JP4857475B2 - 遷移金属化合物、オレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法 - Google Patents

遷移金属化合物、オレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法 Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遷移金属化合物、遷移金属化合物を用いたオレフィン重合用触媒およびオレフィンの重合方法に関するものである。詳しくは、炭素−金属結合構造を有する遷移金属化合物およびその遷移金属化合物をオレフィン重合用触媒の構成成分として用いることにより、ポリオレフィンを効率よく製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、オレフィン重合用触媒として、シクロペンタジエニル環を配位子として有する錯体とアルミノキサンを組み合わせたメタロセン触媒が、高い活性、狭い分子量分布、構造制御が可能等の理由で注目されている。例えば、特開平58−19309号公報などがある。
【0003】
また、最近、2座配位型のジイミンキレート型ニッケル錯体を触媒成分として用いることで、これまでのメタロセン触媒で製造できるポリオレフィンとは構造の異なる、数多くの分岐の入った構造を有するポリオレフィンを製造できることが報告されている。例えば、WO96/23010号などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、新規な炭素−金属結合構造を有する遷移金属化合物、ポリオレフィンを効率よく製造することが可能なオレフィン重合用触媒としての用途、およびそれを用いたポリオレフィンの製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を達成するため、鋭意検討の結果、新規な炭素−金属結合構造を有する遷移金属化合物を見出し、これをオレフィン重合用触媒の構成成分として用い、特定の活性化助触媒を組み合わせることで、工業的に価値のあるポリオレフィンを効率よく製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】
すなわち、本発明は、新規な炭素−金属結合構造を有する遷移金属化合物に関するものであり、さらに(A)炭素−金属結合構造を有する遷移金属化合物および(B)活性化助触媒、あるいは(A)炭素−金属結合構造を有する遷移金属化合物、(B)活性化助触媒および(C)有機金属化合物を構成成分とするオレフィン重合用触媒、および上記オレフィン重合用触媒の存在下、オレフィンを重合することを特徴とするオレフィンの重合方法に関するものである。
【0007】
以下に本発明を詳細に説明する。
【0008】
本発明の遷移金属化合物は、下記一般式(1)で表される。即ち、
【0009】
【化2】
Figure 0004857475
(Mは周期表第3族〜第11族遷移金属原子を示し、R1〜R4は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、置換シリル基または周期表第15族,第16族の原子を含む置換基を示し、R1〜R4は互いに同じでも異なっていてもよい。X1は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、周期表第15族,第16族の原子を含む置換基またはハロゲンを示し、aは1〜6の整数を示す。aが2以上の場合、X1は互いに同じでも異なっていてもよい。L1はπ電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物を示し、bは0〜6の整数を示す。bが2以上の場合、L1は互いに同じでも異なっていてもよい。Qは周期表第3族〜第11族遷移金属原子または周期表第1族,第2族および第11族〜第16族の典型元素を示し、X2は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、周期表第15族,第16族の原子を含む置換基またはハロゲンを示し、cは0〜6の整数を示す。cが2以上の場合、X2は互いに同じでも異なっていてもよい。L2はπ電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物を示し、dは0〜6の整数を示す。dが2以上の場合、L2は互いに同じでも異なっていてもよい。)
で表される遷移金属化合物である。
【0010】
一般式(1)中、R1〜R4は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、置換シリル基または周期表第15族,第16族の原子を含む置換基を示す。炭素数1〜20の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ビニル基、アリル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、2−t−ブチルフェニル基、2−ビフェニル基、ナフチル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基等を挙げることができ、置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基等を挙げることができる。周期表第15族の原子を含む置換基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジメチルホスフィノ基、2−ジメチルアミノフェニル基、2−ジメチルホスフィノフェニル基等を挙げることができる。周期表第16族の原子を含む置換基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、フェノキシ基、チオメチル基、2−メトキシフェニル基、2−チオメチルフェニル、p−トルエンスルホニルメチル基等を挙げることができる。R1として好ましくは、メチル基、アリル基、ベンジル基、フェニル基を挙げることができ、R2〜R4として好ましくは、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基、2−メチルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、2−ビフェニル基等を挙げることができる。なお、R1〜R4は互いに同じであっても異なっていてもよい。
【0011】
一般式(1)中、X1は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、周期表第15族,第16族の原子を含む置換基、またはハロゲンを示し、aは1〜6の整数を示す。aが2以上の場合、X1は互いに同じでも異なっていてもよい。炭素数1〜20の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ビニル基、アリル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、2−t−ブチルフェニル基、2−ビフェニル基、ナフチル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基等を挙げることができ、置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基等を挙げることができる。周期表第15族の原子を含む置換基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジメチルホスフィノ基、2−ジメチルアミノフェニル基、2−ジメチルホスフィノフェニル基等を挙げることができる。周期表第16族の原子を含む置換基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、フェノキシ基、チオメチル基、2−メトキシフェニル基、2−チオメチルフェニル、p−トルエンスルホニルメチル基等を挙げることができる。ハロゲンの例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができる。好ましくはハロゲンである。
【0012】
一般式(1)中、L1はπ電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物を示し、bは0〜6の整数を示す。bが2以上の場合、L1は互いに同じでも異なっていてもよい。π電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物の具体例としては、エチレン、プロピレン、ブタジエン、1,5−シクロオクタジエン、π−アリル、2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジエチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、2−イソプロピルフェニルイソシアニド、2−ビフェニルイソシアニド、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスフィンオキサイド、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフィド等を好適なものとして挙げることができる。
【0013】
一般式(1)中、Mは周期表第3族〜第11族の遷移金属原子を示す。具体的には、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金等が挙げられ、好ましくはニッケル、パラジウムである。
【0014】
一般式(1)中、Qは周期表第3族〜第11族遷移金属原子または周期表第1族,第2族および第11族〜第16族の典型元素を示す。具体的には、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス、酸素、硫黄、セレン、テルルなどを挙げることができる。好ましくはマンガン、鉄、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、亜鉛である。
【0015】
一般式(1)中、X2は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、周期表第15族,第16族の原子を含む置換基またはハロゲンを示し、cは0〜6の整数を示す。cが2以上の場合、X2は互いに同じでも異なっていてもよい。炭素数1〜20の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ビニル基、アリル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、フェニル基、2−メチルフェニル基、2−イソプロピルフェニル基、2−t−ブチルフェニル基、2−ビフェニル基、ナフチル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,6−ジイソプロピルフェニル基等を挙げることができ、置換シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基等を挙げることができる。周期表第15族の原子を含む置換基の具体例としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ジメチルホスフィノ基、2−ジメチルアミノフェニル基、2−ジメチルホスフィノフェニル基等を挙げることができる。周期表第16族の原子を含む置換基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、フェノキシ基、チオメチル基、2−メトキシフェニル基、2−チオメチルフェニル基、p−トルエンスルホニルメチル基等を挙げることができる。ハロゲンの例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができる。好ましくはハロゲンである。
【0016】
一般式(1)中、L2はπ電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物を示し、dは0〜6の整数を示す。dが2以上の場合、L2は互いに同じでも異なっていてもよい。π電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物の具体例としては、エチレン、プロピレン、ブタジエン、1,5−シクロオクタジエン、π−アリル、2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジエチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、2−イソプロピルフェニルイソシアニド、2−ビフェニルイソシアニド、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスフィンオキサイド、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフィド等を好適なものとして挙げることができる。
【0017】
本発明の一般式(1)で表される遷移金属化合物は、下記一般式(2)
【0018】
【化3】
Figure 0004857475
(Mは周期表第3族〜第11族遷移金属原子を示し、R1〜R4は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、置換シリル基または周期表第15族,第16族の原子を含む置換基を示し、R1〜R4は互いに同じでも異なっていてもよい。X1は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、周期表第15族,第16族の原子を含む置換基またはハロゲンを示し、aは1〜6の整数を示す。aが2以上の場合、X1は互いに同じでも異なっていてもよい。L1はπ電子または周期表第14族〜第16族の原子を配位原子とする配位結合性化合物を示し、bは0〜6の整数を示す。bが2以上の場合、L1は互いに同じでも異なっていてもよい。)
で表される遷移金属化合物と、周期表第3族〜第11族の遷移金属化合物または周期表第1族,第2族および第12族〜第16族の典型元素化合物との反応により合成することができる。
【0019】
本発明の一般式(1)で表される遷移金属化合物をオレフィン重合用触媒成分として用いる場合、一般式(2)で表される遷移金属化合物と周期表第3族〜第11族の遷移金属化合物または周期表第1族,第2族および第12族〜第16族の典型元素化合物との反応生成物を単離して用いることができることは言うまでもないが、単離することなくin−situで使用することもできる。
【0020】
一般式(2)で表される遷移金属化合物の合成は、既存の錯体合成反応で用いられる方法をそのまま用いることが可能である。例えば、Organometallic Chemistry Vol.11 P.21〜86に記載の方法、または、J.Am.Chem.Soc.1969年,91巻,7196頁.に記載されている方法等を用いることができる。
【0021】
本発明の一般式(1)で表される化合物の具体的な例として、次のような遷移金属錯体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0022】
【化4】
Figure 0004857475
【化5】
Figure 0004857475
【化6】
Figure 0004857475
【化7】
Figure 0004857475
【化8】
Figure 0004857475
本発明において、(B)活性化助触媒とは、一般式(1)で表される周期表第3族〜第11族遷移金属化合物(A)と作用もしくは反応することにより、オレフィンを重合することが可能な重合活性種を形成し得る化合物を示している。活性化助触媒は、重合活性種を形成した後、生成した重合活性種に対して弱く配位または相互作用するものの、該活性種と直接反応しない化合物を提供する化合物である。
【0023】
活性化助触媒(B)は、炭化水素溶媒に可溶させて用いる種類と、懸濁させて用いる種類に分類できる。本発明においてはそのどちらも使用できる。
【0024】
本発明で用いられる炭化水素溶媒に可溶させて用いる活性化助触媒(B)としては、近年、均一系オレフィン重合触媒系の助触媒成分として多く用いられているアルキルアルミノキサン、非配位性のアニオンを有するイオン化イオン性化合物、特開平8−198908号に記載されているカルボン酸化合物、特開平8−198909号に記載されているフェノール化合物、特開平9−110918号に記載されているジカルボン酸化合物が挙げられる。
【0025】
本発明で用いられる活性化助触媒(B)がアルミノキサンである場合、その構造は下記一般式(3)および/または(4)
【0026】
【化9】
Figure 0004857475
(式中、R5は各々同一でも異なっていてもよく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基などの炭素数1〜20の炭化水素基である。また、qは2〜60の整数である。)
で表される化合物であることが望ましい。なお、アルミノキサンには少量の有機金属化合物が含まれていてもよい。
【0027】
本発明で用いられる活性化助触媒(B)が非配位性のアニオンを有するイオン化イオン性化合物である場合、その構造は下記一般式(5)で表されるプロトン酸、一般式(6)で表されるイオン化イオン性化合物、一般式(7)で表されるルイス酸または一般式(8)で表されるルイス酸性化合物のいずれかの構造を有する化合物であることが望ましい。
【0028】
[HL1][B(Ar)4] (5)
[AL2 m][B(Ar)4] (6)
[D][B(Ar)4] (7)
B(Ar)3 (8)
(ここで、Hはプロトンであり、Bはホウ素原子またはアルミニウム原子である。L1はルイス塩基、L2はルイス塩基またはシクロペンタジエニル基である。Aはリチウム、ナトリウム、鉄または銀から選ばれる金属の陽イオンであり、Dはカルボニウムカチオンまたはトロピリウムカチオンである。Arは炭素数6〜20のハロゲン置換アリール基である。mは0〜2の整数である。)
一般式(5)で表されるプロトン酸の具体例として、ジエチルオキソニウムテトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ボレート、ジエチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジメチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラメチレンオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヒドロニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリN−ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジエチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、ジメチルオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、テトラメチレンオキソニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、ヒドロニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、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)アルミネート、トリn−ブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0029】
一般式(6)で表されるイオン化イオン性化合物としては、具体的にはナトリウムテトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ボレート、リチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、リチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等のリチウム塩、またはそのエーテル錯体、フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等のフェロセニウム塩、シルバーテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、シルバーテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等の銀塩等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0030】
一般式(7)で表されるルイス酸としては、具体的にはトリチルテトラキス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ボレート、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート、トロピリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トロピリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0031】
一般式(8)で表されるルイス酸性化合物の具体的な例として、トリス{3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル}ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)ボラン、トリス(2,3,4,5−テトラフェニルフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボラン、フェニルビス(パーフルオロフェニル)ボラン、トリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)アルミニウム等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0032】
本発明において炭化水素溶媒に懸濁させて用いる活性化助触媒(B)としては、特開平5−301917号、特開平7−224106号、特開平10−139807号、特開平10−204114号、特開平10−231312号、特開平10−231313号、特開平10−182715号、特開平11−1509号等に記載されている粘土化合物、特開平11−322827号に記載されている電子移動を伴うトポタクティックな還元反応生成物、特開平8−48713号に記載されているスルフォン酸塩化合物、特開平8−157518号に記載されているアルミナ化合物、特開平8−291202号に記載されている無機酸化物、イオン交換樹脂等に一般式(5)、(6)、(7)が化学的に固定化されて成る固体成分を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0033】
本発明で用いられる活性化助触媒(B)が粘土化合物である場合、その粘土化合物はカチオン交換能を有するものが用いられる。また、本発明において用いられる粘土化合物は、予め酸,アルカリによる処理、塩類処理および有機化合物,無機化合物処理による複合体生成などの化学処理を行うことが好ましい。
【0034】
粘土化合物としては、天然に存在するカオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト等のカオリン鉱物;モンモリロナイト、ヘクトライト、バイデライト、サポナイト、テニオライト、ソーコナイト等のスメクタイト族;白雲母、パラゴナイト、イライト等の雲母族;バーミキュライト族;マーガライト、クリントナイト等の脆雲母族;ドンバサイト、クッケアイト、クリノクロア等の縁泥石族;セピオライト・パリゴルスカイトなどや人工合成された粘土鉱物を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0035】
化学処理に用いられる酸としては塩酸、硫酸、硝酸、酢酸等のブレンステッド酸が例示され、アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムが好ましく用いられる。塩類処理において用いられる化合物としては塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化アンモニウム等のイオン性ハロゲン化物;硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウム等の硫酸塩;炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アルミニウム、リン酸アンモニウム等のリン酸塩などの無機塩、および酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、シュウ酸カリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム等の有機酸塩などを挙げることができる。
【0036】
粘土化合物の有機複合体生成に用いられる有機化合物としては、オニウム塩やトリチルクロライド、トロピリウムブロマイド等の炭素カチオンを生成するような化合物、フェロセニウム塩等の金属錯体カチオンを生成する錯体化合物が例示される。無機複合体生成に用いられる無機化合物としては、水酸化アルミニウム、水酸化ジルコニウム、水酸化クロム等の水酸化物陽イオンを生成する金属水酸化物等を挙げることができる。
【0037】
本発明において用いられる粘土化合物のうち特に好ましくは、粘土化合物中に存在する交換性カチオンである金属イオンを特定の有機カチオン成分と交換した粘土化合物−有機イオン複合体である変性粘土化合物である。この変性粘土化合物に導入される有機カチオンとして、具体的にはメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、デシルアンモニウム、ドデシルアンモニウム、ジアミルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、N,N−ジメチルドデシルアンモニウム、N,N−ジメチルオクタデシルアンモニウム、N,N−ジオクタデシルメチルアンモニウム、N,N−ジオレイルメチルアンモニウム等の脂肪族アンモニウムカチオン、アニリニウム、N−メチルアニリニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、N−エチルアニリニウム、N,N−ジエチルアニリニウム、ベンジルアンモニウム、トルイジニウム、ジベンジルアンモニウム、トリベンジルアンモニウム、N,N,2,4,6−ペンタメチルアニリニウム等の芳香族アンモニウムカチオン等のアンモニウムイオン、あるいはジメチルオキソニウム、ジエチルオキソニウム等のオキソニウムイオンなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。
【0038】
本発明で用いられる活性化助触媒(B)が電子移動を伴うトポタクティックな還元反応生成物である場合、その反応生成物は一般式(9)
r+ (k/r)(L3h[Q]k- (9)
(式中、[Q]はホスト化合物であり、kは還元量であり、Er+はr価のゲストカチオンであり、L3はルイス塩基であり、hはルイス塩基量である。)
で表される化合物を例示することができる。
【0039】
ここで、[Q]としては、3次元構造を有するホスト化合物、2次元構造を有するホスト化合物、1次元構造を有するホスト化合物および分子性固体であるホスト化合物を例示することができる。
【0040】
3次元構造を有するホスト化合物としては、八硫化六モリブデン、五酸化二バナジウム、三酸化タングステン、二酸化チタン、二酸化バナジウム、二酸化クロム、二酸化マンガン、二酸化タングステン、二酸化ルテニウム、二酸化オスミウム、二酸化イリジウムを例示することができる。
【0041】
2次元構造を有するホスト化合物としては、二硫化チタン、二硫化ジルコニウム、二硫化ハフニウム、二硫化バナジウム、二硫化ニオブ、二硫化タンタル、二硫化クロム、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、二硫化レニウム、二硫化白金、二硫化スズ、二硫化鉛、三硫化リンマンガン、タンタルスルフィドカーバイド、三酸化モリブデン、五酸化バナジウムゲル、グラファイト、ポリアセンを例示することができる。
【0042】
1次元構造を有するホスト化合物としては、三硫化チタン、三セレン化ニオブを例示することができる。
【0043】
分子性固体であるホスト化合物としては、テトラシアノキノジメタン、テトラチオフルバレンを例示することができる。
【0044】
さらに、[Q]としては、上記ホスト化合物を複数混合して用いることもできる。
【0045】
kは特に限定はないが、高い触媒活性でオレフィン重合体を製造することを目的に、好ましくは0<k≦3の範囲を用いることができる。さらに好ましくは0<k≦2の範囲を用いることができる。
【0046】
3としては、Er+に配位可能なルイス塩基またはシクロペンタジエニル基を用いることができ、ルイス塩基としては、水、アミン化合物、窒素を含む複素環化合物、エチルエーテルもしくはn−ブチルエーテル等のエーテル類、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、もしくはN−メチルアセトアミド等のアミド類、メチルアルコールもしくはエチルアルコール等のアルコール類、1,2−ブタンジオールもしくは1,3−ブタンジオール等のジオール類を例示することができるが、これらに限定されるものではない。これら二種以上を混合して用いることもできる。
【0047】
hは0≦h≦10の範囲を用いることができる。
【0048】
r+としては、周期表第1族〜第14族の原子からなる群より選ばれる少なくとも一種の原子を含むカチオンを用いることができ、rは0<r≦10の範囲を用いることができるが、高い触媒活性でオレフィン重合体を製造することを目的に、好ましくは、一般式(10)または(11)
(R627NH+ (10)
(式中、(R627Nはアミン化合物であり、R6は各々独立して水素原子または炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基であり、R7は水素原子、炭素数1〜30の脂肪族炭化水素基または炭素数6〜50の芳香族炭化水素基である。)
(R8+ (11)
(式中、(R8+は炭素数1〜50のカルボニウムカチオンまたはトロピリウムカチオンである。)
で表されるカチオンからなる群より選ばれる少なくとも一種のカチオンを用いることができる。
【0049】
(R627Nで表されるアミン化合物としては、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、アリルアミン、シクロペンチルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルオクチルアミン、N,N−ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、N,N−ジオクタデシルメチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリオクチルアミン、トリドデシルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジエチルシクロヘキシルアミン等の脂肪族アミン、アニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−アリルアニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン、N,N−ジメチルアニリン、N−メチル−o−トルイジン、N−メチル−m−トルイジン、N−メチル−p−トルイジン、N−エチル−o−トルイジン、N−エチル−m−トルイジン等の芳香族アミンを例示することができる。
【0050】
一般式(11)で表されるカチオンとしては、トリフェニルメチルカチオン、トロピリウムカチオンを例示することができる。
【0051】
本発明のオレフィン重合用触媒の構成成分であり、遷移金属化合物および活性化助触媒と共に用いられる(C)有機金属化合物は、具体的にはメチルリチウム、n−ブチルリチウムなどのアルキルリチウム化合物、メチルマグネシウムクロライド、エチルマグネシウムクロライド、イソプロピルマグネシウムクロライド、ベンジルマグネシウムクロライド、メチルマグネシウムブロマイド、エチルマグネシウムブロマイド、イソプロピルマグネシウムブロマイド、ベンジルマグネシウムブロマイドなどのグリニャール試薬、ジメチルマグネシウムなどのジアルキルマグネシウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛などのジアルキル亜鉛、トリメチルボラン、トリエチルボランなどのアルキルボラン、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などのアルキルアルミニウム等を挙げることができる。好ましい有機金属化合物としては、下記一般式(12)で表される有機アルミニウム化合物を挙げることができる。
【0052】
(R93Al (12)
(式中、R9は互いに同じでも異なっていてもよく、水素原子、アミド基、アルコキシ基、炭化水素基を示し、そのうち少なくとも1つは炭化水素基である。)
特に好ましい化合物として、トリエチルアルミニウム、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を挙げることができる。
【0053】
本発明における(A)成分と(B)成分、および(C)成分の比に制限はないが、(B)成分が一般式(3)および/または(4)で表される化合物である場合、(A)成分と(B)成分の金属原子当たりのモル比は(A成分):(B成分)=100:1〜1:1000000の範囲にあり、特に1:1〜1:100000の範囲であることが好ましく、(A)成分と(C)成分の金属原子当たりのモル比が(A成分):(C成分)=100:1〜1:100000にあり、特に1:1〜1:10000の範囲であることが好ましい。(B)成分が一般式(5)、(6)、(7)または(8)で表される化合物である場合、(A)成分と(B)成分の金属原子当たりのモル比は(A成分):(B成分)=10:1〜1:1000の範囲にあり、特に3:1〜1:100の範囲であることが好ましく、(A)成分と(C)成分の金属原子当たりのモル比が(A成分):(C成分)=100:1〜1:100000にあり、特に1:1〜1:10000の範囲であることが好ましい。(B)成分が変性粘土化合物である場合、(A)成分と(B)成分の重量比は(A成分):(B成分)=10:1〜1:10000の範囲にあり、特に3:1〜1:10000の範囲であることが好ましく、(A)成分と(C)成分の金属原子当たりのモル比が(A成分):(C成分)=100:1〜1:100000にあり、特に1:1〜1:10000の範囲であることが好ましい。(B)成分が一般式(9)で表されるトポタクティックな還元反応生成物である場合、(A)成分と(B)成分の金属原子当たりのモル比は(A成分):(B成分)=10:1〜1:1000の範囲にあり、特に3:1〜1:100の範囲であることが好ましく、(A)成分と(C)成分の金属原子当たりのモル比が(A成分):(C成分)=100:1〜1:100000にあり、特に1:1〜1:10000の範囲であることが好ましい。
【0054】
(A)成分、(B)成分、(C)成分からなるオレフィン重合用触媒を調製する方法に関して制限はなく、調製の方法として、各成分に関して不活性な溶媒中あるいは重合を行うモノマーを溶媒として用い、混合する方法などを挙げることができる。また、これらの成分を反応させる順番に関しても制限はなく、この処理を行う温度、処理時間も制限はない。また、各成分を二種以上用いてオレフィン重合用触媒を調製することも可能である。
【0055】
本発明においては、(A)一般式(1)で示される遷移金属化合物および(B)活性化助触媒からなるオレフィン重合用触媒を微粒子固体に担持して用いることもできる。この際に用いられる微粒子固体は無機担体あるいは有機担体であり、具体的にはSiO2、Al23、ZrO、B23、CaO、ZnO、MgCl2、CaCl2およびこれらを組み合わせたもの、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリスチレンなどのポリオレフィン、およびこれらのポリオレフィンとポリメタクリル酸エチル、ポリエステル、ポリイミドなどの極性ポリマーとの混合物、あるいは共重合組成を有しているものなどが挙げられる。微粒子固体の形状に制限はないが、粒子径が5〜200μm、細孔径が20〜100オングストロームであることが好ましい。
【0056】
本発明における触媒は、通常の重合方法、すなわちスラリー重合、気相重合、高圧重合、溶液重合、塊状重合のいずれにも使用できる。本発明において重合とは単独重合のみならず共重合も意味し、これら重合により得られるポリオレフィンは、単独重合体のみならず共重合体も含む意味で用いられる。
【0057】
本発明におけるオレフィンの重合は、気相でも液相でも行うことができ、特に気相にて行う場合には粒子形状の整ったオレフィン重合体を効率よく安定的に生産することができる。また、重合を液相で行う場合、用いる溶媒は、一般に用いられている有機溶媒であればいずれでもよく、具体的にはベンゼン、トルエン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等が挙げられ、プロピレン、1−ブテン、1−オクテン、1−ヘキセンなどのオレフィンそれ自身を溶媒として用いることもできる。
【0058】
本発明において重合に供されるオレフィンは、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−オクテン等のα−オレフィン、スチレン、ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、シクロペンタジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン等の共役および非共役ジエン、シクロブテン等の環状オレフィン、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金属塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、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t−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、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等が挙げられ、さらにエチレンとプロピレン、エチレンと1−ブテン、エチレンと1−ヘキセン、エチレンと1−オクテン、エチレンと酢酸ビニル、エチレンとメタクリル酸メチル、エチレンとプロピレンとスチレン、エチレンと1−ヘキセンとスチレン、エチレンとプロピレンとエチリデンノルボルネンのように二種以上の成分を混合して重合することもできる。
【0059】
本発明の方法を用いてポリオレフィンを製造する上で、重合温度、重合時間、重合圧力、モノマー濃度などの重合条件について特に制限はないが、重合温度は−100〜300℃、重合時間は10秒〜48時間、重合圧力は常圧〜300MPaの範囲で行うことが好ましい。また、重合時に水素などを用いて分子量の調節を行うことも可能である。重合はバッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能であり、重合条件を変えて2段以上に分けて行うことも可能である。また、重合終了後に得られるポリオレフィンは、従来既知の方法により重合溶媒から分離回収され、乾燥して得ることができる。
【0060】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。反応はすべて不活性ガス雰囲気下で行い、反応に用いた溶媒はすべて予め公知の方法により精製、乾燥または脱酸素を行った。重合反応は100mlステンレス製耐圧容器中で、スターラーチップ攪拌下で行った。ポリマー物性は、示差走査熱量(DSC)測定により融点(Tm)を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定(カラム温度:140℃、溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン)により、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
【0061】
実施例中の錯体の構造は、表1に示す。
【0062】
実施例1
テトラキス(2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(0)(錯体1a)の合成
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に[ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)](1.00g,3.64mmol)を分取し、乾燥したジエチルエーテル(20ml)に懸濁させた。そこに2,6−ジメチルフェニルイソシアニド(2.00g,15.24mmol)のジエチルエーテル(30ml)溶液を5分間かけて滴下した。反応溶液は、赤色均一溶液に変化した後、黄色の懸濁液となった。1時間反応後、上澄み液を除去し、沈殿物をベンゼンに溶解、ろ過後、ろ液を減圧乾固させることにより、錯体1aを黄色粉末として得た(収量:1.76g、収率:82%)。
【0063】
1H−NMR(δ,C66):6.78(t,1H)、6.72(d,2H)、2.35(s,6H)
ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジメチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)(錯体2a)の合成アルゴン雰囲気下、シュレンク管に[テトラキス(2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(0)](錯体1a)(1.42g,2.43mmol)を分取し、乾燥したベンゼン(30ml)に溶解させた。そこにMeI(1ml,16.06mmol)を加え、還流条件下にて24時間反応させた。反応後、室温まで冷却、ろ過し、ろ液を減圧乾固した後、ヘキサン洗浄することにより、錯体2aを赤褐色粉末として得た(収量:1.57g、収率:89%)。
【0064】
1H−NMR(δ,C66):6.97−6.64(m,6H)、6.62−6.60(m,3H)、6.50−6.44(m,3H)、2.32(s,6H)、2.29(s,6H)、2.09(s,6H)、1.95(s,6H)、1.81(s,3H)
{ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジメチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}ジブロモ鉄(II)(錯体3a−Fe)の合成
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に[ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジメチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)](0.22g,0.33mmol)および[ジブロモ鉄(II)](0.066g,0.31mmol)を分取した。そこに乾燥したベンゼン(20ml)およびテトラヒドロフラン(5ml)を加え、12時間反応させた。反応後、溶媒を留去し、熱トルエンより再結晶することにより、目的物である錯体3a−Feを黒色結晶として得た(収量:0.18g、収率:58%)。
【0065】
この化合物のX線構造解析の結果を図1に示す。
【0066】
触媒の調整
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に[{ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジメチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}ジブロモ鉄(II)](錯体3a−Fe)(9.44mg,10μmol)を分取し、乾燥したトルエン(49.4ml)に懸濁させた。そこにメチルアルミノキサンのトルエン溶液(東ソーファインケム(株)製、PMAO−S、3.13mol/lトルエン溶液)(0.63ml,2.0mmol)を加え、30分間攪拌し、0.2mmol/lの触媒溶液を得た。
【0067】
重合評価
アルゴン雰囲気下、100mlのステンレス製耐圧容器に乾燥トルエン(45ml)、続いて前記触媒(5ml、1μmol)を導入し、室温で攪拌した。次に、耐圧容器にエチレン(エチレン分圧が0.8MPaとなるように設定)を導入し、重合を開始した。20分間反応を行い、未反応のエチレンを脱圧除去し、メタノール(5ml)を加え、反応を停止した。反応溶液を塩酸酸性メタノール(300ml)中に投入し、ポリマーを析出させた。ろ過・乾燥を経てポリエチレン540mg(活性:540g/mmol)を得た(Tm=131.1℃、Mw=190000、Mw/Mn=3.4)。
【0068】
実施例2
{ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジメチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}ジブロモコバルト(II)(錯体3a−Co)の合成
実施例1の錯体3a−Feの合成において、ジブロモ鉄(II)に代えてジブロモコバルト(II)を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、目的物である錯体3a−Coを黒色結晶として得た(収量:0.25g、収率:81%)。
【0069】
この化合物のX線構造解析の結果を図2に示す。
【0070】
触媒の調整
実施例1の触媒調製において、錯体3a−Feに代えて錯体3a−Coを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、0.2mmol/lの触媒溶液を得た。
【0071】
重合評価
実施例1の重合評価において、錯体3a−Feを構成成分とする触媒に代えて錯体3a−Coを構成成分とする触媒を用いた以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン234mg(活性:234g/mmol)を得た(Tm=130.2℃)。
【0072】
比較例1
ジブロモ[2,3−ビス(2,6−ジメチルフェニルイミノ)ブタン]鉄(II)(錯体4−Fe)による重合
触媒の調整
実施例1の触媒調製において、錯体3a−Feに代えて錯体4−Feを用い、錯体量を10μmolから100μmol、PMAO/錯体のモル比を200から100に代えた以外は実施例1と同様にして、2.0mmol/lの触媒溶液を得た。
【0073】
重合評価
実施例1の重合評価において、錯体3a−Feを構成成分とする0.2mmol/l触媒溶液に代えて錯体4−Feを構成成分とする2.0mmol/l触媒溶液を用い、重合時間を60分間とした以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン254mg(活性:2.54g/mmol)を得た(Tm=131.1℃、Mw=300000、Mw/Mn=2.3)。
【0074】
比較例2
ジブロモ[2,3−ビス(2,6−ジメチルフェニルイミノ)ブタン]コバルト(II)(錯体4−Co)による重合
触媒の調整
比較例1の触媒調製において、錯体4−Feに代えて錯体4−Coを用いた以外は比較例1と同様にして、2.0mmol/lの触媒溶液を得た。
【0075】
重合評価
比較例1の重合評価において、錯体4−Feを構成成分とする触媒に代えて錯体4−Coを構成成分とする触媒を用い、重合時間を40分間とした以外は比較例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン135mg(活性:1.35g/mmol)を得た(Tm=130.2℃、Mw=360000、Mw/Mn=2.3)。
【0076】
実施例3
テトラキス(2,6−ジエチルフェニルイソシアニド)ニッケル(0)(錯体1b)の合成
実施例1の錯体1aの合成において、2,6−ジメチルフェニルイソシアニドに代えて2,6−ジエチルフェニルイソシアニドを用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、錯体1bを黄色粉末として得た(収量:1.87g、収率:71%)。
【0077】
1H−NMR(δ,C66):6.92(t,1H,J=7.80Hz)、6.82(d,2H,J=7.80Hz)、2.84(q,4H,J=7.59Hz)、1.25(t,6H,J=7.59Hz)
ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジエチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジエチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)(錯体2b)の合成実施例1の錯体2aの合成において、錯体1aに代えて錯体1bを用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、錯体2bを赤褐色粉末として得た(収量:1.57g、収率:89%)。
【0078】
1H−NMR(δ,C66):7.13−7.08(m,3H)、7.05−6.96(m,3H)、6.79−6.57(m,6H)、3.07(q,1H,J=7.56Hz)、3.04(q,1H,J=7.56Hz)、2.91(q,1H,J=7.56Hz)、2.87(t,1H,J=7.56Hz)、2.73−2.47(m,8H)、2.30(q,4H,J=7.56Hz)、1.89(s,3H)、1.32(t,6H,J=7.32Hz)、1.31(t,6H,J=7.56Hz)、1.05(t,6H,J=7.56Hz)、0.99(t,6H,J=7.56Hz)
{ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジエチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジエチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}ジブロモ鉄(II)(錯体3b−Fe)の合成
実施例1の錯体3a−Feの合成において、錯体2aに代えて錯体2bを用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、錯体3b−Feを黒色結晶として得た(収量:0.12g、収率:67%)。
【0079】
触媒の調整
実施例1の触媒調製において、錯体3a−Feに代えて錯体3b−Feを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、0.2mmol/lの触媒溶液を得た。
【0080】
重合評価
実施例1の重合評価において、トルエン45ml、錯体3a−Feを構成成分とする0.2mmol/l触媒溶液5ml(1μmol)に代えて錯体3b−Feを構成成分とする0.2mmol/l触媒溶液50mlを用いた以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン284mg(活性:28.4g/mmol)を得た(Tm=115.9℃、Mw=690000、Mw/Mn=2.5)。
【0081】
実施例4
テトラキス(2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド)ニッケル(0)(1c)の合成
実施例1の錯体1aの合成において、2,6−ジメチルフェニルイソシアニドに代えて2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニドを用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、錯体1cを黄色粉末として得た(収量:1.44g、収率:62%)。
【0082】
1H−NMR(δ,C66):7.02(t,1H,J=6.39Hz)、6.94(d,2H,J=6.39Hz)、3.70(7th,2H,J=7.19Hz)、1.26(d,12H,J=7.19Hz)
ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジイソプロピルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)(錯体2c)の合成
実施例1の錯体2aの合成において、錯体1aに代えて錯体1cを用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、錯体2cを赤褐色粉末として得た(収量:0.47g、収率:66%)。
【0083】
1H−NMR(δ,C66):7.06−6.95(m,8H)、6.92−6.76(m,4H)、3.68(br,2H)、3.49(7th,2H,J=6.77Hz)、3.10(7th,2H,J=6.77Hz)、2.64(7th,2H,J=6.77Hz)、2.00(s,3H)、1.68(d,6H,J=6.77Hz)、1.34(d,6H,J=6.77Hz)、1.25(d,6H,J=6.77Hz)、1.20(d,6H,J=6.77Hz)、1.18(d,18H,J=6.77Hz)、1.03(d,6H,J=6.52Hz)
{ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジイソプロピルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}ジブロモ鉄(II)の合成
実施例1の錯体3a−Feの合成において、錯体2aに代えて錯体2cを用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、錯体3c−Feを黒色結晶として得た(収量:0.14g、収率:64%)。
【0084】
触媒の調整
実施例1の触媒調製において、錯体3a−Feに代えて錯体3c−Feを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、0.2mmol/l触媒溶液を得た。
【0085】
重合評価
実施例3の重合評価において、錯体3b−Feを構成成分とする触媒に代えて錯体3c−Feを構成成分とする触媒を用いた以外は実施例3と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン66mg(活性:6.6g/mmol)を得た(Tm=90.5℃、Mw=550000、Mw/Mn=5.0)。
【0086】
実施例5
ヨード[1,2,3−トリス(2−イソプロピルフェニルイミノ)ブチル](2−イソプロピルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)(錯体1d)の合成アルゴン雰囲気下、シュレンク管に[ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)](0.567g,2.06mmol)を分取し、乾燥したジエチルエーテル(20ml)に懸濁させた。そこに2−イソプロピルフェニルイソシアニド(1.20g,8.26mmol)のジエチルエーテル(10ml)溶液を5分間かけて滴下した。反応溶液は、赤色均一溶液に変化した後、黄色の懸濁液となった。1時間反応後、上澄み液を除去し、沈殿物をベンゼンに溶解、ろ過後、ろ液を減圧乾固させた。続いて反応生成物を乾燥したベンゼン(30ml)に溶解させ、MeI(0.64ml,10.30mmol)を加え、還流条件下にて24時間反応させた。反応後、室温まで冷却、ろ過し、ろ液を減圧乾固すると黒色の固体が得られた(収量:1.43g)。
【0087】
{ヨード[1,2,3−トリス(2−イソプロピルフェニルイミノ)ブチル](2−イソプロピルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}ジブロモ鉄(II)(錯体3d−Fe)の合成
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に前記反応生成物(0.36g)および[ジブロモ鉄(II)](0.10g,0.46mmol)を分取した。そこに乾燥したベンゼン(20ml)およびテトラヒドロフラン(5ml)を加え、12時間反応させた。反応後、溶媒を留去し、熱トルエンより再結晶することにより、黒色結晶を得た(収量:0.42g)。
【0088】
触媒の調整
実施例1の触媒調製において、錯体3a−Feに代えて錯体3d−Feを用いた以外は実施例1と同様の操作を行い、0.2mmol/lの触媒溶液を得た。
【0089】
重合評価
実施例1の重合評価において、錯体3a−Feを構成成分とする触媒を用いたのに代えて錯体3d−Feを構成成分とする触媒を用いた以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン343mg(活性:343g/mmol)を得た(Tm=125.8℃、Mw=41000、Mw/Mn=14)。
【0090】
実施例6
触媒の調製
アルゴン雰囲気下、シュレンク管に{ヨード[1,2,3−トリス(2,6―ジメチルフェニルイミノ)ブチル](2,6−ジメチルフェニルイソシアニド)ニッケル(II)}(錯体2a)(7.25mg,10μmol)および[ジブロモ(ジメトキシエタン)ニッケル(II)](3.09mg,10μmol)を分取した。そこに乾燥したベンゼン(20ml)およびテトラヒドロフラン(5ml)を加え、12時間反応させた。反応後、溶媒を留去し、黒色粉末を得た。続いてこの反応生成物を乾燥トルエン(49.4ml)に溶解させ、そこにメチルアルミノキサンのトルエン溶液(東ソーファインケム(株)製、PMAO−S、3.13mol/lトルエン溶液)(0.63ml,2.0mmol)を加え、30分間攪拌した。
【0091】
重合評価
実施例1の重合評価において、錯体3a−Feを構成成分とする触媒に代えて錯体2aとジブロモ(ジメトキシエタン)ニッケル(II)との反応生成物を構成成分とする前記触媒を用いた以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン709mg(活性:709g/mmol)を得た(Tm=132.0℃、Mw=240000、Mw/Mn=3.6)。
【0092】
実施例7
触媒の調製
実施例6の触媒調製において、ジブロモ(1,2−ジメトキシエタン)ニッケル(II)に代えてジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)白金(II)を用いた以外は実施例6と同様の操作を行い、0.2mmol/l触媒溶液を得た。
【0093】
重合評価
実施例1の重合評価において、錯体3a−Feを構成成分とする触媒に代えて錯体2aとジクロロ(1,5−シクロオクタジエン)白金(II)との反応生成物を構成成分とする前記触媒を用いた以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン559mg(活性:559g/mmol)を得た(Tm=131.6℃、Mw=330000、Mw/Mn=2.4)。
【0094】
実施例8
触媒の調製
実施例6の触媒調製において、ジブロモ(1,2−ジメトキシエタン)ニッケル(II)に代えてクロロメチル(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)を用いた以外は実施例6と同様の操作を行い、0.2mmol/l触媒溶液を得た。
【0095】
重合評価
実施例1の重合評価において、錯体3a−Feを構成成分とする触媒に代えて錯体2aとクロロメチル(1,5−シクロオクタジエン)パラジウム(II)との反応生成物を構成成分とする前記触媒を用いた以外は実施例1と同様に重合を行った。その結果、ポリエチレン935mg(活性:935g/mmol)を得た(Tm=129.4℃、Mw=260000、Mw/Mn=2.3)。
【0096】
以上の重合結果を表1に、実施例および比較例で用いた錯体構造を表2に示す。
【0097】
【表1】
Figure 0004857475
【表2】
Figure 0004857475
【発明の効果】
本発明の遷移金属化合物を主触媒としたオレフィン重合用触媒は、オレフィン重合に対して極めて有効であり、本触媒をオレフィン重合用触媒として用いることで、工業的に有用なポリオレフィンを効率よく製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた錯体(3a−Fe)のX線構造解析結果である。
【図2】実施例2で得られた錯体(3a−Co)のX線構造解析結果である。

Claims (4)

  1. 下記一般式(1)
    Figure 0004857475
    (Mはニッケルを示し、R〜Rは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはトリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基を示し、R〜Rは互いに同じでも異なっていてもよい。Xは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはハロゲンを示す。Lは2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジエチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、2−イソプロピルフェニルイソシアニド、2−ビフェニルイソシアニド、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスファイトまたはトリフェニルホスフィンオキサイドを示す。Qはバナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金又は亜鉛を示し、Xは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはハロゲンを示し、cは1〜3の整数を示す。cが2以上の場合、Xは互いに同じでも異なってもよい。)で表される構造を有する遷移金属化合物。
  2. (A)下記一般式(1)
    Figure 0004857475
    (Mは周期表第10族遷移金属原子を示し、R〜Rは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはトリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基を示し、R〜Rは互いに同じでも異なっていてもよい。Xは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはハロゲンを示す。Lは2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジエチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、2−イソプロピルフェニルイソシアニド、2−ビフェニルイソシアニド、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスファイトまたはトリフェニルホスフィンオキサイドを示す。Qはバナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金又は亜鉛を示し、Xは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはハロゲンを示し、cは1〜3の整数を示す。cが2以上の場合、Xは互いに同じでも異なってもよい。)で表される構造を有する遷移金属化合物および(B)活性化助触媒を構成成分とするオレフィン重合用触媒。
  3. (A)下記一般式(1)
    Figure 0004857475
    (Mは周期表第10族遷移金属原子を示し、R〜Rは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはトリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリフェニルシリル基を示し、R〜Rは互いに同じでも異なっていてもよい。Xは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはハロゲンを示す。Lは2,6−ジメチルフェニルイソシアニド、2,6−ジエチルフェニルイソシアニド、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアニド、2−イソプロピルフェニルイソシアニド、2−ビフェニルイソシアニド、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエチルホスファイトまたはトリフェニルホスフィンオキサイドを示す。Qはバナジウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金又は亜鉛を示し、Xは水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基またはハロゲンを示し、cは1〜3の整数を示す。cが2以上の場合、Xは互いに同じでも異なってもよい。)で表される構造を有する遷移金属化合物、(B)活性化助触媒および(C)有機金属化合物を構成成分とするオレフィン重合用触媒。
  4. 請求項2または3に記載のオレフィン重合用触媒の存在下、オレフィンを重合することを特徴とするオレフィンの重合方法。
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