JP3220577B2 - メタロセン化合物の精製方法 - Google Patents

メタロセン化合物の精製方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメタロセン化合物類の精
製方法に関する。詳しくはオレフィン重合用触媒成分と
して優れた活性および保存安定性を有するメタロセン化
合物類を得る方法である。
【0002】
【従来の技術】近年、シクロペンタジエニル基、インデ
ニル基、フルオレニル基、またはそれらから誘導してな
る基を配位子とする遷移金属化合物、いわゆるメタロセ
ン化合物はポリオレフィン製造用触媒成分として有用視
されている。特開平3ー41303号公報には、互いに
非対称な架橋性配位子を有するメタロセン化合物および
アルミノキサンからなる触媒を用いることによってシン
ジオタクチックポリ−α−オレフィンが製造できること
が記載されている。これらのメタロセン化合物は、良好
な重合活性を発現させ、また特に立体規則性ポリ−α−
オレフィンを製造する際に使用する場合にはアタクチッ
クなポリ−α−オレフィンの副性を抑制する目的で、通
常再結晶等の手法により得られる高純度品として使用さ
れている。しかしながら、このような再結晶等による精
製法は一般的に収率が低く、そのため得られるメタロセ
ン化合物はコスト的に高いものとなっていた。これに対
し特開平3−271298号公報には、遷移金属塩およ
びリガンドとアルキルリチウムとの反応生成物を非極性
溶媒中で反応させることにより高収率で性能の優れたメ
タロセン化合物を得る方法が記載されている。特開平3
−271298号公報に記載されている方法は、塩化リ
チウムなどのアルカリ金属塩を不純物として含んではい
るものの、性能的には再結晶法により生成されたものと
同様な性能を示すメタロセン化合物を効率よく製造する
方法として有効である。しかしながら、このような方法
を比較的大きなスケールで採用した場合や、得られるメ
タロセン化合物の種類によっては重合活性が低いばかり
でなく、触媒の保存安定性も劣っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は重合活
性が高く、かつ保存安定性にも優れるポリ−α−オレフ
ィン用触媒として有用な化合物を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は合成過程で使
用されるエーテル系化合物がメタロセン化合物中に不純
物として混入すると触媒活性や保存安定性に悪影響を与
えることを見いだした。そして、エーテル系化合物が混
入しているメタロセン化合物を精製し、良好な性能を有
するメタロセン化合物を得る方法について鋭意検討した
結果、特定の溶剤を用いて洗浄することにより前述の目
的が達成されることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。
【0005】すなわち本発明は不純物としてエーテル系
化合物を含有しているメタロセン化合物類をハロゲン化
炭化水素溶剤またはハロゲン化炭化水素と炭化水素の混
合溶剤で洗浄することを特徴とするメタロセン化合物類
の精製方法である。
【0006】本発明におけるメタロセン化合物類とは公
知の化合物であり、少なくとも一つのシクロペンタジエ
ニル基、インデニル基、フルオレニル基、またはそれら
から誘導してなる架橋または非架橋配位子を有する周期
律表4〜6族の遷移金属化合物である。シクロペンタジ
エニル基、インデニル基、フルオレニル基、またはそれ
らからの誘導してなる基の具体例としては、シクロペン
タジエニル基、メチルシクロペンタジエニル基、ジメチ
ルシクロペンタジエニル基、インデニル基、テトラヒド
ロインデニル基、フルオレニル基、2,7−t−ブチル
フルオレニル基などを挙げることができる。周期律表4
〜6属の遷移金属とは例えば、4族ではチタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム、5族ではバナジウム、ニオブ、タ
ンタル、6族ではクロム、モリブデン、タングステンで
ある。架橋配位子とは、上述のようなシクロペンタジエ
ニル系配位子が炭化水素基または珪素含有炭化水素基な
どで結合し、架橋構造をとっている配位子である。炭化
水素基とは例えばエチレン基、イソプロピリデン基、ジ
フェニルメチレン基等であり、珪素含有炭化水素基とは
例えばジメチルシリレン基、ジエチルシリレン基であ
る。
【0007】本発明におけるメタロセン化合物類の中で
も、周期律表4族のメタロセン化合物類が好ましく利用
される。より具体的には例えば下記のような化合物を挙
げることができる。非架橋配位子を有する遷移金属化合
物としてはシクロペンタジエニルジルコニウムトリクロ
リド、ペンタメチルシクロペンタジエニルジルコニウム
トリクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、(シクロペンタジエニ
ル)(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド等、架橋配位子を有する遷移金属化合物と
してはエチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジ
クロリド、ジメチルシリレンビス(メチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン
ビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)
(9−フルオレニオル)ジルコニウムジクロリド、ジフ
ェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(9−フルオ
レニオル)ジルコニウムジクロリド等のジルコニウム化
合物、これらと同様なハフニウム化合物等の他に、例え
ば特開平3−9913号公報、特開平2−131488
号公報、特開平3−21607号公報、特開平3−10
6907号公報などに記載されているようなジメチルシ
リレンビスインデニルジルコニウムジクロリド、イソプ
ロピリデン(3−メチルシクロペンタジエニル)(9−
フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリ
デン(1−インデニル)(クロペンタジエニル)ジルコ
ニウムジクロリドなどの遷移金属化合物も挙げることが
できる。
【0008】本発明の特徴はエーテル系化合物が不純物
として混入している上述のようなメタロセン化合物類を
ハロゲン化炭化水素溶剤またはハロゲン化炭化水素/炭
化水素混合溶剤で洗浄することである。不純物として混
入しているエーテル系化合物としてはジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタンな
どを挙げることができる。このようなエーテル系化合物
は例えば特開平3−271958号公報に記載されてい
る様な再結晶などの手法により精製を行わない合成法に
よりメタロセン化合物類を製造した場合に不純物として
混入する場合が多い。これらの不純物はメタロセン化合
物類に対して特に1モル倍以上含まれるときに悪影響が
大である。
【0009】本発明において洗浄に使用されるハロゲン
化炭化水素溶剤としてはクロロホルム、ジクロロメタ
ン、四塩化炭素などを挙げることができる。また、混合
溶剤として洗浄に供される場合に使用される炭化水素溶
剤としてはペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族
炭化水素やベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族
炭化水素を挙げることができる。炭化水素溶剤の量は特
に制限はないが、通常ハロゲン化炭化水素溶剤100重
量部に対して10000重量部まで使用される。洗浄方
法に制限はないが、例えばメタロセン化合物を洗浄溶剤
中に分散した後、濾過などにより洗浄液を除去する方法
などが採用される。洗浄温度としては−100〜200
℃、通常0〜100℃の範囲である。洗浄時間は特に制
限はないが通常5分〜100時間の範囲である。このよ
うにして洗浄を行うことにより減圧乾燥などの通常の操
作では取り除くことが困難なエーテル系化合物の不純物
を効率良く取り除くことができる。そのようにして精製
されたメタロセン化合物類はアルミノキサンなどのメタ
ロセン化合物とともに使用される公知の助触媒とともに
使用することによりオレフィン重合用触媒として良好な
性能を示す。
【0010】本発明により得られる触媒を利用した重合
方法および重合条件については特に制限はなくオレフィ
ンの重合で行われる公知の方法が用いられ、不活性炭化
水素媒体を用いる溶媒重合法、または実質的に不活性炭
化水素媒体の存在しない塊状重合法、気相重合法も利用
でき、重合温度としては−100〜200℃、重合圧力
としては常圧〜100kg/cm2 で行うのが一般的で
ある。好ましくは−50〜100℃、常圧〜50kg/
cm2 である。触媒成分の処理あるいは重合に際し使用
される炭化水素媒体としては例えばブタン、ペンタン、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シク
ロペンタン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素の他
に、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素も使用することができる。重合に際し使用されるオレ
フィンとしては、プロピレン、1−ブテン、4−メチル
−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デ
セン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデ
セン、1−オクタデセンなどの炭素数3〜25のα−オ
レフィン、またはエチレンを挙げることができる。
【0011】本発明において得られる触媒成分は、オレ
フィンの単独重合のみならず、例えばプロピレンとエチ
レン、プロピレンと1−ブテンなどの炭素数2〜25程
度のエチレンまたはα−オレフィンの共重合体を製造す
る際にも利用できる。
【0012】
【実施例】以下に本発明を実施例によって具体的に説明
する。 実施例1 メタロセン化合物の合成 内容積2dm3 のガラス製4っ口フラスコに特開平2−
274703号公報に記載されている方法で合成した
(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジフェニル
メタン150gを挿入し、テトラヒドロフラン1dm3
に溶解させた。この溶液にブチルリチウム(1.6Mヘ
キサン溶液)475cm3 を−20℃で滴下し、その後
室温で6時間反応させた。溶媒を減圧留去することによ
り得られた固体をヘキサンで洗浄し、減圧乾燥すること
により(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジフ
ェニルメタンのジリチウム塩を得た。さらに、このジリ
チウム塩をヘキサン1.4dm3 に懸濁し、この懸濁液
に88.3gの四塩化ジルコニウムを加え室温で一晩撹
拌した。生成した固体をデカンテーション法を用いてヘ
キサンで充分に洗浄し、減圧乾燥することによりオレン
ジ色のジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)
(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド250gを得
た。この生成物を 1H−NMRを用いて分析した結果、
メタロセン化合物に対して約3モル倍のテトラヒドロフ
ランが不純物をして混入していた。 メタロセン化合物の精製 内容積2dm3 のガラス製4っ口フラスコに上記合成し
たメタロセン化合物250gを装入し、次いで200c
3 のジクロロメタンと800cm3 のヘキサンとから
なる混合溶剤を用いてデカンテーション法により3回洗
浄を行った。固体成分を減圧乾燥することにより240
gのメタロセン化合物精製物を得た。この精製物を 1H
−NMRを用いて分析した結果、メタロセン化合物に対
して約0.5モル倍のテトラヒドロフランが不純物をし
て混入していた。 重合検定 1.5dm3 のオートクレーブに上記精製したメタロセ
ン化合物0.3mgおよびメチルアルミノキサン(東ソ
ー・アクゾ社製)0.1gを装入し、次いで液体プロピ
レン0.75dm3 を装入した。水素0.05モルを加
え、系内を60℃に昇温して1時間重合を行った。その
結果、231gのシンジオタクチックポリプロピレンを
得た。
【0013】比較例1 実施例1のメタロセン化合物の合成で得られた未精製メ
タロセン化合物を使用した事以外は実施例1の重合検定
と同様にしてプロピレン重合を行った。その結果、14
6gのシンジオタクチックポリプロピレンを得た。この
ように、本発明の精製方法を採用することにより重合活
性に優れたメタロセン化合物が得られることがわかる。
【0014】実施例2 保存安定性評価 実施例1で得た精製メタロセン化合物3mgおよびメチ
ルアルミノキサン1gをトルエン10cm3 に溶解し触
媒溶液とした。この触媒溶液を室温で24時間保存した
後、メタロセン化合物0.3mg相当量を用いて実施例
1の重合検定と同様にしてプロピレンの重合を行った。
その結果、228gのシンジオタクチックポリプロピレ
ンを得た。
【0015】比較例2 保存安定性評価 実施例1のメタロセン化合物の合成で得られた未精製メ
タロセン化合物を使用した事以外は実施例2の保存安定
性評価を行った。プロピレン重合の結果、23gのシン
ジオタクチックポリプロピレンしか得られなかった。
【0016】このように、本発明の精製方法を採用する
ことにより保存安定性に優れたメタロセン化合物が得ら
れることがわかる。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法を実施することにより重合
活性、保存安定性に優れたメタロセン化合物を得ること
ができ、工業的に極めて価値がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07F 17/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不純物としてエーテル系化合物を含有し
    ているメタロセン化合物類をハロゲン化炭化水素溶剤ま
    たはハロゲン化炭化水素と炭化水素の混合溶剤で洗浄す
    ることを特徴とするメタロセン化合物の精製方法。
  2. 【請求項2】 不純物としてのエーテル系化合物をメタ
    ロセン化合物類中の遷移金属に対して1モル倍以上含有
    している請求項1記載の精製方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の方法により精製され
    たメタロセン化合物類を触媒成分として使用することを
    特徴とするオレフィンの重合方法。
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