JP6458138B2 - メタロセン化合物およびその製造方法 - Google Patents

メタロセン化合物およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6458138B2
JP6458138B2 JP2017516624A JP2017516624A JP6458138B2 JP 6458138 B2 JP6458138 B2 JP 6458138B2 JP 2017516624 A JP2017516624 A JP 2017516624A JP 2017516624 A JP2017516624 A JP 2017516624A JP 6458138 B2 JP6458138 B2 JP 6458138B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon atoms
formula
chemical formula
same
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017516624A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017524730A (ja
Inventor
キム、セ−ヨン
チョ、ミン−ソク
キム、テ−ファン
イ、スン−ミン
パク、ソン−ホ
イ、キ−ス
ホン、ポク−キ
イ、ヨン−ホ
チョ、キョン−チン
ハン、チャン−ワン
パク、チン−ヨン
Original Assignee
エルジー・ケム・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エルジー・ケム・リミテッド filed Critical エルジー・ケム・リミテッド
Publication of JP2017524730A publication Critical patent/JP2017524730A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6458138B2 publication Critical patent/JP6458138B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F17/00Metallocenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65908Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an ionising compound other than alumoxane, e.g. (C6F5)4B-X+
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • C08F4/65922Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not
    • C08F4/65925Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not two cyclopentadienyl rings being mutually non-bridged

Description

[関連出願との相互参照]
本出願は、2014年6月3日付の韓国特許出願第10−2014−0067698号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、高重合性を有するポリエチレンを製造するための新規な構造の非架橋型メタロセン触媒およびその製造方法に関する。
既存の商業プロセスに幅広く適用されるチーグラー・ナッタ触媒は多活性点触媒であるので、生成高分子の分子量分布が広いことが特徴であり、共単量体の組成分布が均一でなく、所望する物性の確保に限界がある。
反面、メタロセン触媒は、1種類の活性点を有する単一活性点触媒で、生成重合体の分子量分布が狭く、触媒とリガンドの構造に応じて、分子量、立体規則度、結晶化度、特に共単量体の反応性を大幅に調節することができるという利点がある。
このようなメタロセン触媒として、国際公開特許第2008/084931号(特許文献1)には、アミドグループが導入されたモノシクロペンタジエニルリガンドが配位された遷移金属化合物が開示されている。しかし、このような方法によるメタロセン触媒で重合したポリオレフィンは、分子量分布が狭く、一部製品に応用する場合、押出負荷などの影響で生産性が顕著に低下するなど現場適用が難しい問題があり、これに関連するポリオレフィンの分子量分布を調節するための努力が多くなされてきた。分子量分布の狭い高分子は、溶融流動性および溶融張力が低く、成形性に劣り、剛性が低下する要因として作用し得る。
しかし、一般に、低分子量ポリエチレンの製造時に使用するメタロセン触媒前駆体は、中心金属に配位されたリガンドの大きさが小さく、架橋されない形態の構造を有する。これら触媒は、高い活性で低分子量のポリマーを製造することができるが、その他ansa−typeの触媒に比べて小さいバイト角度(bite angle)(Cp−Metal−Cp)によって1−ヘキセン(1−hexene)のような共単量体(comonomer)の共重合性が相対的に減少する問題がある。
また、担持重合基準で中低分子量を実現するためにリガンドに追加的に置換基を導入したり体積を大きくする場合、分子量上昇効果は得られるものの、共重合性はさらに減少する結果をもたらすのが一般的な傾向である。
したがって、優れた共重合性を有し、高い分子量を有するポリエチレン製造用触媒の開発が必要である。
国際公開第2008/084931号パンフレット
本発明の目的は、非架橋の触媒構造を維持しながら分子量の大きさを高めるための置換基の位置を変更して、30万以上の高い分子量(Mw)と共に、ansa−type触媒レベルの共重合性を実現することができる新規な構造のメタロセン化合物およびその製造方法を提供する。
本発明の他の目的は、前記高共重合性を有するポリエチレン製造用非架橋型メタロセン化合物を用いたメタロセン触媒組成物を提供する。
本発明のさらに他の目的は、前記触媒組成物を用いたポリエチレンの製造方法を提供する。
本発明は、下記化学式1で示すメタロセン化合物を提供する。
Figure 0006458138
前記化学式1において、
1は下記化学式aまたはbで示すベンゼン環にヒューズされた(fused)5角または6角の芳香族環を含む構造を有し、
Figure 0006458138
Figure 0006458138
前記化学式aおよびbの式中、XはC、N、O、またはSであり;
2は水素であり、
3〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
9〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
Mは4族遷移金属であり;および
1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンである。
また、本発明の他の実施形態によれば、下記化学式2で示す化合物と、下記化学式3で示す化合物とを反応させる段階を含む、前記化学式1のメタロセン化合物の製造方法を提供する。
Figure 0006458138
前記化学式1において、
1は下記化学式aまたはbで示すベンゼン環にヒューズされた5角または6角の芳香族環を含む構造を有し、
Figure 0006458138
Figure 0006458138
前記化学式aおよびbの式中、XはC、N、O、またはSであり;
2は水素であり、
3〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
9〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
Mは4族遷移金属であり;および
1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンであり;
Figure 0006458138
前記化学式2において、
1は化学式1の定義と同じであり、
2〜R7は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
Figure 0006458138
前記化学式3において、
8〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、−MX12、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり、この時、R8〜R12のうちの少なくとも1つは−MX12で置換されており;
Mは4族遷移金属であり;および
1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンである。
また、本発明は、上述したメタロセン化合物を含む触媒組成物の存在下、オレフィン系単量体を重合する段階を含む、オレフィン系重合体の製造方法を提供する。
本発明に係るメタロセン化合物は、非架橋型触媒であって、ansa−typeレベルの共重合性を有する新規な構造を提供する。特に、本発明のメタロセン触媒化合物は、類似する構造の非架橋型触媒対比、高い共重合性と活性を示し、担持触媒の製造後、重合時に30万以上の高い分子量を実現することができるという効果を提供する。したがって、本発明の方法で製造されたポリオレフィンは、分子量分布が広く、高分子量を示すことができる。
本明細書で使われる用語は単に例示的な実施形態を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、実施された特徴、数字、段階、構成要素、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、1つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、構成要素、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。
また、本発明は、多様な変更が加えられて様々な形態を有し得るので、特定の実施形態を例示して下記に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物または代替物を含むことが理解されなければならない。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の一実施形態によれば、下記化学式1で示すメタロセン化合物が提供される。
Figure 0006458138
前記化学式1において、
1は下記化学式aまたはbで示すベンゼン環にヒューズされた5角または6角の芳香族環を含む構造を有し、
Figure 0006458138
Figure 0006458138
前記化学式aおよびbの式中、XはC、N、O、またはSであり;
2は水素であり、
3〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
9〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
Mは4族遷移金属であり;および
1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンである。
アンサメタロセン(ansa−metallocene)化合物は、ブリッジグループによって互いに連結された2個のリガンドを含む触媒化合物であって、前記ブリッジグループ(bridge group)によってリガンドの回転が防止され、メタルセンターの活性および構造が決定される。
このような構造特性に着目して、本発明では、5角または6角の環状構造が導入されたインデニル基とシクロペンタジエニル基のリガンドを含む構造をメタロセン化合物として提供することによって、既存に比べて優れた触媒特性を示すことを確認した。
つまり、前記化学式1の化合物は、メタロセン触媒の特徴である非架橋型を有して高い活性を示し、また、アンサ型触媒レベルの共重合性を示して、1−ヘキセンのような共単量体との共重合性に優れた効果がある。さらに、前記インデニル基とシクロペンタジエニル基のリガンドは、高い立体規則性を要求するオレフィンの製造に使用可能である。
そのため、本発明は、オレフィン重合時、重合触媒として一般に使用される既存の一般的なメタロセン触媒対比、非架橋型のansa−type触媒レベルの高い共重合性を実現することができる新規構造の遷移金属触媒の合成方法を提供することができる。
また、本発明のメタロセン化合物は、非架橋の触媒構造を維持しながら分子量の大きさを高めるための置換基の位置を変更して、30万以上の高い分子量を有するオレフィン系重合体、好ましくは、ポリエチレンを提供することができる。
さらに、本発明のメタロセン化合物は、一般的な担体を含まなくても優れた活性を示すことができ、ポリオレフィン重合時、オレフィン系高分子の微細構造を簡単に制御することができる。つまり、本発明は、担体なしに前駆体自体の特性だけでも優れた効果を示すことができる。したがって、本発明のメタロセン化合物は、非担持および不均一系触媒であってもよい。
このような本発明の一実施形態によれば、前記化学式1のメタロセン化合物において、前記化学式aおよびbは、X置換基と隣接する炭化水素を有する置換基が互いに連結されて5角または6角の芳香族環を形成してもよく、これによって、ベンゼン環にヒューズされた環を有する構造を形成する。したがって、前記化学式aおよびbは、インデンまたはナフタレン構造を含むことができる。また、前記化学式aおよびbにおいて、5角または6角の環状構造は、炭素数1〜20のアルキル基で置換もしくは非置換の窒素を含んでもよい。好ましくは、前記化学式aおよびbのXはそれぞれ、炭素原子(C)であり、ベンゼン環にヒューズされた6角の芳香族環を有するナフタレン構造を含むことが好ましい。
さらに、前記化学式1のR2〜R6はそれぞれ独立に、水素であり、R9〜R12はそれぞれ独立に、水素、または炭素数4〜10の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基であってもよい。より好ましくは、前記化学式1のR2〜R6はそれぞれ独立に、水素であり、R9〜R12のうちの少なくとも1つはブチル基であり、残りの置換基は水素であってもよい。ただし、本発明がこれに限定されるものではない。
また、前記Mはチタニウム(Ti)、ジルコニウム(Zr)、またはハフニウム(Hf)であってもよく、前記X1およびX2はそれぞれ独立に、ハロゲン、または炭素数1〜20のアルキル基であってもよいが、本発明がこれに限定されるものではない。
さらに、本発明のメタロセン化合物は、7〜15g/mol・hrの触媒活性を有することができる。
前記化学式1で示すメタロセン化合物の例としては、下記構造式の化合物の中から選択されたいずれか1つであってもよいが、これに限定されるものではない。
Figure 0006458138
一方、本発明の他の側面によれば、下記化学式2で示す化合物と、下記化学式3で示す化合物とを反応させる段階を含む、下記化学式1で示すメタロセン化合物の製造方法が提供される。
Figure 0006458138
前記化学式1において、
1は下記化学式aまたはbで示すベンゼン環にヒューズされた5角または6角の芳香族環を含む構造を有し、
Figure 0006458138
Figure 0006458138
前記化学式aおよびbの式中、XはC、N、O、またはSであり;
2は水素であり、
3〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
9〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
Mは4族遷移金属であり;および
1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンであり;
Figure 0006458138
前記化学式2において、
1は化学式1の定義と同じであり、
2およびR7はそれぞれ独立に、水素であり、
3〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
Figure 0006458138
前記化学式3において、
8〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、−MX12、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり、この時、R8〜R12のうちの少なくとも1つは−MX12で置換されており;
Mは4族遷移金属であり;および
1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンである。
本発明の化学式2で示す化合物と、化学式3で示す化合物とを反応させる時、その反応は低温および溶媒下で行われるとよい。好ましくは、前記反応は、塩基の存在下、有機溶媒下で−80℃〜−20℃の温度で撹拌して行われるとよい。本発明では、低温で反応を進行させることによって、反応の選択性を高めることができる。
前記塩基は、n−BuLiなどがあるが、本発明がこれに限定されるものではない。前記化学式2の化合物と化学式3の化合物とは、1:1のモル比で反応させるとよい。
一方、前記化学式2で示す化合物は、有機溶媒下、下記化学式4のインデン系化合物と、下記化学式5の5角または6角の芳香族環を含む環状化合物とを触媒下で反応させて製造される。
Figure 0006458138
前記化学式4において、
2〜R7は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
3はハロゲンであり;
Figure 0006458138
式中、
XはC、N、O、またはSであり;
Aは−B(OH)2、またはグリニャール試薬である。
前記化学式4の化合物において、X3は臭素原子であってもよく、R2〜R7はそれぞれ水素であってもよいが、本発明がこれに限定されない。このような化学式4のハロゲン置換された化合物は、インデン系化合物からNBSとp−トルエンスルホン酸などを用いた反応を通して製造され、その方法は有機合成分野でよく知られた方法で進行できる。
前記化学式5の環状化合物は、ベンゼン環にヒューズされた5角または6角の芳香族環を含むものを意味する。
前記化学式5のAにおいて、グリニャール試薬(Grignard reagent)は「−MgClまたは−MgBr」を含んでもよい。
さらに、前記化学式5の化合物は、ルイス酸として用いられ、化学式4の化合物1モル対比、1:1〜2のモル比で使用できる。
また、前記化学式2の化合物を製造する反応は、パラジウムまたはニッケル系金属触媒下で進行させるとよい。例えば、前記化学式5のAが「−B(OH)2」の場合、パラジウム触媒下で反応が進行できる。さらに、前記化学式5のAがグリニャール試薬の場合は、パラジウムの代わりにニッケル系触媒を用いるカップリング反応を通して化学式2の化合物を得ることができる。
また、本発明において、メタロセン化合物を製造する時に使用される溶媒は、トルエン、ベンゼンなどの芳香族溶媒、THF、DMSOなどの溶媒を単独または混合使用が可能である。
前記メタロセン化合物の製造方法において、各反応の撹拌方法とその時間は特に限定されない。また、メタロセン化合物を得るために使用される精製方法は、有機合成方法で用いられる一般的な方法が使用できる。
一方、本発明の他の実施形態によれば、上述したメタロセン化合物を含む触媒組成物の存在下、オレフィン系単量体を重合する段階を含む、オレフィン系重合体の製造方法が提供される。
前記化学式1で示すメタロセン化合物は、単独または助触媒と共に触媒組成物としてポリオレフィン重合体を製造するのに使用すればよいし、特に高分子量のポリオレフィンを高活性で生産することができる。例えば、前記化学式1で示すメタロセン化合物を含む触媒組成物とオレフィン系単量体とを接触させて重合工程を行うと、共単量体との重合性が大きく向上して、高い分子量を有するオレフィン系重合体を製造することができる。
前記オレフィン系単量体は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、および1−アイトセンからなる群より選択される1種以上であってもよい。
したがって、本発明のオレフィン系重合体は、エチレンとアルファオレフィン系共単量体との重合したエチレン/アルファオレフィン共重合体を含むことができる。
前記アルファオレフィン系共単量体としては、炭素数4以上のアルファオレフィンが使用できる。例えば、炭素数4以上のアルファオレフィンとしては、上述のような、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。これらのうち、炭素数4〜10のアルファオレフィンが好ましく、1種または複数種類のアルファオレフィンが共に共単量体として使用されてもよい。
また、本発明において、前記重合反応は、1つの連続式スラリー重合反応器、ループスラリー反応器、気相反応器、または溶液反応器を用いて、1つのオレフィン単量体でホモ重合したり、または2種以上の単量体で共重合して進行させるとよい。
前記オレフィン系単量体の重合は、約25〜約500℃の温度、および約1〜約100kgf/cm2で約1〜約24時間反応させて行うとよい。具体的には、前記オレフィン系単量体の重合は、約25〜約500℃、好ましくは約25〜約200℃、より好ましくは約50〜約100℃の温度で行うとよい。また、反応圧力は、約1〜約100kgf/cm2、好ましくは約1〜約50kgf/cm2、より好ましくは約5〜約40kgf/cm2で行うとよい。
さらに、本発明は、必要に応じて、触媒組成物に助触媒をさらに含んでもよく、その種類が特に限定されない。
好ましくは、前記触媒組成物は、下記化学式6、化学式7、または化学式8で示す化合物からなる群より選択された1種以上の助触媒をさらに含んでもよい。
Figure 0006458138
前記化学式6において、
13は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20の炭化水素;またはハロゲンで置換された炭素数1〜20の炭化水素であり;
nは2以上の整数であり;
Figure 0006458138
前記化学式7において、
13は前記化学式8で定義されたのと同じであり;
Jはアルミニウムまたはボロンであり;
Figure 0006458138
前記化学式8において、
Eは中性または陽イオン性ルイス酸であり;
Hは水素原子であり;
Zは13族元素であり;
A’は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、1以上の水素原子が、ハロゲン、炭素数1〜20の炭化水素、アルコキシまたはフェノキシで置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基、または炭素数1〜20のアルキル基である。
前記化学式6で示す化合物の例としては、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、ブチルアルミノキサンなどがあり、より好ましい化合物は、メチルアルミノキサンである。
前記化学式7で示す化合物の例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−s−ブチルアルミニウム、トリシクロペンチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリイソペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、エチルジメチルアルミニウム、メチルジエチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ−p−トリルアルミニウム、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリイソブチルボロン、トリプロピルボロン、トリブチルボロンなどが含まれ、より好ましい化合物は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムの中から選択される。
前記化学式8で示す化合物の例としては、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボロン、トリブチルアンモニウムテトラフェニルボロン、トリメチルアンモニウムテトラフェニルボロン、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボロン、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリル)ボロン、トリメチルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ボロン、トリブチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ボロン、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ボロン、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ロン、N,N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルボロン、N,N−ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルボロン、ジエチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルボロン、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルボロン、トリメチルホスホニウムテトラフェニルボロン、トリエチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリル)アルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p−トリル)アルミニウム、トリエチルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、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アルミニウム、N,N−ジエチルアニリニウムテトラフェニルアルミニウム、N,N−ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、ジエチルアンモニウムテトラペンタテトラフェニルアルミニウム、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p−トリル)ボロン、トリエチルアンモニウムテトラ(o,p−ジメチルフェニル)ボロン、トリブチルアンモニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ボロン、トリフェニルカルボニウムテトラ(p−トリフルオロメチルフェニル)ボロン、トリフェニルカルボニウムテトラペンタフルオロフェニルボロンなどがある。
好ましくは、助触媒は、アルモキサンが用いられ、より好ましくは、アルキルアルモキサンのメチルアルモキサン(MAO)である。
また、本発明において、前記メタロセン化合物と助触媒化合物とのモル比は特に限定されないが、1:10〜10:1であってもよい。
さらに、前記触媒組成物は、反応溶媒を追加的に含んでもよく、前記反応溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、またはヘプタンなどのような炭化水素系溶媒;ベンゼンまたはトルエンなどのような芳香族系溶媒などが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
以上のような方法で製造されるオレフィン系重合体は、高い分子量を有することができるが、好ましくは、30万以上の重量平均分子量を有することができる。また、本発明の一実施形態によれば、前記オレフィン系重合体の場合、エチレン単量体対比、アルファオレフィンのモル%(branch)が4〜8モル%であってもよい。
以下、発明の具体的な実施例を通して、発明の作用および効果をより詳細に述べる。ただし、このような実施例は発明の例として提示されたに過ぎず、これによって発明の権利範囲が定められるのではない。
<実施例>
下記の実施例に使用された有機試薬および溶媒は、特別な言及がなければ、アルドリッチ(Aldrich)社から購入して標準方法で精製して使用した。合成の全ての段階において、空気と水分の接触を遮断して実験の再現性を高めた。
<実施例1>
(1)ブロモヒドリンの合成
500mLのフラスコに、35mL(300mmol)のインデン(indene)を入れて、150mLのDMSOと15mLの水で希釈した。この溶液を0℃まで冷却させた後、これに53g(300mmol、1equiv.)のN−ブロモスクシンイミド(N−bromosuccineimide)を10分かけてゆっくり入れた。2時間後、反応物は800mLの冷水に注ぎ込んで生成される結晶をろ過しながら十分な量の水で洗って、約80%の収率で白色結晶形態のブロモヒドリン(bromohydrin)を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.24(1H,m),3.60(1H,m),4.30(1H,m),5.33(1H,m),7.23−7.32(3H,m),7.44(1H,m)。
(2)2−ブロモインデン(2−bromoindene)の合成
前記反応で得られたブロモヒドリン化合物中の25gを取って、300mLのトルエンに溶かした後、500mgのp−トルエンスルホン酸(p−toluene sulfonic acid)を入れて、90℃まで昇温させて20時間以上撹拌した。反応物を常温まで冷やした後、十分な量の水で洗ってから、MgSO4で水分を除去し、ろ過および減圧乾燥して、褐色濃縮物を得た。これを100mL程度のヘキサンに溶かし、シリカパッド(silica pad)を通してヘキサンを溶離剤(eluent)でろ過して、黄色い粘性のないオイル(2−ブロモインデン(2−bromoindene))を60〜70%の収率で得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.61(3H,s),6.95(1H,s),7.18−7.20(3H,m),7.27−7.32(1H,m),7.39(1H,m)。
(3)1−(1H−インデン−2−イル)ナフタレン(1−(1H−indene−2−yl)naphthalene)の合成
最後に、100mLのシュレンクフラスコ(schlenk flask)に、2.7g(13.8mmol)に2−ブロモインデン(2−bromoindene)を入れて、60mLのDME(dimethyl ether)と20mLの水との混合液に溶かした。これに3.4g(18mmol)の1−ナフタレンボロン酸(1−naphthalene boronic acid)、2.8g(21mmol)のK2CO3を入れて、アルゴンガスを10分間バブリングして、溶媒中の酸素を除去した。以降、アルゴン下、加熱を始めて温度が90℃に達すると、800mg(0.7mmol、5mol%)のパラジウム(O)テトラキス(トリフェニルホスフィン)(Palladium(O)tetrakis(triphenylphosphine)(Pd/C)を入れて、6時間撹拌した。以降、反応混合物は常温まで冷やし、200mLの水に注ぎ込んで生成される褐色沈殿をろ過し、50mL程度のエーテル(ether)で洗ってから、乾燥して、2.4g(67%)の白色固体を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.95(2H,s),7.20−7.39(7H,s),7.82−7.87(4H,m),8.00(1H,s)。
(4)下記構造式で示す化学式1の化合物(A−1)の合成
Figure 0006458138
250mLのシュレンクフラスコに、1.50g(6.2mmol)の1−(1H−インデン−2−イル)ナフタレン(1−(1H−indene−2−yl)naphthalene)を入れて、40mLのトルエンと20mLのTHFに溶かした。この溶液を0℃に冷却した後、3mL(7.5mmol)の2.5M nBuLi溶液を加えた。この反応混合物は常温で1日間撹拌した後、−78℃で(2−ブチルシクロペンタ−2,4−ジエニル)ジルコニウム(IV)クロライド(2−butylcyclopenta−2,4−dienyl)zirconium(IV)chloride)の保存溶液(stock solution)11.6g(6.2mmol)をゆっくり加えた。反応物は常温で1日間撹拌した後、減圧下で溶媒を最初の1/10の体積になるまで蒸留後、100mLのヘキサンを加えた。この時生成される沈殿をろ過を通して分離して、2.2gの黄色粉末を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ0.80(3H,t),1.23(2H,m),1.35(2H,m),2.42(2H,t),5.80(1.5H,t),5.93(1.5H,t),7.05(2H,m),7.29(2H,m),7.49(2H,m),7.66(2H,m),7.85(2H,m),8.17(1H,s)。
<実施例2>
(1)ブロモヒドリンの合成
500mLのフラスコに、35mL(300mmol)のインデン(indene)を入れて、150mLのDMSOと15mLの水で希釈した。この溶液を0℃まで冷却させた後、これに53g(300mmol、1equiv.)のN−ブロモスクシンイミド(N−bromosuccineimide)を10分かけてゆっくり入れた。2時間後、反応物は800mLの冷水に注ぎ込んで生成される結晶をろ過しながら十分な量の水で洗って、約80%の収率で白色結晶形態のブロモヒドリン(bromohydrin)を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.24(1H,m),3.60(1H,m),4.30(1H,m),5.33(1H,m),7.23−7.32(3H,m),7.44(1H,m)。
(2)2−ブロモインデン(2−bromoindene)の合成
前記反応で得られたブロモヒドリン化合物中の25gを取って、300mLのトルエンに溶かした後、500mgのp−トルエンスルホン酸(p−toluene sulfonic acid)を入れて、90℃まで昇温させて20時間以上撹拌した。反応物を常温まで冷やした後、十分な量の水で洗ってから、MgSO4で水分を除去し、ろ過および減圧乾燥して、褐色濃縮物を得た。これを100mL程度のヘキサンに溶かし、シリカパッド(silica pad)を通してヘキサンを溶離剤(eluent)でろ過して、黄色い粘性のないオイル(2−ブロモインデン(2−bromoindene))を60〜70%の収率で得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.61(3H,s),6.95(1H,s),7.18−7.20(3H,m),7.27−7.32(1H,m),7.39(1H,m)。
(3)2−(1H−インデン−2−イル)ナフタレン(2−(1H−indene−2−yl)naphthalene)の合成
最後に、100mLのシュレンクフラスコ(schlenk flask)に、2.7g(13.8mmol)に2−ブロモインデン(2−bromoindene)を入れて、60mLのDME(dimethyl ether)と20mLの水との混合液に溶かした。これに3.4g(18mmol)の2−ナフタレンボロン酸(2−naphthalene boronic acid)、2.8g(21mmmol)のK2CO3を入れて、アルゴンガスを10分間バブリングして、溶媒中の酸素を除去した。以降、アルゴン下、加熱を始めて温度が90℃に達すると、800mg(0.7mmol、5mol%)のパラジウム(O)テトラキス(トリフェニルホスフィン)(Palladium(O)tetrakis(triphenylphosphine)(Pd/C)を入れて、6時間撹拌した。以降、反応混合物は常温まで冷やし、200mLの水に注ぎ込んで生成される褐色沈殿をろ過し、50mL程度のエーテル(ether)で洗ってから、乾燥して、2.4g(67%)の白色固体を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ3.96(2H,s),7.23(1H,m),7.31(1H,m),7.48−7.54(4H,m),7.69−7.74(1H,m),7.76−7.83(4H,m),8.01(1H,s)。
(4)下記構造式で示す化学式1の化合物(A−2)の合成
Figure 0006458138
250mLのシュレンクフラスコに、1.50g(6.2mmol)の2−(1H−インデン−2−イル)ナフタレン(2−(1H−indene−2−yl)naphthalene)を入れて、40mLのトルエンと20mLのTHFに溶かした。この溶液を0℃に冷却した後、3mL(7.5mmol)の2.5M nBuLi溶液を加えた。この反応混合物は常温で1日間撹拌した後、−78℃で(3−ブチルシクロペンタ−2,4−ジエニル)ジルコニウム(IV)クロライド(3−butylcyclopenta−2,4−dienyl)zirconium(IV)chloride)の保存溶液(stock solution)11.6g(6.2mmol)をゆっくり加えた。反応物は常温で1日間撹拌した後、減圧下で溶媒を最初の1/10の体積になるまで蒸留後、100mLのヘキサンを加えた。この時生成される沈殿をろ過を通して分離して、2.2gの黄色粉末を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ0.78−0.82(3H,m),1.17−1.19(2H,m),1.33−1.36(2H,m),2.40−2.44(2H,m),5.80(1.5H,s),5.92(1.5H,s),7.04(1H,m),7.29(2H,m),7.53(2H,m),7.62(2H,m),7.87−7.93(4H,m),8.17(1H,s)。
<比較例1>
Figure 0006458138
250mLのシュレンクフラスコに、3.1g(15.0mmol)の2−メチル−7−フェニル−1H−インデン(2−methyl−7−フェニル−1H−indene)を入れて、40mLのトルエンと20mLのTHFに溶かした。この溶液を0℃に冷却した後、6mL(15mmol)の2.5M nBuLi溶液を加えた。この反応混合物は常温で1日間撹拌した後、−78℃で(3−ブチルシクロペンタ−2,4−ジエニル)ジルコニウム(IV)クロライド(3−butylcyclopenta−2,4−dienyl)zirconium(IV)chloride)の保存溶液(stock solution)37g(15mmol)をゆっくり加えた。反応物は常温で1日間撹拌した後、減圧下で溶媒を最初の1/10の体積になるまで蒸留後、100mLのヘキサンを加えた。この時生成される沈殿をろ過を通して分離して、2.2gの黄色粉末を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ0.85(3H,m),1.23(2H,m),1.37(2H,m),2.44(3H,s),2.49(2H,m),5.59(0.5H,s),5.72(0.5H,s),5.78(0.5H,s),5.89(0.5H,s),6.54(1H,d),7.11(1H,m),7.26−7.29(2H,m),7.42−7.52(4H,m),7.74(1H,m)。
<比較例2>
Figure 0006458138
250mLのシュレンクフラスコに、1.86g(10.0mmol)の2−ペンチル−1H−インデン(2−pentyl−1H−indene)を入れて、50mLのTHFに溶かした。この溶液を0℃に冷却した後、4.4mL(11mmol)の2.5M nBuLi溶液を加えた。この反応混合物は常温で1日間撹拌した後、−78℃で(3−ブチルシクロペンタ−2,4−ジエニル)ジルコニウム(IV)クロライド(3−butylcyclopenta−2,4−dienyl)zirconium(IV)chloride)の保存溶液(stock solution)24g(10mmol)をゆっくり加えた。反応物は常温で1日間撹拌した後、減圧下で溶媒を最初の1/10の体積になるまで蒸留後、100mLのヘキサンを加えた。この時生成される沈殿をろ過を通して分離して、1.8gの黄色粉末を得た。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ0.87(6H,s),1.24−1.36(6H,m),1.41(2H,m),1.54(2H,m),2.49(2H,m),2.66(2H,m),2.77(2H,m),5.62(1H,s),5.85(1H,s),6.34(1H,s),6.43(1H,s),6.72(2H,s),7.22(2H,m),7.65(2H,m)。
<実施例3および比較例3〜4>
共重合体の製造
アルゴン下、触媒(20μmol)をフラスコに入れて、20mLのトルエンを入れて撹拌して、1mMの触媒溶液を作った。この時、触媒は前記実施例1〜2および比較例1〜2の触媒をそれぞれ使用した。
以降、100mL容量のアンドリューボトル(Andrew bottle)を2つ準備してインペラ部分(impeller part)と組立てた後、グローブボックス内で内部をアルゴンに置換した。グローブボックス処理が終わり、少量のTMAが施されているアンドリューボトルの内部に、それぞれ70mLのトルエンを入れて、10mLのMAO(10wt%トルエン)溶液を注入した。1mMの触媒溶液(トルエン)5mL(5μmol)を反応器に注入した。それぞれを90℃に加熱されたオイル槽(oil bath)に浸漬したまま、機械的撹拌機(mechanical stirrer)にボトルの上部を固定させた後、2つのアンドリューボトルのうちの1つに共単量体として用いる1−ヘキセン(1−hexene)を5mL注入した。ボトルの内部をエチレンガスで3回パージした後、エチレンバルブを開けて、機械的撹拌機を稼働させて、500rpmで30分間反応させた。反応中の容器内部のvortex lineを随時確認して、前記ラインがフラット(flat)になった場合、早期に反応を終了した。反応後には、常温まで温度を下げた後、容器内部のガスを排出(vent)させた。そして、約400mLのエタノールに内容物を注ぎ込んで、1時間程度撹拌した後、ろ過を経て得られた高分子を、60℃にセットされた真空オーブンで20時間乾燥させた。
得られた高分子は質量を計算して、これから触媒の活性を算出し、10mgのサンプルを取って、GPC分析を行って分子量と分布程度を確認した。その結果は次の表1の通りである。
Figure 0006458138
前記表1を参照すれば、本発明の実施例1〜2のメタロセン化合物は、比較例3〜4の一般的なメタロセン化合物に比べて、触媒活性が高く、共単量体の反応性に優れ、分子量の高いポリオレフィンを簡単に製造することができた。
特に、比較例4のように環状構造が導入されず、直鎖状のアルキル基を有する比較例2の触媒を用いた場合、触媒活性が非常に低く、分子量の高いポリオレフィンを効果的に製造することが困難であった。
したがって、比較例3および比較例4は、分子量の高いポリオレフィンを製造するには生産性が低下する問題をもたらすことが分かった。

Claims (11)

  1. 下記化学式1で示すメタロセン化合物
    Figure 0006458138
    前記化学式1において、
    1は下記化学式aまたはbで示す構造である。
    Figure 0006458138
    Figure 0006458138
    2 〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
    9〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
    Mは4族遷移金属であり;および
    1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンである。
  2. 前記化学式1のR2〜R6はそれぞれ独立に、水素であり、R9〜R12はそれぞれ独立に、水素、または炭素数4〜10の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である、請求項1に記載のメタロセン化合物。
  3. 前記Mはチタニウム(Ti)、ジルコニウム(Zr)、またはハフニウム(Hf)である、請求項1または2に記載のメタロセン化合物。
  4. 前記X1およびX2はそれぞれ独立に、ハロゲン、または炭素数1〜20のアルキル基である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のメタロセン化合物。
  5. 前記化学式1で示す化合物は、下記構造式の化合物の中から選択されたいずれか1つである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のメタロセン化合物。
    Figure 0006458138
  6. 下記化学式2で示す化合物と、
    下記化学式3で示す化合物とを反応させる段階を含む、請求項1に記載の化学式1のメタロセン化合物の製造方法
    Figure 0006458138
    前記化学式1において、
    1は下記化学式aまたはbで示す構造である。
    Figure 0006458138
    Figure 0006458138

    2 〜R6は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
    9〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり;
    Mは4族遷移金属であり;および
    1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンであり;
    Figure 0006458138
    前記化学式2において、
    1は化学式1の定義と同じであり、
    2 6 は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり、
    7 は、水素原子であり
    Figure 0006458138

    前記化学式3において、
    8〜R12は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数4〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、−MX12、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり、この時、 8 は−MX 1 2 であり
    Mは4族遷移金属であり;および
    1およびX2は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20のアルキル;炭素数2〜20のアルケニル;炭素数6〜20のアリール;炭素数7〜20のアルキルアリール;炭素数7〜20のアリールアルキル;炭素数1〜20のアルキルアミド;炭素数6〜20のアリールアミド;または炭素数1〜20のアルキリデンである。
  7. 前記反応は、塩基の存在下、有機溶媒下で−80℃〜−20℃の温度で撹拌して行われる、請求項6に記載のメタロセン化合物の製造方法。
  8. 前記化学式2で示す化合物は、
    有機溶媒下、下記化学式4のインデン系化合物と、下記化学式5の環状化合物とを反応させて製造される、請求項6または7に記載のメタロセン化合物の製造方法
    Figure 0006458138

    前記化学式4において、
    2〜R 6 は互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、炭素数1〜20の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数1〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール、炭素数6〜20のアルキルアリール、または炭素数6〜20のアリールアルキルであり、
    7 は、水素原子であり
    3はハロゲンであり;
    Figure 0006458138

    式中、
    は−B(OH)2、またはグリニャール試薬である。
  9. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のメタロセン化合物を含む触媒組成物の存在下、
    エチレンと炭素数4以上のアルファオレフィン系共単量体を重合する段階を含む、オレフィン系重合体の製造方法。
  10. 前記アルファオレフィン系単量体は、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテンおよび1−デセンからなる群より選択される1種以上である、請求項9に記載のオレフィン系重合体の製造方法。
  11. 前記触媒組成物は、
    下記化学式6、化学式7、または化学式8で示す化合物からなる群より選択された1種以上の助触媒をさらに含む、請求項9または10に記載のオレフィン系重合体の製造方法
    [化学式6]
    −[Al(R13)−O]n
    前記化学式6において、
    13は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、ハロゲン;炭素数1〜20の炭化水素;またはハロゲンで置換された炭素数1〜20の炭化水素であり;
    nは2以上の整数であり;
    [化学式7]
    J(R133
    前記化学式7において、
    13は前記化学式6で定義されたのと同じであり;
    Jはアルミニウムまたはボロンであり;
    [化学式8]
    [E−H]+[ZA’4-または[E]+[ZA’4-
    前記化学式8において、
    Eは中性または陽イオン性ルイス酸であり;
    Hは水素原子であり;
    Zは13族元素であり;
    A’は互いに同一または異なっていてもよく、それぞれ独立に、1以上の水素原子が、ハロゲン、炭素数1〜20の炭化水素、アルコキシまたはフェノキシで置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基、または炭素数1〜20のアルキル基である。
JP2017516624A 2014-06-03 2015-06-02 メタロセン化合物およびその製造方法 Active JP6458138B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0067698 2014-06-03
KR1020140067698A KR101566328B1 (ko) 2014-06-03 2014-06-03 메탈로센 화합물 및 그 제조방법
PCT/KR2015/005530 WO2015186952A1 (ko) 2014-06-03 2015-06-02 메탈로센 화합물 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017524730A JP2017524730A (ja) 2017-08-31
JP6458138B2 true JP6458138B2 (ja) 2019-01-23

Family

ID=54600746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017516624A Active JP6458138B2 (ja) 2014-06-03 2015-06-02 メタロセン化合物およびその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9701774B2 (ja)
EP (1) EP3006471B1 (ja)
JP (1) JP6458138B2 (ja)
KR (1) KR101566328B1 (ja)
CN (1) CN105518033B (ja)
WO (1) WO2015186952A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102260362B1 (ko) * 2017-03-09 2021-06-02 주식회사 엘지화학 올레핀 공중합체
KR20210115998A (ko) * 2020-03-17 2021-09-27 한화솔루션 주식회사 전이금속 화합물의 제조방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5594080A (en) * 1994-03-24 1997-01-14 Leland Stanford, Jr. University Thermoplastic elastomeric olefin polymers, method of production and catalysts therefor
DE69518830T2 (de) * 1994-12-20 2001-03-22 Montell Technology Company Bv Polypropylenreaktionsmischung und verfahren zu ihrer herstellung
US5780659A (en) * 1996-03-29 1998-07-14 Phillips Petroleum Company Substituted indenyl unbridged metallocenes
AU8066498A (en) * 1997-06-14 1999-01-04 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Ethylene enhancement of processes for synthesis of high melting thermoplast ic elastomeric alpha-olefin polymers (pre/epe effects)
US6894131B2 (en) * 1998-08-21 2005-05-17 Univation Technologies, Llc Polymerization process using a metallocene catalyst system
JP2001329006A (ja) * 2000-03-17 2001-11-27 Chisso Corp ポリプロピレン組成物
US6635733B2 (en) * 2000-05-23 2003-10-21 Chisso Corporation Elastomeric polypropylene
JP2002179722A (ja) * 2000-12-18 2002-06-26 Idemitsu Petrochem Co Ltd ステレオブロックオレフィン重合体製造用触媒
US7625982B2 (en) * 2005-08-22 2009-12-01 Chevron Phillips Chemical Company Lp Multimodal polyethylene compositions and pipe made from same
US7226886B2 (en) * 2005-09-15 2007-06-05 Chevron Phillips Chemical Company, L.P. Polymerization catalysts and process for producing bimodal polymers in a single reactor
US7619047B2 (en) * 2006-02-22 2009-11-17 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Dual metallocene catalysts for polymerization of bimodal polymers
KR100976131B1 (ko) 2007-01-10 2010-08-16 주식회사 엘지화학 전이금속 화합물의 제조 방법, 상기 방법으로 제조된전이금속 화합물 및 상기 전이금속 화합물을 포함하는 촉매조성물
KR101269202B1 (ko) * 2010-12-29 2013-05-28 대림산업 주식회사 메탈로센 화합물, 이를 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용한 올레핀의 중합 방법
JP5884457B2 (ja) * 2011-12-12 2016-03-15 日本ポリプロ株式会社 オレフィン重合用触媒の製造方法
RU2529020C2 (ru) * 2012-10-17 2014-09-27 ЭлДжи КЕМ, ЛТД. Новое металлоценовое соединение, содержащая его каталитическая композиция и способ получения полимеров на основе олефинов с ее применением

Also Published As

Publication number Publication date
EP3006471B1 (en) 2017-10-18
EP3006471A4 (en) 2017-01-18
US9701774B2 (en) 2017-07-11
CN105518033B (zh) 2017-09-05
JP2017524730A (ja) 2017-08-31
US20160194422A1 (en) 2016-07-07
CN105518033A (zh) 2016-04-20
KR101566328B1 (ko) 2015-11-05
EP3006471A1 (en) 2016-04-13
WO2015186952A1 (ko) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106459278B (zh) 用于以高温溶液聚合法制备聚乙烯共聚物的经改善的催化剂体系
KR102204960B1 (ko) 혼성 담지 메탈로센 촉매의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 혼성 담지 메탈로센 촉매, 및 이를 이용하는 폴리올레핀의 제조방법
JP2019507821A (ja) 混成触媒組成物、その製造方法、及びそれを用いて製造されたポリオレフィン
JP6328239B2 (ja) 加工性に優れたオレフィン系重合体
JP6300811B2 (ja) 重合方法
JP6450393B2 (ja) メタロセン化合物、これを含む触媒組成物、およびこれを用いるポリオレフィンの製造方法
JP6440832B2 (ja) メタロセン化合物、メタロセン担持触媒およびこれを用いるポリオレフィンの製造方法
KR20150091308A (ko) 중합 방법 및 촉매
JP6511151B2 (ja) ポリオレフィンの製造方法
CN106795229B (zh) 金属茂-负载型催化剂以及使用该催化剂制备聚烯烃的方法
JP6029757B2 (ja) ポリオレフィン重合用触媒の製造方法およびポリオレフィンの製造方法
JP2018522993A (ja) エチレンスラリー重合用混成担持触媒システムおよびこれを用いたエチレン重合体の製造方法
JP6300809B2 (ja) 触媒
JP6458138B2 (ja) メタロセン化合物およびその製造方法
CN108290971B (zh) 金属茂负载型催化剂及使用该催化剂制备聚烯烃的方法
JP6453483B2 (ja) メタロセン担持触媒およびこれを用いるポリオレフィンの製造方法
KR102065163B1 (ko) 전이금속 화합물 및 이를 포함하는 촉매 조성물
US11731123B2 (en) Method of preparing supported metallocene catalyst and method of preparing polypropylene using catalyst prepared thereby
JP7274622B2 (ja) 非対称メタロセン触媒およびそれらの使用
KR20220017199A (ko) 전이 금속 화합물, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 촉매 조성물
KR20160144208A (ko) 담지 메탈로센 촉매 및 이를 이용한 올레핀계 중합체의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170731

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180508

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6458138

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250