JP2706109B2 - 新規なポリケトン重合体 - Google Patents

新規なポリケトン重合体

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JP2706109B2
JP2706109B2 JP63284803A JP28480388A JP2706109B2 JP 2706109 B2 JP2706109 B2 JP 2706109B2 JP 63284803 A JP63284803 A JP 63284803A JP 28480388 A JP28480388 A JP 28480388A JP 2706109 B2 JP2706109 B2 JP 2706109B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G67/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing oxygen or oxygen and carbon, not provided for in groups C08G2/00 - C08G65/00
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一酸化炭素と1種以上のオレフィン性不飽
和炭化水素との、しばしばポリケトンと指称される型の
新規重合体に関する。
一酸化炭素と1種以上のα−オレフィン(簡潔にする
ためにAと呼ぶことにする)の直鎖重合体であって、単
量体単位が交互に生じ、したがって一般式−(CO)−
A′−の単位(式中A′は、使用された単量体Aから誘
導された単量体単位を表わす)から成る重合体は、 a)パラジウム化合物と、 b)4未満のpKaを有する酸の陰イオンと、 c)一般式R1R2P−R−PR3R4(式中R1、R2、R3およびR4
は同一または異なるヒドロカルビル基を表わし、Rは橋
状部分に少なくとも2個の炭素原子を含有する二価架橋
基を表わす)のリン二座配位子に基づく触媒組成物を使
用して製造することができる。
高温高圧力下に、重合体が不溶性もしくは実質的に不
溶性であるプロトン性極性希釈剤中の前記触媒組成物と
単量体を接触させることにより、上記触媒組成物を使用
する重合体の製造を行うことができる。重合中、その重
合体は希釈剤中に懸濁物の形状で得られる。通常、望ま
しい程度に重合が達した後、冷却し、圧力を解除して重
合を終了させる。重合体は、例えば濾過もしくは遠心分
離により懸濁液から単離することができる。メタノール
のような低級脂肪族アルコールは非常に好適なプロトン
性極性希釈液であることが判った。使用した希釈剤の種
類は、重合体中に生じる末端基を影響を及ぼす。即ち、
上記触媒組成物を用い、メタノールを希釈液として一酸
化炭素をエテンと重合する場合、その結果生じる重合体
は実質的に、CH3CH2−CO(CH2CH2−CO−)−CH2−CH2
−CO−OCH3の式で表わされる。即ち、それらは主に、分
子の一端にアルキルケト基を有し、他端にはアルキルエ
ステル基を有する重合体である。この重合体の使用の可
能性の観点からは、少なくとも一部の重合体分子におけ
る末端基のいずれか一方がオレフィン性不飽和二重結合
を有し、該重合体がオレフィン性不飽和単量体またはオ
レフィン性不飽和重合体を用いるラジカル重合法におい
て、該重合体が一成分として好適に用いられ得ることが
望ましい。
本出願人は、このような重合体の調製を目指して研究
を行なった。末端基として重合体中に生じるアルキルエ
ステル基を、接触水素添加とその後の接触脱水によりヒ
ドロキシル基に変換することは、重合体分子の末端基の
いずれか一方にオレフィン性不飽和二重結合を導入する
には好適な経路ではない。種々の副反応−例えば重合体
鎖中に存在するカルボニル基による−のために、直鎖性
の殆ど失なわれた重合体の混合物が形成され、一方、重
合体の2つの末端基のどちらかへのオレフィン性不飽和
二重結合の導入は非常に少ない。
意外にも、重合を50体積%以上の1種以上の非プロト
ン性極性化合物を含む希釈剤で遂行すれば、上記パラジ
ウム/リン二座配位子触媒組成物を使用して、上記一酸
化炭素/α−オレフィン重合体と非常に近いものである
が、少なくとも一部の重合体分子の末端基のいずれか一
方にオレフィン性不飽和二重結合を有する重合体を調製
することができることが判明した。したがって、希釈剤
としてのジメチルスルホキシド中で上記触媒組成物を用
いて一酸化炭素とエテンを重合させると、主に式CH3−C
H2−CO−(CH2−CH2−CO−)−CH2−CH2−CO−CH=CH
2で表わされる重合体を生じる。即ち、主にその分子が
一端にアルキルケト基を有し、他端にビニルケト基を有
する重合体である。
要約すると、本発明に関する重合体は以下のように定
義される: a)一酸化炭素と1種以上のα−オレフィン(A)の重
合により製造され、 b)直鎖構造を有し、 c)式−(CO)−A′−(式中A′は、使用された単量
体Aから誘導される単量体単位を表わす)の単位から成
り、 d)少なくとも一部の重合体分子が、2つの末端基のど
ちらかにオレフィン性不飽和二重結合を有する重合体で
ある。
基準a)−d)を満たす重合体は新規な重合体であ
る。
したがって本特許出願は、一酸化炭素と1種以上のオ
レフィン性不飽和炭化水素の重合体であり、上記基準
a)−d)を満たす重合体に関するものである。さらに
本特許出願は、これらの重合体の製造に関する。
好ましくは25%以上の該重合体分子、特に40%以上の
該重合体が、2つの末端基のいずれかにオレフィン性不
飽和二重結合を含有する。
本発明の重合体の製造に使用されるα−オレフィン
は、その分子中に10個までの炭素原子を含有するのが好
ましい。本発明の重合体の製造に好適に用いられる典型
的なα−オレフィンは、エテン、プロペン及びブテン−
1である。該重合体は、一酸化炭素に加えて、1種だけ
のα−オレフィン、特にエテンを含有する単量体混合物
から製造するのが好ましい。
本発明の重合体の製造に関しては、上記パラジウム/
リン酸二座配位子触媒組成物を用いるのが好ましい。成
分a)としてこれらの触媒組成物中に用いられるパラジ
ウム化合物は、カルボン酸のパラジウム塩、特に酢酸パ
ラジウムが好ましい。
4未満のpKa(18℃の水溶液中で測定)を有し、その
陰イオンが成分b)として該触媒組成物中に存在する必
要のある酸の例としては、例えば過塩素酸、硫酸、燐酸
および亜硝酸等のような無機酸、2−ヒドロキシプロパ
ン−2−スルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタン
スルホン酸およびトリフルオロメタンスルホン酸等のよ
うなスルホン酸、ならびにトリフルオロ酢酸、トリクロ
ロ酢酸、ジクロロ酢酸、ジフルオロ酢酸、酒石酸および
2,5−ジヒドロキシ安息香酸等のようなカルボン酸が挙
げられる。成分b)として、該触媒組成物は、2以下の
pKaを有する酸の陰イオン、特にパラトルエンスルホン
酸のようなスルホン酸の陰イオン、もしくはトリフルオ
ロ酢酸のようなカルボン酸の陰イオンを含有するのが好
ましい。成分b)は、パラジウムのグラム原子当たり0.
5〜200当量、特に1.0〜100当量の割合で触媒組成物中に
存在するのが好ましい。成分b)は、酸および塩の形状
で触媒組成物中に導入することができる。望ましい塩
は、非貴金属遷移金属塩を包含する。非貴金属遷移金属
の塩を成分b)として用いる場合、銅塩、特に第二銅塩
であるのが好ましい。任意に、成分a)とb)とは単一
化合物に結合可能である。このような化合物の一例とし
ては、パラジウムパラトシレートがある。
成分c)として触媒組成物中に用いられる一般式R1R2
P−R−PR3R4の燐二座配位子においては、炭化水素基
R1、R2、R3およびR4がアリール基を表わすのが好まし
い。さらに好ましいのは、R1、R2、R3およびR4基が同一
である燐二座配位子である。架橋基Rは橋状部分に3個
の原子を有し、そのうち少なくとも2個が炭素原子であ
ることが好ましい。好適な架橋基Rの例としては、−CH
2−CH2−CH2−基、−CH2−C(CH3−CH2−基、−CH
2−Si(CH3−CH2−基および−CH2−C(R5)(R6
−CH2−基(式中R5はメチル基、R6はジフェニルホスフ
ィノメチル基を表わす)等がある。非常に好適な燐二座
配位子は1,3−ビス(ジフェニル−ホスフィノ)プロパ
ンである。燐二座配位子は該触媒組成物において、パラ
ジウム化合物1モル当たり0.1〜3モル、特に0.75〜2
モルの比率で使用するのが好ましい。
上記パラジウム/燐二座配位子触媒組成物を用いるこ
とによる本発明の重合体の製造は、50体積%以上の1種
以上の非プロトン性極性化合物を含む希釈剤中で行われ
る必要がある。該使用希釈剤は、75体積%以上の1種以
上の非プロトン性極性化合物を含むのが好ましい。好適
な非プロトン性極性希釈剤の例としては、ジメチルスル
ホキシド、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセ
トアミドおよびアセトニトリルがある。より好ましい非
プロトン性極性希釈剤はジメチルスルホキシド及びN−
メチルピロリドンである。1種以上の非プロトン性極性
化合物に加えて、使用希釈剤は1種以上の他の化合物を
含有してもよい。このような化合物の例としては、イソ
プロパノールのようなアルコール、およびアセトンのよ
うなケトンがある。
本発明の重合体の製造に使用するパラジウム/燐二剤
配位子触媒組成物の量は、広範囲に変化させることがで
きる。重合されるオレフィン性不飽和化合物1モル当た
り、10-7〜10-3、特に10-6〜10-4グラム原子のパラジウ
ムを含むような量の触媒を用いるのが好ましい。オレフ
ィン性不飽和化合物対一酸化炭素のモル比は、10:1〜1:
5、特に5:1〜1:2であるのが好ましい。
パラジウム/燐二座配位子触媒の使用による本発明の
重合体の調製は、温度20〜200℃、圧力1〜200バール、
特に温度30〜150℃、圧力20〜100バールで行うのが好ま
しい。本発明の重合体の調製に使用する一酸化炭素は、
純粋である必要はない。水素、二酸化炭素および窒素と
いったような汚染物を含有してもよい。重合はバッチ式
でもしくは連続的に行うことができる。
本発明を、以下の実施例によりさらに詳しく述べる。
実施例 1 一酸化炭素/エテン共重合体を以下の通り調製した。
容量250mlの撹拌オートクレーブに、以下のものから成
る触媒溶液を充填した: ジメチルスルホキシド 50ml 酢酸パラジウム 0.1mmol トリフルオロ酢酸 2mmol 1,3−ビス(ジフェニル−ホスフィノ)プロパン 0.15mmol オートクレーブ内に存在する空気を排気後、圧縮エテ
ンを圧力が20バールに達するまで導入し、その後圧力が
50バールに達するまで一酸化炭素を導入した。次いで、
オートクレーブの内容物を80℃にした。5時間後、室温
に冷却し、圧力を解除して重合を終了させた。形成され
た共重合体を濾別し、メタノールで洗浄して室温で真空
乾燥した。
重合率は、共重合体160g/Pd1g・時間であった。
実施例 2 以下の相違以外は、実質的に実施例1の共重合体と同
様の方法で、一酸化炭素/エテン共重合体を調製した。
a)触媒溶液はジメチルスルホキシド50mlの代わりにN
−メチルピロリドン50mlとイソプロピルアルコール5ml
の混合液を含むものであった。
b)反応時間は5時間の代わりに3時間であった。重合
率は、共重合体460g/Pd1g・時間であった。
実施例 3 使用触媒溶液がジメチルスルホキシド50mlの代わりに
N−メチルピロリドン50mlを含有するものであること以
外は、実施例1の共重合体と実質的に同様の方法で、一
酸化炭素/エテン共重合体を製造した。
重合率は、共重合体360g/Pd1g・時間であった。
実施例 4 以下の相違以外は、実質的に実施例1の共重合体と同
様の方法で、一酸化炭素/エテン共重合体を調製した。
a)触媒溶液はジメチルスルホキシド50mlの代わりにN
−メチルピロリドン50mlとアセトン10mlの混合液を含む
ものであった。
b)反応時間は5時間の代わりに1時間であった。重合
率は、共重合体740g/Pd1g・時間であった。
実施例 5 以下の相違以外は、実質的に実施例1の共重合体と同
様の方法で、一酸化炭素/エテン共重合体を調製した。
a)触媒溶液はジメチルスルホキシド50mlの代わりにN
−メチルピロリドン50mlとイソプロパノール5mlの混合
液を含み、トリフルオロ酢酸2mmolの代わりにパラトル
エンスルホン酸0.5mmolを含むものであった。
b)反応時間は5時間の代わりに2.5時間であった。
重合率は、共重合体300g/Pd1g・時間であった。
13C−NMR分析により、実施例1〜5で調製された一酸
化炭素/エテン共重合体が直鎖構造を有し、−(CO)−
(C2H4)−という式で表わされる単位からなるものであ
ることが確認された。
また13C−NMR分析により、実施例1〜5により製造さ
れた重合体の重合体分子の、それぞれ平均で70、90、10
0、90および50%が2つの末端基のいずれかにオレフィ
ン性不飽和二重結合を含有することが確認された。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一酸化炭素と1種以上のオレフィン性不飽
    和炭化水素の新規な重合体の組成物であって、 a)上記重合体は、一酸化炭素と1種以上のα−モノオ
    レフィン(A)との重合により調製され(ただし、使用
    する稀釈剤は1,2−ジメトキシエタンではない)、 b)上記重合体は、直鎖構造を有し、 c)上記重合体は、式−(CO)−A′−(式中A′は、
    使用された単量体α−モノオレフィン(A)から誘導さ
    れた単量体単位を表わす)の単位からなり、 d)上記重合体組成物を構成する少なくとも一部の重合
    体分子が、2つの末端基のいずれかにオレフィン性不飽
    和二重結合を有することを特徴とする重合体組成物。
  2. 【請求項2】25モル%以上の重合体分子が2つの末端基
    のいずれかにオレフィン性不飽和二重結合を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の重合体組成
    物。
  3. 【請求項3】40モル%以上の重合体分子が2つの末端基
    のいずれかにオレフィン性不飽和二重結合を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の重合体組成
    物。
  4. 【請求項4】50体積%以上の1種以上の非プロトン性極
    性化合物(ただし、1,2−ジメトキシエタンを除く)を
    含む稀釈剤に溶解された、 a)パラジウム化合物と、 b)4未満のpKaを有する酸の陰イオンおよび c)一般式R1R2P−R−PR3R4(式中R1、R2、R3およびR4
    は同一または異なるヒドロカルビル基を表わし、Rは架
    橋構造の線状骨格内に少なくとも2個の炭素原子を含有
    する二価有機架橋基を表わす)のリン二座配位子に基づ
    く触媒組成物に、一酸化炭素と1種以上のα−モノオレ
    フィンの混合物を接触させ、該混合物を重合することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の重合体組成物の
    製造方法。
  5. 【請求項5】成分a)としてカルボン酸のパラジウム
    塩、および成分b)として2未満のpKaを有する酸の陰
    イオンを用いる触媒組成物を適用することを特徴とする
    特許請求の範囲第4項記載の方法。
  6. 【請求項6】成分b)としてスルホン酸の陰イオンもし
    くはカルボン酸の陰イオンを用いる触媒組成物を適用
    し、且つ成分b)がパラジウムのグラム原子当り1.0〜1
    00当量の比率で触媒組成物中に存在することを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項または第5項記載の方法。
  7. 【請求項7】成分c)中に存在するR1、R2、R3およびR4
    基が同一のアリール基を表わす触媒組成物を使用し、且
    つ成分c)がパラジウム化合物1モル当たり0.75〜2モ
    ルの比率で触媒組成物中に存在することを特徴とする特
    許請求の範囲第4項〜第6項のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】成分c)中に存在する二価基Rが架橋構造
    の線状骨格内に3個の原子を含有し、この3個の原子の
    少なくとも2個が炭素原子である触媒組成物を使用する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第4項〜第7項のいず
    れかに記載の方法。
  9. 【請求項9】使用稀釈剤が、ジメチルスルホキシドある
    いはN−メチルピロリドンから選択される1種以上の非
    プロトン性極性化合物を75体積%以上含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第4項〜第8項のいずれかに記載の
    方法。
  10. 【請求項10】30〜150℃の温度、20〜100バールの圧
    力、重合される混合物中のオレフィン性不飽和化合物対
    一酸化炭素のモル比が5:1〜1:2で実施され、且つ重合さ
    れるオレフィン性不飽和化合物1モル当たり10-6〜10-4
    グラム原子のパラジウムを含有するような量の触媒が用
    いられることを特徴とする特許請求の範囲第4項〜第9
    項のいずれかに記載の方法。
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