JP2024516876A - プロピレンの重合 - Google Patents
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Abstract
得られるポリプロピレンが高分子量アタクチックポリプロピレンである、プロピレンの重合のためのプロセスが説明される。さらに説明されるのは、高分子量および超高分子量アタクチックポリプロピレンである。【選択図】図1A
Description
本発明は、ポリプロピレンを調製するためのプロセスに関する。より詳細には、本発明は、アタクチックポリプロピレンを調製するためのプロセスに関する。
α-オレフィン、特にエチレンは、特定の遷移金属触媒の存在下、低または中程度の圧力で容易に重合できることが知られている。これらの触媒は一般に、チーグラー・ナッタ型触媒として知られている。
α-オレフィンの重合の触媒作用をするチーグラー・ナッタ型触媒の特定の基は、多くの場合、アルミノキサン活性化剤と組み合わされて、メタロセン遷移金属触媒を含む。メタロセンは、2個のη5-シクロペンタジエニル型リガンドの間で結合された金属を含むものである。
ポリプロピレンには、無数の工業的な使途が存在している。商用ポリプロピレンは通常、アイソタクチックまたはシンジオタクチックであり、様々な分子量で容易に生成できる。低分子量「アタクチック」ポリプロピレンは、アイソタクチックポリプロピレンの工業的生産において副生成物として得られ、ビチューメンおよびホットメルト接着剤への添加剤として用途が見出されている。一方、この生成物は、純粋にアタクチックなものではなく、実際は、異なる立体規則性および分子量のポリマー鎖の混合物から構成されている。アイソタクチックおよびシンジオタクチックポリプロピレンのための向上された立体特異性を有する工業的な触媒が発展していることから、アタクチックポリプロピレンの利用可能性が低減している。それにもかかわらず、非晶質ポリプロピレンへの工業的な関心は依然として存在している。
したがって、特に、穏やかで工業的に魅力的な条件下、高い分子量を有するアタクチックポリプロピレンを生成することが可能な触媒への需要が存在している。
本発明は、上記を念頭に置いて見出されたものである。
本発明の第1の態様によれば、ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを、以下に示される式I:
[式中、
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセスが提供される。
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセスが提供される。
本発明の第2の態様によれば、ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを、以下に示される式I:
[式中、
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキルおよび(2~4C)アルケニルからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセスが提供される。
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキルおよび(2~4C)アルケニルからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセスが提供される。
本発明の第3の態様によれば、500,000g mol-1超の分子量(Mw)を有するアタクチックポリプロピレンが提供される。
本発明の第4の態様によれば、第1または第2の態様のプロセスによって、得られる、直接得られる、または得ることができるポリプロピレンが提供される。
本発明の第5の態様によれば、本明細書にて定義する式Iに従う構造を有する化合物が提供される。
[定義]
用語「(m~nC)」または「(m~nC)基」は、単独でまたは接頭語として使用され、m~n個の炭素原子を有する任意の基を指す。
用語「(m~nC)」または「(m~nC)基」は、単独でまたは接頭語として使用され、m~n個の炭素原子を有する任意の基を指す。
用語「アルキル」は、本明細書にて、直鎖および分岐鎖アルキル基の両方を含む。「プロピル」などの個別のアルキル基への言及は、直鎖式のみに特定的であり、「イソプロピル」などの個別の分岐鎖アルキル基への言及は、分岐鎖式のみに特定的である。例えば、「(1~6C)アルキル」は、(1~4C)アルキル、(1~3C)アルキル、プロピル、イソプロピル、およびt-ブチルを含む。
用語「アルケニル」は、2個以上の炭素原子を含む直鎖および分岐鎖アルキル基を指し、基内に少なくとも1個の炭素-炭素二重結合が存在するものである。アルケニル基として、例えば、エテニル、プロペニル、およびブタ-2,3-エニルが挙げられ、すべての可能な幾何(E/Z)異性体を含む。
用語「アルキニル」は、2個以上の炭素原子を含む直鎖および分岐鎖アルキル基を指し、基内に少なくとも1個の炭素-炭素三重結合が存在するものである。アルキニル基としては、例えば、アセチレニルおよびプロピニルが挙げられる。
用語「アルコキシ」は、O-連結した直鎖および分岐鎖アルキル基を指す。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、およびt-ブトキシが挙げられる。
用語「ハロアルキル」は、本明細書にて、1または複数の水素原子が、ハロゲン(フッ素など)原子によって置き換えられた、アルキル基を指す。多くの場合、ハロアルキルは、フルオロアルキルである。ハロアルキル基としては、例えば、-CH2F、-CHF2、および-CF3が挙げられる。最も多くの場合、ハロアルキルは、-CF3である。
用語「ハロ」または「ハロゲノ」は、フルオロ、クロロ、ブロモ、およびヨード、好適には、フルオロ、クロロ、およびブロモ、より好適には、フルオロおよびクロロを指す。最も好適には、ハロはクロロである。
用語「カルボシクリル」、「炭素環式」、または「炭素環」は、非芳香族飽和または部分的飽和単環式、縮合、架橋、またはスピロ二環式炭素含有環系を意味する。炭素環式基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロへキシル、シクロヘキセニル、およびスピロ[3.3]ヘプタニルが挙げられる。
用語「ヘテロシクリル」、「ヘテロ環式」、または「ヘテロ環」は、窒素、酸素、または硫黄から選択される1または複数(例えば、1~4個、特に1、2、または3個)のヘテロ原子を組み込む、非芳香族飽和または部分的飽和単環式、縮合、架橋、またはスピロ二環式ヘテロ環式環系を意味する。ヘテロ環としては、例えば、アゼチジニル、ピロリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、テトラヒドロトリアジニル、およびテトラヒドロピラゾリルなどが挙げられる。
用語「アリール」または「芳香族」は、本明細書にて、6、7、8、9、または10個の環炭素原子を含む芳香族環系を意味する。アリールは、多くの場合にフェニルであるものの、2個以上の環を有し、そのうちの少なくとも1個が芳香族である多環式環系であってもよい。この用語は、例えば、フェニルおよびナフチルなどの基への言及を含む。
用語「ヘテロアリール」または「ヘテロ芳香族」は、窒素、酸素、または硫黄から選択される1または複数(例えば、1~4個、特に1、2、または3個)のヘテロ原子を組み込む、芳香族単環式環、二環式環、または多環式環を意味する。5員ヘテロアリール基としては、例えば、ピロリル、フラニル、チエニル、イミダゾリル、フラザニル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、オキサトリアゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、およびテトラゾリル基が挙げられるが、これらに限定されない。6員ヘテロアリール基としては、例えば、ピリジル、ピラジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、およびトリアジニルが挙げられるが、これらに限定されない。
用語「置換された」は、本明細書にて部分を参照して使用され、前記部分における水素原子のうちの1または複数、特に最大5個までが、説明される置換基の対応する数によって、互いに独立して置き換えられていることを意味する。好ましくは、「置換された」は、部分を参照して本明細書で使用され、前記部分における水素原子のうちの1、2または3個が、説明される置換基の対応する数によって、互いに独立して置き換えられていることを意味する。さらにより好ましくは、「置換された」は、部分を参照して本明細書で使用され、前記部分における水素原子のうちの1または2個が、説明される置換基の対応する数によって、互いに独立して置き換えられていることを意味する。用語「任意選択的に置換された」は、本明細書にて、置換されているか、または置換されていないことを意味する。
当然ながら、置換基は、化学的に可能な位置のみにあってもよく、当業者が、不適切な努力をすることなく、特定の置換が可能であるかを(実験的にまたは理論的に)決定できることが理解されるであろう。
本明細書の説明および特許請求の範囲の全体にわたって、用語「含む(comprise)」(または「含む(comprises)」または「含む(comprising)」)を使用して、本明細書で主題が説明される場合、代替的に、用語「からなる(consist of)」(または「からなる(consists of)」または「からなる(consisting of)」)または「本質的に、からなる(consist essentially of)」(または「本質的に、からなる(consists essentially of)」または「本質的に、からなる(consisting essentially of)」)を使用して説明される同じ主題も企図されている。
本明細書の説明および請求項の全体にわたって、単数形の語は、文脈上別段の必要がない限り、複数形の語を包含する。特に、不定冠詞が使用されている場合、文脈上別段の必要がない限り、本明細書では単数性だけでなく複数性も考慮されているとして理解されるべきである。
本発明の特定の態様、実施形態、または実施例と併せて説明される特徴は、本明細書で説明される任意の他の態様、実施形態、または実施例において、不適合でない限り適用可能であると理解されるべきである。本明細書(任意の添付の請求項、要約、および図面を含む)において開示される特徴のすべて、および/または本明細書にて開示される任意の方法もしくはプロセスの工程のすべては、そのような特徴および/または工程の少なくともいくつかが、相互排他的である組み合わせを除く任意の組み合わせで、組み合わされてもよい。本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態のうちのいずれのものの詳細にも、制限されない。本発明は、本明細書(任意の添付の請求項、要約、および図面を含む)に開示の特徴の、任意の新規の1つ、もしくは任意の新規の組み合わせ、または本明細書に開示の、任意の方法もしくはプロセスの工程の、任意の新規の1つ、または任意の新規の組み合わせに及ぶものである。
別段の指定がない限り、所与の生成物の特定の成分の分量または濃度が、重量パーセント(wt.%または%w/w)として指定される場合、当該重量パーセントは、生成物全体としての全重量に対する前記成分の重量パーセントを指す。生成物のすべての成分の重量パーセントの合計は、合計100wt.%となることが当業者によって理解されるであろう。一方で、すべての成分が列挙されていない場合(例えば、生成物が、1または複数の特定の成分を「含む」と言われている場合)、重量パーセントの均衡は、任意選択的に、指定されない混合物成分によって100wt%にされてもよい。
[プロピレンの重合]
本発明の第1の態様によれば、ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを以下に示される式I:
[式中、
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセスが提供される。
本発明の第1の態様によれば、ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを以下に示される式I:
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセスが提供される。
厳密な調査を通して、本発明者らは、プロピレンの重合において非常に活性な前駆触媒として機能し、低い多分散性を有する高分子量(すなわち、Mw>200,000g mol-1)および超高分子量(すなわち、>1,000,000g mol-1)のアタクチックポリプロピレンを生成し、最先端技術における前述の欠点に対処する新規の化合物を見い出した。さらに、本プロセスにより、意図される末端ポリマーの用途に従って、得られるポリプロピレンの分子量を簡単に調整することが可能となり、これによってより高い工業的な柔軟性が与えられる。
以下の節は、式(I)の化合物についてさらに詳細に議論し、本発明の第1および第2の態様の両方に適用可能である。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群から選択されてもよい。好適には、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素、(1~4C)アルキル、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群から選択される。
R7は、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択されてもよい。好適には、R7は、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールは、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する。最も好適には、R7は、フェニルである。R7は、1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換されていてもよい。
R8は、ハロおよび(1~3C)アルキルからなる群から選択されてもよい。
特定の一実施形態にて、R1およびR2は、それぞれ独立して、水素、メチル、tert-ブチル、および-C(CH3)2Phからなる群から選択され、Phは、フェニルを表す。好適には、R1およびR2は、それぞれ独立して、メチル、tert-ブチル、および-C(CH3)2Phからなる群から選択される。特定の非限定的な例としては、(i)R1は、tert-ブチルであり、R2は、メチルである;(ii)R1およびR2は、両方、tert-ブチルである;ならびに(iii)R1およびR2は、両方、-C(CH3)2Phである;が挙げられ、これらのうち、例(ii)が特に好適である。
RaおよびRbは、独立して、(1~3C)アルキルおよびアリールから選択されてもよく、それらの特定の例としては、メチル、n-プロピル、およびフェニルが挙げられる。例えば、RaおよびRbは、それぞれ、メチルおよびメチル、またはそれぞれ、メチルおよびn-プロピル、またはそれぞれ、メチルおよびフェニルであってもよい。
RaおよびRbは、独立して、(1~3C)アルキルから選択されてもよく、それらの特定の例としては、メチルおよびn-プロピルが挙げられる。好適には、RaおよびRbの両方は、同一である。より好適には、RaおよびRbは、両方、メチルである。
各Yは、独立して、ヒドリド、クロロ、ブロモ、ヨード、(1~3C)アルキル、(1~3C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14からなる群から選択されてもよい。
好適には、pは、1であり、R9は、メチルである。
R10およびR11は、独立して、(1~3C)アルキル、特にメチルから選択されてもよい。
R12およびR13は、水素であってもよい。
R14は、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択されてもよい。好適には、R14は、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールは、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する。最も好適には、R14は、フェニルである。R14は、独立して、1または複数のR15基で、任意選択的に置換されていてもよく、それらのそれぞれは、好適には、独立して、(1~4C)アルキルからなる群から選択される。
特定の非限定的な-(O)q-(CR12R13)r-R14基としては、例えば、
[式中、各R16は、独立して、水素およびR15から選択される。]
が挙げられる。
が挙げられる。
特定の一実施形態にて、各Yは、独立して、クロロ、ブロモ、ヨード、メチル、-CH2Si(CH3)3、-N(CH3)2、および-O-2,6-ジイソプロピルフェニルからなる群から選択される。好適には、各Yは、独立して、クロロ、ブロモ、ヨード、およびメチルからなる群から選択される。より好適には、両方のYは、同一である。
特に好適な一実施形態にて、Yは、クロロである。
特定の一実施形態にて、式Iの化合物は、以下に示される式I-A:
[式中、R1、R2、およびYは、上記に定義されるとおりである。]
に従う構造を有する。
に従う構造を有する。
特定の一実施形態にて、式Iの化合物は、以下に示される式I-B:
[式中、R1、R2、Ra、およびRbは、上記に定義されるとおりである。]
に従う構造を有する。
に従う構造を有する。
特定の一実施形態にて、式Iの化合物は、以下に示される式I-C:
[式中、R1およびR2は、上記に定義されるとおりである。]
に従う構造を有する。
に従う構造を有する。
特定の一実施形態にて、式Iの化合物は、以下の構造:
[式中、tBuは、tert-ブチルを表し、およびPhは、フェニルを表す。]
のうちの1つを有する。
のうちの1つを有する。
式(I)の化合物は、担持基材に関連付けられて(固定されて、または担持されて、など)もよい。好適には、担持基材は、固体である。化合物は、直接的にまたは好適な連結部分を介して、1または複数の共有結合またはイオン性相互作用によって、担持基材に固定されてもよいことが認識されるだろう。担持基材の化合物の固定の結果として生じる軽微な構造的な変更(例えば、Y基の1個または両方の喪失)も、本発明の範囲内であることが認識されるだろう。
担持基材は、好適には、固体ポリメチルアルミノキサン、シリカ担持メチルアルミノキサン、アルミナ、ゼオライト、層状複水酸化物、および層状複水酸化物担持メチルアルミノキサンから選択される。
より好適には、担持基材は、固体ポリメチルアルミノキサンである。固体ポリメチルアルミノキサン担持基材におけるAlの、式Iの化合物中の金属Xに対するモル比(すなわち、[Al担持]/[X])は、50:1~400:1であってもよく、好適には150:1~250:1である。
用語「固体MAO」、「sMAO」、および「固体ポリメチルアルミノキサン」は、本明細書にて同一の意味で使用され、一般式-[(Me)AlO]n-(式中、nは4から50までの整数(例えば、10~50)である)を有する固体相材料を指す。任意の好適な固体ポリメチルアルミノキサンが使用されてもよい。
固体ポリメチルアルミノキサンと他の従来のMAOとの間には、多数の実質的な構造的および挙動的な差異が存在する。おそらく最も顕著には、固体ポリメチルアルミノキサンは、多くの炭化水素溶媒におけるその不溶性によって、他のMAOから区別され、したがって、異質の担持系として作用する。スラリー重合における活性化剤種として、または別個の固体担持基材(例えば、SiO2)の表面を改変させるために伝統的に使用される従来の炭化水素可溶性MAOとは対照的に、本発明の一部として有用である固体ポリメチルアルミノキサンは、それ自体が固体相担持基材としての使用に好適である。したがって、本発明の一部として使用される固体ポリメチルアルミノキサン担持基材は、固体担持基材(例えば、SiO2、Al2O3、およびZrO2などの無機材料)であると考えられ得る他のいかなる種も欠いている。さらに、固体ポリメチルアルミノキサンの二重の機能(触媒担持基材および活性化剤種として)を考慮すると、固体ポリメチルアルミノキサンに担持された本発明に係る化合物は、オレフィン重合反応に使用される場合、追加の触媒活性化剤種(例えば、TIBA)の存在を必要としなくてもよい。
固体ポリメチルアルミノキサンは、MAOおよび炭化水素溶媒(例えば、トルエン)を含有する溶液を加熱して固体ポリメチルアルミノキサンを析出することによって調製されてもよい。MAOおよび炭化水素溶媒を含有する溶液は、炭化水素溶媒(例えば、トルエン)中でトリメチルアルミニウムおよび安息香酸を反応させ、次いで得られた混合物を加熱することによって調製されてもよい
固体ポリメチルアルミノキサンのアルミニウム含有量は、好適には36~41wt%の範囲内にある。
本発明の一部として有用である固体ポリメチルアルミノキサンは、トルエンおよびn-ヘキサンにおける極めて低い溶解度によって特徴付けられる。一実施形態にて、25℃のn-ヘキサンにおける固体ポリメチルアルミノキサンの溶解度は0~2mol%である。好適には、25℃のn-ヘキサンにおける固体ポリメチルアルミノキサンの溶解度は0~1mol%である。より好適には、25℃のn-ヘキサンにおける固体ポリメチルアルミノキサンの溶解度は0~0.2mol%である。代替的または追加的に、25℃のトルエンにおける固体ポリメチルアルミノキサンの溶解度は0~2mol%である。好適には、25℃のトルエンにおける固体ポリメチルアルミノキサンの溶解度は0~1mol%である。より好適には、25℃のトルエンにおける固体ポリメチルアルミノキサンの溶解度は0~0.5mol%である。溶媒における溶解度は、JP-B(KOKOKU)-H07 42301において説明される方法によって測定することができる。
特に好適な一実施形態にて、固体ポリメチルアルミノキサンは、WO2010/055652またはWO2013/146337に説明されるとおりであり、東ソー・ファインケム株式会社、日本から取得可能である。
プロセスは、活性化剤または共触媒の存在下で行われてもよい。好適には、活性化剤または共触媒は、1または複数の有機アルミニウム化合物である。より好適には、1または複数の有機アルミニウム化合物は、アルキルアルミニウム化合物である。アルキルアルミニウム化合物としては、例えば、メチルアルミノキサン、トリイソブチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、およびトリエチルアルミニウムが挙げられる。最も好適には、有機アルミニウム化合物は、メチルアルミノキサンである。好適には、有機アルミニウム化合物中のAlの、式Iの化合物中の金属Xに対するモル比(すなわち、[Alco-cat]/[X])は、200:1~5000:1であってもよい。好適には、[Alco-cat]/[X]は、1000:1~5000:1である。
プロセスによって生成されるポリプロピレンは、アタクチックである。好適には、ポリプロピレンは、>200,000g mol-1の分子量(Mw)を有する。より好適には、ポリプロピレンは、>400,000g mol-1の分子量(Mw)を有する。さらに好適には、ポリプロピレンは、>600,000g mol-1の分子量(Mw)を有する。さらにより好適には、ポリプロピレンは、>800,000g mol-1の分子量(Mw)を有する。なおさらにより好適には、ポリプロピレンは、>1,000,000g mol-1の分子量(Mw)を有する。最も好適には、ポリプロピレンは、>1,200,000g mol-1の分子量(Mw)を有する。
式(I)の化合物は、担持されていなくてもよく、この場合、重合プロセスは、溶液相において行われる。代替的に、式Iの化合物は、担持基材上に担持されてもよく、この場合、重合プロセスは、スラリー相において行われる。任意の好適な溶媒が、どちらのプロセスにも使用できる。好適には、溶媒は、非極性、非芳香族炭化水素溶媒である。より好適には、溶媒は、ヘキサンである。
当業者は、重合プロセスを行うために適切な条件(たとえば、温度、圧力など)を選択することが可能である。好適には、プロセスは、5~90℃の温度で行われてもよい。より好適には、プロセスは、30~75℃の温度で行われる。
ポリプロピレンは、好適にはホモポリマーである。代替的に、ポリプロピレンは、ポリプロピレン含有コポリマーであってもよく、この場合、プロセスは、プロピレンおよび他の(4~10C)α-オレフィンを、式(I)に従う構造を有する化合物と接触させることを含む。好適には、プロセスにおいて使用されるプロピレンおよび他のα-オレフィンの分量は、得られるコポリマー内の繰り返し単位の90%超が、プロピレンの重合に由来するものである。
本発明の第5の態様によれば、本明細書にて定義する式Iの化合物が提供される。第5の態様に従う化合物は、第1および第2の態様と関連して、本明細書で略述される定義のうちのいずれかを有してもよいことが理解されるであろう。
[高分子量アタクチックポリプロピレン]
本発明の第3の態様によれば、500,000g mol-1超の分子量(Mw)を有するアタクチックポリプロピレンが提供される。
本発明の第3の態様によれば、500,000g mol-1超の分子量(Mw)を有するアタクチックポリプロピレンが提供される。
本発明に係るプロピレン重合プロセスは、高い分子量を有する純粋なアタクチックポリプロピレンを入手する問題の解決法を提供する。
用語「アタクチックポリプロピレン」は、ペンダントメチル基がポリマー鎖の両側でその長さに沿ってランダムに配向されているポリプロピレンホモポリマーを表すものであるとは、当業者には明らかであろう。
本発明に係るアタクチックポリプロピレンは、示差走査熱量測定(DSC)によって分析される場合、<15%の結晶化度を有する。
本発明に係るアタクチックポリプロピレンは、最も好適には、DSCによって分析される場合、<1%の結晶化度を有する(たとえば、非晶質である)ものである、かつ/または、DSCによって分析される場合、検出可能な融解エンタルピー(ΔHf)を有さないものである。
本発明に係るアタクチックポリプロピレンは、好適には、ベルヌーイ統計学を用いて13C NMRによって決定されて、0.25~0.75のPrを有する。より好適には、Prは、0.45~0.55である。
アタクチックポリプロピレンの分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって決定される。本発明に係るアタクチックポリプロピレンは、600,000g mol-1超の分子量(Mw)を有してもよい。好適には、アタクチックポリプロピレンは、700,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。より好適には、アタクチックポリプロピレンは、800,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。さらに好適には、アタクチックポリプロピレンは、900,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。さらにより好適には、アタクチックポリプロピレンは、1,000,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。なおさらにより好適には、アタクチックポリプロピレンは、1,100,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。特に好適には、アタクチックポリプロピレンは、1,200,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。最も好適には、アタクチックポリプロピレンは、1,300,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する。
アタクチックポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、好適には3.0未満である。より好適には、アタクチックポリプロピレンのPDIは、好適には2.8未満である。さらに好適には、アタクチックポリプロピレンのPDIは、2.6未満である。さらに好適には、アタクチックポリプロピレンのPDIは、2.4未満である。なおさらにより好適には、アタクチックポリプロピレンのPDIは、2.2未満である。
特定の一実施形態にて、アタクチックポリプロピレンは、800,000g mol-1超の分子量(Mw)および2.6未満のPDIの分散性を有する。
特定の一実施形態にて、アタクチックポリプロピレンは、1,200,000g mol-1超の分子量(Mw)および2.4未満のPDIを有する。
アタクチックポリプロピレンは、-20℃~0℃のガラス転移温度(Tg)を有してもよい。Tgは、DSCによって算出されてもよい。好適には、アタクチックポリプロピレンは、-15℃~-1℃のTgを有する。
アタクチックポリプロピレンは、可視光領域(380~750nm)にわたって>75%の光学透過率を有してもよい。光学透過率は、UV-vis分光光度法によって算出されてもよい。好適には、アタクチックポリプロピレンは、可視光領域(380~750nm)にわたって>80%(たとえば、80~90%)の光学透過率を有する。
本発明の第3の態様の特徴はまた、本発明の第4の態様の特徴となることが理解されるであろう。
以下の付番したステートメント1~67は、特許請求の範囲ではないものの、代替的に、請求項に係る発明の特定の態様および実施形態を定義するものとして機能する。
1.ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを、以下に示される式I:
[式中、
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセス。
2.R1およびR2は、水素、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群からそれぞれ独立して選択される、上記ステートメント1のプロセス。
3.R1およびR2は、水素、(1~4C)アルキル、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群からそれぞれ独立して選択される、上記ステートメント1または2のプロセス。
4.R7は、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される、上記ステートメント1~3のいずれか1つのプロセス。
5.R7は、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールが、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
6.R7は、フェニルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
7.R8は、ハロおよび(1~3C)アルキルからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
8.R1およびR2は、水素、メチル、tert-ブチル、および-C(CH3)2Phからなる群からそれぞれ独立して選択され、Phは、フェニルを表す、上記ステートメント1のプロセス。
9.R1およびR2は、tert-ブチルである、上記ステートメント1のプロセス。
10.RaおよびRbは、それぞれ、(1~4C)アルキルおよび(2~4C)アルケニルから独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つの化合物。
11.RaおよびRbは、それぞれ、(1~3C)アルキルおよびアリール(たとえば、フェニル)から独立して選択される、上記ステートメント1~9のいずれか1つの化合物。
12.RaおよびRbのうちのいずれか1つは、メチルである、先行するステートメントのいずれか1つの化合物。
13.RaおよびRbは、同一であるのものである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
14.RaおよびRbは、メチルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
15.各Yは、ヒドリド、クロロ、ブロモ、ヨード、(1~3C)アルキル、(1~3C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14からなる群から独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
16.pは、1であり、R9は、メチルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
17.R10およびR11は、(1~3C)アルキルから独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
18.R12およびR13は、水素である、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
19.R14は、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
20.R14は、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールは、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
21.R14は、フェニルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
22.R15は、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
23.R15は、(1~4C)アルキルからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
24.各Yは、クロロ、ブロモ、ヨード、メチル、-CH2Si(CH3)3、-N(CH3)2、および-O-2,6-ジイソプロピルフェニルからなる群から独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
25.各Yは、クロロ、ブロモ、ヨード、およびメチルからなる群から独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
26.両方のYは、同一である、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
27.Yは、クロロである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
28.式Iの化合物は、以下に示される式I-A:
[式中、R1、R2、およびYは、先行するステートメントのいずれか1つにおいて定義されるとおりである。]
の構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
29.式Iの化合物は、以下に示される式I-B:
[式中、R1、R2、Ra、およびRbは、上記ステートメント1~27のいずれか1つにおいて定義されるとおりである。]
の構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
30.式Iの化合物は、以下に示される式I-C:
[式中、R1およびR2は、上記ステートメント1~27のいずれか1つにおいて定義されるとおりである。]
の構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
31.式Iの化合物は、
[式中、tBuは、tert-ブチルを表し、およびPhは、フェニルを表す。]
のうちのいずれか1つの構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
32.式Iの化合物は、触媒担体上に担持されている、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
33.触媒担体は、シリカ、層状複水酸化物、メチルアルミノキサン活性化シリカ、メチルアルミノキサン活性化層状複水酸化物、および固体ポリメチルアルミノキサンからなる群から選択される、上記ステートメント32のプロセス。
34.触媒担体は、固体ポリメチルアルミノキサンである、上記ステートメント33のプロセス。
35.式Iの化合物は、担持されておらず、プロセスは、溶液相において行われる、上記ステートメント1~31のいずれか1つのプロセス。
36.式Iの化合物は、触媒担体上に担持され、プロセスは、スラリー相において行われる、上記ステートメント1~34のいずれか1つのプロセス。
37.アルキルアルミニウム化合物の存在下行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
38.アルキルアルミニウム化合物は、トリイソブチルアルミニウム、メチルアルミノキサン、トリエチルアルミニウム、およびトリメチルアルミニウムからなる群から選択される、上記ステートメント37のプロセス。
39.アルキルアルミニウム化合物は、メチルアルミノキサンである、上記ステートメント38のプロセス。
40.5~90℃の温度で行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
41.30~75℃の温度で行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
42.非極性、非芳香族炭化水素溶媒中で行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
43.溶媒は、ヘキサンである、上記ステートメント42のプロセス。
44.ポリプロピレンは、アタクチックである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
45.先行するステートメントのいずれか1つのプロセスによって、得られる、直接得られる、または得ることができるポリプロピレン。
46.500,000g mol-1超の分子量(Mw)を有するアタクチックポリプロピレン。
47.DSCによって測定される場合、<1%の結晶化度を有する(たとえば、非晶質である)、上記ステートメント45または46のポリプロピレン。
48.DSCによって分析される場合、検出可能な融解エンタルピー(ΔHf)を有しない、上記ステートメント45~47のいずれか1つのポリプロピレン。
49.600,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
50.700,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
51.800,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
52.900,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
53.1,000,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
54.1,100,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
55.1,200,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
56.1,300,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
57.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、3.0未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
58.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.8未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
59.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.6未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
60.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.4未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
61.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.2未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
62.0.25~0.75のPrを有する、上記ステートメント45~61のいずれか1つのポリプロピレン。
63.0.45~0.55のPrを有する、上記ステートメント45~61のいずれか1つのポリプロピレン。
64.-20℃~0℃のガラス転移温度(Tg)を有する、上記ステートメント45~63のいずれか1つのポリプロピレン。
65.-15℃~-1℃のガラス転移温度(Tg)を有する、上記ステートメント45~63のいずれか1つのポリプロピレン。
66.ポリプロピレンは、可視光領域(380~750nm)にわたって>75%の光学透過率を有する、上記ステートメント45~65のいずれか1つのポリプロピレン。
67.ポリプロピレンは、可視光領域(380~750nm)にわたって>80%の光学透過率を有する、上記ステートメント45~65のいずれか1つのポリプロピレン。
1.ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを、以下に示される式I:
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセス。
2.R1およびR2は、水素、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群からそれぞれ独立して選択される、上記ステートメント1のプロセス。
3.R1およびR2は、水素、(1~4C)アルキル、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群からそれぞれ独立して選択される、上記ステートメント1または2のプロセス。
4.R7は、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される、上記ステートメント1~3のいずれか1つのプロセス。
5.R7は、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールが、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
6.R7は、フェニルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
7.R8は、ハロおよび(1~3C)アルキルからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
8.R1およびR2は、水素、メチル、tert-ブチル、および-C(CH3)2Phからなる群からそれぞれ独立して選択され、Phは、フェニルを表す、上記ステートメント1のプロセス。
9.R1およびR2は、tert-ブチルである、上記ステートメント1のプロセス。
10.RaおよびRbは、それぞれ、(1~4C)アルキルおよび(2~4C)アルケニルから独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つの化合物。
11.RaおよびRbは、それぞれ、(1~3C)アルキルおよびアリール(たとえば、フェニル)から独立して選択される、上記ステートメント1~9のいずれか1つの化合物。
12.RaおよびRbのうちのいずれか1つは、メチルである、先行するステートメントのいずれか1つの化合物。
13.RaおよびRbは、同一であるのものである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
14.RaおよびRbは、メチルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
15.各Yは、ヒドリド、クロロ、ブロモ、ヨード、(1~3C)アルキル、(1~3C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14からなる群から独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
16.pは、1であり、R9は、メチルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
17.R10およびR11は、(1~3C)アルキルから独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
18.R12およびR13は、水素である、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
19.R14は、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
20.R14は、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールは、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
21.R14は、フェニルである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
22.R15は、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
23.R15は、(1~4C)アルキルからなる群から選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
24.各Yは、クロロ、ブロモ、ヨード、メチル、-CH2Si(CH3)3、-N(CH3)2、および-O-2,6-ジイソプロピルフェニルからなる群から独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
25.各Yは、クロロ、ブロモ、ヨード、およびメチルからなる群から独立して選択される、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
26.両方のYは、同一である、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
27.Yは、クロロである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
28.式Iの化合物は、以下に示される式I-A:
の構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
29.式Iの化合物は、以下に示される式I-B:
の構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
30.式Iの化合物は、以下に示される式I-C:
の構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
31.式Iの化合物は、
のうちのいずれか1つの構造を有する、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
32.式Iの化合物は、触媒担体上に担持されている、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
33.触媒担体は、シリカ、層状複水酸化物、メチルアルミノキサン活性化シリカ、メチルアルミノキサン活性化層状複水酸化物、および固体ポリメチルアルミノキサンからなる群から選択される、上記ステートメント32のプロセス。
34.触媒担体は、固体ポリメチルアルミノキサンである、上記ステートメント33のプロセス。
35.式Iの化合物は、担持されておらず、プロセスは、溶液相において行われる、上記ステートメント1~31のいずれか1つのプロセス。
36.式Iの化合物は、触媒担体上に担持され、プロセスは、スラリー相において行われる、上記ステートメント1~34のいずれか1つのプロセス。
37.アルキルアルミニウム化合物の存在下行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
38.アルキルアルミニウム化合物は、トリイソブチルアルミニウム、メチルアルミノキサン、トリエチルアルミニウム、およびトリメチルアルミニウムからなる群から選択される、上記ステートメント37のプロセス。
39.アルキルアルミニウム化合物は、メチルアルミノキサンである、上記ステートメント38のプロセス。
40.5~90℃の温度で行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
41.30~75℃の温度で行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
42.非極性、非芳香族炭化水素溶媒中で行われる、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
43.溶媒は、ヘキサンである、上記ステートメント42のプロセス。
44.ポリプロピレンは、アタクチックである、先行するステートメントのいずれか1つのプロセス。
45.先行するステートメントのいずれか1つのプロセスによって、得られる、直接得られる、または得ることができるポリプロピレン。
46.500,000g mol-1超の分子量(Mw)を有するアタクチックポリプロピレン。
47.DSCによって測定される場合、<1%の結晶化度を有する(たとえば、非晶質である)、上記ステートメント45または46のポリプロピレン。
48.DSCによって分析される場合、検出可能な融解エンタルピー(ΔHf)を有しない、上記ステートメント45~47のいずれか1つのポリプロピレン。
49.600,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
50.700,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
51.800,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
52.900,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
53.1,000,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
54.1,100,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
55.1,200,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
56.1,300,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、上記ステートメント45~48のいずれか1つのポリプロピレン。
57.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、3.0未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
58.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.8未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
59.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.6未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
60.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.4未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
61.ポリプロピレンの多分散性指標(PDI)は、2.2未満である、上記ステートメント45~56のいずれか1つのポリプロピレン。
62.0.25~0.75のPrを有する、上記ステートメント45~61のいずれか1つのポリプロピレン。
63.0.45~0.55のPrを有する、上記ステートメント45~61のいずれか1つのポリプロピレン。
64.-20℃~0℃のガラス転移温度(Tg)を有する、上記ステートメント45~63のいずれか1つのポリプロピレン。
65.-15℃~-1℃のガラス転移温度(Tg)を有する、上記ステートメント45~63のいずれか1つのポリプロピレン。
66.ポリプロピレンは、可視光領域(380~750nm)にわたって>75%の光学透過率を有する、上記ステートメント45~65のいずれか1つのポリプロピレン。
67.ポリプロピレンは、可視光領域(380~750nm)にわたって>80%の光学透過率を有する、上記ステートメント45~65のいずれか1つのポリプロピレン。
以下、本発明の1または複数の実施例について、添付図面を参照しながら例示のみを目的として説明する。
[材料および方法]
デュアルマニホールド真空/窒素管、またはMBraun Labmaster100グローブボックスで標準シュレンク管技法1を用いて、窒素の不活性雰囲気下、空気および水分に感受性の化合物を操作した。
デュアルマニホールド真空/窒素管、またはMBraun Labmaster100グローブボックスで標準シュレンク管技法1を用いて、窒素の不活性雰囲気下、空気および水分に感受性の化合物を操作した。
MBraun SPS800溶媒精製装置を使用して、ペンタン、ヘキサン、トルエン、およびベンゼンを乾燥させ、カリウムミラー(potassium mirror)上で保管し、使用前に、部分真空下で脱ガスした。MBraun SPS800装置を使用して無水DCMを乾燥させ、前活性化した3Å分子ふるい上で保管し、使用前に、部分真空下で脱ガスした。ナトリウム/ベンゾフェノンからテトラヒドロフランを蒸留し、前活性化した3Å分子ふるい上で保管し、使用前に、部分真空下で脱ガスした。
重溶媒をカリウム金属(ベンゼン-d6およびトルエン-d8)またはCaH2(クロロホルム-d、ピリジン-d5、およびテトラヒドロフラン-d8)上で乾燥させ、減圧下で還流し、静的真空下で蒸留し、凍結-減圧-解凍脱ガスを3回行い、前活性化した3または4Å分子ふるい上で保管した。空気および水分に感受性ではない試料のために、クロロホルム-dを供給されたまま使用した。
Bruker AvanceIII HD NanoBay NMR(9.4T、400.2MHz)、Bruker AvanceIII NMR(11.75T、499.9MHz)、またはBruker Avance NMR(11.75T、500.3MHz)のいずれかで13C-検出クライオプローブを用いて、NMRスペクトルを記録した。別段に記載されていない限り、298Kでスペクトルを記録し、残留プロトン溶媒共鳴を内部標準とした。化学シフトδは、テトラメチルシラン(δ=0ppm)に対して、百万分率(ppm)で報告されている。乾燥させた重溶媒を使用して、グローブボックス中で窒素の不活性雰囲気下で空気感受性の試料を調製し、5mmのYoung栓NMR管中に密閉した。固体NMRスペクトルは、Dr Nicholas Rees(オックスフォード大学)が、Bruker AvanceIII HD NanoBay固体NMR分光計(9.4T、399.9MHz)で記録した。13Cおよび29Siに関して10kHz、および27Alに関して20kHzの回転速度で、マジック角で試料を回転させた。13C NMRスペクトルはアダマンタンを、27Alはアルミニウム硝酸を、29Siはカオリナイトを標準とした。
単結晶X線回折データ収集および構造決定は、Dr Zoe R.Turner(オックスフォード大学)が行った。ペルフルオロポリエーテルオイルを使用して、結晶をMiTeGen MicroMountsにマウントし、Oxford Cryosystems Cryostreamオープンフロー(open-flow)窒素冷却装置に装着した回折計のゴニオメーターヘッドに速やかに移した。2ミラー単色化CuKα放射線(λ=1.54178Å)を使用して、Oxford Diffraction Supernova回折計でデータ収集を150Kで行い、CryAlisProを使用してデータを処理した。3構造を直接法(SIR-92)4またはチャージフリッピングアルゴリズム(SUPERFLIP)5を使用して解析し、Win-GXソフトウェアスイートを使用して、完全行列最小二乗法によって精密化した。6必要とされる場合PLATONを使用して7、分子結合長および角度を算出した。ORTEPを使用して固体状態分子構造の例示を作成した。8熱楕円体を30%確率で示した。
IR5赤外線検出器(GPC-IR5)を用いて、高温ゲルパーミエーションクロマトグラフで、Ms Liv ThobruおよびMs Sara Herum(Norner AS、ノルウェー)が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を行った。300ppmの3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)に160℃で90分間溶解することによって試料を調製し、次いで、GPCカラムを通す前に10μm SSフィルターを用いてろ過した。1mg mL-1のBHTを流量マーカーとして加えて、300ppmのBHTを含有するTCBを移動相として使用して、0.5mL min-1の流量下で試料を流した。GPCカラムおよび検出器の温度を、それぞれ145および160℃に設定した。
Mettler Toledo TGA/DSC1システムで、10K min-1の速度で25~180℃の範囲の温度内で、示差走査熱量測定を行った。ポリマー試料を100μLアルミニウムるつぼに密封した。参照として空のるつぼを用い、インジウムを使用してDSCを較正した。
2,3,4,5,6,7-ヘキサメチルインデン(SCG Chemicals Co.,Ltd.)、nBuLi(ヘキサン中、1.6M、Sigma Aldrich)、4-メチル-2-tert-ブチルフェノール(Sigma Aldrich)、6-ブロモ-2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(Alfa Aesar)、および臭素(Sigma Aldrich)を、すべて受け取ったまま使用した。文献に従ってTiCl4.2THFを調製した。9Et3NをKOH上で乾燥させ、静的真空下蒸留し、使用前に凍結-減圧-解凍脱ガスを行った。使用前に、2,4-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェノール(Sigma Aldrich)を熱いエタノールから再結晶させた。使用前に、前活性化した3Å分子ふるい上でMe2SiCl2(Sigma Aldrich)を乾燥させた。NaHCO3、続いて蒸留水を用いてアリル臭化物を洗浄し、MgSO4上で乾燥させた。プロピレンは、CK Special Gases Ltd.によって供給され、受け取ったまま使用した。固体ポリメチルアルミノキサン(sMAO)は、SCG Chemicals Co.,Ltd(タイ)によってトルエン中のスラリーとして供給され、使用前に減圧下で乾燥させた。MAOは、Chemtura Corporationによってトルエン中のスラリーとして供給され、使用前に減圧下で乾燥させた。
[PHEN-I*化合物の合成]
Me(R1) SB( R,R’ ArO,I*)MCl 2 の合成、(R 1 =Me、 n Pr、Ph。R、R’= t Bu、Me; t Bu、 t Bu;クミル、クミル。M=Ti、Zr。)
下記スキーム1に示すように、90分間撹拌した、DCM中での化学量論反応において定量的に出発フェノールの求電子性オルト臭素化を達成した。ブロモジアルキルフェノールおよび1.5当量の臭化アリルの溶液を1.5当量のNaOHの10%水溶液に滴下することによって、アリル保護を行った。保護されたブロモフェノールを、-78℃で1.3当量のnBuLi、次いで、3当量のMe(R1)SiCl2で処理し、良好な収率(57~83%)で望ましいクロロシリル中間体を得た。THF中でInd#Liとこれらの中間体を一晩撹拌して、マルチグラムスケールで75%の収率でアリル保護されたプロリガンドを得た。トリエチルアミンの存在下、nBuLiでプロリガンドを処理し、次いでMCl4.2THFを加えた。処理後、得られた赤れんが色の固体生成物をペンタンで洗浄し、19~30%の収率でチタンジクロロ錯体、Me(R1)SB(R,R’ArO,I*)MCl2を得た。
Me(R1) SB( R,R’ ArO,I*)MCl 2 の合成、(R 1 =Me、 n Pr、Ph。R、R’= t Bu、Me; t Bu、 t Bu;クミル、クミル。M=Ti、Zr。)
下記スキーム1に示すように、90分間撹拌した、DCM中での化学量論反応において定量的に出発フェノールの求電子性オルト臭素化を達成した。ブロモジアルキルフェノールおよび1.5当量の臭化アリルの溶液を1.5当量のNaOHの10%水溶液に滴下することによって、アリル保護を行った。保護されたブロモフェノールを、-78℃で1.3当量のnBuLi、次いで、3当量のMe(R1)SiCl2で処理し、良好な収率(57~83%)で望ましいクロロシリル中間体を得た。THF中でInd#Liとこれらの中間体を一晩撹拌して、マルチグラムスケールで75%の収率でアリル保護されたプロリガンドを得た。トリエチルアミンの存在下、nBuLiでプロリガンドを処理し、次いでMCl4.2THFを加えた。処理後、得られた赤れんが色の固体生成物をペンタンで洗浄し、19~30%の収率でチタンジクロロ錯体、Me(R1)SB(R,R’ArO,I*)MCl2を得た。
Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2の1H NMRスペクトル(図1A)は、PHENI*錯体の診断共鳴を示す。スペクトルは、2Hzの4JH-H定数で、2.66~1.96ppmの間に6つのI*-Me一重線、1.50~1.38ppmの間にtBu一重線、0.72~0.66ppmの間にジメチルシリル一重線、および7.58~7.19ppmの間にメタのアリールプロトンに関する芳香族対の二重線を含む。図1Bに、Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2の固体状態構造および結晶学的パラメーターの表を示す。以下に、Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2および他の選択されたMe(R1)SB(R,R’ArO,I*)MCl2化合物に関するスペクトル割り当てを略述する。
<Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2>
1H NMR (400 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 7.58 (d, 4JH-H= 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.56 (d, 4JH-H= 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 2.65 (s, 3H, I*Me), 2.55 (s, 3H, I*Me), 2.12 (s, 3H, I*Me), 2.05 (s, 3H, I*Me), 2.02 (s, 3H, I*Me), 1.96 (s, 3H, I*Me), 1.50 (s, 9H, CMe3), 1.38 (s, 9H, CMe3),および0.72 (s, 6H, SiMe) ppm.
13C{1H} NMR (126 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 167.32 (1-C6H2), 146.91 (2,4-C6H2), 144.39 (I*), 137.60 (I*), 136.61 (I*), 136.15 (I*), 136.10 (2,4-C6H2), 133.14 (6-C6H2), 132.24 (I*), 131.61 (I*), 130.85 (I*), 130.62 (I*), 127.07 (3,5-C6H2), 124.87 (3,5-C6H2), 110.40 (I*Si), 35.11 (CMe3), 34.61 (CMe3), 31.44 (CMe3), 29.73 (CMe3), 21.37 17.11 16.88 16.29 16.12 15.47 (I*Me), 3.35および1.44 (SiMe) ppm.
1H NMR (400 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 7.58 (d, 4JH-H= 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.56 (d, 4JH-H= 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 2.65 (s, 3H, I*Me), 2.55 (s, 3H, I*Me), 2.12 (s, 3H, I*Me), 2.05 (s, 3H, I*Me), 2.02 (s, 3H, I*Me), 1.96 (s, 3H, I*Me), 1.50 (s, 9H, CMe3), 1.38 (s, 9H, CMe3),および0.72 (s, 6H, SiMe) ppm.
13C{1H} NMR (126 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 167.32 (1-C6H2), 146.91 (2,4-C6H2), 144.39 (I*), 137.60 (I*), 136.61 (I*), 136.15 (I*), 136.10 (2,4-C6H2), 133.14 (6-C6H2), 132.24 (I*), 131.61 (I*), 130.85 (I*), 130.62 (I*), 127.07 (3,5-C6H2), 124.87 (3,5-C6H2), 110.40 (I*Si), 35.11 (CMe3), 34.61 (CMe3), 31.44 (CMe3), 29.73 (CMe3), 21.37 17.11 16.88 16.29 16.12 15.47 (I*Me), 3.35および1.44 (SiMe) ppm.
<Me2SB(tBu,MeArO,I*)TiCl2>
1H NMR (400 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 7.22 (d, 4JH-H = 1.9 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.19 (d, 4JH-H = 2.0 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 2.66 (s, 3H, I*Me), 2.56 (s, 3H, I*Me), 2.27 (s, 3H, 4-C6H2Me), 2.14 (s, 3H, I*Me), 2.03 (s, 3H, I*Me), 2.02 (s, 3H, I*Me), 1.98 (s, 3H, I*Me), 1.46 (s, 9H, CMe3), 0.68 (s, 3H, SiMe),および0.66 (s, 3H, SiMe) ppm.
13C{1H} NMR (126 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 167.79 (1-C6H2), 144.68 (I*), 138.03 (I*), 136.99 (2-C6H2), 136.95 (I*), 136.51 (I*), 134.04 (6-C6H2), 133.98 (4-C6H2), 132.50 (I*), 131.98 (I*), 131.37 (3,5-C6H2), 131.22 (I*), 131.01 (I*), 129.04 (3,5-C6H2), 110.75 (I*Si), 35.12 (CMe3), 30.05 (CMe3), 21.81 (I*Me), 21.44 (4-C6H2Me), 17.46 17.26 16.66 16.50 15.69 (I*Me), 3.62および1.49 (SiMe) ppm.
1H NMR (400 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 7.22 (d, 4JH-H = 1.9 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.19 (d, 4JH-H = 2.0 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 2.66 (s, 3H, I*Me), 2.56 (s, 3H, I*Me), 2.27 (s, 3H, 4-C6H2Me), 2.14 (s, 3H, I*Me), 2.03 (s, 3H, I*Me), 2.02 (s, 3H, I*Me), 1.98 (s, 3H, I*Me), 1.46 (s, 9H, CMe3), 0.68 (s, 3H, SiMe),および0.66 (s, 3H, SiMe) ppm.
13C{1H} NMR (126 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 167.79 (1-C6H2), 144.68 (I*), 138.03 (I*), 136.99 (2-C6H2), 136.95 (I*), 136.51 (I*), 134.04 (6-C6H2), 133.98 (4-C6H2), 132.50 (I*), 131.98 (I*), 131.37 (3,5-C6H2), 131.22 (I*), 131.01 (I*), 129.04 (3,5-C6H2), 110.75 (I*Si), 35.12 (CMe3), 30.05 (CMe3), 21.81 (I*Me), 21.44 (4-C6H2Me), 17.46 17.26 16.66 16.50 15.69 (I*Me), 3.62および1.49 (SiMe) ppm.
<Me2SB(クミル2ArO,I*)TiCl2>
1H NMR (400 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 7.51 (d, 4JH-H = 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.46 (d, 4JH-H = 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.37-7.17 (m, 8H, CMe2Ph), 7.13-7.07 (m, 1H, CMe2Ph), 7.06-7.00 (m, 1H, CMe2Ph), 2.62 (s, 3H, I*Me), 2.42 (s, 3H, I*Me), 2.09 (s, 3H, I*Me), 2.00 (s, 3H, I*Me), 1.98 (s, 3H, I*Me), 1.90 (s, 3H, I*Me), 1.73 (s, 6H, CMe2Ph), 1.70 (s, 3H, CMe2Ph), 1.67 (s, 3H, CMe2Ph), 0.60 (s, 3H, SiMe),および0.59 (s, 3H, SiMe) ppm.
13C{1H} NMR (126 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 166.74 (Ar), 151.09 (Ar), 169.81 (Ar), 146.72 (Ar), 144.62 (Ar), 137.54 (Ar), 136.74 (Ar), 136.51 (Ar), 136.28 (Ar), 133.84 (6-C6H2), 132.43 (Ar), 131.65 (Ar), 130.97 (Ar), 130.74 (Ar), 129.83 (3,5-C6H2), 128.46 (CMe2Ph), 128.35 (CMe2Ph), 128.32 (CMe2Ph), 128.16 (CMe2Ph), 127.97 (CMe2Ph), 127.68 (3,5-C6H2), 127.13 (CMe2Ph), 126.39 (CMe2Ph), 126.19 (CMe2Ph), 125.58 (CMe2Ph), 110.69 (I*Si), 43.34,および42.92 (CMe2Ph), 31.26 31.23 30.60 29.00 (CMe2Ph), 21.65 17.44 17.31 16.65 16.39 15.66 (I*Me), 3.93 1.41 (SiMe) ppm.観察されないことによって追加の芳香族共鳴が予期される。
1H NMR (400 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 7.51 (d, 4JH-H = 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.46 (d, 4JH-H = 2.4 Hz, 1H, 3,5-C6H2), 7.37-7.17 (m, 8H, CMe2Ph), 7.13-7.07 (m, 1H, CMe2Ph), 7.06-7.00 (m, 1H, CMe2Ph), 2.62 (s, 3H, I*Me), 2.42 (s, 3H, I*Me), 2.09 (s, 3H, I*Me), 2.00 (s, 3H, I*Me), 1.98 (s, 3H, I*Me), 1.90 (s, 3H, I*Me), 1.73 (s, 6H, CMe2Ph), 1.70 (s, 3H, CMe2Ph), 1.67 (s, 3H, CMe2Ph), 0.60 (s, 3H, SiMe),および0.59 (s, 3H, SiMe) ppm.
13C{1H} NMR (126 MHz, ベンゼン-d6, 298 K): δ 166.74 (Ar), 151.09 (Ar), 169.81 (Ar), 146.72 (Ar), 144.62 (Ar), 137.54 (Ar), 136.74 (Ar), 136.51 (Ar), 136.28 (Ar), 133.84 (6-C6H2), 132.43 (Ar), 131.65 (Ar), 130.97 (Ar), 130.74 (Ar), 129.83 (3,5-C6H2), 128.46 (CMe2Ph), 128.35 (CMe2Ph), 128.32 (CMe2Ph), 128.16 (CMe2Ph), 127.97 (CMe2Ph), 127.68 (3,5-C6H2), 127.13 (CMe2Ph), 126.39 (CMe2Ph), 126.19 (CMe2Ph), 125.58 (CMe2Ph), 110.69 (I*Si), 43.34,および42.92 (CMe2Ph), 31.26 31.23 30.60 29.00 (CMe2Ph), 21.65 17.44 17.31 16.65 16.39 15.66 (I*Me), 3.93 1.41 (SiMe) ppm.観察されないことによって追加の芳香族共鳴が予期される。
Me2 SB( R,R’ ArO,I*)TiR” 2 の合成(R”=Br、I、OEt、NMe 2 、Me、CH 2 SiMe 3 、O iPr2 Ar)
下記スキーム2に示すように、補助クロリドリガンドを、ベンゼンまたはベンゼン-d6中で行われる化学量論反応において定量的収率で、ハライド、アルキル、アルコキシド、アリールオキシド、およびアミド基を含む様々な他のリガンドによって置き換えた。ブロモトリメチルシランおよびヨードトリメチルシランをそれぞれ使用して、ハライド錯体を合成し、残りの錯体は、関連するアルカリ金属塩を使用して合成した。
下記スキーム2に示すように、補助クロリドリガンドを、ベンゼンまたはベンゼン-d6中で行われる化学量論反応において定量的収率で、ハライド、アルキル、アルコキシド、アリールオキシド、およびアミド基を含む様々な他のリガンドによって置き換えた。ブロモトリメチルシランおよびヨードトリメチルシランをそれぞれ使用して、ハライド錯体を合成し、残りの錯体は、関連するアルカリ金属塩を使用して合成した。
[担持されたPHEN-I*化合物の合成]
sMAO- Me2 SB( R,R’ ArO,I*)TiR” 2
sMAO(40.2wt%のAl、250mg、3.72mmol[Al])を0.005当量のPHEN-I*化合物(0.0186mmol [Ti])と混合し、物理的混合物を完全に均質化した。次いで、トルエン(50mL)を加え、混合物を、1時間、頻繁に渦状に混ぜながら60℃に、または溶液が無色になるまで加熱した。沈殿させた後、トルエン上清をデカントし、23℃にて2時間、減圧下で固体生成物を乾燥させ、75~90%の収率で回収した。
sMAO- Me2 SB( R,R’ ArO,I*)TiR” 2
sMAO(40.2wt%のAl、250mg、3.72mmol[Al])を0.005当量のPHEN-I*化合物(0.0186mmol [Ti])と混合し、物理的混合物を完全に均質化した。次いで、トルエン(50mL)を加え、混合物を、1時間、頻繁に渦状に混ぜながら60℃に、または溶液が無色になるまで加熱した。沈殿させた後、トルエン上清をデカントし、23℃にて2時間、減圧下で固体生成物を乾燥させ、75~90%の収率で回収した。
SSMAO- Me2 SB( R,R’ ArO,I*)TiR” 2
40wt%のdMAOでシリカ(PQ-ES70X、600℃で6時間焼成された)を処理することによって、シリカ担持MAO(SSMAO)を合成した。SSMAOを0.005当量のPHEN-I*化合物と混合し、物理的混合物を完全に均質化した。次いで、トルエン(50mL)を加え、混合物を、1時間、頻繁に渦状に混ぜながら60℃に、または溶液が無色になるまで加熱した。沈殿させた後、トルエン上清をデカントし、23℃にて2時間、減圧下で固体生成物を乾燥させた。
40wt%のdMAOでシリカ(PQ-ES70X、600℃で6時間焼成された)を処理することによって、シリカ担持MAO(SSMAO)を合成した。SSMAOを0.005当量のPHEN-I*化合物と混合し、物理的混合物を完全に均質化した。次いで、トルエン(50mL)を加え、混合物を、1時間、頻繁に渦状に混ぜながら60℃に、または溶液が無色になるまで加熱した。沈殿させた後、トルエン上清をデカントし、23℃にて2時間、減圧下で固体生成物を乾燥させた。
Mg 3 Al-CO 3 -1H/MAO- Me2 SB( R,R’ ArO,I*)TiR” 2
層状複水酸化物担持MAO(LDHMAO)を、1-ヘキサノールで洗浄したマグネシウム-アルミニウムLDH、40wt%のdMAOで処理したMg3Al-CO3-1H(150℃で6時間焼成された)から合成した。LDHMAOを0.005当量のPHEN-I*化合物と混合し、物理的混合物を完全に均質化した。次いで、トルエン(50mL)を加え、混合物を、1時間、頻繁に渦状に混ぜながら60℃に、または溶液が無色になるまで加熱した。沈殿させた後、トルエン上清をデカントし、23℃にて2時間、減圧下で固体生成物を乾燥させた。
層状複水酸化物担持MAO(LDHMAO)を、1-ヘキサノールで洗浄したマグネシウム-アルミニウムLDH、40wt%のdMAOで処理したMg3Al-CO3-1H(150℃で6時間焼成された)から合成した。LDHMAOを0.005当量のPHEN-I*化合物と混合し、物理的混合物を完全に均質化した。次いで、トルエン(50mL)を加え、混合物を、1時間、頻繁に渦状に混ぜながら60℃に、または溶液が無色になるまで加熱した。沈殿させた後、トルエン上清をデカントし、23℃にて2時間、減圧下で固体生成物を乾燥させた。
[プロピレン重合の検討]
sMAO担持PHEN-I*錯体を用いて、スラリー相プロピレン単独重合を行った。
sMAO担持PHEN-I*錯体を用いて、スラリー相プロピレン単独重合を行った。
図2Aおよび図2Bに示すように、3つのsMAO-Me2SB(R,R’ArO,I*)TiCl2錯体のすべてが、プロピレンの重合において活性であり、sMAO-Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2が、最も活性であった。Me2SB(tBu,MeArO,I*)TiCl2が、比較基準であるsMAO担持インデニル-PHENICS錯体、sMAO-Me2SB(tBu,MeArO,Ind)TiCl2と比較される場合、25倍の活性の飛躍的な増大が見られた。標準的な50mLアンプル中の60℃のビス-tert-ブチル錯体では、ポリマー溶液の粘度は、21分までに撹拌が終わり、重合の実行が停止するようなものであった。触媒の量は同一にしたが、250mLのヘキサンを用い、濃度を一定に保つために対応するMAOの量を5倍増大させて、より大きいアンプル中で繰り返した。この実行は、撹拌を全体にわたって良好に維持しながら30分間継続され、著しく異なる活性は示さなかった。反応時間が漸進的に短縮された(30℃で8m40s)後、撹拌が妨げられつつある状態で、30~50℃でsMAO-Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2を用いて重合を試み、30℃で6588kgPP molTi
-1h-1バール-1と算出されて、より低い温度での活性のさらなる増大を示した。しかし、この重合活性の結果は、反応時間との共依存的な活性の変動によって不明瞭になったため、明確さにするために図2Aおよび図2Bから除外した。
溶液相13C{1H}NMR分光法によって、得られるポリプロピレンをアタクチックであると決定した(図3を参照されたい。)。得られるポリマーのGPC分析により、ポリマーは、高分子量アタクチックポリプロピレン(HMWaPP)に類別された。図4Aおよび図4Bに示すように、Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2を使用して形成されるaPPのMwは、Me2SB(tBu,MeArO,I*)TiCl2およびMe2SB(クミル2ArO,I*)TiCl2より常に高く、すべての場合において、反応温度の上昇にともなって減少した。Me2SB(tBu,MeArO,I*)TiCl2の活性は、250mL希釈液を用いた、より大きいスケールの実行でははっきりそれとわかるほどには変化しなかったが、より効率的な撹拌から生じるモノマー質量移行拡散バリアーの低下に起因して、分子量の48%の著しい増大があり、696kDaと観察された。これは、同じ重合温度で、比較基準であるsMAO担持インデニル-PHENICS錯体、sMAO-Me2SB(tBu,MeArO,Ind)TiCl2と比較して7倍超の増大である。分子量分布は狭く、1.9~2.3の多分散性指標は、制御されたシングルサイト触媒反応を示唆し、理想化されたシングルサイト触媒のフローリー分布ポリマーに関する2の値に近い。8:40分だけの、より短い反応時間にもかかわらず、30℃でMe2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2によって生成されるaPPの分子量は、1.10MDaであり、ポリマーは、超高分子量アタクチックポリプロピレン(UHMWaPP、Mw>1MDa)に類別される。
sMAO-Me2SB(tBu2ArO,I*)TiCl2を用いて重合条件最適化を行い、温度の効果、MAO充填量、およびスケールを検討した(図5~図10を参照されたい。)。重合を10分間実行し、全体にわたる効率的な撹拌を確実にした。反応温度を90℃から30℃まで低下させるにしたがって、活性の一定の増大が観察されたが、温度をさらに低下させた際、活性は低下した。MAOの充填量を増大させるにともなって、Mwを犠牲にしてではあるが活性が増大することが見出され、これは[AlMAO]0/[Ti]0=500で最も高かった。より大きいスケールで行った場合、活性は著しく増大し、250mLの溶媒で、30℃で9761kgPP molTi
-1h-1bar-1となった。エチレン重合と同様に、反応温度を低下させるにともなって、Mwは、4℃で最大1.351MDaまで増大することが見出された。
非晶質UHMWaPPに関して融点は観察されず、Tgは-12~-3℃の間であり、ΔCp,Tg値は0.4~0.6J℃-1g-1の領域にあった(図11A~Bを参照されたい。)。ラセミ混合架橋錯体(racemic mixed-bridge complex)によって合成されたPPにおいて、2~13%の結晶化度で、約160~190℃で、わずかな融解吸熱が観察された(図12を参照されたい。)。
PHENI*触媒によって合成されたUHMWaPPの物性を様々な方法によって検討した。TGAは、N2において約490℃、および合成空気混合物において380℃で、単一の質量減少事象を示した(図15を参照されたい。)。
光学透過率は、可視光領域(380~750nm)にわたって82~89%であることがわかった。光学ヘイズ(Tdiff/Ttot)は46~67%と算出され、全反射は7~8%と測定され、両方の分量は、より長い波長の入射光において減少した。これは、UHMWPEが高い光学透過性および透明度を有することを示唆している(図16を参照されたい。)。
ISO1183に従ってUHMWaPPの密度を測定し、876kg m-3であることがわかった。
以上、本明細書において、本発明の特定の一実施形態について参照および例示目的のために説明してきたが、様々な修正および変形は、本発明の範囲から逸脱することなく当業者にとって明らかなものであろう。
[参考文献]
1 D. F. Shriver and M. A. Drezdon, The Manipulation of Air-Sensitive Compounds, 2 edn., Wiley, 1986.
2 J. Cosier and A. M. Glazer, J. Appl. Crystallogr., 1986, 19, 105-107.
3 U. K. L. Oxford Diffraction Agilent Technologies, Yarnton, England.
4 A. Altomare, G. Cascarano, C. Giacovazzo, A. Guagliardi, J. Appl. Crystallogr., 1993, 26, 343-350.
5 L. Palatinus and G. Chapuis, J. Appl. Crystallogr., 2007, 40, 786-790.
6 L. Farrugia, J. Appl. Crystallogr., 1999, 32, 837-838.
7 A. L. Spek, J. Appl. Crystallogr., 2003, 36, 7-13.
8 L. J. Farrugia, J. Appl. Crystallogr., 2012, 45, 849-854.
9 C. Gorl, E. Betthausen, H. G. Alt, Polyhedron, 2016, 118, 37-51.
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9 C. Gorl, E. Betthausen, H. G. Alt, Polyhedron, 2016, 118, 37-51.
Claims (25)
- ポリプロピレンを調製するためのプロセスであって、プロピレンを、以下に示される式I:
R1およびR2は、水素、(1~6C)アルキル、(1~6C)ハロアルキル、(1~6C)アルコキシ、(2~6C)アルケニル、(2~6C)アルキニル、-NR3R4、および-(O)n-(CR5R6)m-R7(式中、nは、0または1であり、mは、0または1である。)からなる群からそれぞれ独立して選択され、R3およびR4は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R5およびR6は、それぞれ独立して水素または(1~2C)アルキルであり、R7は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R7は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR8基で、独立して任意選択的に置換され、
RaおよびRbは、(1~4C)アルキル、(2~4C)アルケニル、およびアリールからそれぞれ独立して選択され、
各Yは、ヒドリド、ハロ、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14(式中、pは、1または2であり、qは、0または1であり、rは、0または1であり、各R9は、独立して(1~3C)アルキルであり、R10およびR11は、水素および(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13は、水素および(1~2C)アルキルから独立して選択され、R14は、アリール、ヘテロアリール、カルボシクリル、およびヘテロシクリルからなる群から選択され、各R14は、ハロ、ヒドロキシ、(1~4C)アルキル、(1~4C)ハロアルキル、および(1~3C)アルコキシからなる群から選択される1または複数のR15基で、独立して任意選択的に置換される。)からなる群から独立して選択される。]
の構造を有する化合物と接触させることを含む、プロセス。 - R1およびR2が、水素、(1~5C)アルキル、(1~5C)アルコキシ、および-(O)n-(CR5R6)m-R7からなる群からそれぞれ独立して選択される、請求項1に記載のプロセス。
- R7が、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールが、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する、請求項1または2に記載のプロセス。
- R7が、フェニルである、請求項1~3のいずれか1項に記載のプロセス。
- R8が、ハロおよび(1~3C)アルキルからなる群から選択される、請求項1~4のいずれか1項に記載のプロセス。
- R1およびR2が、水素、メチル、tert-ブチル、および-C(CH3)2Phからなる群からそれぞれ独立して選択され、Phが、フェニルを表す、請求項1に記載のプロセス。
- RaおよびRbが、メチルである、請求項1~6のいずれか1項に記載のプロセス。
- 各Yが、ヒドリド、クロロ、ブロモ、ヨード、(1~3C)アルキル、(1~3C)アルコキシ、-(CH2)pSi(R9)3、-NR10R11、および-(O)q-(CR12R13)r-R14からなる群から独立して選択される、請求項1~7のいずれか1項に記載のプロセス。
- pが、1であり、R9が、メチルであり、R10およびR11が、(1~3C)アルキルから独立して選択され、R12およびR13が、水素である、請求項1~8のいずれか1項に記載のプロセス。
- R14が、フェニルおよび5~6員ヘテロアリールからなる群から選択され、前記5~6員ヘテロアリールが、1または2個の窒素ヘテロ原子を含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載のプロセス。
- R15が、(1~4C)アルキルからなる群から選択される、請求項1~10のいずれか1項に記載のプロセス。
- 各Yが、クロロ、ブロモ、ヨード、メチル、-CH2Si(CH3)3、-N(CH3)2、および-O-2,6-ジイソプロピルフェニルからなる群から独立して選択される、請求項1~11のいずれか1項に記載のプロセス。
- Yが、クロロである、請求項1~12のいずれか1項に記載のプロセス。
- 式Iの化合物が、以下に示される式I-A:
の構造を有する、請求項1~13のいずれか1項に記載のプロセス。 - 式Iの化合物が、以下に示される式I-B:
の構造を有する、請求項1~14のいずれか1項に記載のプロセス。 - 式Iの化合物が、以下に示される式I-C:
の構造を有する、請求項1~15のいずれか1項に記載のプロセス。 - 式Iの前記化合物が、担持基材上に担持され、前記担持基材が、固体ポリメチルアルミノキサンである、請求項1~16のいずれか1項に記載のプロセス。
- 500,000g mol-1超の分子量(Mw)を有するアタクチックポリプロピレン。
- DSCによって分析される場合、<1%の結晶化度を有する(たとえば、非晶質である)、かつ/またはDSCによって分析される場合、検出可能な融解エンタルピー(ΔHf)を有しない、請求項18に記載のポリプロピレン。
- 700,000g mol-1超、または900,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、請求項18に記載のポリプロピレン。
- 1,100,000g mol-1超の分子量(Mw)を有する、請求項18に記載のポリプロピレン。
- 前記ポリプロピレンの前記多分散性指標(PDI)が、3.0未満である、請求項18~21のいずれか1項に記載のポリプロピレン。
- 前記ポリプロピレンの前記多分散性指標(PDI)が、2.6未満である、請求項18~21のいずれか1項に記載のポリプロピレン。
- 前記ポリプロピレンの前記多分散性指標(PDI)が、2.2未満である、請求項18~21のいずれか1項に記載のポリプロピレン。
- 前記ポリプロピレンが、0.45~0.55のPrを有する、請求項18~24のいずれか1項に記載のポリプロピレン。
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