JP6356507B2 - オレフィン重合触媒及びオレフィン重合体の製造方法 - Google Patents

オレフィン重合触媒及びオレフィン重合体の製造方法 Download PDF

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本発明は、オレフィン重合触媒及びオレフィン重合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、力学的・熱的物性が高く、粒子性状の良いオレフィン(共)重合体を、安価で製造できるオレフィン重合触媒及びオレフィン重合体の製造方法を提供するものである。
オレフィン(共)重合体やオレフィンと極性モノマー共重合体は産業資材として非常に重要な役割を果たしている。この重要な(共)重合体を効率よく製造するため、また、プラントの保全のために、最近のプラントで製造されるポリマーは粒子状である(非特許文献1)。前者の(共)重合体はチーグラー系触媒及びメタロセン担持触媒を用いて粒子化された状態で製造されるが、触媒の活性化や被毒物質の除去のために非常に高価である助触媒(メチルアルミノキサン、有機アルミニウム化合物やホウ素化合物)を大量に使用するという欠点を有している(例えば、非特許文献1参照)。さらに、これらの重合触媒は極性モノマーに被毒されるために、オレフィンと極性モノマー共重合を製造することはできない(例えば、非特許文献2参照)。同様に、前周期遷移金属触媒であるFI触媒を用いてオレフィンを重合する場合、被毒物質を無毒化するために比較的多量の助触媒が必要であるか、またはオレフィン部分と極性部とが比較的離れている極性モノマーとの共重合体しかできないことが報告されている(例えば、非特許文献3参照)。
これに対して、ブルックハルトやギブソンらが最近見出した中心金属にニッケル、パラジウム、鉄、コバルトを有するジイミン系錯体やビス(イミノ)ピリジン系錯体触媒は、高価な助触媒を用いることなくオレフィンを重合することが出来、更にはオレフィンと極性モノマーとの共重合体を製造できることも報告されている(例えば、非特許文献4参照)。このため、それらの触媒を担持化して粒子化された(共)重合体を製造する努力がなされ(例えば、非特許文献1参照)、比較的粒子性状の良い重合体が製造できるという報告がある(例えば、非特許文献5参照)。しかしながら、ジイミン系担持触媒から製造される重合体はメチル分岐が多いため、その重合体の融点は低いという報告がある(例えば、非特許文献6参照)。
ジイミン系触媒やビス(イミノ)ピリジン系触媒に対して、最近、ホスフィン−スルホナート系Pd触媒やホスフィン−フェノール系触媒を用いることで力学的・熱的物性に優れたオレフィン重合体やオレフィン・極性モノマー共重合体が製造されるという報告がある(例えば、非特許文献7や特許文献1参照)。しかしながら、中性錯体であるこれらの触媒を担持することは非常に難しく、また、報告されている担持触媒の活性は非常に低かった(例えば、特許文献2参照)。
上述のように、オレフィン(共)重合体を得るための有用なオレフィン(共)重合触媒の開発が求められているが、助触媒の使用量やオレフィン(共)重合体の粒子性状および活性は必ずしも満足するものではない。このため、大量の助触媒を使用せずに、活性が高いオレフィン(共)重合体を粒子性状良く得られるためのオレフィン(共)重合触媒の技術についての開発が求められている。
国際公開2010/050256号 特表2011−525211号公報
Chem.Rev.2005年、105巻、p4073. Chem.Rev.2000年、100巻、p1479. J.Am.Chem.Soc.2008年、130巻,p17636. Chem.Rev.2000年、100巻、p1169. Maromolecules、2010年、43巻、p3624. Maromolecules、2002年、35巻、p6074. Chem.Rev.2009年、109巻、p5215.
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、大量の助触媒を使用せずに、粒子性状が良く、かつ、活性の高いオレフィン(共)重合体製造用の新規な触媒およびそれを用いたオレフィン(共)重合体の製造方法を提供することにある。
本発明者らは、鋭意研究した結果、特定の構造を有する触媒混合物と、特定の処理をした固体担体とを含むオレフィン重合触媒を用いることにより、大量の助触媒を使用せずに、高活性にオレフィン重合体を粒子性状良く製造する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の第1の発明によれば、一般式(A)または(B)で表される化合物と、周期表9族、10族または11族に属する遷移金属Mを含む遷移金属化合物(C)とを接触させて得られることを特徴とするオレフィン重合触媒成分が提供される。
Figure 0006356507
[一般式(A)または(B)において、Zは、水素原子または脱離基である。mはZの価数を表す。Eは、リン原子、砒素原子またはアンチモン原子を表す。Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表し、互いに結合して環を形成しても良い。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、シアノ基、またはニトロ基を表す。Rは、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。ただし、R〜Rの内の少なくとも1個は必ず式(I)で表される反応性基を含む置換基である。
−Q−R (I)
[一般式(I)中、Qは炭素数1〜20のヘテロ原子を含有してもよい炭化水素基を表す。Rは、OR、CO、COM’、C(O)N(R、C(O)R、SR、SO、P(O)(OR2−y(R、P(OR3−x(R、P(R、NHR、N(R、Si(OR3−x(R、OSi(OR3−x(R、SOM’、POM’、POM”、P(O)(ORM’またはエポキシ含有基を表す(ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し、M’は、アルカリ金属、アンモニウム、4級アンモニウムまたはホスホニウムを表し、M”はアルカリ土類金属を表し、xは0〜3の整数を表し、yは0〜2の整数を表す。)]]
また、本発明の第2の発明によれば、一般式(D)で表される金属錯体を含む第1の発明のオレフィン重合触媒成分が提供される。
Figure 0006356507
[一般式(D)中、Mは、周期表9族、10族または11族に属する遷移金属を表す。Rは、水素原子または炭素数1〜20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。Lは、Mに配位したリガンドを表す。また、RとLが互いに結合して環を形成してもよい。Eは、リン原子、砒素原子またはアンチモン原子を表す。Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表し、互いに結合して環を形成しても良い。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、シアノ基、またはニトロ基を表す。Rは、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。ただし、R〜Rの内の少なくとも1個は必ず一般式(I)で表される反応性基を含む置換基である。
−Q−R (I)
[一般式(I)中、Qは炭素数1〜20のヘテロ原子を含有してもよい炭化水素基を表す。Rは、OR、CO、COM’、C(O)N(R、C(O)R、SR、SO、P(O)(OR2−y(R、P(OR3−x(R、P(R、NHR、N(R、Si(OR3−x(R、OSi(OR3−x(R、SOM’、POM’、POM”、P(O)(ORM’またはエポキシ含有基を表す(ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し、M’は、アルカリ金属、アンモニウム、4級アンモニウムまたはホスホニウムを表し、M”はアルカリ土類金属を表し、xは0〜3の整数を表し、yは0〜2の整数を表す。)]]
本発明の第3の発明によれば、前記一般式(D)中、前記Mが、ニッケル、パラジウム、白金、コバルト又はロジウムであることを特徴とする第2の発明に係るオレフィン重合触媒成分が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、前記Rが、OR、CO、C(O)N(R、C(O)R、SR、P(R、NHR、N(R又はSi(OR3−x(R(ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し)であることを特徴とする第1〜3のいずれかの発明に係るオレフィン重合触媒成分が提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、下記(1)及び(2)を含むことを特徴とするオレフィン重合触媒が提供される。
(1)第1〜第4の発明のオレフィン重合触媒成分
(2)一般式(II)で表される有機アルミニウム化合物で処理した固体担体。
Al(R10 (II)
[一般式(II)中、R10は炭素数1〜15の炭化水素基を表す。]
また、本発明の第6の発明によれば、前記固体担体が、無機酸化物、ポリマー担体のいずれかであることを特徴とする第5の発明に係るオレフィン重合触媒が提供される。
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明のオレフィン重合触媒成分又は第5若しくは6の発明に記載のオレフィン重合触媒の存在下、炭素数2以上のオレフィンを単独重合又は共重合することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法が提供される。
また、本発明の第8の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明のオレフィン重合触媒成分又は第5若しくは6の発明に記載のオレフィン重合触媒の存在下、炭素数2以上のオレフィンと(メタ)アクリル酸エステルを共重合することを特徴とする炭素2以上のオレフィン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法が提供される。
本発明は、一般式(A)又は(B)で表される化合物と、ニッケル、パラジウム、コバルト、銅またはロジウム等の周期表の9族、10族または11族に属する遷移金属を含む遷移金属化合物(C)とを接触させることにより得られるオレフィン重合触媒成分、それを用いたオレフィン重合触媒及び、その触媒成分の存在下に行う炭素2以上オレフィンの重合体の製造方法および炭素2以上オレフィンと(メタ)アクリル酸エステルとを共重合する炭素2位以上のオレフィン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法である。
以下、重合体の構成モノマー、触媒成分、製造方法等について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、「重合」という用語は、1種類のモノマーの単独重合と複数種のモノマーの共重合を総称するものであり、特に両者を区別する必要がない場合には、総称して単に「重合」と記載する。
1.共重合体の構成モノマー
(a)α−オレフィン
本発明における成分(a)は、一般式:CH=CHR11で表されるα−オレフィンである。ここで、R11は、水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基であり、分岐、環、および/または不飽和結合を有していてもよい。R11の炭素数が20より大きいと、十分な重合活性が発現しない傾向がある。このため、なかでも、好ましい(a)成分としては、R11が水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基であるα−オレフィンが挙げられる。
さらに好ましい(a)成分としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキセン、スチレンが挙げられる。なお、単独の(a)成分を使用してもよいし、複数の(a)成分を併用してもよい。
(b)(メタ)アクリル酸エステル
本発明における成分(b)は、一般式:CH=C(R12)CO(R13)で表される(メタ)アクリル酸エステルである。ここで、R12は、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基であり、分岐、環、および/または不飽和結合を有していてもよい。R13は、炭素数1〜30の炭化水素基であり、分岐、環、および/または不飽和結合を有していてもよい。さらに、R13内の任意の位置にヘテロ原子を含有していてもよい。
12の炭素数が11以上であると、十分な重合活性が発現しない傾向がある。したがって、R12は、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基であるが、好ましい(b)成分としては、R12が水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。より好ましい(b)成分としては、R12がメチル基であるメタクリル酸エステルまたはR12が水素原子であるアクリル酸エステルが挙げられる。同様に、R13の炭素数が30を超えると、重合活性が低下する傾向がある。よって、R13の炭素数は1〜30であるが、R13は、好ましくは炭素数1〜12であり、さらに好ましくは炭素数1〜8である。
また、R13内に含まれていても良いヘテロ原子としては、酸素、硫黄、セレン、リン、窒素、ケイ素、フッ素、ホウ素等が挙げられる。これらのヘテロ原子のうち、酸素、ケイ素、フッ素が好ましく、酸素が更に好ましい。また、R13は、ヘテロ原子を含まないものも好ましい。
さらに好ましい(b)成分としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸−2−アミノエチル、(メタ)アクリル酸−2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸−3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸エチレンオキサイド、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸−2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルジメチルアミド、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル等が挙げられる。なお、単独の(b)成分を使用してもよいし、複数の(b)成分を併用してもよい。
2.重合触媒成分
本発明において用いられるオレフィン重合触媒成分は、一般式(A)または(B)で表される化合物と、周期表9族、10族または11族に属する遷移金属Mを含む遷移金属化合物(C)とを接触させて得られることにより得ることが出来る。
Figure 0006356507
[一般式(A)または(B)において、Zは、水素原子または脱離基であるが、具体的には、水素原子、R14SO基(ここでR14は、炭素数1〜20の炭化水素基であり、具体的にはメチル基、フェニル基、p−トリル基が挙げられ)、CFSO基などを挙げることができる。
一般式(B)においては、アニオンの形で表されているが、そのカウンターカチオンは、本発明の遷移金属化合物(C)との反応を阻害しない限りにおいて、任意のものを用いることができる。
カウンターカチオンとしては、具体的には、アンモニウム(NH )、4級アンモニウム(R15 )またはホスホニウム(R16 )、周期表1族〜14族の金属イオンを挙げることができる。これらのうち好ましくは、NH 、R15 (ここでR15は、炭素数1〜20の炭化水素基、4つのR15は、同じでも異なっていてもよい)、R16 (ここでR16は、炭素数1〜20の炭化水素基であり、4つのR16は、同じでも異なっていてもよい)、Li、Na、K、Mg2+、Ca2+、Al3+であり、さらに好ましくは、R15 (ここでR15は、前記したとおりであり、4つのR15は、同じでも異なっていてもよい)、Li、Na、Kである。
一般式(A)または(B)において、Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。これらのうち、酸素原子が好ましい。また、一般式(A)または(B)において、Eは、リン原子、砒素原子またはアンチモン原子を表す。これらのうち、リン原子が好ましい。
一般式(A)または(B)において、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表し、互いに結合して環を形成しても良い。R及びRは、金属Mの近傍にあって、立体的および/または電子的にMに相互作用を及ぼす。こうした効果を及ぼすためには、R及びRは、かさ高い方が好ましい。R及びRの好ましい炭素数は3〜30、さらに好ましくは6〜30である。
及びRのより具体的な構造は、それぞれ独立に、水素原子またはヘテロ原子を含有していてもよい直鎖状炭化水素基、ヘテロ原子を含有していてもよい分岐鎖状炭化水素基、ヘテロ原子を含有していてもよい脂肪環式炭化水素基、ヘテロ原子を含有していてもよいアリール基が挙げられる。前記したように、R及びRは、かさ高い方が好ましいので、ヘテロ原子を含有していてもよい脂環式炭化水素基、または、ヘテロ原子を含有していてもよいアリール基が好ましく、ヘテロ原子を含有していてもよいアリール基が最も好ましい。こうしたアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アンスラセニル基などを挙げることができる。これらの中で、フェニル基やナフチル基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
及びRにおいて、ヘテロ原子含有基中に含まれるヘテロ原子としては、酸素、窒素、リン、硫黄、セレン、ケイ素、フッ素、ホウ素が挙げられる。前記したヘテロ原子含有基に含まれるヘテロ原子としては、遷移金属に配位可能なものが好ましい。こうした遷移金属可能なヘテロ原子を含むヘテロ原子含有基の具体的な例としては、以下のようなものが挙げられる。
すなわち、酸素含有基として、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、p−メトキシフェノキシ基などのアリーロキシ基、アセチル基、ベンゾイル基などのアシル基、アセトキシ基、エチルカルボキシレート基、t−ブチルカルボキシレート基、フェニルカルボキシレート基などのカルボキシレート基などを挙げることができる。窒素含有基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのジアルキルアミノ基などを挙げることができる。硫黄含有基としては、チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオ−n−プロポキシ基、チオイソプロポキシ基、チオ−n−ブトキシ基、チオ−t−ブトキシ基、チオフェノキシ基などのチオアルコキシ基、p−メチルチオフェノキシ基、p−メトキシチオフェノキシ基などのチオアリーロキシ基などを挙げることができる。リン含有置換基としては、ジメチルホスフィノ基、ジエチルホスフィノ基、ジ−n−プロピルホスフィノ基、シクロヘキシルホスフィノ基などのジアルキルホスフィノ基などを挙げることができる。セレン含有基としては、メチルセレニル基、エチルセレニル基、n−プロピルセレニル基、n−ブチルセレニル基、t−ブチルセレニル基、フェニルセレニル基などのセレニル基を挙げることができる。これらの中で、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、p−メトキシフェノキシ基などのアリーロキシ基や、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基などのジアルキルアミノ基や、チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオ−n−プロポキシ基、チオイソプロポキシ基、チオ−n−ブトキシ基、チオ−t−ブトキシ基、チオフェノキシ基などのチオアルコキシ基、p−メチルチオフェノキシ基、p−メトキシチオフェノキシ基などのチオアリーロキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、p−メトキシフェノキシ基などのアリーロキシ基がさらに好ましい。
及びRにおいて、これらアリール基の芳香族骨格に前記したヘテロ原子含有基が結合する場合、結合様式としては、ヘテロ原子含有基が芳香族骨格に直接結合してもよいし、メチレン基のようなスペーサーを介して芳香族骨格に結合してもよい。なお、メチレン基を介してヘテロ原子含有基が芳香族骨格に結合する場合、メチレン基の数は1個が好ましい。また、置換位置としては、R及びR中の芳香族骨格のうち、Eに結合した炭素に対してオルト位が好ましい。このようにすることによって、R及びR中のヘテロ原子がMと相互作用を持つように空間的配置をとることができる。
好ましいR及びRの具体的な例示として、2,6−ジメトキシフェニル基、2,4,6−トリメトキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジメトキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジメトキシフェニル基、1,3−ジメトキシ−2−ナフチル基、2,6−ジエトキシフェニル基、2,4,6−トリエトキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジエトキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジエトキシフェニル基、1,3−ジエトキシ−2−ナフチル基、2,6−ジイソプロポキシフェニル基、2,4,6−トリイソプロポキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジイソプロポキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジイソプロポキシフェニル基、1,3−ジイソプロポキシ−2−ナフチル基、2,6−ジフェノキシフェニル基、2,4,6−トリフェノキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジフェノキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジフェノキシフェニル基、1,3−ジフェノキシ−2−ナフチル基、2,6−ジ(メトキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(メトキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(メトキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(メトキシメチル)フェニル基、1,3−ジ(メトキシメチル)−2−ナフチル基、2,6−ジ(エトキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(エトキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(エトキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(エトキシメチル)フェニル基、1,3−ジ(エトキシメチル)−2−ナフチル基、2,6−ジ(イソプロポキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(イソプロポキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(イソプロポキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(イソプロポキシメチル)フェニル基、1,3−ジ(イソプロポキシメチル)−2−ナフチル基、2,6−ジ(フェノキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(フェノキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(フェノキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(フェノキシメチル)フェニル基、1,3−ジ(フェノキシメチル)−2−ナフチル基などを挙げることができる。
これらのうち、好ましいものとしては、2,6−ジメトキシフェニル基、2,4,6−トリメトキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジメトキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジメトキシフェニル基、2,6−ジエトキシフェニル基、2,4,6−トリエトキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジエトキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジエトキシフェニル基、2,6−ジイソプロポキシフェニル基、2,4,6−トリイソプロポキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジイソプロポキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジイソプロポキシフェニル基、2,6−ジフェノキシフェニル基、2,4,6−トリフェノキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジフェノキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジフェノキシフェニル基、2,6−ジ(メトキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(メトキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(メトキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(メトキシメチル)フェニル基、2,6−ジ(エトキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(エトキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(エトキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(エトキシメチル)フェニル基、2,6−ジ(イソプロポキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(イソプロポキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(イソプロポキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(イソプロポキシメチル)フェニル基、2,6−ジ(フェノキシメチル)フェニル基、2,4,6−トリ(フェノキシメチル)フェニル基、4−メチル−2,6−ジ(フェノキシメチル)フェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジ(フェノキシメチル)フェニル基が挙げられ、特に好ましいのは2,6−ジメトキシフェニル基、2,4,6−トリメトキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジメトキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジメトキシフェニル基、2,6−ジエトキシフェニル基、2,4,6−トリエトキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジエトキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジエトキシフェニル基、2,6−ジイソプロポキシフェニル基、2,4,6−トリイソプロポキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジイソプロポキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジイソプロポキシフェニル基、2,6−ジフェノキシフェニル基、2,4,6−トリフェノキシフェニル基、4−メチル−2,6−ジフェノキシフェニル基、4−t−ブチル−2,6−ジフェノキシフェニル基が挙げられる。
一般式(A)または(B)において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、シアノ基、またはニトロ基を表す。R〜Rにおいて、ヘテロ原子含有基中に含まれるヘテロ原子としては、酸素、ケイ素、フッ素が挙げられる。
これらのうち、好ましいものとしては、水素原子、フッ素原子、クロロ原子、ブロモ原子のハロゲン原子、メチル基、エチル基、イソプロピル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、トリフルオロメチル基などのパーフルオロアルキル基、ペンタフルオロフェニル基などのパーフルオロアリール基、トリメチルシリル基などのトリアルキルシリル基、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基などのアリーロキシ基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられ、特に好ましいものとしては、水素原子、フッ素原子、メチル基、フェニル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロフェニル基、トリメチルシリル基、シアノ基、ニトロ基などが挙げられる。
一般式(A)または(B)において、Rは、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。Rについては、かさ高い方が高分子量の重合体を与える傾向にあるので、かさ高い置換基が好ましい。このため、Rの炭素数は1〜30であるが、炭素数3〜30であることが好ましい。Rの例を具体的に挙げると、炭化水素基として、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アンスラセニル基、2−アンスラセニル基、9−アンスラセニル基、4−t−ブチルフェニル基、2,4−ジ−t−ブチルフェニル基、9−フルオレニル基、シクロヘキシル基、ヘテロ原子含有炭化水素基として、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−プロピルシリル基、トリフェニルシリル基、2,6−ジフルオロフェニル基、2,4,6−トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、カルバゾール基などを挙げることができる。
これらのうち、好ましいRとして、t−ブチル基、フェニル基、1−アンスラセニル基、2−アンスラセニル基、9−アンスラセニル基、4−t−ブチルフェニル基、2,4−ジ−t−ブチルフェニル基、9−フルオレニル基、シクロヘキシル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−プロピルシリル基、トリフェニルシリル基、2,6−ジフルオロフェニル基、2,4,6−トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、カルバゾール基が挙げられる。さらに、特に好ましいものは、t−ブチル基、9−アンスラセニル基、トリメチルシリル基、ペンタフルオロフェニル基、カルバゾール基が挙げられる。
〜Rの内の少なくとも1個は必ず一般式(I)で表される反応性基を含む置換基である。
−Q−R (I)
一般式(I)において、Qは炭素数1〜20のヘテロ原子を含有してもよい炭化水素基を表す。Qは2価基であって、Qの2つある結合のうち一方はRと結合している。Qの例を具体的に挙げると、炭化水素基として−CH−、−CHCH−、−(CH−が挙げられる。ヘテロ原子として挙げられるものとして、酸素原子、硫黄原子、窒素原子が挙げられ、酸素原子を含有してもよい炭化水素として−CH−O−CH−、−CH−(O−CH−、−CH−(O−CH−、−CH−O−CHCH−、−CH−(O−CHCH−、−CH−O−CHCHCH−、−CHCH−O−CH−、−CHCH−O−CHCH−、−CHCH−O−CHCHCH−が挙げられる。また、硫黄原子を含有してもよい炭化水素として−CH−S−CHCH−、−CH−(S−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CH−S−CHCHCH−が挙げられる。また、窒素原子を含有してもよい炭化水素基として−CH−N(CH)−CHCH−、−CH−(N(CH)−CHCH−、−CHCH−N(CH)−CHCH−、−CH−N(CH)−CHCHCH−が挙げられる。
担体に担持されるにはQは適度な長さが必要と考えられ、好ましいQとしては、−CHCH−、−(CH−の炭化水素基、−CH−O−CHCH−、−CH−O−CHCHCH−、−CHCH−O−CHCH−、−CHCH−O−CHCHCH−が挙げられる。また、硫黄原子を含有してもよい炭化水素として−CH−S−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−、−CH−S−CHCHCH−が挙げられる。また、窒素原子を含有してもよい炭化水素基として−CH−N(CH)−CHCH−、−CHCH−N(CH)−CHCH−、−CH−N(CH)−CHCHCH−が挙げられる。
配位子の合成上及び錯体成分の合成上の観点からさらに好ましいQとしては、−CHCH−、−(CH−の炭化水素基、−CH−O−CHCH−、−CH−O−CHCHCH−が挙げられる。また、硫黄原子を含有してもよい炭化水素として−CH−S−CHCH−、−CHCH−S−CHCH−が挙げられる。また、窒素原子を含有してもよい炭化水素基として−CH−N(CH)−CHCH−が挙げられる
は、OR、CO、COM’、C(O)N(R、C(O)R、SR、SO、P(O)(OR2−y(R、P(OR3−x(R、P(R、NHR、N(R、Si(OR3−x(R、OSi(OR3−x(R、SOM’、POM’、POM”、P(O)(ORM’またはエポキシ含有基を表す(ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し、M’は、アルカリ金属、アンモニウム、4級アンモニウムまたはホスホニウムを表し、M”はアルカリ土類金属を表し、xは0〜3の整数を表し、yは0〜2の整数を表す。
これらのうち、配位子および錯体合成を考慮すると、好ましいRはOR、CO、C(O)N(R、C(O)R、SR、P(R、NHR、N(R又はSi(OR3−x(R(Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表す。)が挙げられる。
の具体的な構造は(Me=メチル基、Et=エチル基、Ph=フェニル基)、−OH、−OMe、−COH、−COMe、−C(=O)NMe、−CHO、−C(=O)Me、−SH、−SMe、−PPh、−NH、−NMe、−Si(OMe)が挙げられる。
一般式(I)の具体的な構造として、−CHCHOH、−(CHOH、−CHOCHCHOH、−CHOCHCHCHOH、−CHCHOMe、−(CHOMe、−CHOCHCHOMe、−CHOCHCHCHOMe、−CHCHCOH、−(CHCOH、−CHOCHCHCOH、−CHOCHCHCHCOH、−CHCHCOMe、−(CHCOMe、−CHOCHCHCOMe、−CHOCHCHCHCOMe、−CHCHCONMe、−(CHCONMe、−CHOCHCHCONMe、−CHOCHCHCHCONMe、−CHCHCHO、−(CHCHO、−CHCHCOMe、−(CHCOMe、−CHOCHCHCOMe、−CHOCHCHCHCOMe、−CHCHSH、−(CHSH、−CHSCHCHSH、−CH(SCHCHSH、−CHCH−SCHCHSH、−CHCHSMe、−(CHSMe、−CHSCHCHSMe、−CHCHSCHCHSMe、−CHCHPPh、−(CHPPh、−CHOCHCHPPh、−CHOCHCHCHPPh、−CHCHNH、−(CHNH、−CHN(CH)CHCHNH、−CHCHNMe、−(CHNMe、−CHN(CH)CHCHNMe、−CHCHSi(OMe)、−(CHSi(OMe)が挙げられる。
このうち好ましいものは、−CHCHOH、−(CHOH、−CHOCHCHOH、−CHCHOMe、−(CHOMe、−CHCHCOH、−(CHCOH、−CHOCHCHCOH、−CHOCHCHCHCOH、−CHCHCOMe、−(CHCOMe、−CHOCHCHCOMe、−CHOCHCHCHCOMe、−CHCHCONMe、−(CHCONMe、−CHOCHCHCONMe、−CHOCHCHCHCONMe、−CHCHCHO、−(CHCHO、−CHCHCOMe、−(CHCOMe、−CHOCHCHCOMe、−CHOCHCHCHCOMe、−CHCHSH、−(CHSH、−CHSCHCHSH、−CH(SCHCHSH、−CHCH−SCHCHSH、−CHCHPPh、−(CHPPh、−CHOCHCHPPh、−CHOCHCHCHPPh、−CHCHNH、−(CHNH、−CHN(CH)CHCHNH、−CHCHSi(OMe)、−(CHSi(OMe)が挙げられる。
さらに好ましものとして、−(CHOH、−CHOCHCHOH、−CHCHCOMe、−(CHCOMe、−CHCHCONMe、−(CHCONMe、−CHCHCOMe、−(CHCOMe、−CHCHSi(OMe)、−(CHSi(OMe)が挙げられる。
〜Rの内の少なくとも1個は必ず一般式(I)で表される反応性基を含む置換基である。
式(I)で表される反応性基を含む置換基の配置される位置は限定されないが、R、R、R、R、Rが好ましく、R、R、Rが特に好ましい。RおよびRの特に好ましい基本骨格はフェニル基であるが、一般式(I)で表される反応性基はそのフェニル基の2位、3位、4位に結合してもかまわないが、好ましい結合位置はフェニル基の3位又は4位であり、さらに好ましい結合位置はフェニル基の4位である。
以下、本発明で使用可能なオレフィン重合触媒成分を表1〜5に例示するが、下記例示に限定されるものではない(なお、Q1=−(CHOH、Q2=−CHOCHCHOH、Q3=−CHCHCOMe、Q4=−(CHCOMe、Q5=−CHCHCONMe、Q6=−(CHCONMe、Q7=−CHCHCOMe、Q8=−(CHCOMe、Q9=−CHCHSi(OMe)、Q10=−(CHSi(OMe)、Meはメチル基、Phはフェニル基、Carbはカルバゾール基を示す。)。
Figure 0006356507
Figure 0006356507
Figure 0006356507
Figure 0006356507
Figure 0006356507
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化合物の構造の理解のため、上記表の(7)に記載の化合物の構造式と名称を示す。この構造式の化合物は、2−ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール(B−195)と称する。
本発明で用いられる遷移金属錯体成分(C)については、一般式(A)または(B)で示される化合物と反応して、重合能を有する錯体を形成可能なものが使用される。これらは、プリカーサー(前駆体)とも呼ばれることがある。
例えば、ニッケルを含む遷移金属錯体(C)としては、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、一般式(CHCR17CHNi、ビス(シクロペンタジエニル)ニッケル(II)、一般式Ni(CHSiR17 、一般式NiR17 で表される錯体等を使用することが出来る
(ここでR17は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、OR、またはCO。LはMに配位したリガンド。Rは水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基。)
また、9族、10族または11族の遷移金属を含む遷移金属錯体(C)については、一般式:MR17 (ここで、Mは、9族、10族または11族の遷移金属であり、R17およびLは、上に記載した通りであり、pおよびqは、Mの価数を満たす0以上の整数である。)を使用することができる。
これらの遷移金属のうち、好ましく用いられるものは、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、一般式:(CHCR17CHNiで表される錯体(ここでR17は、本明細書に記載した通りである。)、一般式:Ni(CHSiR17 で表される錯体(ここでR17、Lは、本明細書に記載した通りである。)、一般式:NiR17 で表される錯体(ここでR17、Lは、本明細書に記載した通りである。)、Pd(dba)、Pd(dba)、Pd(dba)(ここで、dbaは、ジベンジリデンアセトンを表す。)、Pd(OCOCH、(1,5−シクロオクタジエン)Pd(メチル)(クロリド)である。
特に好ましくは、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)、(CHCHCHNi、(CHCMeCHNi、Ni(CHSiMe(Py)(以下Pyは、ピリジンを表す。)、Ni(CHSiMe(Lut)(以下Lutは、2,6−ルチジンを表す。)、NiPh(Py)、Ni(Ph)(Lut)2,Pd(dba)、Pd(dba)、Pd(dba)(ここで、dbaは、ジベンジリデンアセトンを表す。)、Pd(OCOCH、(1,5−シクロオクタジエン)Pd(メチル)(クロリド)である。
本発明の反応生成物は、前述の一般式(A)または(B)で表される化合物と前述の遷移金属錯体(C)とを、例えば((A)+(B)):(C)=1:99〜99:1(モル比)を、0〜100℃のトルエンやベンゼン等の有機溶媒中で、減圧〜加圧下で1〜86400秒間接触させることにより、得ることができる。(C)として、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)(Ni(COD))のトルエンやベンゼン溶液を用いる場合には、溶液の色が黄色から、例えば赤色に変化することにより、反応生成物の生成が確認できる。
本反応後、(C)を構成している成分であって、(C)の遷移金属以外の成分は、(A)成分のZを除いた部分や(B)成分によって置換されて、本発明の一般式(D)で表される金属錯体が生成する。この置換反応は、定量的に進行するほうが好ましいが、場合によっては完全に進行しなくてもよい。反応終了後、一般式(D)で表される錯体以外に、(A)、(B)、(C)由来の他の成分が共存するが、本発明の重合反応または共重合反応を行う際に、これらの他の成分は、除去してもよいし、除去しなくてもよい。一般的には、これらの他の成分は、除去した方が、高活性が得られるので好ましい。
本反応後、(D)を構成している成分であって、(D)の遷移金属以外の成分は、(B)成分のZを除いた部分や(C)成分によって置換されて、本発明の一般式(A)で表される金属錯体が生成する。この置換反応は、定量的に進行するほうが好ましいが、場合によっては完全に進行しなくてもよい。反応終了後、一般式(D)で表される錯体以外に、(A)、(B)、(C)由来の他の成分が共存するが、本発明の重合反応または共重合反応を行う際に、これらの他の成分は、除去してもよいし、除去しなくてもよい。一般的には、これらの他の成分は、除去した方が、高活性が得られるので好ましい。
なお、反応を行う際に、本発明に係るLを共存させてもよい。本発明に係るMとして、ニッケルやパラジウムを用いた場合には、ルイス塩基性のLを系内に共存させることによって、精製した錯体(D)の安定性が増す場合があり、このような場合には、Lが本発明の重合反応または共重合反応を阻害しない限りにおいて、Lを共存させることが好ましい。
本発明において、反応を炭素数2以上のオレフィンの重合や炭素数2以上のオレフィンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合に使用する反応器とは別の容器で、予め行ったうえで、得られた錯体(D)を炭素数2以上のオレフィンの重合や炭素数2以上のオレフィンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合に供してもよいし、反応をこれらのモノマーの存在下に行ってもよい。また、反応を、炭素数2以上のオレフィンの重合や炭素数2以上のオレフィンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合に使用する反応器の中で行ってもよい。この際に、これらのモノマーは存在していてもよいし、存在していなくてもよい。また、一般式(A)〜(B)で示される成分については、それぞれ単独の成分を用いてもよいし、それぞれ複数種の成分を併用してもよい。特に、分子量分布やコモノマー含量分布を広げる目的には、こうした複数種の併用が有用である。
3.金属錯体
本発明のオレフィン重合触媒成分に含まれる金属錯体は、下記一般式(D)で表される。
Figure 0006356507
(Mは、周期表の9族、10族または11族に属する遷移金属を表す。Rは、水素原子または炭素数1〜20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。Lは、Mに配位したリガンドを表す。また、RとLが互いに結合して環を形成してもよい。X、E、R、R、R、R、R及びRは、前記した通りである。
Mは、周期律表の9族、10族または11族に属する遷移金属であるが、好ましくは、10族のニッケル、パラジウム、白金および9族のコバルト、ロジウムおよび11族の銅であり、さらに好ましくは、10族のニッケル、パラジウム、白金であり、最も好ましくは10族のニッケルまたはパラジウムである。
Mの価数については2価が好ましい。ここでMの価数とは、有機金属化学で用いられる形式酸化数(formal oxidation number)を意味する。すなわち、ある元素が関与する結合中の電子対を電気陰性度の大きい元素に割り当てたとき、その元素の原子上に残る電荷の数を指す。例えば、本発明の一般式(D)において、Eがリン、Xが酸素、Mがニッケル、Rがフェニル基、Lがピリジンであり、ニッケルがリン、酸素、フェニル基の炭素、ピリジンの窒素と結合を形成している場合、ニッケルの形式酸化数、すなわちニッケルの価数は2価となる。なぜならば、上述の定義に基づき、これらの結合において、電子対は、ニッケルよりも電気陰性度の大きいリン、酸素、炭素、窒素に割り当てられ、電荷は、リンが0、酸素が−1、フェニル基が−1、ピリジンが0で、錯体は、全体として電気的に中性であるため、ニッケル上に残る電荷は+2となるからである。
2価の遷移金属としては、例えば、ニッケル(II)、パラジウム(II)、白金(II)、コバルト(II)が好ましく、2価以外では、銅(I)またはロジウム(III)も好ましい。
本発明においてRは、水素原子または炭素数1〜20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。本発明における重合または共重合反応は、MとRの結合に本発明における(a)成分または(b)成分が挿入することによって、開始されると考えられる。したがって、Rの炭素数が過度に多いと、この開始反応が阻害される傾向にある。このため、好ましいRとしては、炭素数1〜16、さらに好ましくは炭素数1〜10である。
の具体的な例としては、ヒドリド基、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、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基等を挙げることができる。
本発明において、Lは、Mに配位したリガンドを表す。本発明におけるリガンドLは、配位結合可能な原子として、酸素、窒素、硫黄を有する炭素数1〜20の炭化水素化合物である。また、Lとして、遷移金属に配位可能な炭素−炭素不飽和結合を有する炭化水素化合物(ヘテロ原子を含有していてもよい)も使用することができる。好ましくは、Lの炭素数は1〜16であり、さらに好ましくは1〜10である。また一般式(D)中のMと配位結合するLとしては、電荷を持たない化合物が好ましい。
は、Mと配位結合を形成するが、本発明においては、(a)成分の重合や(a)成分と(b)成分の共重合を進行させるために、LをMから取り除く化合物を使用する必要がない。
なお、いわゆるSHOP系金属錯体においては、本発明におけるLの代わりに、ホスフィン、たとえば、トリメチルホスフィンやトリフェニルホスフィンを用いても、本発明と類似の錯体を合成することができる。しかしながら、こうしたリガンドを用いた場合には、該リガンドをMから取り除く化合物を併用することが、オレフィンの重合能発現のために必須であることが知られている(例えば、U.Klabunde et al.、「J.Polym.Sci.:Part A:Polym.Chem.」、1987年、25巻、p1989.参照。)。このような目的のために用いられるスカベンジャーとしては、Ni(COD)(COD:シクロオクタジエン)、B(C、アルミノキサン類、ロジウム錯体などが知られている。
本発明における好ましいLとしては、ピリジン類、ピペリジン類、アルキルエーテル類、アリールエーテル類、アルキルアリールエーテル類、環状エーテル類、アルキルニトリル誘導体、アリールニトリル誘導体、アルコール類、アミド類、脂肪族エステル類、芳香族エステル類、アミン類、環状不飽和炭化水素類などを挙げることができる。さらに好ましいLとしては、ピリジン類、環状エーテル類、脂肪族エステル類、芳香族エステル類、環状オレフィン類が挙げられ、特に好ましいLとして、ピリジン、ルチジン(ジメチルピリジン)、ピコリン(メチルピリジン)、RCO(RおよびRの定義は、前記の通り)を挙げることができる。
なお、RとLが互いに結合して環を形成してもよい。そのような例として、シクロオクタ−1−エニル基を挙げることができ、これも本発明における好ましい様態である。
4.固体担体
固体担体は、無機または有機の化合物からなり、通常5μm以上好ましくは10μm以上であって通常5mm以下好ましくは2mm以下の粒径を有する固体担体である。
使用可能な担体としては、本発明の主旨をそこなわない限りにおいて、任意の担体を用いることができる。一般に、無機酸化物やポリマー担体が好適に使用できる。具体的には、SiO、Al、MgO、ZrO、TiO、B、CaO、ZnO、BaO、ThO等またはこれらの混合物が挙げられ、SiO−Al、SiO−V、SiO−TiO、SiO−MgO、SiO−Cr等の混合酸化物も使用することができ、無機ケイ酸塩、ポリエチレン担体、ポリプロピレン担体、ポリスチレン担体、ポリアクリル酸担体、ポリメタクリル酸担体、ポリアクリル酸エステル担体、ポリエステル担体、ポリアミド担体、ポリイミド担体などが使用可能である。これらの担体については、粒径、粒径分布、細孔容積、比表面積などに特に制限はなく、任意のものが使用可能である。
無機ケイ酸塩としては、粘土、粘土鉱物、ゼオライト、珪藻土等が使用可能である。これらは、合成品を用いてもよいし、天然に産出する鉱物を用いてもよい。粘土、粘土鉱物の具体例としては、アロフェン等のアロフェン族、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト等のカオリン族、メタハロイサイト、ハロイサイト等のハロイサイト族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母鉱物、アタパルジャイト、セピオライト、パイゴルスカイト、ベントナイト、木節粘土、ガイロメ粘土、ヒシンゲル石、パイロフィライト、リョクデイ石群等が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
人工合成物としては、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライト等が挙げられる。
これら具体例のうち好ましくは、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、アノーキサイト等のカオリン族、メタハロサイト、ハロサイト等のハロサイト族、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母鉱物、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライトが挙げられ、特に好ましくはモンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト、バーミキュライト等のバーミキュライト鉱物、合成雲母、合成ヘクトライト、合成サポナイト、合成テニオライトが挙げられる。
これらの担体は、そのまま用いてもよいが、塩酸、硝酸、硫酸等による酸処理および/または、LiCl、NaCl、KCl、CaCl、MgCl、LiSO、MgSO、ZnSO、Ti(SO、Zr(SO、Al(SO等の塩類処理を行ってもよい。該処理において、対応する酸と塩基を混合して反応系内で塩を生成させて処理を行ってもよい。また粉砕や造粒等の形状制御や乾燥処理を行ってもよい。
5.有機アルミニウム処理
本発明の重合触媒において、一般式(II)の有機アルミニウム化合物で処理した固体担体を用いる。一般式(II)中、R10は炭素数1〜15の炭化水素基を表し、好ましくは、炭素数1〜8の炭化水素基である。
具体的に用いる有機アルミニウム化合物は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリn−ペンチルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムが挙げられる。これらのうち、好ましいのはトリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリn−ペンチルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウムが挙げられる。これら任意成分は2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明の触媒は、上記の各成分の接触によって得られるが、その接触方法については特に限定がない。この接触は、触媒調製時だけでなく、炭素数2以上のオレフィンの予備重合時または重合時に行ってもよい。
各成分の接触順序に特に制限はない。すなわち、(1)一般式(A)または(B)と遷移金属化合物(C)とを接触させたのち、有機アルミニウム化合物で処理した固体担体と接触させてもよいし、(2)有機アルミニウム化合物処理した固体担体と一般式(A)または(B)と接触させたのち、遷移金属化合物(C)を接触させてもよいし、(3)一般式(A)又は(B)と遷移金属化合物(C)と接触させたのち、有機アルミニウム化合物と同時に固体担体と接触させてもよいし、(4)一般式(A)または(B)と遷移金属化合物(C)と接触して金属錯体(D)を単離した後、有機アルミニウム化合物と接触させてもよい。
また、触媒各成分の接触時、または接触後に炭素数2以上のオレフィン重合体、シリカ、アルミナ等の無機酸化物の固体を共存させるか、もしくは接触させてもよい。
各接触圧力および時間に特に制限はなく、加圧から減圧下、1秒〜24時間で重合触媒を得ることが出来る。
接触は窒素等の不活性ガス中で行ってもよいし、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒中で行ってもよい。これらの溶媒は、水や硫黄化合物などの被毒物質を除去する操作を施したものを使用するのが好ましい。接触温度は、−20℃ないし、使用する溶媒の沸点の間で行い、特には、室温から使用する溶媒の沸点の間で行うのが好ましい。
触媒各成分の使用比に特に制限はないが、助触媒成分として、ケイ酸塩を除くイオン交換性層状化合物、または無機ケイ酸塩を用いる場合は、助触媒成分1gあたり、遷移金属化合物が0.0001〜10mmol、好ましくは0.001〜5mmolであり、有機アルミニウム化合物が0〜10,000mmol、好ましくは0.01〜100mmolとなるように設定することにより、重合活性などの点で好適な結果が得られる。また、遷移金属化合物中の遷移金属と有機アルミニウム化合物中のアルミニウムの原子比が1:0.1〜100好ましくは、1:0.5〜50となるように制御することが、同様に重合活性などの点で好ましい。
このようにして得られた触媒は、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒で洗浄して使用してもよいし、洗浄せずに用いてもよい。
洗浄の際に、必要に応じて、新たに上述の有機アルミニウム化合物を組合せて用いてもよい。この際に用いられる有機アルミニウム化合物の量は、遷移金属化合物中の遷移金属に対する有機アルミニウム化合物中のアルミニウムの原子比で1:0.1〜100になるようにするのが好ましい。
触媒として、エチレン、プロピレン等の分子量の小さいα−オレフィンを予備的に重合し、必要に応じて洗浄した予備重合体を使用することもできる。この予備重合は窒素等の不活性ガス中、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒中で行ってもよい。
6.オレフィン重合
本発明において、重合形式に特に制限はない。媒体中で少なくとも一部の生成重合体がスラリーとなるスラリー重合、液化したモノマー自身を媒体とするバルク重合、気化したモノマー中で行う気相重合、または、高温高圧で液化したモノマーに生成重合体の少なくとも一部が溶解する高圧イオン重合などが好ましく用いられる。また、バッチ重合、セミバッチ重合、連続重合のいずれの形式でもよい。また、リビング重合であってもよいし、連鎖移動を併発しながら重合を行ってもよい。さらに、いわゆるchain transfer agent(CSA)を併用し、chain shuttlingや、coordinative chain transfer polymerization(CCTP)を行ってもよい。
本発明における重合反応は、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素溶媒や液化α−オレフィン等の液体、また、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、安息香酸メチル、アセトン、メチルエチルケトン、ホルミアミド、アセトニトリル、メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール等のような極性溶媒の存在下あるいは非存在下に行ってもよい。また、ここで記載した液体化合物の混合物を溶媒として使用してもよい。さらに、イオン液体も溶媒として使用可能である。なお、高い重合活性や高い分子量を得るうえでは、上述の炭化水素溶媒やイオン液体がより好ましい。
本発明では、公知の添加剤の存在下または非存在下で重合反応を行うことができる。添加剤としては、ラジカル重合を禁止する重合禁止剤や、生成共重合体を安定化する作用を有する添加剤が好ましい。例えば、キノン誘導体やヒンダードフェノール誘導体などが好ましい添加剤の例として挙げられる。具体的には、モノメチルエーテルハイドロキノンや、2,6−ジ−t−ブチル4−メチルフェノール(BHT)、トリメチルアルミニウムとBHTとの反応生成物、4価チタンのアルコキサイドとBHTとの反応生成物などが使用可能である。また、添加剤として、無機およびまたは有機フィラーを使用し、これらのフィラーの存在下で重合を行っても良い。さらに、本発明に係るLやイオン液体を添加剤として用いてもよい。
本発明における好ましい添加剤として、ルイス塩基が挙げられる。適切なルイス塩基を選択することにより、活性、分子量、アクリル酸エステルの共重合性を改良することができる。ルイス塩基の量としては、重合系内に存在する触媒成分中の遷移金属Mに対して、0.0001当量〜1000当量、好ましくは0.1当量〜100当量、さらに好ましくは、0.3当量〜30当量である。ルイス塩基を重合系に添加する方法については、特に制限はなく、任意の手法を用いることができる。例えば、本発明の触媒成分と混合して添加してもよいし、モノマーと混合して添加してもよいし、触媒成分やモノマーとは独立に重合系に添加してもよい。また、複数のルイス塩基を併用してもよい。また、本発明に係るLと同じルイス塩基を用いてもよいし、異なっていてもよい。
ルイス塩基としては、芳香族アミン類、脂肪族アミン類、アルキルエーテル類、アリールエーテル類、アルキルアリールエーテル類、環状エーテル類、アルキルニトリル類、アリールニトリル類、アルコール類、アミド類、脂肪族エステル類、芳香族エステル類、フォスフェート類、フォスファイト類、チオフェン類、チアンスレン類、チアゾール類、オキサゾール類、モルフォリン類、環状不飽和炭化水素類などを挙げることができる。これらのうち、特に好ましいルイス塩基は、芳香族アミン類、脂肪族アミン類、環状エーテル類、脂肪族エステル類、芳香族エステル類であり、なかでも好ましいルイス塩基は、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピペリジン誘導体、イミダゾール誘導体、アニリン誘導体、ピペリジン誘導体、トリアジン誘導体、ピロール誘導体、フラン誘導体、脂肪族エステル誘導体である。
具体的なルイス塩基化合物としては、ピリジン、ペンタフルオロピリジン、2,6−ルチジン、2,4−ルチジン、3,5−ルチジン、ピリミジン、N、N−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾール、2,2′−ビピリジン、アニリン、ピペリジン、1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリフルオロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(2−ピリジル)−s−トリアジン、キノリン、8−メチルキノリン、フェナジン、1,10−フェナンスロリン、N−メチルピロール、1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ−[2,2,2]−オクタン、トリエチルアミン、ベンゾニトリル、ピコリン、トリフェニルアミン、N−メチル−2−ピロリドン、4−メチルモルフォリン、ベンズオキサゾール、ベンゾチアゾール、フラン、2,5−ジメチルフラン、ジベンゾフラン、キサンテン、1,4−ジオキサン、1,3,5−トリオキサン、ジベンゾチオフェン、チアンスレン、トリフェニルフォスフォニウムシクロペンタジエニド、トリフェニルフォスファイト、トリフェニルフォスフェート、トリピロリジノフォスフィン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酪酸メチル、サリチル酸メチル、ぎ酸エチル、酪酸エチル、カプロン酸エチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、吉草酸ペンチル、酪酸ペンチル、酢酸オクチルなどを挙げることができる。
本発明における好ましい添加剤として、ルイス酸も挙げられる。適切なルイス酸を選択することにより、活性、分子量、アクリル酸エステルの共重合性を改良することができる。ルイス酸の量としては、重合系内に存在する触媒成分中の遷移金属Mに対して、0.0001当量〜100当量、好ましくは0.1当量〜50当量、さらに好ましくは、0.3当量〜30当量である。ルイス酸を重合系に添加する方法については、特に制限はなく、任意の手法を用いることができる。例えば、本発明の触媒成分と混合して添加してもよいし、モノマーと混合して添加してもよいし、触媒成分やモノマーとは独立に重合系に添加してもよいし、モノマーやルイス塩基と混合して添加してもよい。また、複数のルイス酸を併用してもよい。
添加するルイス酸は、モノマーやルイス塩基と混合することによって生成する変性ルイス酸を用いてもよいが、その混合の順序に特に制限はなく、ルイス酸にモノマーやルイス塩基を添加してもよいし、モノマーやルイス塩基にルイス酸を添加してもよい。
各接触圧力および時間に特に制限はなく、加圧から減圧下、1秒〜24時間で変性ルイス酸を得ることが出来る。
接触は窒素等の不活性ガス中で行ってもよいし、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素溶媒中で行ってもよい。これらの溶媒は、水や硫黄化合物などの被毒物質を除去する操作を施したものを使用するのが好ましい。接触温度は、−20℃〜使用する溶媒の沸点の間で行い、特には、室温から使用する溶媒の沸点の間で行うのが好ましい。
ルイス酸とモノマーやルイス塩基の使用比に特に制限はないが、ルイス酸とモノマーやルイス塩基とのモル比が1:0.5〜10、000好ましくは、1:0.8〜1,000となるように制御することが、同様に重合活性などの点で好ましい。
具体的なルイス酸として、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリn−ペンチルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミニウムが挙げられる。
未反応モノマーや媒体は、生成共重合体から分離し、リサイクルして使用してもよい。リサイクルの際、これらのモノマーや媒体は、精製して再使用してもよいし、精製せずに再使用してもよい。生成共重合体と未反応モノマーおよび媒体との分離には、従来公知の方法が使用できる。例えば、濾過、遠心分離、溶媒抽出、貧溶媒を使用した再沈などの方法が使用できる。
重合温度、重合圧力および重合時間に、特に制限はないが、通常は、以下の範囲から生産性やプロセスの能力を考慮して、最適な設定を行うことができる。すなわち、重合温度は、通常−20℃〜290℃、好ましくは0℃〜250℃、共重合圧力は、0.1MPa〜300MPa、好ましくは、0.3MPa〜250MPa、重合時間は、0.1分〜10時間、好ましくは、0.5分〜7時間、さらに好ましくは1分〜6時間の範囲から選ぶことができる。
本発明において、重合は、一般に不活性ガス雰囲気下で行われる。例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素雰囲気が使用でき、窒素雰囲気が好ましく使用される。なお、少量の酸素や空気の混入があってもよい。
重合反応器への触媒とモノマーの供給に関しても特に制限はなく、目的に応じてさまざまな供給法をとることができる。たとえばバッチ重合の場合、あらかじめ所定量のモノマーを重合反応器に供給しておき、そこに触媒を供給する手法をとることが可能である。この場合、追加のモノマーや追加の触媒を重合反応器に供給してもよい。また、連続重合の場合、所定量のモノマーと触媒を重合反応器に連続的に、または間歇的に供給し、重合反応を連続的に行う手法をとることができる。
共重合体の組成の制御に関しては、複数のモノマーを反応器に供給し、その供給比率を変えることによって制御する方法を一般に用いることができる。その他、触媒の構造の違いによるモノマー反応性比の違いを利用して共重合組成を制御する方法や、モノマー反応性比の重合温度依存性を利用して共重合組成を制御する方法が挙げられる。
重合体の分子量制御には、従来公知の方法を使用することができる。すなわち、重合温度を制御して分子量を制御する方法、モノマー濃度を制御して分子量を制御する方法、連鎖移動剤を使用して分子量を制御する方法、遷移金属錯体中のリガンド構造の制御により分子量を制御する等が挙げられる。連鎖移動剤を使用する場合には、従来公知の連鎖移動剤を用いることができる。例えば、水素、メタルアルキルなどを使用することができる。
また、(b)成分自身が一種の連鎖移動剤となる場合には、(b)成分の(a)成分に対する比率や、(b)成分の濃度を制御することによっても、分子量調節が可能である。遷移金属錯体中のリガンド構造を制御して、分子量調節を行う場合には、前記したR、R中のヘテロ原子含有基の種類、数、配置を制御したり、金属Mのまわりに嵩高い置換基を配置したり、前記したR中にヘテロ原子を導入したりすることによって、一般に分子量が向上する傾向を利用することができる。なお、金属Mに対して、アリール基やヘテロ原子含有置換基などの電子供与性基が相互作用可能となるように電子供与性基を配置することが好ましい。こうした電子供与性基が金属Mと相互作用可能であるかどうかは、一般に、分子模型や分子軌道計算で電子供与性基と金属Mとの距離を測定することによって判断できる。
本発明の共重合体は、共重合体の極性基にもとづく効果により、良好な塗装性、印刷性、帯電防止性、無機フィラー分散性、他樹脂との接着性、他樹脂との相溶化能などが発現する。こうした性質を利用して、本発明の共重合体は、さまざまな用途に使用することができる。例えば、フィルム、シート、接着性樹脂、バインダー、相溶化剤、ワックスなどとして使用可能である。
以下の実施例および比較例において本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
以下の合成例で、とくに断りのない限り、操作は精製窒素雰囲気下で行い、溶媒は脱水・脱酸素したものを用いた。
1.評価法
(1)Tm,Tc:
以下のDSC測定により求めた。
Perkin Elmer社製PYRIS Diamond DSC示差走査熱量測定装置を使用して、試料(約5mg)を210℃で5分間融解後、10℃/分の速度で−10℃まで降温し、−10℃で5分保持した後に、10℃/分の速度で210℃まで昇温することにより融解曲線を得た。降温段階における主発熱ピークのピークトップ温度を結晶化温度Tcとした。また、融解曲線を得るために行った最後の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点Tmとした。
(2)重量平均分子量Mw、数平均分子量Mnおよび分子量分布Mw/Mn:
以下のGPC測定により求めた。
はじめに、試料(約20mg)をポリマーラボラトリー社製高温GPC用前処理装置PL−SP260VS用のバイアル瓶に採取し、安定剤としてBHTを含有するo−ジクロロベンゼン(BHT濃度=0.5g/L)を加え、ポリマー濃度が0.1wt%になるように調整した。ポリマーを上記高温GPC用前処理装置PL−SP260VS中で135℃に加熱して溶解させ、グラスフィルターにて濾過して試料を調製した。なお、本発明におけるGPC測定において、グラスフィルターに捕捉されたポリマーはなかった。次に、カラムとして、東ソー社製TSKgel GMH−HT(30cmx4本)およびRI検出器を装着したウォーターズ社製GPCV2000を使用してGPC測定を行った。測定条件としては、試料溶液注入量:約520μL、カラム温度:135℃、溶媒:o−ジクロロベンゼン、流量:1.0mL/分を採用した。分子量の算出は以下のように行った。すなわち、標準試料として市販の単分散のポリスチレンを使用し、該ポリスチレン標準試料およびエチレン系重合体の粘度式から、保持時間と分子量に関する校正曲線を作成し、該校正曲線に基づいて分子量の算出を行った。なお、粘度式としては、[η]=KxMαを使用し、ポリスチレンに対しては、K=1.38E−4、α=0.70を使用し、エチレン系重合体に対しては、K=4.77E−4、α=0.70を使用した。
(3)IR分析:
熱プレスによってシートにしたサンプルをIR測定することでコモノマー含量([RA])を求めた。その際、エチレン/アクリル酸エステル共重合体は1,740cm−1/730−720cm−1の面積比を、以下の式を用いて換算した値である。
[RA]=1.3503(面積比)−0.2208
(4)ポリマー嵩密度(BD)の測定:
JIS K 7365に準拠して測定した。
2.配位子及び錯体の合成
合成例1:2−(2,6−ビスメトキシフェニル)(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−191)の合成
(1)4−(3,5−ジメトキシフェニル)−3−ブテン−2−オン(B−191_2)の合成
3,5−ジメトキシベンズアルデヒド(8.30g,50.0mmol)とアセトン(37.0mL,29.2g,50.3mmol)の混合溶液に40分間かけて1N水酸化ナトリウム溶液(100mL)を滴下した後、1時間撹拌した。その混合溶液は6N塩酸水溶液(13.0mL)を加えることで中性になった。中和された溶液を酢酸エチルで抽出(150mLx2)し、その抽出液を飽和食塩水(80mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮することで得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで目的化合物(B−191_2)を得た(6.00g,29.1mmol,58%収率)。
(2)4−(3,5−ジメトキシフェニル)−2−ブタノン(B−191_3)の合成
4−(3,5−ジメトキシフェニル)−3−ブテン−2−オン(B−191_2,1.00g,4.85mmol)と氷酢酸(9.45μL,0.99mg,16.5mmol)のエタノール(10.0mL)溶液を20分間アルゴン置換した後、その溶液にPd/C(97.0mg,10wt%)を加えた。その混合物を水素圧(1.4気圧)、25℃、2日間撹拌した後、水素をパージした。その反応混合物をセライトパットでろ過し、ろ別物を酢酸エチル(100mL)で洗浄した。ろ液と洗浄液との混合物を真空下で濃縮することで目的化合物(B−191_3)を薄黄色の液体として得た(0.85g,4.08mmol,84%収率)。
(3)1,3−ジメトキシ−5−(2−メチル−1,3−ジオキサラン−2−イル)−2−エチル)ベンゼン(B−191_4)の合成
4−(3,5−ジメトキシフェニル)−2−ブタノン(B−191_2,8.30g,39.9mmol)とエチレングリコール(12.5g,0.201mol)との混合溶液にオルトギ酸トリメチル(23.2g,0.219mol)とp−トルエンスルホン酸(0.275g,1.60mmol)をアルゴン雰囲気下15℃で添加した後、その混合物を14時間撹拌した。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(50mL)添加し、酢酸エチルで抽出を行った(100mLx2)。抽出液を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水した。脱水された抽出液をろ過し、そのろ液を濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物は、トリエチルアミン処理したシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで、無色液体として目的化合物(B−191_4)を得た(5.20g,20.6mol,52%収率)。
(4)1−ブロモ−2−(メトキシメトキシ)−3−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−191_18)の合成
(4−1)1,3−ジブロモ−2−(メトキシメトキシ)ベンゼン(4.40g,14.9mmol)の脱水テトラヒドロフラン(10mL)溶液にアルゴン雰囲気下−30℃でイソプロピルマグネシウムクロリド(7.0mL,2.0M,15.0mmol)を滴下し、その混合物を徐々に15℃まで昇温して1時間撹拌した。その後、その反応混合物を−78℃まで冷却した後、その混合物に三塩化リン(8.40g,61.2mmol)を滴下して更に1時間撹拌した。その後、真空下で溶媒を留去し、得られた残渣を脱水テトラヒドロフラン(15mL)で溶解させた。
(4−2)1,3−ジブロモベンゼン(2.07g,15.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(10.0mL)にアルゴン雰囲気下0℃で、n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(6.0mL,2.5M,15.0mmol)を滴下した後、徐々に15℃まで昇温して2時間撹拌した。その反応混合溶液を−78℃まで冷却した後、そこに(4−1)で合成した反応溶液をゆっくり滴下した後、15℃まで徐々に昇温して1時間撹拌した。
(4−3)化合物(B−191_4,3.78g,15.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(10mL)にアルゴン雰囲気下0℃で、n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(6.0mL,2.5M,15.0mmol)を滴下した後、徐々に15℃まで昇温して2時間撹拌した。その反応混合物を、(4−2)で合成した反応溶液に−78℃で滴下した後、15℃まで徐々に昇温して16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(300mL)加えた後、有機溶媒を減圧下で除去した。それを酢酸エチルで抽出(150mLx3)した後、抽出液は飽和食塩水(300mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。得られたろ液を濃縮することで得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで、白色固体として目的化合物(B−191_18)を得た(4.80g,7.6mol,50%収率)。
(5)1−(ペンタフルオロフェニル)−2−(メトキシメトキシ)−3−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−191_12)の合成
化合物(B−191_18,14.3g,22.5mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(9.0mL,2.5M,22.5mmol)を滴下した後、その混合物を−78℃で1時間撹拌した。そこにヘキサフルオロベンゼン(12.5g,67.2mmol)を滴下し、徐々に25℃まで昇温した後16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、有機溶媒を減圧下で留去した。それを酢酸エチルで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(150mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで目的化合物(B−191_12)を白色固体として得た(3.80g,5.3mmol,23%収率)。
(6)2−(2,6−ビスメトキシフェニル)(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−191)の合成
化合物(B−191_12,0.200g,0.277mmol)の酢酸エチル(8.0mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,5.00mL)を0℃で滴下した。その混合物を徐々に15℃まで昇温し、1.0時間攪拌を行った後、有機溶媒を減圧下で除去した。それに飽和炭酸水素ナトリウム水(30mL)を添加してから、酢酸エチルで抽出した(30mLx2)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(30mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮したところ、目的化合物(B−191)を白色粉末として得た(0.150g,0.236mmol,85%収率)。
HNMR(CDCl,δ,ppm):7.72(ddd,J=13.2,7.6,1.6Hz,1H),7.24(t,J=8.4Hz,1H),7.12(d,J=7.2Hz,1H),6.90(t,J=7.2Hz,1H),6.51(dd,J=8.4,3.2Hz,2H),6.34(d,J=3.2Hz,2H),3.56(s,12H),2.87(t,J=6.8Hz,2H),2.77(t,J=6.8Hz,2H),2.17(s,3H),OHは見えず;31PNMR(CDCl,δ,ppm):−60.5(s).
合成例2:2−ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−195)の合成
(1)1,3−ジメトキシ−2−ヨードベンゼン(2)の合成
脱水テトラヒドロフラン(500mL)に1,3−ジメトキシベンゼン(50g,0.36mol)を溶解させた。ここに、窒素雰囲気下でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(166mL,2.5M,0.42mol)を0℃で徐々に加えた。ここで得られた溶液に、脱水テトラヒドロフラン(200mL)に溶解させたヨウ素(96.5g,0.38mol)の溶液を0℃で40分間かけて滴下した。得られた溶液を室温で終夜攪拌した。終了後、メタノール(80mL)を滴下し、得られた混合物を減圧下に濃縮し、水(200mL)を加えた後、酢酸エチル(250mL)で3回抽出した。抽出液をチオ硫酸ナトリウム水および飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、濃縮したところ、1,3−ジメトキシ−2−ヨードベンゼン(2)が黄色の固体として得られた(63g,66%収率)。
(2)ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィンクロリド(3)の合成
化合物(2,19.4g,73.5mmol)を脱水テトラヒドロフラン(50mL)に溶解させ、イソプロピルマグネシムクロライドのテトラヒドロフラン溶液(36.8mL,2.0M,73.6mmol)を−30℃で徐々に添加し、得られた混合物を15℃で1時間攪拌した。次に、その混合物を−78℃に冷却し、そこに三塩化リン(5.0g,36.4mmol)をゆっくり添加した。徐々に15℃まで昇温し、15℃で1時間攪拌した後、溶媒を真空除去した。得られたビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィンクロリド(3)を含む反応中間体に脱水テトラヒドロフラン(150mL)添加し、次の反応に使用した。
(3)4−(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)−2−ブタノン(B−195_5)の合成
4−(4−ヒドロキシフェニル)−2−ブタノン(150g,0.91mol)のアセトン(1L)/水(1L)混合溶液に臭化ナトリウム(231g,2.25mol)とオキソン(登録商標)(一過硫酸塩化合物)(843g,1.37mol)をアルゴン雰囲気下0℃で添加した後、その混合物を14時間撹拌した。反応混合物をろ過し、ろ別物を酢酸エチルで洗浄した(500mLx3)。ろ液と洗浄液を減圧濃縮し、得られた濃縮物を酢酸エチルで抽出した(800mLx3)。その抽出液を無水硫酸ナトリウムで脱水した後ろ過し、ろ液を濃縮することで目的化合物(B−195_5)を得た(250g,0.78mol,86%収率)。
(4)2−メチル−2−(2−(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_6)の合成
化合物(B−195_5,430g,1.34mol)とエチレングリコール(415g,6.69mol)との混合溶液にオルトギ酸トリメチル(709g,6.68mol)とp−トルエンスルホン酸(43g,0.20mol)をアルゴン雰囲気下15℃で添加した後、その混合物を14時間撹拌した。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(500mL)添加し、酢酸エチルで抽出を行った(1Lx3)。抽出液は無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した後、そのろ液を濃縮することで得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで、白色固体として目的化合物(B−195_6)を得た(420g,1.15mol,86%収率)。
(5)2−メチル−2−(2−(3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_7)の合成
水素化ナトリウム(54.4g,1.36mol,ミネラルオイル40wt%)の脱水テトラヒドロフラン(500mL)懸濁液に化合物(B−195_6,246g,0.67mol)をアルゴン雰囲気0℃で添加した後、その混合物を1時間撹拌した。そこにクロロメチルメチルエーテル(112g,1.39mol)をアルゴン雰囲気下0℃で添加した後、その混合物を4時間撹拌した。その混合物に氷水(500mL)を添加した後、酢酸エチルで抽出した(500mLx3)。得られた抽出液は飽和食塩水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで脱水し、ろ過した後、ろ液を濃縮することで粗生成物を得た。粗生成物はシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで、無色透明液体の目的化合物(B−195_7)を得た(250g,0.61mol,90%収率)。
(6)2−メチル−2−(2−(3−ブロモ−4−(メトキシメトキシ)−5−ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_8)の合成
化合物(B−195_7,30.2g,73.6mmol)の脱水テトラヒドロフラン(75mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(29.4mL,2.5M,73.5mmol)を滴下した後、その混合物を1時間撹拌した。−78℃に冷やしたその反応混合物に、(2)で得られた化合物の溶液(3,73.5mmol)を滴下し、徐々に15℃まで昇温した後、14時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、塩化メチレンで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。脱水抽出液を濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで目的化合物(B−195_8)を無色透明液体として得た(15.0g,23.6mmol,32%収率)。
(7)2−メチル−2−(2−(3−(ペンタフルオロフェニル)−4−(メトキシメトキシ)−5−ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_9)の合成
化合物(B−195_8,8.0g,12.6mmol)の脱水テトラヒドロフラン(40mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(5.0mL,2.5M,12.5mmol)を滴下した後、その混合物を−78℃で1時間撹拌した。−78℃の反応混合物に、ヘキサフルオロベンゼン(7.7g,41.4mmol)を滴下し、徐々に15℃まで昇温した後、14時間撹拌した。その反応混合物に氷水(50mL)添加した後、塩化メチレンで抽出をした(75mLx3)。抽出液を飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。脱水抽出液を濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで目的化合物(B−195_9)を無色の液体として得た(4.0g,5.5mmol,44%収率)。
(8)2−ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−195)の合成
化合物(B−195_9,4.0g,5.5mmol)の酢酸エチル(20mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,40mL)に0℃で加えた。その混合物を徐々に25℃まで昇温し、1時間攪拌を行った。その反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(50mL)を添加し、酢酸エチルで抽出した(60mLx2)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(30mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。脱水した抽出液を減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで目的化合物(B−195)を白色粉末として得た(1.3g,2.1mmol,38%収率)。
HNMR(C,δ,ppm):7.72(dd,J=14.0,2.0Hz,1H),7.73(s,1H),6.99(t,J=8.4Hz,2H),6.89(s,1H),6.20(dd,J=8.4,2.4Hz,4H),3.17(s,12H),2.73(t,J=7.6Hz,2H),2.16(t,J=7.6Hz,2H),1.55(s,3H);31PNMR(C,δ,ppm):−58.4(s).
合成例3:2−ビス(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−200)の合成
(1)1−ブロモ−2−(メトキシメトキシ)−3−ビス(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−200_5A)の合成
(1−1)1,3−ジブロモ−2−(メトキシメトキシ)ベンゼン(14.8g,50.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(60mL)溶液にアルゴン雰囲気下−30℃でイソプロピルマグネシウムクロリド(25.0mL,2.0M,50.0mmol)を滴下し、その混合物を徐々に25℃まで昇温して2時間撹拌した。その後、その反応混合物を−78℃まで冷却して15分間撹拌した後、−78℃に冷却した混合物に三塩化リン(20.5g,149mmol)を滴下した。その混合物を25℃まで徐々に昇温して1時間撹拌した後、真空化で溶媒を留去した。得られた残渣を脱水テトラヒドロフラン(100mL)で溶解した
(1−2)1,3−ジメトキシ−5−(2−メチル−1,3−ジオキサラン−2−イル)−2−エチル)ベンゼン(B−191_4,25.2g,99.9mmol)の脱水テトラヒドロフラン(100mL)にアルゴン雰囲気下0℃で、n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(40.0mL,2.5M,100mmol)を滴下した後、徐々に25℃まで昇温して2時間撹拌した。その反応混合物を、(1−1)で合成した混合物に−78℃で滴下した後、25℃まで徐々に昇温して16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(300mL)加えた後、有機溶媒を減圧下で除去した。それを酢酸エチルで抽出(150mLx3)した後、抽出液は飽和食塩水(300mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。得られたろ液を濃縮することで得られた粗生成物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで、白色固体として目的化合物(B−200_5A)を得た(13.8g,18.4mol,37%収率)。
(2)1−(ペンタフルオロフェニル)−2−(メトキシメトキシ)−3−ビス(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−200_6)の合成
化合物(B−200_5A,13.8g,18.4mmol)の脱水テトラヒドロフラン(20mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(7.3mL,2.5M,18.3mmol)を滴下した後、その混合物を−78℃で1時間撹拌した。そこにヘキサフルオロベンゼン(11.3g,60.7mmol)を滴下し、徐々に25℃まで昇温した後、16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、有機溶媒を減圧下で除去した。それを酢酸エチルで抽出をした(50mLx3)。抽出液を飽和食塩水(100mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで目的化合物(B−200_6)を白色固体として得た(5.80g,6.9mmol,38%収率)。
(3)2−ビス(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−200)の合成
化合物(B−200_6,0.200g,0.239mmol)の酢酸エチル(6.0mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,10.0mL)を滴下した。その混合物を徐々に15℃まで昇温して1.0時間攪拌を行った後、有機溶媒を減圧下で除去した。そこに飽和炭酸水素ナトリウム水(30mL)を添加してから、酢酸エチルで抽出した(30mLx2)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(30mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮した粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで目的化合物(B−200)を白色固体として得た(0.100g,0.142mmol,59%収率)。
HNMR(C,δ,ppm):7.72(ddd,J=13.2,7.6,1.2Hz,1H),7.83(br(s),1H),7.03(d,J=7.2Hz,1H),6.84(t,J=7.6Hz,1H),6.15(d,J=2.8Hz,4H),3.24(s,12H),2.72(t,J=7.6Hz,4H),2.18(t,J=7.6Hz,4H),1.62(s,6H);31PNMR(C,δ,ppm):−59.7(s).
合成例4:2−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−203)の合成
(1)2−メチル−2−(2−(3−ブロモ−4−(メトキシメトキシ)−5−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−203_11A)の合成
(1−1)1,3−ジメトキシ−2−ヨードベンゼン(2,13.2g,50.0mmol)を脱水テトラヒドロフラン(60mL)に溶解させ、イソプロピルマグネシムクロライドのテトラヒドロフラン溶液(25.0mL,2.0M,50.0mmol)を−30℃で徐々に添加し、得られた混合物を15℃で1時間攪拌した。次に、その混合物を−78℃に冷却し、そこに三塩化リン(8.40g,61.2mmol)を添加してから、さらに1時間撹拌した。その後、溶媒と過剰の三塩化リンを真空除去した後、残渣に脱水テトラヒドロフラン(80mL)を添加し、次の反応に使用した。
(1−2)1,3−ジフェノキシベンゼン(13.1g,49.9mmol)の脱水テトラヒドロフラン(40mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(20.0mL,2.50M,50.0mmol)を滴下した後、徐々に15℃まで昇温して2時間撹拌した。その混合溶液を、(1−1)で得たテトラヒドロフラン溶液に−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して1時間撹拌した。
(1−3)2−メチル−2−(2−(3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_7,20.5g,50.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃で−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(20.0mL,2.50M,50.0mmol)を滴下した後、更に1時間撹拌した。その混合物を、(1−2)で得られた混合物の溶液に−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(300mL)添加した後、有機溶媒を減圧下で留去した後、酢酸エチルで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(300mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。その後、ろ液を濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=20/1)することで目的化合物(B−203_11A)を白色固体として得た(13.8g,18.2mmol,36%収率)。
(2)2−メチル−2−(2−(3−(ペンタフルオロフェニル)−4−(メトキシメトキシ)−5−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−203_12A)の合成
化合物(B−203_11A,13.8g,18.2mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(7.3mL,2.5M,18.3mmol)を滴下した後、その混合物を−78℃で1時間撹拌した。そこにヘキサフルオロベンゼン(12.5g,67.2mmol)を滴下した後、徐々に15℃まで昇温して16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、有機溶媒を減圧下で留去した。その残渣を酢酸エチルで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(150mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=20/1)することで目的化合物(B−203_12A)を白色固体として得た(9.50g,11.2mmol,62%収率)。
(3)2−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−203)の合成
化合物(B−203_12A,0.403g,0.486mmol)の酢酸エチル(8mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,15mL)に滴下した。その混合物を徐々に25℃まで昇温し、1時間攪拌した後、有機溶媒を減圧下で留去した。得られた残渣に飽和炭酸水素ナトリウム水(30mL)を添加し、その後酢酸エチルで抽出した(30mLx2)。その抽出液を飽和塩化ナトリウム水(30mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮したところ、目的化合物(B−203)を白色粉末として得た(0.36g,0.474mmol,98%収率)。
HNMR(CDCl,δ,ppm):7.68(s,1H),7.64(dd,J=13.2,2.0Hz,1H),6.99−6.94(m,4H),6.90(t,J=8.4Hz,1H),6.80−6.71(m,8H),6.50(dd,J=8.0,2.8Hz,2H),6.09(dd,J=8.0,2.8Hz,2H),3.17(s,6H),2.53(t,J=7.6Hz,2H),1.98(t,J=7.6Hz,2H),1.53(s,3H);31PNMR(CDCl,δ,ppm):−59.2(s).
合成例5:2−(2−メトキシ−6−フェノキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−207)の合成
(1)1−メトキシ−3−フェノキシヨードベンゼン(B−207_4)の合成
1−メトキシ−3−フェノキシベンゼン(6.00g,30mmol)の脱水テトラヒドロフラン(30.0mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(12.0mL,2.50M,30.0mmol)を滴下した後、徐々に室温まで昇温して2時間撹拌した。ここで得られた溶液に、ヨウ素(8.40g,33.1mol)の溶液を0℃で滴下した。得られた溶液を室温で2時間撹拌した。そして、飽和チオ硫酸ナトリウム水(20mL)を添加した後、減圧下で留去した。その残渣を酢酸エチル(30mLx3)で抽出した後、抽出液を無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル)することで目的物(B−207_4)が得られた(6.00g,18.4mmol,61%収率)。
(2)2−メチル−2−(2−(3−ブロモ−4−(メトキシメトキシ)−5−(2−メトキシ−6−フェノキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−207_11A)の合成
(2−1)1−メトキシ−3−フェノキシ−2−ヨードベンゼン(B−207_4,15.6g,47.8mmol)を脱水テトラヒドロフラン(60mL)に溶解させ、イソプロピルマグネシムクロライドのテトラヒドロフラン溶液(23.9mL,2.0M,47.9mmol)を−30℃で徐々に添加し、得られた混合物を15℃で1時間攪拌した。次に、その混合物を−78℃まで冷却し、そこに三塩化リン(8.40g,61.2mmol)を添加してから、さらに1時間撹拌した。その後、溶媒と過剰の三塩化リンを真空除去した後、残渣に脱水テトラヒドロフラン(80mL)を添加し、次の反応に使用した。
(2−2)1,3−ジフェノキシベンゼン(12.5g,47.7mmol)の脱水テトラヒドロフラン(40mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(19.1mL,2.50M,47.8mmol)を滴下した後、徐々に15℃まで昇温して2時間撹拌した。その混合溶液を、(2−1)で得たテトラヒドロフラン溶液に−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して1時間撹拌した。
(2−3)2−メチル−2−(2−(3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_7,19.6g,47.8mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(19.1mL,2.50M,47.8mmol)を滴下した後、更に1時間撹拌した。その混合物を、(2−2)で得られた混合物に−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(300mL)添加した後、有機溶媒を減圧下で留去した後、酢酸エチルで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(300mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。その後、ろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=20/1)することで目的化合物(B−207_11A)を白色固体として得た(14.8g,18.0mmol,38%収率)。
(3)2−メチル−2−(2−(3−(ペンタフルオロフェニル)−4−(メトキシメトキシ)−5−(2−メトキシ−6−フェノキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−207_12A)の合成
化合物(B−207_11A,14.8g,18.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(7.2mL,2.5M,18.0mmol)を滴下した後、その混合物を−78℃で1時間撹拌した。そこにヘキサフルオロベンゼン(12.5g,67.2mmol)を滴下した後、徐々に25℃まで昇温して16時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、有機溶媒を減圧下で留去した。その残渣を酢酸エチルで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(150mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=20/1)することで目的化合物(B−207_12A)を白色固体として得た(9.00g,9.90mmol,55%収率)。
(4)2−(2−メトキシ−6−フェノキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−207)の合成
化合物(B−207_12A,0.450g,0.495mmol)の酢酸エチル(8mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,15mL)に0℃で滴下した。その混合物を徐々に15℃まで昇温し、1.0時間攪拌した後、有機溶媒を減圧下で留去した。得られた残渣に飽和炭酸水素ナトリウム水(30mL)を添加し、その後酢酸エチルで抽出した(30mLx2)。その抽出液を飽和塩化ナトリウム水(30mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮したところ、目的化合物(B−207)を白色粉末として得た(0.38g,0.463mmol,94%収率)。
HNMR(C,δ,ppm):9.43−8.72(br,1H),7.56(dd,J=13.2,2.0Hz,1H),7.00−6.95(m,7H),6.80−6.76(m,10H),6.42(t,J=7.6Hz,1H),6.40(dd,J=8.0,3.2Hz,2H),6.37(dd,J=8.0,3.2Hz,1H),6.14(dd,J=8.0,3.2Hz,1H),3.18(s,3H),2.47(t,J=7.6Hz,2H),1.93(t,J=7.6Hz,2H),1.55(s,3H);31PNMR(C,δ,ppm):−53.9(s).
合成例6:2−ビス(2,6−イソプロポキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−トリメチルシリルフェノール配位子(B−271)の合成
(1)2−メチル−2−(2−(3−ブロモ−4−(メトキシメトキシ)−3−トリメチルシリルフェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−271_6)の合成
2−メチル−2−(2−(3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_7,8.20g,20.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(40mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(8.0mL,2.50M,20.0mmol)を滴下した後、更に1時間撹拌した。その混合物にトリメチルシリルクロリド(4.40g,40.5mmol)を−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して14時間撹拌した。その反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム(50mL)を添加した後、酢酸エチルで抽出をした(100mLx3)。抽出液を飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。その後、ろ液を濃縮して得られた粗生成物(B−271_6)を得た。
(2)ビス(1,3−イソプロポキシフェニル)ホスフィン(B−271_11)の合成
1,3−ジイソプロポキシ−2−ヨードベンゼン(Macromol.Chem.Phys.2009年,210巻,p1891参照)(6.40g,20mmol)の脱水テトラヒドロフラン(5.0mL)溶液にイソプロピルマグネシウムクロリドのテトラヒドロフラン溶液(10mL,2.0M,20.0mmol)をアルゴン雰囲気下−30℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して1時間撹拌した。その反応混合物を−78℃まで冷やした後、そこに三塩化リン(1.37g,10.0mmol)を滴下して、更に1時間撹拌した。その反応混合物にリチウム水素化アルミニウム(0.76g,20.0mmol)を−78℃で添加した後、15℃まで徐々に昇温して14時間撹拌した。反応溶液にゆっくり氷水(50mL)を添加した後、酢酸エチルで抽出した(100mLx3)。抽出液は飽和食塩水(30mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル)することで目的物(B−271_11)が得られた(3.20g(純度90%),6.9mmol,35%収率)。
(3)2−メチル−2−(2−(3−(トリメチルシリル)−4−(メトキシメトキシ)−5−ビス(2,6−ジイソプロポキシフェニル)ホスファニル)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−271_8)の合成
化合物(B−271_11,2.10g,5.02mmol)の脱水トルエン(30mL)溶液にアルゴン雰囲気下15℃で化合物(B−271_6,2.01g,4.98mmol),Pd(dba)(0.45g,0.49mmol),DPEphos(0.538g,0.10mmol)、とt−ブトキシナトリウム(0.93g,9.68mmol)を添加した。その混合物を12時間、100℃で撹拌した後、15℃まで冷却して、セライトパットを用いてろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物を分取HPLCによって精製(塩基条件:0.1%NHOH添加)して、目的化合物(B−271_8)を無色液体として得た(1.50g,2.02mmol,40%収率)。
(4)2−ビス(2,6−ジイソプロポキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−トリメチルシリルフェノール配位子(B−271)の合成
化合物(B−271_8,3.60g,4.86mmol)の酢酸エチル(30mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,50mL)に滴下した。その混合物を徐々に20℃まで昇温し、2.0時間攪拌した後、飽和炭酸水素ナトリウム水(30mL)を添加し、その後酢酸エチルで抽出した(100mLx2)。その抽出液を飽和塩化ナトリウム水(30mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)したころ、目的化合物(B−271)を白色粉末として得た(2.30g(純度95%),3.35mmol,69%収率)。
HNMR(CDCl,δ,ppm)異性体含む:7.72−7.38(m,2H),7.09(t,J=8.0Hz,2H),7.01(s,1H),6.38(d,J=8.0Hz,4H),4.38(seq,J=6Hz,4H),2.82−2.61(m,4H),2.18と2.07(s,3H),0.965−1.03(m,24H),0.289と0.197(s,9H);31PNMR(CDCl,δ,ppm):−54.3(s).
合成例7:2−ビス(2,6−イソプロポキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−272)の合成
(1)2−メチル−2−(2−(3−ブロモ−4−(メトキシメトキシ)−3−(ペンタフルオロフェニル)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−272_15)の合成
2−メチル−2−(2−(3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−195_7,15.0g,36.6mmol)の脱水テトラヒドロフラン(50mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(14.7mL,2.5M,36.7mmol)を滴下した後、更に1時間撹拌した。その混合物にヘキサフルオロベンゼン(18.6g,100.2mmol)を−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して14時間撹拌した。その反応混合物に氷水(15mL)を添加した後、酢酸エチルで抽出をした(100mLx2)。抽出液を飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。その後、ろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製で精製(石油エーテル)して目的化合物(B−272_15)を無色透明液体として得た(10.0g(純度85%),17.1mmol,47%収率)。
(2)2−メチル−2−(2−(3−(ペンタフルオロフェニル)−4−(メトキシメトキシ)−5−ビス(2,6−ジイソプロポキシフェニル)ホスファニル)フェニル)エチル)−1,3−ジオキサラン(B−272_8)の合成
ビス(1,3−イソプロポキシフェニル)ホスフィン(B−271_11,2.10g,5.02mmol)の脱水トルエン(30mL)溶液にアルゴン雰囲気下15℃で化合物(B−272_15,2.50g,5.03mmol),Pd(dba)(0.45g,0.49mmol),DPEphos(0.538g,0.10mmol)、とt−ブトキシナトリウム(0.93g,9.68mmol)を添加した。その混合物を12時間、100℃で撹拌した後、15℃まで冷却して、セライトパットを用いてろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物を分取HPLCによって精製(塩基条件:0.1%NHOH添加)して、目的化合物(B−271_8)を得た(2.00g,2.40mmol,49%収率)。
(3)2−ビス(2,6−ジイソプロポキシフェニル)ホスファニル−4−(3−ブタノン−1−イル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−272)の合成
化合物(B−272_8,0.30g,0.36mmol)の酢酸エチル(2mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,15mL)に0℃で滴下した。その混合物を徐々に20℃まで昇温し、1時間攪拌した後、飽和炭酸水素ナトリウム水(20mL)を添加し、その後酢酸エチルで抽出した(50mL)。その抽出液を飽和塩化ナトリウム水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮したころ、目的化合物(B−272)を白色粉末として得た(0.15g,0.20mmol,56%収率)。
HNMR(CDCl,δ,ppm)異性体含む:7.95−7.53(m,2H),7.12(t,J=8.0Hz,2H),6.98と6.89(s,1H),6.40(dd,J=8.4,2.8Hz,4H),4.41(seq,J=6Hz,4H),2.89−2.67(m,4H),2.17と2.08(s,3H),1.05と1.00(d,J=6.0Hz,24H);31PNMR(CDCl,δ,ppm):−54.1(s).
合成例8:2−ビス(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−トリメチルシリルフェノール配位子(B−302)の合成
(1)1−(トリメチルシリル)−2−(メトキシメトキシ)−3−ビス(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−302_10)の合成
1−ブロモ−2−(メトキシメトキシ)−3−ビス(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−200_5A,12.5g,16.7mmol)の脱水テトラヒドロフラン(60mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(6.70mL,2.5M,16.8mmol)を滴下した後、その混合物を−78℃で1時間撹拌した。そこにトリメチルシリルクロリド(2.20g,20.3mmol)を滴下し、徐々に15℃まで昇温した後、14時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、酢酸エチルで抽出した(100mLx3)。抽出液を飽和食塩水(150mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=5/1)することで目的化合物(B−302_10)を白色固体として得た(7.50g,10.1mmol,60%収率)。
(2)2−ビス(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−トリメチルシリルフェノール配位子(B−302)の合成
化合物(B−302_10,3.00g,4.04mmol)の酢酸エチル(60mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,20.0mL)を滴下し、更に1時間攪拌を行った。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(60mL)を添加してから、酢酸エチルで抽出した(60mLx2)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(60mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮した粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=1/1)することで目的化合物(B−302)を白色固体として得た(1.50g,2.46mmol,61%収率)。
HNMR(C,δ,ppm):7.72(ddd,J=12.8,7.2,1.6Hz,1H),7.55(d,J=4.8Hz,1H),7.39(d,J=7.2,1.6Hz,1H),6.89(t,J=7.2Hz,1H),6.15(d,J=2.8Hz,4H),3.24(s,12H),2.73(t,J=7.6Hz,4H),2.19(t,J=7.6Hz,4H),1.63(s,6H),0.40(s,9H);31PNMR(C,δ,ppm):−61.9(s).
合成例9:2−ビス(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−(9H−カルバゾール−9−イル)フェノール配位子(B−303)の合成
(1)2−(メトキシメトキシ)ブロモベンゼン(B−303_8)の合成
2−ブロモフェノール(86.0g,0.50mol)の脱水塩化メチレン(600mL)溶液にジイソプロピルエチルアミン(129g,1.00mol)とクロロメチルメチルエーテル(81.0g,1.01mol)をアルゴン雰囲気下15℃で添加し、その混合物を15℃で14時間撹拌した。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(300mL)を添加してから、塩化メチレンで抽出した(300mLx3)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(500mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮することで目的化合物(B−303_8)を無色透明液体として得た(107g(純度90%),0.44mmol,89%収率)。
(2)化合物(B−303_8,107g,0.49mol)の脱水ジオキサン(1L)に、カルバゾール(81.2g,0.49mol)、ヨウ化銅(I)(9.30g,48.8mmol)、ジアミノシクロヘキサン(11.4g,99.8mmol)、リン酸三カリウム(212g,1.00mol)をアルゴン雰囲気下15℃で添加し、その混合物を14時間還流した。室温まで冷却後、セライトパッドを用いてろ過して、そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで粗精製(石油エーテル/酢酸エチル=20/1)した後、石油エーテル/酢酸エチル=2/1で再結晶することで目的化合物(B−303_9)を得た(12.0g(純度90%),35.6mmol,7%収率)。
(3)1−(9H−カルバゾール−9−イル)−2−(メトキシメトキシ)−3−ビス(2,6−ジメトキシ−4−((2−メチル−1,3−ジオキソラン−2−イル)エチル)フェニル)ホスファニルベンゼン(B−303_11)の合成
(3−1)1,3−ジメトキシ−5−(2−メチル−1,3−ジオキサラン−2−イル)−2−エチル)ベンゼン(B−191_4,3.60g,14.3mmol)の脱水テトラヒドロフラン(20mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(5.60mL,2.5M,14.0mmol)を滴下した後、更にその混合物を0℃で1時間撹拌した。
(3−2)化合物(B−303_9,2.00g,6.60mmol)の脱水テトラヒドロフラン(30mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(2.70mL,2.5M,6.60mmol)を滴下した後、更にその混合物を0℃で1時間撹拌した。その反応混合物を−78℃まで冷却してから、そこに三塩化リン(2.74g,20.0mmol)を添加した後、混合物を15℃まで徐々に昇温して1時間撹拌した。溶媒と過剰な三塩化リンを減圧下で除去した後、残渣に脱水テトラヒドロフラン(50mL)を加えた。その溶液を−78℃まで冷却した後、そこに(3−1)で得られた反応溶液を添加した。その混合物は15℃まで徐々に昇温して14時間撹拌した。得られた反応混合物に氷水(50mL)添加した後、塩化メチレンで抽出した(80mLx3)。抽出液を飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=2/1)することで目的化合物(B−303_11)を白色固体として得た(1.80g,2.20mmol,33%収率)。
(4)2−ビス(2,6−ジメトキシ−4−(3−ブタノン−1−イル)フェニル)ホスファニル−6−(9H−カルバゾール−9−イル)フェノール配位子(B−303)の合成
化合物(B−303_11,3.80g,4.55mmol)の酢酸エチル(20mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で、塩化水素の酢酸エチル溶液(4M,40.0mL)を滴下した後、徐々に15℃まで徐々に昇温して1時間撹拌した。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(80mL)を添加してから、酢酸エチルで抽出した(80mLx2)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(80mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮した粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=1/1)することで目的化合物(B−303)を白色固体として得た(2.20g,3.13mmol,69%収率)。
HNMR(C,δ,ppm):8.07−8.03(m,3H),7.39(s(br),1H),7.32−7.21(m,6H),7.11(d,J=8.0,1.6Hz,1H),6.80(t,J=7.2Hz,1H),6.14(d,J=2.4Hz,4H),3.20(s,12H),2.72(t,J=7.6Hz,4H),2.18(t,J=7.6Hz,4H),1.61(s,6H);31PNMR(C,δ,ppm):−59.2(s).
合成例10:2−ビス(2,6−メトキシフェニル)ホスファニル−4−((2−ヒドロキシエトキシ)メチル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−304)の合成
(1)3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)ベンズアルデヒド(B−304_6)の合成
1,3−ジブロモ−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(90.8g,0.324mol)の脱水塩化メチレン(500mL)溶液にアルゴン雰囲気下15℃でジイソプロピルエチルアミン(84.1g,0.651mol)とクロロメチルメチルエーテル(52.4g,0.651mol)を添加した後、更に14時間撹拌した。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(300mL)を添加してから、塩化メチレンで抽出した(300mLx3)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(300mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮することで目的化合物(B−304_6)を白色固体として得た(97.0g,0.299mol,92%収率)。
(2)3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)ベンゼンメタノール(B−304_7)の合成
化合物(B−304_6,97.0g,0.324mol)の脱水テトラヒドロフラン(200mL)と脱水メタノール(200mL)の溶液にアルゴン雰囲気下0℃で水素化ホウ素ナトリウム(84.1g,2.22mol)を添加した後、更に1時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液(300mL)を添加してから、塩化メチレンで抽出した(300mLx3)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(300mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮することで目的化合物(B−304_7)を白色固体として得た(82.4g,0.253mol,78%収率)。
(3)3,5−ジブロモ−4−(メトキシメトキシ)ベンジルブロミド(B−304_8)の合成
化合物(B−304_7,18.0g,55.2mol)の脱水塩化メチレン(100mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃でトリフェニルホスフィン(21.9g,83.5mmol)とN−ブロモスクシンイミド(14.9g,83.7mmol))を添加した後、更に1時間撹拌した。反応混合物に氷水(100mL)を添加してから、塩化メチレンで抽出した(100mLx3)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(100mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮することで得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで目的化合物(B−304_8)を白色固体として得た(14.0g,36.0mmol,65%収率)。
(4)1−(メトキシメトキシ)−2,6−ジブロモ−4−(2−(1−テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)エトキシメチル)ベンゼン(B−304_10)の合成
2−(1−テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)オキシ)エタノール(3.80g,26.0mmol)の脱水テトラヒドロフラン(60mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で水素化ナトリウム(1.10g,27.5mmol,ミネラルオイル40wt%)を添加した後、更に15分間撹拌した。そこに、化合物(B−304_8,10.0g,25.7mmol)の脱水テトラヒドロフラン(20mL)溶液をアルゴン雰囲気下0℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して2時間撹拌した。反応混合物に氷水(100mL)を添加してから、塩化メチレンで抽出した(100mLx3)。抽出液を飽和塩化ナトリウム水(100mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を減圧下で濃縮することで得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=10/1)することで目的化合物(B−304_10)を白色固体として得た(7.94g,17.5mmol,68%収率)。
(5)1−(メトキシメトキシ)−2−ブロモ−4−(2−(1−テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)エトキシメチル)−6−(ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニル)ベンゼン(B−304_11)の合成
(5−1)2,6−ジメトキシヨードベンゼン(2,11.0g,41.7mmol)を脱水テトラヒドロフラン(40mL)に溶解させ、イソプロピルマグネシムクロライドのテトラヒドロフラン溶液(21.0mL,2.0M,42.0mmol)を−30℃で徐々に添加した後、徐々に15℃まで昇温して1時間撹拌した。次に、その混合物を−78℃に冷却し、そこに三塩化リン(2.90g,21.1mmol)をゆっくり添加した後、徐々に15℃まで昇温して1時間攪拌した。反応混合物から溶媒を真空除去した後、残渣に脱水テトラヒドロフラン(50mL)を添加した。
(5−2)化合物(B−304_10,9.50g,20.9mmol)の脱水テトラヒドロフラン(60mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(8.4mL,2.5M,21.0mmol)を滴下した後、その混合物を1時間撹拌した。そこに(5−1)で得られた反応溶液を−78℃で滴下した後、徐々に15℃まで昇温して14時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、塩化メチレンで抽出をした(150mLx3)。抽出液を飽和食塩水(50mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。脱水抽出液を濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=2/1)することで目的化合物(B−304_11)を無色透明の液体として得た(13.0g,19.1mmol,91%収率)。
(6)1−(メトキシメトキシ)−2−(ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニル)−4−(2−(1−テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)エトキシメチル)−6−ペンタフルオロフェニルベンゼン(B−304_12)の合成
化合物(B−304_11,13.0g,19.1mmol)の脱水テトラヒドロフラン(100mL)溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でn−ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(7.80mL,2.5M,19.5mmol)を滴下した後、更にその混合物を−78℃で1時間撹拌した。そこにヘキサフルオロベンゼン(9.60g,51.6mmol)を滴下した後、徐々に15℃まで昇温して14時間撹拌した。その反応混合物に氷水(100mL)添加した後、酢酸エチルで抽出をした(100mLx3)。抽出液を飽和食塩水(150mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=1/1)することで目的化合物(B−304_12)を白色固体として得た(5.00g,6.52mmol,34%収率)。
(7)2−ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスファニル−4(2−(1−テトラヒドロ−2H−ピラン−2−イル)エトキシメチル)−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−304)の合成
化合物(B−304_12,4.00g,5.22mmol)の塩化メチレン(30mL)溶液にアルゴン雰囲気下0℃で塩化水素の酢酸エチル溶液(2M,30mL)に0℃で滴下した後、更に15分間撹拌した。反応混合物に飽和炭酸水素ナトリウム水(60mL)を添加し、その後酢酸エチルで抽出した(60mLx2)。その抽出液を飽和塩化ナトリウム水(60mL)で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水してろ過した。そのろ液を濃縮して得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製(石油エーテル/酢酸エチル=1/1)することで目的化合物(B−304)を白色固体として得た(1.00g,1.57mmol,30%収率)。
HNMR(C,δ,ppm):8.20(dd,J=13.6,2.0Hz,1H),7.96(br(s),1H),7.21(s,1H),7.07(t,J=8.4,Hz,2H),6.27(dd,J=8.4,2.8Hz,4H),4.30(s,2H),3.56(br,2H),3.32(t,J=4.0Hz,2H),3.23(s,12H),1.75(br(s),1H);31PNMR(C,δ,ppm):−58.6(s).
合成例11:2−(2,6−ジメトキシフェニル)(2,6−ジフェノキシフェニル)ホスファニル−6−ペンタフルオロフェニルフェノール配位子(B−111)
B−111の合成は、特開2013−043871号公報、合成例1を参考に合成した。
(A)触媒組成物の形成
ビス−1,5−シクロオクタジエンニッケル(0)をNi(COD)と称する。
(A−1)B−191/Ni触媒組成物トルエン溶液の調製:
Ni(COD)(76.2mg,0.28mmol)をトルエン(13.9mL)に溶解させ、その溶液(0.02mol/mL,11.4mL)をB−191(144.8mg,0.23mmol)に添加した後、室温で30分攪拌することで、B−191Ni組成物触媒トルエン溶液(0.02mol/mL)を調製した。
(A−2)B−200/Ni触媒組成物トルエン溶液の調製:
Ni(COD)(105.2mg,0.38mmol)をトルエン(19.1mL)に溶解させ、その溶液(0.02mol/mL,14.4mL)をB−200(203.0mg,0.29mmol)に添加した後、室温で30分攪拌することで、B−200/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.02mol/mL)を調製した。
(A−3)B−203/Ni触媒組成物トルエン溶液の調製:
Ni(COD)(77.1mg,0.28mmol)をトルエン(14.0mL)に溶解させ、その溶液(0.02mol/mL,10.4mL)をB−203(157.6mg,0.207mol)に添加した後、室温で30分攪拌することで、B−203/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.02mol/mL)を調製した。
(A−4)B−207/Ni触媒組成物トルエン溶液の調製:
Ni(COD)(90.5mg,0.33mol)をトルエン(16.5mL)に溶解させ、その溶液(0.02mol/mL,11.8mL)をB−207(193.4mg,0.24mol)に添加した後、室温で30分攪拌することで、B−207/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.02mol/mL)を調製した。
(A−5)B−271/Ni触媒組成物トルエン溶液の調製:
Ni(COD)(66.5mg,0.24mol)をトルエン(12.1mL)に溶解させ、その溶液(0.02mol/mL,8.4mL)をB−271(108.9mg,0.167mmol)に添加した後、室温で30分攪拌することで、B−271/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.02mol/mL)を調製した。
(A−6)B−304/Ni触媒組成物トルエン溶液の調製:
Ni(COD)(116.1mg,0.42mol)をトルエン(21.1mL)に溶解させ、その溶液(0.02mol/mL,11.6mL)をB−304(148.2mg,0.23mol)に添加した後、室温で30分攪拌することで、B−304/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.02mol/mL)を調製した。
(B)シリカ担体のトリイソブチルアルミニウム処理
600℃で焼成したシリカ(Grace948,0.36g)に、トルエンを10mL加えた。その後、撹拌しながらトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.5mmol/mL,2mL)を加え、室温で30分撹拌した。撹拌後、上澄みを除いた。そこに脱水トルエン(20mL)を添加して、1分撹拌後、上澄み液を除いた。この操作を合計3回繰り返し、トリイソブチルアルミニウムで処理したシリカ担体を得た。
(C)担持触媒組成物の合成
(C−1)B−191/Niのシリカ担持触媒の合成
(B)で得られたシリカ担体に、触媒組成物(A−1)のトルエン溶液(10mL,0.20mmol)を加え、室温で1時間撹拌後、上澄みを除いた。そこに脱水トルエン(20mL)を添加して、1分撹拌後上澄み液を除いた。この操作を合計3回繰り返し、その後真空乾燥することで、担持触媒組成物0.43gを得た。
(C−2〜C−6)
触媒組成物(A−1)を(A−2)〜(A−6)に変えること以外、同様な操作をすることで、担持触媒組成物(C−2)〜(C−6)を得た。
(C−7)B−195/Niの造粒モンモリロナイト担持触媒合成
造粒モンモリロナイト(水澤化学)400gに、75%硫酸890gを脱塩水2040gに溶解した水溶液を加え、室温で撹拌混合し、昇温後90℃で3時間反応させた。その後、水洗したものに、ZnSO・7HO(30g)脱塩水(1000g)に溶解した水溶液を添加し、室温で2時間反応させた。これを水洗した後、乾燥させた。この乾燥品を100g採取し、脱塩水LiOH(0.0085wt%,100g)を添加して、室温で30分反応させた。その後水洗して、100℃で乾燥させ、さらに200℃で1時間、減圧乾燥させたものを担体として用いた。この担体を1.01g採取し、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.51M,4.0mL,2.0mmol)を室温で加え、1時間撹拌した。その後、トルエン20mLで3回洗浄した後に減圧乾燥し、トリイソブチルアルミニウムで処理した造粒モンモリロナイトを1.04g得た。これに上記(A−2)と同様の方法で調製したB−195/Ni触媒組成物のトルエン溶液(0.02mol/mL,11mL)を加え、室温で1時間撹拌後、上澄みを除去した。そこに脱水トルエン(20mL)を添加して、1分撹拌後上澄みを除いた。この操作を2回繰り返した。さらに脱水ヘキサンを25mL加え、1分間撹拌した後に上澄みを除去した。この操作を2回繰り返した後に、減圧乾燥し担持触媒組成物を1.13g得た。
(C−8)B−111/Niのシリカ担持触媒の合成
600℃で焼成したシリカ(Grace948,1.03g)に、トリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(0.5mmol/mL,4mL,2.0mmol)を加え、室温で1時間撹拌した。撹拌後、上澄みを除いた。そこに脱水トルエン(20mL)を添加して、1分撹拌後、上澄み液を除いた。この操作を合計3回繰り返し、トリイソブチルアルミニウムで処理したシリカ担体を得た。
次に、Ni(COD)(36.6mg,0.133mmol)をトルエン(4mL)に溶解させ、その溶液(0.033mol/mL,4mL)をB−111(103.8mg,0.15mol)に添加した後、室温で30分攪拌することでB−111/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.033mol/mL)を調製した。トリイソブチルアルミニウムで処理したシリカ担体に、B−111/Ni触媒組成物トルエン溶液(0.033mol/mL,4mL,0.13mmol)を添加し、室温で1時間撹拌後、上澄みを除いた。そこに脱水トルエン(20mL)を添加して、1分撹拌後上澄み液を除いた。この操作を合計4回繰り返し、その後真空乾燥することで、担持触媒組成物を1.15g得た。
(D)酢酸エチルで処理したトリn−オクチルアルミニウムの合成
酢酸エチル(177.2mg,2.0mmol)にトリn−オクチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.53mmol/mL,3.8mL,2.0mmol)を室温で添加した後に、ヘキサンを36mL加え、酢酸エチルで処理したトリn−オクチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.05mmol/mL)を合成した。
3.重合評価
(実施例1)エチレンのホモ重合
内容積2Lの誘導攪拌式オートクレーブ内に、ヘキサン(1000mL)、(D)で調製したヘキサン溶液(2mL、0.1mmol)あるいはn−オクチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.50mmol/mL,0.2mL,0.1mmol)、(C−1)で調製した担持触媒組成物のトルエンスラリー(0.19g,8mL)を導入し、70℃まで昇温し、同温度で3.0MPaに保つようにエチレンを追加しながら30分間攪拌を継続した。攪拌終了後、未反応エチレンをパージして重合を停止した。オートクレーブを開放して、濾過及び洗浄後、271gの重合体が得られた。
(実施例2〜7)エチレンのホモ重合
担持触媒組成物(C−1)を(C−2)〜(C−7)に変え、担持触媒組成物量を変える以外は、同様な操作をして、エチレンホモ重合を行った。これらの結果は表6にまとめた。
(実施例8)エチレン・n−ブチルアクリレート共重合
内容積2Lの誘導攪拌式オートクレーブ内に、ヘキサン(1000mL)、(D)で調製したヘキサン溶液(2mL,0.1mmol)、(C−3)で調製した担持触媒組成物のトルエンスラリー(0.19g,8mL)及びn−ブチルアクリレート(50mL,343mmol)を導入し、90℃まで昇温し、同温度で3.0MPaに保つようにエチレンを追加しながら30分間攪拌を継続した。攪拌終了後、未反応エチレンをパージして重合を停止した。オートクレーブを開放して、濾過及び洗浄後、5.5gの重合体が得られた。
n−ブチルアクリレートは、Aldrich社製のAldrichInhibitorRemoverを充填したカラムを用いて、高純度アルゴン雰囲気下、室温で精製した後に使用した。
(比較例)エチレンホモ重合
(比較例1)
内容積2Lの誘導攪拌式オートクレーブ内に、ヘキサン(1000mL)、n−オクチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.50mmol/mL,0.2mL,0.1mmol)、(C−8)で調製した担持触媒組成物のヘキサンスラリー(26.5mg/mL,305.6mg)を導入し、70℃まで昇温し、同温度で3.0MPaに保つようにエチレンを追加しながら1時間攪拌を継続した。攪拌終了後、未反応エチレンをパージして重合を停止した。オートクレーブを開放して、濾過及び洗浄後、0.7gの重合体が得られた。
Figure 0006356507
本発明を用いることにより、粒子性状のよいオレフィン(共)重合体が得られる。また、本発明では、高価な助触媒を大量に使用することなく、高活性でオレフィン(共)重合体を製造することが出来るため、安価にオレフィン(共)重合体を製造することが出来る。よって、本発明は工業的にきわめて価値が高い。

Claims (8)

  1. 一般式(A)または(B)で表される化合物と、周期表9族、10族または11族に属する遷移金属Mを含む遷移金属化合物(C)とを接触させて得られることを特徴とするオレフィン重合触媒成分。
    Figure 0006356507
    [一般式(A)または(B)において、Zは、水素原子または脱離基である。mはZの価数を表す。Eは、リン原子、砒素原子またはアンチモン原子を表す。Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜30のヘテロ原子含有基を有するアリール基であって、該ヘテロ原子含有基は、ヘテロ原子として酸素、窒素、リン、硫黄又はセレンを含み、E に結合した炭素に対して2及び6位で置換する、を表し、互いに結合して環を形成しても良い。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、シアノ基、またはニトロ基を表す。Rは、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。ただし、R〜Rの内の少なくとも1個は必ず一般式(I)で表される反応性基を含む置換基であり、R及び/又はRが一般式(I)で表される反応性基を含む置換基であるときは、R及び/又はRの基本骨格はフェニル基であり、一般式(I)で表される反応性基の結合位置はそのフェニル基の3位又は4位である。
    −Q−R (I)
    [一般式(I)中、Qは炭素数1〜20のヘテロ原子を含有してもよい炭化水素基を表す。Rは、OR、CO、COM’、C(O)N(R、C(O)R、SR、SO、P(O)(OR2−y(R、P(OR3−x(R、P(R、NHR、N(R、Si(OR3−x(R、OSi(OR3−x(R、SOM’、POM’、POM”、P(O)(ORM’またはエポキシ含有基を表す(ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し、M’は、アルカリ金属、アンモニウム、4級アンモニウムまたはホスホニウムを表し、M”はアルカリ土類金属を表し、xは0〜3の整数を表し、yは0〜2の整数を表す。)]]
  2. 一般式(D)で表される金属錯体を含む請求項1に記載のオレフィン重合触媒成分。
    Figure 0006356507
    [一般式(D)中、Mは、周期表9族、10族または11族に属する遷移金属を表す。Rは、水素原子または炭素数1〜20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。Lは、Mに配位したリガンドを表す。また、RとLが互いに結合して環を形成してもよい。Eは、リン原子、砒素原子またはアンチモン原子を表す。Xは、酸素原子または硫黄原子を表す。R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜30のヘテロ原子含有基を有するアリール基であって、該ヘテロ原子含有基は、ヘテロ原子として酸素、窒素、リン、硫黄又はセレンを含み、E に結合した炭素に対して2及び6位で置換する、を表し、互いに結合して環を形成しても良い。R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、シアノ基、またはニトロ基を表す。Rは、炭素数1〜30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。ただし、R〜Rの内の少なくとも1個は必ず一般式(I)で表される反応性基を含む置換基であり、R及び/又はRが一般式(I)で表される反応性基を含む置換基であるときは、R及び/又はRの基本骨格はフェニル基であり、一般式(I)で表される反応性基の結合位置はそのフェニル基の3位又は4位である。
    −Q−R (I)
    [一般式(I)中、Qは炭素数1〜20のヘテロ原子を含有してもよい炭化水素基を表す。Rは、OR、CO、COM’、C(O)N(R、C(O)R、SR、SO、P(O)(OR2−y(R、P(OR3−x(R、P(R、NHR、N(R、Si(OR3−x(R、OSi(OR3−x(R、SOM’、POM’、POM”、P(O)(ORM’またはエポキシ含有基を表す(ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し、M’は、アルカリ金属、アンモニウム、4級アンモニウムまたはホスホニウムを表し、M”はアルカリ土類金属を表し、xは0〜3の整数を表し、yは0〜2の整数を表す。)]]
  3. 前記一般式(D)中、前記Mが、ニッケル、パラジウム、白金、コバルト又はロジウムであることを特徴とする請求項2に記載のオレフィン重合触媒成分。
  4. 前記Rが、OR、CO、C(O)N(R、C(O)R、SR、P(R、NHR、N(R又はSi(OR3−x(R
    (ここで、Rは、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、炭素数1〜10の炭化水素基を表し)
    であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のオレフィン重合触媒成分。
  5. 下記(1)及び(2)を含むことを特徴とするオレフィン重合触媒。
    (1)請求項1〜4のいずれか1項に記載のオレフィン重合触媒成分
    (2)一般式(II)で表される有機アルミニウム化合物で処理した固体担体。
    Al(R10 (II)
    [一般式(II)中、R10は炭素数1〜15の炭化水素基を表す。]
  6. 前記固体担体が、無機酸化物、ポリマー担体のいずれかであることを特徴とする請求項5に記載のオレフィン重合触媒。
  7. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のオレフィン重合触媒成分又は請求項5又は6に記載のオレフィン重合触媒の存在下、炭素数2以上のオレフィンを単独重合又は共重合することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。
  8. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のオレフィン重合触媒成分又は請求項5又は6に記載のオレフィン重合触媒の存在下、炭素数2以上のオレフィンと(メタ)アクリル酸エステルを共重合することを特徴とするα−オレフィン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法。
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