JP4056337B2 - α−オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法 - Google Patents
α−オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、α-オレフィン・環状オレフィン共重合体およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、分子量分布が非常に狭いα-オレフィン・環状オレフィンの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
α-オレフィンと特定の環状オレフィンとを共重合させて得られる環状オレフィン系共重合体は、光学特性、機械特性、熱特性などに優れ、しかもこれらのバランスがよいため、例えば光学メモリディスクや光学ファイバーなどの光学材料として用いられている。
このような環状オレフィン系共重合体は、従来可溶性バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とから形成されるバナジウム系触媒の存在下に、トルエン、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素溶媒中で、または環状オレフィン自体を溶媒として、α-オレフィンと特定の環状オレフィンとを共重合させることにより製造されている。しかし、このようなバナジウム系触媒は重合活性が低く、環状オレフィン系共重合体を高収率で得ることは困難であった。また、得られる環状オレフィン系共重合体は分子量分布が広く、組成分布も不均一で、高分子量のα-オレフィン成分が多く生成する等の問題点があった。
【0003】
一方、メタロセンとアルミノオキサンとからなる触媒は、環状オレフィンに対する重合活性に優れるということが特開昭61-221206号公報、特開平5-9223号公報、特開平5-320258号公報、特開平8-3230号公報などに示されている。しかし、このようなジルコニウム化合物とアルミノオキサンとからなる触媒は、シングルサイト触媒であり、得られる重合体は分子量分布が狭く、バナジウム系触媒で得られるよりも均一な組成分布を有する重合体が得られるが、環状オレフィンの取り込み効率が悪く、目的の環状オレフィン共重合体を得るためには環状オレフィンを多量に仕込まなければならないという問題点がある。また、この触媒は非常に高価であるという問題がある。
【0004】
このため、α-オレフィンと特定の環状オレフィンとを、高い重合活性で共重合し得るような安価な触媒および環状オレフィン系共重合体の製造方法の出現が望まれていた。
本発明者らは、上記のような従来技術に鑑みて研究した結果、特定の遷移金属化合物と、有機金属化合物、有機アルミニウムオキシ化合物または遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物とからなる触媒が、α-オレフィンと環状オレフィンとの共重合活性に優れることを見出し本発明を完成するに至った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち本発明は、α-オレフィン・環状オレフィン共重合体を高い重合活性で製造する方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るα-オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法は、
(A)炭素原子数2〜30の直鎖状または分岐状のα-オレフィンと、
(B)下記一般式(I)
【0007】
【化5】
(式(I)中、uは0または1であり、vは0または正の整数であり、wは0または1であり、R61〜R78ならびにRa1およびRb1は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基であり、R75〜R78は、互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、かつ該単環または多環が二重結合を有していてもよく、またR75とR76とで、またはR77とR78とでアルキリデン基を形成していてもよい。)
で表される環状オレフィン、
下記一般式(II)
【0008】
【化6】
(式(II)中、xおよびdは0または1以上の整数であり、yおよびzは0、1または2であり、R81〜R99は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基またはアルコキシ基であり、R89およびR90が結合している炭素原子と、R93が結合している炭素原子またはR91が結合している炭素原子とは、直接あるいは炭素原子数1〜3のアルキレン基を介して結合していてもよく、またy=z=0のとき、R95とR92またはR95とR99とは互いに結合して単環または多環の芳香族環を形成していてもよい。)
で表される環状オレフィン、
および下記一般式(III)
【0009】
【化7】
(式(III)中、R100、R101は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数1〜5の炭化水素基を示し、fは1≦f≦18である。)
で表される環状オレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種の環状オレフィンとを、
(C)下記一般式(IV)または(V)で示される遷移金属化合物と、
(D)(D−1)有機金属化合物、
(D−2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(D−3)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物
から選ばれる少なくとも1種の化合物
とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に共重合することを特徴とするα−オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法に関する。
【0010】
【化8】
(式(IV)中、M1は周期律表第5族の遷移金属原子を示し、
kは1〜2の整数を示し、
mは、1〜3の整数を示し、
Aは酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または結合基−R6を有する窒素原子を示し、
Dは、窒素原子、リン原子、または結合基−R7を有する炭素原子を示し R1〜R7は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ヘテロ環式化合物残基、アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよく、また、mが2以上の場合には、R1同士、R2同士、R3同士、R4同士、R5同士、R6同士、R7同士は互いに同一でも異なっていてもよく、またいずれか一つの配位子に含まれるR1〜R7のうちの1個の基と、他の配位子に含まれるR1〜R7のうちの1個の基とで結合基または単結合を形成してもよく、
また、R1〜R7に含まれるヘテロ原子はM1に配位あるいは結合していてもよく、nは、M1の価数を満たす数であり、
nが1の場合、X1は酸素原子であり、
nが2以上の場合、X1の少なくとも一つは酸素原子でありその他のX1は、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基、カルボニル基、イオウ含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基から選ばれ、X1で示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またX1で示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。
【0011】
式(V)中、M2は周期律表第5族の遷移金属原子を示し、
k’は1〜2の整数を示し、
pは、1〜3の整数を示し、
Gは、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、結合基−R12を有する窒素原子を示し、Eは、Nの結合基として、−R13および−R14、または=C(R15)R16を示し、R8〜R16は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ヘテロ環式化合物残基、アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、こ
れらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよく、(R8とR13またはR8とR14が連結して芳香環を形成するものは除く)、また、pが2以上のときは、いずれか一つの配位子に含まれるR8〜R16のうちの1個の基と、他の配位子に含まれるR8〜R16のうちの1個の基とで結合基または単結合を形成してもよく、R8同士、R9同士、R10同士、R11同士、R12同士、R13同士、R14同士、R15同士、R16同士は互いに同一でも異なっていてもよく、また、R8〜R16に含まれるヘテロ原子はM2に配位あるいは結合していてもよく、
qは、M2の価数を満たす数であり、
qが1の場合、X2は酸素原子であり、
qが2以上の場合、X2の少なくとも一つは酸素原子でありその他のX2は、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基、カルボニル基、イオウ含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基から選ばれ、X2で示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またX2で示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。)
【0013】
本発明に関わるα−オレフィン・環状オレフィンの製造方法は、上記α−オレフィンがエチレンであり、上記環状オレフィンがビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エンおよび/またはテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセンであるのが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるα-オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法について具体的に説明する。
本発明に係るα-オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法は、
(A)炭素原子数が2〜30の直鎖状または分岐状のα−オレフィンと、
(B)下記一般式(I)で表される環状オレフィン、下記一般式(II)で表される環状オレフィン、および下記一般式(III)で表される環状オレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種の環状オレフィンとを原料とする。
まず、これらのα-オレフィン、環状オレフィンについて説明する。
【0015】
(A)α−オレフィン
本発明に係るα-オレフィン・環状オレフィン共重合体を形成するα-オレフィンに由来する構成単位(A)は、下記のような炭素原子数が2〜30の直鎖状または分岐状のα-オレフィンに由来する構成単位である。
炭素原子数が2〜30の直鎖状または分岐状のα-オレフィンとして具体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-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、1-エイコセンなどが挙げられる。これらのなかでは、エチレンとプロピレンが好ましく、エチレンが特に好ましい。これらのα-オレフィンに由来する構成単位は、2種以上含まれていてもよい。
【0016】
(B)環状オレフィンに由来する構成単位
本発明に係るα-オレフィン・環状オレフィン共重合体を形成する環状オレフィンに由来する構成単位(B)は、下記一般式(I)、(II)または(III)で表される環状オレフィンに由来する構成単位である。
まず、一般式(I)で表される環状オレフィンについて説明する。
【0017】
【化9】
式(I)中、uは0または1であり、vは0または正の整数であり、wは0または1である。なおwが1の場合には、wを用いて表される環は6員環となり、wが0の場合には、この環は5員環となる。
【0018】
R61〜R78ならびにRa1およびRb1は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基である。
ここで、ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子である。
また炭化水素基としては、通常、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜20のハロゲン化アルキル基、炭素原子数3〜15のシクロアルキル基または芳香族炭化水素基が挙げられる。
より具体的には、アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、アミル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オクタデシルなどが挙げられる。
ハロゲン化アルキル基としては、上記炭素原子数1〜20のアルキル基に1個または複数のハロゲン原子が置換した基が挙げられる。
シクロアルキル基としては、シクロヘキシルなどが挙げられ、
芳香族炭化水素基としてはフェニル、ナフチルなどが挙げられる。
【0019】
さらに上記一般式(I)において、R75とR76とが、R77とR78とが、R75とR77とが、R76とR78とが、R75とR78とが、またはR76とR77とがそれぞれ結合して(互いに共同して)、単環または多環の基を形成していてもよく、しかもこのようにして形成された単環または多環が二重結合を有していてもよい。ここで形成される単環または多環としては、具体的に以下のようなものが挙げられる。
【0020】
【化10】
なお上記例示において、1または2の番号を付した炭素原子は、上記一般式(I)においてそれぞれR75(R76)またはR77(R78)が結合している炭素原子を表す。
また、R75とR76とで、またはR77とR78とでアルキリデン基を形成していてもよい。このようなアルキリデン基は、通常は炭素原子数2〜20のアルキリデン基であり、このようなアルキリデン基の具体的な例としては、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデンなどが挙げられる。
次に、一般式(II)で表される環状オレフィンについて説明する。
【0021】
【化11】
式(II)中、xおよびdは0または正の整数であり、yおよびzは0、1または2である。
また、R81〜R99は、そ互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基またはアルコキシ基である。
ハロゲン原子としては、上記式(I)中のハロゲン原子と同じものを例示できる。
また脂肪族炭化水素基としては、炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数3〜15のシクロアルキル基が挙げられる。
より具体的には、アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、アミル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オクタデシルなどが挙げられる。
シクロアルキル基としては、シクロヘキシルなどが挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、アリール基、アラルキル基などが挙げられ、具体的には、フェニル、トリル、ナフチル、ベンジル、フェニルエチルなどが挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロホキシなどが挙げられる。
【0022】
ここで、R89およびR90が結合している炭素原子と、R93が結合している炭素原子またはR91が結合している炭素原子とは、直接または炭素原子数1〜3のアルキレン基を介して結合していてもよい。すなわち、上記二個の炭素原子がアルキレン基を介して結合している場合には、R89とR93とが、または、R90とR91とが互いに共同して、メチレン基(−CH2−)、エチレン基(−CH2CH2−)またはプロピレン基(−CH2CH2CH2−)の内のいずれかのアルキレン基を形成している。
さらに、y=z=0のとき、R95とR92またはR95とR99とは互いに結合して単環または多環の芳香族環を形成していてもよい。具体的には、y=z=0のとき、R95とR92とにより形成される以下のような芳香族環が挙げられる。
【0023】
【化12】
ここで、lは上記一般式(II)におけるdと同じである。
次に、一般式(III)で表される環状オレフィンついて説明する。
【0024】
【化13】
式(III)中、R100とR101は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数1〜5の炭化水素基であり、またfは1≦f≦18である。
炭素原子数1〜5の炭化水素基としては好ましくはアルキル基、ハロゲン化アルキル基またはシクロアルキル基を挙げることができる。これらの具体例は上記式(I)のR61〜R78の具体例から明らかであろう。
【0025】
上記のような一般式(I)、(II)または(III)で表される環状オレフィンとしては、具体的には、
ビシクロ-2-ヘプテン誘導体(ビシクロヘプト-2-エン誘導体)、トリシクロ-3-デセン誘導体、トリシクロ-3-ウンデセン誘導体、テトラシクロ-3-ドデセン誘導体、ペンタシクロ-4-ペンタデセン誘導体、ペンタシクロペンタデカジエン誘導体、ペンタシクロ-3-ペンタデセン誘導体、ペンタシクロ-4-ヘキサデセン誘導体、ペンタシクロ-3-ヘキサデセン誘導体、ヘキサシクロ-4-ヘプタデセン誘導体、ヘプタシクロ-5-エイコセン誘導体、ヘプタシクロ-4-エイコセン誘導体、ヘプタシクロ-5-ヘンエイコセン誘導体、オクタシクロ-5-ドコセン誘導体、ノナシクロ-5-ペンタコセン誘導体、ノナシクロ-6-ヘキサコセン誘導体、シクロペンタジエン-アセナフチレン付加物、1,4-メタノ-1,4,4a,9a-テトラヒドロフルオレン誘導体、1,4-メタノ-1,4,4a,5,10,10a-ヘキサヒドロアントラセン誘導体、炭素数3〜20のシクロアルキレン誘導体などが挙げられる。
以下に、上記一式(I)、(II)または(III)で表される環状オレフィンの具体的な例を示す。
【0026】
【化14】
【0027】
【化15】
【0028】
【化16】
【0029】
【化17】
【0030】
【化18】
【0031】
【化19】
【0032】
【化20】
【0033】
【化21】
【0034】
【化22】
【0035】
【化23】
【0036】
【化24】
【0037】
【化25】
【0038】
【化26】
【0039】
【化27】
【0040】
【化28】
【0041】
【化29】
【0042】
【化30】
【0043】
【化31】
【0044】
【化32】
【0045】
【化33】
【0046】
【化34】
シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、3-メチルシクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロデセン、シクロドデセン、シクロエイコセンなど。
【0047】
この中では、ビシクロ[2.2.1]-2-ヘプテン誘導体、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン誘導体およびヘキサシクロ[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]-4-ヘプタデセン誘導体が好ましく、特にビシクロ[2.2.1]-2-ヘプテン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセンが好ましい。
上記のような一般式(I)または(II)で表される環状オレフィンは、シクロペンタジエンと対応する構造を有するオレフィン類とをディールス・アルダー反応させることによって製造することができる。
これらの一般式(I)、(II)または(III)で表される環状オレフィンを、2種以上含んで重合してもよい。
【0048】
(α-オレフィン・環状オレフィン共重合体の分子量)
本発明に係るα−オレフィン・環状オレフィン共重合体のGPCにより求めた重量平均分子量(Mw)は、1,000≦Mw≦5,000,000、好ましくは、3,000≦Mw≦3,000,000、より好ましくは5,000≦Mw≦2,000,000、さらに好ましくは5,000≦Mw≦1,000,000の範囲にある。
α-オレフィン・環状オレフィン共重合体の重量平均分子量(Mw)が上記範囲内にあると、成形体とした場合に強度に優れ、成形加工性に優れる傾向がある。
本明細書中におけるMwは、前述のGPC条件で測定を行った場合の値である。
【0049】
(α-オレフィン・環状オレフィン共重合体の構成単位)
本発明に係るα-オレフィン・環状オレフィン共重合体中のα-オレフィンに由来する構成単位(A)と、環状オレフィンに由来する構成単位とのモル比(α-オレフィン/環状オレフィン)は、20/80〜99/1、好ましくは30/70〜90/10の範囲、より好ましくは40/60〜80/20の範囲、さらに好ましくは50/50〜70/30の範囲である。
α-オレフィン・環状オレフィン共重合体中のα-オレフィン由来の構成単位と、環状オレフィン由来の構成単位とのモル比が上記範囲内にあると、α-オレフィン・環状オレフィン共重合体の特徴である、光学特性、機械特性、熱特性などに優れる傾向があり、製造が困難ではない。
なお、ポリマー中の環状オレフィン含有量は、予めポリマーの13C-NMR分析による環状オレフィン含有量とDSC測定によるTgの相関式を求めておき、生成ポリマーのDSC測定−Tgからこの相関式を用いて環状オレフィン含有量を算出した。
【0050】
α−オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法
本発明に係るα−オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法は、
上記炭素原子数が2〜30の直鎖状または分岐状のα−オレフィンと、
上記一般式(I)で表される環状オレフィン、一般式(II)で表される環状オレフィン、および一般式(III)で表される環状オレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種の環状オレフィンとを、例えば
(C)下記一般式(IV)または(V)で示される遷移金属化合物と、
(D)(D−1)有機金属化合物、
(D−2)有機アルミニウムオキシ化合物、および
(D−3)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物
から選ばれる少なくとも1種の化合物
とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に共重合する。
以下、本発明で用いられるオレフィン重合用触媒を形成する各成分について説明する。
【0051】
(C)遷移金属化合物
本発明で用いられる遷移金属化合物は、一般式(IV)または(V)で表される化合物である。これらの遷移金属化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
【0052】
【化35】
(なお、ここでN……M 1 およびN……M 2 は、一般的には配位していることを示すが、本発明においては配位していてもしていなくてもよい。)
式(IV)中のM 1 および式(V)中のM 2 は互いに同一でも異なっていてもよく、周期表第5族の遷移金属原子である。具体的には、バナジウム、ニオブ、タンタルである。
【0053】
式(IV)中のmおよび式(V)中のpは互いに同一でも異なっていてもよく、1〜3の整数であり、好ましくは1〜2の整数である。
式(IV)中のAは酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または置換基−R6を有する窒素原子(−N(R6)−)を示し、好ましくは酸素原子または窒素原子である。
式(IV)中のDは窒素原子、リン原子、または置換基−R7を有する炭素原子(−N(R7)−)を示し、好ましくは置換基−R7を有する炭素原子である。
式(IV)中のR1〜R7は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
【0054】
式(V)中のGは酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、置換基−R12を有する窒素原子(−N(R12)−)を示し、好ましくは酸素原子である。
式(V)中のEはいずれもNに結合する−R13および−R14、または=C(R15)R16を示す。
式(V)中のR8〜R16は互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
【0056】
式(IV)においてmが2以上の場合には、R1同士、R2同士、R3同士、R4同士、R5同士、R6同士、R7同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。また、mが2以上の場合にはR1〜R7で示される基のうち2個の基が連結されていてもよい。
式(V)においてpが2以上の場合にはR8同士、R9同士、R10同士、R11同士、R12同士、R13同士、R14同士、R15同士、R16同士は、互いに同一でも異なっていてもよい。またpが2以上の場合には、R8〜R16で示される基のうち2個の基が連結されていてもよい。
【0057】
R 1 〜R 16 が示す炭化水素基として具体的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ネオペンチル、n−ヘキシルなどの炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20の直鎖状または分岐状のアルキル基;ビニル、アリル、イソプロペニルなどの炭素原子数が2〜30、好ましくは2〜20の直鎖状または分岐状のアルケニル基;エチニル、プロパルギルなど炭素原子数が2〜30、好ましくは2〜20の直鎖状または分岐状のアルキニル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、アダマンチルなどの炭素原子数が3〜30、好ましくは3〜20の環状飽和炭化水素基;シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニルなどの炭素原子数5〜30の環状不飽和炭化水素基;フェニル、ベンジル、ナフチル、ビフェニリル、ターフェニリル、フェナントリル、アントリルなどの炭素原子数が6〜30、好ましくは6〜20のアリール基;トリル、iso−プロピルフェニル、t−ブチルフェニル、ジメチルフェニル、ジ−tert−ブチルフェニルなどのアルキル置換アリール基などが挙げられる。
【0058】
上記炭化水素基は、水素原子がハロゲンで置換されていてもよく、例えば、トリフルオロメチル、ペンタフルオロフェニル、クロロフェニルなどの炭素原子数1〜30、好ましくは1〜20のハロゲン化炭化水素基が挙げられる。
また、上記炭化水素基は、他の炭化水素基で置換されていてもよく、例えばベンジル、クミルなどのアリール基置換アルキル基などが挙げられる。
さらにまた上記炭化水素基は、ヘテロ環式化合物残基;アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基;アミノ基、イミノ基、アミド基、イミド基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、アミジノ基、ジアゾ基、アミノ基がアンモニウム塩となったものなどの窒素含有基;ボランジイル基、ボラントリイル基、ジボラニル基などのホウ素含有基;メルカプト基、チオエステル基、ジチオエステル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、チオアシル基、チオエーテル基、チオシアン酸エステル基、イソチアン酸エステル基、スルホンエステル基、スルホンアミド基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホ基、スルホニル基、スルフィニル基、スルフェニル基などのイオウ含有基;ホスフィド基、ホスホリル基、チオホスホリル基、ホスファト基などのリン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基などで置換されていてもよい。
【0059】
このように炭化水素基は、アルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、スズ含有基などで置換されていてもよいが、この場合、アルコキシ基などの置換基は、その基を特徴づける原子団が、式(IV)のNまたはD中の炭素原子、式(V)のE中の炭素原子に直接結合しないことが望ましい。
これらのうち、特に、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、ネオペンチル、n−ヘキシルなどの炭素原子数1〜30、好ましくは1〜20の直鎖状または分岐状のアルキル基;フェニル、ナフチル、ビフェニリル、ターフェニリル、フェナントリル、アントリルなどの炭素原子数6〜30、好ましくは6〜20のアリール基;これらのアリール基にハロゲン原子、炭素原子数1〜30、好ましくは1〜20のアルキル基またはアルコキシ基、炭素原子数6〜30、好ましくは6〜20のアリール基またはアリーロキシ基などの置換基が1〜5個置換した置換アリール基などが好ましい。
【0060】
R1〜R7は、これらのうちの2個以上の基、好ましくは隣接する基が互いに連結して環を形成することもでき、R8〜R16は、これらのうちの2個以上の基、好ましくは隣接する基が互いに連結して環を形成することもできる。このような環としては、例えばベンゼン環、ナフタレン環、アセナフテン環、インデン環などの
縮環基、および上記縮環基上の水素原子がメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル基で置換された基などが挙げられる。
【0061】
R 1 〜R 16 が示すアルコキシ基、アリーロキシ基、エステル基、エーテル基、アシル基、カルボキシル基、カルボナート基、ペルオキシ基、カルボン酸無水物基は、基中に酸素原子を1〜5個含有する基であり、下記ヘテロ環化合物残基は含まれない。また、窒素原子、イオウ原子、リン原子、ハロゲン原子またはケイ素原子を含み、かつこれらの原子と酸素原子とが直接結合している基も含まれない。アルコキシ基、アリーロキシ基、アセトキシ基、カルボニル基が好ましい。なお酸素含有基が炭素原子を含む場合は、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20の範囲にあることが望ましい。
【0062】
R 1 〜R 16 が示す窒素含有基は、基中に窒素原子を1〜5個含有する基であり、下記ヘテロ環化合物残基は含まれない。窒素含有基として具体的には、例えばアミノ基、イミノ基、アミド基、イミド基、ヒドラジノ基、ヒドラゾノ基、ニトロ基、ニトロソ基、シアノ基、イソシアノ基、シアン酸エステル基、アミジノ基、ジアゾ基、アミノ基がアンモニウム塩となったものなどが挙げられ、アミノ基、イミノ基、アミド基、イミド基、ニトロ基、シアノ基が好ましい。なお、窒素含有基が炭素原子を含む場合は、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20の範囲にあることが望ましい。
【0063】
ホウ素含有基は、基中に1〜5個のホウ素原子を含む基であり、下記ヘテロ環化合物残基は含まれない。ホウ素含有基として具体的には、例えばボランジイル基、ボラントリイル基、ジボラニル基などのホウ素含有基が挙げられ、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20の炭化水素基が1〜2個置換したボリル基または1〜3個置換したボレート基が好ましい。炭化水素基が2個以上置換している場合には、各炭化水素は同一でも異なっていてもよい。
【0064】
R 1 〜R 16 が示すイオウ含有基は、基中にイオウ原子を1〜5個含有する基であり、下記ヘテロ環化合物残基は含まれない。イオウ含有基として具体的には、例えばメルカプト基、チオエステル基、ジチオエステル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、チオアシル基、チオエーテル基、チオシアン酸エステル基、イソチオシアン酸エステル基、スルホンエステル基、スルホンアミド基、チオカルボキシル基、ジチオカルボキシル基、スルホ基、スルホニル基、スルフィニル基、スルフェニル基、スルフォネート基、スルフィネート基などが挙げられ、スルフォネート基、スルフィネート基、アルキルチオ基、アリールチオ基が好ましい。なおイオウ含有基が炭素原子を含む場合は、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20の範囲にあることが望ましい。
【0065】
R 1 〜R 16 が示すリン含有基は、基中に1〜5のリン原子を含有する基であり、下記ヘテロ環化合物残基は含まれない。リン含有基として具体的には、例えばホスフィノ基、ホスホリル基、ホスホチオイル基、ホスホノ基などが挙げられる。R 1 〜R 16 が示すヘテロ環式化合物残基は、基の中にヘテロ原子を1〜5個含む環状の基であり、ヘテロ原子としてはO、N、S、P、Bなどが挙げられる。環としては例えば4〜7員環の単環および多環、好ましくは5〜6員環の単環および多環が挙げられる。具体的には、例えばピロール、ピリジン、ピリミジン、キノリン、トリアジンなどの含窒素化合物の残基;フラン、ピランなどの含酸素化合物の残基;チオフェンなどの含イオウ化合物の残基など、およびこれらの残基に、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20のアルキル基、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20のアルコキシ基などの置換基がさらに置換した基などが挙げられる。
【0066】
R 1 〜R 16 が示すケイ素含有基は、基中に1〜5のケイ素原子を含有する基であり、例えば炭化水素置換シリル基などのシリル基、炭化水素置換シロキシ基などのシロキシ基が挙げられる。具体的には、メチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、エチルシリル、ジエチルシリル、トリエチルシリル、ジフェニルメチルシリル、トリフェニルシリル、ジメチルフェニルシリル、ジメチル−t−ブチルシリル、ジメチル(ペンタフルオロフェニル)シリルなどが挙げられる。これらの中では、メチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、エチルシリル、ジエチルシリル、トリエチルシリル、ジメチルフェニルシリル、トリフェニルシリルなどが好ましく、特にトリメチルシリル、トリエチルシリル、トリフェニルシリル、ジメチルフェニルシリルが好ましい。炭化水素置換シロキシ基として具体的には、トリメチルシロキシなどが挙げられる。なおケイ素含有基が炭素原子を含む場合は、炭素原子数が1〜30、好ましくは1〜20の範囲にあることが望ましい。
R 1 〜R 16 が示すゲルマニウム含有基およびスズ含有基としては、上記ケイ素含有基のケイ素をゲルマニウムおよびスズに置換したものが挙げられる。
【0067】
次に上記で説明したR 1 〜R 16 の例について、より具体的に説明する。
アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシなどが、アリーロキシ基としては、フェノキシ、2,6−ジメチルフェノキシ、2,4,6−トリメチルフェノキシなどが、アシル基としては、ホルミル、アセチル、ベンゾイル、p−クロロベンゾイル、p−メトキシベンソイルなどが、エステル基としては、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ、メトキシカルボニル、フェノキシカルボニル、p−クロロフェノキシカルボニルなどが好ましく例示される。
【0068】
窒素含有基のうち、アミノ基としては、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ、ジブチルアミノ、ジシクロヘキシルアミノなどのアルキルアミノ基;フェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ、ジナフチルアミノ、メチルフェニルアミノなどのアリールアミノ基またはアルキルアリールアミノ基などが、イミノ基としては、メチルイミノ、エチルイミノ、プロピルイミノ、ブチルイミノ、フェニルイミノなどが、アミド基としては、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N-メチルベンズアミドなどが、イミド基としては、アセトイミド、ベンズイミドなどが好ましく例示される。
【0069】
イオウ含有基のうち、アルキルチオ基としては、メチルチオ、エチルチオなどが、アリールチオ基としては、フェニルチオ、メチルフェニルチオ、ナルチルチオなどが、チオエステル基としては、アセチルチオ、ベンゾイルチオ、メチルチオカルボニル、フェニルチオカルボニルなどが、スルホンエステル基としては、スルホン酸メチル、スルホン酸エチル、スルホン酸フェニルなどが、スルホンアミド基としては、フェニルスルホンアミド、N-メチルスルホンアミド、N-メチル-p-トルエンスルホンアミドなどが好ましく挙げられる。
【0070】
スルフォネート基としては、メチルスルフォネート、トリフルオロメタンスルフォネート、フェニルスルフォネート、ベンジルスルフォネート、p-トルエンスルフォネート、トリメチルベンゼンスルフォネート、トリイソブチルベンゼンスルフォネート、p-クロルベンゼンスルフォネート、ペンタフルオロベンゼンスルフォネートなどが、スルフィネート基としてはメチルスルフィネート、フェニルスルフィネート、ベンジルスルフィネート、p-トルエンスルフィネート、トリメチルベンゼンスルフィネート、ペンタフルオロベンゼンスルフィネートなどが挙げられる。
【0071】
リン含有基のうち、ホスフィノ基としては、ジメチルフォスフィノ、ジフェニルフォスフィノなどが挙げられ、ホスホリル基としては、メチルホスホリル、イソプロピルホスホリル、フェニルホスホリルなどが挙げられ、ホスホチオイル基としては、メチルホスホチオイル、イソプロピルホスホチオイル、フェニルホスホチオイルなどが挙げられ、ホスホノ基としては、リン酸ジメチル、リン酸ジイソプロピル、リン酸ジフェニルなどのリン酸エステル基、リン酸基などが挙げられる。
【0072】
式(IV)中のnは、M1の価数を満たす数であり、具体的には0〜5、好ましくは0〜4、より好ましくは0〜3の整数である。
式(V)中のqは、M2の価数を満たす数であり、具体的には0〜5、好ましくは0〜4、より好ましくは0〜3の整数である。
【0073】
式(IV)においてnが1の場合には、X1は酸素原子であり、式(V)においてqが1の場合には、X2は酸素原子である。
式(IV)においてnが2以上の場合には、X1は酸素原子及び、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基、カルボニル基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、アルミニウム含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基より任意に選ばれる原子または基を示し、式(V)においてqが2以上の場合には、X2は酸素原子及び、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基、カルボニル基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、アルミニウム含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基より任意に選ばれる原子または基を示す。
【0074】
なお式(IV)においてnが2以上の場合には、X1で示される複数の基は互いに同一であっても異なっていてもよく、式(V)においてqが2以上の場合には、X2で示される複数の基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
また式(IV)においてnが2以上の場合には、X1で示される複数の基は互いに結合して環を形成していてもよく、式(V)においてqが2以上の場合には、X2で示される複数の基は互いに結合して環を形成していてもよい。
【0075】
X 1 〜X 2 が示すハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
X 1 〜X 2 が示す炭化水素基としては、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられる。具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、アイコシルなどのアルキル基;シクロペンチル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの炭素原子数が3〜30のシクロアルキル基;ビニル、プロペニル、シクロヘキセニルなどのアルケニル基;ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピルなどのアリールアルキル基;フェニル、トリル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ビフェニリル、ナフチル、メチルナフチル、アントリル、フェナントリルなどのアリール基などが挙げられる。また、この炭化水素基には、ハロゲン化炭化水素、具体的には炭素原子数1〜20の炭化水素基の少なくとも一つの水素がハロゲンに置換した基も含まれる。
これらのうち、炭素原子数が1〜20のものが好ましい。
【0076】
X 1 〜X 2 が示すアルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基、カルボニル基として、具体的には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシなどのアルコキシ基;フェノキシ、メチルフェノキシ、ジメチルフェノキシ、ナフトキシなどのアリーロキシ基;フェニルメトキシ、フェニルエトキシなどのアリールアルコキシ基;アセトキシ基;カルボニル基などが挙げられる。
【0077】
X 1 〜X 2 が示す窒素含有基として具体的には、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられ、具体的には、アミノ基;メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジプロピルアミノ、ジブチルアミノ、ジシクロヘキシルアミノなどのアルキルアミノ基;フェニルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノ、ジナフチルアミノ、メチルフェニルアミノなどのアリールアミノ基またはアルキルアリールアミノ基などが挙げられる。
X 1 〜X 2 が示すホウ素含有基として具体的には、BR4(Rは水素、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、ハロゲン原子などを示す)が挙げられる。
【0078】
X 1 〜X 2 が示すイオウ含有基としては、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられ、具体的には、メチルスルフォネート、トリフルオロメタンスルフォネート、フェニルスルフォネート、ベンジルスルフォネート、p−トルエンスルフォネート、トリメチルベンゼンスルフォネート、トリイソブチルベンゼンスルフォネート、p−クロルベンゼンスルフォネート、ペンタフルオロベンゼンスルフォネートなどのスルフォネート基;メチルスルフィネート、フェニルスルフィネート、ベンジルスルフィネート、p−トルエンスルフィネート、トリメチルベンゼンスルフィネート、ペンタフルオロベンゼンスルフィネートなどのスルフィネート基;アルキルチオ基;アリールチオ基などが挙げられる。
【0079】
X 1 〜X 2 が示すリン含有基として具体的には、トリメチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィンなどのトリアルキルホスフィン基;トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィンなどのトリアリールホスフィン基;メチルホスファイト、エチルホスファイト、フェニルホスファイトなどのホスファイト基(ホスフィド基);ホスホン酸基;ホスフィン酸基などが挙げられる。
X 1 〜X 2 が示すハロゲン含有基として具体的には、PF6、BF4などのフッ素含有基、ClO4、SbCl6などの塩素含有基、IO4などのヨウ素含有基が挙げられる。
【0080】
X 1 〜X 2 が示すヘテロ環式化合物残基としては、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられる。
X 1 〜X 2 が示すケイ素含有基として具体的には、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられ、具体的には、フェニルシリル、ジフェニルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリシクロヘキシルシリル、トリフェニルシリル、メチルジフェニルシリル、トリトリルシリル、トリナフチルシリルなどの炭化水素置換シリル基;トリメチルシリルエーテルなどの炭化水素置換シリルエーテル基;トリメチルシリルメチルなどのケイ素置換アルキル基;トリメチルシリルフェニルなどのケイ素置換アリール基などが挙げられる。
【0081】
X 1 〜X 2 が示すアルミニウム含有基として具体的には、AlR4(Rは水素、アルキル基、置換基を有してもよいアリール基、ハロゲン原子などを示す)が挙げられる。
X 1 〜X 2 が示すゲルマニウム含有基として具体的には、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられる。
X 1 〜X 2 が示すスズ含有基として具体的には、上記R 1 〜R 16 で例示したものと同様のものが挙げられる。
【0082】
以下に、上記一般式(IV)または(V)で表される遷移金属化合物の具体的な例を示す。
なお、下記具体例においてMは周期表第5族の遷移金属原子であり、例えばV(III)、V(IV)、V(V)、Nb(V)、Ta(V)が好ましい。
また下記具体例においてXは、例えばCl、Brなどのハロゲン、または酸素原子、またはメチルなどのアルキル基を示す。また、Xが複数ある場合は、これらは同じであっても、異なっていてもよい。
【0083】
nは金属Mの価数により決定される。例えば、1種のモノアニオン種が金属に結合し、かつ1つの酸素原子が二重結合を介して金属に結合している場合、3価金属ではn=0、4価金属ではn=1、5価金属ではn=2になり、例えば金属がV(III)の場合はn=0であり、V(IV)の場合はn=1であり、V(V)の場合はn=2であり、例えば、2種のモノアニオン種が金属に結合し、かつ1つの酸素原子が二重結合を介して金属に結合している場合、4価金属ではn=0、5価金属ではn=1になり、例えば金属がV(IV)の場
合はn=0であり、V(V)の場合はn=1であり、例えば1種のモノアニオン種が金属に結合し、かつ1つの酸素原子が単結合を介して金属に結合している場合、2価金属ではn=0、3価金属ではn=1、4価金属ではn=2、5価金属ではn=3になり、例えば金属がV(III)の場合はn=1であり、V(IV)の場合はn=2であり、V(V)の場合はn=3である。
【0084】
【化36】
【0085】
【化37】
【0086】
【化38】
【0087】
【化39】
【0088】
【化40】
【0089】
【化41】
【0090】
【化42】
【0091】
【化43】
【0092】
【化44】
【0093】
【化45】
【0094】
【化46】
【0095】
【化47】
【0096】
【化48】
【0097】
【化49】
【0098】
【化50】
【0099】
【化51】
【0100】
【化52】
【0101】
【化53】
【0105】
【化57】
【0106】
【化58】
【0108】
【化60】
【0109】
【化61】
【0110】
【化62】
【0111】
【化63】
【0112】
【化64】
【0119】
なお、上記化合物の例示中、Meはメチル基、Etはエチル基、nPrはn−プロピル基、iPrはイソプロピル基、iBuはイソブチル基、sBuはs−ブチル基、tBuはt−ブチル基、nHexylはn−ヘキシル基、Phはフェニル基、Adaは1−アダマンチル基を示す。
【0120】
このような遷移金属化合物(C)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、遷移金属化合物(C)を合成したときに配位子となる化合物(配位子前駆体)と、MXk(MおよびXは上記一般式(IV)中のMおよびXと同義であり、kはMの原子価を満たす数である。)で表される化合物などの遷移金属含有化合物とを反応させる。
【0124】
ジアゾニウム化合物は、例えば水中で、第1級アニリン類、アミン類化合物を亜硝酸ナトリウム、亜硝酸アルキル等と、塩酸等の強酸と反応させることで得られる。
配位子前駆体を合成する際、触媒として、蟻酸、酢酸、トルエンスルホン酸等の酸触媒を用いてもよい。また、脱水剤として、モレキュラシーブス、硫酸マグネシウムまたは硫酸ナトリウムを用いたり、ディーンシュタークにより脱水を行うと、反応進行に効果的である。
次に、こうして得られた配位子前駆体を遷移金属含有化合物と反応させることで、対応する遷移金属化合物を合成することができる。具体的には、合成した配位子前駆体を溶媒に溶解し、遷移金属含有化合物とを直接反応させることで、対応する遷移金属化合物を合成することができる。
また必要に応じて配位子前駆体を塩基と接触させて塩を調製し、金属ハロゲン化物、金属アルキル化物等の金属化合物と低温下で混合し、−78℃から室温、もしくは還流条件下で、約1〜48時間撹拌しても良い。
【0125】
溶媒としては、このような反応に普通のものを使用できるが、なかでもエーテル、テトラヒドロフラン(THF)などの極性溶媒、トルエンなどの炭化水素溶媒などが好ましく使用される。
また、塩を調製する際に使用する塩基としては、n-ブチルリチウム等のリチウム塩、水素化ナトリウム等のナトリウム塩等の金属塩や、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基が好ましいが、この限りではない。
さらに、合成した遷移金属化合物中の金属Mを、常法により別の遷移金属と交換することも可能である。また、例えばR1〜R5の何れかがHである場合には、合成の任意の段階において、H以外の置換基を導入することができる。
【0126】
以上のような遷移金属化合物(C)は、1種単独または2種以上組み合わせて用いられる。また、上記遷移金属化合物(C)以外の遷移金属化合物、例えば窒素、酸素、イオウ、ホウ素またはリンなどのヘテロ原子を含有する配位子からなる公知の遷移金属化合物と組み合わせて用いることもできる。
また、上記遷移金属化合物(C)に加えて、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須成分とするチタン触媒成分を用いることができる。
【0127】
(他の遷移金属化合物)
上記遷移金属化合物(C)以外の遷移金属化合物として、具体的には、下記のような遷移金属化合物を用いることができるが、この限りではない。
【0128】
(c-1)下記一般式(IV-c)で表される遷移金属イミド化合物
【0129】
【化72】
式中、Mは、周期表第8〜10族から選ばれる遷移金属原子を示し、好ましくはニッケル、パラジウムまたは白金である。
R31〜R34は、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数1〜50の炭化水素基、炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基、炭化水素置換シリル基または、窒素、酸素、リン、イオウおよびケイ素から選ばれる少なくとも1種の原子を含む置換基で置換された炭化水素基を示す。
【0130】
R31〜R34で表される基は、これらのうちの2個以上、好ましくは隣接する基が互いに連結して環を形成していてもよい。
qは0〜4の整数を示す。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示し、qが2以上の場合には、Xで示される複数の基は互いに同一であっても、異なっていてもよい。
【0131】
(c-2)下記一般式(IV-d)で表される遷移金属アミド化合物
【0132】
【化73】
式中、Mは、周期表第3〜6族から選ばれる遷移金属原子を示し、チタン、ジルコニウムまたはハフニウムであることが好ましい。
R'およびR''は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素原子数1〜50の炭化水素基、炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基、炭化水素置換シリル基、または、窒素、酸素、リン、イオウおよびケイ素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する置換基を示す。
mは、0〜2の整数である。
nは、1〜5の整数である。
【0133】
Aは、周期表第13〜16族から選ばれる原子を示し、具体的には、ホウ素、炭素、窒素、酸素、ケイ素、リン、イオウ、ゲルマニウム、セレン、スズなどが挙げられ、炭素またはケイ素であることが好ましい。nが2以上の場合には、複数のAは、互いに同一でも異なっていてもよい。
Eは、炭素、水素、酸素、ハロゲン、窒素、イオウ、リン、ホウ素およびケイ素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する置換基である。mが2の場合、2個のEは、互いに同一でも異なっていてもよく、または互いに連結して環を形成していてもよい。
pは、0〜4の整数である。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜20の炭化水素基、炭素原子数が1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示す。なおpが2以上の場合には、Xで示される複数の基は、互いに同一でも異なっていてもよい。これらのうち、Xはハロゲン原子、炭素原子数が1〜20の炭化水素基またはスルホネート基であることが好ましい。
【0134】
(c-3)下記一般式(IV-e)で表される遷移金属ジフェノキシ化合物
【0135】
【化74】
式中、Mは周期表第3〜11族から選ばれる遷移金属原子を示し、lおよびmはそれぞれ0または1の整数であり、AおよびA'は炭素原子数1〜50の炭化水素基、炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素、または、酸素、イオウもしくはケイ素を含有する置換基を持つ炭化水素基、または炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基であり、AとA'は同一でも異なっていてもよい。
【0136】
Bは、炭素原子数1〜50の炭化水素基、炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基、R1R2Zで表される基、酸素またはイオウであり、ここで、R1およびR2は炭素原子数1〜20の炭化水素基または少なくとも1個のヘテロ原子を含む炭素原子数1〜20の炭化水素基であり、Zは炭素、窒素、イオウ、リンまたはケイ素を示す。
pは、Mの価数を満たす数である。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示し、pが2以上の場合は、Xで示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、または互いに結合して環を形成してもよい。
【0137】
(c-4)下記式(IV-f)で表される少なくとも1個のヘテロ原子を含むシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む遷移金属化合物
【0138】
【化75】
式中、Mは周期表第3〜11族から選ばれる遷移金属原子を示す。
Xは、周期表第13、14および15族から選ばれる原子を示し、Xのうちの少なくとも1つは炭素以外である。
aは、0または1を示す。
Rは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、炭化水素基置換シリル基を示すか、または窒素、酸素、リン、イオウおよびケイ素から選ばれる少なくとも1種の原子を含む置換基を有する炭化水素基を示し、2個以上のRが互いに連結して環を形成していてもよい。
【0139】
bは、1〜4の整数であり、bが2以上の場合、各[((R)a)5−X5]基は同一でも異なっていてもよく、さらにR同士が架橋していてもよい。
cは、Mの価数を満たす数である。
Yは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示す。
cが2以上の場合は、Yで示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またYで示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。
【0140】
(c-5)一般式RB(Pz)3MXn で表される遷移金属化合物
式中、Mは、周期表3〜11族遷移金属化合物を示す。
Rは水素原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基または炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基を示す。
Pzは、ピラゾイル基または置換ピラゾイル基を示す。
nは、Mの価数を満たす数である。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示す。nが2以上の場合は、Xで示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、または互いに結合して環を形成してもよい。
【0141】
(c-6)下記式(IV-g)で示される遷移金属化合物
【0142】
【化76】
式中、Y1およびY3は、互いに同一であっても異なっていてもよく、周期表第15族から選ばれる原子であり、Y2は周期表第16族から選ばれる原子である。
R41〜R48は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基またはケイ素含有基を示し、これらのうち2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
【0143】
(c-7)下記一般式(IV-h)で表される化合物と周期表第8〜10族から選ばれる遷移金属原子との化合物
【0144】
【化77】
式中、R51〜R54は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲ原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基または炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基であり、これらのうち2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
【0145】
(c-8)下記式(IV-i)で示される遷移金属化合物
【0146】
【化78】
式中、Mは、周期表第3〜11族から選ばれる遷移金属原子を示す。
mは、0〜3の整数であり、
nは、0または1の整数であり、
pは、1〜3の整数であり、
qは、Mの価数を満たす数である。
【0147】
R61〜R68は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよい。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜20の炭化水素基、炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、ケイ素含有基または窒素含有基を示し、qが2以上の場合は、Xで示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またはXで示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。
Yは、ボラータベンゼン環を架橋する基であり、炭素、ケイ素またはゲルマニウムを示す。
Aは、周期表第14、15または16族から選ばれる原子を示す。
【0148】
(c-9)下記一般式(IV-j)で表される遷移金属化合物
【0149】
【化79】
式中、Mは、周期表第3〜11族から選ばれる遷移金属原子を示す。
mは、1〜3の整数を示す。
Aは、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または置換基R77を有する窒素原子を示す。
【0150】
R71〜R77は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ヘテロ環式化合物残基、酸素含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基を示し、これらのうち2個以上が連結して環を形成してもよく、また、m=2以上の時は1つの配位子に含まれるR71〜R77のうち1個の基と、他の配位子に含まれるR71〜R77のうちの1個の基とが結合されていてもよく、R71同士、R72同士、R73同士、R74同士、R75同士、R76同士、R77同士は互いに同一でも異なっていてもよい。
nはMの価数を満たす整数である。
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基またはスズ含有基を示し、nが2以上の場合は、Xで示される複数の基は互いに同一でも異なっても良い。
また、Xで示される複数の基は、互いに結合して環を形成してもよい。
【0151】
(c-10)シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む遷移金属化合物
【0152】
(c-11)VO(OR)nX3-nで表されるバナジウム化合物
式中、Rは脂肪族炭化水素残基を示す。
Xはハロゲン原子を示す。
nは0<n≦3である。
【0153】
次に、前記遷移金属化合物(C)と共に用いられる(D)成分について、(D-1)有機金属化合物、(D-2)有機オキシアルミニウム化合物、および(D-3)遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物の順番に詳説する。
【0154】
((D-1)有機金属化合物)
本発明で必要に応じて用いられる(D-1)有機金属化合物として、具体的には下記のような周期表第1、2族および第12、13族から選ばれる有機金属化合物が用いられる。
(D-1a) 一般式 Ra mAl(ORb)nHpXq
(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。)
で表される有機アルミニウム化合物。
(D-1b) 一般式 M2AlRa 4
(式中、M2はLi、NaまたはKを示し、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示す。)
で表される周期表第1族金属とアルミニウムとの錯アルキル化物。
(D-1c) 一般式 RaRbM3
(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、M3はMg、ZnまたはCdである。)
で表される周期表第2族または第12族金属のジアルキル化合物。
【0155】
前記(D-1a)に属する有機アルミニウム化合物としては、次のような化合物などを例示できる。
一般式 Ra mAl(ORb)3-m
(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、mは好ましくは1.5≦m≦3の数である。)
で表される有機アルミニウム化合物、
一般式 Ra mAlX3-m(式中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは好ましくは0<m<3である。)で表される有機アルミニウム化合物、
一般式 Ra mAlH3-m(式中、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、mは好ましくは2≦m<3である。)で表される有機アルミニウム化合物、
一般式 Ra mAl(ORb)nXq
(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+q=3である。)で表される有機アルミニウム化合物。
【0156】
(D-1a)に属する有機アルミニウム化合物としてより具体的には、
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウムなどのトリn-アルキルアルミニウム;トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリsec-ブチルアルミニウム、トリ tert-ブチルアルミニウム、トリ2-メチルブチルアルミニウム、トリ3-メチルブチルアルミニウム、トリ2-メチルペンチルアルミニウム、トリ3-メチルペンチルアルミニウム、トリ4-メチルペンチルアルミニウム、トリ2-メチルヘキシルアルミニウム、トリ3-メチルヘキシルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリ分岐鎖アルキルアルミニウム;トリシクロヘキシルアルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアルキルアルミニウム;トリフェニルアルミニウム、トリトリルアルミニウムなどのトリアリールアルミニウム;ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイドライド;(i-C4H9)xAly(C5H10)z(式中、x、y、zは正の数であり、z≧2xである。)などで表されるトリイソプレニルアルミニウムなどのトリアルケニルアルミニウム;イソブチルアルミニウムメトキシド、イソブチルアルミニウムエトキシド、イソブチルアルミニウムイソプロポキシドなどのアルキルアルミニウムアルコキシド;ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド;エチルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセスキブトキシドなどのアルキルアルミニウムセスキアルコキシド;Ra 2.5Al(ORb)0.5などで表される平均組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジエチルアルミニウム(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシド)、エチルアルミニウムビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシド)、ジイソブチルアルミニウム(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシド)、イソブチルアルミニウムビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシド)などのジアルキルアルミニウムアリーロキシド;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;エチルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;エチルアルミニウムジクロリド、プロピルアルミニウムジクロリド、ブチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライドなどの部分的にハロゲン化されたアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド;エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒドリドなどその他の部分的に水素化されたアルキルアルミニウム;エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアルミニウムエトキシブロミドなどの部分的にアルコキシ化およびハロゲン化されたアルキルアルミニウムなどを挙げることができる。
【0157】
また(D-1a)に類似する化合物も使用することができ、例えば窒素原子を介して2以上のアルミニウム化合物が結合した有機アルミニウム化合物を挙げることができる。このような化合物として具体的には、(C2H5)2AlN(C2H5)Al(C2H5)2などを挙げることができる。
前記(D-1b)に属する化合物としては、
LiAl(C2H5)4、LiAl(C7H15)4などを挙げることができる。
またその他にも、(B-1)有機金属化合物としては、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム、メチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムクロリド、プロピルマグネシウムブロミド、プロピルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムクロリド、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ブチルエチルマグネシウムなどを使用することもできる。
【0158】
また重合系内で上記有機アルミニウム化合物が形成されるような化合物、例えばハロゲン化アルミニウムとアルキルリチウムとの組合せ、またはハロゲン化アルミニウムとアルキルマグネシウムとの組合せなどを使用することもできる。
(D-1)有機金属化合物のなかでは、有機アルミニウム化合物が好ましい。
上記のような(D-1)有機金属化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
【0159】
((D-2)有機アルミニウムオキシ化合物)
本発明で必要に応じて用いられる(D-2)有機アルミニウムオキシ化合物は、従来公知のアルミノキサンであってもよく、また特開平2-78687号公報に例示されているようなベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
【0160】
従来公知のアルミノキサンは、例えば下記のような方法によって製造することができ、通常、炭化水素溶媒の溶液として得られる。
(1)吸着水を含有する化合物または結晶水を含有する塩類、例えば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩化第1セリウム水和物などの炭化水素媒体懸濁液に、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物を添加して、吸着水または結晶水と有機アルミニウム化合物とを反応させる方法。
(2)ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒドロフランなどの媒体中で、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に直接水、氷または水蒸気を作用させる方法。
(3)デカン、ベンゼン、トルエンなどの媒体中でトリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物に、ジメチルスズオキシド、ジブチルスズオキシドなどの有機スズ酸化物を反応させる方法。
【0161】
なお該アルミノキサンは、少量の有機金属成分を含有してもよい。また回収された上記のアルミノキサンの溶液から溶媒または未反応有機アルミニウム化合物を蒸留して除去した後、溶媒に再溶解またはアルミノキサンの貧溶媒に懸濁させてもよい。
アルミノキサンを調製する際に用いられる有機アルミニウム化合物として具体的には、前記(D-1a)に属する有機アルミニウム化合物として例示したものと同様の有機アルミニウム化合物を挙げることができる。
これらのうち、トリアルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウムが好ましく、トリメチルアルミニウムが特に好ましい。
上記のような有機アルミニウム化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
【0162】
アルミノキサンの調製に用いられる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、シメンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン、オクタデカンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、ガソリン、灯油、軽油などの石油留分または上記芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素のハロゲン化物(塩素化物、臭素化物など。)など炭化水素溶媒が挙げられる。さらにエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル類を用いることもできる。これらの溶媒のうち特に芳香族炭化水素または脂肪族炭化水素が好ましい。
【0163】
また本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物は、60℃のベンゼンに溶解するAl成分がAl原子換算で通常10%以下、好ましくは5%以下、特に好ましくは2%以下であるもの、すなわち、ベンゼンに対して不溶性または難溶性であるものが好ましい。
本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物としては、下記一般式(VII)で表されるボロンを含んだ有機アルミニウムオキシ化合物を挙げることもできる。
【0164】
【化80】
式中、R20は、炭素原子数が1〜10の炭化水素基を示す。
R21は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜10の炭化水素基を示す。
【0165】
前記一般式(VII)で表されるボロンを含んだ有機アルミニウムオキシ化合物は、下記一般式(VIII)で表されるアルキルボロン酸と
R20−B−(OH)2 …(VIII)
(式中、R20は前記と同じ基を示す。)
有機アルミニウム化合物とを、不活性ガス雰囲気下に不活性溶媒中で、−80℃〜室温の温度で1分〜24時間反応させることにより製造できる。
前記一般式(VI)で表されるアルキルボロン酸の具体的なものとしては、メチルボロン酸、エチルボロン酸、イソプロピルボロン酸、n-プロピルボロン酸、n-ブチルボロン酸、イソブチルボロン酸、n-ヘキシルボロン酸、シクロヘキシルボロン酸、フェニルボロン酸、3,5-ジフルオロボロン酸、ペンタフルオロフェニルボロン酸、3,5-ビス(トリフルオロメチル)フェニルボロン酸などが挙げられる。これらの中では、メチルボロン酸、n-ブチルボロン酸、イソブチルボロン酸、3,5-ジフルオロフェニルボロン酸、ペンタフルオロフェニルボロン酸が好ましい。これらは1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
【0166】
このようなアルキルボロン酸と反応させる有機アルミニウム化合物として具体的には、前記(D-1a)に属する有機アルミニウム化合物として例示したものと同様の有機アルミニウム化合物を挙げることができる。
これらのうち、トリアルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウムが好ましく、特にトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムが好ましい。これらは1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。
上記のような(B-2)有機アルミニウムオキシ化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
【0167】
(D-3) 遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物
本発明で必要に応じて用いられる遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物(D-3)(以下、「イオン化イオン性化合物」という。)としては、特開平1-501950号公報、特開平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、USP-5321106号などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物などを挙げることができる。さらに、ヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物も挙げることができる。
【0168】
具体的には、ルイス酸としては、BR3(Rは、フッ素、メチル基、トリフルオロメチル基などの置換基を有していてもよいフェニル基またはフッ素である。)で示される化合物が挙げられ、例えばトリフルオロボロン、トリフェニルボロン、トリス(4-フルオロフェニル)ボロン、トリス(3,5-ジフルオロフェニル)ボロン、トリス(4-フルオロメチルフェニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボロン、トリス(p-トリル)ボロン、トリス(o-トリル)ボロン、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ボロンなどが挙げられる。
イオン性化合物としては、例えば下記一般式(IX)で表される化合物が挙げられる。
【0169】
【化81】
式中、R22+としては、H+、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプチルトリエニルカチオンが挙げられる。
R23〜R26は、互いに同一でも異なっていてもよく、有機基、好ましくはアリール基または置換アリール基である。
【0170】
前記カルボニウムカチオンとして具体的には、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)カルボニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)カルボニウムカチオンなどの三置換カルボニウムカチオンなどが挙げられる。
前記アンモニウムカチオンとして具体的には、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン、トリ(n-ブチル)アンモニウムカチオンなどのトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオンなどのN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジ(イソプロピル)アンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオンなどのジアルキルアンモニウムカチオンなどが挙げられる。
【0171】
前記ホスホニウムカチオンとして具体的には、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオンなどのトリアリールホスホニウムカチオンなどが挙げられる。
R22としては、カルボニウムカチオン、アンモニウムカチオンなどが好ましく、特にトリフェニルカルボニウムカチオン、N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオンが好ましい。
またイオン性化合物として、トリアルキル置換アンモニウム塩、N,N-ジアルキルアニリニウム塩、ジアルキルアンモニウム塩、トリアリールホスフォニウム塩などを挙げることもできる。
【0172】
トリアルキル置換アンモニウム塩として具体的には、例えばトリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(o-トリル)ホウ素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラ(o,p-ジメチルフェニル)ホウ素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(m,m-ジメチルフェニル)ホウ素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラ(o-トリル)ホウ素などが挙げられる。
N,N-ジアルキルアニリニウム塩として具体的には、例えばN,N-ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N-ジエチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素、N,N-2,4,6-ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられる。
【0173】
ジアルキルアンモニウム塩として具体的には、例えばジ(1−プロピル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニル)ホウ素などが挙げられる。
さらにイオン性化合物として、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムペンタフェニルシクロペンタジエニル錯体、N,N−ジエチルアニリニウムペンタフェニルシクロペンタジエニル錯体、下記式(X)または(XI)で表されるホウ素化合物などを挙げることもできる。
【0174】
【化82】
(式中、Etはエチル基を示す。)
【0175】
【化83】
【0176】
ボラン化合物として具体的には、例えば
デカボラン(14);ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ノナボレート、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕デカボレート、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ウンデカボレート、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ドデカボレート、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕デカクロロデカボレート、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ドデカクロロドデカボレートなどのアニオンの塩;トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ドデカハイドライドドデカボレート)コバルト酸塩(III)、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ビス(ドデカハイドライドドデカボレート)ニッケル酸塩(III)などの金属ボランアニオンの塩などが挙げられる。
【0177】
カルボラン化合物として具体的には、例えば
4-カルバノナボラン(14)、1,3-ジカルバノナボラン(13)、6,9-ジカルバデカボラン(14)、ドデカハイドライド-1-フェニル-1,3-ジカルバノナボラン、ドデカハイドライド-1-メチル-1,3-ジカルバノナボラン、ウンデカハイドライド-1,3-ジメチル-1,3-ジカルバノナボラン、7,8-ジカルバウンデカボラン(13)、2,7-ジカルバウンデカボラン(13)、ウンデカハイドライド-7,8-ジメチル-7,8-ジカルバウンデカボラン、ドデカハイドライド-11-メチル-2,7-ジカルバウンデカボラン、トリ(n-ブチル)アンモニウム1-カルバデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウム1-カルバウンデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウム1-カルバドデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウム1-トリメチルシリル-1-カルバデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムブロモ-1-カルバドデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウム6-カルバデカボレート(14)、トリ(n-ブチル)アンモニウム6-カルバデカボレート(12)、トリ(n-ブチル)アンモニウム7-カルバウンデカボレート(13)、トリ(n-ブチル)アンモニウム7,8-ジカルバウンデカボレート(12)、トリ(n-ブチル)アンモニウム2,9-ジカルバウンデカボレート(12)、トリ(n-ブチル)アンモニウムドデカハイドライド-8-メチル-7,9-ジカルバウンデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド-8-エチル-7,9-ジカルバウンデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド-8-ブチル-7,9-ジカルバウンデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド-8-アリル-7,9-ジカルバウンデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド-9-トリメチルシリル-7,8-ジカルバウンデカボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムウンデカハイドライド-4,6-ジブロモ-7-カルバウンデカボレートなどのアニオンの塩;トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド-1,3-ジカルバノナボレート)コバルト酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート)鉄酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート)ニッケル酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート)銅酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ウンデカハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート)金酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド-7,8-ジメチル-7,8-ジカルバウンデカボレート)鉄酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(ノナハイドライド-7,8-ジメチル-7,8-ジカルバウンデカボレート)クロム酸塩(III)、トリ(n-ブチル)アンモニウムビス(トリブロモオクタハイドライド-7,8-ジカルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、トリス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド-7-カルバウンデカボレート)クロム酸塩(III)、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド-7-カルバウンデカボレート)マンガン酸塩(IV)、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド-7-カルバウンデカボレート)コバルト酸塩(III)、ビス〔トリ(n-ブチル)アンモニウム〕ビス(ウンデカハイドライド-7-カルバウンデカボレート)ニッケル酸塩(IV)などの金属カルボランアニオンの塩などが挙げられる。
【0178】
ヘテロポリ化合物は、ケイ素、リン、チタン、ゲルマニウム、ヒ素およびスズから選ばれる原子と、バナジウム、ニオブ、モリブデンおよびタングステンから選ばれる1種または2種以上の原子からなっている。具体的には、リンバナジン酸、ゲルマノバナジン酸、ヒ素バナジン酸、リンニオブ酸、ゲルマノニオブ酸、シリコノモリブデン酸、リンモリブデン酸、チタンモリブデン酸、ゲルマノモリブデン酸、ヒ素モリブデン酸、錫モリブデン酸、リンタングステン酸、ゲルマノタングステン酸、錫タングステン酸、リンモリブドバナジン酸、リンタングストバナジンン酸、ゲルマノタングストバナジンン酸、リンモリブドタングストバナジン酸、ゲルマノモリブドタングストバナジン酸、リンモリブドタングステン酸、リンモリブドニオブ酸、およびこれらの酸の塩、例えば周期表第1族または2族の金属、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等との塩、トリフェニルエチル塩等との有機塩が使用できる。
上記のような(D-3)イオン化イオン性化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合せて用いられる。
【0179】
本発明に係る遷移金属化合物は触媒、助触媒成分としてメチルアルミノキサンなどの有機アルミニウムオキシ化合物(D-2)を用いると、オレフィン化合物に対して良好な活性で高い共重合性を示す。また助触媒成分としてトリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのイオン化イオン性化合物(D-3)を用いると良好な活性で分子量の高いオレフィン重合体が得られる。
また、本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記遷移金属化合物(C)、(D-1)有機金属化合物、(D-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および(D-3)イオン化イオン性化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)とともに、必要に応じて後述するような担体(E)を用いることもできる。
【0180】
((E)担体)
本発明で必要に応じて用いられる(E)担体は、無機または有機の化合物であって、顆粒状ないしは微粒子状の固体である。
このうち無機化合物としては、多孔質酸化物、無機ハロゲン化物、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物が好ましい。
多孔質酸化物として、具体的にはSiO2、Al2O3、MgO、ZrO、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2など、またはこれらを含む複合物または混合物、例えば天然または合成ゼオライト、SiO2-MgO、SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-V2O5、SiO2-Cr2O3、SiO2-TiO2-MgOなどを使用することができる。これらのうち、SiO2および/またはAl2O3を主成分とするものが好ましい。なお、上記無機酸化物は、少量のNa2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2、Al(NO3)3、Na2O、K2O、Li2Oなどの炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物成分を含有していても差し支えない。
【0181】
このような多孔質酸化物は、種類および製法によりその性状は異なるが、本発明に好ましく用いられる担体は、粒径が10〜300μm、好ましくは20〜200μmであって、比表面積が50〜1000m2/g、好ましくは100〜700m2/gの範囲にあり、細孔容積が0.3〜3.0cm3/gの範囲にあることが望ましい。このような担体は、必要に応じて100〜1000℃、好ましくは150〜700℃で焼成して使用される。
【0182】
無機ハロゲン化物としては、MgCl2、MgBr2、MnCl2、MnBr2等が用いられる。無機ハロゲン化物は、そのまま用いてもよいし、ボールミル、振動ミルにより粉砕した後に用いてもよい。また、アルコールなどの溶媒に無機ハロゲン化物を溶解させた後、析出剤によってを微粒子状に析出させたものを用いることもできる。
【0183】
粘土は、通常粘土鉱物を主成分として構成される。また、本発明で用いられるイオン交換性層状化合物は、複数の層がイオン結合などによって互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造を有する化合物であり、含有するイオンが交換可能なものである。大部分の粘土鉱物はイオン交換性層状化合物である。また、これらの粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物としては、天然産のものに限らず、人工合成物を使用することもできる。
また、粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物として、粘土、粘土鉱物、また、六方細密パッキング型、アンチモン型、CdCl2型、CdI2型などの層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物などを例示することができる。
【0184】
このような粘土、粘土鉱物としては、カオリン、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、アロフェン、ヒシンゲル石、パイロフィライト、ウンモ群、モンモリロナイト群、バーミキュライト、リョクデイ石群、パリゴルスカイト、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイトなどが挙げられ、イオン交換性層状化合物としては、α-Zr(HAsO4)2・H2O、α-Zr(HPO4)2、α-Zr(KPO4)2・3H2O、α-Ti(HPO4)2、α-Ti(HAsO4)2・H2O、α-Sn(HPO4)2・H2O、γ-Zr(HPO4)2、γ-Ti(HPO4)2、γ-Ti(NH4PO4)2・H2Oなどの多価金属の結晶性酸性塩などが挙げられる。
このような粘土、粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物は、水銀圧入法で測定した半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/g以上のものが好ましく、0.3〜5cc/gのものが特に好ましい。ここで、細孔容積は、水銀ポロシメーターを用いた水銀圧入法により、細孔半径20〜3×104Åの範囲について測定される。
【0185】
半径20Å以上の細孔容積が0.1cc/gより小さいものを担体として用いた場合には、高い重合活性が得られにくい傾向がある。
粘土、粘土鉱物には、化学処理を施すことも好ましい。化学処理としては、表面に付着している不純物を除去する表面処理、粘土の結晶構造に影響を与える処理など、何れも使用できる。化学処理として具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理などが挙げられる。酸処理は、表面の不純物を取り除くほか、結晶構造中のAl、Fe、Mgなどの陽イオンを溶出させることによって表面積を増大させる。アルカリ処理では粘土の結晶構造が破壊され、粘土の構造の変化をもたらす。また、塩類処理、有機物処理では、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体などを形成し、表面積や層間距離を変えることができる。
【0186】
イオン交換性層状化合物は、イオン交換性を利用し、層間の交換性イオンを別の大きな嵩高いイオンと交換することにより、層間が拡大した状態の層状化合物であってもよい。このような嵩高いイオンは、層状構造を支える支柱的な役割を担っており、通常、ピラーと呼ばれる。また、このように層状化合物の層間に別の物質を導入することをインターカレーションという。インターカレーションするゲスト化合物としては、TiCl4、ZrCl4などの陽イオン性無機化合物、Ti(OR)4、Zr(OR)4、PO(OR)3、B(OR)3などの金属アルコキシド(Rは炭化水素基など)、[Al13O4(OH)24]7+、[Zr4(OH)14]2+、[Fe3O(OCOCH3)6]+などの金属水酸化物イオンなどが挙げられる。これらの化合物は単独でまたは2種以上組み合わせて用いられる。また、これらの化合物をインターカレーションする際に、Si(OR)4、Al(OR)3、Ge(OR)4などの金属アルコキシド(Rは炭化水素基など)などを加水分解して得た重合物、SiO2などのコロイド状無機化合物などを共存させることもできる。また、ピラーとしては、上記金属水酸化物イオンを層間にインターカレーションした後に加熱脱水することにより生成する酸化物などが挙げられる。
【0187】
粘土、粘土鉱物、イオン交換性層状化合物は、そのまま用いてもよく、またボールミル、ふるい分けなどの処理を行った後に用いてもよい。また、新たに水を添加吸着させ、または加熱脱水処理した後に用いてもよい。さらに、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらのうち、好ましいものは粘土または粘土鉱物であり、特に好ましいものはモンモリロナイト、バーミキュライト、ペクトライト、テニオライトおよび合成雲母である。
【0188】
有機化合物としては、粒径が10〜300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体を挙げることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンなどの炭素原子数が2〜14のα-オレフィンを主成分として生成される(共)重合体またはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される(共)重合体、およびびそれらの変成体を例示することができる。
【0189】
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、上記遷移金属化合物(C)、(D-1)有機金属化合物、(D-2)有機アルミニウムオキシ化合物、および(D-3)イオン化イオン性化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物(D)、必要に応じて担体(E)と共に、必要に応じて後述するような特定の有機化合物成分(F)を含むこともできる。
【0190】
((F)有機化合物成分)
本発明において必要に応じて用いられる(F)有機化合物成分は、必要に応じて、重合性能および生成ポリマーの物性を向上させる目的で使用される。このような有機化合物としては、アルコール類、フェノール性化合物、カルボン酸、リン化合物およびスルホン酸塩等が挙げられる。
アルコール類およびフェノール性化合物としては、通常、R31−OHで表されるものが使用され、ここで、R31は炭素原子数1〜50の炭化水素基または炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基を示す。
アルコール類としては、R31がハロゲン化炭化水素のものが好ましい。また、フェノール性化合物としては、水酸基のα,α'-位が炭素原子数1〜20の炭化水素で置換されたものが好ましい。
【0191】
カルボン酸としては、通常、R32-COOHで表されるものが使用される。R32は炭素原子数1〜50の炭化水素基または炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基を示し、特に、炭素原子数1〜50のハロゲン化炭化水素基が好ましい。
燐化合物としては、P−O−H結合を有する燐酸類、P−OR、P=O結合を有するホスフェート、ホスフィンオキシド化合物が好ましく使用される。
スルホン酸塩としては、下記一般式(XII)で表されるものが使用される。
【0192】
【化84】
式中、Mは周期表1〜14族から選ばれる原子である。
R33は水素、炭素原子数1〜20の炭化水素基または炭素原子数1〜20のハロゲン化炭化水素基である。
Xは水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数が1〜20の炭化水素基、炭素原子数が1〜20のハロゲン化炭化水素基である。
mは1〜7の整数であり、nは1≦n≦7である。
【0193】
重合の際には、各成分の使用法、添加順序は任意に選ばれるが、以下のような方法が例示される。
(1)成分(C)および成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(2)成分(C)を担体(E)に担持した触媒成分、および成分(D)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(3)成分(D)を担体(E)に担持した触媒成分、および成分(C)を任意の順序で重合器に添加する方法。
(4)成分(C)を担体(E)に担持した触媒成分、成分(D)を担体(E)に担持した触媒成分を任意の順序で重合器に添加する方法。
(5)成分(C)と成分(D)を担体(E)に担持した触媒成分を重合器に添加する方法。
上記(1)〜(5)の各方法においては、各触媒成分の少なくとも2つ以上は予め接触されていてもよい。
【0194】
また、上記の成分(E)に成分(C)および成分(D)が担持された固体触媒成分は、オレフィンが予備重合されていてもよく、予備重合された固体触媒成分上に、さらに、触媒成分が担持されていてもよい。
本発明に係るα-オレフィン・環状オレフィン共重合方法では、上記のようなα-オレフィン・環状オレフィン共重合用触媒の存在下に、α-オレフィンおよび環状オレフィンを共重合することによりα-オレフィン・環状オレフィン共重合体を得る。
本発明では、重合は溶解重合、懸濁重合などの液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できる。
【0195】
(重合溶媒)
液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、α-オレフィンおよび/または環状オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
【0196】
(触媒の濃度)
上記のようなα-オレフィン・環状オレフィン共重合用触媒を用いて、α-オレフィン・環状オレフィンの共重合を行うに際して、成分(C)は、重合容積1リットル当たり通常10-12〜10-2モル、好ましくは10-10〜10-3モルになるような量で用いられる。
【0197】
成分(D-1)は、成分(D-1)と、成分(C)中の遷移金属原子(M)とのモル比〔(D-1)/M〕が、通常0.01〜100,000、好ましくは0.05〜50,000となるような量で用いられる。成分(D-2)は、成分(D-2)中のアルミニウム原子と、成分(C)中の遷移金属原子(M)とのモル比〔(D-2)/M〕が、通常10〜500,000、好ましくは20〜100,000となるような量で用いられる。成分(D-3)は、成分(D-3)と、成分(C)中の遷移金属原子(M)とのモル比〔(D-3)/M〕が、通常1〜10、好ましくは1〜5となるような量で用いられる。
成分(F)は、成分(D)が成分(D-1)の場合には、モル比〔(F)/(D-1)〕が通常0.01〜10、好ましくは0.1〜5となるような量で、成分(D)が成分(D-2)の場合には、モル比〔(F)/(D-2)〕が通常0.001〜2、好ましくは0.005〜1となるような量で、成分(D)が成分(D-3)の場合には、モル比〔(F)/(D-3)〕が通常0.01〜10、好ましくは0.1〜5となるような量で必要に応じて用いられる。
【0198】
(重合温度・重合圧力)
また、このようなオレフィン重合用触媒を用いたオレフィンの重合温度は、通常−50〜+200℃、好ましくは0〜170℃の範囲である。重合圧力は、通常常圧〜9.8MPa(100kg/cm2)、好ましくは常圧〜4.9MPa(50kg/cm2)の条件下であり、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。さらに重合を反応条件の異なる2段以上に分けて行うことも可能である。
【0199】
(分子量の調節)
得られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。さらに、使用する成分(B)の違いにより調節することもできる。
【0200】
(その他のモノマー)
必要に応じてα-オレフィン、環状オレフィンの他に極性モノマーを共重合させてもよい。極性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、ビシクロ(2,2,1)-5-ヘプテン-2,3-ジカルボン酸無水物などのα,β-不飽和カルボン酸、およびこれらのナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩などのα,β-不飽和カルボン酸金属塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチルなどのα,β-不飽和カルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニルなどのビニルエステル類;アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸モノグリシジルエステルなどの不飽和グリシジル類、塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン含有オレフィン類などを挙げることができる。
【0201】
また、ビニルシクロヘキサン、ジエンまたはポリエンなどを用いることもできる。ジエンまたはポリエンとしては、炭素原子数が4〜30、好ましくは4〜20であり二個以上の二重結合を有する環状又は鎖状の化合物が用いられる。具体的には、ブタジエン、イソプレン、4-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,4-ヘキサジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-オクタジエン、1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン;7-メチル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、5,9-ジメチル-1,4,8-デカトリエン;さらに芳香族ビニル化合物、例えばスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレンなどのモノもしくはポリアルキルスチレン;メトキシスチレン、エトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、ビニルベンジルアセテート、ヒドロキシスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、ジビニルベンゼンなどの官能基含有スチレン誘導体;および3-フェニルプロピレン、4-フェニルプロピレン、α-メチルスチレンなどが挙げられる。これらのオレフィンは、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
【0202】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
以下に重合に用いた錯体の合成例を示す。
得られた化合物は、270MHz 1H−NMR(日本電子 GSH-270)、FD−質量分析(日本電子 SX-102A)、金属含有量分析(乾式灰化・希硝酸溶解後、ICP法により分析;SHIMADZU ICPS-8000)等を用いて構造決定した。
【0203】
〔合成例1〕
(遷移金属化合物1の合成)
サリチルアルデヒド4.39ml(41.2mmol)のエタノール溶液(50ml)にアニリン3.75ml(41.2mmol)を室温にて滴下した。反応液を80℃の還流条件下にDienStark管にて脱水しつつ3時間加熱した。反応液より溶媒を減圧下に留去することにより、A−0配位子のオレンジ色固体7.95gを得た(収率98%)。
1H NMR(CDCl3): δ 13.24 (s, 1H, OH), 8.63 (s, 1H, CH=N), 7.45-7.24 (m, 6H, aryl), 7.02 (d, 1H, aryl), 6.93 (t, 1H, aryl).A-0配位子5.96g(30.2mmol)のエタノール溶液(100ml)に酸化硫酸バナジウム水和物3.41g(15.1mmol)の水溶液(100ml)を室温にて滴下した。反応液を80℃の還流条件下に1時間加熱すると黄緑色粉末の沈殿が生成した。室温に戻した後、固体をろ過にて分別した。水100ml、エタノール200ml、エーテル100mlにて順に洗浄した後、減圧乾燥することにより、VOA-0の黄緑色粉末6.57gを得た(収率95%)。FD-MS:459。
【0204】
【化85】
【0205】
〔実施例1〕
充分に窒素置換した内容積500mlのガラス製オートクレーブにシクロヘキサン235mlを装入し、液相および気相を50リットル/hrの流量のエチレンで飽和させた。その後、このオートクレーブに10gのテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン(以下、「TD」と略記する。)、ジエチルアルミニウムクロライド(DEAC)をアルミニウム原子換算で0.2mmol、引き続き、遷移金属化合物1を0.005mmol加え重合を開始した。エチレンガス雰囲気下25℃常圧で表1に示す時間反応させた後、少量のイソブチルアルコールを添加することにより重合を停止した。重合終了後、反応物を5mlの濃塩酸を加えたアセトン/メタノール(それぞれ500ml)混合溶媒に投入してポリマーを全量析出後、攪拌後グラスフィルターで濾過した。ポリマーを130℃、10時間で減圧乾燥した後、エチレン/TD共重合体を得た。その結果を下記表1に示す。
【0206】
(1)得られたポリマーの分子量
[η]測定
試料0.1gをデカ林25mLに溶解した試料溶液を135℃でアトランテック型粘度計を用いて流下秒数を測定しこれより[η]を求めた。装置は自動粘度計:(株)離合社製である。次式により、比粘度(ηsp)を求め、これより極限粘度([η])を算出した。
で算出した。
【0207】
(2)得られたポリマー中のモノマー組成比
予めポリマーの13C-NMR分析による環状オレフィン含有量とDSC(示差走査熱量計)測定によるTgの相関式を求めた。DSC測定によるTgからこの相関式を用いて環状オレフィン含有量を算出した。
13C-NMRによる環状オレフィン含有量の測定:
装置:日本電子製 EX400
周波数:100.4MHz
NBの定量:
NB(モル%)=1/3×[2×(C7)+(C1,C4)+(C2,C3)]/(C5,C6ðylene)×100
ここで、( )内の値はピーク強度を表す。それぞれ、
C2,3 44-46.5ppm
C1,4 38.5-41ppm
C7 30.5-32ppm
C5,6ðylene 27-30ppm
である。
C(炭素原子)の番号は以下の図の通りである。
【0208】
【化86】
TDの定量
TD(モル%)=(TD)/((TD)+(ethylene))×100
ここで、
ここで、( )内の値はピーク強度を表す。それぞれ
C(3) 51.0ppm
C(c) 54.5ppm
C(炭素原子)の番号は以下の図の通りである。
【0209】
【化87】
Tgの測定:
得られたポリマーのTgは以下の条件でDSC測定を行い、求めた。
装置:島津製作所 DSC−60
測定条件:300℃で5分間ホールドした試料を0℃まで急冷し、その後昇温速度 20℃/minで250℃まで昇温する過程においてTgを求めた。
【0210】
〔実施例2〜5〕
表1に示すような条件でα-オレフィン・環状オレフィン共重合を行った。結果は表1にまとめた。いずれも、高い活性でα-オレフィン・環状オレフィン共重合体が得られた。
【0211】
〔比較例1〜3〕
バナジウム触媒(VOCl3)を用いて、表2に示すような条件でα-オレフィン・環状オレフィン共重合を行った。結果を表2にまとめた。
いずれの場合も、重合活性は十分なものではなかった。
【0212】
【発明の効果】
本発明に関わるα-オレフィン・環状オレフィン共重合体の製造方法によれば、高い重合活性でα-オレフィン・環状オレフィン共重合体を得ることができる。
【0213】
【表1】
【0214】
【表2】
Claims (2)
- (A)エチレンと、
(B)下記一般式(I)
(C)下記一般式(IV)または(V)で示される遷移金属化合物と、
(D)(D-1) 有機アルミニウム化合物、および
(D-2) 有機アルミニウムオキシ化合物
から選ばれる少なくとも1種の化合物
とからなるオレフィン重合用触媒の存在下に共重合することを特徴とするエチレン・環状オレフィン共重合体の製造方法。
kは1〜2の整数を示し、
mは、1〜3の整数を示し、
Aは酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または結合基−R6を有する窒素原子を示し、Dは、窒素原子、リン原子、または結合基−R7を有する炭素原子を示しR1〜R7は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよく、また、mが2以上の場合には、R1同士、R2同士、R3同士、R4同士、R5同士、R6同士、R7同士は互いに同一でも異なっていてもよく、またいずれか一つの配位子に含まれるR1〜R7のうちの1個の基と、他の配位子に含まれるR1〜R7のうちの1個の基とで結合基または単結合を形成してもよく、また、R1〜R7に含まれるヘテロ原子はM1に配位あるいは結合していてもよく、
nは、M1の価数を満たす数であり、
nが1の場合、X1は酸素原子であり、
nが2以上の場合、X1の少なくとも一つは酸素原子でありその他のX1は、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基から選ばれ、X1で示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またX1で示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。
式(V)中、M2は周期律表第5族の遷移金属原子を示し、
k'は1〜2の整数を示し、
pは、1〜3の整数を示し、
Gは、酸素原子、イオウ原子、セレン原子、または、結合基−R12を有する窒素原子を示し、Eは、Nの結合基として、−R13および−R14、または=C(R15)R16を示し、R8〜R16は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよく、(R8とR13またはR8とR14が連結して芳香環を形成するものは除く)、また、pが2以上のときは、いずれか一つの配位子に含まれるR8〜R16のうちの1個の基と、他の配位子に含まれるR8〜R16のうちの1個の基とで結合基または単結合を形成してもよく、R8同士、R9同士、R10同士、R11同士、R12同士、R13同士、R14同士、R15同士、R16同士は互いに同一でも異なっていてもよく、また、R8〜R16に含まれるヘテロ原子はM2に配位あるいは結合していてもよく、
qは、M2の価数を満たす数であり、
qが1の場合、X2は酸素原子であり、
qが2以上の場合、X2の少なくとも一つは酸素原子でありその他のX2は、水素原子、ハロゲン原子、酸素原子、炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アリールアルコキシ基、アセトキシ基から選ばれ、X2で示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またX2で示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。) - 上記環状オレフィンがビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンおよび/またはテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセンである請求項1記載のエチレン・環状オレフィン共重合体の製造方法。
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