JP6570517B2 - リガンド化合物、メタロセン化合物およびこれを用いるオレフィン系重合体の製造方法 - Google Patents

リガンド化合物、メタロセン化合物およびこれを用いるオレフィン系重合体の製造方法 Download PDF

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Description

[関連出願との相互参照]
本出願は、2014年10月6日付の韓国特許出願第10−2014−0134342号および2015年8月20日付の韓国特許出願第10−2015−0117300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。
[技術分野]
本発明は、新規なリガンド化合物、メタロセン化合物およびこれを用いるオレフィン系重合体の製造方法に関する。
ダウ(Dow)社が1990年代初めに[Me2Si(Me4C5)NtBu]TiCl2(Constrained−Geometry Catalyst、以下、CGCと略称する)を発表したが(米国特許登録第5,064,802号)、エチレンとアルファ−オレフィンとの共重合反応において、前記CGCが既存まで知られたメタロセン触媒に比べて優れるという側面は、大きく次のような2つにまとめられる。(1)高い重合温度でも高い活性度を示しながら高分子量の重合体を生成し、(2)1−ヘキセンおよび1−オクテンのような立体的障害の大きいアルファ−オレフィンの共重合性にも非常に優れるという点である。その他にも、重合反応時、CGCの様々な特性が次第に知られるにつれ、その誘導体を合成して重合触媒として使用しようとする努力が学界および産業界で活発に行われた。
リガンドとしてシクロペンタジエニル基を1個または2個有する4族メタロセン化合物をメチルアルミノキサンやボロン化合物で活性化させて、オレフィン重合の触媒として用いることができる。このような触媒は、従来のチーグラー・ナッタ触媒が実現できない独特の特性を示す。
つまり、このような触媒を用いて得られた重合体は、分子量分布が狭く、アルファオレフィンやサイクリックオレフィンのような第2単量体に対する反応性がより良く、重合体の第2単量体分布も均一である。また、メタロセン触媒内のシクロペンタジエニルリガンドの置換体を変化させることによって、アルファオレフィンを重合する時、高分子の立体選択性を調節することができ、エチレンと他のオレフィンとを共重合する時、共重合の程度、分子量、および第2単量体の分布などを容易に調節することができる。
一方、メタロセン触媒は、従来のチーグラー・ナッタ触媒に比べて価格が高いため、活性が良くてこそ経済的な価値がある。第2単量体に対する反応性が良ければ、少量の第2単量体の投入でも第2単量体の多く入った重合体が得られるという利点がある。
様々な研究者らが多様な触媒を研究した結果、一般にブリッジされた触媒が第2単量体に対して反応性が良いことが判明した。これまで研究されたブリッジされた触媒は、ブリッジ形態によって、大きく3つに分類される。1つ目は、アルキルハライドのような親電子体とインデンやフルオレンなどとの反応によって2個のシクロペンタジエニルリガンドがアルキレンジブリッジで連結された触媒であり、2つ目は、−SiR2−によって連結されたシリコンブリッジされた触媒、および3つ目は、フルベンとインデンやフルオレンなどとの反応から得られたメチレンブリッジされた触媒がそれである。
しかし、前記試みの中で実際に商業工場に適用されている触媒は少数であり、より向上した重合性能を示す触媒の製造が依然として要求される。
米国特許第5,064,802号明細書
上記の従来技術の問題を解決するために、本発明は、優れた重合活性を有しながらも、共単量体挿入能に優れているので、広い分子量分布を有し、これによって、加工性に優れたオレフィン系重合体を製造することができるメタロセン化合物およびこれを用いるオレフィン系重合体の製造方法を提供する。
上記の目的を達成するために、本発明の一側面によれば、下記化学式1で表されるリガンド化合物を提供する:
前記化学式1において、
1〜R16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数4〜20のシクロアルキルアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数5〜20のヘテロアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基であり、前記R1〜R16のうちの互いに隣接する2個以上が互いに連結されて置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族環を形成してもよく、ただし、前記R1〜R16が全て水素の場合は除き;
Lは、直接結合、または炭素数1〜10のアルキレン基であり;
Rは、置換もしくは置換されていないフェニル基、ナフチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり;
1およびQ2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基である。
また、本発明は、下記化学式2で表されるメタロセン化合物を提供する。
前記化学式2において、
Mは、4族遷移金属であり;
1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、ニトロ基、アミド基、炭素数1〜20のアルキルシリル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または炭素数1〜20のスルホネート基であり;
1〜R16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数4〜20のシクロアルキルアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数5〜20のヘテロアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基であり、前記R1〜R16のうちの互いに隣接する2個以上が互いに連結されて置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族環を形成してもよく、ただし、前記R1〜R16が全て水素の場合は除き;
Lは、直接結合、または炭素数1〜10のアルキレン基であり;
Rは、置換もしくは置換されていないフェニル基、ナフチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり;
1およびQ2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基である。
また、本発明は、前記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。
前記新たなリガンドを有するメタロセン化合物は、インデノインドール誘導体とフルオレン誘導体が連結されたリガンドに多様な置換体を導入することにより、金属周囲の電子的、立体的環境を容易に制御することができ、究極的には、生成されるポリオレフィンの構造および物性などの調節が可能である。
本発明に係るメタロセン化合物またはこれを含む触媒組成物は、オレフィン系重合体の製造時に使用可能であり、特に、共単量体を用いる共重合においても高い活性を示し、共単量体挿入能を向上させることができて、広い分子量分布を有し、これによって、加工性に優れたオレフィン系重合体を製造することができる。
本発明において、第1、第2などの用語は多様な構成要素を説明するのに使われ、前記用語は1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。
また、本明細書で使われる用語は、単に例示的な実施例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」、「備える」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。
さらに、本発明において、各層または要素が各層または要素の「上に」形成されると言及される場合には、各層または要素が直接各層または要素の上に形成されることを意味したり、他の層または要素が各層の間、対象体、基材上に追加的に形成され得ることを意味する。
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、特定の実施例を例示し、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、本発明について詳細に説明する。
本発明に係るリガンド化合物は、下記化学式1で表されることを特徴とする。
前記化学式1において、
1〜R16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数4〜20のシクロアルキルアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数5〜20のヘテロアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基であり、前記R1〜R16のうちの互いに隣接する2個以上が互いに連結されて置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族環を形成してもよく、ただし、前記R1〜R16が全て水素の場合は除き;
Lは、直接結合、または炭素数1〜10のアルキレン基であり;
Rは、置換もしくは置換されていないフェニル基、ナフチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり;
1およびQ2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基である。
以下、前記化学式1における主な置換基についてより具体的に説明する。
前記炭素数1〜20のアルキル基としては、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基を含み、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基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。
前記炭素数2〜20のアルケニル基としては、直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基を含み、具体的には、アリル基、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基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。
前記炭素数6〜20のアリール基としては、単環もしくは縮合環のアリール基を含み、具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基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。
前記炭素数5〜20のヘテロアリール基としては、単環もしくは縮合環のヘテロアリール基を含み、カルバゾリル基、ピリジル基、キノリン基、イソキノリン基、チオフェニル基、フラニル基、イミダゾール基、オキサゾリル基、チアゾリル基、トリアジン基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基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。
前記炭素数1〜20のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、フェニルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基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。
前記炭素数3〜20のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基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。
前記炭素数4〜20のシクロアルキルアルキル基としては、シクロプロピルメチル基、シクロプロピルエチル基、シクロブチルメチル基、シクロブチルエチル基、シクロペンチルメチル基、シクロペンチルエチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基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。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式1のRは、フェニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フルオロフェニル基、またはペンタフルオロフェニル基であってもよい。前記官能基は、前記一実施形態のリガンド化合物のフルオレン誘導体に導入され、製造されるオレフィン重合体の分子量および分子量分布を調節することができるが、特に、フェニル基、シクロヘキシル基、フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基などを使用する場合、中心金属の酸基を高めて、リガンド化合物を安定化させることができるため、触媒活性を向上させる効果がある。また、前記化学式1は、Rに導入される置換基によって、リガンド、中心金属、そしてリガンドにつながるbite angleの角を調節することができるが、上述した置換基は、化学式1の化合物のbite angleを大きくして、共単量体の導入を容易にし、これによって、共重合性が向上する効果がある。
そして、前記化学式1のR2およびR5は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、または炭素数1〜5のアルキル基であってもよい。
前記化学式1で表される化合物の具体例は、下記構造式のうちの1つで表される化合物であってもよいが、本発明がこれに限定されるものではない。
前記化学式1で表される化合物は、下記反応式1のような方法で合成することができる。
前記反応式1において、R、R1〜R16、Q1およびQ2、Lの定義は、前記化学式1における定義と同じであり、A1およびA2は、ハロゲンである。
さらなる具体例は以下の実施例に記載しており、当業者は実施例に記載の内容を参照して前記化学式1の化合物を製造することができる。
また、このような前記化学式1のリガンド化合物は、遷移金属とのメタレーションを経て、後続して説明するメタロセン化合物を製造することができる。
本発明の他の側面によれば、下記化学式2で表されるメタロセン化合物を提供する。
前記化学式2において、
Mは、4族遷移金属であり;
1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、ニトロ基、アミド基、炭素数1〜20のアルキルシリル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、または炭素数1〜20のスルホネート基であり;
1〜R16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数4〜20のシクロアルキルアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数5〜20のヘテロアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基であり、前記R1〜R16のうちの互いに隣接する2個以上が互いに連結されて置換もしくは非置換の脂肪族または芳香族環を形成してもよく、ただし、前記R1〜R16が全て水素の場合は除き;
Lは、直接結合、または炭素数1〜10のアルキレン基であり;
Rは、置換もしくは置換されていないフェニル基、ナフチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基であり;
1およびQ2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアルキルアリール基、または炭素数7〜20のアリールアルキル基である。
前記4族遷移金属としては、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム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。
本発明の一実施形態によれば、前記化学式2のRは、フェニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フルオロフェニル基、またはペンタフルオロフェニル基であってもよい。前記官能基は、前記一実施形態のメタロセン化合物のフルオレン誘導体に導入され、製造されるオレフィン重合体の分子量および分子量分布を調節することができるが、特に、フェニル基、シクロヘキシル基、フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基などを使用する場合、中心金属の酸基を高めて、リガンド化合物を安定化させることができるため、触媒活性を向上させる効果がある。また、前記化学式1は、Rに導入される置換基によって、リガンド、中心金属、そしてリガンドにつながるbite angleの角を調節することができるが、上述した置換基は、化学式1の化合物のbite angleを大きくして、共単量体の導入を容易にし、これによって、共重合性が向上する効果がある。
そして、前記化学式2のR2およびR5は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、または炭素数1〜5のアルキル基であってもよい。
また、前記化学式2で表されるメタロセン化合物の例としては、下記の化合物があるが、これに限定されるものではない。
前記化学式2のメタロセン化合物は、インデノインドール(indeno indole)誘導体と、フルオレン(fluorene)誘導体を基本骨格とし、これら2種の誘導体がシリコンブリッジによって非対称的に架橋された構造を形成し、リガンド構造にルイス塩基として作用し得る非共有電子対を有することによって、担体のルイス酸特性を有する表面に担持され、担持の際にも高い重合活性を示す。また、電子的に豊富なインデノインドール基およびフルオレン基を含むことによって活性が高く、適切な立体障害とリガンドの電子的な効果によって水素反応性が低いだけでなく、水素が存在する状況でも高い活性が維持される。さらに、インデノインドール誘導体の窒素原子が成長する高分子鎖のbeta−hydrogenを水素結合によって安定化させてbeta−hydrogen eliminationを抑制し、超高分子量のオレフィン系重合体を重合することができる。
また、前記一実施形態のメタロセン化合物は、フルオレン基に多様な置換基を導入し、導入された置換基の種類およびバルキー(bulky)な程度によって、製造されるオレフィン重合体の分子量および分子量分布を調節することができる。本発明の一実施形態によれば、前記化学式2のRが置換もしくは置換されていないフェニル基、ナフチル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、または炭素数1〜20のアルコキシ基の時、共重合においても高い活性を示し、共単量体挿入能を向上させることができて、広い分子量分布および高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。
このように、本発明のメタロセン化合物は、優れた活性と高い共重合性を実現することができ、高い分子量および広い分子量分布を有するポリオレフィンを製造することができて、究極的には、生成されるポリオレフィンの構造および物性などの調節が可能である。
本発明に係る前記化学式2のメタロセン化合物は、オレフィン単量体の重合用触媒として使用できる。
前記化学式2で表されるメタロセン化合物は、下記のような反応式2により、化学式1で表されるリガンド化合物を金属ソースと反応させて、メタレーションすることにより製造することができる。
前記反応式2におけるR、R1〜R16、Q1およびQ2、L、X1およびX2の定義は、前記化学式2における定義と同じである。
さらなる具体例は以下の実施例に記載しており、当業者は実施例に記載の内容を参照して前記化学式2のメタロセン化合物を製造することができる。
本発明の他の側面によれば、前記化学式2の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。
前記触媒組成物は、前記化学式2のメタロセン化合物のほか、下記化学式3の化合物、下記化学式4の化合物、および下記化学式5の化合物からなる群より選択された1種以上の助触媒化合物を追加的に含むことができる。
前記化学式3において、R17は、ハロゲンラジカル、炭素数1〜20のヒドロカルビルラジカル、またはハロゲンで置換された炭素数1〜20のヒドロカルビルラジカルであり、nは、2以上の整数であり、
前記化学式4において、
Dは、アルミニウムまたはボロンであり、R18は、炭素数1〜20のヒドロカルビルまたはハロゲンで置換された炭素数1〜20のヒドロカルビルであり、
前記化学式5において、
Lは、中性または陽イオン性ルイス塩基であり、Hは、水素原子であり、Zは、13族元素であり、Eは、互いに同一でも異なっていてもよいし、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。
前記助触媒化合物中において、前記化学式3の化合物および前記化学式4の化合物は、別には、アルキル化剤で表されてもよいし、前記化学式5の化合物は、活性化剤で表されてもよい。
前記化学式3で表される化合物は、アルキルアルミノキサンであれば特に限定はないが、好ましい例としては、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、好ましくは、メチルアルミノキサンを使用できる。
前記化学式4で表されるアルキル金属化合物は特に限定されないが、好ましい例としては、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、好ましくは、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などを使用できる。
前記化学式5で表される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(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(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(ペンタフルオロフェニル)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)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(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、トリチルテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボロンなどがあるが、これらに限定されるものではない。
そして、前記触媒組成物は、オレフィン単一重合または共重合に使用できる。
一方、本発明に係る触媒組成物を製造する方法として、例えば、下記の方法を利用することができる。
第一、前記化学式2のメタロセン化合物と前記化学式3の化合物および/または化学式4の化合物とを接触させて、混合物を得る段階と、前記混合物に前記化学式5の化合物を添加する段階とを含む製造方法を利用することができる。
そして、第二、前記化学式2のメタロセン化合物と前記化学式3の化合物とを接触させて、触媒組成物を製造する方法を利用することができる。
また、第三、前記化学式2のメタロセン化合物と前記化学式5の化合物とを接触させて、触媒組成物を製造する方法を利用することができる。
前記触媒組成物の製造方法のうち、第一の方法の場合に、前記化学式2のメタロセン化合物に対する前記化学式3の化合物および前記化学式4の化合物のモル比は、1:2〜1:5,000であってもよく、好ましくは1:10〜1:1,000であり、より好ましくは1:20〜1:500である。また、前記化学式2のメタロセン化合物に対する前記化学式5の化合物のモル比は、1:1〜1:25であってもよく、好ましくは1:1〜1:10であり、より好ましくは1:2〜1:5である。
前記化学式2のメタロセン中の化合物1モルに対する前記化学式3の化合物および前記化学式4の化合物の量が2モル未満の場合には、アルキル化剤の量が非常に小さくて金属化合物のアルキル化が完全に行われない問題がある。また、前記化学式2のメタロセン化合物1モルに対する前記化学式3の化合物および前記化学式4の化合物の量が5,000モルを超える場合には、金属化合物のアルキル化は行われるものの、残っている過剰のアルキル化剤と前記化学式5の活性化剤との間の副反応によって、アルキル化された金属化合物の活性化が完全に行われない問題がある。さらに、前記化学式2のメタロセン化合物1モルに対する前記化学式5の化合物の量が1モル未満の場合には、活性化剤の量が相対的に少なくて金属化合物の活性化が完全に行われず、生成される触媒組成物の活性度が低下する問題があり、前記化学式2のメタロセン化合物1モルに対する前記化学式5の化合物の量が25モルを超える場合には、金属化合物の活性化が完全に行われるものの、残っている過剰の活性化剤によって、触媒組成物の単価が経済的でなかったり、生成される高分子の純度が低下する問題がある。
前記触媒組成物の製造方法のうち、第二の方法の場合に、前記化学式2のメタロセン化合物に対する前記化学式3の化合物のモル比は、1:10〜1:10,000であってもよく、好ましくは1:100〜1:5,000であり、より好ましくは1:500〜1:2,000である。前記化学式2のメタロセン化合物1モルに対して前記化学式3の化合物の量が10モル未満の場合には、活性化剤の量が相対的に少なくて金属化合物の活性化が完全に行われず、生成される触媒組成物の活性度が低下する問題があり、前記化学式2のメタロセン化合物1モルに対して前記化学式3の化合物の量が10,000モルを超える場合には、金属化合物の活性化が完全に行われるものの、残っている過剰の活性化剤によって、触媒組成物の単価が経済的でなかったり、生成される高分子の純度が低下する問題がある。
前記触媒組成物の製造方法のうち、第三の方法の場合に、前記化学式2のメタロセン化合物に対する前記化学式5の化合物のモル比は、1:1〜1:25であってもよく、好ましくは1:1〜1:10であり、より好ましくは1:2〜1:5である。
前記触媒組成物の製造時に、反応溶媒として、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどのような炭化水素系溶媒であるか、ベンゼン、トルエンなどのような芳香族系溶媒が使用できるが、必ずしもこれに限定されず、当該技術分野で使用可能な全ての溶媒が使用できる。
本発明に係るオレフィン系重合体の方法は、前記触媒組成物と単量体とを接触させることによって行われてもよい。本発明のオレフィン重合体の製造方法によれば、オレフィン単一重合体またはオレフィン共重合体を提供することができる。
本発明の重合方法は、溶液重合工程、スラリー工程、または気相工程によって行われてもよい。
本発明に係る重合体の製造方法において、前記触媒組成物は、オレフィン重合工程に適した炭素数5〜12の脂肪族炭化水素溶媒、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、およびこれらの異性体と、トルエン、ベンゼンのような芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、クロロベンゼンのような塩素原子で置換された炭化水素溶媒などに溶解または希釈して注入可能である。これに使用される溶媒は、少量のアルキルアルミニウム処理することで、触媒毒として作用する少量の水または空気などを除去して使用することが好ましく、助触媒をさらに使用して実施することも可能である。
前記メタロセン化合物と助触媒を用いて重合可能なオレフィン系単量体の例としては、エチレン、アルファ−オレフィン、サイクリックオレフィンなどがあり、二重結合を2個以上有するジエンオレフィン系単量体またはトリエンオレフィン系単量体なども重合可能である。前記単量体の具体例としては、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、1−アイトセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、エチリデンノルボルネン、フェニルノルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ブタジエン、1,5−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン、スチレン、アルファ−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、3−クロロメチルスチレンなどがあり、これらの単量体を2種以上混合して共重合してもよい。前記オレフィン重合体がエチレンと他の共単量体との共重合体の場合、前記共重合体を構成する単量体は、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、および4−メチル−1−ペンテン、および1−オクテンからなる群より選択された1つ以上の共単量体であることが好ましい。
特に、本発明に係るオレフィン重合体の製造方法において、前記触媒組成物は、エチレンと、1−ヘキセンまたは1−オクテンのような立体的障害が大きい単量体との共重合反応も可能であり、フルオレン誘導体の基本骨格に多様な置換体を導入することによって、金属周囲の電子的、立体的環境を容易に制御することができ、究極的には、生成されるポリオレフィンの構造および物性などの調節が可能である。
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重量平均分子量(Mw)は、約100,000〜1,000,000g/molであってもよい。前記オレフィン系重合体の重量平均分子量は、使用されるメタロセン化合物またはこれを含む触媒組成物の担持の有無および重合条件によって変化し得るが、例えば、担持触媒を用いて製造したオレフィン系重合体は、800,000g/mol以上、好ましくは850,000g/mol以上の非常に高い重量平均分子量を有してもよい。
また、前記オレフィン系重合体の分子量分布(PDI)が約1〜20、好ましくは約1〜10であってもよい。
以下、オレフィン重合体の重合工程を例示するが、これは本発明を例示するための目的に過ぎず、下記の内容によって本発明の範囲が限定されることを意図したわけではない。
本発明に係る重合体の製造方法で用いられる反応器は、連続撹拌式反応器(CSTR)または連続流れ式反応器(PFR)であることが好ましい。前記反応器は、2つ以上直列あるいは並列に配列されることが好ましい。また、前記製造方法は、反応混合物から溶媒および未反応単量体を連続的に分離するための分離器を追加的に含むことが好ましい。
本発明に係る重合体の製造方法が連続溶液重合工程で行われる場合、これは、触媒工程、重合工程、溶媒分離工程、回収工程の段階で構成でき、より具体的には以下の通りである。
a)触媒工程
本発明に係る触媒組成物は、オレフィン重合工程に適したハロゲンで置換もしくは置換されていない炭素数5〜12の脂肪族または芳香族溶媒などに溶解または希釈して注入可能である。例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、およびこれらの異性体のような脂肪族炭化水素溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼンのような芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、クロロベンゼンのような塩素原子で置換された炭化水素溶媒などが使用できる。これに使用される溶媒は、少量のアルキルアルミニウムなどで処理することで、触媒毒として作用する少量の水または空気などを除去して使用することが好ましく、助触媒を過剰に使用して実施することも可能である。
b)重合工程
重合工程は、反応器上で、前記化学式2の有機金属化合物および助触媒を含む触媒組成物と、1種以上のオレフィン単量体の導入によって行われる。溶液相およびスラリー相の重合の場合、前記反応器上に溶媒が注入される。溶液重合の場合、反応器の内部に、溶媒、触媒組成物、および単量体の混合液が存在する。
前記反応に適した単量体に対する溶媒のモル比率は、反応前の原料と反応後生成される高分子を溶解するのに適した比率にならなければならない。具体的には、単量体に対する溶媒のモル比率は、10:1〜1:10,000、好ましくは5:1〜1:100、より好ましくは1:1〜1:20である。前記溶媒のモル比率が10:1未満の場合には、溶媒の量が少なすぎて流体の粘度が増加し、生成された重合体の移送に問題があり、前記溶媒のモル比率が1:10,000を超える場合には、溶媒の量が必要以上に多く、溶媒の精製再循環による設備増加およびエネルギー費用増加などの問題がある。
前記溶媒は、ヒータまたは冷凍機を用いて、−40〜150℃の温度で反応器に投入されることが好ましく、これによって、単量体および触媒組成物と共に重合反応が始まる。前記溶媒の温度が−40℃未満の場合には、反応量に応じて多少の差があるものの、普遍的に溶媒の温度が低すぎて、反応温度も共に下降して温度制御が難しい問題があり、150℃を超える場合には、溶媒の温度が高すぎて、反応による反応熱の除熱が難しい問題がある。
高容量ポンプが圧力を50bar以上に上昇させて供給物(溶媒、単量体、触媒組成物など)を供給することによって、前記反応器の配列、圧力降下装置、および分離器の間に、追加的なポンピング(pumping)なしに前記供給物の混合物を通過させることができる。
本発明に適した反応器の内部温度、つまり、重合反応温度は、−15〜300℃、好ましくは30〜200℃、より好ましくは70〜200℃である。前記内部温度が−15℃未満の場合には、反応速度が低くて生産性が低くなる問題があり、300℃を超える場合には、副反応による不純物の生成および重合体の炭化などの変色の問題が発生することがある。
本発明で適した反応器の内部圧力は、1〜300bar、好ましくは10〜200bar、より好ましくは30〜100bar程度である。前記内部圧力が1bar未満の場合には、反応速度が低くて生産性が低くなり、使用溶媒の気化などによる問題があり、300barを超える場合には、高圧による装置費用などの設備費増加の問題がある。
反応器内で生成される重合体は、溶媒中で20wt%未満の濃度に維持され、短い滞留時間が経過した後、溶媒除去のために、第1の溶媒分離工程に移送されることが好ましい。生成された重合体の反応器内の滞留時間は、1分〜10時間、好ましくは3分〜1時間、より好ましくは5分〜30分である。前記滞留時間が3分未満の場合には、短い滞留時間による生産性の低下および触媒の損失などおよびこれに伴う製造費用増加などの問題があり、1時間を超える場合には、触媒の適正活性期間以上の反応によって、反応器が大きくなり、これによって、設備費増加の問題がある。
c)溶媒分離工程
反応器を出た重合体と共に存在している溶媒の除去のために、溶液の温度と圧力を変化させることによって、溶媒分離工程が行われる。例えば、反応器から移送された高分子溶液は、ヒータを通して約200から230℃まで昇温させた後、圧力降下装置を経て圧力が低くなり、第1の分離器で未反応原料および溶媒を気化させる。
この時、分離器内の圧力は、1〜30bar、好ましくは1〜10bar、より好ましくは3〜8barが適合する。分離器内の温度は、150〜250℃、好ましくは170〜230℃、より好ましくは180〜230℃が適合する。
前記分離器内の圧力が1bar未満の場合には、重合物の含有量が増加して移送に問題があり、30barを超える場合には、重合過程に使用された溶媒の分離が難しい問題がある。そして、前記分離器内の温度が150℃未満の場合には、共重合体およびその混合物の粘度が増加して移送に問題があり、250℃未満の場合には、高温による変性で重合物の炭化などによる変色の問題がある。
分離器で気化した溶媒は、オーバーヘッドシステムで凝縮した反応器に再循環させることができる。最初段階の溶媒分離工程を経ると、65%まで濃縮された高分子溶液を得ることができ、これはヒータを通して移送ポンプによって第2の分離器に移送され、第2の分離器で残留溶媒に対する分離工程が行われる。ヒータを通過する間、高温による高分子の変形を防止するために熱安定剤を投入し、同時に、高分子溶液中に存在する活性化物の残留活性による高分子の反応を抑制するために反応禁止剤を熱安定剤と共にヒータに注入する。第2の分離器に注入された高分子溶液中の残留溶媒は、最終的に真空ポンプによって完全に除去され、冷却水と切断機を通過すると、粒子化された高分子を得ることができる。第2の分離工程で気体化された溶媒およびその他の未反応単量体は、回収工程に送って精製後再使用することができる。
d)回収工程
重合工程において原料と共に投入された有機溶媒は、第1の溶媒分離工程で未反応原料と共に重合工程に再循環使用できる。しかし、第2の溶媒分離工程で回収された溶媒は、触媒活性を停止するための反応禁止剤の混入による汚染、および真空ポンプからのスチームの供給で溶媒中に触媒毒として作用する水分が多量含有され、回収工程で精製後再使用されることが好ましい。
以下、下記の実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。ただし、これらの実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。
<実施例>
用語「一晩」は、約12〜16時間を意味し、「室温」または「常温」は、20〜25℃の温度を称する。全ての金属化合物の合成および実験の準備は、乾燥箱の技術を用いるか、乾燥状態維持ガラス器具を用いて、乾燥アルゴン(Ar)雰囲気下で行われた。使用される全ての溶媒は、anhydrous等級であり、使用前に乾燥した。
<リガンド化合物およびメタロセン化合物の製造実施例>
製造実施例1
(1)リガンド化合物の製造:
2−Benzyl−9H−fluorene(BnFlu)2.56g、10mmolを、Hexane100ml、MTBE4.17ml(3.5eq)に溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution4.6ml、11.5mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、黄色のスラリーを得た。グローブボックスでSi−tether bridge化合物2.98g、11mmolを準備してHexane 100ml solutionを作り、これにBnFlu−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した(BnFlu−Si−tether)。
Indenoindole(InIn)2.33g、10mmolをTHF50mlに溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution4.6ml、11.5mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、赤色のスラリーを得た。準備されたBnFlu−Si−tether slurryにInIn−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって濃褐色に変わったことを確認した。そして、Water/ether work−up後、sticky oil6.5gを得た(収率:94.5%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):−0.35−−0.13(3H,m),0.23−1.57(19H,m),2.35−2.45(3H,m),3.21−3.27(2H,m),3.92−4.01(2H,m),4.03−4.11(5H,m),7.05−7.83(19H,m)。
(2)メタロセン化合物の製造:
前記(1)で合成したリガンド化合物4.82g(7mmol)をtoluene100mLに溶かし、MTBE3.3ml、4.0eq.を追加的に注入した溶液に、2.5M n−BuLi hexane solution6.2mLをdry ice/acetone bathで滴加し、常温で一晩撹拌して、赤っぽいスラリーを得た。グローブボックスでZrCl4(THF)2を2.64g、7mmol準備してトルエン100mL溶液を作り、これにligand−Li溶液をdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。そして、常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した。Tolueneを80%程度真空乾燥した後、hexaneで再結晶し、スラリーをフィルターして、ろ過した濃紫色のメタロセン化合物3.62gを得た(収率:61%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):0.80−2.28(22H,m),2.43(3H,d),3.28−3.32(2H,m),3.78−3.84(3H,d),3.90(3H,s),6.62−7.90(19H,m)。
製造実施例2
(1)リガンド化合物の製造:
2−(cyclohexylmethyl)−9H−fluorene(CyhexmeFlu)1.84g、7mmolを、Hexane100ml、MTBE2.92ml(3.5eq)に溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution3.2ml、8.1mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、オレンジ色のスラリーを得た。グローブボックスでSi−tether bridge化合物2.09g、7.7mmolを準備してHexane 100ml solutionを作り、これにCyhexmeFlu−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した(CyhexmeFlu−Si−tether)。
Indenoindole(InIn)1.63g、7mmolをTHF50mlに溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution3.2ml、8.1mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、バーガンディ色のスラリーを得た。準備されたCyhexmeFlu−Si−tether slurryにInIn−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって濃褐色に変わったことを確認した。そして、Water/ether work−up後、sticky oil4.86gを得た(収率:100%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):−0.36−−0.23(3H,m),0.15−1.70(29H,m),1.98−2.06(1H,m),2.39−2.42(3H,m),2.55−2.60(2H,m),3.19−3.23(2H,m),3.96(1H,d),4.08−4.09(3H,m),4.11−4.13(1H,m),7.05−7.83(14H,m)。
(2)メタロセン化合物の製造:
前記(1)で合成したリガンド化合物4.76g(7mmol)をtoluene100mLに溶かし、MTBE3.3ml、4.0eq.を追加的に注入した溶液に、2.5M n−BuLi hexane solution6.2mLをdry ice/acetone bathで滴加し、常温で一晩撹拌して、赤っぽいスラリーを得た。グローブボックスでZrCl4(THF)2を2.64g、7mmol準備してトルエン100mL溶液を作り、これにligand−Li溶液をdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。そして、常温で一晩撹拌することによって濃紫色に変わったことを確認した。Tolueneを80%程度真空乾燥した後、hexaneで再結晶し、スラリーをフィルターして、ろ過した濃紫色のメタロセン化合物2.89gを得た(収率:49.1%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):0.84−2.20(32H,m),2.58(3H,d),3.37−3.41(2H,m),3.92(3H,s),6.63−7.94(14H,m)。
製造実施例3
(1)リガンド化合物の製造:
2−(2−Fluorobenzyl)−9H−fluorene(2−FBnFlu)2.74g、10mmolを、Hexane100ml、MTBE4.17ml(3.5eq)に溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution4.6ml、11.5mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、バーガンディ色のスラリーを得た。グローブボックスでSi−tether bridge化合物2.98g、11mmolを準備してHexane 100ml solutionを作り、これに2−FBnFlu−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した(2−FBnFlu−Si−tether)。
Indenoindole(InIn)2.33g、10mmolをTHF50mlに溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution4.6ml、11.5mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、バーガンディ色のスラリーを得た。準備された2−FBnFlu−Si−tether slurryに、InIn−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した。そして、Water/ether work−up後、sticky oil6.75gを得た(収率:95.6%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):−0.39−−0.19(3H,m),0.16−1.54(19H,m),2.35−2.44(3H,m),3.20−3.25(2H,m),3.93−4.01(3H,m),4.02−4.08(4H,m),6.96−7.81(18H,m)。
(2)メタロセン化合物の製造:
前記(1)で合成したリガンド化合物6.75g(9.6mmol)をtoluene100mLに溶かし、MTBE4.6ml、4.0eq.を追加的に注入した溶液に、2.5M hexane solution8.4ml、2.2eq.をdry ice/acetone bathで滴加し、常温で一晩撹拌して、赤っぽいスラリーを得た。グローブボックスでZrCl4(THF)2を3.61g、9.6mmol準備してトルエン100mL溶液を作り、これにligand−Li溶液をdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。そして、常温で一晩撹拌することによって濃赤色に変わったことを確認した。Tolueneを80%程度真空乾燥した後、hexaneで再結晶し、スラリーをフィルターして、ろ過した赤褐色(reddish brown)のメタロセン化合物5.45gを得た(収率:64.3%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):1.17−1.20(12H,m),1.47−2.35(10H,m),2.45−2.57(3H,m),3.35−3.40(2H,m),3.74−4.00(5H,m),6.82−7.93(18H,m)。
製造比較例1
(1)リガンド化合物の製造:
2,7−Bis(1,1−dimethylethyl)−9H−fluorene(tBuFlu)1.95g、7mmolを、Hexane100ml、MTBE2.92ml(3.5eq.)に溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution3.2ml、8.1mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、黄土色のスラリーを得た。グローブボックスでSi−tether bridge化合物2.09g、7.7mmolを準備してHexane 100ml solutionを作り、これにtBuFlu−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した(tBuFlu−Si−tether)。
Indenoindole(InIn)1.63g、7mmolをTHF50mlに溶かして、n−BuLi 2.5M hexane solution3.2ml、8.1mmolをdry ice/acetone bathで滴加した。そして、常温で一晩反応後、バーガンディ色のスラリーを得た。準備されたtBuFlu−Si−tether slurryに、InIn−Li solutionをdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した。そして、Water/ether work−up後、sticky oil4.86gを得た(収率:100%)。
1H NMR(500MHz,d6−benzene):−0.30−−0.18(3H,d),0.40(2H,m),0.65−1.45(8H,m),1.12(9H,d),1.29−1.31(18H,d),2.36−2.40(3H,d),3.17(2H,m),3.41−3.43(3H,d),4.17−4.21(1H,d),4.34−4.38(1H,d),6.90−7.80(13H,m)。
(2)メタロセン化合物の製造:
前記(1)で合成したリガンド化合物4.97g(7mmol)をtoluene100mLに溶かし、MTBE3.3ml、4.0eq.を追加的に注入した溶液に、2.5M n−BuLi hexane solution6.2mLをdry ice/acetone bathで滴加し、常温で一晩撹拌して、赤っぽいスラリーを得た。グローブボックスでZrCl4(THF)2を2.64g、7mmol準備してトルエン100mL溶液を作り、これにligand−Li溶液をdry ice/acetone bathでdropwise feedingした。そして、常温で一晩撹拌することによって濃紫色に変わったことを確認した。Tolueneを80%程度真空乾燥した後、hexaneで再結晶し、スラリーをフィルターして、ろ過した濃紫色のメタロセン化合物5.22gを得た(収率:85.7%)。
1H NMR(500MHz,CDCl3):0.96−1.22(18H,d),1.19(9H,d),1.71(3H,d),1.50−1.70(4H,m),1.79(2H,m),1.98−2.19(4H,m),2.58(3H,s),3.38(2H,m),3.91(3H,d),6.66−7.88(13H,m)。
製造比較例2
(1)リガンド化合物の製造:
fluorene2gを5ml MTBE、hexane100mlに溶かして製造した2.5M n−BuLi hexane solution5.5mlをdry ice/acetone bathで滴加して、常温で一晩撹拌した。そして、(6−(tert−butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silane3.6gをヘキサン(hexane)50mlに溶かし、dry ice/acetone bath下でfluorene−Liスラリーを30分間transferして、常温で一晩撹拌した。これと同時に、5,8−dimethyl−5,10−dihydroindeno[1,2−b]indole(12mmol、2.8g)もTHF60mlに溶かして製造した2.5M n−BuLi hexane solution5.5mlをdry ice/acetone bathで滴加して、常温で一晩撹拌した。
Fluoreneと(6−(tert−butoxy)hexyl)dichloro(methyl)silaneとの反応溶液を、NMRサンプリングして反応完了を確認した後、5,8−dimethyl−5,10−dihydroindeno[1,2−b]indole−Li solutionをdry ice/acetone bath下でtransferした。常温で一晩撹拌し、反応後、ether/waterで抽出(extraction)して、有機層の残留水分をMgSO4で除去してリガンド化合物(Mw597.90、12mmol)を得て、異性体(isomer)2つが生成されたことを1H−NMRで確認した。
1H NMR(500MHz,d6−benzene):−0.30−−0.18(3H,d),0.40(2H,m),0.65−1.45(8H,m),1.12(9H,d),2.36−2.40(3H,d),3.17(2H,m),3.41−3.43(3H,d),4.17−4.21(1H,d),4.34−4.38(1H,d),6.90−7.80(15H,m)。
(2)メタロセン化合物の製造:
前記(1)で合成したリガンド化合物7.2g(12mmol)をdiethylether50mLに溶かして製造した2.5M n−BuLi hexane solution11.5mLをdry ice/acetone bathで滴加し、常温で一晩撹拌して、褐色(brown color)のsticky oilを得た。これをトルエンに溶かしてスラリーを製造した。そして、ZrCl4(THF)2にトルエン50mLを入れてZrCl4(THF)2トルエンスラリーを準備し、ZrCl4(THF)2トルエンスラリー50mLをdry ice/acetone bathでtransferした。そして、常温で一晩撹拌することによって紫色に変わったことを確認した。反応後、反応溶液をフィルターしてLiClを除去し、ろ過液(filtrate)のトルエンを真空乾燥して除去した後、ヘキサンを入れて1時間sonicationした。スラリーをフィルターして、ろ過した固体(filtered solid)の濃紫色(dark violet)のメタロセン化合物6g(Mw758.02、7.92mmol、yield66mol%)を得て、異性体(isomer)2つが生成されたことを1H−NMRで確認した。
1H NMR(500MHz,CDCl3):1.19(9H,d),1.71(3H,d),1.50−1.70(4H,m),1.79(2H,m),1.98−2.19(4H,m),2.58(3H,s),3.38(2H,m),3.91(3H,d),6.66−7.88(15H,m)。
製造実施例4:担持触媒の製造
シリカ(Grace Davison社製SYLOPOL948)を、400℃の温度で12時間真空を加えた状態で脱水して、シリカ担体を準備した。
室温のガラス反応器にトルエン溶液100mLを入れて、前記準備されたシリカ担体10gを投入した後、反応器の温度を40℃に上げながら撹拌した。シリカを十分に分散させた後、10wt%メチルアルミノキサン(MAO)/トルエン溶液を60.6mLを投入し、80℃に温度を上げた後、200rpmで16時間撹拌した。以降、温度を再び40℃に下げた後、十分な量のトルエンで洗浄して、反応しないアルミニウム化合物を除去した。再び100mLのトルエンを満たし、前記製造実施例1で製造したメタロセン化合物0.5mmolを投入して2時間撹拌した。反応が終わった後、撹拌を止めてトルエン層を分離して除去した後、40℃で減圧して残っているトルエンを除去して、担持触媒を製造した。
製造実施例5:担持触媒の製造
前記製造実施例2で製造したメタロセン化合物0.5mmolを使用したことを除いては、前記製造実施例4と同様の方法で担持触媒を製造した。
製造実施例6:担持触媒の製造
前記製造実施例3で製造したメタロセン化合物0.5mmolを使用したことを除いては、前記製造実施例4と同様の方法で担持触媒を製造した。
製造比較例3:担持触媒の製造
前記製造比較例1で製造したメタロセン化合物0.5mmolを使用したことを除いては、前記製造実施例4と同様の方法で担持触媒を製造した。
製造比較例4:担持触媒の製造
前記製造比較例2で製造したメタロセン化合物0.5mmolを使用したことを除いては、前記製造実施例4と同様の方法で担持触媒を製造した。
<エチレン−1−ヘキセン共重合の実施例>
実施例1:溶液重合
100mL容量のAndrew bottleを準備してimpeller partと組み立てた後、glovebox内で内部をアルゴンに置換した。Andrew bottleの内部に少量のTMAが施されている70mLのトルエンを入れて、10mLのMAO(10wt% in toluene)溶液を加えた。前記製造実施例1のメタロセン化合物触媒をトルエンに溶解した1mMの触媒/トルエン溶液5mL(触媒5μmol)をAndrew bottleに注入した。Andrew bottleを90℃に加熱したoil bathに浸漬したまま、mechanical stirrerにbottleの上部を固定させた後、反応液が90℃に到達するまで5分間撹拌した。共単量体の1−ヘキセン(1−hexen)5mLを注入し、Bottleの内部をエチレンガスで3回パージ(purge)した後、エチレンバルブ(valve)を開けてゆっくり加圧した。消費されたエチレンだけ持続的にエチレンが供給されて圧力が維持されるようにしながら、mechanical stirrerを稼働させて500rpmで30分間反応させた。反応終了後、常温まで温度を下げ、エチレンバルブを閉じて撹拌を中止した後、反応器内の圧力をゆっくり排気(vent)させた。反応物を400mLのエタノール/HCl水溶液混合液に注ぎ込んで1時間程度撹拌した後、フィルターして得られた高分子を、60℃の真空オーブンで20時間乾燥させた。得られた高分子の重量を測定して、これから触媒の活性を算出し、10mgのサンプルを取ってGPC分析に使用した。
実施例2:溶液重合
製造実施例2のメタロセン化合物5μmolを使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法でオレフィン共重合を実施した。
実施例3:溶液重合
製造実施例3のメタロセン化合物5μmolを使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法でオレフィン共重合を実施した。
実施例4:担持触媒重合
製造実施例4で製造した担持触媒30mgをドライボックスで定量して、50mLのガラス瓶にそれぞれ入れた後、ゴム隔膜で密封してドライボックスから取り出して、注入する触媒を準備した。重合は、機械式撹拌機付きの、温度調節が可能で高圧で用いられる2L金属合金反応器で行った。
この反応器に、1.0mmolのトリエチルアルミニウム(triethylaluminum)が入っているヘキサン1.2Lを注入し、前記準備した担持触媒を反応器に空気接触なしに投入した後、80℃で気体エチレン単量体を40barの圧力で継続して加えながら1時間重合した。重合の終結は、まず撹拌を止めた後、エチレンを排気させて除去することにより完了させた。これから得られた重合体は、重合溶媒をろ過させて大部分を除去した後、80℃の真空オーブンで12時間乾燥させた。
実施例5:担持触媒重合
製造実施例5のメタロセン化合物触媒を使用したことを除いては、前記実施例4と同様の方法でエチレン−1−ヘキセン共重合を実施し、得られた高分子を分析した。
実施例6:担持触媒重合
製造実施例6のメタロセン化合物触媒を使用したことを除いては、前記実施例4と同様の方法でエチレン−1−ヘキセン共重合を実施し、得られた高分子を分析した。
比較例1:溶液重合
製造比較例1のメタロセン化合物5μmolを使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法でオレフィン共重合を実施した。
比較例2:溶液重合
製造比較例2のメタロセン化合物5μmolを使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法でオレフィン共重合を実施した。
比較例3:担持触媒重合
製造比較例1のメタロセン化合物5μmolを使用したことを除いては、前記実施例4と同様の方法でオレフィン共重合を実施した。
比較例4:担持触媒重合
製造比較例2のメタロセン化合物5μmolを使用したことを除いては、前記実施例4と同様の方法でオレフィン共重合を実施した。
<実験例>
(1)前記実施例1〜6および比較例1〜4の触媒活性は、単位時間(h)を基準として使用された触媒質量あたりに生成された重合体の重量の比および触媒に入っているメタロセン化合物の含有量あたりに生成された重合体の重量の比で計算した。
(2)そして、前記実施例1〜6および比較例1〜4の重合体の重量平均分子量および分子量分布を、高温GPC装置を用いて測定し、その結果を下記表1に示した。
(2)前記実施例1〜6および比較例1〜4で製造されたエチレン−1−ヘキセン共重合体の1−ヘキセンの含有量を、1H NMRを用いて測定し、その結果を下記表1に示した。
前記表1に示されているように、前記製造例のメタロセン化合物またはこれを含む触媒組成物は、共単量体を用いる共重合において高い活性を示しながらも、共単量体挿入能を向上させることができて、共重合体の1−ヘキセンの含有量が高く、かつ高い分子量を有するポリオレフィン系共重合体を製造することができる。

Claims (8)

  1. 下記化学式1で表されるリガンド化合物。

    前記化学式1において、
    1〜R16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、または炭素数1〜20のアルキル基であり、ただし、前記R1〜R16が全て水素の場合は除き;
    Lは、炭素数1のアルキレン基であり;
    Rは、フルオロで置換もしくは置換されていないフェニル基、または炭素数3〜20のシクロアルキル基であり;
    1は、メチル基であり、
    2は、t−ブトキシヘキシル基である。
  2. 前記化学式1で表される化合物は、下記構造式のうちの1つである請求項1に記載のリガンド化合物。
  3. 下記化学式2で表されるメタロセン化合物。

    前記化学式2において、
    Mは、4族遷移金属であり;
    1およびX2は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン、または炭素数1〜20のアルキル基であり;
    1〜R16は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素、または炭素数1〜20のアルキル基であり、ただし、前記R1〜R16が全て水素の場合は除き;
    Lは、炭素数1のアルキレン基であり;
    Rは、フルオロで置換もしくは置換されていないフェニル基、または炭素数3〜20のシクロアルキル基であり;
    1は、メチル基であり、
    2は、t−ブトキシヘキシル基である。
  4. 前記化学式2で表される化合物は、下記構造式のうちの1つである請求項3に記載のメタロセン化合物。
  5. 請求項3または4に記載の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。
  6. 前記触媒組成物は、下記化学式3で表される化合物、下記化学式4で表される化合物、および下記化学式5で表される化合物からなる群より選択された1以上の助触媒化合物を含む請求項5に記載のオレフィン系重合体の製造方法:
    [化学式3]
    −[Al(R17)−O]n−
    前記化学式3において、R17は、ハロゲンラジカル、炭素数1〜20のヒドロカルビルラジカル、またはハロゲンで置換された炭素数1〜20のヒドロカルビルラジカルであり、nは、2以上の整数であり、
    [化学式4]
    D(R183
    前記化学式4において、
    Dは、アルミニウムまたはボロンであり、R18は、炭素数1〜20のヒドロカルビルまたはハロゲンで置換された炭素数1〜20のヒドロカルビルであり、
    [化学式5]
    [L−H]+[ZE4-または[L]+[ZE4-
    前記化学式5において、
    Lは、中性または陽イオン性ルイス塩基であり、Hは、水素原子であり、Zは、13族元素であり、Eは、互いに同一でも異なっていてもよいし、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。
  7. 前記重合は、溶液重合工程、スラリー工程、または気相工程によって行われる請求項5または6に記載のオレフィン系重合体の製造方法。
  8. 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−テトラデセンおよび1−ヘキサ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5〜7のいずれか一項に記載のオレフィン系重合体の製造方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108250252B (zh) * 2016-12-28 2020-09-04 中国石油天然气股份有限公司 含杂环结构的桥联茂金属化合物及其制备方法和应用
CN110612313A (zh) * 2017-03-23 2019-12-24 埃克森美孚化学专利公司 催化剂体系及其制备和使用方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064802A (en) 1989-09-14 1991-11-12 The Dow Chemical Company Metal complex compounds
IL130713A0 (en) 1997-11-12 2000-06-01 Montell Technology Company Bv Metallocenes and catalysts for olefin-polymerisation
US6541583B2 (en) 2001-05-17 2003-04-01 Equistar Chemicals, Lp Polypropylene preparation
US6908972B2 (en) 2002-04-16 2005-06-21 Equistar Chemicals, Lp Method for making polyolefins
US6756455B2 (en) * 2002-05-31 2004-06-29 Equistar Chemicals, Lp High-temperature solution process for polyolefin manufacture
US6683150B1 (en) 2002-12-19 2004-01-27 Equistar Chemicals, Lp High molecular weight polypropylene process
US6995216B2 (en) * 2003-06-16 2006-02-07 Equistar Chemicals, Lp Process for manufacturing single-site polyolefins
US20050228156A1 (en) 2004-04-07 2005-10-13 Holland Charles S Preparation of polyethylene films
US7615660B2 (en) * 2005-01-28 2009-11-10 Sumitomo Chemical Company, Limited Production process of alkoxy-titanium complex
US7335711B2 (en) * 2005-08-17 2008-02-26 Fina Technology, Inc. Preparation and use of tetrasubstituted fluorenyl catalysts for polymerization of olefins
US7638586B2 (en) * 2006-09-26 2009-12-29 Equistar Chemicals, Lp Olefin polymerization process
DE112009001619T5 (de) * 2008-07-09 2011-06-09 Sumitomo Chemical Co., Ltd. Übergangsmetallkomplex und Verfahren zur Herstellung desselben, Olefinpolymerisationskatalysator, Verfahren zur Herstellung von Polyolefinharz und substituierte Fluorenverbindung und Verfahren zur Herstellung derselben
KR101175338B1 (ko) * 2011-01-27 2012-08-20 주식회사 엘지화학 올레핀 블록 공중합체
KR101503002B1 (ko) 2011-01-28 2015-04-01 주식회사 엘지화학 메탈로센 화합물 및 이를 이용하여 제조되는 올레핀계 중합체
JP5979920B2 (ja) * 2012-03-13 2016-08-31 三井化学株式会社 オレフィン重合用触媒およびそれをもちいたオレフィン重合体の製造方法
KR101650092B1 (ko) 2013-08-01 2016-08-22 주식회사 엘지화학 메탈로센 화합물, 이를 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용하는 올레핀계 중합체의 제조방법
KR101691626B1 (ko) * 2013-11-18 2016-12-30 주식회사 엘지화학 메탈로센 화합물, 이를 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용하는 올레핀계 중합체의 제조방법
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