JP5016512B2 - 実質的に線状のコポリマーおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
(リガンド合成)
表1において記載された成分Aおよび成分Bを表1において記載された量で使用して、以下に示される一般法に従って、表1に記載される生成物固体を、それぞれ例1〜15について報告された収量で調製した。
(構造VIのリガンドのカリウム塩の合成)
例6に従って調製された固体生成物(すなわち、リガンド構造VI)の0.45g(0.81ミリモル)のサンプルを反応フラスコ中の50mLのTHFに激しく撹拌しながら添加して、リガンド溶液を形成した。別の容器中で、0.10g(0.88ミリモル)のカリウムtert−ブトキシドを20mLのTHF中に溶解させた。結果として得られたカリウムtert−ブトキシド溶液を反応フラスコの内容物に撹拌しながら滴下添加した。カリウムtert−ブトキシド溶液の添加後に、THF溶媒の一部の真空抽出により、反応フラスコの内容物を減じて、反応フラスコ中に約25mLの生成物溶液が残った。次に、20mLのペンタンの添加により、リガンドのカリウム塩を残りの生成物溶液から沈殿させた。沈殿したリガンドのカリウム塩を、微細孔フリットを通した濾過により回収し、ペンタン3×20mLで洗浄した。リガンドのカリウム塩を次に真空に付して、残りの揮発性物質を除去し、暗橙色の生成物粉末0.40g(0.67ミリモル、83%)を得た。
(構造VIIのリガンドの銀塩の合成)
例7に従って調製された生成物固体(すなわち、リガンド構造VII)の0.75g(1.43ミリモル)のサンプルを反応フラスコ中の50mLのメタノールに激しく撹拌しながら添加した。別の容器中で、0.23g(1.36ミリモル)の硝酸銀を50mLの脱イオン水中に溶解させた。得られた硝酸銀溶液を次に反応フラスコの内容物に激しく撹拌しながら滴下添加した。硝酸銀溶液の添加後20分間、反応フラスコの内容物の撹拌を続けた。溶媒の一部の真空抽出により反応フラスコの内容物を次に減じ、約50mLが残り、その結果、灰色沈殿が形成された。微細孔フリットを通した濾過により沈殿を回収し、水2×20mLで洗浄した。リガンドの銀塩を次に減圧下で乾燥させて、暗灰色生成物粉末(0.35g、0.62ミリモル、44%)を得た。
(遷移金属触媒錯体の調製)
表2において記載された成分Aのサンプルを反応フラスコ中の30mLテトラヒドロフランに撹拌しながら添加した。反応フラスコの内容物に表2において記載された成分Bを継続して撹拌しながら添加した。反応フラスコの内容物を次いで30分間撹拌した後、表2において記載された成分Cを添加した。反応フラスコの内容物を次に真空下で減じ、ペンタンを添加して、生成物触媒錯体を沈殿させた。微細孔フリットを通した濾過により生成物触媒錯体を集め、ペンタン2×20mLで洗浄した。生成物触媒錯体を次に真空に付して、残りの揮発性物質を除去すると、表2において記載される生成物収量が得られた。
500mLのSchlenkフラスコに2’−Br−2,6−(Me)2ビフェニル(3.14g、10.7ミリモル、C14H13BrO2、293.16g/モル、Aldrich)およびTHF(150mL)を添加した。500mLのSchlenkフラスコの内容物を−78℃に冷却した。n−BuLi(4.3mL、2.5Mヘキサン溶液、10.7ミリモル、Aldrich)を−78℃で500mLのSchlenkフラスコに添加し、濃厚白色スラリーを得た。500mLのSchlenkフラスコを手で振とうして、確実に混合した。n−BuLi添加の0.5時間後、200mLのSchlenkフラスコの内容物を500mLのSchlenkフラスコにカニューレを介して添加した。500mLのSchlenkフラスコの内容物を次にゆっくりと周囲温度まで温めた。500mLのSchlenkフラスコの内容物を一夜撹拌して、透明黄色溶液を得た。揮発性物質を500mLのSchlenkフラスコから真空下で除去した。CH2Cl2(200mL)、H2O(200mL)、HCl(濃塩酸、20mL)を用いて、結果として得られた固体を抽出した。抽出物からの有機層をMgSO4で乾燥し、抽出物の揮発性部分を真空下で除去して、淡黄色固体を得た。淡黄色固体を集め、THF(3×15mL)およびEt2O(3×15mL)で洗浄して、白色粉末生成物リガンド(2.3g、収率44%)を得た。1H NMR(CDCl3、℃):δ 8.32(m、1H)、7.71(q、J=8.5、2H)、7.56(m、1H)、7.47−7.40(m、4H)、7.33−7.27(m、2H)、6.99(m、2H)、6,91(m、1H)、6.57(d、J=8.5、1H)、6.44(d、J=8.5、1H)、3.73.(s、3H)、3.64(s、3H)、3.19(s、3H)。31P NMR(CDCl3、℃):δ −7.1(s)。LC−MS:m/z=509.2。
(リガンド合成)
トルエンスルホン酸(2.10g、11.0ミリモル)を100mLのフラスコ(フラスコA)に添加した。フラスコAを次に真空下に置き、窒素を充填した。テトラヒドロフラン(THF)(60mL)を次にフラスコAに添加した。フラスコAを次いで周囲温度の水浴中に置き、n−ブチルリチウム(n−BuLi)(2.5モル濃度8.4mL)を次いでフラスコA中に注入した。フラスコAを次にドライアイス/アセトン浴中に配置し、約−78℃に冷却した。
(リガンド合成)
トルエンスルホン酸(2.05g、10.8ミリモル)を100mLフラスコ(フラスコA)に添加し、次いで真空下に置き、窒素を充填し、50mLのテトラヒドロフラン(THF)を添加した。フラスコAを次いで氷浴中に置き、0℃に冷却した。n−ブチルリチウム(n−BuLi)(2.5モル濃度の8.8mL)を次いでフラスコA中に注入した。フラスコAを次にドライアイス/アセトン浴中に置き、約−78℃に冷却した。
(リガンド合成)
マグネシウム試薬プラス≧99%粉末、50メッシュ(0.3g、12.3ミリモル)を100mLフラスコ(フラスコA)に添加し、次いで真空下に置き、窒素を充填し、60mLのテトラヒドロフラン(THF)を添加した。2−ブロモアニソール(2.18g、11.7ミリモル)をフラスコAに添加した。フラスコA中の内容物を2時間反応させた。フラスコAを次いでドライアイス/アセトン浴中に配置し、約−78℃に冷却した。
(遷移金属触媒錯体の調製)
表1において記載された成分Aのサンプルを反応フラスコ中の〜20mLのテトラヒドロフラン(THF)に撹拌しながら添加した。次に、反応フラスコの内容物に、継続して撹拌しながら表1において記載された成分Bを添加した。反応フラスコの内容物を次に約1時間撹拌した。微細孔フリットを通した濾過により生成物触媒錯体を集め、THFで洗浄した。生成物触媒錯体を次に真空に付して、残存する揮発性物質を除去し、表1において記載される生成物収量を得た。
(遷移金属触媒錯体の調製)
表2において記載された成分Aのサンプルを反応フラスコ中の〜30mLの塩化メチレン(CH2Cl2)に撹拌しながら添加した。次いで、反応フラスコの内容物に、継続して撹拌しながら表2において記載された成分Bを添加した。反応フラスコの内容物を次に約1時間撹拌した。反応フラスコの内容物を次に真空下で減じ、エーテルを添加して、生成物触媒錯体を沈殿させた。微細孔フリットを通した濾過により生成物触媒錯体を集め、エーテルで洗浄した。生成物触媒錯体を次に真空に付して、残存する揮発性物質を除去し、表2において記載される生成物収量を得た。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、真空供給により精製された9−ビニルカルバゾール(1.07g、5.5ミリモル)を添加した。トルエン(4.0mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に80℃に加熱し、エチレンガスで50psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例39に従って調製された触媒錯体のサンプル(3.48mg、5.6μmol)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物を次にグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。18時間後、得られた混合物を遠心分離を用いて単離した。混合物を一夜60℃、減圧下で乾燥した。本反応により、エチレンおよび9−ビニルカルバゾールのランダムコポリマー0.0731g(9−ビニルカルバゾール組み入れ2.3モル%;重量平均分子量Mw17000および数平均分子量Mn7000)を得た。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、真空供給により精製された9−ビニルカルバゾール(1.07g、5.5ミリモル)を添加した。トルエン(4.0mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に80℃に加熱し、エチレンガスで400psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例40に従って調製された触媒錯体のサンプル(4.08mg、5.6μmol)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物をグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。18時間後、得られた混合物を遠心分離を用いて単離した。混合物を一夜60℃、減圧下で乾燥した。本反応により、エチレンおよび9−ビニルカルバゾールのランダムコポリマー1.1769g(9−ビニルカルバゾール組み入れ1.3モル%;重量平均分子量Mw52500および数平均分子量Mn12000)を得た。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、真空供給により精製された1−ビニル−2−ピロリドン(0.5mL、4.68ミリモル)を添加した。トルエン(4.5mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に100℃に加熱し、エチレンガスで400psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例36に従って調製された触媒錯体のサンプル(2.1mg、4μmol/Pd)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物を次にグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。18時間後、得られた混合物を遠心分離を用いて単離した。混合物を一夜60℃、減圧下で乾燥した。本反応により、エチレンおよび1−ビニル−2−ピロリドンのランダムコポリマー0.170g(1−ビニル−2−ピロリドン組み入れ0.5モル%、重量平均分子量Mw39000および数平均分子量Mn19000)を得た。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、真空供給により精製された1−ビニル−2−ピロリドン(0.5mL、4.68ミリモル)を添加した。トルエン(4.5mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に60℃に加熱し、エチレンガスで400psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例37に従って調製された触媒錯体のサンプル(3.6mg、5.6μmol/Pd)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物を次にグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。18時間後、得られた混合物を遠心分離を用いて単離した。混合物を一夜60℃、減圧下で乾燥した。本反応により、エチレンおよび1−ビニル−2−ピロリドンのランダムコポリマー0.14g(1−ビニル−2−ピロリドン組み入れ0.2モル%、重量平均分子量Mw206000および数平均分子量Mn112500)を得た。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、真空供給により精製されたN,N−ジメチルアクリルアミド(1.0mL、9.70ミリモル)を添加した。トルエン(4.0mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に80℃に加熱し、エチレンガスで400psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例37に従って調製された触媒錯体のサンプル(1.5mg、2.0μmol/Pd)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物をグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、N−ビニルフタルイミド(トルエン中1.44M溶液2.0mL、2.88ミリモル)を添加した。トルエン(3.0mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に80℃に加熱し、エチレンガスで100psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例36に従って調製された触媒錯体のサンプル(1.5mg、2.0μmol/Pd)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物を次にグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。18時間後、得られた混合物を遠心分離を用いて単離した。混合物を一夜60℃、減圧下で乾燥した。本反応により、エチレンおよびN−ビニルフタルイミドのランダムコポリマー0.18g(N−ビニルフタルイミド組み入れ0.5モル%、重量平均分子量Mw37000および数平均分子量Mn21000)を得た。
(重合)
窒素充填されたグローブボックス中、Argonaut Technologies Endeavor(商標)の13mLのリアクターセルに、N−ビニルフタルイミド(トルエン中1.44M溶液2.0mL、2.88ミリモル)を添加した。トルエン(3.0mL)をリアクターセル中に入れ、リアクターセルの内容物を次に80℃に加熱し、エチレンガスで100psigに加圧した。平衡化後、0.5mLのトルエン中、例36に従って調製された触媒錯体のサンプル(1.07mg、2.0μmol/Pd)をリアクターセル中に注入した。注入後、0.5mLのトルエンを注入した。60分後、リアクターセルをベントし、冷却した。リアクターセルの内容物を次にグローブボックスから取り出し、急速に撹拌されたメタノールに添加した。18時間後、得られた混合物を遠心分離を用いて単離した。混合物を一夜60℃、減圧下で乾燥した。本反応により、エチレンおよびN−ビニルフタルイミドのランダムコポリマー1.30g(N−ビニルフタルイミド組み入れ0.2モル%、重量平均分子量Mw62000および数平均分子量Mn32000)を得た。
Claims (7)
- 少なくとも1種のC 2 −C 20 非環式脂肪族オレフィンモノマー、少なくとも1種の窒素含有ビニルモノマー、ここで少なくとも1種の窒素含有ビニルモノマーは式(I)
当該触媒組成物は少なくとも1つのリガンドと錯体形成した金属中心Mを含み、ここで、少なくとも1つのリガンドは式(III)
式(I)中、R19は、−C=C、および−C(O)−C=Cから選択され;
R20およびR21は独立して、H、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ビフェニル基、カルボキシレート基、カルボキシアルキル基、カルボキシアリールアルキル基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、およびそれらの誘導体から選択され;R20およびR21は場合によって結合して、環式または多環式構造を形成してもよく;
MはNiおよびPdから選択され;
式(III)中、R 1 −R 14 は、水素;ハロゲン;並びにC 1 −C 20 アルキル、C 3 −C 20 シクロアルキル、C 2 −C 20 アルケニル、C 2 −C 20 アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、フェニル、ビフェニル、C 1 −C 20 カルボキシレート、C 1 −C 20 アルコキシ、C 2 −C 20 アルケニルオキシ、C 2 −C 20 アルキニルオキシ、アリールオキシ、C 2 −C 20 アルコキシカルボニル、C 1 −C 20 アルキルチオ、C 1 −C 20 アルキルスルホニル、C 1 −C 20 アルキルスルフィニル、およびシリルから選択される置換基;から独立して選択され;
R 1 、R 5 、R 6 およびR 10 の少なくとも1つは2,6−R 16 R 17 −フェニルであり、R 16 およびR 17 は、水素、ハロゲン、C 1 −C 20 アルキル、C 3 −C 20 シクロアルキル、C 2 −C 20 アルケニル、C 2 −C 20 アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、フェニル、ビフェニル、C 1 −C 20 カルボキシレート、C 1 −C 20 アルコキシ、C 2 −C 20 アルケニルオキシ、C 2 −C 20 アルキニルオキシ、アリールオキシ、C 2 −C 20 アルコキシカルボニル、C 1 −C 20 アルキルチオ、C 1 −C 20 アルキルスルホニル、C 1 −C 20 アルキルスルフィニル、およびシリルから独立して選択され;
R 1 、R 5 、R 6 およびR 10 の少なくとも1つは、2,6−ジメトキシフェニルであり; R15は−SO3、−PO3、−AsO3、および−C(CF3)2Oから選択され;
コポリマーは1〜99.9モル%の非環式脂肪族オレフィンモノマー単位を含み;
ただし、R20およびR21は両方がHであることはなく、かつ少なくとも1種の窒素含有ビニルモノマーはN−ビニルイミダゾールでない、
コポリマーの製造方法。 - 少なくとも1種の窒素含有ビニルモノマーが、N−ビニルホルムアミド;N−ビニルアセトアミド;N−ビニルフタルイミド;N−メチルビニルアセトアミド;N−ビニルカプロラクタム;5−エチル−5−メチル−3−ビニルヒダントイン;N−ビニルピロリドン;5−メチル−5−フェニル−3−ビニルヒダントイン;N−ビニルカルバゾール;N,N−ジメチルアクリルアミド;および5−ペンタメチレン−3−ビニルヒダントインから選択される請求項1記載の方法。
- 非環式脂肪族オレフィンモノマー単位由来のコポリマーの部分の分岐含量が≦15分岐/1000炭素原子の分岐含量を示し、ここで、分岐含量がコポリマーの炭素13NMRおよび融点により決定される、請求項1記載の方法。
- MがPdである請求項1記載の方法。
- 少なくとも1種の非環式脂肪族オレフィンモノマーがエチレンである請求項1記載の方法。
- 重合温度が0から200℃である請求項1記載の方法。
- 少なくとも1種のC 2 −C 20 非環式脂肪族オレフィンモノマー、少なくとも1種の窒素含有ビニルモノマーおよび触媒組成物を接触させることを含む、コポリマーの製造方法であって、
当該触媒組成物は少なくとも1つのリガンドと錯体形成した金属中心Mを含み、ここで、少なくとも1つのリガンドは式(III)
MはNiおよびPdから選択され;
式(III)中、R 1 −R 14 は、水素;ハロゲン;並びにC 1 −C 20 アルキル、C 3 −C 20 シクロアルキル、C 2 −C 20 アルケニル、C 2 −C 20 アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、フェニル、ビフェニル、C 1 −C 20 カルボキシレート、C 1 −C 20 アルコキシ、C 2 −C 20 アルケニルオキシ、C 2 −C 20 アルキニルオキシ、アリールオキシ、C 2 −C 20 アルコキシカルボニル、C 1 −C 20 アルキルチオ、C 1 −C 20 アルキルスルホニル、C 1 −C 20 アルキルスルフィニル、およびシリルから選択される置換基;から独立して選択され;
R 1 、R 5 、R 6 およびR 10 の少なくとも1つは2,6−R 16 R 17 −フェニルであり、R 16 およびR 17 は、水素、ハロゲン、C 1 −C 20 アルキル、C 3 −C 20 シクロアルキル、C 2 −C 20 アルケニル、C 2 −C 20 アルキニル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、フェニル、ビフェニル、C 1 −C 20 カルボキシレート、C 1 −C 20 アルコキシ、C 2 −C 20 アルケニルオキシ、C 2 −C 20 アルキニルオキシ、アリールオキシ、C 2 −C 20 アルコキシカルボニル、C 1 −C 20 アルキルチオ、C 1 −C 20 アルキルスルホニル、C 1 −C 20 アルキルスルフィニル、およびシリルから独立して選択され;
R 1 、R 5 、R 6 およびR 10 の少なくとも1つは、2,6−ジメトキシフェニルであり; R15は−SO3、−PO3、−AsO3、および−C(CF3)2Oから選択され;
少なくとも1種の窒素含有ビニルモノマーが、N−ビニルホルムアミド;N−ビニルアセトアミド;N−ビニルフタルイミド;N−メチルビニルアセトアミド;N−ビニルカプロラクタム;5−エチル−5−メチル−3−ビニルヒダントイン;N−ビニルピロリドン;5−メチル−5−フェニル−3−ビニルヒダントイン;N−ビニルカルバゾール;N,N−ジメチルアクリルアミド;および5−ペンタメチレン−3−ビニルヒダントインから選択され;並びに
コポリマーが1〜99.9モル%の非環式脂肪族オレフィンモノマー単位を含む、コポリマーの製造方法。
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