JP6178864B2 - 触媒 - Google Patents

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Description

本発明は新規の架橋されたビスインデニルメタロセン錯体に基づく新たな重合触媒に関し、特に新規の非対称ビスインデニルメタロセン錯体を含有する固体粒子状触媒に関する。本発明はまた、産業的に関連する重合温度でも分子量が大きくかつ融点が高いポリプロピレンの単独重合体又は共重合体を与えるべく、優れた触媒活性でポリプロピレンを生成するためにこのような新たなビスインデニルメタロセン触媒を使用することにも関する。
メタロセン触媒は、長年ポリオレフィンの製造に使用されてきた。無数の学究的及び特許の出版物が、これらの触媒をオレフィン重合に使用することについて述べている。メタロセンは現在、産業で使用されており、ポリエチレン及びポリプロピレンは特に、多くの場合、様々な置換パターンを有するシクロペンタジエニル系触媒系を使用して生産される。
アイソタクチックポリプロピレン(iPP)の最も重要な物理的性質は、その平均分子量及び融点(Tm)であり、後者は主としてポリプロピレン鎖の立体規則性(アイソタクチシチー)及び位置規則性/総鎖欠陥の度合いによって決定される。
文献で知られているチーグラー・ナッタ触媒系は、中位から高いアイソタクチシチー及び融点(Tm)とともに高い分子量を有するiPPを生産することができる。無核iPPの(標準的なDSC方法で測定した)Tmは、160〜165℃の範囲に入る。
この発見以来、及びその後の開発の10年間、ポリプロピレンのメタロセン触媒は、低い活性、限られた分子量特性(molecular weight capability)、及びそこから生産できるPP単独重合体の比較的低い融点及び低い剛性により、用途が制限されてきた。1992年以降、配位子の設計が改善されたことにより、ますます分子量が増加しかつアイソタクチシチーが上昇したポリプロピレン単独重合体を生産することができる架橋ビスインデニルメタロセン触媒の幾つかのファミリーに関する記述がある。
しかしながら、メタロセンの場合、非常に大きい分子量及び高い融点の両方を有するiPPを生産することができる例は非常に少ない。例えばrac−Et(2,4,7−MeInd)ZrClは、分子量が1,900,000g/モルで融点が168℃のアイソタクチックポリプロピレンを生産することができる。
最も成功した配位子のタイプは基本的な2−メチル−4−アリール−インデニル置換パターンに基づき、例えばrac−MeSi(2−メチル−4−フェニルインデニル)ZrClは、産業用の重合温度でも融点が150〜151℃と比較的高くかつ分子量が極めて高いホモPPを生産することが示された。しかしながら、これらの錯体は、その系にエチレンを添加すると即座にその分子量特性を急速に喪失し、したがって適切な分子量でCが豊富なランダム共重合体又はヘテロ相共重合体を生産することができなかった。
共重合体の分子量を増加させることが判明している1つの解決法は、2つの2−メチル基のうち一方を2−イソプロピルなどの分枝状のアルキル基で置換することであった。この置換パターンは、C対称錯体を生成し、C対称rac−MeSi(2−Me−4−PhInd)配位子系と比較して、単独重合体のアイソタクチシチーのわずかな上昇及びエチレン−プロピレン共重合体の分子量の著しい増加をもたらした。
しかしながら、すべてのケースで共重合体の分子量の増加は、活性又は触媒の費用又はその両方を犠牲にして得たものであった。
本発明の発明者らは、両方のインデンが2−メチルで置換されたインデニル配位子の適切な組み合わせを使用し、および好ましくは特定のシングルサイト触媒テクノロジーを使用することにより、理想的な重合体特性を達成できることを発見した。
本発明は、本発明の触媒の合成に必要とされる重要な中間体の新たなかつ改良された合成も包含する。
本発明の触媒は新しいが、言うまでもなく同様の触媒が当技術分野で知られている。メタロセンrac−Et(2,4,7−MeInd)ZrCl/MAOが知られている。米国特許第7,405,261号明細書では、液体プロピレンを65℃で重合することにより、rac−Et[2,7−Me−4−(4−tBuPh)Ind]ZrClが、融点156℃のiPPを生成することが報告されている。
国際公開第2009/054831号パンフレットは、rac−MeSi[2−Me−4,7−(4−tBuPh)Ind]ZrClのように、2−メチル−4,7−アリール置換パターンを有するジルコノセンについて述べている。単独重合体の融点はなおも非常に低く、65℃という比較的低い重合温度にもかかわらず、すべてのケースで150℃未満である。
国際公開第02/02576号パンフレットは、rac−MeSi[2−Me−4−(3,5−tBuPh)Ind]ZrClなどの、慣用的に担持されたメタロセンについて述べている。MAO又はボレートを使用して活性化された、シリカ担体上のこれらのメタロセン触媒は、60又は70℃の重合温度にて、Tmが156℃と159℃の間にあるiPPを生成する。
メタロセンrac−9−シラフルオレニル−9,9−[2−Me−4−(3,5−tBuPh)Ind]ZrClも高い融点のiPPを与え、国際公開第02/02575号パンフレットに記載されている。
上記の例はすべて、両方のインデニル配位子が同等に置換されているC対称メタロセンに基づいている。しかしながら、本発明は非対称配位子構造に関する。
対称性を有するイソ選択性ビスインデニルメタロセン、すなわち2つの架橋されたインデニル配位子が異なる置換パターンを有するメタロセン錯体の幾つかの例もある。
SpaleckらはJournal of Molecular Catalysis A: Chemical 128(1998, 279 - 287)で、非対称であるが、6員環の6又は7位にいかなる置換基もない幾つかのビスインデニル触媒について述べている。これらの錯体は、比較的単純な構造であるが、プロピレン重合における性能が極めて低い。
国際公開第2005/105863号パンフレット及び同第2004/106531号パンフレットでは、環の2位に分枝状のアルキル基を有する様々な非対称触媒が開示されている。このような触媒は活性が低い。国際公開第2001/048034号パンフレットでも、メタロセンの2位に分枝状構造を必要とする。
欧州特許出願公開第1692144号明細書は、三環性の環に基づく非対称触媒について述べている。
本発明の発明者らは、高い触媒活性でポリプロピレンの興味深いiPP及び共重合体の形成を可能にすることができる代替的な非対称触媒を捜し求めている。また、すべての上記のケースで、インデンの調製には多段階合成が必要であり、それにより配位子が極めて高価になる。
本発明の触媒は、インデニル配位子の4位に、任意的に置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基を、及びインデニル配位子の2位に直鎖状ヒドロカルビル置換基を有する。触媒の1つの配位子上に6又は7位の基があるが、他の配位子には7位の基がない。本発明のメタロセンは非対称であり、したがって2つの配位子が異なることが不可欠である。上記の触媒を使用することによって達成される利点には、分子量がより高いランダム共重合体、および特に触媒がより高い活性を呈する重合が含まれる。また、本発明の触媒により、従来の対称触媒と比較して重合性能の微調整の程度を上げることができる。
本発明の触媒が容易に合成されることがさらなる好ましい利点である。
したがって、一局面から見れば、本発明は、
(i)下記式(I)の非対称錯体、および
(ii)13族の金属、例えばホウ素又はAlの化合物を含む助触媒
を含む触媒を提供する。
Figure 0006178864
式中、
Mは、ジルコニウム又はハフニウムであり、
各Xは、シグマ配位子であり、
Lは、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、式中、各R’は、独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
及びR2’は、各々独立に直鎖状C1−10ヒドロカルビルであり、
及びR5’は、各々独立に水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
及びR6’は、各々独立に水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
は、水素又はC1−20ヒドロカルビル基であるか、又はZRであり、
Zは、O又はS、好ましくはOであり、
は、C1−10ヒドロカルビル基であり、
Arは、最大20の炭素原子を有し、任意的に1つ以上の基Rで置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基であり、
Ar’は、最大20の炭素原子を有し、任意的に1つ以上の基R8’で置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基であり、
及びR8’は、各々独立にC1−20ヒドロカルビル基であり、
但し、R又はRの少なくとも一方がHでない。
本発明の触媒は、担持されていない形態又は、任意的に担体上であってもよい固体形態で使用することができる。本発明の触媒は、均一系触媒又は不均一系触媒として使用することができる。
固体形態、好ましくは固体粒状形態の本発明の触媒は、シリカ又はアルミナのような外部担体材料上に担持することができるか、又は特に好ましい実施形態では、外部担体がないが、それでも固体形態である。固体触媒は、
(a)液体/液体エマルジョン系を形成し、上記液体/液体エマルジョン系が、分散した小滴を形成するように溶剤中に分散した触媒成分(i)と(ii)の溶液を含み、そして
(b)上記分散小滴を固化することによって固体粒子を形成する
方法によって得られることが理想である。
別の局面から見れば、本発明は、上記で定義したような触媒を製造する方法であって、式(I)の錯体及び上述したような助触媒を得ること、溶媒中に分散した触媒成分(i)と(ii)の溶液を含む液体/液体エマルジョン系を形成すること、そして上記分散小滴を固化して固体粒子を形成することを含む方法を提供する。
別の局面から見れば、本発明は、特にポリオレフィン、特にポリエチレン又はポリプロピレン、例えばアイソタクチックポリプロピレン、ランダムプロピレン共重合体又はランダムヘテロ相プロピレン共重合体を形成するために、上記で定義したような触媒をオレフィン重合に使用することを提供する。
別の局面から見れば、本発明は、少なくとも1つのオレフィンを重合するために、上記少なくとも1つのオレフィンを上述したような触媒を用いて反応させることを含む方法であって、特にポリプロピレン、単独重合体又はランダム共重合体及びヘテロ相プロピレン共重合体などの共重合体を形成する方法を提供する。
また、本発明の錯体は新しく、本発明の別の局面を形成する。したがって、本発明は上記で定義したような式(I)の錯体を提供する。本発明の架橋インデニル配位子(すなわち金属イオンと錯化する前の配位子)が、本発明のさらに別の局面を形成することも想定される。
定義
記述の全体で、以下の定義を採用する。
「外部担体がない」とは、触媒が例えばシリカ又はアルミナのような無機支持体、又は有機ポリマー支持物質などの外部支持体を含有しないという意味である。
非対称という用語は、触媒のトップ配位子とボトム配位子が同じであり得ないという意味である。
1−20ヒドロカルビル基という用語は、C1−20アルキル、C2−20アルケニル、C2−20アルキニル、C3−20シクロアルキル、C3−20シクロアルケニル、C6−20アリール基、C7−20アルキルアリール基又はC7−20アリールアルキル基又は、言うまでもなくアルキルで置換されたシクロアルキルなどのこれらの基の混合物を含む。
他で表明していない限り、好ましいC1−20ヒドロカルビル基はC1−20アルキル、C4−20シクロアルキル、C5−20シクロアルキル−アルキル基、C7−20アルキルアリール基、C7−20アリールアルキル基又はC6−20アリール基、特にC1−10アルキル基、C6−10アリール基、又はC7−12アリールアルキル基、例えばC1−8アルキル基である。特に最も好ましいヒドロカルビル基はメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、t−ブチル、イソブチル、C5−6−シクロアルキル、シクロヘキシルメチル、フェニル又はベンジルである。
直鎖状C1−10ヒドロカルビル基は直鎖状C1−10アルキル、直鎖状C2−10アルケニル、直鎖状C2−10アルキニル、好ましくは直鎖状C1−6アルキル、直鎖状C2−6アルケニル、直鎖状C2−6アルキニル、さらに好ましくは直鎖状C1−6アルキル、及びさらに好ましくはメチル、エチル又はn−プロピル基、理想的にはメチル基を包含する。
ハロという用語は、錯体の定義に関する場合、フルオロ、クロロ、ブロモ及びヨード基、特にクロロ基を包含する。
ヘテロ環基という用語は、好ましくは、少なくとも1つのヘテロ原子を有する単環式非芳香族環構造、例えばピペリジニル又はピペラジニルを意味する。
ヘテロアリールという用語は、好ましくは、少なくとも1つのヘテロ原子を有する単環式芳香族環構造を意味する。好ましいヘテロアリール基は、O、S及びNから選択された1個から4個のヘテロ原子を有する。好ましいヘテロアリール基はフラニル、チオフェニル、オキサゾール、チアゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、トリアゾール及びピリジルを包含する。
金属イオンの酸化状態は主に、問題の金属イオンの性質、及び各金属イオンの個々の酸化状態の安定性によって決定される。
本発明の錯体中で、金属イオンMは、金属イオンの原子価を満足し、その使用可能な配位サイトを満たすように、配位子Xによって配位結合することが認識される。これらのσ配位子の性質は大幅に変化し得る。
触媒活性は、本明細書では生成されたポリマーの量/触媒(g)/時間であると定義される。触媒金属活性は、ここでは生成されたポリマーの量/金属(g)/時間であると定義される。触媒活性を示すために生産性という用語が使用されることもあるが、本明細書ではこれは触媒の単位重量当たりに生成されるポリマーの量を指す。
本発明の触媒は、担持された形態又は担持されていない形態で使用することができる。固体粒状形態であるが、外部担体を使用せずに提供することが好ましい。固体粒状触媒の適切な平均粒子サイズは2〜150μmの範囲である。
本発明の錯体は非対称である。これは、単純にメタロセンを形成する2つのインデニル配位子が異なるという意味である。すなわち各インデニル配位子は、化学的に異なる、又は他のインデニル配位子に関して異なる位置に位置決めされた1組の置換基を有する。さらに厳密には、これらはキラルの、ラセミ架橋ビスインデニルメタロセンである。本発明の錯体はシン構成(configuration)とすることができるが、理想的にはアンチ構成とすることができる。本発明では、下図に示すように、ラセミアンチとは、2つのインデニル配位子がシクロペンタジエニル−メタル−シクロペンタジエニル面に関して反対方向に配向されていることを意味し、ラセミシンは、2つのインデニル配位子がシクロペンタジエニル−メタル−シクロペンタジエニル面に関して同じ方向に配向されていることを意味する。
Figure 0006178864
式(I)はシン構成とアンチ構成の両方、好ましくはアンチを含むものとする。
本発明のメタロセンは、ラセミアンチ異性体として使用することが好ましい。したがって、理想的には、メタロセンの少なくとも95%モル、例えば少なくとも98%モル、特に少なくとも99%モルがラセミアンチ異性体の形態である。
式(I)の好ましい錯体では、
Figure 0006178864
各Xは同じでも異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、R、OR、OSOCF、OCOR、SR、NR又はPR基であることが好ましく、Rは直鎖又は分枝状の、環式又は非環式のC1−C20−アルキル、C2−C20アルケニル、C2−C20アルキニル、C6−C20−アリール、C7−C20−アルキルアリール又はC7−C20−アリールアルキル基であり、任意的に14〜16族に属するヘテロ原子を含有していてもよい。RはC1−6アルキル、フェニル又はベンジル基であることが好ましい。
各Xは、独立に水素原子、ハロゲン原子、C1−6−アルコキシ基又はR基、例えば好ましくはC1−6−アルキル、フェニル又はベンジル基であることが最も好ましい。Xは塩素又はメチル基であることが最も好ましい。両方のX基が同じであることが好ましい。
Lは、例えば−SiR 2−などのケイ素又はゲルマニウムのようなヘテロ原子を含む架橋であることが好ましく、式中、各Rは、独立にC1−C20−アルキル、C5−10−シクロアルキル、C6−C20−アリール又はトリ(C1−C20−アルキル)シリル残基、例えばトリメチルシリルである。RはC1−6−アルキル、特にメチルであることがさらに好ましい。Lはジメチルシリル又はジエチルシリル架橋であることが最も好ましい。エチレン架橋とすることもできる。
Ar及びAr’基は、フェニル基又はナフチル基などのC6−20アリール基であることが好ましい。Ar基はカルバゾリルなどのヘテロアリール基とすることもできる。Ar基は非置換基とすることができるが、1つ以上のR又はR’基で置換することが好ましい。2つのR又はR8’基で置換した場合、それらは特にインデニル配位子に結合したアリール環の3及び5位にある。
インデニル配位子の4位にあるPh環上に少なくとも1つのR又はR8’基が存在することが好ましい。すべてのR及びR8’基が同じであることが好ましい。しかしながら、1つ又は2つのこのような基が存在する、すなわち(下式で)n及びn’が1又は2であれば好ましい。特に、インデニル配位子に結合したPh環の3及び5位に2つの基が位置していなければならない。
及びR8’は、C1−20アルキル基又はC6−10アリール基などのC1−20ヒドロカルビル基であることが好ましい。R及びR8’基は同じ又は異なってもよいが、同じであることが好ましい。R及びR8’は、C3−8アルキル基などのC2−10アルキル基であることが、さらに好ましい。非常に好ましい基はt−ブチル基である。R及びR8’基が嵩高い、すなわち分枝していることが好ましい。分枝は、Ph環に対してアルファ又はベータとすることができる。したがって、分枝状C3−8アルキル基も好ましい。
一実施形態では、Ar’基の置換パターンがAr基とは異なることが好ましい。特に、2つのR基及び1つのR8’基が存在する。
1つの置換基R又はR8’が存在する場合は、環のパラ位にあることが好ましい。
及びR’は好ましくは、各々独立に直鎖状C1−6アルキルであり、さらに好ましくは直鎖状C1−4アルキル、特にメチル、エチル又はn−プロピル、理想的にはメチルである。R及びR’は同じであることが好ましい。
及びR5’は水素又はC1−10アルキル基、例えばメチルであることが好ましい。理想的には、R及びR5’は水素である。
は水素又はC1−10アルキル基、例えばメチル又はC3−8アルキルであることが好ましい。理想的には、Rは水素又はC1−6アルキルである。
6’は水素又はC1−10アルキル基であることが好ましい。理想的には、R6’は水素である。
基はHとすることができる(RがHでない場合)。しかしながら、RはHでないことが好ましい。これはC1−10アルキル基又は基−ZRとすることができる。
ZはO又はSであり、Oであることが好ましい。したがって、7位置換基がORであることが非常に好ましい。
は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基、特にC1−10アルキル基、さらに特段にC1−6アルキル基であることが好ましい。最も特段に、RはC1−4アルキル基、例えば直鎖状C1−4アルキル基である。理想的には、Rはメチル又はエチルである。
及びRの一方は水素でない。R及びRのうち一方が水素であることが好ましい。
したがって、本発明の好ましい触媒は下記式(II)の非対称錯体を含む。
Figure 0006178864
式中、Mはジルコニウム又はハフニウムであり、
各Xはシグマ配位子であり、
Lは、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、式中、各R’は、独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
及びR2’は各々独立に直鎖状C1−4アルキルであり、
及びR5’は各々独立に水素又は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であり、
及びR6’は各々独立に水素又は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であり、
は水素又は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であるか、ZRであり、
ZはO又はS、好ましくはOであり、
はC1−10アルキル基であり、
及びR8’は各々独立に脂肪族C1−20ヒドロカルビル基であり、
nは0、1、2又は3であり、
n’は0、1、2又は3であり、
但し、R及びRの一方はHでない。R及びRのうち一方が水素であることが好ましい。
本発明のさらに好ましい非対称錯体は下記式(III)である。
Figure 0006178864
式中、
Mはジルコニウム又はハフニウムであり、
各Xはシグマ配位子であり、好ましくは、各Xは独立に水素原子、ハロゲン原子、C1−6−アルコキシ基、C1−6−アルキル、フェニル又はベンジル基であり、
Lは、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、式中、各R’は独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであって、好ましくはジメチルシリル、メチレン又はエチレンであり、
及びR5’は水素又はC1−10アルキル基であり、
及びR6’は水素又はC1−10アルキル基であり、
は水素又はC1−10アルキル基であるか、又はORであり、
はC1−10アルキル基であり、
nは1〜3、例えば2であり、
n’は1〜3、例えば1であり、
及びR8’は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であり、
但し、R及びRの一方はHでない。R及びRのうち一方が水素であることが好ましい。
本発明のさらに好ましい非対称錯体は下記式(IV)である。
Figure 0006178864
式中、
Mはジルコニウム又はハフニウムであり、
各Xはシグマ配位子であり、好ましくは、各Xは独立に水素原子、ハロゲン原子、C1−6−アルコキシ基、C1−6−アルキル、フェニル又はベンジル基であり、
Lは、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、式中、各R’は独立に水素原子、C1−C20−ヒドロカルビル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであって、好ましくはジメチルシリルであり、
は水素又はC1−10アルキル基であり、
6’は水素又はC1−10アルキル基であり、
は水素又はC1−10アルキル基であるか、又はORであり、
はC1−10アルキル基であり、
nは1〜3、例えば2であり、
n’は1〜3、例えば1であり、
及びR8’はC1−10アルキル基であるが、
但し、R及びRの一方はHでない。R及びRのうち一方が水素であることが好ましい。
本発明のさらに好ましい非対称錯体は下記式(V)である。
Figure 0006178864
式中、L、M及びXは上記で(例えば式(II〜IV)で)定義された通りであり、
は水素又はC1−6アルキル基であり、
6’は水素又はC1−6アルキル基であり、
は水素又はC1−6アルキル基であるか、又はORであり、
は好ましくはC1−6アルキル基であり、
n’は1〜3、例えば1であり、
及びR8’はC1−10アルキル基、例えばC3−8アルキル基であり、
但し、R及びRの一方はHでない。R及びRのうち一方がHであることが好ましい。式(V)でn’が1であり、置換基がインデニルに対してパラであることも好ましい。
対象とする配位子構造を以下に要約する。最上位行は上式のトップ配位子に相当する。左列にあるのは上式のボトム配位子である。
Figure 0006178864
本発明の非常に好ましい錯体は、
rac−アンチ−MeSi(2−Me−4−(3,5−tBuPh)−7−OMe−Ind)(2−Me−4−(p−tBuPh)−Ind)ZrCl(MC1):
Figure 0006178864
rac−アンチ−MeSi(2−Me−4−(3,5−tBuPh)−7−Me−Ind)(2−Me−4−(p−tBuPh)−Ind)ZrCl(MC2)
Figure 0006178864
rac−アンチ−MeSi(2−Me−4−(3,5−tBuPh)−7−OMe−Ind)(2−Me−4−(4−tBuPh)−6−tBu−Ind)ZrCl(MC3)
Figure 0006178864
rac−アンチ−MeSi(2−Me−4−(p−tBuPh)Ind)(2−Me−4−(3,5−ジ−tBuPh)−6−tBu−Ind)ZrCl(MC4)
Figure 0006178864
である。
疑念を回避するために、上記で提供した置換基のより狭義の定義は、任意の他の置換基の任意の他の広義の又はより狭義の定義と組み合わせることができる。
上記の開示全体で、置換基のより狭義の定義が提示されている場合、そのより狭義の定義は、本出願の他の置換基のこれより広義の及び狭義の定義の全てと組み合わせて開示されるものとする。
合成
本発明の錯体およびしたがって触媒を形成するために必要な配位子は任意の方法で合成することができ、熟練した有機化学者は、必要な配位子物質を製造するための様々な合成プロトコルを考案することができる。特に、国際公開第02/02576号パンフレットは適切な合成プロトコルについて述べている。
インデニル環の4位のPh基に嵩高い基が存在することにより、位置1でのシリル化中に所望の位置選択性が保証されることが予想される。4位のPh基は1つ又は2つの置換基、特にメチル、イソプロピル、ネオペンチル、t−ブチル又はフェニルなどの置換基を有することができる。理想的には、このような嵩高い置換基は4−置換基の3,5位に、又はちょうどフェニル環の4位にある。理想的には、これらはt−ブチル基である。
式(I)の配位子の従来の合成が国際公開第02/02576号パンフレットに記載されている。本明細書で最も好ましい配位子の使用に関して、重要なインデン配位子前駆体を以下のスキーム1に示す。
Figure 0006178864
本発明の発明者らは、本発明の別の局面を形成するこの重要な中間体を形成する新手順を考案した。
新手順をスキーム2に示す。
Figure 0006178864
この方法は、重要な中間体の収率の大幅な上昇につながるようである。この「ワンポット」シーケンスの最初の工程は、Niを触媒とするクマダカップリングであり、インデン6員環の臭素原子がジ(t−ブチル)フェニル部分で置換される。インデンを得る、すなわち式のMeOHを離脱させて、炭素−炭素二重結合を形成するために、ディーン・スターク装置を使用する酸触媒による離脱を使用する。TsOHを酸触媒として使用することができ、トルエンを利用して水/メタノールを共沸状態で除去することができる。したがって、この反応は本発明の錯体を形成するために必要な配位子の形成に関与する。
したがって、別の局面から見れば、本発明は、式(VI)の化合物を調製する方法であって、式(VII)の化合物をPPhIPrNiClの存在下で式(VIII)の化合物と反応させる工程を少なくとも含む方法を提供する。
Figure 0006178864
Figure 0006178864
Figure 0006178864
式中、R及びR2’は各々独立に直鎖状C1−10ヒドロカルビルであり、
は水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
は水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
は水素又はC1−20ヒドロカルビル基であるか、又はZRであり、
ZはO又はS、好ましくはOであり、
はC1−10ヒドロカルビル基であり、
はC1−20ヒドロカルビル基であり、
nは0〜3であり、
Halはハライド、好ましくはBrである。
この試薬では、IPrは1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリジン−2−イリデンを表す。他の関連するイミダゾリジン−2−イリデンカルベンも代わりに使用できると考えられる。例えば1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)などの、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)以外の基を有するものである。THFなどの溶媒中で反応が起こり得ることが認識される。
式(VII)におけるアルコキシ基はMeO−であることが好ましい。ハライドはBrであることが好ましい。この方法で形成される配位子は好ましくは、式(II)、(III)、(IV)又は(V)の錯体を形成するのに必要な配位子、例えば上記の表Aの配位子であることが認識される。
本発明の触媒の製造に必要な開始材料は、以下のスキームにしたがって作成することができる(他の化合物にも適切に適応されることは明白である)。
Figure 0006178864
本発明の触媒の製造に関与する他のインデンは、スキーム4にしたがって作成することができる。
Figure 0006178864
本発明の幾つかの錯体は共通して2−メチル−4−メトキシ−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデン化合物を有する。これらのインデンの合成については、A. Schobel及びB. RiegerらがChemistry-A European Journal(vol. 18、pages 4174-4178 (2012))で述べている。
これを反応スキーム5に示す。
Figure 0006178864
以下のスキームで示すように、2−メチル−4−メトキシ−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデンの合成は既知の合成に対して改善されている。
Figure 0006178864
Figure 0006178864
次に、スキーム7は上記化学を使用して関与する化合物の形成にこの中間体を使用することを示す。
Figure 0006178864
スキーム6b及び7に示した組み合わせシーケンスの全収率は約35%であり、スキーム5のシーケンスに従って得た収率の2倍より多い。
この反応シーケンスは、7位(最終配位子の4位)にあるアリール置換基に関して可変性があり、このクラスのメタロセンのために選択されたインデニル配位子を容易に使用可能にできることを示す。
Ni触媒の使用を特徴とする方法の最終工程ばかりでなく、合成全体も本発明の別の局面を形成する。
したがって、別の局面から見れば、本発明は以下の変換を含む方法を提供する。
Figure 0006178864
理想的には、上記生成物が化合物VIIであり、上記の方法において化合物VIIIと反応される。
中間体
本発明は主に触媒に関するが、本発明の錯体及びこれらの錯体を形成するために使用する配位子も新しいことが認識される。したがって、本発明はさらに、式(I)〜(V)の錯体からMX配位が除去され、そしてプロトンがインデニルに戻された錯体に関する。
したがって、対象とする配位子は式(I’)である。
Figure 0006178864
式中、置換基は上記で定義されている通りであり、点線はインデニル環の炭素1と2又は2と3の間に存在する二重結合を表す。したがって、この分子が二重結合異性体を含有することが認識される。二重結合異性体とは、二重結合が二環式環の原子1と原子2の間よりもむしろ原子2と原子3の間に位置する化合物を意味する。1つのサンプル中に複数の二重結合異性体が存在してもよい。好ましい配位子は、MX配位が除去され、そしてプロトンがインデニルに戻されたところの上述の錯体の類似物である。
助触媒
活性触媒種を形成するには、通常は当技術分野で周知のような助触媒を利用する必要がある。13族の金属の有機金属化合物、例えばメタロセン触媒の活性化に使用する有機アルミニウム化合物を含む助触媒は、本発明で使用するのに適切である。
したがって、本発明のオレフィン重合触媒系は(i)本発明の錯体、及び通常は(ii)アルミニウムアルキル化合物(又は他の適切な助触媒)、又はその反応生成物を含む。したがって、助触媒はMAOのようなアルモキサン又はMAO以外のアルモキサンであることが好ましい。
しかしながら、代替的に本発明の触媒は他の助触媒、例えばホウ素化合物とともに使用することができる。ホウ素系助触媒を利用した場合は、錯体をTIBAなどのアルミニウムアルキル化合物と反応させることによって事前に活性化させることが普通であることが、当業者には認識される。この手順は周知であり、任意の適切なアルミニウムアルキル、例えばAl(C1−6−アルキル)を使用することができる。
対象とするホウ素系助触媒には、下式のものが含まれる。
BY
式中、Yは同じ又は異なるものであり、水素原子、炭素原子1個から約20個のアルキル基、炭素原子6個から約15個のアリール基、各々アルキル基に1個から10個の炭素原子及びアリール基に6〜20個の炭素原子を有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル又はハロアリール、又はフッ素、塩素、臭素又はヨウ素である。Yの好ましい例はメチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル又はトリフルオロメチル、不飽和基、例えばアリール又はハロアリール、例えばフェニル、トリル、ベンジル基、p−フルオロフェニル、3,5−ジフルオロフェニル、ペンタクロロフェニル、ペンタフルオロフェニル、3,4,5−トリフルオロフェニル及び3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニルである。好ましい選択肢はトリフルオロボラン、トリフェニルボラン、トリス(4−フルオロフェニル)ボラン、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ボラン、トリス(4−フルオロメチルフェニル)ボラン、トリス(2,4,6−トリフルオロフェニル)ボラン、トリス(ペンタ−フルオロフェニル)ボラン、トリス(トリル)ボラン、トリス(3,5−ジメチル−フェニル)ボラン、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ボラン及び/又はトリス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ボランである。
トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランが特に好ましい。
しかしながら、ボレート(borate)、すなわちボレート3+イオンを含有する化合物を使用することが好ましい。このようなイオン性助触媒は、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート及びテトラフェニルボレートなどの非配位性アニオンを含有することが好ましい。適切な対イオンはプロトン化アミン又はアニリン誘導体、例えばメチルアンモニウム、アニリニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、N−メチルアニリニウム、ジフェニルアンモニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリ−n−ブチルアンモニウム、メチルジフェニルアンモニウム、ピリジニウム、p−ブロモ−N,N−ジメチルアニリニウム又はp−ニトロ−N,N−ジメチルアニリニウムである。
本発明により使用することができる好ましいイオン化合物には、トリエチルアンモニウムテトラ(フェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(フェニル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラ(トリル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(トリル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラ(ジメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリブチルアンモニウムテトラ(4−フルオロフェニル)ボレート、N,N−ジメチルシクロヘキシ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、N,N−ジメチルベンジ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、N,N−ジメチルアニリニウムテトラ(フェニル)ボレート、N,N−ジエチルアニリニウムテトラ(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、N,N−ジ(プロピル)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(シクロヘキシル)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、トリフェニルホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリエチルホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、ジフェニルホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリ(メチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウムテトラキス(フェニル)ボレート、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、又はフェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが含まれる。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−ジメチルシクロヘキシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート又はN5N−ジメチルベンジルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
B(C、CN(CHH:B(C、(CC:B(C又はNi(CN)[B(C 2−を使用することが特に好ましい。
ボレート助触媒の適切な量は当業者には周知である。
アルミノキサン、特にMAOを使用することが非常に好ましい。
アルミノキサン助触媒の適切な量は、当業者には周知である。典型的なAlとMのモル比は1:1〜1000:1モル/モルである。アルミニウムアルキルを助触媒として使用する場合、活性剤中のアルミニウムと錯体中の遷移金属のモル比は1〜500モル/モル、好ましくは10〜400モル/モル、特に50〜400モル/モルであることが好ましい。
触媒の製造
本発明のメタロセン錯体は、当技術分野で周知のように、オレフィンの重合の触媒として適切な助触媒と組み合わせて、例えばトルエン又は脂肪族炭化水素などの溶媒中で(すなわち溶液中で重合するために)使用することができる。オレフィン、特にプロピレンの重合は、凝縮相で、又は気相中で実行されることが好ましい。
本発明の触媒は、担持された又は担持されていない形態で使用することができる。したがって、当技術分野で周知のように、担持された触媒を使用することが可能である。使用される粒状担体材料は、シリカ、アルミナ又はジルコニア、又はシリカ−アルミナなどの混合酸化物、特にシリカ、アルミナ又はシリカ−アルミナなどの有機又は無機材料であることが好ましい。シリカ担体を使用することが好ましい。当業者には、メタロセン触媒を担持するために必要な手順が分かっている。
担体は、例えば国際公開第94/14856号パンフレット(Mobil)、国際公開第95/12622号パンフレット(Borealis)及び国際公開第2006/097497号パンフレットに記載された方法と同様の方法を使用して錯体を担体の孔に装填できるように、多孔質材料であることが特に好ましい。粒子サイズは重要でないが、好ましくは5〜200μm、さらに好ましくは20〜80μmの範囲である。これらの担体を使用することは、当技術分野では定型的作業である。
好ましい実施形態では、担体を全く使用しない。しかしながら、触媒はなお固体粒状形態で提供することが好ましい。このような触媒は溶液中で、例えばトルエンのような芳香族溶媒中で、(固体又は溶液としての)メタロセンを助触媒、例えば、事前に芳香族溶媒中に溶解したメチルアルミノキサン又はボラン又はボレートと接触させることによって調製することができる、又は溶解した触媒成分を重合媒質に順番に添加することによって調製することができる。好ましい実施形態では、メタロセン(Xがアルキル又は水素と異なる場合)を、アルミニウムアルキルと金属/アルミニウムの比率が1:1〜1:500で、好ましくは1:1〜1:250で事前に反応させ、次に芳香族溶媒中に溶解したボラン又はボレート助触媒の溶液と別個の容器中で、又は重合反応器内で直接、一緒にする。好ましい金属/ホウ素の比率は1:1と1:100の間、さらに好ましくは1:1〜1:10である。
1つの特定の実施形態では、外部担体を使用しないが、それでも触媒を固体粒状形態で提示する。したがって、例えば上述したシリカのような不活性有機又は無機担体などの外部支持材料を利用しない。
固体の形態であるが、外部担体を使用しない本発明の触媒を提供するために、液体/液体エマルジョン系を使用することが好ましい。上記方法は、溶媒中に触媒成分(i)及び(ii)を分散させて形成すること、そして上記分散小滴を固化して固体粒子を形成することを含む。
特に、上記方法は、1つ以上の触媒成分の溶液を調製することと、上記溶液を溶媒中に分散させて上記1つ以上の触媒成分が分散相の小滴中に存在するエマルジョンを形成することと、外部粒状多孔質担体がない状態で分散小滴中の触媒成分を固定化して上記触媒を含む固体粒子を形成することと、そして任意的に上記粒子を回収することと、を含む。
この方法によって、例えば所定の球の形状、表面特性及び粒子サイズなどの改善されたモルフォロジーを有している活性触媒粒子を、無機酸化物、例えばシリカなどの任意の追加の外部多孔質支持材料を使用せずに、製造することができる。「1つ以上の触媒成分の溶液を調製する」という言葉は、触媒を形成する化合物が1つの溶液中で一緒にされ、それが不混和性溶媒に分散され得る、又は代替的に触媒形成化合物の各部分のための少なくとも2つの別個の触媒溶液が調製され、これが次に溶媒へと逐次に分散され得るという意味である。
触媒を形成する好ましい方法では、上記触媒の各々又はその一部のための少なくとも2つの別個の溶液を調製し、次にそれを不混和性溶媒に逐次分散させることができる。
遷移金属化合物を含んだ錯体と助触媒の溶液を溶媒と一緒にしてエマルジョンを形成し、上記不活性溶媒が連続液相を形成し、触媒成分を含む溶液が分散小滴の形態で分散相(非連続相)を形成することが、さらに好ましい。次に、小滴を固化して固体触媒粒子を形成し、固体粒子を液体から分離し、任意的に洗浄及び/又は乾燥させる。連続相を形成する溶媒は、少なくとも分散工程で使用する条件(例えば温度)にて、触媒溶液に対して不混和性とすることができる。
「触媒溶液と不混和性」という用語は、溶媒(連続相)が分散相溶液と完全に不混和性又は部分的に不混和性である、すなわち分散相溶液と完全には混和しないという意味である。
上記溶媒は、生成される触媒系の化合物に対して不活性であることが好ましい。必要な方法に関する完全な開示が、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第03/051934号パンフレットに見られる。
不活性溶媒は、少なくとも分散工程中に使用する条件(例えば温度)にて化学的に不活性でなければならない。上記連続相の溶媒は、それに溶解された有意の量の触媒形成化合物を含まないことが好ましい。したがって、触媒の固体粒子は、分散相に由来する化合物から小滴中に形成される(すなわち連続相に分散した溶液のエマルジョンに提供される)。
「固定化」及び「固化」という用語は、本明細書では同じ目的のために、すなわちシリカなどの外部多孔質粒状担体が存在しない状態で自由流の固体触媒粒子を形成するために区別なく使用される。したがって、固化は小滴中で生じる。上記工程は、上記国際公開第03/051934号パンフレットに開示されているように様々な方法で実行することができる。固化は、固化を引き起こす温度変化のように、エマルジョン系に対する外部刺激によって引き起こされることが好ましい。したがって、上記工程にて触媒成分は形成された固体粒子内に「固定」されたままである。触媒成分の1つ以上が固化/固定化反応に参加できることも可能である。
したがって、所定の粒子サイズ範囲を有する固体の組成上均一な粒子を得ることができる。
さらに、本発明の触媒粒子の粒子サイズは、溶液中の小滴のサイズによって制御することができ、均一な粒子サイズ分布の球形粒子を得ることができる。
本発明は固体粒子の調製をワンポット手順として実行可能にするので、産業的にも有利である。触媒を生成するために、連続的又は半連続的方法も可能である。
分散相
化学分野では2相エマルジョン系を調製する原理が知られている。したがって、2相液体系を形成するために、触媒成分の溶液と連続液相として使用する溶媒とは、少なくとも分散工程中に基本的に不混和性でなければならない。これは既知の方法で、例えば上記2つの液体及び/又は上記分散工程/固化工程の温度を相応して選択することによって達成することができる。
溶媒を利用して、触媒成分の溶液を形成することができる。上記溶媒は、上記触媒成分を溶解するように選択される。溶媒は好ましくは、当技術分野で使用されるような有機溶媒であり、任意的に置換されていてもよい炭化水素、例えば直鎖状又は分枝状の脂肪族、脂環式又は芳香族炭化水素、例えば直鎖又は環式アルカン、芳香族炭化水素及び/又はハロゲン含有炭化水素を包含する。
芳香族炭化水素の例はトルエン、ベンゼン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン及びキシレンである。トルエンが好ましい溶媒である。溶液は1つ以上の溶媒を含むことができる。したがって、このような溶媒は、エマルジョン形成の促進に使用することができ、通常は固化粒子の一部を形成しないが、例えば固化工程後に連続相と一緒に除去される。
あるいは、溶媒は固化に参加することができ、例えば40℃超、適切には70℃超、例えば80℃超又は90℃超などの高い融点を有する不活性炭化水素(蝋)を、分散相の溶媒として使用して、形成された小滴内に触媒化合物を固定化することができる。
別の実施形態では、溶媒は部分的又は完全に液体単量体、例えば「予備重合」固定化工程で重合されるように設計された液体オレフィン単量体で構成される。
連続相
連続液相の形成に使用する溶媒は単一の溶媒であるか、種々の溶媒の混合物であり、少なくとも分散工程中に使用する条件(例えば温度)にて触媒成分の溶液と不混和性とすることができる。上記溶媒は上記化合物に対して不活性であることが好ましい。
「上記化合物に対して不活性」という用語は、本明細書では連続相の溶媒が化学的に不活性、すなわち任意の触媒形成成分と化学反応をしないという意味である。したがって、触媒の固体粒子は、分散相に由来する化合物から小滴中に形成される、すなわち連続相に分散した溶液のエマルジョンに提供される。
固体触媒の形成に使用する触媒成分は、連続液相の溶媒に可溶性でないことが好ましい。上記触媒成分は、基本的に上記連続相形成溶媒中で不溶性であることが好ましい。
固化は基本的に小滴が形成された後に起こる。すなわち、固化は、例えば小滴中に存在する化合物間に固化反応を引き起こすことにより、小滴内で生じる。さらに、系に何らかの固化剤を別個に添加しても、それは小滴相内で反応し、連続相に入る触媒形成成分はない。
本明細書で使用する「エマルジョン」という用語は、2相系と多相系の両方を含む。
好ましい実施形態では、連続相を形成する上記溶媒は、ハロゲン化有機溶媒又はその混合物、好ましくはフッ素化有機溶媒及び特に半、高又は過フッ素化有機溶媒及びその官能化された誘導体を含む不活性溶媒である。上述した溶媒の例は半、高又は過フッ素化炭化水素、例えばアルカン、アルケン及びシクロアルカン、エーテル、例えば過フッ素化エーテル及びアミン、特に第三アミン、及びその官能化された誘導体である。半、高又は過フッ素化、特に過フッ素化炭化水素、例えばC4−C10のようなC3−C30などの過フルオロ炭化水素が好ましい。適切な過フルオロアルカン及び過フルオロシクロアルカンの特定の例には、過フルオロ−ヘキサン、−ヘプタン、−オクタン及び−(メチルシクロヘキサン)が含まれる。半フッ素化炭化水素は特に、過フルオロアルキル−アルカンなどの半フッ素化n−アルカンに関係する。
「半フッ素化」炭化水素はまた、−C−F及び−C−Hのブロックが交互であるような炭化水素も含む。「高フッ素化」とは、−C−H単位の大部分が−C−F単位で置き換えられているという意味である。「過フッ素化」とは、すべての−C−H単位が−C−F単位で置き換えられているという意味である。A. Enders及びG. Maasの"Chemie in unserer Zeit"(34. Jahrg. 2000, Nr.6)及びPierandrea Lo Nostroの"Advances in Colloid and Interface Science"(56 (1995) 245-287,Elsevier Science)の論文を参照されたい。
分散工程
エマルジョンは、当技術分野で知られている任意の手段によって形成することができる。すなわち、例えば上記溶液を激しく攪拌しながら連続相を形成する上記溶媒に混合することによって、又は混合ミルによって、又は超音波によって、又は最初に均質系を形成し、次に小滴が形成されるように系の温度を変化させることによって2相系に変換することによってエマルジョンを調製するためのいわゆる相変化法を使用することによって形成することができる。
2相状態は、例えば適切な攪拌によって、エマルジョン形成工程及び固化工程中に維持される。
また、エマルジョンの形成及び/又は安定性を促進するために、乳化剤/乳化安定剤を、好ましくは当技術分野で知られている方法で使用することができる。上記目的のために、例えば界面活性剤、例えば炭化水素系のクラス(例えば最大10000の分子量を有し、任意的にヘテロ原子が割り込んでいてもよい高分子炭化水素を含む)、好ましくは、任意的に例えば−OH、−SH、NH、NR”、−COOH、−COONH、アルケンの酸化物、−CR”=CHから選択された官能基を有していてもよい半又は高フッ素化炭化水素のようなハロゲン化炭化水素を使用することができ、式中、R”は水素、C1−C20アルキル、C2−20−アルケニル又はC2−20アルキニル基、オキソ基、環状エーテル及び/又はこれらの基の任意の反応性誘導体、例えばアルコキシ、又はカルボン酸アルキルエステル基、又は好ましくは官能化された末端を有する半、高又は過フッ素化炭化水素である。界面活性剤を触媒溶液に添加することができ、これはエマルジョンの分散相を形成して、エマルジョンの形成を促進し、エマルジョンを安定させる。
あるいは、乳化及び/又は乳化安定助剤は、少なくとも1つの官能基を有する界面活性剤前駆物質を、上記官能基に対して反応性で触媒溶液中又は連続相を形成する溶媒中に存在する化合物と反応させることによっても形成することができる。得た反応生成物は、形成されたエマルジョン系中で実際の乳化助剤及び/又は安定化剤として作用する。
上記反応生成物の形成に使用可能な界面活性剤前駆物質の例には、例えば−OH、−SH、−NH、NR”、−COOH、−COONH、アルケンの酸化物、−CR”=CHから選択された少なくとも1つの官能基を有する既知の界面活性剤が含まれ、式中、R”は水素、又はC1−C20アルキル、C2−20−アルケニル又はC2−20−アルキニル基、オキソ基、3から5の環原子を有する環状エーテル及び/又はこれらの基の任意の反応性誘導体、例えばアルコキシ又はカルボン酸アルキルエステル基であり、例えば上記官能基の1つ以上を有する半、高又は過フッ素化炭化水素である。界面活性剤前駆物質は、上記で定義したような末端官能性を有することが好ましい。
このような界面活性剤前駆物質と反応する化合物は、触媒溶液に含有されていることが好ましく、さらなる添加剤又は触媒形成化合物の1つ以上とすることができる。このような化合物は、例えば13族の化合物(例えばMAO及び/又はアルミニウムアルキル化合物及び/又は遷移金属化合物)である。
界面活性剤前駆物質を使用する場合は、遷移金属化合物を添加する前に、最初に触媒溶液の化合物と反応させることが好ましい。一実施形態では、例えば高フッ素化C1−n(C4−30−又はC5−15が適切)アルコール(例えば高フッ素化ヘプタノール、オクタノール又はノナノール)、酸化物(例えばプロペンオキサイド)又はアクリル酸エステルを助触媒と反応させて、「実際の」界面活性剤を形成する。次に、追加の量の助触媒及び遷移金属化合物を上記溶液に添加し、得た溶液を、連続相を形成する溶媒に分散させる。「実際の」界面活性剤溶液は、分散工程の前又は分散系中で調製することができる。上記溶液を分散工程の前に作成した場合は、調製した「実際の」界面活性剤溶液及び遷移金属溶液を不混和性溶媒に逐次(例えば界面活性剤溶液を最初に)分散させるか、又は分散工程の前に一緒にすることができる。
固化
分散した小滴中の触媒成分の固化は、例えば小滴中に存在する化合物の反応生成物を形成する上記固形触媒の形成を引き起こすか加速するなど、様々な方法で実行することができる。これは、使用する化合物及び/又は所望の固化速度に応じて、系の温度変化などの外部刺激がある状態、又はない状態で実行することができる。
特に好ましい実施形態では、固化は、エマルジョン系を形成した後に系を温度変化などの外部刺激に晒すことによって起こる。例えば10〜100℃などの5〜100℃、又は50〜90℃などの20〜90℃の温度差を使用することができる。
エマルジョン系を急速な温度変化に晒して、分散系内に高速の固化を引き起こすことができる。分散相は、小滴内の成分を即座に固化するために、例えば即座(ミリ秒から数秒以内)の温度変化に晒すことができる。成分の所望の固化速度に必要な適切な温度変化、すなわちエマルジョン系の温度の上昇又は低下は、いかなる特定の範囲にも制限することができず、当然、エマルジョン系に、すなわち使用された化合物及びその濃度/比率、さらに使用された溶媒に依存し、それに相応して選択される。所望の固化を引き起こすために、分散した系に十分な加熱又は冷却効果を提供するよう任意の技術を使用できることも明白である。
一実施形態では、例えば上述したように、特定温度のエマルジョン系を十分異なる温度の受け側の不活性媒質へと搬送することによって加熱又は冷却効果が得られ、それによってエマルジョン系の上記温度変化が小滴の迅速な固化を引き起こすのに十分になる。受け側媒質は、例えば空気などの気体状、又は液体、好ましくは溶媒、又は2つ以上の溶媒の混合物とすることができ、触媒成分が不混和性でありかつ触媒成分に対して不活性であるところのものである。例えば、受け側媒質は最初のエマルジョン形成工程の連続相として使用されたものと同じ不混和性溶媒を含む。
上記溶媒は単独で、又はアルカンのような脂肪族又は芳香族炭化水素などの他の溶媒との混合物として使用することができる。受け側媒質としてフッ素化溶媒を使用することが好ましく、エマルジョン形成の連続相、例えば過フッ素化炭化水素と同じであってもよい。
あるいは、温度差は、例えば毎分最大10℃、好ましくは毎分0.5〜6℃、さらに好ましくは毎分1〜5℃のエマルジョン系の漸進的加熱によって起こり得る。
分散相の形成に例えば炭化水素溶媒の溶融物を使用する場合、小滴の固化は、上述した温度差を使用して系を冷却することによって起こり得る。
エマルジョンの形成に使用可能であるような「1相」変化は、これも分散系内の温度変化を起こすことによって、エマルジョン系の小滴内の触媒活性内容物の固化にも使用できることが好ましく、これによって小滴中に使用する溶媒が連続相、好ましくは上記で定義したようなフルオラス(fluorous)連続相と混和性になり、したがって小滴に上記溶媒が乏しくなり、「小滴」中に残留した固化成分が固化し始める。したがって、固化工程を制御するために、溶媒及び条件(温度)に関して不混和性を調節することができる。
例えば有機溶媒のフルオラス溶媒との混和性は文献に見られ、したがって当業者が相応して選択することができる。また、相変化に必要な臨界温度は、文献から入手可能であり、または、例えばHildebrand-Scatchard-Theorieなどの当技術分野で知られている方法を使用して決定することができる。上記で引用したA. Enders及びG.の、及びPierandrea Lo Nostroの論文も参照されたい。
したがって本発明によると、小滴の全体又は一部のみを固体形態に転化することができる。例えば予備重合に使用する単量体の量が比較的大きい場合、「固化した」小滴のサイズは元の小滴より小さい、又は大きくてよい。
回収された固体触媒粒子は、任意的な洗浄工程の後、オレフィンの重合方法に使用することができる。あるいは、分離し、任意的に洗浄した固体粒子を乾燥して、重合工程で使用する前に粒子中に存在する溶媒を除去することができる。分離及び任意的な洗浄工程は既知の方法で、例えば濾過し、その後に固体を適切な溶媒で洗浄することによって実行することができる。
粒子の小滴形状は、実質的に維持することができる。形成された粒子は、1〜500μm、例えば5〜500μm、都合よくは5〜200μm又は10〜150μmの平均サイズ範囲を有することができる。5〜60μmの平均サイズ範囲さえ可能である。サイズは、触媒を使用する重合に応じて選択することができる。本発明の調製された粒状触媒の平均粒子サイズは2〜150μm、好ましくは5〜120μm、さらに好ましくは5〜90μmの範囲、特に10〜70μmの範囲であることが有利である。粒子は基本的に球形の形状であり、空隙率(porosity)が低く、表面積が小さい。
溶液の形成は0〜100℃、例えば20〜80℃の温度で実行することができる。分散工程は、−20℃〜100℃、例えば−5〜30℃などの約−10〜70℃、例えば0℃程度で実行することができる。
得られた分散物に、上記で定義したような乳化剤を添加して、小滴の形成を改善/安定化することができる。小滴中の触媒成分の固化は、混合物の温度を例えば0℃の温度から最大100℃、例えば最大60〜90℃まで徐々に、例えば1分〜180分、例えば1分〜90分又は5分〜30分で、又は迅速な温度変化として上昇させることによって実行することが好ましい。加熱時間は反応器のサイズに依存する。
固化工程は、約60〜100℃、好ましくは約75〜95℃(溶媒の沸点未満)で実行することが好ましく、その間に、溶媒を除去できることが好ましく、任意的に固体を洗浄溶液で洗浄する。洗浄溶液は、上記で定義された及び/又は当技術分野で使用されているような任意の溶媒又は溶媒の混合物、好ましくはペンタン、ヘキサン又はヘプタンなどの炭化水素とすることができ、ヘプタンが適切である。洗浄した触媒は乾燥させるか、又は油中でスラリーにし、重合方法で触媒−油スラリーとして使用することができる。
調製工程の全部又は一部は連続的に実行することができる。乳化/固化方法を介して調製される固体触媒タイプのこのような連続的又は半連続的調製方法の原理について述べた国際公開第2006/069733号パンフレットを参照されたい。
重合
本発明の触媒を使用して重合されるオレフィンは、プロピレン又は高級アルファ−オレフィン又はエチレンとα−オレフィンの混合物又はアルファオレフィンの混合物、例えばC2−20オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテンなどであることが好ましい。本発明の方法で重合されるオレフィンは、不飽和重合可能基を含む任意の化合物を含むことができる。したがって、例えばC6−20オレフィン(環式及び多環式オレフィン(例えばノルボルネン))、及びポリエン、特にC4−20ジエンなどの不飽和化合物を、例えばC2−5α−オレフィンなどの低級オレフィンとの共重合用単量体混合物に含めることができる。得られる重合体に長鎖分枝を導入するために、ジオレフィン(すなわちジエン)を使用することが適切である。このようなジエンの例には1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,8−ノナジエン、1,9−デカジエンなどのα,ω直鎖状ジエンが含まれる。
本発明の触媒は、ポリプロピレン重合体、特にアイソタクチックポリプロピレン、ランダムプロピレン共重合体及びヘテロ相プロピレン共重合体の製造に使用するのに特に適している。
本発明の方法での重合は、1つ以上の例えば1、2又は3個の重合反応器内で、従来の重合技術、例えば気相、溶液相、スラリー又は塊重合を使用して実行することができる。
一般的に、スラリー(又はバルク)と少なくとも1つの気相反応器との組み合わせが好ましいことが多く、特に反応器の順番をスラリー(又はバルク)、次に1つ以上の気相反応器にする。
スラリー反応器のプロピレン重合の場合、反応温度は一般的に60〜110℃(例えば60〜90℃)の範囲であり、反応器圧力は一般的に5〜80バール(例えば20〜60バール)の範囲であり、滞留時間は一般的に0.1〜5時間(例えば0.3〜2時間)の範囲である。反応媒質として、通常は単量体を使用する。
気相反応器の場合、使用される反応温度は一般的に60〜115℃(例えば70〜110℃)の範囲であり、反応器圧力は一般的に10〜25バールの範囲であり、滞留時間は一般的に0.5〜8時間(例えば0.5〜4時間)である。使用される気体は単量体であり、任意的に窒素又はプロパンなどの非反応性ガスとの混合物であってもよい。実際の重合工程及び反応器に加えて、方法は予備重合工程のような任意の追加の重合工程、及び当技術分野で知られているように任意のさらなる後反応器ハンドリング(after reactor handling)工程を含むことができる。
一般的に、使用される触媒の量は触媒の性質、反応器のタイプ及び条件、及び重合体生成物に望ましい特性に依存する。当技術分野で周知のように、重合体の分子量を制御するために水素を使用することができる。本発明の触媒の性能は、重合方法中に使用される広範囲の水素濃度にわたって非常に優れており、それによって触媒は広範囲の重合体の生成に使用するのに好都合であることは特に注目に値する。触媒は、比較的高い分子量を有する重合体を得るために、比較的低い水素濃度ばかりでなく、比較的高い水素濃度でも有用である。また、本発明の触媒の活性は非常に高く、重合体の生産性レベルは優れている。
特許請求の範囲に記載された触媒によって、著しく高い融点及び著しく大きい分子量を有する重合体の形成が可能になることが本発明の特徴である。これらの特徴は、商業的に興味深い重合温度、例えば60℃以上で達成することができる。本発明の触媒を使用して、少なくとも60℃、好ましくは少なくとも65℃、例えば少なくとも70℃の温度でプロピレンを重合することが本発明の好ましい特徴である。
実施例で開示されたようなホモ重合では、実験室規模で10.0kg/g(触媒)/時間以上、例えば12kg/g(触媒)/時間以上のオーダーの触媒活性が達成され、実施例で開示されたようなランダム共重合体では25kg/g(触媒)/時間超(例えば最大70kg/g(触媒)/時間)のオーダーの触媒活性が達成されている。
本発明の触媒を使用して作成したプロピレン重合体は、高い分子量を有することができる。重合体がプロピレン単独重合体である場合、これは高度にアイソタクチックとすることもできる。アイソタクチシチーは、13C NMRによって、又はDSCによっても測定される。したがって、ポリプロピレン単独重合体の場合、アイソタクチシチーは13C NMRで測定すると99.5%mmより高くすることができる。標準的DSCで測定した場合、ポリプロピレン単独重合体の高いアイソタクチシチーは、148℃より高い融点(Tm)を意味する。
ポリプロピレンの分子量は少なくとも200,000、好ましくは少なくとも300,000、特に少なくとも400,000とすることができる。しかしながら、形成された重合体の分子量は使用する水素の量に依存し、プロピレンランダム共重合体の場合は、当技術分野で周知のように共重合用単量体の量に依存する。
本発明のメタロセンによって作られたポリプロピレンは、関係する全範囲のMFR値、すなわち非常に高い(例えば1000又は500など、2000という高い)値から非常に低い値、すなわち分数(<1)までの値を伴って作られ得る。周知のように、水素を使用してMFRを操作することができる。
プロピレンランダム共重合体では、(エチレンなどの)共重合用単量体の量は典型的に、1重量%未満〜約8重量%、例えば1重量%〜6重量%の範囲である(FTIRで測定)。
用途
本発明の触媒によって作られた重合体は、パイプ、フィルム(キャスト、インフレーション及びBOPPフィルム)、繊維、成形品(例えば射出成形、吹込成形、回転成形品)、押出成形コーティングなど、あらゆる種類の最終製品で有用である。特にコンデンサ用の、BOPP(二軸延伸ポリプロピレン)フィルムを必要とするようなフィルム用途が好ましい。
次に、本発明を以下の非限定的な実施例を参照することにより例証する。
測定方法
ICP分析
質量Mの固体サンプルを取り、ドライアイス上で冷却することにより、触媒の元素分析を実施した。サンプルは、既知の体積Vまで、硝酸(HNO3、65%、Vの5%)及び新鮮な脱イオン(DI)水(Vの5%)に溶解させることによって希釈した。次に、溶液をフッ化水素酸(HF、40%、Vの3%)に加え、DI水で最終体積Vまで希釈し、2時間放置して安定させた。
分析は、室温にてThermo Elemental iCAP 6300誘導結合プラズマ発光分光器(ICP−OES)を使用して実行したが、これはブランク(5%のHNO3及び3%のHFのDI水溶液)、及び5%のHNO3、3%のHFのDI水溶液中に0.5ppm、1ppm、10ppm、50ppm、100ppm及び300ppmのAl、0.5ppm、1ppm、5ppm、20ppm、50ppm及び100ppmのHf及びZrという6つの標準値で較正した。
分析の直前に、ブランク及び100ppmのAl、50ppmのHf、Zrの標準を使用して較正を「再傾斜」させ、品質制御サンプル(5%のHNO3、3%HFのDI水溶液中に20ppmのAl、5ppmのHf、Zr)を通して再傾斜を確認する。QCサンプルは、サンプル5個毎に、及び計画された分析セットの最後にも通す。
ハフニウムの含有量は282.022nm及び339.980nmの線を使用して、ジルコニウムの含有量は339.198nmの線を使用してモニタした。アルミニウムの含有量は、ICPサンプル中のAl濃度が0〜10ppm(100ppmまでしか較正していない)の場合は167.079nmの線により、Al濃度が10ppmを超えた場合は396.152nmの線によりモニタした。
報告値は、同じサンプルから集めた3つの連続的アリコートの平均であり、サンプルの元の質量及び希釈量をソフトウェアに入力することにより、元の触媒に関連づける。
DSC分析
融点Tm及び結晶化温度Tcは、約5mgのサンプルでMettler-Toledo 822e示差走査熱量計(DSC)を使用し、ISO11357−3に従い、加熱/冷却/加熱サイクルで+23〜+225℃の温度範囲で10℃/分の走査速度で、50ml分−1の窒素流量にして測定した。融点及び結晶化温度は、それぞれ第二加熱工程及び冷却工程で吸熱及び発熱ピークとして採取した。
計器の較正は、ISO11357−1に従ってH0、鉛、スズ、インジウムで実行した。較正からの温度の最大誤差は0.3℃未満であった。
メルトフローレート
メルトフローレート(MFR)は、ISO1133に従って判定し、g/10分の単位で示す。MFRは重合体の流動性、したがって加工性の指標である。メルトフローレートが高いほど、重合体の粘度が低くなる。MFRは230℃で判定し、2.16kg(MFR)又は21.6kg(MFR21)などの種々の負荷で判定することができる。
GPC:分子量の平均、分子量の分布、及び多分散性指数(M、M、M/M
分子量の平均(Mw,Mn)、分子量の分布(MWD)、及び多分散性指数PDI=Mw/Mnで表すその広さ(式中、Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量である)は、ISO16014−4:2003及びASTM D6474−99に従ってゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により判定した。示差屈折率検出器及びオンライン粘度計を装備したWaters GPCV2000計器を、Tosoh Bioscienceの2xのGMHXL-HT及び1xのG7000HXL-HT TSK-ゲルカラム、及び溶媒として140℃及び1mL/分の一定流量の1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB、250mg/Lの2,6−ジtert−ブチル−4−メチル−フェノールで安定化)とともに使用した。分析毎に209.5μLのサンプル溶液を注入した。カラムセットは、1kg/モル〜12000kg/モルの範囲の少なくとも15の狭いMWDポリスチレン(PS)標準で(ISO16014−2:2003による)普遍較正を使用して較正した。使用したPS、PE及びPPのMark Houwink定数はASTM D6474−99に従う。全サンプルは、0.5〜4.0mgの重合体を4mL(140℃)の安定化したTCB(移動相と同じ)に溶解させ、連続的に穏やかに振盪した状態で最大160℃で最大3時間維持することにより調製した後、サンプリングしてGPC計器に入れた。
触媒の活性
触媒の活性は下式に基づいて計算した。
Figure 0006178864
NMR分光法によるポリプロピレン単独重合体微小構造の定量化
定量核磁気共鳴(NMR)分光法を使用して、ポリプロピレン単独重合体のアイソタクチシチー及び位置欠陥の量を定量化した。定量的13C{H}NMRスペクトルを、H及び13Cについてそれぞれ400.15MHz及び100.62MHzで動作するBruker Advance III 400NMR分光計を使用し、溶液状態で記録した。すべてのスペクトルは、13C最適化10mm選択的励起プローブヘッドを125℃で使用し、全空気圧について窒素ガスを使用して記録した。約200mgの材料を1,2−テトラクロロエタン−d(TCE−d)に溶解させた。この設定は主に、立体規則性分布(tacticity distribution)の定量化に必要な高い分解能のために選択された(Busico, V.、Cipullo, R.、Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443;Busico, V.;Cipullo, R.、Monaco, G.、Vacatello, M.、Segre, A.L.、Macromolecules 30 (1997) 6251)。NOE及び2レベルWALTZ16デカップリングスキームを用いて標準的な単一パルス励起を利用した(Zhou, Z.、Kuemmerle, R.、Qiu, X.、Redwine, D.、Cong, R.、Taha, A.、Baugh, D.、Winniford, B.、J. Mag. Reson. 187 (2007) 225;Busico, V.、Carbonniere, P.、Cipullo, R.、Pellecchia, R.、Severn, J.、Talarico, G.、Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 11289)。スペクトル毎に合計8192個(8k)の過渡状態を得た。独自のコンピュータプログラムを使用して定量的13C{H}NMRスペクトルを処理し、積分して、関連する定量的特性を積分から判定した。すべての化学シフトを、21.85ppmにおけるアイソタクチックペンタッドmmmmのメチル信号に内部で関連づけた。
23.6ppmと19.7ppmの間のメチル領域を積分し、対象とする立体シーケンスに関係ないサイトがあればすべて補正して、立体規則性分布を定量化した(Busico, V.、Cipullo, R.、Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443;Busico, V.、Cipullo, R.、Monaco, G.、Vacatello, M.、Segre, A.L.、Macromolecules 30 (1997) 6251)。メチル領域の直接積分によりペンタッドのアイソタクチシチーを判定し、全立体ペンタッドに対するアイソタクチックペンタッドmmmmのモル分率又はパーセンテージとして、すなわち[mmmm]=mmmm/全立体ペンタッドの合計として報告した。適宜、立体ペンタッドに直接関連しないサイトが存在した場合は積分を補正した。
位置不規則プロペン挿入に対応する特徴的な信号が観察された(Resconi, L.、Cavallo, L.、Fait, A.、Piemontesi, F.、Chem. Rev. 2000, 100, 1253)。2,1エリスロ位置欠陥の形態の2次挿入プロペンの存在が、17.7ppm及び17.2ppmにある2つのメチル信号の存在で示され、他の特徴的信号の存在で確認された。2,1エリスロ位置欠陥の量は、それぞれ17.7ppm及び17.2ppmで観察したe6及びe8サイトの平均積分(e)、すなわちe=0.5*(e6+e8)を使用して定量化した。他のタイプの位置不規則性に対応する特徴的な信号は観察されなかった(Resconi, L.、Cavallo, L.、Fait, A.、Piemontesi, F.、Chem. Rev. 2000, 100, 1253)。1次挿入プロペンの量(p)は、23.6〜19.7ppmのメチル領域にある全信号の積分(CH3)に基づいて定量化した。ただし、p=CH3+2*eであるように、1次挿入に関係ない上記積分に含まれる他の種、及びこの領域から除外された1次挿入信号のための補正に注意した。特定タイプの位置欠陥の相対的含有率は、観察されたプロペン挿入の全形態、すなわち全1次(1,2)、2次(2,1)及び3次(3,1)挿入プロペン単位の合計に対する上記位置欠陥のモル分率又はパーセンテージ、例えば[21e]=e/(p+e+t+i)として報告した。2,1−エリスロ又は2,1−トレオ位置欠陥の形態の2次挿入プロペンの合計量は、上記位置不規則単位全部の合計、すなわち[21]=[21e]+[21t]として定量化した。
NMR分光法による共重合体微小構造の定量化
定量的核磁気共鳴(NMR)分光法を使用して、共重合体、特にプロペン−コ−エチレン共重合体の共重合用単量体含有量及び共重合用単量体分布を定量化した。定量的13C{H}NMRスペクトルを、H及び13Cについてそれぞれ400.15MHz及び100.62MHzで動作するBruker Advance III 400NMR分光計を使用し、溶液状態で記録した。すべてのスペクトルは、13C最適化10mm選択的励起プローブヘッドを125℃で使用し、全空気圧について窒素ガスを使用して記録した。約200mgの材料を、溶媒中の緩和剤の65mMの溶液を結果する、クロム−(III)−アセチルアセトネート(Cr(acac))を有する1,2−テトラクロロエタン−d(TCE−d)中に溶解させた(Singh, G.、Kothari, A.、Gupta, V.、Polymer Testing 28 5 (2009), 475)。この設定は主に、正確なエチレン含有率の判定に必要な高い分解能及び定量スペクトルのために選択された。最適化したチップ角度、1秒リサイクル遅延及び2レベルのWALTZ16デカップリングスキームを使用し、NOEがない状態で標準的な単一パルス励起を使用した(Zhou, Z.、Kuemmerle, R.、Qiu, X.、Redwine, D.、Cong, R.、Taha, A.、Baugh, D.、 Winniford, B.、J. Mag. Reson. 187 (2007) 225;Busico, V.、Carbonniere, P.、Cipullo, R.、Pellecchia, R.、Severn, J.、Talarico, G.、Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 11289)。スペクトル毎に合計6144個(6k)の過渡状態を得た。独自のコンピュータプログラムを使用して定量的13C{H}NMRスペクトルを処理し、積分して、関連する定量的特性を積分から判定した。すべての化学シフトを、溶媒の化学シフトを使用し、30.00ppmにおけるエチレンブロック(EEE)の中心のメチレン基に間接的に関連づけた。このアプローチにより、この構造単位が存在しない場合でも同等に関連づけることができた。
位置不規則プロペン挿入に対応する特徴的信号は観察された(Resconi, L.、Cavallo, L.、Fait, A.、Piemontesi, F.、Chem. Rev. 2000, 100, 1253)。
エチレンの取り込みに対応する特徴的な信号が観察された(Cheng, H. N.、Macromolecules 17, 1984, 1950)。共重合用単量体の含有率は、共重合体中の全単量体に対する組み込まれたエチレンのモル分率又はパーセントとして、Wangらの方法(Wang, W-J.、Zhu, S.、Macromolecules 33, 2000, 1157)を使用し、全スペクトル13Cのスペクトルにわたる複数の信号を積分して計算された。この分析方法は、その堅牢な性質および必要に応じて位置不規則プロペン挿入の存在を説明する能力のために選択された。積分領域は、遭遇した共重合用単量体の含有率の全範囲にわたって適用性を増加させるために、わずかに調節した。
単離されたエチレンの取り込み(PPEPP)のみが観察された系では、Wangらの方法を修正して、より高次の共重合用単量体配列の定量化に使用する非ゼロ整数の影響を軽減した。このような場合、エチレンの絶対含有量の項はE=0.5(Sββ+Sβγ+Sβδ+0.5(Sαβ+Sαγ□))又はE=0.5(I+I+0.5(I+I))のみに基づき、Wangら(Wang, W-J.、Zhu, S.、Macromolecules 33, 2000, 1157)と同じ表記法を使用して判定した。プロピレンの絶対含有量(P)に使用する項は修正せず、エチレンのモル分率は[E]=E/(E+P)として計算した。重量パーセント単位の共重合用単量体含有率は、モル分率から通常の方法で、すなわち[Ewt%]=100*([E]*28.06)/(([E]*28.06)+((1−[E])*42.08))で計算した。
PPのエチレン含有率(FTIR C
エチレン含有率は、位置不規則プロペン挿入を説明する方法を使用して、13C NMR分光法で得た結果に合わせて較正したフーリエ変換赤外線分光法(FTIR)で測定した。ポリプロピレン中のエチレン含有率を測定する場合、Graseby Specacプレスを使用して230℃で熱プレス(予熱5分、プレス1分、冷却(冷水)5分)することにより、サンプルの薄膜(厚さ約0.220〜0.250mm)を作製した。サンプルのFTIRスペクトルは、Nicolet Protege 460分光計を使用し、4000〜400cm−1、解像度4cm−1、走査64回で即座に記録した。733cm−1(700cm−1〜760cm−1の基線)での吸収ピークの面積、及び809cm−1(780cm−1〜880cm−1の基線)での基準ピークの高さを評価した。結果を、下式を使用して計算した。
tot=a×A/R+b
式中、
A=733cm−1における吸収ピークの面積、
R=809cm−1における基準ピークの高さ、
tot=C2含有率(重量%)
a、bはA/Rに対して13C NMR分光法によって判定した通りの既知のエチレン含有率の複数の較正基準を相関させることによって判定された較正定数である。
結果は、2つの測定値の平均として報告した。
実施例
化学物質
すべての化学物質及び化学反応は、不活性ガス雰囲気中でSchlenk及びグローブボックス技術を使用し、オーブン乾燥したガラス器、シリンジ、ニードル又はカニューレを用いて取り扱った。
MAOはAlbermarleから購入し、30重量%のトルエン溶液として使用した。
界面活性剤として使用する過フルオロアルキルエチルアクリレートエステル(CAS65605−70−1)の混合物は、Cytonix社から購入し、活性化した分子篩上で(2回)乾燥させ、使用する前にアルゴン通気で脱気した。
過フルオロ−1,3−ジメチルシクロヘキサン(PFC、CAS335−27−3)を、活性化した分子篩上で(2回)乾燥させ、使用する前にアルゴン通気で脱気した。
トリエチルアルミニウムはCromptonから購入し、純粋な形で使用した。水素はAGAから提供され、使用前に精製した。
プロピレンはBorealisから提供され、使用前に十分精製する。
以下のメタロセン錯体を比較例で使用する。
rac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、CAS#153882−67−8(CMC1)
Figure 0006178864
rac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)Ind]ZrCl/MAO(CMC2)
rac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)−7−OMe−Ind]ZrCl/MAO(CMC3)
他の試薬:
2MのHCl、12MのHCl(Reachim、ロシア)、シリカゲル60(40〜63μm、Merck)、KCO(Merck)、ZrCl(THF)、削り屑状マグネシウム(Acros)、TsOH(Aldrich)、nBuLi(Chemetall)、n−ヘキサン(Merck)は、受け取ったままの状態で使用した。トルエン(Merck)、THF(Merck)、ジクロロメタン(Merck)は、Na/Kアロイ上で保持および蒸留した。ジクロロジメチルシラン(Merck)は、使用前に蒸留した。NMR実験用のCDCl、DMSO−d及びCDCl(Deutero GmbH)は、CaH上で乾燥および保持した。ヨウ化メチルはAcrosである。1−ブロモ−3,5−ジ−tert−ブチルベンゼン(Aldrich)は、受け取ったままの状態で使用した。
ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロライド、すなわちIPr(HCl)、及び(IPr)NiCl(PPh)は、それぞれ[Hintermann, L. Beilstein J. Org. Chem. 2007, 3, 1.]及び[Matsubara, K.;Ueno, K.;Shibata, Y.Organometallics 2006, 25, 3422.]に記載された通りに合成した。
4−ブロモ−1−メトキシ−2−メチルインダンは、[Izmer, V.V.;Lebedev, A.Y.;Nikulin, M.V.;Ryabov, A.N.;Asachenko, A.F.;Lygin, A.V.;Sorokin, D.A.;Voskoboynikov, A.Z. Organometallics 2006, 25, 1217.]に記載された通りに得た。
錯体合成MC1
1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼン
方法1
1−(ブロモメチル)−3−メトキシベンゼン
900mLのCCl中の122g(1.0モル)の1−メトキシ−3−メチルベンゼンの溶液に、178g(1.0モル)のNBS及び1.0gの(PhCOを室温で加えた。この混合物を3時間還流し、室温に冷却し、形成されたスクシンイミドを濾過して除去した。スクシンイミドは追加的に2×150mLのCClで洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固し、残留物を減圧蒸留した(b.p.112〜125℃/8mmHg)。この手順により、約25%の異性生成物、すなわち1−ブロモ−4−メトキシ−2−メチルベンゼンで汚染された152.5gの1−(ブロモメチル)−3−メトキシベンゼンが得られた。
Figure 0006178864
1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼン
1Lのクロロホルム中の上述した粗1−(ブロモメチル)−3−メトキシベンゼン(152.5g)の溶液に、200mLのクロロホルム中の134g(0.841モル)の臭素の溶液を1滴ずつ、室温で激しく攪拌しながら加えた。反応混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に蒸発乾固した。残留物を1000mLのn−ヘキサンで粉砕し、沈殿物を濾過して除去し、100mLのn−ヘキサンで洗浄し、次に減圧乾燥させた。母液を蒸発させ、その後に残留物を200mLのn−ヘキサンで処理することによって、追加の量の生成物が得られた。
合計して、この手順により153g(2段階に関して55%全収率)の1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼンが得られた(2回の平均)。
Figure 0006178864
方法2
1−ブロモ−4−メトキシ−2−メトキシベンゼン
1Lのアセトニトリル中の122g(1.0モル)の1−メトキシ−3−メチルベンゼンの溶液に、178g(1.0モル)のNBSを、10℃で1時間激しく攪拌しながら少量ずつ加えた。反応混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に蒸発乾固した。残留物を1Lのn−ヘキサンに溶解させ、ガラスフリット(G2)で濾過した。沈殿物を追加的に2×150mLのn−ヘキサンで洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固し、173g(86%)の1−ブロモ−4−メトキシ−2−メチルベンゼンが得られた。
Figure 0006178864
1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼン
850mLのCCl中の173g(0.86モル)の1−ブロモ−4−メトキシ−2−メチルベンゼンの溶液に、153g(0.86モル)のNBS及び1.0gの(PhCOO)を室温で加えた。この混合物を16時間還流し、室温まで冷却し、次にガラスフリット(G2)で濾過した。沈殿物を追加的に2×150mLのCClで洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固し、残留物を600mLのn−ヘキサンと共に粉砕した。沈殿物を濾過して除去し(G3ガラスフリット)、50mLのn−ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥させた。この手順により121gの標題生成物が得られた。母液を蒸発させた後、200mLのn−ヘキサンから残留物を−25℃で結晶化させることにより、追加量の生成物を得た。合計で、157g(65%;又は2段階に関して56%全収率)の1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼンが単離された。
C8H8Br2Oの分析計算値:C, 34.32; H,2.88。実測値:C, 34.44; H, 2.95。
方法3
1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼン
N−ブロモスクシンイミド(45.9g)を、240mLのテトラクロロメタン中の15.1g(123ミリモル)の3−メチルアニソールの溶液に加えた。混合物を0.3gの過酸化ベンゾイルで14時間還流した。得られた混合物をガラスフリット(G3)で濾過し、濾液に100mLのジクロロメタン及び300mLの冷水を加えた。有機層を分離し、NaSO上で乾燥させ、次に蒸発乾固した。残留物を高温ヘキサンから再結晶化させ、16.0gの標題化合物が得られた。母液を蒸発乾固し、残留物をヘキサンから再結晶化させて、追加の6.1gの標題材料が得られた。白色結晶質固体の全収率22.1g(64%)。
C8H8Br2Oの分析計算値:C, 34.32; H,2.88。実測値:C, 34.47; H, 3.02。
3−(2−ブロモ−5−メトキシフェニル)−2−メチルプロピオン酸
15.2g(0.661モル)のナトリウム及び540mLの乾燥エタノールから得られたナトリウムエトキシドの溶液に、115g(0.658モル)のメチルマロン酸ジエチルを加えた。この混合物を15分間攪拌し、次に穏やかな還流を維持するような速度で激しく攪拌しながら184g(0.659モル)の1−ブロモ−2−(ブロモメチル)−4−メトキシベンゼンを加えた。この混合物をさらに2時間還流し、次に室温まで冷ました。400mLの水中の130gのKOHの溶液を加えた。得られた混合物を4時間還流し、形成されたエステルを鹸化した。蒸気温度が95℃に到達するまで、エタノール及び水を蒸留して除去した。室温に冷ました残留物に1500mLの水、次に12MのHClを(pH1まで)加えた。形成された(2−ブロモ−5−メトキシベンゼン)(メチル)マロン酸の沈殿物を濾過して除去し、2×200mLの冷水で洗浄し、空気で乾燥させた。置換されたメチルマロン酸を180℃で脱炭酸して、152g(84%)の標題生成物を得た。
Figure 0006178864
2−メチル−4−ブロモ−7−メトキシ−インダン−1−オン
153gのP10及び780mLのMeSOHから得られたイートン試薬に、60〜62℃で50分間激しく攪拌し、149g(0.544モル)の3−(2−ブロモ−5−メトキシフェニル)−2−メチルプロピオン酸を加えた。得られた混合物を同じ温度で30分間さらに攪拌し、次に2kgの氷と2000cmの冷水との混合物に注入した。粗生成物を800mLのジクロロメタンで抽出し、次に水性相を2Lの水性相毎に2×200mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を水性KCOで洗浄し、KCOで乾燥させ、次に蒸発乾固した。得られた赤色の油を155〜170℃/5mmHgにて減圧蒸留し、104g(75%)の2−メチル−4−ブロモ−7−メトキシ−インダン−1−オンを黄色の油として回収した。これは室温で徐々に結晶化する。
Figure 0006178864
2−メチル−4−ブロモ−1,7−ジメトキシインダン
104g(0.407ミリモル)の2−メチル−4−ブロモ−7−メトキシインダン−1−オン及び15.0g(0.397ミリモル)のNaBHの混合物を含む410mLのTHF混合物に、+5℃で4時間激しく攪拌しながら、205mLのメタノールを1滴ずつ加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に1リットルの冷水に加えた。得られた混合物を2MのHClでpH5.0まで慎重に酸性化し、形成されたインダン−1−オールを500mLのジクロロメタンで抽出した。
水性相を2×200mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を蒸発乾固した。得られた粗2−メチル4−ブロモ−7−メトキシインダン−1−オールの黄色い液体に、800mLのDMSO、92.0g(1.64モル、4.0当量)のKOH、及び116g(0.817モル、2.0当量)のMeIを加えた。この混合物を周囲温度で3時間攪拌し、次に3Lの冷水に加えた。粗生成物をジクロロメタン(500mL、次に3×250mL)で抽出した。一緒にした有機抽出物を1リットルの水で5回洗浄し、次に蒸発乾固した。生成物をシリカゲル60上のフラッシュクロマトグラフィで分離し(40〜63μm;溶離液;ヘキサン−ジクロロメタン=体積で2:1、次に1:2、最後に1:5)、その後に減圧下で精留した(149〜154℃/8mmHg)。2つのジアステレオマの約1:2混合物の収率96.0g(87%)。
Figure 0006178864
2−メチル−4−メトキシ−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン
450mLのTHF中の、59.3g(0.220モル)の1−ブロモ−3,5−ジ−tert−ブチルベンゼン及び7.60g(0.313モル、1.42当量)の削り屑状マグネシウムから得られた3.5−ジ−tert−臭化ブチルフェニルマグネシウムの溶液に、50mLのTHF中の1.00g(1.28ミリモル、0.65モル%)のNiCl(PPh)IPr及び53.4g(0.197モル)の2−メチル−4−ブロモ−1,7−ジメトキシインダンの溶液を加えた。約30秒後に活発な還流が生じ、その後の30秒後に終了した。この混合物を室温で30分間攪拌した。最後に、1000mLの水、次に50mLの12MのHClを加えた。生成物を500mLのジクロロメタンで抽出し、有機層を分離し、水性相を200mLのジクロロメタンでさらに抽出した。
一緒にした有機抽出物をKCO上で乾燥させ、シリカゲル60(40〜63μm)の短いカラムに通し、次に蒸発乾固した。700mLのトルエンに溶解した残留物に、1.4gのTsOHを加えた。この溶液を、ディーン−スタークヘッドを使用して20分間還流し、室温まで冷まして、200mLの10%水性NaHCOで洗浄した。有機層を分離し、水性層を2×100mLのジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機溶液を蒸発乾固した。生成物をシリカゲル60上でフラッシュクロマトグラフィによって分離した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−ジクロロメタン=体積で10:1、次に1:1)。この手順によって67.6g(99%)の2−メチル−4−メトキシ−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンが黄色い結晶質粉末として得られた。後者は、わずかな重量損でn−ヘキサンから再結晶化することができる。
Figure 0006178864
クロロ[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン
200mLのトルエン中の13.1g(37.5ミリモル)の2−メチル−4−メトキシ−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのnBuLiを室温で加えた。得られた粘性溶液を2時間攪拌し、次に10mLのTHFを加えた。形成された懸濁液を室温で12時間攪拌し、60℃で約2時間、−20℃まで冷却し、24.0g(0.186モル、5当量)のジクロロジメチルシランを一度に加えた。得られた溶液を室温まで温め、この温度で2時間攪拌し、その体積の約1/2まで蒸発させ、次にガラスフリット(G3)で濾過した。沈殿物をさらに2×30mLのトルエンで洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固して粘性の黄色い油が得られ、これは約90%のクロロ[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランを含有していた。追加の精製をせずに、この生成物をさらに使用した。
Figure 0006178864
[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]−[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン
200mLのエーテル中の9.84g(37.5ミリモル)の2−メチル−7−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのnBuLiを−40℃で一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−40℃まで冷却して、270mgのCuCNを加えた。得られた混合物を−20℃で1時間攪拌し、次に−30℃まで冷却して、200mLのエーテル中の上記で得られたクロロ[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン(37.5ミリモル)の溶液を一度に加えた。この混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に0.5mLの水を加えた。この溶液をシリカゲル60(40〜63μm)のパッドで濾過し、これをジクロロメタンでさらに洗浄した。一緒にした有機溶離液を蒸発乾固し、減圧乾燥させた。
この手順により25.1gの標題の化合物が、約90%の純度で黄色いガラス状物として得られた。追加の精製をせずに、この生成物をさらに使用した。
Figure 0006178864
ジメチルシランジイル[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]−[2−メチルl−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジルコニウムジクロリド(錯体MC1)
Figure 0006178864
ヘキサン中の30.0mL(75.0ミリモル)の2.5MのnBuLiを、室温で、300mLのトルエン中の25.1g(約37.5ミリモル、90%純度)の[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの溶液に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−25℃まで冷却して、14.2g(37.5ミリモル)のZrCl(THF)を加えた。この混合物を24時間攪拌し、20mLのTHFを加え、得られた混合物を60℃で2時間攪拌した。NMR分光法のエビデンスに基づき、この手順によってアンチ−ジルコノセンとシンジルコノセンの約45対55混合物を含む溶液が得られた。この混合物を蒸発乾固し、250mLのTHF中の上記残留物の溶液を48時間還流し、次に蒸発乾固した。残留物に200mLのトルエンを加え、形成された混合物を50℃で15分間攪拌し、次にガラスフリット(G4)で(50℃で)濾過した。この手順により、NMR分光法のエビデンスに基づき、アンチ−ジルコノセンとシンジルコノセンの約55対45混合物の純粋な溶液が得られた。この溶液を蒸発乾固した。トルエン−ヘキサン混合物からの残留物を(体積で1:1から50:1まで)複数回結晶化させることにより、シン錯体とアンチ錯体の約1対1混合物が22.0g(71%)得られた。母液を蒸発乾固し、多少の不純物で汚染されたアンチ錯体とシン錯体の約9:1の混合物が得られた。この固体材料を40mLの高温ヘキサン中に吸収させ、得られた混合物をガラスフリット(G4)で濾過した。濾液から室温で沈殿した24時間後の結晶を収集し、減圧乾燥させた。この手順により、0.45gのジルコノセンのアンチ異性体が得られた。
母液を蒸発させ、その後に15mLのヘキサンから残留物を結晶化した後、追加量のこの錯体が得られた。赤みがかったオレンジ色の結晶質固体としての純粋なアンチ異性体の全収率0.65g(2%)。
Figure 0006178864
MC2の錯体合成
5−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒド
Figure 0006178864
1100cmのジクロロメタン中の344g(2.58モル、1.5当量)のAlClの懸濁液に、5℃で15分間激しく攪拌しながら206.8g(1.72モル)の2−メチルベンズアルデヒドを1滴ずつ加えた。得られた混合物を5℃で15分間攪拌し、次に88.9mL(276g、1.73モル)の臭素をこの温度で1時間加えた。最終混合物を室温でさらに6時間攪拌し、次に2kgの氷に注いだ。有機層を分離し、水性層を2×200mLのジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機抽出物を水性NaHCOで洗浄し、NaSO上で乾燥させ、次に蒸発乾固して赤みがかった液体を回収した。この粗生成物を減圧蒸留した(b.p.100〜120℃/5MMHg)。得られた無色の液体(5℃で結晶化する)を900mLのn−ヘキサンに溶解させた。この溶液から5℃にて3日間で沈殿した結晶を集め、減圧乾燥させた。NMR分光法のエビデンスに基づき、この混合物は約3:1に等しい比率の5−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒド及び3−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒドで構成される。この混合物を500mLの高温のn−ヘキサンから再結晶化させた。5℃で沈殿した白い結晶を集め、150mLの低温(+5℃)のn−ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥させて(約60℃/20MMHg)、室温で結晶化する無色の液体が得られた。約2%の3−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒドを含む5−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒドの収率80.9g(24%)。
Figure 0006178864
5−ブロモ−2−メチルベンジルクロライド
Figure 0006178864
300mLのTHF中の80.9g(0.406モル)の5−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒド及び7.80g(0.206モル)のNaBHの混合物に、0〜5℃で5時間激しく攪拌しながら、200mLのメタノールを1滴ずつ加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に1リットルの冷水に加えた。得られた混合物を2MのHClでpH約1まで酸性化し、形成された(5−ブロモ−2−メチルフェニル)メタノールを3×250mLのジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機抽出物をNaSO上で乾燥させ、蒸発乾固した。450mLのジクロロメタンに溶解した残留物に、37mLのSOClを+5℃で1滴ずつ加えた。得られた溶液を室温で一晩攪拌し、蒸発乾固し、残留物を500mLのCHClに溶解させて、得られた溶液を500mLの水で洗浄した。有機層を分離し、水性層を2×100mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物をシリカゲル60(40〜63μm)の短いパッドに通し、濾液を蒸発乾固し、残留物を減圧乾燥させて、わずかに黄色い液体として5−ブロモ−2−メチルベンジルクロライドを回収し、これは追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
3−(5−ブロモ−2−メチルフェニル)−2−メチルプロパノイルクロライド
Figure 0006178864
三つ口丸底フラスコ内で9.50g(0.413モル)のナトリウム金属を260mLの乾燥エタノール中に溶解させた。得られた溶液に72.0g(0.413モル)のメチルマロン酸ジエチルを加えた。この混合物を15分間攪拌し、次に上記で調製した5−ブロモ−2−塩化メチルベンジルを、穏やかな還流を維持するような速度で激しく攪拌しながら加えた。この混合物をさらに2時間還流させ、次に室温まで冷ます。250mLの水中の85gのKOHの溶液を加えた。得られた混合物を4時間還流し、形成されたエステルを鹸化した。温度が95℃に到達するまでエタノール及び水を蒸留させ、1000mLの水、次に12MのHClを(pH1まで)残留物に加えた。沈殿した置換メチルマロン酸を濾過して除去し、3×100mLの水で洗浄し、次に180℃で脱炭酸して、3−(5−ブロモ−2−メチルフェニル)−2−メチルプロピオン酸が得られた。この酸と105mLのSOClの混合物を室温で24時間攪拌した。余分な塩化チオニルを蒸発させた後、残留物を減圧蒸留し、85.3g(5−ブロモ−2−メチルベンズアルデヒドから75%)の3−(5−ブロモ−2−メチルフェニル)−2−メチルプロパノイルクロライド、b.p.115℃/1mmHgが得られた。
Figure 0006178864
2,4−ジメチル−7−ブロモ−インダン−1−オン
Figure 0006178864
300mLのジクロロメタン中の49.5g(0.371モル、1.2当量)のAlClの攪拌懸濁液に、50mLのジクロロメタン中の85.3g(0.310モル)の3−(5−ブロモ−2−メチルフェニル)−2−メチルプロパノイルクロライドの溶液を1滴ずつ加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に500gの氷に注いだ。有機層を分離し、水性層を3×75mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を水性KCOで洗浄し、KCO上で乾燥させ、シリカゲルの短いパッドを通し、次に蒸発乾固した。この手順により74.0g(>99%)の2,4−ジメチル−7−ブロモ−インダン−1−オンが明るいオレンジ色の液体として得られ、これを室温で固化し、追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
1−メトキシ−2,4−ジメチル−7−ブロモインダン
Figure 0006178864
310mLのTHF中の74.0g(0.310モル)の2,4−ジメチル−7−ブロモインダン−1−オン及び5.86g(0.155モル)のNaBHの混合物に、0〜5℃で5時間激しく攪拌しながら、155mLのメタノールを1滴ずつ加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に1リットルの冷水に加えた。得られた混合物を2MのHClでpH約5まで酸性化し、次に3×250mLのジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機抽出物をNaSO上で乾燥させ、蒸発させた。得られたオレンジ色の油を600mLのDMSOに溶解させ、次に70g(1.25モル)のKOH及び88g(0.62モル)のMeIを得られた溶液に加えた。この混合物を周囲温度で3時間攪拌した。さらに、溶液を余分なKOHから傾瀉し、後者を2×200mLのジクロロメタンで洗浄して、2000cmの水を一緒にした溶液に加えた。有機層を分離し、水性層を2×100mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を5×1500mLの水でさらに洗浄し、NaSO上で乾燥させ、蒸発乾固した。残留物を減圧分留して、72.3g(92%)の1−メトキシ−2,4−ジメチル−7−ブロモインダン、b.p.107〜112℃/5mmHgが得られた。
Figure 0006178864
2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン
Figure 0006178864
550mLのTHF中の、59.0g(0.219モル)の1−ブロモ−3,5−ジ−tert−ブチルベンゼン及び9.31g(0.383モル、1,75当量)の削り屑状マグネシウムから得られた3.5−ジ−tert−ブチルフェニルマグネシウムブロマイドの溶液に、50mLのTHF中の1.0g(1.28ミリモル、0.71モル%)のNiCl(PPh)IPr及び46.1g(0.181モル)の1−メトキシ−2,4−ジメチル−7−ブロモインダンの溶液を加えた。約1分後に穏やかな還流が生じ、その後の30秒で終了した。この混合物をさらに1時間還流させた。最後に、50mLの水を加え、THFの主要部分を回転蒸発器で蒸留して除去した。さらに、500mLのジクロロメタン及び500mLの2MのHClを残留物に加えた。有機層を分離し、水性層を100mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を蒸発乾固して、黄色がかった油が得られた。700mLのトルエン中のこの油の溶液に、0.8gのTsOHを加えた。得られた混合物を、ディーン−スタークヘッドを使用して20分間還流させ、もう一回分(0.8g)のTsOHを加え、混合物をさらに20分間還流させた。室温まで冷ました得られた混合物を200mLの10%水性NaHCOで洗浄した。有機層を分離し、水性層を2×100mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を蒸発乾固し、残留物を含む500mLのジクロロメタン溶液をシリカゲル60(40〜63μm)の短いパッドに通し、次に蒸発乾固し、黄色がかった結晶質材料が得られた。この粗生成物を200mLの高温のn−ヘキサンから再結晶化させた。5℃でこの溶液から沈殿した結晶を集め、減圧乾燥させた。この手順で49.8gの白い微結晶質生成物が得られた。母液を蒸発乾固し、1,3−ジ−tert−ブチルベンゼンの主要部分を回転蒸発器上で高められた温度で蒸留し、除去した。次に、80mLの熱n−ヘキサンから残留物を再結晶化させた。これにより、追加の6.21gの生成物が得られた。したがって、2.7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの全収率は56.0g(93%)であった。
Figure 0006178864
クロロ[2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランとクロロ[2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物
Figure 0006178864
方法1
200mLのトルエン中の12.5g(37.5ミリモル)の2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを室温で加えた。得られた粘性溶液を10時間攪拌し、次に10mLのTHFを加えた。得られた混合物を60℃で2時間攪拌し、次に−20℃まで冷却し、24.0g(186ミリモル、5当量)のジクロロジメチルシランを一度に加えた。形成された溶液を室温まで温め、1時間還流させ、次にその体積の約1/2まで蒸発させ、最後にガラスフリット(G3)で濾過した。沈殿物を2×30mLのトルエンでさらに洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固し、約60:40のクロロ[2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランとクロロ[2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物が得られた。この混合物は、追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
方法2
200mLのエーテル中の12.5g(37.5ミリモル)の2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを−30℃で加えた。得られた黄色がかった溶液を室温で12時間攪拌し、次に−78℃まで冷却し、24.0g(186ミリモル、5当量)のジクロロジメチルシランを一度に加えた。得られた溶液を室温まで徐々に温め、次に蒸発乾固した。残留物を100mLのトルエンに溶解させ、得られた混合物をガラスフリット(G3)で濾過した。沈殿物を2×10mLのトルエンでさらに洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固し、約60:40のクロロ[2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランとクロロ[2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物が得られた。この混合物は、追加の精製をせずにさらに使用した。
C27H37ClSiの分析計算値:C, 76.28; H,8.77。実測値:C, 76.44; H, 8.95。
[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランと[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物
Figure 0006178864
200mLのエーテル中の9.84g(37.5ミリモル)の2−メチル−7−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを−40℃にて一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−40℃まで冷却し、270mgのCuCNを加えた。得られた混合物を−20℃で1時間攪拌し、次に−30℃まで冷却し、200mLのエーテル中のクロロ[2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランとクロロ[2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン(37.5ミリモル)の上述した混合物の溶液を一度に加えた。さらに、この混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に0.5mLの水を加えた。得られた溶液をシリカゲル60(40〜63μm)のパッドで濾過し、これを2×50mLのジクロロメタンでさらに洗浄した。一緒にした有機溶離液を蒸発乾固し、残留物を50℃にて減圧乾燥させた。この手順により24.4gの約1:1の[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランと[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物が得られ(NMRにより90%超の純度)、これは追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
ジメチルシランジイル[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−インデン−1−イル]−[2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−インデン−1−イル]ジルコニウムジクロリド(錯体MC2)
Figure 0006178864
300mLのトルエン中の24.4g(37.5 ミリモル、90%超の純度)の(上述した)[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]−ジメチルシランと[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物の溶液に、ヘキサン中の30.0mL(75.0ミリモル)の2.5MのBuLiを室温にて一度に加えた。この混合物をこの温度で一晩攪拌し、次に15mLのTHFを加え、得られた混合物を60℃で2時間攪拌した。さらに、14.2g(37.5ミリモル)のZrCl(THF)を−25℃で加えた。形成された混合物を室温で24時間攪拌し、約50mLの溶媒を減圧蒸留して除去し、得られた溶液を80℃まで温め、ガラスフリット(G4)で濾過した。NMR分光法のエビデンスに基づき、得られた濾液は約1:1のアンチジルコノセンとシンジルコノセンの混合物を含んでいた。この溶液を蒸発乾固し、残留物を100mLのn−オクタンに注ぎ、形成された混合物を80〜90℃にてガラスフリット(G3)で濾過した。黄色がかったオレンジ色の沈殿物を2×30mLのn−ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥させた。この手順で、13.2gの約1:1のシンジルコノセンとアンチジルコノセンの混合物が得られた。室温で濾液から沈殿した結晶を集め、減圧乾燥させて、1.43gの純粋なアンチジルコノセンが得られた。母液を蒸発乾固し、0.45gの約85:15のアンチジルコノセンとシンジルコノセンの混合物が得られた。したがって、アンサ−ジルコノセンの全収率は15.1g(50%)であった。さらに、13.2gのシン−ジルコノセンとアンチ−ジルコノセンの混合物を、40mLのトルエン及び70mLのn−ヘキサンで構成された高温の溶媒から再結晶させた。室温で沈殿した結晶を集め、2×10mLのn−ヘキサンで洗浄し、減圧乾燥させた。この手順で、5%のアンチ異性体で汚染された7.32gのシン−ジルコノセンが得られた(この生成物を再結晶化させることにより、50mLのトルエンと10mLのn−オクタンとの混合物から分析的に純粋なシン異性体を得た)。また、分別結晶化により、母液から0.72gの純粋なアンチ−ジルコノセン、5%のシン異性体で汚染された1.53gのアンチ−ジルコノセン、及び2.45gの約2:1のアンチ−ジルコノセンとシン−ジルコノセンとの混合物を得た。以下の略語を使用して、NMRスペクトルに割り当てた。すなわちLは2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル、Lは2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イルである。
アンチ−ジルコノセン
Figure 0006178864
シン−ジルコノセン
Figure 0006178864
Hfとの錯体合成MC2
[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル](クロロ)ジメチルシラン
Figure 0006178864
200mLのトルエン及び10mLのTHFの混合物中の9.84g(37.5ミリモル)の2−メチル−7−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを室温で加えた。得られた溶液を60℃で2時間攪拌し、次に0℃まで冷却して、24.0g(186ミリモル、5当量)のジクロロジメチルシランを一度に加えた。形成された溶液を1時間還流させ、次に約150mLまで蒸発させ、ガラスフリット(G3)で濾過した。沈殿物を2×30mLのトルエンでさらに洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固し、粘性の黄色がかった油として[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル](クロロ)ジメチルシランが得られ、これは追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランと[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物
Figure 0006178864
200mLのエーテル中の12.5g(37.5ミリモル)の2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを−40℃にて一度に加えた。得られた混合物を室温で一晩攪拌し、次に−40℃まで冷却し、1.68g(18.8ミリモル、0.5当量)のCuCNを加えた。形成された混合物を−20℃で1時間攪拌し、次に−40℃まで冷却し、200mLのエーテル中の13.3 g(37.5ミリモル)の[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル](クロロ)ジメチルシランの溶液を一度に加えた。さらに、この混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に0.5mLの水を加えた。形成された混合物をシリカゲル60(40〜63μm)のパッドで濾過し、これをジクロロメタンでさらに洗浄した。一緒にした有機溶離液を蒸発乾固し、減圧乾燥させた。この手順により24.0g(36.9ミリモル、98%)の[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランと[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物(NMR分光法で90%超の純度;位置異性体の約1:1の混合物)が黄色がかったガラス状物として得られ、これは追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
250mLのエーテル中のジメチルシランジイル[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデン−1−イル]ハフニウムジクロリド(錯体MC2−Hf)
Figure 0006178864
24.0g(36.9ミリモル、90%超の純度)の(上述したような)[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランと[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2,4−ジメチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの混合物の溶液に、ヘキサン中の29.5mL(73.8ミリモル)の2.5MのBuLiを−20℃にて一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−60℃に冷却し、11.8g(36.9ミリモル)のHfClを加えた。得られた混合物を24時間攪拌し、次にガラスフリット(G4)で濾過し、沈殿物を30mLのエーテルで洗浄した。NMR分光法のエビデンスに基づき、この沈殿物は純粋なシン−ジルコノセンであり、濾液は3つの異性体の錯体、すなわち所望のアンチ−ハフノセン(55%)、アンチ−ハフノセン(25%)、及び未知の構造のもう1つの異性体のアンサ−ハフノセン(20%)の混合物を含んでいた。沈殿物を100mLの高温のトルエンに溶解させ、形成された懸濁液をガラスフリット(G4)で濾過した。濾液を約30mLまで蒸発させ、次に加熱して透明な溶液を得た。この溶液から室温で沈殿した結晶を集め、15mLの低温のn−ヘキサンで洗浄し、次に減圧乾燥させた。この手順により、4.30g(13%)の純粋なシン錯体が得られた。母液を約5mLまで蒸発させ、80mLのn−ヘキサンを加えた。形成された溶液から室温で沈殿した結晶を集め、減圧乾燥させた。この手順により、約8%のアンチ異性体で汚染された1.38g(4%)のシン錯体が得られた。母液を蒸発乾固し、残留物を40mLの高温のn−ヘキサンから再結晶化させた。この溶液から室温で沈殿した4時間後の結晶を集め、減圧乾燥させ、約5%のシン異性体で汚染された0.28g(1%)の所望のアンチ錯体が得られた。母液から3日後に室温で追加の結晶質材料を得た。これらの結晶を集め、減圧乾燥させて、約93%純度の1.31g(4%)のアンチ錯体が得られた(すなわち7%の未知の不純物)。以下の略語を使用して、NMRスペクトルに割り当てた。すなわち、Lは2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル、Lは2,7−ジメチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イルである。
アンチ−ジルコノセン
Figure 0006178864
シン−ジルコノセン
Figure 0006178864
MC3の錯体合成
[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン
Figure 0006178864
200mLのエーテル中の11.9g(37.5ミリモル)の2−メチル−5−tert−ブチル−7−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを−40℃にて一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−40℃に冷却して、200mgのCuCNを加えた。得られた混合物を−20℃で1時間攪拌し、−30℃に冷却して、200mLのエーテル中の37.5ミリモルのクロロ[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン(錯体D8の合成で述べた通りに得た、すなわち約90:10の異性体の混合物)の溶液を一度に加えた。さらに、この混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に0.5mLの水を加えた。この溶液をシリカゲル60(40〜63μm)のパッドで濾過し、これを50mLのジクロロメタンでさらに洗浄した。一緒にした有機溶離液を蒸発乾固し、残留物を減圧乾燥させた。生成物を、シリカゲル60上でフラッシュクロマトグラフィによって単離した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン−ジクロロメタン=体積で10:1、次に3:1)。この手順により、(NMR分光法のエビデンスに基づき)約90%の純度の14.3g(53%)の[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランが得られた。
Figure 0006178864
ジメチルシランジイル[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−インデン−1−イル]−[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−インデン−1−イル]ジルコニウムジクロリド(錯体MC3)
Figure 0006178864
250mLのエーテル中の14.3g(約19.8ミリモル)の90%純度の[2−メチル−6−tert−ブチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの溶液に、ヘキサン中の15.8mL(39.5ミリモル)の2.5MのBuLiを−30℃にて一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−35℃に冷却し、4.61g(19.8ミリモル)のZrClを加えた。反応混合物を24時間攪拌し、次に蒸発乾固し、残留物を250mLの温かいトルエンに溶解させた。形成された高温懸濁液をガラスフリット(G4)で濾過した。NMR分光法のエビデンスに基づき、濾液は約60:40のアンチ−ジルコノセンとシン−ジルコノセンの混合物を含んでいた。この濾液を75mLまで蒸発させ、75mLのn−ヘキサンを加えた。室温で沈殿した結晶を集め、30mLの約1:1のトルエンとn−ヘキサンの混合物、30mLのn−ヘキサンで洗浄し、次に減圧乾燥させた。この手順により、約4%のアンチ異性体で汚染された3.00g(17%)のシン−ジルコノセンが得られた。母液を蒸発乾固し、30mLのトルエンと100mLのn−ヘキサンとの高温の混合物から残留物を再結晶化させた。室温で沈殿した結晶を集め、20mLの約1:2のトルエンとn−ヘキサンとの混合物、20mLのn−ヘキサンで洗浄して、次に減圧乾燥させた。この手順により、2.30g(13%)の純粋なアンチ−ジルコノセンが得られた。母液を蒸発乾固し、50mLのn−ヘキサンを残留物に加えた。形成された懸濁液をガラスフリット(G3)で濾過し、沈殿物を減圧乾燥させた。この手順により、6.60gの約65:35のアンチ−ジルコノセンとシン−ジルコノセンとの混合物が得られた。したがって、アンサ−ジルコノセンの全収率は11.9g(68%)であった。以下の略語を使用してNMRスペクトルを割り当てた。すなわち、Lは2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル、Lは2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシ−1H−インデン−1−イルである。
アンチ−ジルコノセン
Figure 0006178864
シン−ジルコノセン
Figure 0006178864
MC4の錯体合成
1−メトキシ−2−メチル−4−ブロモ−6−tert−ブチル−インダン
Figure 0006178864
1000mLのTHF中の260g(925ミリモル)の2−メチル−4−ブロモ−6−tert−ブチルインダン−1−オン及び18g(476ミリモル)のNaBHの混合物に、500mLのメタノールを、0〜5℃で5時間激しく攪拌しながら、1滴ずつ加えた。この混合物を室温で一晩攪拌した。得られた混合物を乾燥するまで蒸発させ、残留物を1000mLのジクロロメタンと1000mLの0.5MのHClに分配した。有機層を分離し、水性層を2×250mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物をNaSO上で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させて、無色の油が得られた。得られた油を1200mLのDMSOに溶解させ、次に207g(3.69モル)のKOH及び262g(1.85モル)のMeIを加えた。この混合物を周囲温度で一晩攪拌した。さらに、溶液を余分なKOHから傾瀉し、後者を3×300mLのジクロロメタンで洗浄し、4000cmの水を、一緒にした有機溶液に加えた。有機層を分離し、水性層を3×300mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を5×2000mLの水で洗浄し、NaSO上で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させた。減圧下で残留物を分別蒸留することにより、266g(97%)の(約3:2の2つのジアステレオマの混合物として)1−メトキシ−2−メチル−4−ブロモ−6−tert−ブチル−インダンの黄色がかった油性液、b.p.157〜158℃/10mmHgが得られた。
C15H21BrOの分析計算値:C, 60.61; H,7.12。実測値:C, 60.43; H, 6.25。
アンチ異性体
Figure 0006178864
シン異性体
Figure 0006178864
2−メチル−5−tert−ブチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン
Figure 0006178864
500mLのTHF中の3,5−ジ−tert−ブチルフェニルマグネシウムブロマイド(59.3g(0.220моль)の1−ブロモ−3,5−ジ−tert−ブチルベンゼン及び7.60g(0.313モル、1.42当量)の削り屑状マグネシウムから得た)の溶液に、50mLのTHF中の1.10g(1.40ミリモル、0.7モル%)のNiCl(PPh)IPr及び59.2g(0.199モル)の1−メトキシ−2−メチル−4−ブロモ−6−tert−ブチル−インデンの溶液を加えた。反応混合物を穏やかに温めた後、適度な還流が生じ、その後1分で終了した。この混合物を1時間還流し、次に600mLの水を加えた。生成物を1000mLのジクロロメタンで抽出した。有機層を分離し、水性層を250mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を蒸発乾固して、多少の沈殿物がある黄色がかった油が得られた。この生成物を800mLのトルエンに溶解させ、1.4gのTsOHを加えた。得られた溶液をディーン−スタークヘッドを使用して15分間還流し、次に追加の1.0gのTsOHを加え、この混合物をさらに20分間還流させた。後者の手順をさらに1回繰り返した。さらに、得られた混合物を200mLの10%水性NaHCOで洗浄した。有機層を分離し、水性層を2×100mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機溶液を蒸発乾固した。残留物を300mLのジクロロメタンに溶解し、形成された溶液をシリカゲル60(40〜63μm)の短いパッドに通した。濾液を蒸発乾固した。生成物は、200mLの高温のn−ヘキサンから残留物を再結晶化させることによって単離した。室温で沈殿した結晶を集め、次に減圧乾燥させた。この手順により、42.7gの5−tert−ブチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデンが得られた。母液を蒸発させ、残留物を100mLの高温のn−ヘキサンから再結晶化させた。室温で沈殿した結晶を集め、次に減圧乾燥させた。この手順により追加の20.8gの標題生成物が得られた。再び母液を蒸発させ、乾燥した残留物を1,3−ジ−tert−ブチルベンゼンから減圧乾燥させ、35mLの高温のn−ヘキサンから再結晶化させて、6.04gの標的インデンが得られた。最後に、1.77gの生成物(少量の異性体インデンを含有する)を、蒸発した母液から得られた残留物を5mLのn−ヘキサンから再結晶化させることによって単離した。したがって、標的生成物の全収率は71.3g(96%)であった。
Figure 0006178864
[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル](クロロ)ジメチルシラン
Figure 0006178864
200mLのトルエン及び10mLのTHFの混合物中の14.1g(37.5ミリモル)の2−メチル−5−tert−ブチル−7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを室温で加えた。得られた混合物を60℃で2時間攪拌し、次に−20℃に冷却し、25.0g(194ミリモル、5当量)のジクロロジメチルシランを一度に加えた。形成された混合物を室温に温め、0.5時間還流させ、次にガラスフリット(G3)で濾過した。沈殿物を2×30mLのトルエンでさらに洗浄した。一緒にした濾液を蒸発乾固して、無色の濃い油として17.5g(99%)の[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル](クロロ)ジメチルシランが得られ、これは追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン
Figure 0006178864
200mLのエーテル中の9.84g(37.5ミリモル)の2−メチル−7−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデンの溶液に、ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのBuLiを−40℃にて一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−40℃に冷却し、200mgのCuCNを加えた。得られた混合物を−20℃で1時間攪拌し、次に−40℃に冷却し、200mLのエーテル中の17.5g(37.5ミリモル)の[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル](クロロ)ジメチルシランの溶液を一度に加えた。さらに、この混合物を周囲温度で一晩攪拌し、次に0.5mLの水を加えた。この溶液をシリカゲル60(40〜63μm)のパッドで濾過し、これを2×75mLのジクロロメタンでさらに洗浄した。一緒にした濾液を減圧下で蒸発させ、残留物を高められた温度で減圧乾燥した。この手順により、黄色がかったガラス状物として26.1gの[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランが得られ(NMR分光法のエビデンスに基づき、これは90%超の純度を有し、約1:1のジアステレオマの混合物である)、これは追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
ジメチルシランジイル[2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)インデン−1−イル]−[2−メチル−6−tert−ブチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)インデン−1−イル]ジルコニウムジクロリド(錯体MC4)
Figure 0006178864
180mLのエーテル中の26.1g(約37.5ミリモル)の[2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イル][2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン(上述のように調製されたもの)の溶液に、ヘキサン中の30.0mL(75.0ミリモル)の2.5MのBuLiを一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に−50℃に冷却し、8.74g(37.5ミリモル)のZrClを加えた。反応混合物を24時間攪拌し、次に蒸発乾固し、残留物を250mLの温かいトルエンに溶解させた。形成した高温懸濁液をガラスフリット(G4)で濾過した。NMR分光法のエビデンスに基づき、濾液は約1:1のアンチ−ジルコノセンとシン−ジルコノセンの混合物を含んでいた。この溶液を50mLまで蒸発させ、次に200mLのn−ヘキサンを加えた。室温で沈殿した結晶を集め、減圧乾燥させた。この手順により4.00g(13%)のシン−ジルコノセンが得られ、これは約2%のアンチ異性体を含有していた。母液を蒸発乾固し、残留物を50mLの高温トルエンに溶解させた。室温で沈殿した結晶を集め、減圧乾燥させた。この手順により、シン異性体が5%混合したアンチ−ジルコノセンが得られた。また、少量のn−ヘキサンを濾液に連続的に加えることにより、シン異性体が同じ含有率であるアンチ−ジルコノセンの2つの部分を得た。この手順により、シン−ジルコノセンで汚染された合計7.80gのアンチ−ジルコノセンが得られた。この粗生成物を60mLの約1:1のトルエン−n−ヘキサンの混合物から再結晶化させた。したがって、トルエンとのモノ溶媒和物(mono−solvate)として3.61g(11%)の純粋なアンチ−ジルコノセンが単離された。一緒にした母液を蒸発乾固し、残留物に100mLのn−ヘキサンを加えた。形成された沈殿物を分離し、次に減圧乾燥させた。この手順により、21.0gの約1:1のアンチ−ジルコノセンとシン−ジルコノセンの混合物が得られた。したがって、単離したアンサ−ジルコノセンの全収率は28.6g(89%)であった。以下の略語を使用してNMRスペクトルを割り当てた。すなわち、Lは2−メチル−4−(4−tert−ブチルフェニル)−1H−インデン−1−イル、Lは2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−6−tert−ブチル−1H−インデン−1−イルである。
アンチ−ジルコノセン、トルエンモノ溶媒和物
Figure 0006178864
シン−ジルコノセン
Figure 0006178864
比較例CE1の比較用錯体
例えば欧州特許出願公開第0576970号明細書、CAS第153882−67−8号に記載され、Norquaytechによって提供されたrac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド(CMC1)
比較例CE2の比較用錯体、
メタロセンrac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)Ind]ZrCl(CMC2)
7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデン
200mLのTHF中の、29.6g(0.110モル)の1−ブロモ−3,5−ジ−tert−ブチルベンゼン及び3.80g(0.156モル)の削り屑状マグネシウムから得られた3,5−ジ−tert−ブチルフェニルマグネシウムブロマイドの溶液に0.40g(0.512ミリモル、0.5モル%)のNiCl(PPh)(IPr)及び24.1g(0.10モル)の4−ブロモ−1−メトキシ−2−メチルインダンを加えた。活発な還流が約30秒後に生じ、その後の30秒で終了した。この混合物を室温で30分間攪拌した。最後に1000mLの水、次に50mLの12MのHClを加えた。生成物を500mLのジクロロメタンで抽出し、有機層を分離し、水性層は2×150mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物をKCO上で乾燥させ、蒸発乾固した。300mLのトルエンに溶解した残留物に、0.4gのTsOHを加えた。得られた溶液を、ディーン−スタークヘッドを使用して15分間還流させ、次に別の0.5gのTsOHを加え、得られた混合物を0.5時間還流させた。反応混合物を室温に冷まし、次に200mLの10%水性KCOで洗浄した。
有機層を分離し、水性層を2×100mLのジクロロメタンでさらに抽出した。一緒にした有機抽出物を蒸発乾固した。生成物をシリカゲル60上でフラッシュクロマトグラフィにより単離した(40〜63μm;溶離液:ヘキサン、次にヘキサンジクロロメタン=体積で10:1)。この手順により、白い結晶質粉末として31.9g(99%)の7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデンが得られた。後者を、質量損失がほぼない状態で、n−ヘキサンから再結晶化させた。
Figure 0006178864
ビス[4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデン−1−イル]ジメチルシラン
ヘキサン中の15.0mL(37.5ミリモル)の2.5MのnBuLiを、室温にて一度に、200mLのトルエン中の11.9g(37.5ミリモル)の7−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデンの溶液に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、次に10mLのTHFを加え、得られた混合物を2時間還流させた。得られた混合物を室温に冷まし、2.42g(18.8ミリモル)のジクロロジメチルシランを一度に加えた。さらに、この混合物を1時間還流させ、次に0.5mLの水を加え、形成された溶液をシリカゲル60(40〜63μm)のパッドで濾過し、これをジクロロメタンでさらに洗浄した。一緒にした有機溶離液を蒸発乾固し、減圧乾燥させた。この手順により、黄色がかったガラス状物として13.0g(約90%純度の100%)のビス[4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランが得られた。この生成物は、追加の精製をせずにさらに使用した。
Figure 0006178864
Rac−ジメチルシランジイルビス[4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデン−1−イル]ジルコニウムジクロリド
Figure 0006178864
150mLのトルエン中の10.7g(15.4ミリモル)のビス[4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−2−メチル−1H−インデン−1−イル]ジメチルシランの溶液に、ヘキサン中の12.3mL(30.8ミリモル)の2.5MのnBuLiを室温にて一度に加えた。この混合物を室温で一晩攪拌し、得られた明るいオレンジ色の溶液を次に−25℃に冷却し、5.81g(15.4ミリモル)のZrCl(THF)を加えた。得られた暗赤色の混合物を24時間攪拌し、次に10mLのTHFを加えた。得られた混合物を60℃で2時間攪拌した。約50mLの溶媒が蒸発した後、得られた溶液を80℃まで温め、ガラスフリット(G4)で濾過した。濾液を蒸発乾固し、次に250mLのn−ヘキサンを残留物に加えた。得られた懸濁液を室温で一晩攪拌し、次にガラスフリット(G3)で濾過した。濾液を蒸発乾固し、25mLのn−ヘキサンを残留物に加えた。形成された黄色い沈殿物を濾過して除去し、5×15mLのn−ヘキサンで洗浄して、減圧乾燥させた。この手順により、約4%のメソ形で汚染されたrac−ジルコノセンが得られた。この生成物を精製するために、20mLの高温トルエンに溶解させ、得られた溶液に100mLのn−ヘキサンを加えた。形成された沈殿物を濾過して除去し、次に減圧乾燥させた。この手順により、2.29g(17%)の純粋なrac錯体が得られた。
C50H62Cl2SiZrの分析計算値:C, 70.38; H,7.32。実測値:C, 70.29; H, 7.38。
Figure 0006178864
比較例CE3用の比較用錯体
rac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシインデニル)ジルコニウムジクロリド(CMC3)
rac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−7−メトキシインデニル)ジルコニウムジクロリドを、Schobel, RiegerらがChemistry-A European Journal(vol. 18, pages 4174-4178 (2012))で述べたように合成した。
Figure 0006178864
触媒例E1、メタロセンMC1 rac−アンチ−MeSi(2−Me−4−(3,5−tBuPh)−7−OMe−Ind)(2−Me−4−(p−tBuPh)−Ind)ZrCl
グローブボックス内で、80μLの乾燥した脱気された界面活性剤溶液をセプタム瓶中で2mLのMAOと混合し、一晩放置して反応させた。翌日、62.9mgのメタロセンMC1(0.076ミリモル、1当量)を別のセプタム瓶中で4mLの上記MAO溶液に溶解させ、グローブボックス内で攪拌状態にしておいた。
60分後、1mLの界面活性剤溶液と4mLのMAO−メタロセン溶液を、−10℃で40mLのPFCを含みかつオーバヘッド攪拌機(攪拌速度=600rpm)を装備した50mLの乳化ガラス反応器に逐次加えた。MAOの総量は5mL(300当量)である。赤橙色のエマルジョンが即座に形成され、0℃/600rpmで15分間攪拌した。次にエマルジョンを2/4のテフロン(登録商標)管を介して100mLの高温PFCに90℃で移動させ、移動が終了するまで600rpmで攪拌し、次に速度を300rpmまで低下させた。15分間攪拌した後、油浴を除去し、攪拌を停止した。触媒がPFCの頂部に沈殿するよう放置し、45分後に溶媒をサイホンで取り出した。残りの赤色触媒を50℃でアルゴン流にて2時間乾燥させた。0.45gの紫色の自由流動性粉末を得た。
触媒例E2、メタロセンMC2
触媒は、61.7mgのメタロセンMC2を使用して、E1と同じ方法で調製した。0.45gの赤色の自由流動性粉末を得た。
触媒例E3、メタロセンMC3
触媒は、67.3mgのメタロセンMC3を使用して、E1と同じ方法で調製した。0.55gの紫色の自由流動性粉末を得た。
触媒例E4、メタロセンMC4
触媒は、64.9mgのメタロセンMC2を使用して、E1と同じ方法で調製した。0.41gの赤色の自由流動性粉末を得た。
比較例CE1、メタロセンCMC1 rac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド
グローブボックス内で、80μLの乾燥した脱気された界面活性剤溶液をセプタム瓶中で2mLのMAOと混合し、一晩放置して反応させた。翌日、47.8mgのメタロセンrac−ジメチルシランジイルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド(0.076ミリモル、1当量)を別のセプタム瓶中で4mLの上記MAO溶液に溶解させ、グローブボックス内で攪拌状態にしておいた。
60分後、1mLの界面活性剤溶液と4mLのMAO−メタロセン溶液を、−10℃で40mLのPFCを含みかつオーバヘッド攪拌機(攪拌速度=600rpm)を装備した50mLの乳化ガラス反応器に逐次加えた。MAOの総量は5mL(300当量)である。赤橙色のエマルジョンが即座に形成され、0℃/600rpmで15分間攪拌した。
次にエマルジョンを2/4のテフロン(登録商標)管を介して100mLの高温PFCに90℃で移動させ、移動が終了するまで600rpmで攪拌し、次に速度を300rpmまで低下させた。15分間攪拌した後、油浴を除去し、攪拌を停止した。触媒がPFCの頂部に沈殿するよう放置し、45分後に溶媒をサイホンで取り出した。残りの赤色触媒を50℃でアルゴン流にて2時間乾燥させた。0.51gの赤色の自由流動性粉末を得た。
比較例CE2、メタロセンCMC2 rac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)Ind]ZrCl
グローブボックス内で、80μLの乾燥した脱気された界面活性剤溶液をセプタム瓶中で2mLのMAOと混合し、一晩放置して反応させた。翌日、64.9mgのメタロセンrac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)Ind]ZrCl/MAO(0.076ミリモル、1当量)を別のセプタム瓶中で4mLの上記MAO溶液に溶解させ、グローブボックス内で攪拌状態にしておいた。
60分後、1mLの界面活性剤溶液及び4mLのMAO−メタロセン溶液を、−10℃で40mLのPFCを含みかつオーバヘッド攪拌機(攪拌速度=600rpm)を装備した50mLの乳化ガラス反応器に逐次加えた。MAOの総量は5mL(300当量)である。赤橙色のエマルジョンが即座に形成され、0℃/600rpmで15分間攪拌した。次にエマルジョンを2/4のテフロン(登録商標)管を介して100mLの高温PFCに90℃で移動させ、移動が終了するまで600rpmで攪拌し、次に速度を300rpmまで低下させた。15分間攪拌した後、油浴を除去し、攪拌を停止した。触媒がPFCの頂部に沈殿するよう放置し、45分後に溶媒をサイホンで取り出した。残りの赤色触媒を50℃でアルゴン流にて2時間乾燥させた。0.45gの赤色の自由流動性粉末を得た。
比較例CE3、メタロセン rac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)−7−OMe−Ind]ZrCl
グローブボックス内で、80μLの乾燥した脱気された界面活性剤溶液をセプタム瓶中で2mLのMAOと混合し、一晩放置して反応させた。翌日、69.4mgのメタロセンrac−MeSi[2−Me−4−(3,5−BuPh)−7−OMe−Ind]ZrCl/MAO(0.076ミリモル、1当量)を別のセプタム瓶中で4mLの上記MAO溶液に溶解させ、グローブボックス内で攪拌状態にしておいた。
60分後、1mLの界面活性剤溶液と4mLのMAO−メタロセン溶液を、−10℃で40mLのPFCを含みかつオーバヘッド攪拌機(攪拌速度=600rpm)を装備した50mLの乳化ガラス反応器に逐次加えた。MAOの総量は5mL(300当量)である。赤橙色のエマルジョンが即座に形成され、0℃/600rpmで15分間攪拌した。次にエマルジョンを2/4のテフロン(登録商標)管を介して100mLの高温PFCに90℃で移動させ、移動が終了するまで600rpmで攪拌し、次に速度を300rpmまで低下させた。15分間攪拌した後、油浴を除去し、攪拌を停止した。触媒がPFCの頂部に沈殿するよう放置し、45分後に溶媒をサイホンで取り出した。残りの赤色触媒を50℃でアルゴン流にて2時間乾燥させた。0.74gの赤色の自由流動性粉末を得た。
触媒特性を表1に示す。
Figure 0006178864
重合
ホモ重合
重合は5Lの反応器内で実行した。200μLのトリエチルアルミニウムをスカベンジャとして5mLの乾燥した脱気されたペンタンに供給した。次に、所望の量の水素を装填し(ミリモルで測定)、1100gの液体プロピレンを反応器に供給した。
手順A:温度を30℃に設定した。5mLのPFC中の所望の量の触媒(5〜30mg)を、窒素の過剰圧力で反応器中に流す。次に、15分間の期間にわたって温度を70℃に上昇させる。反応器に通気し、窒素を流すことによって30分後に重合を停止させた後に重合体を集める。
手順B:温度を20℃に設定した。5mLのPFC中の所望の量の触媒(3〜30mg)を、窒素の過剰圧力で反応器中に流す。5分後に、15分間の期間にわたって温度を70℃に上昇させる。反応器に通気し、窒素を流すことによって、60分後に重合を停止させた後に重合体を集める。
触媒活性は、下式に従って30(又は60)分間の期間に基づいて計算した。
Figure 0006178864
ホモ重合結果を表2に開示する。
Figure 0006178864
Figure 0006178864
6ミリモルのH2で実行した重合からのホモPPのNMR結果を表3に開示する。
Figure 0006178864
ランダム重合
重合は5Lの反応器内で実行した。200μLのトリエチルアルミニウムをスカベンジャとして5mLの乾燥した脱気されたペンタンに供給した。次に、所望の量の水素(6ミリモル)を装填し(ミリモルで測定)、1100gの液体プロピレンを反応器に供給した。所望の量のエチレンを反応器に供給した。
手順A:温度を30℃に設定した。5mLのPFC中の所望の量の触媒(5〜30mg)を、窒素の過剰圧力で反応器中に流す。次に、15分間の期間にわたって温度を70℃に上昇させる。反応器に通気し、窒素を流すことによって30分後に重合を停止させた後に重合体を集める。
触媒活性は、30分間の期間に基づいて上記のように定義した。
ランダム重合の結果を表4に開示する。
Figure 0006178864

Claims (14)

  1. (i)下記式(I)の非対称錯体、および
    (ii)13族の金属の化合物を含む助触媒
    を含む触媒、
    Figure 0006178864
    式中、
    Mが、ジルコニウム又はハフニウムであり、
    各Xが、シグマ配位子であり、
    Lが、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、ここで、各R’が、独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
    及びR2’が、各々独立に直鎖状C1−10ヒドロカルビルであり、
    及びR5’が、各々独立に水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
    及びR6’が、各々独立に水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
    が、水素又はC1−20ヒドロカルビル基であるか、又はZRであり、
    Zが、O又はSであり、
    が、C1−10ヒドロカルビル基であり、
    Arが、最大20の炭素原子を有し、任意的に1つ以上の基Rで置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基であり、
    Ar’が、最大20の炭素原子を有し、任意的に1つ以上の基R8’で置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基であり、
    及びR8’が、各々独立にC1−20ヒドロカルビル基であり、
    但し、R又はRの少なくとも一方がHでない。
  2. 前記錯体がラセミアンチ異性体である、請求項1に記載の触媒。
  3. が直鎖状C1−6アルキルである、請求項1又は2に記載の触媒。
  4. 又はRの一方がHである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の触媒。
  5. がHであり、R5’がHである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の触媒。
  6. 前記錯体が下記式(II)のものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の触媒、
    Figure 0006178864
    式中、
    Mが、ジルコニウム又はハフニウムであり、
    各Xが、シグマ配位子であり、
    Lが、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、ここで、各R’が、独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
    及びR2’が、各々独立に直鎖状C1−4アルキルであり、
    及びR5’が、各々独立に水素又は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であり、
    及びR6’が、各々独立に水素又は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であり、
    が、水素又は脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であるか、又はZRであり、
    Zが、O又はSであり、
    が、C1−10アルキル基であり、
    及びR8’が、各々独立に脂肪族C1−20ヒドロカルビル基であり、
    nが、0、1、2又は3であり、
    n’が、0、1、2又は3であり、
    但し、R及びRの一方がHでない。
  7. 前記錯体が下記式(III)のものである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の触媒、
    Figure 0006178864
    式中、
    Mが、ジルコニウム又はハフニウムであり、
    各Xが、シグマ配位子であり、
    Lが、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、ここで、各R’が、独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
    及びR5’が、水素又はC1−10アルキル基であり、
    及びR6’が、水素又はC1−10アルキル基であり、
    が、水素又はC1−10アルキル基であるか、又はORであり、
    が、C1−10アルキル基であり、
    nが、1〜3であり、
    n’が、1〜3であり、
    及びR8’が、脂肪族C1−10ヒドロカルビル基であり、
    但し、R及びRの一方がHでない。
  8. 前記錯体が下記式(IV)のものである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の触媒、
    Figure 0006178864
    式中、
    Mが、ジルコニウム又はハフニウムであり、
    各Xが、シグマ配位子であり、
    Lが、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、ここで、各R’が、独立に水素原子、C1−C20−ヒドロカルビル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
    が、水素又はC1−10アルキル基であり、
    6’が、水素又はC1−10アルキル基であり、
    が、水素又はC1−10アルキル基であるか、又はORであり、
    が、C1−10アルキル基であり、
    nが、1〜3であり、
    n’が、1〜3であり、
    及びR8’が、C1−10アルキル基であり、
    但し、R及びRの一方がHでない。
  9. 前記錯体が下記式(V)のものである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の触媒、
    Figure 0006178864
    式中、L、M及びXが、前記で定義された通りであり、
    が、水素又はC1−6アルキル基であり、
    6’が、水素又はC1−6アルキル基であり、
    が、水素又はC1−6アルキル基であるか、又はORであり、
    、C1−6アルキル基であり、
    n’が、1〜3であり、
    及びR8’が、C1−10アルキル基であり、
    但し、R及びRの一方がHでない。
  10. 前記助触媒がMAOである、請求項1〜9のいずれか1項に記載の触媒。
  11. 部担体物質に担持された固体形態、又は外部担体がない固体形態である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の触媒。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の触媒を製造する方法であって、
    (i)請求項1〜9のいずれか1項で定義された式(I)の錯体及び(ii)13族の金属の化合物を含む助触媒を得ること、
    液体/液体エマルジョン系を形成すること、ここで、前記液体/液体エマルジョン系が、溶媒に分散した小滴としての上記触媒成分(i)と(ii)の溶液を含む、そして
    前記分散した小滴を固化して固体粒子を形成すること
    を含む方法。
  13. 少なくとも1つのオレフィンを重合する方法であって、該少なくとも1つのオレフィンを請求項1〜11のいずれか1項に記載の触媒を用いて反応させることを含む、前記方法。
  14. 下記式(I)の非対称錯体、
    Figure 0006178864
    式中、
    Mが、ジルコニウム又はハフニウムであり、
    各Xが、シグマ配位子であり、
    Lが、−R’C−、−R’C−CR’−、−R’Si−、−R’Si−SiR’−、−R’Ge−から選択された二価の架橋であり、ここで、各R’が、独立に水素原子、C1−C20−アルキル、トリ(C1−C20−アルキル)シリル、C6−C20−アリール、C7−C20−アリールアルキル又はC7−C20−アルキルアリールであり、
    及びR2’が、各々独立に直鎖状C1−10ヒドロカルビルであり、
    及びR5’が、各々独立に水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
    及びR6’が、各々独立に水素又はC1−20ヒドロカルビル基であり、
    が、水素又はC1−20ヒドロカルビル基であるか、又はZRであり、
    Zが、O又はSであり、
    が、C1−10ヒドロカルビル基であり、
    Arが、最大20の炭素原子を有し、任意的に1つ以上のR基で置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基であり、
    Ar’が、最大20の炭素原子を有し、任意的に1つ以上のR8’基で置換されていてもよいアリール又はヘテロアリール基であり、
    及びR8’が、各々独立にC1−20ヒドロカルビル基であり、
    但し、R又はRの少なくとも1つがHでない。
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