JP4834965B2 - 新規遷移金属化合物、該遷移金属化合物を用いたプロピレン系重合体の製造方法 - Google Patents

新規遷移金属化合物、該遷移金属化合物を用いたプロピレン系重合体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、プロピレン系重合用触媒成分として有用な新規遷移金属化合物、プロピレン系重合体の製造方法に関するものであり、詳しくは、末端にビニル基を有するプロピレン系重合用新規遷移金属化合物、及び末端にビニル基を有するプロピレン系重合体の製造方法に関するものである。
プロピレン系重合体は、機械的物性、耐熱性、耐薬品性、耐水性などに優れていることから、広い分野で使用されている。そして、その重合体の製造の際、分子量調整のために水素を用いることが多いため、ポリマー末端は反応活性に乏しい飽和炭化水素基である。これに対して、水素を添加しない場合、末端不飽和基を有する重合体が得られるが、それはβ水素脱離によって生成するイソブテニル構造であるので、ポリマー末端は充分な反応活性を有しているとは限らず、また、系中で発生する水素により末端不飽和基を有する重合体の割合が減少してしまうという欠点を持っている。同じ不飽和結合でも、末端にビニル基を有するプロピレン系重合体は、マクロマーとして利用が可能である他、末端を変性することにより相容化剤や接着剤や塗装性等に優れた特殊機能を有する重合体として利用が可能である。このため、この様な特殊な重合体を製造するために様々な研究がなされた。とりわけ、メタロセン錯体を用いた研究が多くされている。それは、メタロセン錯体が反応場を制御することで立体特異的な重合体を製造できたり、高い重合活性を示したり、また、分子量分布の狭い重合体を与えたり出来るからである。この様に製造された末端にビニル基を有するプロピレン系重合体で、立体規則性が著しく低い(アタクティックな)重合体の場合、その粘着性のため取扱いが困難になることがある。それとは逆に立体規則性が著しく高くなると重合体は有機溶媒に溶解し難くなるので、重合体に官能基を導入するための反応条件が厳しくなる。このため、末端にビニル基を有するプロピレン系重合体及びそれの製造方法の開発が望まれる。
さて、最近、メタロセン錯体を用いたプロピレンの高温重合によって末端ビニルを有する重合体製造されるという報告がある。しかしながら、得られるポリマーの立体規則性は高く、溶解性が高いとは必ずしも言えない。また、重合条件が高温であるため、生成した末端ビニル基は内部に異性化する可能性があり、末端ビニルを有する重合体を製造するには必ずしも好ましい条件とは言えない(例えば、特許文献1)。
また、1,2−エタンジイルビス(1−(4,7−ジメチルインデニル))ジルコニウム等を用いると、末端ビニル基を有するポリプロピレンが製造されることが報告されているが、その割合は低い(例えば、非特許文献1参照)。
また、ジクロロ〔ジメチルシリレンビス(2−イソプロピル−4−フェニル−4H−アズレニル)〕ハフニウム等を用いて、末端ビニル基含有プロピレン重合体が製造されているが、その末端ビニル基の含有率は満足いくものではなかった(例えば、特許文献2参照)
特表2001−525461号公報 特開11−349634号公報 Polym. Prepr., 38, 776 (1997)
本発明は、マクロマーとして利用が可能である他、末端を変性することにより相溶化剤
や接着剤や塗装性等に優れた特殊機能を有する重合体として利用が可能な程度の量のビニル基を末端にするプロピレン系重合体を製造するための触媒成分となる新規遷移金属化合物の提供、及びその製造方法の提供を目的とする。
本発明者等は上記実情に鑑み鋭意検討した結果、重合触媒の配位子として、アズレンの2位及び4位に様々な置換基を有するアズレニル基と、4つの炭化水素置換基を有するシクロペンタジエニル基とが架橋した新規な構造を有するC1対称性の遷移金属化合物を用いることにより、相当量のビニル基を末端に有するプロピレン系重合体を得ることを見出して本発明を完成した。
すなわち、本発明の第1の要旨は、下記一般式(II)または(III)で表されるC1対称
性の遷移金属化合物に存する。
Figure 0004834965
(一般式(II)または(III)中、R〜Rはメチル基、かつRは炭化水素基、または、RとR は結合してテトラメチレン基を形成し、およびRとR は結合してテトラメチレン基を形成し、かつRが芳香族炭化水素基:
は、炭化水素基、トリアルキルシリル基またはハロゲン化炭化水素基:
は、水素原子:
10〜R21は水素原子:
Qはアルキレン基、アリールアルキレン基、シリレン基、アルキルシリレン基、アリールシリレン基、アルキルオリゴシリレン基、ゲルミレン基、アルキルゲルミレン基、アリールゲルミレン基:
X及びYはそれぞれ独立して、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、トリアルキルシリルメチル基、ジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、フリル基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、ピラゾリル基、インドリル基:
Mは周期律表第4〜6族の遷移金属:を、各々示す。)
本発明の第2の要旨は、上記の一般式(II)または(III)で表されるC1対称性の遷
移金属化合物を含むオレフィン重合用触媒成分に存する。
本発明の第3の要旨は、次の成分(A)及び(D)と任意に成分(E)を含むことを特徴とするα−オレフィン重合用触媒に存する。
成分(A):上記一般式(I)で表されるC1対称性の遷移金属化合物
成分(D):珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物または無機珪酸塩からなる群より選ばれる化合物
成分(E):有機アルミニウム化合物
本発明の第4の要旨は、上記の何れかの触媒とα−オレフィンとを接触させて重合または共重合を行うことを特徴とするプロピレン系重合体の製造方法に存する。
本発明の第5の要旨は、下記の条件(1)〜(3)を満たすことを特徴とする、末端にビニル基を有するプロピレン系重合体に存する。
(1)GPCで測定した数平均分子量Mnが20,000以上、100,000未満であること。
(2)13C−NMRにて、頭−尾結合からなるプロピレン単位連鎖部のメチル基の炭素原子
に由来するピークを観測し、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークのピークトップのケミカルシフトを21.8ppmとした場合、19.8ppm〜22.2ppmに現れるピークの総面積Sに対し、21.8ppmをピークトップとするピークの面積S1の比率が70%以上且つ99%以下である。
(3)末端オレフィンに対する末端ビニル基の割合が80%以上。
本発明によれば、官能基変換が容易なプロピレン系重合体を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
1.C1対称性遷移金属錯体
(1)C1対称性遷移金属錯体
下記一般式(I)で表される新規なC1対称性の遷移金属化合物を触媒成分として用いてオレフィンを重合する。
Figure 0004834965
本発明の特徴の一つは一般式(I)中、R1〜R4とR9の組み合わせにあり、下記1)
又は2)である。
1)R1〜R4は全て同一の炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基であって、かつR9は炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基またはケイ素含有炭化水素
基である。
1〜R4の炭素数は通常1〜12であり、1〜10が好ましく、1〜8が更に好ましく、1〜6が特に好ましい。
炭化水素基の具体的例としては、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、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等のアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基の他、フェニル基などが挙げられる。
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などが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素基は、上記の炭化水素基の任意の位置にハロゲン原子が置換したものであり、ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれであってもよい。その具体例としては、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリフルオロビニル、2−、3−、4−フルオロフェニル、2−、3−、4−クロロフェニル、2−、3−、4−ブロモフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジフルオロフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジクロロフェニル、2, 4, 6−トリフルオロフェニル、2, 4, 6−トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニルなどが挙げられる。(なお、本明細書中において、化合物の表示は誤解を生じない限り、一部省略した表示を用いることがある。例えば「2−、3−、4−フルオロフェニル」は、「2−フルオロフェニル」、「3−フルオロフェニル」、「4−フルオロフェニル」の3つの化合物を意味している。)
このときR9は、炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基であ
る。重合反応を阻害しないまでの大きさで有ればよく、その炭素数は通常1〜40、更に好ましくは1〜30、特に好ましくは1〜20である。
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、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル等のアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル等のアリールアルキル基、trans−スチリル等のアリールアルケニル基、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、t−ブチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アセナフチル、フェナントリル、アントリル等のアリール基が挙げられる。
ハロゲン化炭化水素基としては、上記の炭化水素基の任意の位置にハロゲン原子が置換したものが挙げられ、ハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれであってもよい。具体例としては、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリフルオロビニル、1, 1−ジフルオロベンジル、1, 1, 2, 2−テトラフルオロフェニルエチル、2−、3−、4−フルオロフェニ
ル、2−、3−、4−クロロフェニル、2−、3−、4−ブロモフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジフルオロフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジクロロフェニル、2, 4, 6−トリフルオロフェニル、2, 4, 6−トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、4−フルオロナフチル、4−クロロナフチル、2, 4−ジフルオロナフチル、ヘプタフルオロ−1−ナフチル、ヘプタクロロ−1−ナフチル、2−、3−、4−トリフルオロメチルフェニル、2−、3−、4−トリクロロメチルフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリクロロメチル)フェニル、2, 4, 6−トリス(トリフルオロメチル)フェニル、4−トリフルオロメチルナフチル、4−トリクロロメチルナフチル、2, 4−ビス(トリフルオロメチル)ナフチル基などが挙げられる。
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、トリエチルシリルエチル、t−ブチルジメチルシリル基等のトリアルキルシリル基、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル等のトリアルキルシリルメチル基、ジメチルフェニルシリルメチル、ジエチルフェニルシリルメチル、ジメチルトリルシリルメチル等のジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基、トリメチルシリルフェニル等のトリアルキルフェニル基などが挙げられる。
これらの内、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、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、プロペニル、シクロヘキセニル、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、1, 1−ジフルオロベンジル、1, 1, 2, 2−テトラフルオロフェニルエチル、トリメチルシリル、トリエチルシリルエチル、t−ブチルジメチルシリル、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル、ジエチルフェニルシリルメチル、ジメチルトリルシリルメチルが好ましく、メチル、エチル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリメチルシリルが更に好ましく、メチル、エチル、i−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロヘキシル、ベンジル、トリフルオロメチル、トリメチルシリルが特に好ましい。
9が結合している炭素とR7とで形成されるシクロペンタジエニル環に縮合している置換基(架橋基に近い方を1位とする)の具体例としては、ペンタメチレン、ヘキサメチレン等の2価の飽和炭化水素基、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などが挙げられる。これらのうち、ペンタメチレン基、1, 3−ペンタジエニレン基、1, 4−ペンタジエニレン基または1, 3, 5−ヘキサトリエニレン基が好ましく、ペンタメチレン基、1, 3−ペンタジエニレン基または1, 4−ペンタジエニレン基が更に好ましく、ペンタメチレン基、1, 3−ペンタジエニレン基が特に好ましい。
2)R1とR2およびR3とR4とが結合して2価の炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基またはケイ素含有炭化水素基を形成し、かつR9が芳香族炭化水素基である。
1とR2およびR3とR4が結合して形成する2価の基の炭素数は、通常3以上好ましく
は4以上であって、通常9以下好ましくは6以下である。2価の基の種類としては、炭化水素基が好ましい。2価の炭化水素基の具体例としては、ジメチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ヘプタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチレンが挙げられ、トリメチレン、テトラメチレン、ヘプタメチレンが好ましく、テトラメチレンが特に好ましい。
2価の基は炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基等の置換基を有してもよい。この場合の炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基の炭素数は通常1〜10であり、1〜8が好ましく、1〜6が最も好ましい。
該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、n−ペンチル、n−ヘキシル等のアルキル基、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル等のシクロアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル等のアリールアルキル基、trans−スチリル等のアリールアルケニル基、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等のアリール基などが挙げられる。
該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、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル等のトリアルキルシリルメチル基、ジメチルフェニルシリルメチル、ジメチルトリルシリルメチル等のジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基などが挙げられる。
該ハロゲン化炭化水素基のハロゲン原子は特に限定されないが、通常フッ素、塩素または臭素であり、塩素またはフッ素が好ましい。ハロゲン化炭化水素基としては、ハロゲン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が挙げられる。その具体例としては、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリフルオロビニル、1,1−ジフルオロベンジル、1,1,2,2−テトラフルオロフェニルエチル、2−、3−、4−フルオロフェニル、2−、3−、4−クロロフェニル、2−、3−、4−ブロモフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジフルオロフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジクロロフェニル、2, 4, 6−トリフルオロフェニル、2, 4, 6−トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、4−フルオロナフチル、4−クロロナフチル、2,4−ジフルオロナ
フチル、ヘプタフルオロ−1−ナフチル、ヘプタクロロ−1−ナフチル、2−、3−、4−トリフルオロメチルフェニル、2−、3−、4−トリクロロメチルフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリクロロメチル)フェニル、2, 4, 6−トリス(トリフルオロメチル)フェニル基などが挙げられる。
これらの中では、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、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル等のシクロアルキル基、フェニル等のアリール基、トリメチルシリル、トリエチルシリル等のトリアルキルシリル基、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、1, 1,2,2−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、2−、3−、4−フルオロフェニル、2−、3−、4−クロロフェニル等のハロゲン化炭化水素基が好ましく、メチル、エチル、
n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロヘキシル等のアルキル基、フェニル基、トリメチルシリル基、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、トリクロロメチルのハロゲン化炭化水素基が更に好ましく、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、シクロヘキシル等のアルキル基、フェニル基、トリメチルシリル基が特に好ましい。
このときR9は、芳香族炭化水素基である。重合反応を阻害しないまでの大きさで有れ
ばよく、その炭素数は通常1〜40、更に好ましくは1〜30、特に好ましくは1〜20である。
具体的には、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等のアリール基などが挙げられる。
5は炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基を示す。R5は反応を阻害しない大きさで有ればよく、その炭素数は通常1〜12であり、1〜10が好ましく、1〜8が更に好ましく、1〜6が特に好ましい。
5が示す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、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等のアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基の他、フェニル基などが挙げられる。
5が示す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などが挙げられる。
5が示すハロゲン化炭化水素基は、上記の炭化水素基の任意の位置にハロゲン原子が
置換したものであり、ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれであってもよい。その具体例としては、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリフルオロビニル、2−、3−、4−フルオロフェニル、2−、3−、4−クロロフェニル、2−、3−、4−ブロモフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジフルオロフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジクロロフェニル、2, 4, 6−トリフルオロフェニル、2, 4, 6−トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニルなどが挙げられる。
これらの中でもメチル、エチル、プロピル、ブチル、フェニル等の炭素数1〜6の炭化水素基が特に好ましい。
6は、水素原子、炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基で
あり、特に水素が好ましい。
また、炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基のなかでは、炭化水素基が好ましい。大きさは必要以上に嵩高くないものであればよく、炭素数は通常1〜6であって、1〜4が好ましい。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、n−ペンチル、n−ヘキシル等のアルキル基、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル等のシクロアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基の他、フェニル基等のアリール基などが挙げられる。
7は、炭素数4以上の飽和または不飽和の二価の炭化水素基である。炭素数が通常4
〜9、好ましくは4〜6、特に好ましくは4であり、従って形成される縮合環は7〜12
員環となり、好ましい縮合環は7〜10員環であって、特に好ましい縮合環は7員環である。
8は、特に嵩高い基で無ければよく、炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基またはハロ
ゲン化炭化水素基を示す。炭化水素基およびケイ素含有炭化水素基またはハロゲン化炭化水素基の炭素数は通常1〜20であり、1〜15が好ましく、1〜10が最も好ましい。
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、n−ペンチル、n−ヘキシル等のアルキル基、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル等のシクロアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル等のアリールアルキル基、trans−スチリル等のアリールアルケニル基、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル等のアリール基などが挙げられる。
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、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル等のトリアルキルシリルメチル基、ジメチルフェニルシリルメチル、ジメチルトリルシリルメチル等のジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基などが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素基は、ハロゲン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。ハロゲンはフッ素、塩素または臭素が好ましく、中でもフッ素または塩素が好ましい。ハロゲン価炭化水素の具体例としては、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリフルオロビニル、1,1−ジフル
オロベンジル、1,1,2,2−テトラフルオロフェニルエチル、2−、3−、4−フルオ
ロフェニル、2−、3−、4−クロロフェニル、2−、3−、4−ブロモフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジフルオロフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジクロロフェニル、2, 4, 6−トリフルオロフェニル、2, 4, 6−トリクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、4−フルオロナフチル、4−クロロナフチル、2,4−ジフルオロナフチル、ヘプタフルオロ−1−ナフチル
、ヘプタクロロ−1−ナフチル、2−、3−、4−トリフルオロメチルフェニル、2−、3−、4−トリクロロメチルフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリクロロメチル)フェニル、2, 4, 6−トリス(トリフルオロメチル)フェニル基などが挙げられる。
nは0またはR7の炭素数の2倍以下の整数であって、0〜5が好ましい。nが2以上
の整数の場合は、複数の基R8は、互いに同一でも異なっていても構わない。また、nが
2以上の整数の場合は、それぞれ、R8同士が連結して新たな環構造を形成してもよい。
Qは架橋基であって、その具体例としては、二価の炭化水素基、または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、もしくはゲルミレン基であって、好ましくは、炭素数1〜20の二価の炭化水素基、または炭素数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、もしくはゲルミレン基の何れかである。上述のシリレン基、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。
Qの具体例としては、メチレン、ジメチルメチレン、1,2−エチレン、1,3−トリメ
チレン、1,4−テトラメチレン、1,2−シクロへキシレン、1,4−シクロへキシレン
等のアルキレン基;ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基;シリレン基;ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n−プロピル)シリレン、ジ(i−プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレン等のアルキルシリレン基;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アルキルオリゴシリレン基;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などを挙げることが出来る。これらの中では、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1〜20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、ジメチルメチレン、1,2−エチレン、1,4−テトラメチレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジフェニルシリレン、ジメチルゲルミレン、ジエチルゲルミレン、ジフェニルゲルミレンが特に好ましい。
X及びYは、それぞれ独立して、Mとσ結合を形成する配位子である。その具体例としては、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、ケイ素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、アミノ基、置換アミノ基または窒素含有炭化水素基等である。炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、酸素含有炭化水素基、置換アミノ基、窒素含有炭化水素基の炭素数は1〜20が好ましい。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれであってもよい。
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、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル等のアルキル基、ビニル、プロペニル、シクロヘキセニル等のアルケニル基、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル等のアリールアルキル基、trans−スチリル等のアリールアルケニル基、フェニル、トリル、ジメチルフェニル、エチルフェニル、トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アセナフチル、フェナントリル、アントリル等のアリール基が挙げられる。
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、シクロプロポキシ、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、ジメチルフェノキシ、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、フリル基などの酸素含有複素環基などが挙げられる。
置換アミノ基または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、N−メチル−N−フェニルアミノ等のN−アルキル−N−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などが挙げられる。
ハロゲン化炭化水素基としては、上記の炭化水素基の任意の位置にハロゲン原子が置換したものが挙げられ、ハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれであってもよい。具体例としては、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、2, 2, 2−トリフルオロエチル、2, 2, 1, 1−テトラフルオロエチル、ペンタフルオロエチル、ペンタクロロエチル、ペンタフルオロプロピル、ノナフルオロブチル、トリフルオロビニル、1, 1−ジフルオロベンジル、1, 1, 2, 2−テトラフルオロフェニルエチル、2−、3−、4−フルオロフェニル、2−、3−、4−クロロフェニル、2−、3−、4−ブロモフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジフルオロフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ジクロロフェニル、2, 4, 6−トリフルオロフェニル、2, 4, 6−トリクロロフ
ェニル、ペンタフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、4−フルオロナフチル、4−クロロナフチル、2, 4−ジフルオロナフチル、ヘプタフルオロ−1−ナフチル、ヘプタクロロ−1−ナフチル、2−、3−、4−トリフルオロメチルフェニル、2−、3−、4−トリクロロメチルフェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル、2, 4−、3, 5−、2, 6−、2, 5−ビス(トリクロロメチル)フェニル、2, 4, 6−トリス(トリフルオロメチル)フェニル、4−トリフルオロメチルナフチル、4−トリクロロメチルナフチル、2, 4−ビス(トリフルオロメチル)ナフチル基などが挙げられる。
ケイ素含有炭化水素基の具体例としては、トリメチルシリルメチル、トリエチルシリルメチル等のトリアルキルシリルメチル基、ジメチルフェニルシリルメチル、ジエチルフェニルシリルメチル、ジメチルトリルシリルメチル等のジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基などが挙げられる。
好ましいX及びYは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、または炭素数1〜20の置換アミノ基もしくは窒素含有炭化水素基である。これらの中でも水素原子、塩素原子、メチル基、i−ブチル基、フェニル基、ベンジル基、ジメチルアミノ基またはジエチルアミノ基が特に好ましい。
Mは、周期表第4〜6族の遷移金属を示し、好ましくは、チタン、ジルコニウム、ハフニウムの4族の遷移金属、更に好ましくはジルコニウム又はハフニウムである。
本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物の中でも、以下の一般式(II)又は(III)で表される、R7の炭素数が4である、C1対称性の遷移金属化合物が好ましい。
Figure 0004834965
一般式(II)中、R1〜R6、R9、Q、X及びYは、一般式(I)と同義である。R10〜R13はそれぞれ独立に水素原子、炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、またはハロゲ
ン化炭化水素基であり、隣接する置換基は互いに環を形成してもよい。Mは周期律表第4〜6族の遷移金属であって4族が好ましい。
Figure 0004834965
一般式(III)中、R1〜R6、R9、Q、XおよびYは、一般式(I)と同義である
。R14〜R21はそれぞれ独立に水素原子、炭化水素基、ケイ素含有炭化水素基、またはハロゲン化炭化水素基であり、隣接する置換基は互いに環を形成してもよい。Mは周期律表第4〜6族の遷移金属であって4族が好ましい。
本発明に係る上記一般式(II)又は(III)で示される化合物のうち、Mがハフニウムであるものの具体例としては、次の(1)〜(92)の遷移金属化合物が挙げられる。その具体的化合物(1)及び(13)を下記式(IV)に示す。
(略号:OHFlu:1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒドロ−9−フルオレニル。TMCp:2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル。Azu:4H−1−アズレニル。THAzu:5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル。)
Figure 0004834965
(1)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェニル −Azu)]ハフニウム
(2)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−(4−ク ロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(3)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−エチル−4−フェニル −Azu)]ハフニウム
(4)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−エチル−4−(4−ク ロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(5)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−イソプロピル−4−フ ェニル−Azu)]ハフニウム
(6)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−イソプロピル−4−( 4−クロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(7)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu)( 2−メチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム
(8)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu)( 2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(9)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu)( 2−エチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム
(10)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(11)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−イソプロピル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム
(12)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−イソプロピル−4−(4−クロロフェニル)−Azu)]ハフニ ウム
(13)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2,4−ジメチル−Azu )]ハフニウム
(14)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−イソプロ ピル−Azu)]ハフニウム
(15)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−n−ブチ ル−Azu)]ハフニウム
(16)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−t−ブチ ル−Azu)]ハフニウム
(17)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−トリメチ ルシリル−Azu)]ハフニウム
(18)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニル −Azu)]ハフニウム
(19)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−(4−ク ロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(20)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−メチル− Azu)]ハフニウム
(21)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−イソプロ ピル−Azu)]ハフニウム
(22)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−n−ブチ ル−Azu)]ハフニウム
(23)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−t−ブチ ル−Azu)]ハフニウム
(24)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−トリメチ ルシリル−Azu)]ハフニウム
(25)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−フェニル −Azu)]ハフニウム
(26)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−(4−ク ロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(27)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−メ チル−Azu)]ハフニウム
(28)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2,4−ジイソプロピル− Azu)]ハフニウム
(29)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−n −ブチル−Azu)]ハフニウム
(30)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−t −ブチル−Azu)]ハフニウム
(31)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−ト リメチルシリル−Azu)]ハフニウム
(32)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−フ ェニル−Azu)]ハフニウム
(33)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−( 4−クロロフェニル)−Azu)]ハフニウム
(34)ジクロロ[イソプロピレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェニル −Azu)]ハフニウム
(35)ジクロロ[イソプロピレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu)( 2−メチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム
(36)ジクロロ[イソプロピレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニル− Azu)]ハフニウム
(37)ジクロロ[ジフェニルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェ ニル−Azu)]ハフニウム
(38)ジクロロ[ジフェニルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu )(2−メチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム
(39)ジクロロ[ジフェニルシリレン(TMCp)(2,4−ジメチル−Az u)]ハフニウム
(40)ジクロロ[ジフェニルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−t−ブ チル−Azu)]ハフニウム
(41)ジクロロ[ジフェニルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−フェル −Azu)]ハフニウム
(42)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(OHFlu)(2,4−ジメチル−A zu)]ハフニウム
(43)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(OHFlu)(2−メチル−4−t− ブチル−Azu)]ハフニウム
(44)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェ ニル−Azu)]ハフニウム
(45)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(TMCp)(2,4−ジメチル−Az u)]ハフニウム
(46)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(TMCp)(2−メチル−4−t−ブ チル−Azu)]ハフニウム
(47)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニ ル−Azu)]ハフニウム
(48)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェニ ル−THAzu)]ハフニウム
(49)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−(4− クロロフェニル)−THAzu)]ハフニウム
(50)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−エチル−4−フェニ ル−THAzu)]ハフニウム
(51)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−エチル−4−(4− クロロフェニル)−THAzu)]ハフニウム
(52)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−イソプロピル−4− フェニル−THAzu)]ハフニウム
(53)ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−イソプロピル−4− (4−クロロフェニル)−THAzu)]ハフニウム
(54)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−メチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム
(55)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−THAzu)]ハフニウ ム
(56)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−エチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム
(57)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−エチル−4−(4−クロロフェニル)−THAzu)]ハフニウ ム
(58)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−イソプロピル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム
(59)ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu) (2−イソプロピル−4−(4−クロロフェニル)−THAzu)]ハ フニウム(60)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2,4−ジメチル−THA zu)]ハフニウム
(61)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−イソプロ ピル−THAzu)]ハフニウム
(62)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−n−ブチ ル−THAzu)]ハフニウム
(63)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−t−ブチ ル−THAzu)]ハフニウム
(64)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−トリメチ ルシリル−THAzu)]ハフニウム
(65)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニル −THAzu)]ハフニウム
(66)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−(4−ク ロロフェニル)−THAzu)]ハフニウム
(67)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−メチル− THAzu)]ハフニウム
(68)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−イソプロ ピル−THAzu)]ハフニウム
(69)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−n−ブチ ル−THAzu)]ハフニウム
(70)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−t−ブチ ル−THAzu)]ハフニウム
(71)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−トリメチ ルシリル−THAzu)]ハフニウム
(72)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−フェニル −THAzu)]ハフニウム
(73)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−(4−ク ロロフェニル)−THAzu)]ハフニウム
(74)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−メ チル−THAzu)]ハフニウム
(75)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2,4−ジイソプロピル− THAzu)]ハフニウム
(76)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−n −ブチル−THAzu)]ハフニウム
(77)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−t −ブチル−THAzu)]ハフニウム
(78)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−ト リメチルシリル−THAzu)]ハフニウム
(79)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−フ ェニル−THAzu)]ハフニウム
(80)ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−イソプロピル−4−( 4−クロロフェニル)−THAzu)]ハフニウム
(81)ジクロロ[イソプロピレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェニル −THAzu)]ハフニウム
(82)ジクロロ[イソプロピレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu)( 2−メチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム
(83)ジクロロ[イソプロピレン(TMCp)(2,4−ジメチル−THAz u)]ハフニウム
(84)ジクロロ[イソプロピレン(TMCp)(2−メチル−4−t−ブチル −THAzu)]ハフニウム
(85)ジクロロ[イソプロピレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニル− THAzu)]ハフニウム
(86)ジクロロ[ジフェニルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェ ニル−THAzu)]ハフニウム
(87)ジクロロ[ジフェニルシリレン(2,7−ジ−t−ブチル−OHFlu )(2−メチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム
(88)ジクロロ[ジフェニルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニ ル−THAzu)]ハフニウム
(89)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェ ニル−THAzu)]ハフニウム
(90)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(TMCp)(2,4−ジメチル−TH Azu)]ハフニウム
(91)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(TMCp)(2−メチル−4−t−ブ チル−THAzu)]ハフニウム
(92)ジクロロ[ジメチルゲルミレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニ ル−THAzu)]ハフニウム
本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物を重合触媒成分として用いるには、前述の(1)〜(92)の遷移金属化合物の中でも、ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチルOHFlu)(2−メチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2,4−ジメチル−THAzu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−メチル−THAzu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−フェニル−THAzu)]ハフニウムが好ましく、また、ジクロロ[ジメチルシリレン(OHFlu)(2−メチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(2,7−ジ−t−ブチルOHFlu)(2−メチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2,4−ジメチル−Azu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−メチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−メチル−Azu)]ハフニウム、ジクロロ[ジメチルシリレン(TMCp)(2−エチル−4−フェニル−Azu)]ハフニウムも好ましい。
本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物を重合触媒成分として用いる場合には2種以上組み合わせて用いてもよく、その態様としては2種以上を混合して用いても、またその1種を用いて重合を開始し、重合の第1段階終了時や第2段階の重合開始前に、新たに他
の遷移金属化合物を追加して重合を続行してもよい。
また、上に例示した(1)〜(92)式の化合物の中心金属Mがハフニウムの代わりに、ジルコニウムに代わった化合物も、同様に重合触媒成分として用いることができる。
(2)遷移金属化合物の合成方法
本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物は、置換基ないし結合の様式に関して合目的的な公知の任意の方法によって合成することが出来る。代表的な合成経路は次の反応式に示す通りである。なお、反応式中のH2a及びH2bは、それぞれ、次の様な構造を示す。
Figure 0004834965
(R1〜R9及びnは一般式(I)で定義したものと同義である。)
Figure 0004834965
また、上記のHRbLiの様なシクロペンタジエニル類化合物の金属塩は、例えば、ヨ
ーロッパ特許第697418号公報に記載の様に、アリール基などの付加反応を伴うような方法で合成してもよい。具体的には、不活性溶媒中、アリールリチウム化合物又はアルキルリチウム化合物とアズレン化合物とを反応させてジヒドロアズレニル化合物のリチウム塩を生成させる。アルキルリチウム化合物としては、メチルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム等が、アリールリチウム化合物の例としては、フェニルリチウム、クロロフェニルリチウム等が使用される。また、不活性溶媒としては、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン又はこれらの混合溶媒などが使用される。
また、一般式(III)の化合物は一般式(II)の化合物を水素化することによっても得られる。水素化の際使用される溶媒は、それ自身が水素化を受けたり、一般式(II)の化合物を分解しないものならよい。例えば、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素が好ましい。
反応温度、反応圧力および反応時間に特に制限はないが、通常は、以下の範囲から生産性やプロセスの能力を考慮して、最適な設定を行うことができる。反応温度は通常0℃以上、好ましくは10℃以上であって、通常70℃以下、好ましくは50℃以下である。また、反応圧力は、通常0.01MPa以上、好ましくは0.03MPa以上、最も好ましくは0.05MPa以上であって、通常20MPa以下、好ましくは15MPa以下、最も好ましくは12MPa以下である。反応時間は、通常0.1時間以上、好ましくは0.2時間以上、最も好ましくは0.3時以上であって、通常30時間以下、好ましくは25時間以下、最も好ましくは20時間以下である。水素化触媒としては白金、酸化白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム又は従来公知の遷移金属触媒を用いることができる。
2.オレフィン重合用触媒
本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物は、オレフィン重合用触媒成分として用いることができ、特にα−オレフィン重合体製造用の触媒成分に好適に用いられる。α−オレフィン重合体製造用の触媒として用いるためには、助触媒として、(1)有機アルミニウムオキシ化合物、(2)本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物と反応して、該成分をカチオンに交換することが可能なイオン性化合物、(3)ルイス酸、(4)ケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物または無機ケイ酸塩、からなる群より選択される一種以上の物質を用いるのが好ましい。
また、次の成分(A)及び(B)と任意に成分(C)とを含むことを特徴とするα−オレフィン重合用触媒がより好ましい。
成分(A):本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物
成分(B):有機アルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸からなる群より選ばれる1種類以上の化合物
成分(C):微粒子担体
以下、成分(B)および成分(C)について説明する。
成分(B):有機アルミニウムオキシ化合物、成分(A)と反応して成分(A)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸からなる群より選ばれる1種類以上の化合物;
(1)有機アルミニウムオキシ化合物
有機アルミニウムオキシ化合物として、具体的には、次の一般式(V)、(VI)、(VII)で表される化合物が挙げられる。
各一般式中、R22は、水素原子または炭化水素残基、好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは、炭素数1〜6の炭化水素残基を示す。また、複数のR22はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。またpは0〜40、好ましくは2〜30の整数を示す。
Figure 0004834965
一般式(V)及び(VI)で表される化合物は、アルミノキサンとも呼ばれる化合物であって、一種類のトリアルキルアルミニウムまたは二種類以上のトリアルキルアルミニウムと水との反応により得られる。具体的には、(a)一種類のトリアルキルアルミニウムと水とから得られる、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、プロピルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、(b)二種類のトリアルキルアルミニウムと水とから得られる、メチルエチルアルミノキサン、メチルブチルアルミノキサン、メチルイソブチルアルミノキサン等が挙げられる。これらの中では、メチルアルミノキサン、メチルイソブチルアルミノキサンが好ましい。上記のアルミノキサンは、複数種併用することも可能である。そして、上記のアルミノキサンは、公知のように様々な条件下に調製することができる。
一般式(VII)で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウムまたは二種類以上のトリアルキルアルミニウムと下記一般式(VIII)で表されるアルキルボロン酸との10:1〜1:1(モル比)の反応により得ることができる。一般式(VII)式および(VIII)中、R23は、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜6の炭化水素残基またはハロゲン化炭化水素基を示す。
23B(OH)2 (VIII)
具体的には、以下の様な反応生成物、すなわち、(a)トリメチルアルミニウムとメチルボロン酸の2:1の反応物、(b)トリイソブチルアルミニウムとメチルボロン酸の2:1反応物、(c)トリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムとメチルボロン酸の1:1:1反応物、(d)トリメチルアルミニウムとエチルボロン酸の2:1反応物、(e)トリエチルアルミニウムとブチルボロン酸の2:1反応物などを挙げることができる。
(2)遷移金属化合物と反応して、該成分をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物
下記一般式(IX)で表される化合物が挙げられる。
[K]e+[Z]e- (IX)
一般式(IX)中、Kはカチオン成分であって、例えば、カルボニウムカチオン、トロピリウムカチオン、アンモニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスフォニウムカチオン等が挙げられる。また、それ自身が還元されやすい金属の陽
イオンや有機金属の陽イオン等も挙げられる。
上記のカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウム、ジフェニルカルボニウム、シクロヘプタトリエニウム、インデニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、ジプロピルアンモニウム、ジシクロヘキシルアンモニウム、トリフェニルホスホニウム、トリメチルホスホニウム、トリス(ジメチルフェニル)ホスホニウム、トリス(ジメチルフェニル)ホスホニウム、トリス(メチルフェニル)ホスホニウム、トリフェニルスルホニウム、トリフェニルスルホニウム、トリフェニルオキソニウム、トリエチルオキソニウム、ピリリウム、銀イオン、金イオン、白金イオン、銅イオン、パラジウムイオン、水銀イオン、フェロセニウムイオン等が挙げられる。
上記の一般式(IX)中、Zは、アニオン成分であり、遷移金属化合物が変換されたカチオン種に対して対アニオンとなる成分(一般には非配位の成分)である。Zとしては、例えば、有機ホウ素化合物アニオン、有機アルミニウム化合物アニオン、有機ガリウム化合物アニオン、有機ヒ素化合物アニオン、有機アンチモン化合物アニオン等が挙げられ、具体的には次の化合物が挙げられる。すなわち、(a)テトラフェニルホウ素、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ホウ素、テトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ホウ素、テトラキス{3,5−ジ(t−ブチル)フェニル}ホウ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素等、(b)テトラフェニルアルミニウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)アルミニウム、テトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}アルミニウム、テトラキス{3,5−ジ(t−ブチル)フェニル}アルミニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム等が挙げられる。
また、(c)テトラフェニルガリウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ガリウム、テトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ガリウム、テトラキス{3,5−ジ(t−ブチル)フェニル}ガリウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ガリウム等、(d)テトラフェニルリン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)リン等、(e)テトラフェニルヒ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ヒ素等、(f)テトラフェニルアンチモン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アンチモン等、(g)デカボレート、ウンデカボレート、カルバドデカボレート、デカクロロデカボレート等も挙げられる。
(3)ルイス酸
特に遷移金属化合物をカチオンに変換可能なルイス酸としては、種々の有機ホウ素化合
物、金属ハロゲン化合物、固体酸などが例示され、その具体例としては次の化合物が挙げられる。すなわち、(a)トリフェニルホウ素、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素等の有機ホウ素化合物、(b)塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、塩化臭化マグネシウム、塩化ヨウ化マグネシウム、臭化ヨウ化マグネシウム、塩化マグネシウムハイドライド、塩化マグネシウムハイドロオキシド、臭化マグネシウムハイドロオキシド、塩化マグネシウムアルコキシド、臭化マグネシウムアルコキシド等の金属ハロゲン化合物、(c)アルミナ、シリカ・アルミナ等の固体酸などを挙げることができる。
成分(C):微粒子担体
任意成分として微粒子担体を共存させてもよい。微粒子担体は、無機または有機の化合物からなり、通常5μm以上好ましくは10μm以上であって通常5mm以下好ましくは2mm以下の粒径を有する微粒子状の担体である。
無機担体としては、例えば、SiO2、Al23、MgO、ZrO、TiO2、B23
ZnO等の酸化物、SiO2−MgO、SiO2−Al23、SiO2−TiO2、SiO2
−Cr23、SiO2−Al23−MgO等の複合金属酸化物などが挙げられる。これら
の比表面積は、通常20m3/g以上好ましくは50m3/g以上であって、通常1,000m3/g以下好ましくは700m3/g以下である。細孔容積は、通常0.1cm2/g
以上、好ましくは0.3cm2/g以上、更に好ましくは0.8cm2/g以上である。
有機担体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等の炭素数2〜14のα−オレフィンの(共)重合体、スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族不飽和炭化水素等の(共)重合体、などからなる多孔質ポリマーの微粒子担体が挙げられる。
また、次の成分(A)及び成分(D)と任意に成分(E)とを含むことを特徴とするα−オレフィン重合用触媒も好ましく用いられる。
成分(A):本発明に係るC1対称性の遷移金属化合物
成分(D):珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物及び無機珪酸塩からなる群より選ばれる化合物
成分(E):有機アルミニウム化合物
以下、成分(D)および成分(E)につき説明する。
成分(D):珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物及び無機珪酸塩からなる群より選ばれる化合物
ケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物は、イオン結合等によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造をとる化合物であり、含有するイオンが交換可能なものを言う。
ケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物としては、六方最密パッキング型、アンチモン型、CdCl2 型、CdI2型等の層状の結晶構造を有するイオン結晶性化合物等を例示
することができる。具体的には、α−Zr(HAsO4)・H2O、α−Zr(HPO4)2、α−Zr(KPO4)・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等の多価金属の結晶性酸性塩があげられる。
また、無機ケイ酸塩としては、粘土、粘土鉱物、ゼオライト、珪藻土等が挙げられる。これらは、合成品を用いてもよいし、天然に産出する鉱物を用いてもよい。
粘土、粘土鉱物の具体例としては、アロフェン等のアロフェン族、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト等のカオリン族、メタハロイサイト、ハロイサイト等のハロイサイト族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母鉱物、アタパルジャイト、セピオライト、パイゴルスカイト、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、ヒシンゲル石、パイロフィライト、リョクデイ石群等が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
人工合成物としては、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライト等が挙げられる。
これら具体例のうち好ましくは、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト等のカオリン族、メタハロサイト、ハロサイト等のハロサイト族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母鉱物、合成雲母、
合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライトが挙げられ、特に好ましくはモンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライトが挙げられる。
これら、ケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物、または無機ケイ酸塩は、そのまま用いてもよいが、塩酸、硝酸、硫酸等による酸処理および/または、LiCl、NaCl、KCl、CaCl2 、MgCl2 、Li2SO4、MgSO4、ZnSO4、Ti(SO4)2、Zr(SO4)2、Al2 (SO4)3等の塩類処理を行ったほうが好ましい。なお、処理にあたり、対応する酸と塩基を混合して反応系内で塩を生成させて処理を行ってもよい。また、粉砕や造粒等の形状制御を行ってもよく、粒子流動性に優れた固体触媒成分を得るためには、造粒することが好ましい。また、上記成分は、通常脱水乾燥してから用いる。これら助触媒成分としては、重合活性等の触媒性能の面で、(4)のケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物または無機ケイ酸塩を用いることが好ましい。
成分(E):有機アルミニウム化合物
本発明に係る重合触媒において、助触媒の任意成分である。このような有機アルミニウム化合物は、AlR24 m3-m(式中、R24は、炭素数1〜20の炭化水素基、Zは、水素、ハロゲン、アルコキシ基もしくはアリールオキシ基、mは0<m≦3の数)で示される化合物である。
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、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、またはジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムエトキシド等のハロゲンもしくはアルコキシ含有アルキルアルミニウム、または、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド等の水素含有有機アルミニウム化合物である。またこの他、メチルアルミノキサン等のアルミノキサン等も使用できる。これらのうち、特に好ましいのはトリアルキルアルミニウムである。これら任意成分は2種以上組み合わせて用いてもよい。また、重合開始後等に、新たに該任意成分を追加してもよい。
3.オレフィン重合用触媒の製造方法
本発明に係る触媒は、上記の遷移金属化合物、および必要に応じて助触媒を接触させることによって得られるが、その接触方法については特に限定がない。この接触は、触媒調製時だけでなく、プロピレンの予備重合時または重合時に行ってもよい。
また、触媒各成分の接触時、または接触後に前記微粒子担体を共存させるか、もしくは接触させてもよい。
接触は窒素等の不活性ガス中で行ってもよいし、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒中で行ってもよい。これらの溶媒は、水や硫黄化合物などの被毒物質を除去する操作を施したものを使用するのが好ましい。接触温度は、−20℃ないし、使用する溶媒の沸点の間で行い、特には、室温から使用する溶媒の沸点の間で行うのが好ましい。
触媒各成分の使用比に特に制限はないが、助触媒成分として、ケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物、または無機ケイ酸塩を用いる場合は、助触媒成分1gあたり、遷移金属化合物が0.0001〜10mmol、好ましくは0.001〜5mmolであり、任意成分である有機アルミニウム化合物が0〜10,000mmol、好ましくは0.01〜100mmolとなるように設定することにより、重合活性などの点で好適な結果が得られる。また、遷移金属化合物中の遷移金属と任意成分である有機アルミニウム化合物中のアルミニウムの原子比が1:0〜1,000,000、好ましくは、1:0.1〜100,000となるように制御することが、同様に重合活性などの点で好ましい。
このようにして得られた触媒は、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒で洗浄して使用してもよいし、洗浄せずに用いてもよい。
洗浄の際に、必要に応じて、新たに上述の有機アルミニウム化合物を組合せて用いてもよい。この際に用いられる有機アルミニウム化合物の量は、遷移金属化合物中の遷移金属に対する有機アルミニウム化合物中のアルミニウムの原子比で1:0〜10,000になるようにするのが好ましい。
触媒として、エチレン、プロピレン等の分子量の小さいα−オレフィンを予備的に重合し、必要に応じて洗浄した予備重合体を使用することもできる。この予備重合は窒素等の不活性ガス中、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒中で行ってもよい。
4.オレフィンの重合方法
原料のオレフィンとしては、通常、炭素数が2〜20、好ましくは2〜10のα−オレフィンが使用され、その具体例としては、エチレン、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−オクタデセンおよび1−エイコセン等が挙げられ、中でも好ましい例としてエチレン、プロピレンおよび1−ブテンが挙げられる。
α−オレフィンと共重合可能な他のオレフィン単量体としては、例えば、ブタジエン、1, 4−ヘキサジエン、1, 5−ヘキサジエン、7−メチル−1, 6−オクタジエン、1, 8−ノナジエン、1, 9−デカジエンの様な共役および非共役ジエン類、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエンの様な環状オレフィンが挙げられる。
重合に際しては、多段階に条件を変更するいわゆる多段重合、例えば、一段目にプロピレンの重合を行い、二段目にエチレンとプロピレンの共重合を行う所謂ブロック共重合も可能である。
反応には溶媒を用いても用いなくてもよく、溶媒の具体例としては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンのような炭化水素類、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類、n−ブチルアセテート、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジメチルスルホキシドのような極性溶媒類を挙げることができる。これらのうち、炭化水素類が好ましい。また、ここで記載した化合物の混合物を溶媒として使用してもよい。
本発明のポリオレフィン製造用触媒は、上記記載の溶媒を使用する溶媒重合にも適用される他、実質的に溶媒を使用しない液相無溶媒重合、気相重合、溶融重合に適用される。また、重合方式は、連続重合及び回分式重合のいずれでもよい。
触媒濃度は特に限定されないが、例えば反応方式が溶液重合の場合、反応液1Lに対して、通常100g以下であって、50g以下が好ましく、25g以下が最も好ましい。通常0.01mg以上であって、0.05mg以上が好ましく、0.1mg以上が最も好ましい。
重合温度、重合圧力および重合時間に特に制限はないが、通常は、以下の範囲から生産性やプロセスの能力を考慮して、最適な設定を行うことができる。すなわち、重合温度は通常30℃以上、好ましくは50℃以上、更に好ましくは、70℃以上、特に好ましくは80℃以上であって、通常150℃以下、好ましくは100℃以下である。また、重合圧
力は、通常0.01MPa以上、好ましくは0.05MPa以上、最も好ましくは0.1MPa以上であって、通常100MPa以下、好ましくは20MPa以下、最も好ましくは5MPa以下である。重合時間は、通常0.1時間以上、好ましくは0.2時間以上、最も好ましくは0.3時間以上であって、通常30時間以下、好ましくは25時間以下、より好ましくは20時間以下、最も好ましくは15時間以下である。
5.プロピレン系重合体
こうしてポリオレフィンが得られるが、特にオレフィンとしてプロピレンを用いると、末端にビニル基を有するプロピレン系重合体が得られる。
(1)数平均分子量
プロピレン系重合体の数平均分子量Mnは、GPCの重量平均で500以上、好ましくは1,000以上、更に好ましくは5,000以上、通常200,000以下、好ましくは150,000以下、更に好ましくは100,000以下である。
重量平均分子量が小さいとべたつきがひどくなり、取扱いが悪くなる点で好ましくない。
(2)mmmmで表されるペンタッドの割合
プロピレン系重合体は、13C−NMRにて、頭−尾結合からなるプロピレン単位連鎖部のメチル基の炭素原子に由来するピークを観測し、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークのピークトップのケミカルシフトを21.8ppmとした場合、19.8ppm〜22.2ppmに現れるピークの総面積Sに対し、21.8ppmをピークトップとするピークの面積S1の比率が70%以上、好ましくは80%以上であって、通常99
%以下である。
本発明におけるプロピレン系重合体のmmmmの割合とは、プロピレン系重合体中のプロピレン重合部中のmmmmの割合を意味する。mmmmの割合は、13C−NMRで測定した、頭−尾結合からなるプロピレン単位連鎖部のメチル基の炭素原子に由来するピークを観測し、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークのピークトップのケミカルシフトを21.8ppmとした場合、19.8ppm〜22.2ppmに現れるピークの総面積Sに対し、21.8ppmをピークトップとするピークの面積S1の比率により求
められる。
ここで本発明のプロピレン系重合体の13C−NMR測定方法は下記の通りである。試料100〜500mgを、10mmφのNMR用サンプル管中で、約2.2mlのオルトジクロロベンゼンを用いて完全に溶解させる。次いで、ロック溶媒として約0.2mlの重水素化ベンゼンを加え、均一化させた後、130℃でプロトン完全デカップリング法により測定を行う。測定条件は、フリップアングル90°、パルス間隔5T1以上(T1は、メチル基のスピン−格子緩和時間のうち最長の値)とする。プロピレン重合体において、メチレン基およびメチン基のスピン−格子緩和時間はメチル基のそれよりも短いので、この測定条件では、すべての炭素の磁化の回復は99%以上である。
ケミカルシフトは、頭−尾(head to tail)結合からなるプロピレン単位連鎖部の10種類のペンタッド(mmmm,mmmr,rmmr,mmrr,mmrm,rmrr,rmrm,rrrr,rrrm,mrrm)のうち、メチル分岐の絶対配置がすべて同一である、すなわち、mmmmで表されるプロピレン単位5連鎖の第3単位目のメチル基にもとづくピークのケミカルシフトを21.8ppmとして設定し、これを基準として他の炭素ピークのケミカルシフトを決定する。この基準では、例えば、その他のプロピレン単位5連鎖の場合、第3単位目のメチル基にもとづくピークのケミカルシフトはおおむね次のようになる。すなわち、mmmr:21.5〜21.7ppm、rmmr:21.3〜21.5ppm、mmrr:21.0〜21.1ppm、mmrmおよびrmrr:20.8〜21.0ppm、rmrm:20.6〜20.8ppm、rrrr:20.3〜20
.5ppm、rrrm:20.1〜20.3ppm、mrrm:19.9〜20.1ppmである。なお、これらのペンタッドに由来するピークのケミカルシフトは、NMRの測定条件によって多少の変動があること、および、ピークは必ずしも単一ピーク(single peak)ではなく、微細構造にもとづく複雑な分裂パターン(split pattern)を示すことが多い点に注意して帰属を行う必要がある。
生成するオレフィン重合体がこれらの条件を満足するようにするには、公知のメタロセン触媒を用いて重合を行う場合に用いられる従来公知の方法を使用することができる。すなわち、分子量を調節するためには、重合温度を制御して分子量を調節する方法、モノマー濃度を制御して分子量を調節する方法。また、ペンタッドを調節するためには、反応温度、原料濃度、溶媒などを調節すればよい。
(3)末端ビニル基
プロピレン系重合体は、末端にビニル基を少なくとも10%以上有するが、40%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、80%以上が更に好ましく、特には90%以上という非常に高い末端ビニル基を有するものを得ることができる。本発明において、末端にビニル基を有する割合とは、全ポリマー鎖に対する末端にビニル基を有するポリマー鎖の割合である。
末端にビニル基を有するポリマー鎖の割合は、プロピレン系重合体の末端構造を13C−NMR及び1H−NMRで決定することにより求められる。1H−NMRは常法に従って測定すればよい。プロピレンのホモポリマーには下記末端構造(I)から(VI)が含まれる。
Figure 0004834965
部分構造の帰属は下記の非特許文献を参考にした。
Macromolecules, 25, 3356 (1992).
Macromolecules, 31, 3783 (1998).
Organometallics, 20, 3436 (2001).
各末端構造のオレフィンの存在比は、1H−NMR測定から得られた以下のピーク値の
積分値から求める。末端構造(I)はδ4.78〜4.66(2H)B1)、末端構造(II)はδ4.98〜4.97(1H)B2)、末端構造(III)はδ4.89〜5.07(2H)B3)(末端構造(II)が存在する場合は、ピークが重なるのでδ5.70〜5.90(1H)B3)')、末端構造(IV)はδ5.35〜5.55(1H)B
4)。
全オレフィン中の末端構造(III)の割合は下記式から求められる。
100*B3)/(B1)+2*B2)+B3)+2*B4))
(なお、他の部分構造の割合を求めるときは、水素の比に注意しながら、分子のB3)
の所に求めたい部分構造の積分値を置き換えればよい。)
各末端構造の存在比は、13C−NMR測定から得られた以下のピークの積分値から求める。末端構造(I)はδ111.6(1位)A1)、末端構造(II)はδ18.0(1位(トランス位))A2)、末端構造(III)はδ115.6(1位)A3)、末端構造(IV)はδ124.0(2位)A4)、末端構造(V)はδ14.6(1位)A5)、末端構造(VI)はδ26.0(1位)A6)。
全ポリマー鎖中の末端ビニル(末端構造(III))の割合は下記式から求められる。100*A3)/{(1/2)(A1)+A2)+A3)+A4)+A5)+A6))}
(なお、他の部分構造の割合を求めるときは、分子のA3)の所に求めたい部分構造の積分値を置き換えればよい。)
なお、末端部分構造(末端構造(V)及び/又は(VI))がアルキル基のみの割合は以下の式で求められる。
100*(1/2)*{(A5)+A6))−(A1)+A2)+A3)+A4))}/{(1/2)(A1)+A2)+A3)+A4)+A5)+A6))}
末端部分がアルキル基のみ(末端構造(V)及び/又は(VI))からなるポリマー鎖の割合は20%以下が好ましく、15%以下が更に好ましい。
本発明の触媒を用いると、下記の条件(a)〜(c)を満たす末端にビニル基を有する新規なプロピレン系重合体が得られる。
(a)GPCで測定した数平均分子量Mnが1,000以上、100,000未満であること。
(b)13C−NMRにて、頭−尾結合からなるプロピレン単位連鎖部のメチル基の炭素原子に由来するピークを観測し、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークのピークトップのケミカルシフトを21.8ppmとした場合、19.8ppm〜22.2ppmに現れるピークの総面積Sに対し、21.8ppmをピークトップとするピークの面積S1の比率が70%以上且つ99%以下である。
(c)末端オレフィンに対する末端ビニル基の割合が90%以上。
また、下記の条件(d)〜(f)を満たす、末端にビニル基を有する新規なプロピレン系重合体が得られる。
(d)GPCで測定した数平均分子量Mnが20,000以上、100,000未満であること。
(e)13C−NMRにて、頭−尾結合からなるプロピレン単位連鎖部のメチル基の炭素原子に由来するピークを観測し、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークのピークトップのケミカルシフトを21.8ppmとした場合、19.8ppm〜22.2ppmに現れるピークの総面積Sに対し、21.8ppmをピークトップとするピークの面積S1の比率が70%以上且つ99%以下である。
(f)末端オレフィンに対する末端ビニル基の割合が80%以上。
また、下記の条件(g)〜(i)を満たす、末端にビニル基を有する新規なプロピレン系重合体が得られる。
(g)GPCで測定した数平均分子量Mnが60,000以上、100,000未満であること。
(h)13C−NMRにて、頭−尾結合からなるプロピレン単位連鎖部のメチル基の炭素原子に由来するピークを観測し、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークのピークトップのケミカルシフトを21.8ppmとした場合、19.8ppm〜22.2ppmに現れるピークの総面積Sに対し、21.8ppmをピークトップとするピークの面積S1の比率が70%以上且つ99%以下である。
(i)末端オレフィンに対する末端ビニル基の割合が60%以上。
(4)位置不規則単位
また、本発明のプロピレン系重合体には、2,1−挿入したプロピレン単量体及び/又は1,3−挿入したプロピレン単量体に基づく位置不規則単位が主鎖中に存在してもよい。全プロピレン挿入に対する2,1−挿入と1,3−挿入に基づく位置不規則単位の比率の和は、製造された重合体の用途を満たす物性で有ればよく、その割合は0.01%以上、好ましくは0.03%以上、通常3%以下、好ましくは2.5%以下である。
プロピレン系重合体中の上記位置不規則単位の存在割合は以下のように求める。
プロピレンの重合は、メチレン基が触媒の活性サイトと結合する1,2−挿入で進行するのが普通であるが、まれに、2,1−挿入あるいは1,3−挿入することがある。2,1−挿入で重合されたプロピレン単量体は、重合体主鎖中において、下記部分構造(I)および(II)で表される位置不規則単位を形成する。また、1,3−挿入で重合されたプロピレン単量体は、重合体主鎖中において、下記部分構造(III)で表される位置不規則単位を形成する。
Figure 0004834965
全プロピレン挿入に対する2,1−挿入したプロピレン単量体の割合、および、1,3−挿入したプロピレン単量体の割合は、下記式で計算される。
Figure 0004834965
式中、ΣI(x−y)は、13C−NMRスペクトルにおいて、xppmからyppmに現れる信号の積分強度和を表し、ΣI(CH3)は、末端を除く全メチル基に由来する信号の
積分強度和である。これは、次の式で求められる。
Figure 0004834965
なお、14.5〜18.0ppmに現れる信号は、2,1−挿入したプロピレンのメチル基の炭素に由来するものであり、19.5〜24.4ppmに現れる信号は、1,2−挿入したプロピレンのメチル基の炭素に由来するものである。また、27.5〜28.0ppmに現れる信号は、1,3−挿入したプロピレン中の2個のメチレン炭素に由来するものである。
(5)共重合成分
プロピレン系重合体中のプロピレンの割合は特に限定されないが、通常50mol%以上、好ましくは60mol%より好ましくは70mol%以上、さらに好ましくは80mol%以上である。
共重合成分としては、特に限定されないが、エチレン、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−オクタデセンおよび1−エイコセン等のα−オレフィン;ブタジエン、1, 4−ヘキサジエン、1, 5−ヘキサジエン、7−メチル−1, 6−オクタジエン、1, 8−ノナジエン、1, 9−デカジエン等の共役および非共役ジエン類;および、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン等の環状オレフィンが挙げられる。共重合成分の炭素数は、通常2以上であり、通常15以下、好ましくは8以下である。これらの中でもα−オレフィンが好ましく、炭素数2以上6以下のα−オレフィンがより好ましく、エチレンおよび1−ブテンが特に好ましい。
6.用途
得られたプロピレン系重合体は、反応性に富む末端ビニル基を有するため種々の工業原料として利用できる。
末端ビニル重合体をハイドロボレーションした後、酸化及び加水分解すればアルカノールが得られる。ハイドロボレーション反応は、例えば、末端ビニル量に対して過剰のボラン・テトラヒドロフラン溶液を加えて、30〜80℃で1〜8時間反応させればよい。また、酸化反応には過酸化水素、酸素等を用いて行うのが好ましい。また、加水分解反応は、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリの存在下で行うのが好ましい。
末端ビニル重合体に過酸を反応させればアルキレンオキシドが得られる。ここで用いられる過酸としては、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸、過フタル酸、過蟻酸、過酢酸などがあげられる。末端ビニルオリゴマーと過酸との反応は、過酸を過剰に用い、クロロホルム及びシクロヘキサン等の溶媒を用い、0〜50℃、1〜50時間反応させればよい。この反応で末端にエポキシ基を有する重合体が得られる。
末端ビニル重合体と無水マレイン酸を反応させれば、末端にマレイン酸が付加した重合体が得られる。この反応は、トルエン、o−ジクロロベンゼン等の溶媒中で100〜250℃で5〜50時間反応させるのが好ましい。
変性された重合体は相容化剤、接着剤や塗装性等に優れた特殊機能を有する重合体として利用が可能である。
また、この様に末端変性された重合体の官能基は、極性モノマーなどの重合開始点として利用可能である。極性モノマーブロック共重合によって製造されたブロック共重合体も相溶化剤、接着剤や塗装性等に優れた特殊機能を有する重合体として利用が可能である。
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の諸例において、触媒合成工程および重合工程は、全て精製窒素雰囲気下で行い、溶媒は、モレキュラーシーブ(M
S−4A)で脱水した後に精製窒素でバブリングして脱気して使用した。
また、得られた重合体の物性を評価するために、分子量及び融点は(1)及び(2)に記載の条件で、13C−NMRスペクトルは明細書中の条件で測定した。(1) 分子量の測定:
GPCにより得られた重量平均分子量を測定した。GPC装置は、Waters社製「150CV型」を使用した。溶媒はオルトジクロルベンゼンを使用し、測定温度は135℃とした。
(2) 融点の測定:
DSC(デュポン社製「TA2000型」)を使用し、10℃/分で20〜200℃までの昇降温を1回行った後の2回目の昇温時の測定により求めた。
[合成例1]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒドロ−9−フルオレニル)(2−メチル−4−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
(1)2,3−シクロテトラメチレンインダン−1−オンの合成
還流冷却器、温度計、滴下漏斗を取り付けた500mL丸底フラスコにポリリン酸(200g)及び安息香酸 (50.0g、0.409mol)を導入した。フラスコにメカニ
カルスターラーを装着し、ゆっくり攪拌しながら内容物を80℃に昇温した。温度が90℃以上にあがらないように保ちながらシクロヘキセン(45mL、0.433mol)を滴下漏斗で滴下し、暗赤色の反応混合液を80−90℃で更に3.5時間攪拌した。赤褐色混合液を35℃位まで放冷し、300mLの飽和硫酸アンモニウム溶液中に激しく攪拌しながら注いだ。混合液を室温まで冷却し、ジエチルエーテル(200mL)で3回抽出した。抽出物を飽和炭酸ナトリウム水溶液(200mLx2回)および飽和食塩水で洗浄
し、硫酸マグネシウムで乾燥させて濾過した。溶媒をエバポレーターで除去し、78gの粗生成物を得た。粗生成物をn−ヘキサン/酢酸エチル (v/v=100/5)を溶離
剤とし、シリカゲル−60カラムを通した。生成物のフラクションを集め、溶媒をエバポレーターで除去し赤色オイル(34g、収率43%)を得た。
(2)1−ヒドロキシ−2,3−シクロテトラメチレンインダンの合成
2,3−シクロテトラメチレンインダン−1−オン(30.0g、0.161mol)をテトラヒドロフラン/メタノール(v/v=2/1、270mL)に溶解し、0 ℃に冷
却した。水素化硼素ナトリウム(9.15g、0.242mol)を0 ℃で105分か
けて少しずつ導入した。混合液を室温で終夜攪拌した後、氷(200g)上に滴下し、1N塩酸でpH=1にした。有機層を分離し、水層をエーテル(300mL)で3回抽出した。有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して、濾過した。ロータリーエバポレーターで溶媒を留去し、橙色オイルを得た。これをn−ヘキサンから再結晶、洗浄、乾燥することにより白色粉末(6.38g、0.0339mol、収率21.0%)を得た。
(3)2,3−シクロテトラメチレンインデンの合成
1−ヒドロキシ−2,3−シクロテトラメチレンインダン(10.0g、53.1mmol)をトルエン(100mL)に溶解し、p−トルエンスルホン酸・一水和物(0.1g)を導入した。混合液を2時間還流し、室温で炭酸水素ナトリウム、ついで食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過した後、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、褐色オイル(9.01g)を得た。これをn−ヘキサンを溶媒としたシリカゲル−60カラムで展開し、着色成分を除去し、TLC(n−ヘキサン展開)でRf=0.
47のフラクションを分取した。得られたフラクションを乾燥させ、淡黄色のオイル(7
.10g)を得た。これをn−ヘキサンから再結晶、洗浄、乾燥することにより白色粉末(5.19g、収率57.4%)を得た。
(4)リチウム〔2,3−シクロテトラメチレンインデニル〕塩の合成
2,3−シクロテトラメチレンインデン(5.17g、30.4mmol)をn−ヘキサン(110mL)に溶解し、0 ℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.58
M、20mL、31.6mmol)を滴下した。混合液を室温で一昼夜攪拌した後、4時間還流した。その後、55℃でカニュラーにより上澄みを除去した。白色固体を55℃の脱水n−ヘキサン(50mL)で2回洗浄し、恒量になるまで乾燥した。白色固体(5.27g、収率98.4%)を得た。
(5)ジメチルシリル(2,3−シクロテトラメチレン−1−インデニル)クロリドの合成
(4)で製造した塩(4.53g、25.7mmol)を脱水テトラヒドロフラン(125mL)に溶解し、この溶液を−5〜0℃に冷却したジメチルシリルジクロリド(30mL、250mmol)の脱水テトラヒドロフラン(125mL)溶液に110分かけて滴下した。0℃で15分攪拌した後、室温で1時間攪拌した。減圧下に溶媒および未反応のジメチルシリルジクロリドを留去し、残さに脱水n−ヘキサン(40mL)を導入し、懸濁させた。固体部を沈降させた後、カニュラーで液部を抜き出し、固体部を脱水ヘキサン(13mL)で2回洗浄した。液部を一緒にし、恒量となるまで減圧乾燥した。橙色オイル(6.72g、収率99.6%)を得た。
(6)リチウム〔2−メチル−4−フェニルアズレニル〕塩の合成
2−メチルアズレン(2.65g、18.7mmol)を脱水ヘキサン(70mL)に溶解し、0℃に冷却した後、同温度でフェニルリチウムのシクロヘキサン/ジエチルエーテル溶液(0.94M、19.9mL、18.7mmol)を滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応させた。その後、母液を抜き取り、沈殿を脱水ヘキサン(20mLx2)で洗浄した。そして、乾燥することでリチウム塩(4.24g、18.7mmol)を得た。
(7)ジメチル(2,3−シクロテトラメチレン−1−インデニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)シランの合成
(5)で製造したジメチルシリル(2,3−シクロテトラメチレン−1−インデニル)クロリド(4.92g、18.7mmol)を脱水テトラヒドロフラン/脱水ジエチルエーテル(v/v=1/1、60mL)に溶解した。それを、(1)で製造したリチウム塩の脱水テトラヒドロフラン/脱水ジエチルエーテル(v/v=1/1、60mL)溶液にN−メチルイミダゾール(25μL)を添加した溶液に、0 ℃で導入し、0 ℃で1時間、更に室温で3時間撹拌した。攪拌終了後、揮発成分を減圧留去し、濃色の油状物を得た。生成物はTLC(ヘキサン展開)でRf1=0.64及びRf2=0.46を示した。ここに水(100mL)を導入し、n−ヘキサンで抽出した。抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥、濾過し、褐色オイルを得た。これをテトラヒドロフランで不活性化させたシリカゲル−60で展開した(n−ヘキサン展開)。濃紫色バンドを分別し、配位子(6.42g、14.4mmol、収率77.0%)を得た。
(8)ジリチオ〔(2,3−シクロテトラメチレン−1−インデニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)ジメチルシラン〕の合成
(7)で得た配位子(6.42g、14.4mmol)を脱水n−ヘキサン(200mL)に溶解し、0℃に冷却した後、同温度でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.57M、19.2mL、30.1mmol)を滴下した。滴下終了後、室温で終夜攪拌し、更に6時間還流した。黄褐色の懸濁液をカニュラー濾過し、残さを脱水ヘキサン(30mL)で2回洗浄、乾燥し、淡橙色粉末(6.41g、14.0mmol、収率97.0%)を得た。
(9)ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3−シクロテトラメチレン−1−インデニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
(8)で得た配位子のリチウム塩(0.918g、2.00mmol)及び四塩化ハフニ
ウム(0.641g、2.00mmol)を窒素雰囲気グローブボックス中で量り取り、300mL丸底フラスコに導入した。フラスコを−10℃に冷却した。攪拌しながら、脱水トルエン(120mL)と脱水ジエチルエーテル(20mL)を加え、均一溶液とした。室温までゆっくり昇温し、終夜攪拌した。攪拌終了後、反応液をセライト濾過し、更にセライトを脱水トルエン(15mL)で2回洗浄、濾液と洗液を合わせて減圧乾燥し、黄褐色固体を得た。この固体を脱水ペンタンで2回洗浄(10mL)、脱水ペンタン/脱水ジエチルエーテルで3回(v/v=1/1、10mL)洗浄し、乾燥し、褐色固体(0.830g、1.20mmol、収率60%)を得た。
(10)ジクロロ〔ジメチルシリレン(1,2,3,4,5,6,7,8−オクタヒドロ−9−フルオレニル)(2−メチル−4−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
(9)で製造した錯体(142mg、0.204mmol)を脱水塩化メチレン(20mL)に溶解し、酸化白金(20mg)を加えた。この混合物を、水素下(0.3MPa)で1時間撹拌した。得られた懸濁液をセライトで濾過し、脱水塩化メチレン(15mL)で洗浄し、濾液を濃縮した。これを脱水ヘキサンに溶解して不溶分を除去、溶媒を留去した後、さらに脱水トルエンに溶解して不溶分を除去、乾燥し、目的物(28.6mg、0.041mmol、収率20.1%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.89 (s, 3H), 0.90 (s, 3H), 1.08-2.00 (m, 14H), 2.12 (s, 10H),
2.20-2.80 (m, 4H), 4.41 (d, J = 11 Hz, 1H), 5.66 (s, 1H), 7.16-7.45 (m, 5H)。
NCI-MS(M)(702)。
[合成例2]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
2−メチルアズレン(1.94g、13.7mmol)を脱水ヘキサン(50mL)に溶解し、0℃に冷却した後、同温度でフェニルリチウムのシクロヘキサン/ジエチルエーテル溶液(0.94M、14.9mL、14.0mmol)を滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応させた。その後、母液を抜き取り、沈殿を脱水ヘキサン(20mLx2)で洗浄した。その懸濁液に脱水テトラヒドロフラン(40mL)加えて、0℃まで冷却した。その溶液に、アルドリッチ社製ジメチルシリル(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)クロリド(2.93g、13.6mmol)の脱水ヘキサン(40mL)溶液及びN−メチルイミダゾール(20μL)を添加した。室温で2時間撹拌後、水を加え、ジエチルエーテルで目的とする化合物を抽出した。抽出溶液を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾固することにより目的配位子の未精製品を得た。
上記で得られた配位子を脱水テトラヒドロフラン(50mL)に溶解し、アイスバスにて5℃に冷却した。ここに同温度で、n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.58M、16.6mL、26.2mmol)を、ゆっくり滴下した。滴下終了後、アイスバスをはずして3時間攪拌し、減圧下に溶媒を留去した。留去後得られた残渣に脱水トルエン(60mL)と脱水テトラヒドロフラン(5mL)を加えた後、−78℃に冷却した。そこに、四塩化ハフニウム(4.21g、13.1mmol)をゆっくり添加した。その後、冷却浴をはずして終夜攪拌した。攪拌終了後、反応液を濾過した。濾液を濃縮することにより、褐色の粉末が得られた。この褐色の粉末から、脱水トルエン/脱水ヘキサン(100mL/200mL)で目的錯体を抽出した。抽出溶液を乾固させた後、得られた固体を脱水n−ヘキサン(40mL×5回)で懸濁洗浄した後、脱水エーテル(50mL×3)で懸濁洗浄し、減圧下で乾燥した。更に、得られた粉末に脱水トルエンを加え、沈殿物を濾別した後、濾液を濃縮した。得られた粉末を脱水ヘキサン(25mL×3)、脱水ジエチルエーテル(25mL×3)で洗浄ことにより、目的とする錯体(1.19g、1.84mmol、収率14%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.97 (s, 3H), 1.00 (s, 3H), 2.03 (s, 3H), 2.10 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.15 (s, 3H), 5.08 (d, J = 4.1 Hz, 1H), 5.74 (s, 1H), 5.82-5.95 (m, 2H), 6.05 (dd, J = 11.4, 6.33 Hz, 1H), 6.77 (d, J = 11.4 Hz, 1H), 7.26
-7.47 (m, 5H)。
NCI-MS(M)(646)。
[合成例3]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
合成例2で製造したジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウム(137mg、0.21mmol)を脱水塩化メチレン (20mL) に溶かし、酸化白金(40mg)を加えた。この混合物を、水素下 (0.2MPa)、20℃で3時間撹拌し
た。得られた懸濁液をセライトで濾過し、脱水塩化メチレン(15mL)で洗浄し、濾液を濃縮した。粗生成物を脱水ペンタン(10mL)で2回洗浄、減圧下乾固し、ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチル−4−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル)〕ハフニウム(118mg、0.182mmol、収率86%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.95 (s, 3H), 0.96 (s, 3H), 1.99 (s, 3H), 2.00 (s, 3H), 2.04 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 1.08-2.27 (m, 7H), 2.88 (dd, J = 14.4, 6.33 Hz, 1H), 4.40 (d, J = 11.1 Hz, 1H), 5.64 (s, 1H), 7.19-7.43 (m, 5H)。
NCI-MS(M)(650)。
[合成例4]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
2−メチルアズレン(1.94g、13.7mmol)を脱水テトラヒドロフラン(50mL)に溶解し、5℃に冷却した後、同温度でメチルリチウムのジエチルエーテル溶液(1.20M、12.4mL、14.9mmol)を滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応させた。その溶液に、アルドリッチ社製ジメチルシリル(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)クロリド(3.11g、14.5mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液及びN−メチルイミダゾール(40μL)を添加した。室温で2時間撹拌後、水を加え、ジエチルエーテルで目的とする化合物を抽出した。抽出溶液を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾固することにより目的配位子の未精製品を得た。
上記で得られた配位子を脱水テトラヒドロフラン(60mL)に溶解し、アイスバスにて5℃に冷却した。ここに同温度で、n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.58M、18.0mL、28.4mmol)を、ゆっくり滴下した。滴下終了後、アイスバスをはずして3時間攪拌し、減圧下に溶媒を留去した。留去後得られた残渣に脱水トルエン(60mL)と脱水テトラヒドロフラン(5mL)を加えた後、−78℃に冷却した。そこに、四塩化ハフニウム(4.55g、14.2mmol)をゆっくり添加した。その後、冷却浴をはずして終夜攪拌した。攪拌終了後、反応液を濾過した。濾液を濃縮することにより、褐色の粉末が得られた。この褐色の粉末から、脱水トルエン/脱水ヘキサン(30mL/120mL、20mL/60mL)で目的錯体を抽出した。抽出溶液を乾固させた後、得られた固体を脱水n−ヘキサン(20mL×5回)で懸濁洗浄した後、脱水ジエチルエーテル(15mL×3)で懸濁洗浄し、減圧下で乾燥した。更に、得られた粉末に脱水トルエン/脱水ヘキサン(30mL/100mL)を加え、沈殿物を濾別した後、濾液を濃縮した。得られた粉末を脱水ヘキサン(20mL×3)、脱水ジエチルエーテル(15mL×3)で洗浄ことにより、目的とする錯体(0.31g、0.50mmol、収率4%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.98 (s, 6H), 1.49 (d, J = 7.1 Hz, 3H), 2.06 (s, 3H), 2.07 (s,
3H), 2.09 (s, 3H), 2.15 (s, 3H), 2.26 (s, 3H), 3.49-3.55 (m, 1H), 5.43 (dd, J = 10.1, 4.50 Hz, 1H), 5.80-5.84 (m, 1H), 6.12 (dd, J = 11.6, 5.56 Hz, 1H), 6.29
(s, 1H), 6.83 (d, J = 11.6 Hz, 1H)。
NCI-MS(M)(584)。
[合成例5]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
合成例4で製造したジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウム(180mg、0.31mmol)を脱水塩化メチレン(30mL) に溶かし、酸化白金(40m
g)を加えた。この混合物を、水素下 (0.7MPa)、20℃で3時間撹拌した。得ら
れた懸濁液をセライトで濾過し、脱水塩化メチレン(15mL)で洗浄し,濾液を濃縮し
た。粗生成物を脱水ヘキサン(20mL)で3回洗浄、減圧下乾固し、ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,4−ジメチル−5,6,7,8−テトラヒドロ−4H−1−アズレニル)〕ハフニウム(145mg、0.25mmol、収率80%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.92 (s, 3H), 0.97 (s, 3H), 1.24 (d, J = 7.0 Hz, 3H), 1.93 (s,
3H), 2.03 (s, 3H), 2.07 (s, 3H), 2.08 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 1.08-2.27 (m, 7H),
2.81 (dd, J = 13.6, 6.33 Hz, 1H), 2.99-3.10 (m, 1H), 6.38 (s, 1H)。
NCI-MS(M)(588)。
[合成例6]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−エチル−4−フェニル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
2−エチルアズレン(2.01g、12.9mmol)を脱水ヘキサン(50mL)に溶解し、0℃に冷却した後、同温度でフェニルリチウムのシクロヘキサン/ジエチルエーテル溶液(0.94M、14.0mL、13.2mmol)を滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応させた。その後、母液を抜き取り、沈殿を脱水ヘキサン(20mLx2)で洗浄した。その懸濁液に脱水テトラヒドロフラン(40mL)加えて、0℃まで冷却した。その溶液に、アルドリッチ社製ジメチルシリル(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)クロリド(2.76g、12.8mmol)の脱水ヘキサン(40mL)溶液及びN−メチルイミダゾール(30μL)を添加した。室温で2時間撹拌後、水を加え、ジエチルエーテルで目的とする化合物を抽出した。抽出溶液を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾固することにより目的配位子の未精製品を得た。
上記で得られた配位子を脱水テトラヒドロフラン(65mL)に溶解し、アイスバスにて5℃に冷却した。ここに同温度で、n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(2.44M、10.6mL、25.9mmol)を、ゆっくり滴下した。滴下終了後、アイスバスをはずして3時間攪拌し、減圧下に溶媒を留去した。留去後得られた残渣に脱水トルエン(60mL)と脱水テトラヒドロフラン(5mL)を加えた後、−78℃に冷却した。そこに、四塩化ハフニウム(4.13g、12.9mmol)をゆっくり添加した。その後、冷却浴をはずして終夜攪拌した。攪拌終了後、反応液を濾過した。濾液を濃縮することにより、褐色の粉末が得られた。この褐色の粉末から、脱水トルエン/脱水ヘキサン(50mL/150mL)で目的錯体を抽出した。抽出溶液を乾固させた後、得られた固体を脱水n−ヘキサン(30mL×3回)で懸濁洗浄した後、脱水ジエチルエーテル(20mL×3)で懸濁洗浄し、減圧下で乾燥した。更に、得られた粉末に脱水トルエン/脱水ヘキサン(50mL/150mL)を加え、沈殿物を濾別した後、濾液を濃縮した。得られた粉末を脱水ヘキサン(20mL×3)、脱水ジエチルエーテル(20mL×3)で洗浄ことにより、目的とする錯体(1.69g、2.55mmol、収率20%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.96 (s, 3H), 1.00 (s, 3H), 1.03 (d, J = 7.3 Hz, 3H), 2.02 (s,
3H), 2.08 (s, 3H), 2.11 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.33 (dt, J = 7.3, 22.0 Hz, 1H),
2.59 (dt, J = 7.3, 22.0 Hz, 1H), 5.11 (d, J = 4.1 Hz, 1H), 5.77 (s, 1H), 5.85-5.97 (m, 2H), 6.07 (dd, J = 11.6, 5.5 Hz, 1H), 6.78 (d, J = 11.6 Hz, 1H), 7.26-7.
47 (m, 5H)。
NCI-MS(M)(663)。
[合成例7]
ジクロロ〔ジメチルシリレン(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−エチル−4−メチル−4H−1−アズレニル)〕ハフニウムの合成
2−エチルアズレン(2.00g、12.8mmol)を脱水テトラヒドロフラン(45mL)に溶解し、5℃に冷却した後、同温度でメチルリチウムのジエチルエーテル溶液(0.92M、14.3mL、13.2mmol)を滴下した。滴下終了後、室温で2時間反応させた。その溶液に、アルドリッチ社製ジメチルシリル(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)クロリド(2.75g、12.8mmol)の脱水テトラヒドロフラン(45mL)溶液及びN−メチルイミダゾール(40μL)を添加した。室温で2時間撹拌後、水を加え、ヘキサンで目的とする化合物を抽出した。抽出溶液を硫酸マグネシウムで脱水した後、乾固することにより目的配位子の未精製品を得た。
上記で得られた配位子を脱水テトラヒドロフラン(60mL)に溶解し、アイスバスにて5℃に冷却した。ここに同温度で、n−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.58M、15.8mL、25.0mmol)を、ゆっくり滴下した。滴下終了後、アイスバスをはずして3時間攪拌し、減圧下に溶媒を留去した。留去後得られた残渣に脱水トルエン(40mL)と脱水テトラヒドロフラン(4mL)を加えた後、−78℃に冷却した。そこに、−78℃に冷やした四塩化ハフニウム(4.55g、14.2mmol)の脱水トルエン(50mL)懸濁液をゆっくり添加した。その後、冷却浴をはずして終夜攪拌した。攪拌終了後、反応液を濾過した。濾液を濃縮することにより、褐色の粉末が得られた。この褐色の粉末から、脱水トルエン/脱水ヘキサン(30mL/60mL、15mL/30mL)で目的錯体を抽出した。抽出溶液を乾固させた後、得られた固体を脱水脱水n−ヘキサン(10mL×5)で懸濁洗浄した後、脱水ジエチルエーテル(10mL×3)で懸濁洗浄し、減圧下で乾燥した。更に、得られた粉末に脱水トルエン/脱水ヘキサン(15mL/30mL)を加え、沈殿物を濾別した後、濾液を濃縮した。得られた粉末を脱水ヘキサン(20mL×3)、脱水ジエチルエーテル(15mL×3)で洗浄ことにより、目的とする錯体(0.25g、0.42mmol、収率3%)を得た。
1H-NMR (CDCl3): δ0.97 (s, 3H), 0.99 (s, 3H), 1.11 (t, J = 7.6 Hz, 3H), 1.49 (d,
J = 7.1 Hz, 3H), 2.05 (s, 3H), 2.07 (s, 3H), 2.08 (s, 3H), 2.12 (s, 3H), 2.50 (dt, J = 22.0, 7.6 Hz, 1H), 2.65 (dt, J = 22.0, 7.6 Hz, 1H), 3.52-3.64 (m, 1H), 5.44 (dd, J = 10.1, 4.6 Hz, 1H), 5.75-5.84 (m, 1H), 6.10 (dd, J = 11.6, 5.0 Hz,
1H), 6.32 (s, 1H), 6.83 (d, J = 11.6 Hz, 1H)。
NCI-MS(M)(598)。
[実施例1]
(1)粘土鉱物の化学処理
300mL丸底フラスコに、脱塩水(113.4mL)、水酸化リチウム(16.26g)及び硫酸(66.40g)を採取し、攪拌、溶解させた。この溶液に、市販の造粒モンモリロナイト(水澤化学社製ベンクレイSL)(41.58g)を分散させ、攪拌しながら140分間還流した。その後、脱塩水(600mL)を加えて冷却し、得られたスラリーを遠心分離した。上澄み液をデカンテーションしてウェットケーキを回収した。回収したケーキを脱塩水(600mL)中に懸濁させ、同様に遠心分離及びデカンテーションを行った。この操作を2回繰り返した。最終的に得られたケーキを、100℃で3時間乾燥し、化学処理モンモリロナイト(35.63g)を得た。
得られた化学処理モンモリロナイトを200℃で2時間減圧乾燥し,乾燥した化学処理
モンモリロナイト(1.04g)に、トリエチルアルミニウムのトルエン溶液(0.45M、4.6mL、2.0mmol)を加え、室温で30分間撹拌した。この懸濁液に脱水トルエン(30mL)を加え、撹拌後、上澄みを除いた。この操作を2回繰り返して粘土
スラリーを得た。スラリーのうち、脱水トルエンは2.6mLであった。
(2)重合
別のフラスコに、日本アルキルアルミ社製トリイソブチルアルミニウム(0.02mmol)を採取し、(1)で得られた粘土スラリー(1.9mL)及び合成例1−(10)で得られた錯体(4.0mg、5.7μmol)の脱水トルエンでの希釈液を加え、室温で20分間撹拌し、触媒スラリーを得た。
次いで、内容積2Lの撹拌式オートクレーブ中にトリイソブチルアルミニウム(0.35mmol)(Al原子換算)を導入した。一方。破裂板板付き触媒フィーダーに上記で調整した触媒を導入した。その後、オートクレーブにプロピレン1,400mLを導入し、室温で破裂板をカットし、80℃まで昇温して1時間重合を行い、末端にビニル基を有する重合体(95g)を得た。重合体の物性を表1に示す。
[実施例2]
フラスコに、日本アルキルアルミ社製トリイソブチルアルミニウム(0.01mmol)を採取し、実施例1−(1)で得られた粘土スラリー(0.5mL)及び合成例5で得られた錯体(0.9mg、1.5μmol)のトルエンでの希釈液を加え、室温で20分間撹拌し、触媒スラリーを得た。
次いで、内容積2Lの撹拌式オートクレーブ中にトリイソブチルアルミニウム(0.35mmol)(Al原子換算)を導入した。一方。破裂板板付き触媒フィーダーに上記で調整した触媒を導入した。その後、オートクレーブにプロピレン1,400mLを導入し、室温で破裂板をカットし、80℃まで昇温して1時間重合を行い、末端にビニル基を有する重合体(116g)を得た。重合体の物性を表1に示す。
[実施例3〜6]
使用した錯体を合成例7(実施例3)、合成例4(実施例4)、合成例2(実施例5)、合成例6(実施例6)で得られた錯体(0.9mg, 1.5μmol)に変えた以外、実施例2と同様に重合を行い、末端にビニル基を有する重合体を得た。重合体の物性を表1に示す。
Figure 0004834965
表1より、本発明のC1対称性の遷移金属化合物を触媒成分として用いるとmmmmが高く、末端ビニルを10%以上含むポリプロピレンが得られることがわかる。

Claims (4)

  1. 下記一般式(II)または(III)で表されるC1対称性の遷移金属化合物。
    Figure 0004834965
    (一般式(II)または(III)中、R〜Rはメチル基、かつRは炭化水素基、または、RとR は結合してテトラメチレン基を形成し、およびRとR は結合してテトラメチレン基を形成し、かつRが芳香族炭化水素基:
    は、炭化水素基、トリアルキルシリル基またはハロゲン化炭化水素基:
    は、水素原子:
    10〜R21は水素原子:
    Qはアルキレン基、アリールアルキレン基、シリレン基、アルキルシリレン基、アリールシリレン基、アルキルオリゴシリレン基、ゲルミレン基、アルキルゲルミレン基、アリールゲルミレン基:
    X及びYはそれぞれ独立して、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、トリアルキルシリルメチル基、ジ(アルキル)(アリール)シリルメチル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、フリル基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、N−アルキル−N−アリールアミノ基、ピラゾリル基、インドリル基:
    Mは周期律表第4〜6族の遷移金属:を、各々示す。)
  2. 請求項1に記載のC1対称性の遷移金属化合物を含むオレフィン重合用触媒成分。
  3. 次の成分(A)及び(D)と任意に成分(E)を含むことを特徴とするα−オレフィン重合用触媒。
    成分(A):請求項1に記載のC1対称性の遷移金属化合物
    成分(D):珪酸塩を除くイオン交換性層状化合物及び無機珪酸塩からなる群より選ばれる化合物
    成分(E):有機アルミニウム化合物
  4. 請求項3に記載のオレフィン重合用触媒とα−オレフィンとを接触させて重合または共重合を行うことを特徴とするプロピレン系重合体の製造方法。
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