JP3713405B2 - 架橋ジルコノセン化合物の製造方法 - Google Patents
架橋ジルコノセン化合物の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法、更に詳しくはラセミ／メソ生成比の高い含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
α−オレフィン重合用触媒として知られているメタロセン触媒は、重合活性が高く、分子量分布が狭い重合体が得られるという特徴を有する。特に二つのシクロペンタジエニル基が架橋された構造の配位子を有する立体剛直性な遷移金属錯体を用いることにより、アイソタクチックポリプロピレンが得られることが知られている（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ １０６,ｐ．６３５５,１９８４）。
更に、２個のシクロペンタジエニル基がケイ素原子で架橋された遷移金属錯体により、高いアイソタクチシティーを持つポリプロピレンが得られることが公知である（特開昭６３−２９５６０７号公報、特開平１−２７５６０９号公報、特開平２−１３１４８８号公報）。
特に、シクロペンタジエン誘導体がアズレン誘導体である場合に、より高沸点かつ高分子量のα−オレフィン重合体が得られることが特開平６−２３９９１４号公報に開示されている。
このようなα−オレフィンの立体規則性重合はキラルメタロセン化合物によって実現される。特に、ラセミ体のメタロセン化合物は、メソ体のメタロセン化合物よりも高い立体規則性を発現するため、メタロセン化合物の製造においては、ラセミ体メタロセン化合物を選択的に合成することが要求される。
【０００３】
通常、架橋メタロセン化合物を製造する場合、架橋シクロペンタジエン化合物にアルキルリチウム等の塩基を作用させてリチウム化合物とした後、四塩化ジルコニウム等の金属化合物と反応させる方法が一般的である。
その際、反応媒体として種々の有機溶媒を用いることができる。例えば、テトラヒドロフランを単独溶媒として用いる方法が知られている（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．,２４（１９８５）５０７、Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，３４２（１９８８）２１）。この方法で製造される架橋メタロセン化合物は、空気や水分に非常に敏感である。また、副生物の除去のために、溶剤洗浄、抽出、再結晶などの多工程の後処理が必要である。さらには、得られる架橋メタロセン化合物中に、テトラヒドロフランが残存しやすい、という問題がある。
【０００４】
含ハロゲン炭化水素を用いる方法も知られている。例えば、ジクロロメタンを単独溶媒として用いることもできる（特開平６−１００５７９号公報）が、−７８℃付近の極低温が必要であり、工業製造上問題がある。
特開平５−２３９０８３号公報には、ジエチルエーテルなどの弱塩基性エーテル類を単独に用いる製造方法が開示されている。この方法では、低沸点、引火性など危険性の高いジエチルエーテルを工業的に大量に用いるという問題点がある。
脂肪族または芳香族の炭化水素を単独に用いる方法も知られているが（特開平６−１２２６９２号公報、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ,１３，９５４（１９９４））、含ハロゲン置換基を有する架橋メタロセン化合物の製造においては、炭化水素の低極性の性質の影響で系内が不均一化し、反応性が低下する。
【０００５】
また、混合溶媒を用いる製造方法も知られている。例えば、特開平５−２３９０８３号公報には、ジエチルエーテルなどに脂肪族炭化水素を添加する方法が開示されている。しかし、含ハロゲン置換基を有する架橋メタロセン化合物の製造においては、脂肪族炭化水素の混合反応系の低極性化で、反応性が低下する問題がある。
特開平６−１２２６９２号公報には、脂肪族および芳香族の炭化水素溶媒にエーテル類を添加する製造方法が開示されている。しかしこの方法は、インデン骨格を有する架橋シクロペンタジエン化合物を用いるときに限定され、またエーテル類の混合量については開示がない。
特開平１０−４５７８６号公報には、シクロペンタジエニル化合物を脂肪族または芳香族炭化水素のような非極性溶媒に溶解または懸濁させた後、エーテル類のような溶媒を添加し、ブチルリチウムによるリチオ化処理を実施する、という製造方法が開示されている。しかし、溶媒添加方法に制約があるということは工業的製造上問題である。
【０００６】
上記のいずれの手法でも、目的とするラセミ体メタロセン化合物の他に、例えばメソ体のような好ましくない異性体メタロセン化合物が大量に生成してしまう。そのため立体規則性重合用触媒として使用するには、さらに複雑な工程を経てラセミ体メタロセン化合物を精製することが必要であり、これは工業製造上の大きな問題となる。
【０００７】
一方、ラセミ体メタロセン化合物を選択的に製造する方法も知られている。例えば、ＷＯ９６／３４００２公報には、エーテル類と芳香族炭化水素混合溶媒中で反応させ、高いラセミ／メソ生成比でメタロセン化合物を製造する方法が開示されている。しかし、この方法は、用いる遷移金属ハライドをジアミン化合物のキレート付加物へ変換させてからメタロセン化合物製造に使用することが必須であり、工程数の増加という面で工業製造上問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、含ハロゲン置換基を有するラセミ体架橋ジルコノセン化合物を、工業的に高収率で効率よく製造する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、テトラヒドロフランを一定の濃度範囲で含む溶媒を反応媒体とすることにより、高収率で効率よく含ハロゲン置換基を有するラセミ体架橋ジルコノセン化合物を製造する方法を見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、含ハロゲン置換基を有する架橋シクロペンタジエン化合物と該化合物を脱プロトン化することのできる塩基との反応物を、ジルコニウム化合物と溶媒中で反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造する方法において、該溶媒中のテトラヒドロフラン濃度が０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの範囲であることを特徴とする、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明において用いることのできる、含ハロゲン置換基を有する架橋シクロペンタジエン化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される。
【００１１】
【化２】
【００１２】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１８のケイ素含有炭化水素基または炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基を示す。
上記のハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子がある。これらの中でも、塩素原子が好ましい。
上記の炭素数１〜１０の炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル等のアルキル基、ビニル、プロペニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル等のアリールアルキル基、フェニル、トリル、１−ナフチル等のアリール基が挙げられる。
【００１３】
上記の炭素数１〜１８のケイ素含有炭化水素基の具体例としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル等のトリアルキルシリル基、トリフェニルシリル等のトリアリールシリル基、ジメチルフェニルシリル等の（アルキル）（アリール）シリル基、ビス（トリメチルシリル）メチル等のアルキルシリルアルキル基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。そして上記のハロゲン化炭化水素基は、ハロゲン原子が例えばフッ素原子の場合、フッ素原子が上記の炭化水素基の任意の位置に置換した化合物である。具体的には、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ブロモメチル、ジブロモメチル、トリブロモメチル、ヨードメチル基等が挙げられる。
【００１４】
一般式（Ｉ）中、Ｒ７およびＲ８は、縮合環Ｒ３およびＲ６上の水素原子と置き替わる置換基であって、それぞれ独立して、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基、炭素数１〜２０の酸素含有炭化水素基、アミノ基、炭素数１〜２０の窒素含有炭化水素基、または炭素数１〜２０の硫黄含有炭化水素基を示す。
上記のハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０の炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル等のアルキル基、ビニル、プロペニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル等のアリールアルキル基、フェニル、トリル、１−ナフチル、ビフェニル等のアリール基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。そして上記のハロゲン化炭化水素基は、ハロゲン原子が例えばフッ素原子の場合、フッ素原子が上記の炭化水素基の任意の位置に置換した化合物である。具体的には、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ブロモメチル、ジブロモメチル、トリブロモメチル、ヨードメチル基等が挙げられる。
【００１５】
上記の炭素数１〜２０の酸素含有炭化水素基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等のアルコキシ基、フェノキシ、メチルフェノキシ、ナフトキシ等のアリロキシ基、フェニルメトキシ、ナフチルメトキシ等のアリールアルコキシ基、フリル基等の酸素含有複素環基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０の窒素含有炭化水素基の具体例としては、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ等のアルキルアミノ基、フェニルアミノ、ジフェニルアミノ等のアリールアミノ基、（メチル）（フェニル）アミノ等の（アルキル）（アリール）アミノ基、ピラゾリル、インドリル等の窒素含有複素環基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０の硫黄含有炭化水素基の具体例としては、前記含酸素化合物の酸素が硫黄に置換した置換基等が挙げられる。
ただし、上記のＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８のうち少なくとも１つはハロゲン原子または炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基である。
【００１６】
一般式（Ｉ）中、Ｒ３およびＲ６は、それぞれ独立して、それが結合する５員環に対して縮合環を形成する炭素数３〜１０の飽和または不飽和の２価の炭化水素基を示す。従って、当該縮合環は、５〜１２員環である。
この当該縮合環は、好ましくは５〜１０員環であり、さらに好ましくは７員環である。
上記Ｒ３およびＲ６の具体例としては、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン等の２価の飽和炭化水素基、プロペニレン、２−ブテニレン、１，３−ブタジエニレン、１−ペンテニレン、２−ペンテニレン、１，３−ペンタジエニレン、１，４−ペンタジエニレン、１−ヘキセニレン、２−ヘキセニレン、３−ヘキセニレン、１，３−ヘキサジエニレン、１，４−ヘキサジエニレン、１，５−ヘキサジエニレン、２，４−ヘキサジエニレン、２，５−ヘキサジエニレン、１，３，５−ヘキサトリエニレン等の２価の不飽和炭化水素基が挙げられる。
【００１７】
一般式（Ｉ）中、ｍおよびｎは、それぞれ独立して、０〜２０の整数を示す。ｍおよびｎは、１〜５が好ましい。ｍおよび／またはｎが２〜２０の整数の場合は、複数の基Ｒ７、Ｒ８は、互いに同一でも異なっていても構わない。また、ｍまたはｎが２以上の場合、それぞれＲ７同士またはＲ８同士が連結して新たな環構造を形成してもよい
【００１８】
Ｑは、二つの５員環を結合する、炭素数１〜２０の２価の炭化水素基、炭素数１〜２０の炭化水素基を有していてもよいシリレン基、オリゴシリレン基、ゲルミレン基のいずれかを示す。上記のシリレン基、オリゴシリレン基またはゲルミレン基上に２個の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記のＱの具体例としては、メチレン、１，２−エチレン等のアルキレン基、（メチル）（フェニル）メチレン、ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基、メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン等のアルキルシリレン基、メチルフェニルシリレン、メチルトリルシリレン等の（アルキル）（アリール）シリレン基、ジフェニルシリレン等のアリールシリレン基、テトラメチルジシリレン等のオリゴシリレン基、ゲルミレン基、上記の２価の炭素数１〜２０の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基、アリールゲルミレン基等が挙げられる。
【００１９】
本発明においては、一般式（Ｉ）で示される架橋シクロペンタジエン化合物を、この化合物を脱プロトン化することのできる塩基と反応させた後、つづいてジルコニウム化合物と反応させるときの反応媒体としてテトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒を用いて、含ハロゲン置換基を有するラセミ体の架橋ジルコノセン化合物を優先的に製造する。
本発明において使用されるテトラヒドロフランの濃度範囲は、０．５〜５ｍｏｌ／Ｌであり、好適には１〜５ｍｏｌ／Ｌであり、さらに好適には１〜４ｍｏｌ／Ｌである。
【００２０】
本発明においては、具体的には、次のような方法等によって架橋ジルコノセン化合物を製造することができる。
（１）架橋シクロペンタジエン化合物をテトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒に溶解させ、これに架橋シクロペンタジエン化合物を脱プロトン化することのできる塩基を加えて反応させ、続いてジルコニウム化合物と反応させることにより、架橋ジルコノセン化合物を製造する。
（２）架橋シクロペンタジエン化合物を前記塩基と芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エーテル類等の有機溶媒中または無溶媒下に処理して架橋シクロペンタジエニル塩に転化した後、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒に溶解または調製し、続いてジルコニウム化合物と反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造する。
（３）架橋シクロペンタジエン化合物を前記塩基で溶媒中または無溶媒下に処理して、架橋シクロペンタジエニル塩に転化し、溶媒留去、溶剤洗浄等により精製単離したあと、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒中でジルコニウム化合物と反応させ、架橋ジルコノセン化合物を製造する。
【００２１】
上記（２）および（３）の場合、架橋シクロペンタジエン化合物と上記塩基との反応に使用する溶媒としては、特に制限はなく、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、エーテル類等、およびそれらの混合溶媒を使用することができる。
【００２２】
本発明において、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒とは、テトラヒドロフラン以外の溶媒として、芳香族炭化水素またはエーテル類などからなる溶媒である。
本発明において使用される芳香族炭化水素としては、炭素数６〜１０までの芳香族炭化水素である。具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられ、好ましくは、ベンゼン、トルエンである。
【００２３】
本発明において使用されるエーテル類としては、炭素数４〜１０のエーテル類である。具体例としては、ジエチルエーテル、ジ（ｎ−プロピル）エーテル、ジ（ｉ−プロピル）エーテル、ジ（ｎ−ブチル）エーテル、メチル（ｎ−ブチル）エーテル、メチル（ｔ−ブチル）エーテル、１，２−ジメトキシエタン等の脂肪族エーテル類、１，４−ジオキサン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類が挙げられる。この中では、脂肪族エーテルのジエチルエーテル、ジ（ｉ−プロピル）エーテルが好適である。
芳香族炭化水素とエーテル類との混合体積比は、架橋シクロペンタジエン化合物、上記塩基、ジルコニウム化合物の反応性を損なわない程度において任意の割合に設定することができる。好ましくは、１００／０〜１／３０の範囲であり、より好ましくは３０／１〜１／１０の範囲である。
【００２４】
また、それらは、それぞれ２種以上の混合溶媒であってもよい。例えば上記（２）において、あるエーテル類を溶媒として架橋シクロペンタジエン化合物と上記塩基とを反応させた後、別のエーテル類を加えて、芳香族炭化水素およびそれらの２種のエーテル類を含み、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した混合溶媒とし、ジルコニウム化合物と反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造することもできる。
【００２５】
本発明に使用される塩基は、架橋シクロペンタジエン化合物を脱プロトン化することのできる塩基であり、好ましくは、該化合物のシクロペンタジエニル環からプロトンを引き抜くことができる化合物である。工業的に有利な塩基としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの金属化合物である。具体例としては、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびそれらのアマルガムが挙げられる。アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウムなどが挙げられる。アルカリまたはアルカリ土類の金属化合物としては、リチウムを例にとると、メチルリチウム、エチルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムナフタレニド等が挙げられる。これらの中では、ｎ−ブチルリチウムが好適である。
【００２６】
上記の塩基は溶液として使用することもできる。具体的には、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液もしくはトルエン溶液、メチルリチウムのジエチルエーテル溶液、ｓｅｃ−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液などが例示される。
この場合には、仕込み時の反応溶媒に塩基溶液からの溶媒が追加されることになるので、それも含めた総溶媒量に対して本発明におけるテトラヒドロフラン濃度に調製すればよい。
これらの塩基の使用量は、架橋シクロペンタジエン化合物１モルに対し、通常０．１〜５．０、好ましくは１．８〜２．４モルである。
【００２７】
これらの塩基とシクロペンタジエン化合物とを接触させる際の反応温度は、−１００〜１００℃、好ましくは−８０〜３０℃、さらに好ましくは−１０〜２５℃である。通常は低温において接触させ、その後徐々に室温まで昇温させる方法が用いられる。
【００２８】
本発明に用いられるジルコニウム化合物は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、炭素数１〜２０のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基、炭素数１〜２０の酸素含有炭化水素基、アミノ基、炭素数１〜２０の窒素含有炭化水素基などと遷移金属が結合した化合物であり得る。また酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、砒素原子などを有する化合物が付加した化合物も含まれる。具体的には、
（１）ＺｒＣｌ４、ＺｒＢｒ４などのハロゲン化合物、
（２）ＺｒＣｌ４・ｎＴＨＦ、ＺｒＣｌ４・ｎ（Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）などのハロゲン化合物付加物、
（３）（Ｃ５Ｈ５）２ＺｒＣｌ２、（Ｃ５Ｈ５）２Ｚｒ（ＣＨ３）２などのシクロペンタジエニル化合物、
（４）Ｚｒ（ａｃａｃ）４、Ｚｒ（ａｃａｃ）２Ｃｌ２などのキレート配位子を有する化合物、
（５）Ｚｒ（ＮＭｅ２）２Ｃｌ２、Ｚｒ（ＮＥｔ２）２Ｃｌ２などのアミノ基を有する化合物
等が例示され、好ましくはＺｒＣｌ４、ＺｒＣｌ４・ｎＴＨＦ、である。
なお、上記において、ａｃａｃはアセチルアセトナート配位子、ＴＨＦはテトラヒドロフラン、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基である。
【００２９】
これらのジルコニウム化合物の使用量は、シクロペンタジエン化合物１モルに対し、通常０．５〜２．０モル、好ましくは０．８〜１．２モルである。
これらのジルコニウム化合物を架橋シクロペンタジエニル化合物と上記の塩基との反応物に接触させる際の反応温度は、−１００〜１００℃、好ましくは−８０〜３０℃、さらに好ましくは−１０〜２５℃である。通常は低温においてジルコニウム化合物を作用させ、その後徐々に室温まで昇温させる方法が用いられる。
【００３０】
これらのジルコニウム化合物を架橋シクロペンタジエニル化合物と上記の塩基との反応物に接触させる際の反応濃度については、特に制限はなく、公知の濃度で反応させることができる。
【００３１】
本発明により製造される、架橋ジルコノセン化合物としては、次に示す化合物が例示される。
ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ[１，１'−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝]ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（３−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム等のアズレニル系化合物。
【００３２】
さらに、ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ[１，１'−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）インデニル｝]ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（３−クロロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）インデニル｝］ジルコニウム等のインデニル系化合物。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれらの実施例によって制約をうけるものではない。
【００３４】
実施例１
窒素雰囲気下、室温で、５００ｍｌの三口フラスコに、配位子１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］１６．９７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。無水トルエン１８１．５ｍｌと、無水テトラヒドロフラン１９．５ｍｌ（２４０．４ｍｍｏｌ）とを加え溶解させたのち、氷冷下攪拌した。そこへｎ−ＢｕＬｉのｎ−ヘキサン溶液（１．５３Ｍ）３９．２５ｍｌ（６０．０ｍｍｏｌ）を滴下した。冷浴を取り外し、室温下で３０分攪拌した後、−１０℃に冷却し、四塩化ジルコニウム６．９０ｇ（２９．６ｍｍｏｌ）を加えた。冷浴を取り外し、室温下で１５時間攪拌したところ、黄色スラリー溶液が得られた。
減圧下で溶媒を約１５０ｍｌ留去した後、Ｇ４ガラスフリット上に黄色沈殿をろ取し、無水トルエン２０ｍｌで２回、続いて無水エタノール４０ｍｌで２回洗浄後、減圧乾固して、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム ８．８５ｇ（１２．２ｍｍｏｌ）を黄色粉末状固体として得た。１Ｈ−ＮＭＲ分析から、ラセミ／メソ生成比は４．３／１（モル比）、Ｚｒ基準の収率は４１％であった。表１に反応溶媒の混合体積比、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）濃度、配位子濃度、単離収率、ラセミ体収率、ラセミ／メソ（ｒ／ｍ）比を示す。なお、表１において、反応溶媒中のヘキサンは、ｎ−ＢｕＬｉ溶液からの持ち込み分である。
【００３５】
実施例２
反応混合溶媒であるトルエン、ＴＨＦ、ヘキサンの体積比と配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例１と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００３６】
実施例３
窒素雰囲気下、室温で、５００ｍｌの三口フラスコに、１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］１６．９７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。無水トルエン５３．５ｍｌと、無水テトラヒドロフラン８．１ｍｌ（１００ｍｍｏｌ）とを加え溶解させたのち、氷冷下攪拌した。そこへｎ−ＢｕＬｉのｎ−ヘキサン溶液（１．５３Ｍ）３９．２５ｍｌ（６０．０ｍｍｏｌ）を滴下した。冷浴を取り外し、室温下で３０分攪拌した後、−１０℃に冷却し、四塩化ジルコニウム６．９０ｇ（２９．６ｍｍｏｌ）を加えた。冷浴を取り外し、室温下で１５時間攪拌したところ、黄色スラリー溶液が得られた。
減圧下で溶媒を約７５ｍｌ留去した後、Ｇ４ガラスフリット上に黄色沈殿をろ取し、無水トルエン２０ｍｌで２回、続いて無水エタノール４０ｍｌで２回洗浄後、減圧乾固して、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム ８．４９ｇ（１１．７ｍｍｏｌ）を黄色粉末状固体として得た。１Ｈ−ＮＭＲ分析から、ラセミ／メソ生成比は４．１／１（モル比）、Ｚｒ基準の収率は３９％であった。結果を表１に示す。
【００３７】
実施例４
反応混合溶媒であるトルエン、ＴＨＦ、ヘキサンの体積比と配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例３と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００３８】
実施例５
窒素雰囲気下、室温で、５００ｍｌの三口フラスコに、配位子１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］１６．９７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。無水ジ（イソプロピル）エーテル（ＩＰＥ）６６．５ｍｌを加え溶解させたのち、氷冷下攪拌した。そこへｎ−ＢｕＬｉのｎ−ヘキサン溶液（１．５３Ｍ）３９．２ｍｌ（６０．０ｍｍｏｌ）を滴下した。冷浴を取り外し、室温下で３０分攪拌した後、無水トルエン８５．６ｍｌと、無水テトラヒドロフラン４８．７ｍｌ（６００ｍｍｏｌ）とを加え−１０℃に冷却し、四塩化ジルコニウム６．９０ｇ（２９．６ｍｍｏｌ）を加えた。冷浴を取り外し、室温下で１５時間攪拌したところ、黄色スラリー溶液が得られた。
減圧下で溶媒を約１５０ｍｌ留去した後、Ｇ４ガラスフリット上に黄色沈殿をろ取し、無水トルエン２０ｍｌで２回、続いて無水エタノール４０ｍｌで２回洗浄後、減圧乾固して、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム ６．８７ｇ（９．４６ｍｍｏｌ）を黄色粉末状固体として得た。１Ｈ−ＮＭＲ分析から、ラセミ／メソ生成比は６．６／１（モル比）、Ｚｒ基準の収率は３２％であった。結果を表１に示す。
【００３９】
実施例６
反応混合溶媒であるトルエン、ジ（イソプロピル）エーテル、ＴＨＦ、ヘキサンの体積比と配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４０】
比較例１
反応混合溶媒としてＴＨＦを用いないでトルエンとヘキサンの体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例１と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４１】
比較例２
反応混合溶媒としてトルエンとＴＨＦを用いないで、ジ（イソプロピル）エーテルとヘキサンの体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４２】
比較例３
反応混合溶媒としてＴＨＦを用いないで、トルエン／ジ（イソプロピル）エーテル／ヘキサンの体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４３】
比較例４
反応混合溶媒の体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【発明の効果】
本発明のメタロセン化合物の製造方法によれば、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物のラセミ体が、選択的に高収率で効率よく製造することができ、工業的に有用な方法である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法、更に詳しくはラセミ／メソ生成比の高い含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
α−オレフィン重合用触媒として知られているメタロセン触媒は、重合活性が高く、分子量分布が狭い重合体が得られるという特徴を有する。特に二つのシクロペンタジエニル基が架橋された構造の配位子を有する立体剛直性な遷移金属錯体を用いることにより、アイソタクチックポリプロピレンが得られることが知られている（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ １０６,ｐ．６３５５,１９８４）。
更に、２個のシクロペンタジエニル基がケイ素原子で架橋された遷移金属錯体により、高いアイソタクチシティーを持つポリプロピレンが得られることが公知である（特開昭６３−２９５６０７号公報、特開平１−２７５６０９号公報、特開平２−１３１４８８号公報）。
特に、シクロペンタジエン誘導体がアズレン誘導体である場合に、より高沸点かつ高分子量のα−オレフィン重合体が得られることが特開平６−２３９９１４号公報に開示されている。
このようなα−オレフィンの立体規則性重合はキラルメタロセン化合物によって実現される。特に、ラセミ体のメタロセン化合物は、メソ体のメタロセン化合物よりも高い立体規則性を発現するため、メタロセン化合物の製造においては、ラセミ体メタロセン化合物を選択的に合成することが要求される。
【０００３】
通常、架橋メタロセン化合物を製造する場合、架橋シクロペンタジエン化合物にアルキルリチウム等の塩基を作用させてリチウム化合物とした後、四塩化ジルコニウム等の金属化合物と反応させる方法が一般的である。
その際、反応媒体として種々の有機溶媒を用いることができる。例えば、テトラヒドロフランを単独溶媒として用いる方法が知られている（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．,２４（１９８５）５０７、Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，３４２（１９８８）２１）。この方法で製造される架橋メタロセン化合物は、空気や水分に非常に敏感である。また、副生物の除去のために、溶剤洗浄、抽出、再結晶などの多工程の後処理が必要である。さらには、得られる架橋メタロセン化合物中に、テトラヒドロフランが残存しやすい、という問題がある。
【０００４】
含ハロゲン炭化水素を用いる方法も知られている。例えば、ジクロロメタンを単独溶媒として用いることもできる（特開平６−１００５７９号公報）が、−７８℃付近の極低温が必要であり、工業製造上問題がある。
特開平５−２３９０８３号公報には、ジエチルエーテルなどの弱塩基性エーテル類を単独に用いる製造方法が開示されている。この方法では、低沸点、引火性など危険性の高いジエチルエーテルを工業的に大量に用いるという問題点がある。
脂肪族または芳香族の炭化水素を単独に用いる方法も知られているが（特開平６−１２２６９２号公報、Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ,１３，９５４（１９９４））、含ハロゲン置換基を有する架橋メタロセン化合物の製造においては、炭化水素の低極性の性質の影響で系内が不均一化し、反応性が低下する。
【０００５】
また、混合溶媒を用いる製造方法も知られている。例えば、特開平５−２３９０８３号公報には、ジエチルエーテルなどに脂肪族炭化水素を添加する方法が開示されている。しかし、含ハロゲン置換基を有する架橋メタロセン化合物の製造においては、脂肪族炭化水素の混合反応系の低極性化で、反応性が低下する問題がある。
特開平６−１２２６９２号公報には、脂肪族および芳香族の炭化水素溶媒にエーテル類を添加する製造方法が開示されている。しかしこの方法は、インデン骨格を有する架橋シクロペンタジエン化合物を用いるときに限定され、またエーテル類の混合量については開示がない。
特開平１０−４５７８６号公報には、シクロペンタジエニル化合物を脂肪族または芳香族炭化水素のような非極性溶媒に溶解または懸濁させた後、エーテル類のような溶媒を添加し、ブチルリチウムによるリチオ化処理を実施する、という製造方法が開示されている。しかし、溶媒添加方法に制約があるということは工業的製造上問題である。
【０００６】
上記のいずれの手法でも、目的とするラセミ体メタロセン化合物の他に、例えばメソ体のような好ましくない異性体メタロセン化合物が大量に生成してしまう。そのため立体規則性重合用触媒として使用するには、さらに複雑な工程を経てラセミ体メタロセン化合物を精製することが必要であり、これは工業製造上の大きな問題となる。
【０００７】
一方、ラセミ体メタロセン化合物を選択的に製造する方法も知られている。例えば、ＷＯ９６／３４００２公報には、エーテル類と芳香族炭化水素混合溶媒中で反応させ、高いラセミ／メソ生成比でメタロセン化合物を製造する方法が開示されている。しかし、この方法は、用いる遷移金属ハライドをジアミン化合物のキレート付加物へ変換させてからメタロセン化合物製造に使用することが必須であり、工程数の増加という面で工業製造上問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、含ハロゲン置換基を有するラセミ体架橋ジルコノセン化合物を、工業的に高収率で効率よく製造する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、テトラヒドロフランを一定の濃度範囲で含む溶媒を反応媒体とすることにより、高収率で効率よく含ハロゲン置換基を有するラセミ体架橋ジルコノセン化合物を製造する方法を見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、含ハロゲン置換基を有する架橋シクロペンタジエン化合物と該化合物を脱プロトン化することのできる塩基との反応物を、ジルコニウム化合物と溶媒中で反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造する方法において、該溶媒中のテトラヒドロフラン濃度が０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの範囲であることを特徴とする、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明において用いることのできる、含ハロゲン置換基を有する架橋シクロペンタジエン化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される。
【００１１】
【化２】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜１０の炭化水素基、炭素数１〜１８のケイ素含有炭化水素基または炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基を示す。
上記のハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子がある。これらの中でも、塩素原子が好ましい。
上記の炭素数１〜１０の炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル等のアルキル基、ビニル、プロペニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル等のアリールアルキル基、フェニル、トリル、１−ナフチル等のアリール基が挙げられる。
【００１３】
上記の炭素数１〜１８のケイ素含有炭化水素基の具体例としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、ｔ−ブチルジメチルシリル等のトリアルキルシリル基、トリフェニルシリル等のトリアリールシリル基、ジメチルフェニルシリル等の（アルキル）（アリール）シリル基、ビス（トリメチルシリル）メチル等のアルキルシリルアルキル基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。そして上記のハロゲン化炭化水素基は、ハロゲン原子が例えばフッ素原子の場合、フッ素原子が上記の炭化水素基の任意の位置に置換した化合物である。具体的には、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ブロモメチル、ジブロモメチル、トリブロモメチル、ヨードメチル基等が挙げられる。
【００１４】
一般式（Ｉ）中、Ｒ７およびＲ８は、縮合環Ｒ３およびＲ６上の水素原子と置き替わる置換基であって、それぞれ独立して、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基、炭素数１〜２０の酸素含有炭化水素基、アミノ基、炭素数１〜２０の窒素含有炭化水素基、または炭素数１〜２０の硫黄含有炭化水素基を示す。
上記のハロゲン原子の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０の炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル等のアルキル基、ビニル、プロペニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル等のアリールアルキル基、フェニル、トリル、１−ナフチル、ビフェニル等のアリール基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基において、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。そして上記のハロゲン化炭化水素基は、ハロゲン原子が例えばフッ素原子の場合、フッ素原子が上記の炭化水素基の任意の位置に置換した化合物である。具体的には、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ブロモメチル、ジブロモメチル、トリブロモメチル、ヨードメチル基等が挙げられる。
【００１５】
上記の炭素数１〜２０の酸素含有炭化水素基の具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等のアルコキシ基、フェノキシ、メチルフェノキシ、ナフトキシ等のアリロキシ基、フェニルメトキシ、ナフチルメトキシ等のアリールアルコキシ基、フリル基等の酸素含有複素環基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０の窒素含有炭化水素基の具体例としては、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ等のアルキルアミノ基、フェニルアミノ、ジフェニルアミノ等のアリールアミノ基、（メチル）（フェニル）アミノ等の（アルキル）（アリール）アミノ基、ピラゾリル、インドリル等の窒素含有複素環基等が挙げられる。
上記の炭素数１〜２０の硫黄含有炭化水素基の具体例としては、前記含酸素化合物の酸素が硫黄に置換した置換基等が挙げられる。
ただし、上記のＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ８のうち少なくとも１つはハロゲン原子または炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基である。
【００１６】
一般式（Ｉ）中、Ｒ３およびＲ６は、それぞれ独立して、それが結合する５員環に対して縮合環を形成する炭素数３〜１０の飽和または不飽和の２価の炭化水素基を示す。従って、当該縮合環は、５〜１２員環である。
この当該縮合環は、好ましくは５〜１０員環であり、さらに好ましくは７員環である。
上記Ｒ３およびＲ６の具体例としては、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン等の２価の飽和炭化水素基、プロペニレン、２−ブテニレン、１，３−ブタジエニレン、１−ペンテニレン、２−ペンテニレン、１，３−ペンタジエニレン、１，４−ペンタジエニレン、１−ヘキセニレン、２−ヘキセニレン、３−ヘキセニレン、１，３−ヘキサジエニレン、１，４−ヘキサジエニレン、１，５−ヘキサジエニレン、２，４−ヘキサジエニレン、２，５−ヘキサジエニレン、１，３，５−ヘキサトリエニレン等の２価の不飽和炭化水素基が挙げられる。
【００１７】
一般式（Ｉ）中、ｍおよびｎは、それぞれ独立して、０〜２０の整数を示す。ｍおよびｎは、１〜５が好ましい。ｍおよび／またはｎが２〜２０の整数の場合は、複数の基Ｒ７、Ｒ８は、互いに同一でも異なっていても構わない。また、ｍまたはｎが２以上の場合、それぞれＲ７同士またはＲ８同士が連結して新たな環構造を形成してもよい
【００１８】
Ｑは、二つの５員環を結合する、炭素数１〜２０の２価の炭化水素基、炭素数１〜２０の炭化水素基を有していてもよいシリレン基、オリゴシリレン基、ゲルミレン基のいずれかを示す。上記のシリレン基、オリゴシリレン基またはゲルミレン基上に２個の炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記のＱの具体例としては、メチレン、１，２−エチレン等のアルキレン基、（メチル）（フェニル）メチレン、ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基、メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン等のアルキルシリレン基、メチルフェニルシリレン、メチルトリルシリレン等の（アルキル）（アリール）シリレン基、ジフェニルシリレン等のアリールシリレン基、テトラメチルジシリレン等のオリゴシリレン基、ゲルミレン基、上記の２価の炭素数１〜２０の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基、アリールゲルミレン基等が挙げられる。
【００１９】
本発明においては、一般式（Ｉ）で示される架橋シクロペンタジエン化合物を、この化合物を脱プロトン化することのできる塩基と反応させた後、つづいてジルコニウム化合物と反応させるときの反応媒体としてテトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒を用いて、含ハロゲン置換基を有するラセミ体の架橋ジルコノセン化合物を優先的に製造する。
本発明において使用されるテトラヒドロフランの濃度範囲は、０．５〜５ｍｏｌ／Ｌであり、好適には１〜５ｍｏｌ／Ｌであり、さらに好適には１〜４ｍｏｌ／Ｌである。
【００２０】
本発明においては、具体的には、次のような方法等によって架橋ジルコノセン化合物を製造することができる。
（１）架橋シクロペンタジエン化合物をテトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒に溶解させ、これに架橋シクロペンタジエン化合物を脱プロトン化することのできる塩基を加えて反応させ、続いてジルコニウム化合物と反応させることにより、架橋ジルコノセン化合物を製造する。
（２）架橋シクロペンタジエン化合物を前記塩基と芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エーテル類等の有機溶媒中または無溶媒下に処理して架橋シクロペンタジエニル塩に転化した後、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒に溶解または調製し、続いてジルコニウム化合物と反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造する。
（３）架橋シクロペンタジエン化合物を前記塩基で溶媒中または無溶媒下に処理して、架橋シクロペンタジエニル塩に転化し、溶媒留去、溶剤洗浄等により精製単離したあと、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒中でジルコニウム化合物と反応させ、架橋ジルコノセン化合物を製造する。
【００２１】
上記（２）および（３）の場合、架橋シクロペンタジエン化合物と上記塩基との反応に使用する溶媒としては、特に制限はなく、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、エーテル類等、およびそれらの混合溶媒を使用することができる。
【００２２】
本発明において、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した溶媒とは、テトラヒドロフラン以外の溶媒として、芳香族炭化水素またはエーテル類などからなる溶媒である。
本発明において使用される芳香族炭化水素としては、炭素数６〜１０までの芳香族炭化水素である。具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられ、好ましくは、ベンゼン、トルエンである。
【００２３】
本発明において使用されるエーテル類としては、炭素数４〜１０のエーテル類である。具体例としては、ジエチルエーテル、ジ（ｎ−プロピル）エーテル、ジ（ｉ−プロピル）エーテル、ジ（ｎ−ブチル）エーテル、メチル（ｎ−ブチル）エーテル、メチル（ｔ−ブチル）エーテル、１，２−ジメトキシエタン等の脂肪族エーテル類、１，４−ジオキサン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類が挙げられる。この中では、脂肪族エーテルのジエチルエーテル、ジ（ｉ−プロピル）エーテルが好適である。
芳香族炭化水素とエーテル類との混合体積比は、架橋シクロペンタジエン化合物、上記塩基、ジルコニウム化合物の反応性を損なわない程度において任意の割合に設定することができる。好ましくは、１００／０〜１／３０の範囲であり、より好ましくは３０／１〜１／１０の範囲である。
【００２４】
また、それらは、それぞれ２種以上の混合溶媒であってもよい。例えば上記（２）において、あるエーテル類を溶媒として架橋シクロペンタジエン化合物と上記塩基とを反応させた後、別のエーテル類を加えて、芳香族炭化水素およびそれらの２種のエーテル類を含み、テトラヒドロフランを０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲に含有するように調製した混合溶媒とし、ジルコニウム化合物と反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造することもできる。
【００２５】
本発明に使用される塩基は、架橋シクロペンタジエン化合物を脱プロトン化することのできる塩基であり、好ましくは、該化合物のシクロペンタジエニル環からプロトンを引き抜くことができる化合物である。工業的に有利な塩基としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの金属化合物である。具体例としては、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびそれらのアマルガムが挙げられる。アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウムなどが挙げられる。アルカリまたはアルカリ土類の金属化合物としては、リチウムを例にとると、メチルリチウム、エチルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムナフタレニド等が挙げられる。これらの中では、ｎ−ブチルリチウムが好適である。
【００２６】
上記の塩基は溶液として使用することもできる。具体的には、ｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液もしくはトルエン溶液、メチルリチウムのジエチルエーテル溶液、ｓｅｃ−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液などが例示される。
この場合には、仕込み時の反応溶媒に塩基溶液からの溶媒が追加されることになるので、それも含めた総溶媒量に対して本発明におけるテトラヒドロフラン濃度に調製すればよい。
これらの塩基の使用量は、架橋シクロペンタジエン化合物１モルに対し、通常０．１〜５．０、好ましくは１．８〜２．４モルである。
【００２７】
これらの塩基とシクロペンタジエン化合物とを接触させる際の反応温度は、−１００〜１００℃、好ましくは−８０〜３０℃、さらに好ましくは−１０〜２５℃である。通常は低温において接触させ、その後徐々に室温まで昇温させる方法が用いられる。
【００２８】
本発明に用いられるジルコニウム化合物は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１〜２０の炭化水素基、炭素数１〜２０のケイ素含有炭化水素基、炭素数１〜２０のハロゲン化炭化水素基、炭素数１〜２０の酸素含有炭化水素基、アミノ基、炭素数１〜２０の窒素含有炭化水素基などと遷移金属が結合した化合物であり得る。また酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、砒素原子などを有する化合物が付加した化合物も含まれる。具体的には、
（１）ＺｒＣｌ４、ＺｒＢｒ４などのハロゲン化合物、
（２）ＺｒＣｌ４・ｎＴＨＦ、ＺｒＣｌ４・ｎ（Ｈ２ＮＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）などのハロゲン化合物付加物、
（３）（Ｃ５Ｈ５）２ＺｒＣｌ２、（Ｃ５Ｈ５）２Ｚｒ（ＣＨ３）２などのシクロペンタジエニル化合物、
（４）Ｚｒ（ａｃａｃ）４、Ｚｒ（ａｃａｃ）２Ｃｌ２などのキレート配位子を有する化合物、
（５）Ｚｒ（ＮＭｅ２）２Ｃｌ２、Ｚｒ（ＮＥｔ２）２Ｃｌ２などのアミノ基を有する化合物
等が例示され、好ましくはＺｒＣｌ４、ＺｒＣｌ４・ｎＴＨＦ、である。
なお、上記において、ａｃａｃはアセチルアセトナート配位子、ＴＨＦはテトラヒドロフラン、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基である。
【００２９】
これらのジルコニウム化合物の使用量は、シクロペンタジエン化合物１モルに対し、通常０．５〜２．０モル、好ましくは０．８〜１．２モルである。
これらのジルコニウム化合物を架橋シクロペンタジエニル化合物と上記の塩基との反応物に接触させる際の反応温度は、−１００〜１００℃、好ましくは−８０〜３０℃、さらに好ましくは−１０〜２５℃である。通常は低温においてジルコニウム化合物を作用させ、その後徐々に室温まで昇温させる方法が用いられる。
【００３０】
これらのジルコニウム化合物を架橋シクロペンタジエニル化合物と上記の塩基との反応物に接触させる際の反応濃度については、特に制限はなく、公知の濃度で反応させることができる。
【００３１】
本発明により製造される、架橋ジルコノセン化合物としては、次に示す化合物が例示される。
ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ[１，１'−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝]ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（３−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム等のアズレニル系化合物。
【００３２】
さらに、ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ[１，１'−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）インデニル｝]ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルメチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−エチレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−フルオロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（３−クロロフェニル）インデニル｝］ジルコニウム、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−トリフルオロメチルフェニル）インデニル｝］ジルコニウム等のインデニル系化合物。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれらの実施例によって制約をうけるものではない。
【００３４】
実施例１
窒素雰囲気下、室温で、５００ｍｌの三口フラスコに、配位子１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］１６．９７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。無水トルエン１８１．５ｍｌと、無水テトラヒドロフラン１９．５ｍｌ（２４０．４ｍｍｏｌ）とを加え溶解させたのち、氷冷下攪拌した。そこへｎ−ＢｕＬｉのｎ−ヘキサン溶液（１．５３Ｍ）３９．２５ｍｌ（６０．０ｍｍｏｌ）を滴下した。冷浴を取り外し、室温下で３０分攪拌した後、−１０℃に冷却し、四塩化ジルコニウム６．９０ｇ（２９．６ｍｍｏｌ）を加えた。冷浴を取り外し、室温下で１５時間攪拌したところ、黄色スラリー溶液が得られた。
減圧下で溶媒を約１５０ｍｌ留去した後、Ｇ４ガラスフリット上に黄色沈殿をろ取し、無水トルエン２０ｍｌで２回、続いて無水エタノール４０ｍｌで２回洗浄後、減圧乾固して、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム ８．８５ｇ（１２．２ｍｍｏｌ）を黄色粉末状固体として得た。１Ｈ−ＮＭＲ分析から、ラセミ／メソ生成比は４．３／１（モル比）、Ｚｒ基準の収率は４１％であった。表１に反応溶媒の混合体積比、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）濃度、配位子濃度、単離収率、ラセミ体収率、ラセミ／メソ（ｒ／ｍ）比を示す。なお、表１において、反応溶媒中のヘキサンは、ｎ−ＢｕＬｉ溶液からの持ち込み分である。
【００３５】
実施例２
反応混合溶媒であるトルエン、ＴＨＦ、ヘキサンの体積比と配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例１と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００３６】
実施例３
窒素雰囲気下、室温で、５００ｍｌの三口フラスコに、１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］１６．９７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。無水トルエン５３．５ｍｌと、無水テトラヒドロフラン８．１ｍｌ（１００ｍｍｏｌ）とを加え溶解させたのち、氷冷下攪拌した。そこへｎ−ＢｕＬｉのｎ−ヘキサン溶液（１．５３Ｍ）３９．２５ｍｌ（６０．０ｍｍｏｌ）を滴下した。冷浴を取り外し、室温下で３０分攪拌した後、−１０℃に冷却し、四塩化ジルコニウム６．９０ｇ（２９．６ｍｍｏｌ）を加えた。冷浴を取り外し、室温下で１５時間攪拌したところ、黄色スラリー溶液が得られた。
減圧下で溶媒を約７５ｍｌ留去した後、Ｇ４ガラスフリット上に黄色沈殿をろ取し、無水トルエン２０ｍｌで２回、続いて無水エタノール４０ｍｌで２回洗浄後、減圧乾固して、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム ８．４９ｇ（１１．７ｍｍｏｌ）を黄色粉末状固体として得た。１Ｈ−ＮＭＲ分析から、ラセミ／メソ生成比は４．１／１（モル比）、Ｚｒ基準の収率は３９％であった。結果を表１に示す。
【００３７】
実施例４
反応混合溶媒であるトルエン、ＴＨＦ、ヘキサンの体積比と配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例３と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００３８】
実施例５
窒素雰囲気下、室温で、５００ｍｌの三口フラスコに、配位子１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］１６．９７ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）を仕込んだ。無水ジ（イソプロピル）エーテル（ＩＰＥ）６６．５ｍｌを加え溶解させたのち、氷冷下攪拌した。そこへｎ−ＢｕＬｉのｎ−ヘキサン溶液（１．５３Ｍ）３９．２ｍｌ（６０．０ｍｍｏｌ）を滴下した。冷浴を取り外し、室温下で３０分攪拌した後、無水トルエン８５．６ｍｌと、無水テトラヒドロフラン４８．７ｍｌ（６００ｍｍｏｌ）とを加え−１０℃に冷却し、四塩化ジルコニウム６．９０ｇ（２９．６ｍｍｏｌ）を加えた。冷浴を取り外し、室温下で１５時間攪拌したところ、黄色スラリー溶液が得られた。
減圧下で溶媒を約１５０ｍｌ留去した後、Ｇ４ガラスフリット上に黄色沈殿をろ取し、無水トルエン２０ｍｌで２回、続いて無水エタノール４０ｍｌで２回洗浄後、減圧乾固して、ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム ６．８７ｇ（９．４６ｍｍｏｌ）を黄色粉末状固体として得た。１Ｈ−ＮＭＲ分析から、ラセミ／メソ生成比は６．６／１（モル比）、Ｚｒ基準の収率は３２％であった。結果を表１に示す。
【００３９】
実施例６
反応混合溶媒であるトルエン、ジ（イソプロピル）エーテル、ＴＨＦ、ヘキサンの体積比と配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４０】
比較例１
反応混合溶媒としてＴＨＦを用いないでトルエンとヘキサンの体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例１と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４１】
比較例２
反応混合溶媒としてトルエンとＴＨＦを用いないで、ジ（イソプロピル）エーテルとヘキサンの体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４２】
比較例３
反応混合溶媒としてＴＨＦを用いないで、トルエン／ジ（イソプロピル）エーテル／ヘキサンの体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４３】
比較例４
反応混合溶媒の体積比および配位子の１，１’−ジメチルシリレンビス［２−メチル−（４−クロロフェニル）−１，４−ジヒドロアズレン］の濃度を表１に示す条件にする以外は、実施例５と同様にしてジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウムを合成した。その結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【発明の効果】
本発明のメタロセン化合物の製造方法によれば、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物のラセミ体が、選択的に高収率で効率よく製造することができ、工業的に有用な方法である。
Claims (3)
- 含ハロゲン置換基を有する架橋シクロペンタジエン化合物と該化合物を脱プロトン化することのできる塩基との反応物を、ジルコニウム化合物と溶媒中で反応させて架橋ジルコノセン化合物を製造する方法において、該溶媒中のテトラヒドロフラン濃度が０．５〜５ｍｏｌ／Ｌの範囲であることを特徴とする、含ハロゲン置換基を有する架橋ジルコノセン化合物の製造方法。
- 架橋シクロペンタジエン化合物が下記一般式（Ｉ）
で表される請求項１に記載の架橋ジルコノセン化合物の製造方法。 - 一般式（Ｉ）のＲ３およびＲ６の少なくとも一方が、Ｒ３又はＲ６由来の不飽和結合を有する７員環からなる縮合環を形成している請求項１又は２に記載の架橋ジルコノセン化合物の製造方法。
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