチルシクロペンタジエニド(lithium pentamethylcyclopentadienide)72mg(0.52mmol、1.2eq.)を常温にてトルエン10mlに溶解した。これをゆっくり撹拌しながら-30℃にて塩化ジルコニウム(ZrCl)100mg(0.43mmol、1.0eq.)を徐々に添加した後、65℃にて24時間撹拌した。-30℃まで温度を下げた後、反応混合物に前記化学式4-1のリチウムn-プロピルシクロペンタジエニド(lithium n-propylcyclopentadienide)(147mg(1.29mmol,3.0eq.))と塩化ハフニウム(HfCl)137mg(0.43mmol、1.0eq.)を徐々に添加した。これを常温にて22時間撹拌して反応させた。セライトフィルターで塩化リチウム(LiCl)を除去した後、生成物を乾燥させて前記化学式1-1の化合物((ペンタメチルシクロペンタジエニル)(n-プロピルシクロペンタジニル)ジルコニウムジクロリド)((pentamethylcyclopentadienyl)(n-propylcyclopentadienyl) zirconium dichloride)と前記化学式2-1の化合物(ビス(n-プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド)(bis(n-propylcyclopentadienyl) hafnium dichloride)との混合物294mg(収率:77%)を得た。
H NMRにより、前記化学式1-1の化合物と前記化学式2-1の化合物との混成(3:2)遷移金属化合物構造を確認した。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) 6.18 (t, 4H), 6.09-6.08 (m, 4H), 6.02 (t, 3H), 5.95-5.93 (m, 3H), 5.89-5.87 (m, 2H), 2.65-2.55 (m, 7H), 2.02 (s, 23H), 1.60-1.52 (m, 7H), 0.95-0.90 (m, 10.5H).
(実施例2)
前記式3-1のリチウムペンタメチルシクロペンタジエニド92mg(0.65mmol、10.8eq.)を常温にてトルエン10mlに溶解した。これをゆっくり撹拌しながら-30℃にて塩化ジルコニウム(ZrCl)125mg(0.54mmol、9.0eq.)を徐々に添加した後、65℃にて12時間撹拌した。-30℃まで温度を下げた後、反応混合物に前記化学式4-1のリチウムn-プロピルシクロペンタジエニド82mg(0.72mmol、12.1eq.)と塩化ハフニウム(HfCl)19mg(0.06mmol、1.0eq.)とを徐々に添加した。これを常温にて7時間撹拌して反応させた。セライトフィルターで塩化リチウム(LiCl)を除去した後、生成物を乾燥して、前記化学式1-1の化合物と前記化学式2-1の化合物との混合物189mg(収率:77%)を得た。
H NMRにより、前記化学式1-1の化合物と前記化学式2-1の化合物ととの混成(100:7)遷移金属化合物構造を確認した。
1H-NMR (CDCl3, 600 MHz) 6.19 (t, 0.3H), 6.10 (t, 0.3H), 6.06 (t, 2H), 5.96 (t, 2H), 5.89-5.87 (t, 2H), 2.58 (t, 2H), 2.03 (s, 15H), 1.60-1.54 (m, 2H), 0.95-0.90 (m, 3H).
(実施例3)
実施例1で得られた混成遷移金属化合物288mg(0.67mmol、1.0eq.)を常温にてトルエン10mlに溶解した。これをゆっくり撹拌しながら-30℃まで冷却した。MeMgBr(500μL、2.2eq.)溶液(ジエチルエーテル中の3.0M)をゆっくり注入した後、常温にて3時間撹拌して反応させた。溶媒を除去し、ジクロロメタン30mlに溶解した後、セライトフィルターで塩化リチウムを除去した。生成物を乾燥して、前記化学式1-13の化合物と前記化学式2-13の化合物との混合物224mg(収率:88%)を得た。
H NMRにより、前記化学式1-13の化合物と前記化学式2-13の化合物との混成(0.5:0.5)遷移金属化合物の構造を確認した。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) 5.80 (t, 4H), 5.76 (t, 2H), 5.73 (t, 4H), 5.46 (t, 2H), 2.41 (t, 6H), 1.87 (s, 15H), 1.65-1.55 (m, 6H), 1.01-0.93 (m, 9H), -0.67 (s, 6H), -0.74 (s, 6H).
前記実施例の反応物と生成物の組成比を下記表1および表2に示す。
Figure 2023527337000199
Figure 2023527337000200
本発明の具体例による異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒は、当該遷移金属化合物の含有量に応じて、優れた加工性および機械的物性を有する様々なポリオレフィンを調製し得る。
本発明の具体例による異種の遷移金属化合物を含む混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒は、当該遷移金属化合物の含有量に応じて、優れた加工性および機械的物性を有する様々なポリオレフィンを調製し得る。
また、混成触媒組成物およびこれを含むオレフィン重合用触媒を調製する方法は、混成遷移金属化合物の比を精密に調節することにより、優れた加工性および機械的物性を有するポリオレフィン重合用触媒を容易に提供し得る。
Xはそれぞれ独立して、ハロゲン、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、または6-20アリールアミドである。
~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC2-20アルケニル、置換または非置換のC6-20アリール、置換または非置換のC1-20アルキルC6-20アリール、置換または非置換のC6-20アリールC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20ヘテロアルキル、置換または非置換のC3-20ヘテロアリール、置換または非置換のC1-20アルキルアミド、置換または非置換のC6-20アリールアミド、もしくは置換または非置換のC1-20シリルであり、前記R~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、隣接する基が結合して置換または非置換の飽和または不飽和C4-20環を形成し得る。
具体的に、本発明の具体例による混成触媒組成物は、第1混成触媒組成物として、前記化学式1および化学式2において、MとMとが互いに異なり、かつそれぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xがそれぞれハロゲンであり、R~RおよびR~R10がそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。より具体的に、前記化学式1および化学式2において、Xは塩素であり得る。
または、本発明の具体例による混成触媒組成物は、第2混成触媒組成物として、前記化学式1および化学式2において、MとMとがそれぞれ異なり、かつそれぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xがそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。より具体的に、前記化学式1および化学式2において、Xはメチルであり得る。
前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、XおよびXはそれぞれ独立して、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、または6-20アリールアミドであり、Xはハロゲンである。好ましくは、前記化学式7aで表される化合物がMeMgBrであり、前記化学式7bで表される化合物がMeLiであり得る。
Xはそれぞれ独立して、ハロゲン、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、または6-20アリールアミドである。具体的に、Xはそれぞれ、ハロゲン、もしくは置換または非置換のC1-20アルキルであり得る。
~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC2-20アルケニル、置換または非置換のC6-20アリール、置換または非置換のC1-20アルキルC6-20アリール、置換または非置換のC6-20アリールC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20ヘテロアルキル、置換または非置換のC3-20ヘテロアリール、置換または非置換のC1-20アルキルアミド、置換または非置換のC6-20アリールアミド、もしくは置換または非置換のC1-20シリルであり、前記R~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、隣接する基が結合して置換または非置換の飽和または不飽和C4-20環を形成し得る。具体的に、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
本発明の好ましい具体例において、前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、それぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲンもしくは置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
具体的に、本発明の具体例による混成触媒組成物が、第1混成触媒組成物であり得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲン、より具体的には塩素であり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
または、本発明の具体例による混成触媒組成物が、第2混成触媒組成物であり得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキル、より具体的にはメチルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
本発明の具体例による調製方法において、前記化学式5で表される化合物対前記化学式6で表される化合物の当量比が100:1~1:100の範囲であり得る。好ましくは、該両化合物の当量比は、50:1~1:50である。より好ましくは、該両化合物の当量比は、10:1~1:10である。
本発明の具体例による混成触媒組成物の調製方法は、(3a)第1混成触媒組成物を溶媒に溶解する段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に下記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物、またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含み得る。なお、下記化学式7aで表される化合物は、グリニャール(Grignard)化合物であり得る。
前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、XおよびXはそれぞれ独立して、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、または6-20アリールアミドであり、Xはハロゲンであり得る。好ましくは、前記化学式7aで表される化合物がMeMgBrであり、前記化学式7bで表される化合物がMeLiであり得る。
本発明の好ましい具体例において、前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、それぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲンもしくは置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
具体的に、本発明の具体例によるオレフィン重合用触媒は、第1混成触媒組成物を含み得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれハロゲン、より具体的には塩素であり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
また、本発明の具体例によるオレフィン重合用触媒は、第2混成触媒組成物を含み得る。なお、前記化学式1および化学式2において、MとMは互いに異なり、ジルコニウムまたはハフニウムであり、Xはそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキル、より具体的にはメチルであり、R~RおよびR~R10はそれぞれ水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC -20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールであり得る。
また、本発明の他の具体例によるオレフィン重合用触媒の調製方法は、(3a)第1混成触媒組成物を溶媒に溶解する段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に、下記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含み得る。

Claims (30)

  1. 下記化学式1および2で表される遷移金属化合物を含む、混成触媒組成物:
    [化学式1]
    Figure 2023527337000201
    [化学式2]
    Figure 2023527337000202
    前記化学式1および化学式2において、MとMとは互いに異なり、それぞれ独立してチタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)またはハフニウム(Hf)であり、
    Xはそれぞれ独立して、ハロゲン、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、C6-20アリールアミド、またはC1-20アルキリデンであり、
    ~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC2-20アルケニル、置換または非置換のC6-20アリール、置換または非置換のC1-20アルキルC6-20アリール、置換または非置換のC6-20アリールC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20ヘテロアルキル、置換または非置換のC3-20ヘテロアリール、置換または非置換のC1-20アルキルアミド、置換または非置換のC6-20アリールアミド、置換または非置換のC1-20アルキリデン、もしくは置換または非置換のC1-20シリルであり、前記R~RおよびR~R10はそれぞれ独立して、隣接する基が結合して置換または非置換の飽和または不飽和C4-20環を形成し得る。
  2. 前記化学式1で表される化合物対前記化学式2で表される化合物のモル比が100:1~1:100の範囲である、請求項1に記載の混成触媒組成物。
  3. 第1混成触媒組成物として、前記化学式1および化学式2において、MとMとが互いに異なり、それぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xがそれぞれハロゲンであり、R~RおよびR~R10がそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールである、請求項1に記載の混成触媒組成物。
  4. 第2混成触媒組成物として、前記化学式1および化学式2において、MとMとが互いに異なり、それぞれジルコニウムまたはハフニウムであり、Xがそれぞれ置換または非置換のC1-20アルキルであり、R~RおよびR~R10がそれぞれ、水素、置換または非置換のC1-20アルキル、置換または非置換のC1-20アルケニル、もしくは置換または非置換のC6-20アリールである、請求項1に記載の混成触媒組成物。
  5. 前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-1~1-12で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-1~2-12で表される遷移金属化合物のうち少なくとも1つである、請求項3に記載の混成触媒組成物:
    [化学式1-1]
    Figure 2023527337000203
    [化学式1-2]
    Figure 2023527337000204
    [化学式1-3]
    Figure 2023527337000205
    [化学式1-4]
    Figure 2023527337000206
    [化学式1-5]
    Figure 2023527337000207
    [化学式1-6]
    Figure 2023527337000208
    [化学式1-7]
    Figure 2023527337000209
    [化学式1-8]
    Figure 2023527337000210
    [化学式1-9]
    Figure 2023527337000211
    [化学式1-10]
    Figure 2023527337000212
    [化学式1-11]
    Figure 2023527337000213
    [化学式1-12]
    Figure 2023527337000214
    [化学式2-1]
    Figure 2023527337000215
    [化学式2-2]
    Figure 2023527337000216
    [化学式2-3]
    Figure 2023527337000217
    [化学式2-4]
    Figure 2023527337000218
    [化学式2-5]
    Figure 2023527337000219
    [化学式2-6]
    Figure 2023527337000220
    [化学式2-7]
    Figure 2023527337000221
    [化学式2-8]
    Figure 2023527337000222
    [化学式2-9]
    Figure 2023527337000223
    [化学式2-10]
    Figure 2023527337000224
    [化学式2-11]
    Figure 2023527337000225
    [化学式2-12]
    Figure 2023527337000226
  6. 前記化学式1で表される遷移金属化合物が、下記化学式1-13~1-24で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つであり、前記化学式2で表される遷移金属化合物が、下記化学式2-13~2-24で表される遷移金属化合物のうちの少なくとも1つである、請求項4に記載の混成触媒組成物:
    [化学式1-13]
    Figure 2023527337000227
    [化学式1-14]
    Figure 2023527337000228
    [化学式1-15]
    Figure 2023527337000229
    [化学式1-16]
    Figure 2023527337000230
    [化学式1-17]
    Figure 2023527337000231
    [化学式1-18]
    Figure 2023527337000232
    [化学式1-19]
    Figure 2023527337000233
    [化学式1-20]
    Figure 2023527337000234
    [化学式1-21]
    Figure 2023527337000235
    [化学式1-22]
    Figure 2023527337000236
    [化学式1-23]
    Figure 2023527337000237
    [化学式1-24]
    Figure 2023527337000238
    [化学式2-13]
    Figure 2023527337000239
    [化学式2-14]
    Figure 2023527337000240
    [化学式2-15]
    Figure 2023527337000241
    [化学式2-16]
    Figure 2023527337000242
    [化学式2-17]
    Figure 2023527337000243
    [化学式2-18]
    Figure 2023527337000244
    [化学式2-19]
    Figure 2023527337000245
    [化学式2-20]
    Figure 2023527337000246
    [化学式2-21]
    Figure 2023527337000247
    [化学式2-22]
    Figure 2023527337000248
    [化学式2-23]
    Figure 2023527337000249
    [化学式2-24]
    Figure 2023527337000250
  7. (1)下記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる段階と、(2)前記段階(1)で得られた溶液に、下記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる段階と、(3)前記段階(2)で得られた反応混合物に、下記化学式4で表される化合物と下記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第1混成触媒組成物を得る段階とを含むが、前記段階(1)で添加される前記化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1であり、前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物対前記段階(3)で添加される前記化学式6で表される化合物の当量比が1:100~100:1である、混成触媒組成物の調製方法:
    [化学式3]
    Figure 2023527337000251
    [化学式4]
    Figure 2023527337000252
    [化学式5]

    [化学式6]

    前記化学式1~6において、Xがハロゲンであり、M、M、R~RおよびR~R10は、請求項1で定義した通りである。
  8. 前記段階(1)において、前記化学式3で表される化合物が、下記化学式3-1~3-6で表される化合物のうち少なくとも1つである、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法:
    [化学式3-1]
    Figure 2023527337000253
    [化学式3-2]
    Figure 2023527337000254
    [化学式3-3]
    Figure 2023527337000255
    [化学式3-4]
    Figure 2023527337000256
    [化学式3-5]
    Figure 2023527337000257
    [化学式3-6]
    Figure 2023527337000258
  9. 前記段階(1)において、前記溶媒が、ヘキサン、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトン、および酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  10. 前記段階(2)において、前記化学式5で表される化合物がZrClである、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  11. 前記段階(2)において、反応温度が0℃~120℃であり、反応時間が1時間~72時間である、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  12. 前記段階(3)において、前記化学式(4)で表される化合物が、下記化学式4-1~4-12で表される化合物のうち少なくとも1つである、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法:
    [化学式4-1]
    Figure 2023527337000259
    [化学式4-2]
    Figure 2023527337000260
    [化学式4-3]
    Figure 2023527337000261
    [化学式4-4]
    Figure 2023527337000262
    [化学式4-5]
    Figure 2023527337000263
    [化学式4-6]
    Figure 2023527337000264
    [化学式4-7]
    Figure 2023527337000265
    [化学式4-8]
    Figure 2023527337000266
    [化学式4-9]
    Figure 2023527337000267
    [化学式4-10]
    Figure 2023527337000268
    [化学式4-11]
    Figure 2023527337000269
    [化学式4-12]
    Figure 2023527337000270
  13. 前記段階(3)において、前記化学式6で表される化合物がHfClである、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  14. 前記段階(3)において、反応温度が0℃~120℃であり、反応時間が1時間~72時間である、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  15. (3a)第1混成触媒組成物を溶媒に段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に下記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含む、請求項7に記載の混成触媒組成物の調製方法:
    [化学式7a]
    MgX
    [化学式7b]
    Li
    前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、XおよびXはそれぞれ独立して、C1-20アルキル、C2-20アルケニル、C2-20アルキニル、C6-20アリール、C1-20アルキルC6-20アリール、C6-20アリールC1-20アルキル、C1-20アルキルアミド、C6-20アリールアミド、またはC1-20アルキリデンであり、Xはハロゲンである。
  16. 前記段階(3a)において、前記溶媒がヘキサン、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトンおよび酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項15に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  17. 前記段階(3b)において、反応温度が0℃~120℃であり、反応時間が1時間~72時間である、請求項15に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  18. (3c)前記第1混成触媒組成物または前記第2混成触媒組成物を乾燥させる段階をさらに含む、請求項7または15に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  19. (3d)前記段階(3c)で得られた乾燥混成触媒組成物を溶媒に溶解させた後、フィルターにより未反応物および/または不純物を除去する段階をさらに含む、請求項18に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  20. 前記段階(3d)において、前記溶媒がヘキサン、ペンタン、トルエン、ベンゼン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、アセトンおよび酢酸エチルからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項19に記載の混成触媒組成物の調製方法。
  21. 請求項1~6のいずれか1項に記載の混成触媒組成物と、助触媒化合物とを含む、オレフィン重合用触媒。
  22. 前記助触媒化合物が、下記化学式8で表される化合物、化学式9で表される化合物および化学式10で表される化合物からなる群より選択される1つ以上である、請求項21に記載のオレフィン重合用触媒:
    [化学式8]
    Figure 2023527337000271
    [化学式9]
    Figure 2023527337000272
    [化学式10]
    [L-H][Z(A)または[L][Z(A)
    前記化学式8において、nは2以上の整数であり、Rはハロゲン原子、C1-20炭化水素基、またはハロゲンで置換されたC1-20炭化水素基であり、
    前記化学式9において、Dはアルミニウム(Al)またはボロン(B)であり、R、RおよびRはそれぞれ独立して、ハロゲン原子、C1-20炭化水素基、ハロゲンで置換されたC1-20炭化水素基、またはC1-20アルコキシ基であり、
    前記化学式10において、Lは中性または陽イオン性ルイス塩基であり、[L-H]および[L]はブレンステッド酸であり、Zは第13族元素であり、Aはそれぞれ独立して置換または非置換のC6-20アリール基か、もしくは置換または非置換のC1-20アルキル基である。
  23. 前記化学式8で表される化合物が、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、およびブチルアルミノキサンからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項22に記載のオレフィン重合用触媒。
  24. 前記化学式9で表される化合物が、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-s-ブチルアルミニウム、トリシクロペンチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリイソペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、エチルジメチルアルミニウム、メチルジエチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ-p-トリルアルミニウム、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリイソブチルボロン、トリプロピルボロン、およびトリブチルボロンからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項22に記載のオレフィン重合用触媒。
  25. 前記化学式10で表される化合物が、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリブチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、ジエチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボレート、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリメチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリエチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、ジエチルアンモニウムテトラペンタテトラフェニルアルミニウム、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラ(o、p-ジメチルフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、およびトリフェニルカルベニウムテトラペンタフルオロフェニルボレートからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項22に記載のオレフィン重合用触媒。
  26. 前記混成触媒組成物、前記助触媒化合物、またはその両方とも担持する担体をさらに含む、請求項21に記載のオレフィン重合用触媒。
  27. 前記担体が、シリカ、アルミナ、および酸化マグネシウム(マグネシア)からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項26に記載のオレフィン重合用触媒。
  28. 前記担体に担持される混成遷移金属化合物の総量が、担体1gを基準に0.001mmol~1mmolであり、前記担体に担持される前記助触媒化合物の量が、担体1gを基準に2mmol~15mmolである、請求項26に記載のオレフィン重合用触媒。
  29. (1)下記化学式3で表される化合物を溶媒に溶解させる段階と、(2)前記段階(1)で得られた溶液に、下記化学式5で表される化合物を添加した後、撹拌下で反応させる段階と、(3)前記段階(2)で得られた反応混合物に、下記化学式4で表される化合物と下記化学式6で表される化合物とを添加した後、撹拌下で反応させ、下記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第1混成触媒組成物を得る段階と、(4)前記混成触媒組成物、助触媒化合物、またはその両方とも担体に担持させる段階と、を含むが、前記段階(1)で添加される前記化学式3で表される化合物対前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物の当量比が1:1~1.5:1であり、前記段階(2)で添加される前記化学式5で表される化合物対前記段階(3)で添加される前記化学式6で表される化合物の当量比が1:100~100:1である、オレフィン重合用触媒の調製方法:
    [化学式1]
    Figure 2023527337000273
    [化学式2]
    Figure 2023527337000274
    [化学式3]
    Figure 2023527337000275
    [化学式4]
    Figure 2023527337000276
    [化学式5]

    [化学式6]

    前記化学式1~6において、Xがハロゲンであり、M、M、R~RおよびR~R10は、請求項1に定義の通りである。
  30. (3a)第1混成触媒組成物を溶媒に溶解する段階と、(3b)前記段階(3a)で得られた溶液に、前記化学式7aで表される化合物、化学式7bで表される化合物またはフッ化水素アンモニウム(NHHF)を添加した後、撹拌下で反応させ、前記化学式1および化学式2で表される遷移金属化合物を含む第2混成触媒組成物を得る段階と、をさらに含む、請求項29に記載のオレフィン重合用触媒の調製方法:
    [化学式7a]
    MgX
    [化学式7b]
    Li
    前記化学式7aおよび化学式7bにおいて、X、X、およびXは、請求項15に定義の通りである。
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