JP3645309B2 - 半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体の製造法 - Google Patents

半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体の製造法 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体は、ポリオレフィンを製造する際の触媒として適当である。
【0003】
欧州特許出願公開第416815号公報および米国特許第5055438号明細書には、半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体およびその製造法が記載されている。この方法によれば、まずシクロペンタジエニドが製造され、かつ単離される。次に、この塩は、固体またはスラッジとしてTHF中のジメチルクロルシランの溶液に徐々に添加される。引続き、生じるクロルシランは、脂肪族化合物中で反応され、所望の配位子に変換される。この極めて空気過敏性のLi塩の配量については、調製的に極めて要求されるべき処が多く、また、配位子の収率は、しばしば不満足なものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、記載された公知技術水準と比較して半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体を効果的で(即ち、よりいっそう良好な収率で)調製的により簡単に得ることができる半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体の製造法を提供することであった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決のため、一般式I:
【0006】
【化5】
Figure 0003645309
〔式中、
Mは周期律表の第IV副族もしくは第V副族の金属またはランタニド群からの金属を表わし、
Xはハロゲン原子、水素原子、C1 〜C10−アルキル基、C3 〜C10−シクロアルキル基、C6 〜C15−アリール基、7〜15個のC原子を有するアルキルアリール基または−OR10基を表わし、
この場合
10はC1 〜C10−アルキル基、C6 〜C15−アリール基、それぞれアルキル基中に1〜10個のC原子を有しかつアリール基中に6〜20個のC原子を有するアルキルアリール基、アリールアルキル基、フルオルアルキル基またはフルオルアリール基を表わし、
nは2の数を差し引いたMの原子価を表わし、
1 は水素原子、C1 〜C10−アルキル基、それ自体にC1 〜C10−アルキル基を置換として有することができるC3 〜C10−シクロアルキル基、C6 〜C15−アリール基またはアルキル基中に1〜10個のC原子を有しかつアリール基中に6〜20個のC原子を有するアリールアルキル基、またはSi(R113 基を表わし、
この場合
11はC1 〜C10−アルキル基、C6 〜C15−アリール基またはC3 〜C10−シクロアルキル基を表わし、
2 〜R9 は水素原子、C1 〜C10−アルキル基、それ自体に1 〜C10−アルキル基を置換として有することができるC3 〜C10−シクロアルキル基、C6 〜C15−アリール基またはアルキル基中に1〜10個のC原子を有しかつアリール基中に6〜20個のC原子を有するアリールアルキル基を表わし、その際に場合によっては2個の隣接する基は一緒になって、4〜15個のC原子を有する環式基を表わすこともでき、またはSi(R123 を表わし、
この場合
12はC1 〜C10−アルキル基、C6 〜C15−アリール基またはC3 〜C10−シクロアルキル基を表わす〕で示される半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体を製造する方法が見い出されたが、この場合には、
第1工程で一般式II:
【0007】
【化6】
Figure 0003645309
〔式中、R6 〜R9 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示されるシクロペンタジエニドを一般式III:
【0008】
【化7】
Figure 0003645309
〔式中、R1 〜R5 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示されるアジリジンと反応させ、一般式IV:
【0009】
【化8】
Figure 0003645309
〔式中、R1 〜R9 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示される配位子系に変換させ、引続き一般式IVの配位子系を金属化剤およびMXn+2 と反応させる。
【0010】
好ましくは、Mが周期律表の第IV副族の金属、殊にチタン、ジルコニウムまたはハフニウムを表わし、Xが塩素原子またはメチル基を表わし、R1 がC6 〜C15−アリール基、殊にフェニル基を表わし、かつR2 〜R9 が水素原子、C1 〜C4 −アルキル基を表わすかまたはこの場合に2個の隣接する基、例えばR2 とR3 、R3 とR4 、R4 とR5 またはR6 とR7 、R7 とR8 、R8 とR9 が4〜15個のC原子、有利に4〜12個のC原子を有する基を表わすような一般式Iの半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体を製造するために本発明による方法が使用される。
【0011】
特に好ましい半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体の例は、なかんずく
(第3ブチルアミド)(テトラメチル−η5 −シクロペンタジエニル)−エチレン−ジルコニウムジクロリド、
(メチルアミド)(η5 −シクロペンタジエニル)−エチレン−ジルコニウムジクロリド、
(フェニルアミド)(η5 −シクロペンタジエニル)−エチレン−ジルコニウムジクロリド、
(フェニルアミド)(η5 −シクロペンタジエニル)−1.2.−ジメチルエチレン−ジルコニウムジクロリド、
(フェニルアミド)(η5 −シクロペンタジエニル)−エチレン−ジルコニウムジクロリド、
(フェニルアミド)(テトラメチル−η5 −シクロペンタジエニル)−1.2.−ジメチルエチレン−ジルコニウムジクロリド、
(第3ブチルアミド)(テトラメチル−η5 −シクロペンタジエニル)−エチレン−チタンジクロリド、
(フェニルアミド)(η5 −フルオルエチル)−エチレンジルコンジクロリド、
(フェニルアミド)(η5 −インデニル)−エチレンジルコンジクロリドである。
【0012】
更に、本発明による方法の場合には、第1工程で一般式II:
【0013】
【化9】
Figure 0003645309
〔式中、R6 〜R9 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示されるシクロペンタジエニドは、一般式III:
【0014】
【化10】
Figure 0003645309
〔式中、R1 〜R5 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示されるアジリジンと反応される。好ましい置換分については、既に前記の記載に指摘されている。
【0015】
シクロペンタジエニドIIは、アルカリ金属シクロペンタジエニドの形で、特にリチウム化合物として使用することができ、例えばこの化合物は、市場で入手することもできる(例えば、Fluka 社のシクロペンタジエニル−リチウム)。
【0016】
アジリジンIIIは、エバンズ(D.A. Evans)、フォール(M.M. Faul )、ビロドー(M.T. Bilodeau )著、ザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー(J. Org. Chem. )、1991年、第56巻、第6744〜6746頁の記載により製造することができる。
【0017】
シクロペンタジエニドIIとアジリジンIIIとの反応は、不活性ガス雰囲気下で行なわれる。有利には、アジリジンを、殊に有機溶剤、例えばエーテル中に装入し、次に−70℃〜0℃の範囲内、殊に−10℃までの温度でシクロペンタジエニドIIを添加する。II:IIIの量比は、1:3〜3:1、特に2:1〜1:2の範囲内にある。引続き、10〜60℃、特に20〜40℃の範囲内の温度に加熱され、反応時間は、2〜18時間、有利に6〜15時間である。後処理のために、例えばアンモニウム塩の水溶液、特に飽和塩化アンモニウム塩が添加され、生成された配位子系IVは、分離される。
【0018】
アジリジンIIIとしては、ジアステレオマー混合物を使用することができるか、またはエナンチオマー純粋の錯体Iの製造のためには、エナンチオマー純粋の化合物を使用することができる。
【0019】
配位子系IVは、異性体混合物として存在することができるかまたは純粋な異性体として存在することができる。
【0020】
更に、配位子系IVは、金属化剤、例えばアルカリ金属アルキレンもしくはアルカリ金属水素化物またはアルカリ土類金属アルキレンもしくはアルカリ土類金属水素化物、有利にn−ブチルリチウムと混合することができる。このために、有利には、配位子系IVに有機溶剤、例えば炭化水素が添加され、かつ−10〜50℃、殊に15〜35℃の温度で金属化剤が混入される。また、好ましくは、金属化剤に有機溶剤、例えば炭化水素が添加される。IV対金属化剤の量比は、1:10〜10:1、殊に1:5〜5:1の範囲内にある。引続き、反応混合物は、30〜120℃、有利に60〜80℃の範囲内の温度に加熱され、生成された金属化配位子系は分離される。
【0021】
MXn+2 との反応は、MXn+2 またはMXn+2 と不活性溶剤、例えばエーテルとの錯体に溶剤、例えばトルオールを添加し、かつ−80〜0℃、殊に−60〜−20℃の温度で金属化配位子系を混入することにより行なわれる。MXn+2 と金属化配位子系との量比は、2:1〜1:2、特に1.5:1〜1:1.5の範囲内にある。添加の終結後に、10〜50℃、特に20〜30℃に加熱し、かつ0.1〜10日間、有利に2〜5日間反応させる。引続き、生成された半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体Iは分離される。
【0022】
本発明による方法は有効性および調製的な簡易性を示し、生成された半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体は、ポリオレフィンを製造するための触媒として適当である。
【0023】
【実施例】
実施例1
(フェニルアミド)(η5 −シクロペンタジエニル)−エチレン−ジルコニウムジクロリドI1の製造
【0024】
【化11】
Figure 0003645309
a)2−(シクロペンタジエニル)エチル−N−フェニル−アミンIV1へのシクロペンタジエニル−リチウムII1とN−フェニルアジリジンIII1との
反応
【0025】
【化12】
Figure 0003645309
【0026】
テトラヒドロフラン50ml(THF)中のN−フェニルアジリジン0.6g(=約5ミリモル)の溶液にアルゴン雰囲気下で−30℃で数回に分けてシクロペンタジエニル−リチウム0.36g(=約5ミリモル)を添加した。添加の終結後、なお1時間−30℃で撹拌し、次いで12時間室温に加熱した。次に、飽和NH4 Cl水溶液50mlを混入し、1時間撹拌し、有機相を分離した。この有機相を無水Na2 SO4 上で乾燥し、濾過し、溶剤を油ポンプによる真空で除去した。IV1 0.83g(=約4.5ミリモル、理論値の90%)が黄色の油状物として得られた。
【0027】
元素分析:
計算値 C 84.28 H 8.16 N 7.56
実測値 C 84.11 H 8.20 N 7.44
【0028】
b)IV1とn−ブチルリチウムとの反応
ペンタン70ml中のIV1 0.83g(=約4.5ミリモル)の溶液にアルゴン雰囲気下で室温でヘキサン中のn−ブチルリチウムの1.6モルの溶液5.6ml(=約9ミリモル)を添加し、かつ添加の終結後に室温で3時間撹拌した。引続き、1時間還流下に加熱し、−30℃に冷却し、白色の沈殿物を濾別し、かつ油ポンプによる真空で乾燥させた。金属化配位子系0.83g(=約4.2ミリモル、理論値の93%)が得られた。
【0029】
c)金属化配位子系とZrCl4 との反応
トルオール100ml中のZrCl4 ×2THF0.8g(=約2.1ミリモル)の−30℃に冷却された懸濁液にアルゴン雰囲気下で数回に分けてb)により得られた金属化配位子系0.83g(=約4.2ミリモル)を添加した。添加の終結後、室温に加熱し、かつ3日間撹拌した。引続き、濾別し、沈殿物を3回トルオール50mlずつで洗浄し、かつ油ポンプによる真空で乾燥させて蒸発濃縮した。残存する残留物を塩化メチレン40ml中に入れ、かつ−78℃で晶出させた。II 0.35g(=約1ミリモル、理論値の48%)を帯赤橙色の微結晶質粉末0.35g(=約1ミリモル、理論値の48%)が得られた。
【0030】
元素分析:
計算値 C 45.21 H 3.79 N 4.06 Zr 26.41
実測値 C 45.00 H 3.90 N 4.02 Zr 26.20

Claims (1)

  1. 一般式I:
    Figure 0003645309
    〔式中、
    Mは周期律表の第IV副族もしくは第V副族の金属またはランタニド群からの金属を表わし、
    Xはハロゲン原子、水素原子、C1 〜C10−アルキル基、C3 〜C10−シクロアルキル基、C6 〜C15−アリール基、7〜15個のC原子を有するアルキルアリール基または−OR10基を表わし、
    この場合
    10はC1 〜C10−アルキル基、C6 〜C15−アリール基、それぞれアルキル基中に1〜10個のC原子を有しかつアリール基中に6〜20個のC原子を有するアルキルアリール基、アリールアルキル基、フルオルアルキル基またはフルオルアリール基を表わし、
    nは2の数を差し引いたMの原子価を表わし、
    1 は水素原子、C1 〜C10−アルキル基、それ自体にC1 〜C10−アルキル基を置換として有することができるC3 〜C10−シクロアルキル基、C6 〜C15−アリール基またはアルキル基中に1〜10個のC原子を有しかつアリール基中に6〜20個のC原子を有するアリールアルキル基、またはSi(R113 基を表わし、
    この場合
    11はC1 〜C10−アルキル基、C6 〜C15−アリール基またはC3 〜C10−シクロアルキル基を表わし、
    2 〜R9 は水素原子、C1 〜C10−アルキル基、それ自体に1 〜C10−アルキル基を置換として有することができるC3 〜C10−シクロアルキル基、C6 〜C15−アリール基またはアルキル基中に1〜10個のC原子を有しかつアリール基中に6〜20個のC原子を有するアリールアルキル基を表わし、その際に場合によっては2個の隣接する基は一緒になって、4〜15個のC原子を有する環式基を表わすこともでき、またはSi(R123 を表わし、
    この場合
    12はC1 〜C10−アルキル基、C6 〜C15−アリール基またはC3 〜C10−シクロアルキル基を表わす〕で示される半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体を製造する方法において、第1工程で一般式II:
    Figure 0003645309
    〔式中、R6 〜R9 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示されるシクロペンタジエニドを一般式III:
    Figure 0003645309
    〔式中、R1 〜R5 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示されるアジリジンと反応させ、一般式IV:
    Figure 0003645309
    〔式中、R1 〜R9 はそれぞれ前記のものを表わす〕で示される配位子系に変換させ、引続き一般式IVの配位子系を金属化剤およびMXn+2 と反応させることを特徴とする、一般式Iの半サンドウィッチ構造を有する架橋錯体の製造法。
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