JP6770960B2 - 分岐ポリオレフィンの調製方法 - Google Patents

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Description

本発明は、オレフィンモノマーと、典型金属(main group metal)、好ましくはアルミニウムのヒドロカルビル連鎖移動剤を含むα−オレフィンとの重合を経る、分岐ポリオレフィンの調製方法に関する。本発明は、さらには、末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンの調製方法にも関する。本発明は、さらには、該方法によって得られる分岐ポリオレフィンにも関する。
本発明は、分岐ポリオレフィンの調製、中間生成物及びこれらの生成物を得るための方法に関する。
チーグラー・ナッタ又はメタロセン触媒を用いた標準的な手順を使用して調製された市販のポリエチレン及びポリプロピレンは、主に直鎖状の分子構造を有する。直鎖状ポリオレフィンは多くの望ましい物理的特性を有するが、それらは、さまざまな溶融加工における短所を示し、特にメタロセンでは、典型的には低い溶融強度を有する、狭い分子量分布を有するものが調製された。低い溶融強度は、溶融熱成形における局部的な薄肉化、大部分のブロー成形における相対的脆弱性、及び積層体の共押出における流動不安定性を引き起こすことから、問題である。
直鎖状ポリオレフィンの短所を克服するための1つの方法は、分岐化、すなわち、ポリオレフィン骨格から延びるポリマー側鎖の提供によるものである。
先行技術では、連鎖移動の概念に基づいた方法を含めた、分岐ポリオレフィンを調製するためのさまざまな方法が開発されてきた。
それらが我々の社会において普遍的な存在であるにもかかわらず、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィンは、固有の非極性の特性の結果として、幾つかの用途に適していない。この非極性の特性は、有効性を制限しかねない、接着性、プリント適性、及び相容性の乏しさの原因となる。したがって、分岐ポリオレフィンが、良好な接着性及びプリント適性も示すように、例えば極性の末端基を有する、末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンを調製することは、さらに望ましい。
本発明は、分岐ポリオレフィン、及び末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンの調製のための改善された方法を対象とする。
これらの目的の1つ以上は、本発明に従った方法によって得られる。
典型金属、好ましくはアルミニウム官能化されたヒドロカルビル鎖成長生成物の調製方法を提供することが本発明の目的である。
分岐ポリオレフィンの調製方法を提供することが本発明の目的である。
末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンの調製方法を提供することが本発明の目的である。
さらには、分岐ポリオレフィンを提供することが本発明の目的である。
さらには、末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンを提供することが本発明の目的である。
これらの目的の1つ以上は、本発明に従った触媒系によって得られる。
本発明は、連鎖移動を使用して、典型金属、好ましくはアルミニウム−末端化ヒドロカルビル鎖成長生成物を調製し、その後のクエンチ反応によって、分岐ポリオレフィンを提供する、新しい発明的方法に関する。本発明は、新しい発明的方法と、それによって得られる生成物の両方に関する。
第1の態様では、本発明は、分岐ポリオレフィンの調製方法に関し、該方法は、
A)触媒系を使用して、少なくとも1つの第1の種類のオレフィンモノマーと、式1a:R100 (n−2)101n+102に従った典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む少なくとも1つの第2の種類のオレフィンモノマーとを共重合し、一又は複数の典型金属末端官能化された分岐を有するポリオレフィンを得る、重合工程であって、該触媒系が、
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む金属触媒又は触媒前駆体、
ii)必要に応じて、共触媒、及び
iii)必要に応じて、追加的な連鎖移動及び/又は鎖シャトリング剤
を含む、工程
[式中、Mは典型金属であり;nはMの酸化状態であり;R100、R101及びR102のうちの少なくとも1つがヒドロカルビル基Qであることを条件として、式1aのR100、R101及びR102は、各々独立して、ヒドリド、C1〜C18ヒドロカルビル基、又はヒドロカルビル基Qからなる群より選択され、ここで、ヒドロカルビル基Qは、式1b:
Figure 0006770960
に従い、
ここで、ZはMに結合し、ZはC1〜C18ヒドロカルビル基であり;R105は、必要に応じて、Zと共に環状基を形成し;R103及びR104及びR105は、各々独立して、水素又はヒドロカルビル基から選択される]、及び
B)工程A)で得られた該典型金属ヒドロカルビル官能化された分岐成長生成物をクエンチ剤と接触させて、分岐ポリオレフィンを得る工程
を含む。
連鎖移動剤官能性は、鎖シャトリング剤官能性でもありうる。
ある実施形態では、工程B)で用いられるクエンチ剤は、加水分解及び分岐ポリオレフィンの形成を生じるプロトン性試薬である。
ある実施形態では、R100、R101及びR102はヒドロカルビル基Qであるか、あるいは、R100はC2〜C4ヒドロカルビル基であり、かつ、R101及びR102はヒドロカルビル基Qであるか、あるいは、R100及びR101はC2〜C4ヒドロカルビル基であり、かつ、R102はヒドロカルビル基Qであり、好ましくは、R100及びR101はC2〜C4ヒドロカルビル基であり、かつ、R102はヒドロカルビル基Qであり、好ましくは、C2〜C4ヒドロカルビル基は分岐又は非分岐のC4ヒドロカルビルであり、好ましくは分岐しており、好ましくはイソブチルである。
ある実施形態では、式1bに従ったヒドロカルビル基Qは、直鎖状α−オレフィン基又は環状不飽和ヒドロカルビル基であり、好ましくは、オクタ−7−エン−1−イル、5−アルキレンビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン又は5−アルキレン−2−ノルボルネンである。
ある実施形態では、典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤を含むオレフィンモノマーは、ビス(イソブチル)(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、ジ(イソブチル)(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(3−ブテン−1−イル)アルミニウム、トリス(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、トリス(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、トリス(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、又はトリス(3−ブテン−1−イル)アルミニウム、エチル(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)亜鉛、エチル(7−オクテン−1−イル)亜鉛、エチル(5−ヘキセン−1−イル)亜鉛、エチル(3−ブテン−1−イル)亜鉛、ビス(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)亜鉛、ビス(7−オクテン−1−イル)亜鉛、ビス(5−ヘキセン−1−イル)亜鉛、又はビス(3−ブテン−1−イル)亜鉛からなる群より選択されうる。環状不飽和ヒドロカルビル基は、したがって、例えば高い反応性をもたらしうる。
ある実施形態では、共触媒は、MAO、DMAO、MMAO、SMAO及びフッ化アリールボラン又はフッ化アリールボラートからなる群より選択される。
ある実施形態では、工程A)で用いられる金属触媒又は金属触媒前駆体は、元素のIUPAC周期表の第3族〜第8族、さらに好ましくは第3族〜第6族に由来する金属を含み、及び/又は、工程A)で用いられる金属触媒又は金属触媒前駆体は、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Fe、Co、Ni、Pdからなる群より選択される金属、好ましくは、Ti、Zr又はHfを含む。
ある実施形態では、該金属触媒は、メタロセン又はポストメタロセンでありうる、第4族シングルサイト触媒である。
ある実施形態では、該触媒前駆体は、C−、C−又はC−対称ジルコニウムメタロセンであり、好ましくはインデニル置換ジルコニウムジハライド、さらに好ましくは架橋ビス−インデニルジルコニウムジハライド、さらに一層好ましくは、rac−ジメチルシリルビス−インデニルジルコニウムジクロリド(rac−MeSi(Ind)ZrCl)又はrac−ジメチルシリルビス−(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロリド(rac−MeSi(2−Me−4−Ph−Ind)ZrCl)である。
ある実施形態では、該金属触媒前駆体は[MeSi(CMe)N(tBu)]TiClである。
ある実施形態では、該金属触媒前駆体は、[N−(2,6−ジ(l−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチルである。
ある実施形態では、工程A)で用いられる触媒系はさらに、ヒドロカルビルアルミニウム、ヒドロカルビルマグネシウム、ヒドロカルビル亜鉛、ヒドロカルビルガリウム、ヒドロカルビルホウ素、ヒドロカルビルカルシウム、アルミニウムヒドリド、マグネシウムヒドリド、亜鉛ヒドリド、ガリウムヒドリド、ホウ素ヒドリド、カルシウムヒドリド及びそれらの組合せからなる群より選択される、追加的な典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤又は典型金属ヒドロカルビル鎖シャトリング剤を含む。追加的な典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤は、鎖シャトリング剤でもある。
ある実施形態では、工程A)で用いられる少なくとも1つのオレフィンモノマーは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択される。
ある実施形態では、該金属触媒は、メタロセン又はポストメタロセンでありうる、第4族シングルサイト触媒である。
ある実施形態では、該触媒前駆体は、C−、C1−又はC−対称ジルコニウムメタロセンであり、好ましくはインデニル置換ジルコニウムジハライドであり、さらに好ましくは架橋ビス−インデニルジルコニウムジハライドであり、さらに一層好ましくは、rac−ジメチルシリルビス−インデニルジルコニウムジクロリド(rac−MeSi(Ind)ZrCl)又はrac−ジメチルシリルビス−(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロリド(rac−MeSi(2−Me−4Ph−Ind)ZrCl)である。
ある実施形態では、該触媒前駆体は、[N−(2,6−ジ(l−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチルである。
第2の態様では、本発明は、500〜1,000,000g/molの数平均分子量(M)を有し、かつ、1.1〜5.0の多分散指数(D=M/M)を有する分岐ポリオレフィンに関する。
第3の態様では、本発明は、鎖末端官能化された分岐を有し、500〜1,000,000g/molの数平均分子量(M)を有し、かつ、1.1〜10.0の多分散指数(D=M/M)を有する、分岐ポリオレフィンに関し、ここで、分岐ポリオレフィンの少なくとも30%が、少なくとも1つの末端官能化された分岐を有し、鎖末端官能化された分岐を有する該分岐ポリオレフィンは、以下のことを条件として、Pol−XY (式II)に従った式を有する:
aが0であり、bが0であり、cが0であり、かつdが0のとき、すなわち、末端官能化されたポリオレフィンが式Pol−X(式II−A)を有する場合、
Xは、Cl、Br、F又はIである;
aが0であり、bが0であり、c=0であり、d=1のとき、すなわち、末端官能化されたポリオレフィンが式Pol−XR(式II−B)を有する場合、
Xは、O又はSである;
aが1であり、bが0であり、c=0であり、d=1のとき、すなわち、末端官能化されたポリオレフィンが式Pol−XYR(式II−C)を有する場合、
XはCであり、よって、YはNR又はOである;
aが1であり、bが1であり、cが0であり、dが1のとき、すなわち、末端官能化されたポリオレフィンが式Pol−XYZ(式II−D)を有する場合、
XがCのとき、YはO、S、NRであり、かつ、ZがO、Sである;
XがCのとき、YはRであり、かつ、ZはNである;
XがC(R)(R)のとき、YはC(R)(R)であり、かつ、ZはO又はNRである;
XがCHのとき、YはC(R)であるか、又はZはC(OR)O又はC(NR)O又はP(OR)(OR)Oである;
XがC=Oのとき、YはRであり、かつ、ZはCOOである;
XがCのとき、Yは(=NR)であり、ZはNRである;
aが1であり、bが1であり、cが1であり、dが1のとき、すなわち、式がPol−XYZ(式II−E)の場合、
XがSのとき、YはOであり、Z及びZはOである;
XがCのとき、YはOであり、ZはRであり、ZはRである;
XがCのとき、YはNRであり、ZはRであり、ZはRである;
aが1であり、bが1であり、cが0であり、dが0のとき、すなわち、式がPol−XYZ(式II−F)の場合、
XがCのとき、YはOであり、ZはORである;
ここで、R、R、R、R、R、Rは、各々独立して、H、SiR 、SnR 又はC1〜C10ヒドロカルビルからなる群より選択され、好ましくはC1〜C4ヒドロカルビルであり、Rは、C1〜C10ヒドロカルビル、ヒドリド、ハライド及びシリルヒドロカルビルからなる群より選択される。
工程B)の間に、クエンチ剤を使用して、酸化された分岐末端から典型金属を取り除き、好ましくは鎖末端に極性官能を有する、分岐したポリマーを得る。
ある実施形態では、クエンチ剤はプロトン性試薬である。好ましい実施形態では、プロトン性薬剤は、水又はアルコール、若しくはそれらの混合物であり、好ましくは水である。
特定の実施形態では、ポリマー鎖から典型金属を取り外すために、加水分解の代わりに、別のタイプのクエンチ工程を行うことが可能である。よって、該工程は、好ましくは、非プロトン性の金属置換剤を使用して行われる。
ある実施形態では、該クエンチ剤は、典型的には、金属−ハライドを放出するハロゲン含有剤、又は金属−カルボキシレートを放出する無水物である。典型的な例は、アルキルハライド及び無水物である。
好ましくは、本発明に従って用いられる典型金属は、例えば、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ゲルマニウム(Ge)、及びスズ(Sn)、アンチモン(Sb)、及びビスマス(Bi)及び/又は亜鉛(Zn)から選択することができ、好ましくは、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ゲルマニウム(Ge)、及びスズ(Sn)、アンチモン(Sb)、及びビスマス(Bi)及び/又は亜鉛(Zn)から選択することができ、又はさらに好ましくは、アルミニウム(Al)及び/又は亜鉛(Zn)及び/又はマグネシウム(Mg)から選択することができる。
好ましくは、触媒の典型金属に対するモル比は、例えば、<10、5〜45、好ましくは15〜35、>40、50〜90であってよく、好ましくは60〜80、>100でありうる。これは、生成ポリマーの構造に影響を及ぼしうる。
本発明に従って得られる分岐ポリマーは、特に、例えば、長鎖分岐(LCB)を有する分岐ポリマー又は多分岐ポリマーでありうる。
定義
以下の定義は、記載される主題を明確にするために、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる。以下に挙げられていない他の用語もまた、概ね、当技術分野で受け入れられた意味を有することが意図されている。
本明細書で用いられる「鎖末端官能化ポリオレフィン」又は「末端基官能化ポリオレフィン」とは、ポリマー主鎖の末端の一端又は両端に官能基を有するポリオレフィンを意味する。
本明細書で用いられる「主鎖」とは、線状ポリマー鎖を意味し、他のすべての鎖は、そのペンダントであるとみなされうる。主鎖は、好ましくは、他の鎖/側鎖がそれから開始して得られうる、ポリマー鎖である。よって、主鎖は、工程A)において得られる。
本明細書で用いられる「側鎖」又は「分岐」又は「ポリマー分岐」又は「ポリマー側鎖」とは、ポリマー主鎖からの派生物を意味する。これらの用語は、相互に交換可能に用いることができる。この派生物は、オリゴマー又はポリマー性であってよく、ポリマー主鎖と比較して、性質が同様であっても異なっていてもよい。したがって、「側鎖」又は「分岐」又は「ポリマー分岐」又は「ポリマー側鎖」は、少なくとも2種類の異なるモノマーを含むランダム又はブロック共重合体であってもよい。「側鎖」は、主鎖から開始して、特に典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含むモノマーから開始して、得られうる。「側鎖」は、したがって、工程A)において主鎖とともに得ることができる。
本明細書で用いられる「長鎖分岐」とは、主鎖の長さに似た長さを有する側鎖を意味し、これは、長鎖分岐が、モノマー単位及び/又は平均分子量(M又はM)の観点から、骨格の長さの少なくとも20%に対応する長さを有しうることを意味しうる。長鎖分岐はまた、好ましくは例えば、該長鎖分岐の骨格内に100個超の炭素原子を含みうる。長鎖分岐はまた、好ましくは分岐を含む、好ましくは例えば、絡まり現象が生じるのに十分な長さでありうる。
本発明の意味で「多分岐ポリマー」とは、ポリマーの主鎖から出る各分岐もまた、少なくとも1つ、少なくとも2つ及び/又はそれ以上の分岐を有することを意味しうる。
本明細書で用いられる「オレフィンモノマー」又は「オレフィン」とは、ポリオレフィンのビルディングブロックとして用いることができる、炭素−炭素二重結合を有する炭化水素化合物を意味する。
本明細書で用いられる「α−オレフィン又はアルファ−オレフィン」とは、α位に二重結合を有するオレフィンを意味する。
本明細書で用いられる「ポリオレフィン」とは、オレフィンモノマーの重合によって得られるポリマーを意味する。
本明細書で用いられる「ポリマー鎖」とは、少なくとも500g/molの数平均分子量(M)を有する鎖を意味する。
本明細書で用いられる「共重合体」とは、2種類以上のモノマーに由来するポリマーを意味する。
本明細書で用いられる「典型金属ヒドロカルビルで官能化された分岐成長生成物」又は「典型金属ヒドロカルビル成長生成物」とは、連鎖移動重合によって得られたヒドロカルビル鎖(この場合はポリオレフィン)を配位子として含む典型金属を意味する。該ヒドロカルビル鎖はポリオレフィン鎖である。言い換えれば、「典型金属ヒドロカルビル分岐成長生成物」又は「典型金属ヒドロカルビル成長生成物」は、その鎖末端のうちの少なくとも一端に典型金属を有してよく、「典型金属−末端化ポリオレフィン」及び「典型金属−官能化ポリオレフィン」に対する同義語とみなすことができる。
本明細書で用いられる「共重合」とは、少なくとも2種類の異なるモノマーが用いられる、共重合体を生成するための方法を意味する。
本明細書で用いられる「Pol」とは、ポリオレフィンを意味する。
本明細書で用いられる「PE」とは、ポリエチレンを意味する。
本明細書で用いられる「LDPE」とは、低密度ポリエチレンを意味する。
本明細書で用いられる「LLDPE」とは、直鎖状低密度ポリエチレンを意味する。したがって、LDPE及びLLDPEは、例えば0.85〜0.95kg/mの密度を有するポリエチレンを包含し、よって、特に例えばVLDPE及びMDPEを含みうる。
本明細書で用いられる「iPP」とは、アイソタクチックポリプロピレンを意味する。
本明細書で用いられる「P4M1P」とは、ポリ−4−メチル−1−ペンテンを意味する。
本明細書で用いられる「HT SEC」とは、高温サイズ排除クロマトグラフィを意味する。サイズ排除クロマトグラフィは、ポリマーのサイズと多分散性の両方の尺度として用いることができる。
本明細書で用いられる「多分散指数(D)」とは、ポリマー分子のサイズ分布を示す値(Mw/Mn)を意味する。Dの測定方法は、以下に説明される。
本明細書で用いられる「典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤」又は「連鎖移動剤」とは、ヒドロカルビル及び/又はヒドロカルビル鎖を活性触媒又は他の連鎖移動剤と可逆的又は不可逆的に交換可能な化合物を意味する。それは、弱い化学結合を伴った少なくとも1つの配位子を有する金属化合物であってよく、好ましくは、少なくとも1つのヒドロカルビルを配位子として有する典型金属をベースとした連鎖移動剤でありうる。連鎖移動剤を含むオレフィン又はオレフィンモノマーについて述べる場合には、対応する官能性を意味しうる。
本明細書で用いられる「連鎖移動剤」とは、ヒドロカルビル及び/又はヒドロカルビル鎖を活性触媒と可逆的又は不可逆的に交換可能な化合物を意味する。それは、弱い化学結合を伴った少なくとも1つの配位子を含む金属化合物である。
本明細書で用いられる「連鎖移動重合」とは、その反応によって、成長ポリマー鎖が連鎖移動剤である別の分子へと移動する、重合反応を意味する。このプロセスの間に、ヒドロカルビル基が活性触媒へと戻るように移動する。このプロセスは可逆的であっても不可逆的であってもよい。可逆的な場合、連鎖移動剤は、制御されたリビング様の系を生成しうる。
本明細書で用いられる「鎖シャトリング剤」とは、ヒドロカルビル及び/又はヒドロカルビル鎖を触媒又は他の連鎖移動剤と可逆的に交換可能な化合物を意味する。それは、弱い化学結合を伴った少なくとも1つの配位子を含む金属化合物である。よって、鎖シャトリング剤は連鎖移動剤でありうる。
本明細書で用いられる「ヒドロカルビル連鎖移動剤」とは、少なくとも1つのヒドロカルビルを配位子として有する連鎖移動剤を意味する。
本明細書で用いられる「追加的な連鎖移動剤」とは、別の連鎖移動剤に加えて、及び/又は連鎖移動剤官能性を含むオレフィンモノマーに加えて存在する、連鎖移動剤を意味する。
本明細書で用いられる「触媒系」とは、金属触媒又は触媒前駆体、共触媒、1種類以上の連鎖移動剤等からなる群より選択される、少なくとも2種類の成分の組合せを意味する。触媒系は、常に、金属触媒又は触媒前駆体を含む。
本明細書で用いられる「触媒」とは、触媒反応をもたらす種を意味する。本発明の文脈において、「金属触媒」は、活性部位を形成する少なくとも1つの金属中心を含む触媒を意味し、金属が遷移金属である「遷移金属触媒」と同じである。
本明細書で用いられる「触媒前駆体」とは、活性化されると活性触媒を形成する化合物を意味する。
本明細書で用いられる「シングルサイト触媒」とは、1種類の単独の触媒活性部位からなる金属触媒を意味する。
本明細書で用いられる「メタロセン」とは、典型的には、金属活性部位に結合した2つの置換されたシクロペンタジエニル(Cp)配位子からなる、金属触媒又は触媒前駆体を意味する。
本明細書で用いられる「ハーフメタロセン」とは、金属活性部位に結合した1つの置換シクロペンタジエニル(Cp)配位子と、典型的にはヘテロ原子を介して、金属に結合した1つ以上のアニオンとで構成される金属触媒又は触媒前駆体を意味する。
本明細書で用いられる「ポストメタロセン」とは、置換されたシクロペンタジエニル(Cp)配位子ではない、典型的にはヘテロ原子を介して、金属活性部位に結合した、1つ以上のアニオンを含む、金属触媒又は触媒前駆体を意味する。
本明細書で用いられる「遷移金属」とは、元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族のいずれか、又は、言い換えれば、第3族金属、第4族金属、第5族金属、第6族金属、第7族金属、第8族金属、第9族金属又は第10族金属のいずれかに由来する金属を意味する。
本明細書で用いられる「第3族金属」とは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)及び他のランタニド類(Ce〜Lu)、並びに、アクチニウム(Ac)及び他のアクチニド類(Th〜Lr)である、元素のIUPAC周期表の第3族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第4族金属」とは、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)及びハフニウム(Hf)である、元素のIUPAC周期表の第4族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第5族金属」とは、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)及びタンタル(Ta)である、元素のIUPAC周期表の第5族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第6族金属」とは、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)及びタングステン(W)である、元素の周期表の第6族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第7族金属」とは、マンガン(Mn)、テクネチウム(Tc)及びレニウム(Re)である、元素の周期表の第7族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第8族金属」とは、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)及びオスミウム(Os)である、元素の周期表の第8族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第9族金属」とは、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)及びイリジウム(Ir)である、元素の周期表の第9族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第10族金属」とは、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)及び白金(Pt)である、元素の周期表の第10族から選択される金属を意味する。
本明細書で用いられる「第X族金属(ハーフ/ポスト)メタロセン触媒」又は「第X族(ハーフ/ポスト)メタロセン触媒」とは、第X族金属(ハーフ/ポスト)メタロセンで構成される金属触媒を意味する。上記定義において、元素のIUPAC周期表の第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、及び第10族のいずれかの元素が、Xにおいて置換されうる。例は、第4族金属で構成される触媒である「第4族金属触媒」である。
本明細書で用いられる「第X族金属シングルサイト触媒」又は「第X族シングルサイト触媒」とは、第X族金属シングルサイト触媒で構成される触媒を意味する。上記定義において、元素のIUPAC周期表の第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、及び第10族のいずれかの元素が、Xにおいて置換されうる。
本明細書で用いられる「共触媒」とは、触媒前駆体を活性化して活性触媒をもたらす化合物を意味する。本明細書において、これら2つの用語は交換可能に用いられる。
本明細書で用いられる「典型金属」又は「典型元素(main group)」とは、周期表の第1族、第2族、及び第13族〜15族の元素である金属を意味する。言い換えれば、次の金属:
*第1族:リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、及びカリウム(K)
*第2族:ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、及びカルシウム(Ca)
*第13族:ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、及びインジウム(In)
*第14族:ゲルマニウム(Ge)、及びスズ(Sn)
*第15族:アンチモン(Sb)、及びビスマス(Bi)
を意味し、
典型金属はまた、本発明の文脈では、元素のIUPAC周期表の亜鉛(Zn)も含む。
本明細書で用いられる「典型金属−ポリマー種」とは、連鎖移動重合の間に生成される、典型金属を鎖末端基として含むポリマーを意味する。
本明細書で用いられる「触媒的鎖成長プロセス」とは、活性金属中心及びと典型金属中心との間の高速かつ可逆的な連鎖移動反応によって特徴づけられる、オレフィンの重合における金属触媒の使用を意味する。
本明細書で用いられる「メチルアルミノキサン」又は「MAO」とは、触媒的オレフィン重合のための共触媒としての役割を果たす化合物を意味する。
「担持されたメチルアルミノキサン」又は「SMAO」とは、固体担体に結合したメチルアルミノキサンを意味する。
本明細書で用いられる「空乏化メチルアルミノキサン」又は「DMAO」とは、そこから遊離トリメチルアルミニウムが取り除かれたメチルアルミノキサンを意味する。
本明細書で用いられる「修飾メチルアルミノキサン」又は「MMAO」とは、中性のルイス酸若しくはポリマー性又はオリゴマー性のヒドロカルビル基と反応したメチルアルミノキサンを意味する。
本明細書で用いられる「フッ化アリールボラート又はフッ化アリールボラン」とは、3つ又は4つのフッ素化された(好ましくはパーフルオロ化された)アリール配位子を有するホウ酸塩化合物、又は、3つのフッ素化された(好ましくはパーフルオロ化された)アリール配位子を有するボラン化合物を意味する。
本明細書で用いられる「ハライド」とは、フッ化物(F)、塩化物(Cl)、臭化物(Br)又はヨウ化物(I)の群より選択されるイオンを意味する。
本明細書で用いられる「ハロゲン」とは、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)又はヨウ素(I)の群より選択される原子を意味する。
本明細書で用いられる「ヘテロ原子」とは、炭素又は水素以外の原子を意味する。ヘテロ原子にはハライドも含まれる。
本明細書で用いられる「元素のIUPAC周期表の第14族、第15族、第16族又は第17族から選択されるヘテロ原子」とは、Si、Ge、Sn[第14族]、N、P、As、Sb、Bi[第15族]、O、S、Se、Te[第16族]、F、Cl、Br、I[第17族]から選択されるヘテロ原子を意味する。
本明細書で用いられる「ヒドロカルビル」とは、水素及び炭素原子を含む置換基を意味する;それは、アルキル、アルケニル、アルカジエニル及びアルキニルなどの直鎖状、分岐鎖状又は環状の飽和又は不飽和の脂肪族置換基;シクロアルキル、シクロアルカジエニル、シクロアルケニルなどの脂環式置換基;単環式又は多環式芳香族置換基などの芳香族置換基、並びにそれらの組合せ、例えばアルキル置換アリール及びアリール置換アルキルなどである。それは、1つ以上のヒドロカルビルではない置換基で置換されてもよい。したがって、本明細書において「ヒドロカルビル」が用いられる場合には、そうでないことが明記されない限り、それは「置換ヒドロカルビル」であってもよい。用語「ヒドロカルビル」には、水素原子がすべてフッ素原子によって置換された、パーフルオロ化されたヒドロカルビルも含まれる。ヒドロカルビルは、化合物上の基(ヒドロカルビル基)として存在してもよく、あるいは、それは、金属上の配位子(ヒドロカルビル配位子)として存在してもよい。ヒドロカルビルは、本発明に従った重合反応の生成物であるヒドロカルビル鎖とは異なる。
本明細書で用いられる「ヒドロカルビル鎖」とは、本発明の工程A)に従った重合反応のヒドロカルビル生成物を意味しうる。それは、例えば2〜20のオレフィン単位を有するオリゴマー性ポリオレフィン鎖であるか、あるいは、例えば20を超えるオレフィン単位からなるポリオレフィン鎖であってもよい。「ヒドロカルビル鎖」と「ヒドロカルビル」は同義語として使用しないことに留意されたい。
本明細書で用いられる「アルキル」とは、炭素−炭素単結合のみを有する、炭素及び水素原子からなる基を意味する。アルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状であってよく、非置換であっても置換されていてもよい。アルキル基にはアリール置換基も含まれうる。アルキル基は、例えば、酸素(O)、窒素(N)、リン(P)、ケイ素(Si)、スズ(Sn)又は硫黄(S)若しくはハロゲン(すなわちF、Cl、Br、I)などの1つ以上のヘテロ原子を含んでいても含んでいなくてもよい。
本明細書で用いられる「アリール」とは、芳香族環に由来する置換基を意味する。アリール基は、例えば、酸素(O)、窒素(N)、リン(P)、ケイ素(Si)、スズ(Sn)、硫黄(S)又はハロゲン(すなわちF、Cl、Br、I)などの1つ以上のヘテロ原子を含んでいても含んでいなくてもよい。アリール基には、芳香族環上の1つ以上の水素原子がヒドロカルビル基によって置換されている、置換アリール基も包含される。
本明細書で用いられる「アルコキシド」又は「アルコキシ」とは、脂肪族アルコールの脱プロトン化によって得られる置換基を意味する。それは、酸素原子に結合したアルキル基で構成される。
本明細書で用いられる「アリールオキシド」又は「アリールオキシ」又は「フェノキシド」とは、芳香族アルコールから得られる置換基を意味する。それは、酸素原子に結合したアリール基で構成される。
本明細書で用いられる「シリル基」とは、1〜20個のケイ素原子を含む、直鎖状、分岐鎖状又は環状の置換基を意味する。上記シリル基は、Si−Si単結合又は二重結合で構成されうる。
本明細書で用いられる「ヒドリド」とは、金属に結合した水素アニオンを意味する。
本明細書で用いられる「クエンチ剤」とは、一又は複数の典型金属末端官能化され酸化された分岐を有するポリオレフィンから典型金属を取り除いて、一又は複数の典型金属末端官能化され酸化された分岐を有するポリオレフィンを得る薬剤を意味する。
例えば、「C1〜C16」などの表現及び同様の式は、本明細書では例えば1〜16個の炭素原子など、炭素原子の数に関する範囲のことを意味しうる。
本発明のキーは、オレフィンモノマー、好ましくはα−オレフィンと、典型金属連鎖移動剤官能性を含む、少なくとも1種類のオレフィンモノマー、好ましくはα−オレフィンとの共重合である。本発明の得られる典型金属ヒドロカルビル成長生成物(例えばアルミニウム−PE)は、幾つかの方法に使用することができる。それは、例えば、ポリオレフィン及び末端官能化されたポリオレフィンの調製に使用することができる。
よって、本発明において望ましい最終生成物は、ポリオレフィンでありうるといえる。ポリオレフィンのための中間生成物は、いわゆる鎖成長生成物であり、より詳細には、本発明によれば、典型金属ヒドロカルビル鎖成長生成物、又は典型金属−末端化ポリマーである。該典型金属は該ポリマー鎖を安定化する。
本発明において望ましい最終生成物は、分岐ポリオレフィンであるといえる。
さらには、本発明において望ましい最終生成物は、末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンであるといえる。末端官能化されたポリオレフィンのための中間生成物は、いわゆる鎖成長生成物であり、より詳細には、本発明によれば、典型金属ヒドロカルビル鎖成長生成物又は典型金属−末端化ポリマーである。
本発明は、中間体種の調製方法、該中間体種、該中間体種を使用する最終生成物の調製方法、及び該最終生成物に関する。これらはすべて、本発明の触媒系の使用による発明である。これらはすべて、同一の触媒系によって連結された同一発明の異なる態様である。
本発明は、連鎖移動剤としてオレフィン含有典型金属ヒドロカルビルを使用する。言い換えれば、典型金属ヒドロカルビルを含むオレフィンは、アルケン含有典型金属ヒドロカルビルでありうる。
工程A):
本発明に従った方法における第1の工程は、少なくとも1つの第1の種類のオレフィンモノマー、好ましくはα−オレフィンと、典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む、少なくとも1つの第2の種類のオレフィンモノマー、好ましくはα−オレフィンとを重合することによる、典型金属、好ましくはアルミニウムのヒドロカルビル鎖成長生成物の調製である。該典型金属ヒドロカルビル鎖成長生成物は、反応性の求電子性末端基を有する。言い換えれば、該典型金属、好ましくはアルミニウムのヒドロカルビル鎖成長生成物は、その分岐末端のうちの少なくとも1つが典型金属で官能化された、分岐ポリオレフィンである。
重合反応の間に、連鎖移動剤、より正確には、典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤(例えば、オレフィン及び/又はヒドリド基を含む1つ以上のヒドロカルビルを有するアルミニウム原子である)を含むオレフィンモノマーが用いられる。工程A)で得られた生成物は、よって、典型金属−官能化された鎖成長生成物である(その分岐末端のうちの少なくとも1つが典型金属で官能化された、分岐ポリオレフィンである)。これは、本発明に従った方法における中間生成物である、工程A)の主生成物と考えられる。
連鎖移動重合は、特殊なタイプの重合反応である。ポリマー鎖は、触媒活性部位において成長する。該成長したポリマー鎖は、次に、触媒活性部位から別の分子へと移動する、すなわち、いわゆる連鎖移動剤である。
メタロセンを含めたさまざまな触媒を使用するアルミニウムアルキルへの連鎖移動が報告されているが、この連鎖移動は、概して、プロセスの効率及びポリマー分子量の制御の欠如に関連した幾つかの欠点を有する。アルミニウムへの連鎖移動について開示がなされている文献の例としては、以下の刊行物がある:Kretschmer, W. P. et al, Chem. Eur. J. 2006, (12), 8969; Obenauf, J. et al, Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 1446; Saito, J. et al, Macromolecules 2005, (38), 4955; Fan, G. et al, J. Mol. Catal. A: Chem. 2005 (236), 246; Rouholahnejad, F. et al, Organometallics 2010, (29), 294; Lieber, S. et al, Macromolecules 2000, (33), 9192; Kuhlman, R. L. et al, Macromolecules 2008, (41), 4090;及びNaga, N. et al, Polymer 1998, (39), 5059。
亜鉛アルキルへの連鎖移動が報告されている。亜鉛への連鎖移動について開示がなされている文献の例としては、Britovsek, G. J. P. et al, J. Am. Chem. Soc. 2004, (126), 10701; Britovsek, G. J. P. et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, (41), 489; Ring, J. O. et al, Macromol. Chem. Phys. 2007, (208), 896; Arriola, D. et al, Science 2006, (312), 714; Zhang, W. et al, J. Am. Chem. Soc. 2008, (130), 442の刊行物及び国際公開第2003/014046号がある。
ポリプロピレンの調製における亜鉛の存在下でのアルミニウムへの連鎖移動は、Wei, J. et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, (49), 1768-1772に開示されている。
ホウ素への連鎖移動は、メタロセンを含めたさまざまな触媒を使用する、エチレン及びプロピレン重合について知られている。ホウ素への連鎖移動について開示がなされている文献の例としては、Xu, G. et al, J. Am. Chem. Soc. 1999, (121), 6763; Chung, T. C. et al, Macromolecules 2001, (34), 8040; Lin, W. et al, J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. 2010, (48), 3534; Y. Lu, Y. Hu, Z. M. Wang, E. Manias, T. C. Chung, J. Polym. Sci. Part A 2002, (40), 3416; G. Xu, T. C. Chung, Macromolecules 1999, (32), 8689の刊行物がある。ボラン末端官能化ポリマーの不利な点は、B−C結合の反応性が比較的低いことであり、ポリマーを官能化するために厳しい酸化条件(H/NaOH)を必要とする。
工程A)における重合/共重合は、好ましくは例えば、連鎖移動重合によって行われうる。
工程A)で用いられる触媒系は、i)第3族〜第10族、好ましくは第3族〜第8族の金属触媒又は触媒前駆体;ii)必要に応じて、共触媒、及びiii)必要に応じて、追加的な連鎖移動剤又は鎖シャトリング剤を含む。これらの各々は、以下に別個に論じられる。
工程A)での使用に適したオレフィン
適切なモノマーの例としては、直鎖又は分岐のα−オレフィンが挙げられる。該オレフィンは、好ましくは、2〜30個の炭素原子、さらに好ましくは、2〜20個の炭素原子を有する。好ましくは、次のうちの1つ以上が用いられる:エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せ。加えて、一方はエチレン及び/又はプロピレン、他方は1種類以上の他のオレフィンの組合せも可能である。例えば1つ以上のハロゲンで置換されたなど、上述のモノマーの置換類似体も用いられうる。加えて、芳香族モノマーが本発明に従って用いられうる。エチレンとα−オレフィンとの組合せなど、2種類以上のオレフィンの組合せを使用して、LLDPE−ブロックを達成することも可能である。
連鎖移動剤
本発明は、典型金属、好ましくはアルミニウムのヒドロカルビル連鎖移動剤を含む、少なくとも1つのオレフィンモノマーを含む。本発明は、典型金属、好ましくはアルミニウムの連鎖移動剤を、例えば、亜鉛、マグネシウム及び/又はカルシウム及び/又はホウ素及び/又はガリウムのヒドロカルビル/ヒドリド連鎖移動剤などの他の典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤と組み合わせて使用してもよい。
本発明で用いられる典型元素ヒドロカルビル連鎖移動剤を含むオレフィンモノマーは、式1a:
100 (n−2)101n+102
式1a
に従った構造を有し、
ここで、Mは典型金属であり;nはMの酸化状態であり;R100、R101及びR102のうちの少なくとも1つがヒドロカルビル基Qであることを条件として、R100、R101及びR102は、各々独立して、ヒドリド、C1〜C18ヒドロカルビル基、又はヒドロカルビル基Qからなる群より選択される。ここで、ヒドロカルビル基Qは、式1b:
Figure 0006770960
に従い、
ここで、ZはMに結合し、かつ、C1〜C18ヒドロカルビル基であり;R105は、必要に応じて、Zと共に環状基を形成し;R103及びR104及びR105は、各々独立して、水素又はヒドロカルビルから選択される。
ある実施形態では、ヒドロカルビル基Qはα−オレフィンであり、ここで、Zは典型金属に結合し、ZはC1〜C18ヒドロカルビル・スペーサ基であり、R103、R104及びR105は、各々水素であり、該ヒドロカルビル基Qは、式1cに従う:
Figure 0006770960
ある実施形態では、ヒドロカルビル基Qはアルケンであり、ここで、Zは典型金属に結合し、ZはC1〜C18ヒドロカルビル・スペーサ基であり、R103及びR104は、独立して、水素又はヒドロカルビルであり、R105はC1〜18ヒドロカルビルであり、該R105基はZと共に環状構造を形成し、該ヒドロカルビル基Qは、式1dに従う:
Figure 0006770960
ある実施形態では、該ヒドロカルビル基Qは、式1cに従ったα−オレフィン、又は式1dに従った不飽和環状ヒドロカルビル基でありうる。好ましくは、ヒドロカルビル基Qは、α−オレフィン、又は不飽和環状ヒドロカルビル基である。
Zは、1〜18個の炭素原子、好ましくは2〜8個の炭素原子、さらに好ましくは4〜7個の炭素原子、さらに一層好ましくは5又は6個の炭素原子からなる分岐又は非分岐のヒドロカルビル・スペーサ基である。Zは、必要に応じて、水素、炭素、ヘテロ原子又はハライドで置換される。
ある実施形態では、ヒドロカルビル基Qは、式1cに従ったα−オレフィンである。該α−オレフィンは、例えば20を含めたそれ以下の個数の炭素原子、好ましくは10を含めたそれ以下の個数の炭素原子など、30を含めたそれ以下の個数の炭素原子を有し、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ヘプテニル、ヘキセニル、ペンテニル(septenyl)、オクテニル、ノネニル又はデセニルなどであり、分岐していなくても分岐していてもよい。
好ましい実施形態では、該α−オレフィンは、式1eに従った、分岐していないα−オレフィンである。言い換えれば、典型金属、好ましくはアルミニウムのヒドロカルビル連鎖移動剤は、α−オレフィンを有する少なくとも1つのヒドロカルビル鎖(すなわちヒドロカルビル基Q)を含む。該ヒドロカルビル基Qは、α−オレフィン含有典型金属である。
Figure 0006770960
好ましい実施形態では、ヒドロカルビル基Qは、式1eに従ったα−オレフィンであり、ここで、nは1〜5である。言い換えれば、ヒドロカルビル基Qは、3−ブテン−1−イル、4−ペンテン−1−イル、5−ヘキセン−1−イル、6−ヘプテン−1−イル又は7−オクテン−1−イルである。
ある実施形態では、ヒドロカルビル基Qは、式1dに従った不飽和環状ヒドロカルビル基である。該環状オレフィンにおいて、アルケンは、置換基R105とZとの間に位置し、R105は、Zと共に少なくとも1つの環を形成する。R105は、Zとの1つ以上の結合を形成して環状基を形成する、C1〜C18ヒドロカルビルでありうる。
好ましい実施形態では、ヒドロカルビル基Qは、ノルボルネン基を含む。ノルボルネン基(式If)のIUPAC番号付けによれば、R105は、1、6及び7位に炭素を提供し、Zは、4位及び5位に炭素を提供し、かつ、5位の炭素に置換基を提供する。本発明に用いられうる適切なノルボルネン基は、例えば、5−エチレンビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、5−プロピレンビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エンでありうるが、これらに限定されない。
Figure 0006770960
典型金属の周囲のR基の数は金属の酸化状態に応じて決まる。例えば、典型金属が亜鉛又はマグネシウム又はカルシウムのとき、酸化状態は+2であり、式は、R100MR101である。
例えば、典型金属がアルミニウム又はホウ素又はガリウムのとき、酸化状態は+3であり、式は、R100101MR102である。
好ましい実施形態では、典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤を含む少なくとも1つのオレフィンは、例えばエチル(5−エチレン−2−ノルボルネン)亜鉛、エチル(7−オクテン−1−イル)亜鉛、ビス(5−エチレン−2−ノルボルネン)亜鉛、又はビス(7−オクテン−1−イル)亜鉛でありうる。
好ましい実施形態では、少なくとも1つの典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤を含むオレフィンは、例えば、ビス(イソブチル)(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、ジ(イソブチル)(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(3−ブテン−1−イル)アルミニウム、トリス(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、トリス(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、トリス(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、又はトリス(3−ブテン−1−イル)アルミニウムでありうる。
典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤を含む少なくとも1つのオレフィンと、α−オレフィンモノマーとの共重合は、追加的な及び/又は他の連鎖移動剤の存在下で行われうる。先行技術から、幾つかの異なる連鎖移動剤を使用する連鎖移動反応が知られている。
そのようなものとして、アルミニウムアルキル、亜鉛アルキル、及びホウ素アルキル、並びにホウ素ヒドリドへの連鎖移動が報告されている。本発明は、例えば、典型金属ヒドロカルビル及び/又は典型金属ヒドリドを、連鎖移動剤として使用することができる。
典型金属ヒドロカルビル又はヒドリドの非限定的な例として、例えば以下のものが用いられうる:アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ガリウム、又はホウ素から選択される典型金属に結合した、1つ以上のヒドロカルビル又はヒドリド基。これらの幾つかの具体例を以下に特定する。
追加的な連鎖移動剤は、次の一般式を有する上記特定された基から選択されうる:
p−qM(p)X
ここで、Mは典型金属であり、Rは、ヒドリド又はヒドロカルビル基であり、pは金属の酸化状態であり、Xは、ヘテロ原子又はヘテロ原子結合配位子であり、qは、0〜p−1の整数である、少なくとも1つのヒドロカルビル又はヒドリド基が存在しなければならない。好ましくは、少なくとも1つのR基はアルキルである。
Rがアルキルの場合には、この基は、例えば20を含めたそれ以下の個数の炭素原子、好ましくは10を含めたそれ以下の個数の炭素原子など、30を含めたそれ以下の個数の炭素原子を含み、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘプチル、ヘキシル、ペンチル(septyl)、オクチル、ノニル又はデシルなどであり、分岐していなくても分岐していてもよい。
Rがアルケニルの場合には、この基は、例えば20を含めたそれ以下の個数の炭素原子、好ましくは10を含めたそれ以下の個数の炭素原子など、30を含めたそれ以下の個数の炭素原子を含み、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ヘプテニル、ヘキセニル、ペンテニル(septenyl)、オクテニル、ノネニル又はデセニルなどであり、分岐していなくても分岐していてもよい。
Rがアルキニルの場合には、この基は、例えば20を含めたそれ以下の個数の炭素原子、好ましくは10を含めたそれ以下の個数の炭素原子など、30を含めたそれ以下の個数の炭素原子を含み、例えば、ビニル、プロピニル、ブチニル、ヘプチニル、ヘキシニル、ペンチニル(septynyl)、オクチニル、ノニニル又はデシニルであり、分岐していなくても分岐していてもよい。
Rがアリールの場合、それは、単環式又は二環式の基、若しくは、3つ以上の環を有する基から選択されうる。これらの環は、一緒に縮合されるか又はスペーサによって連結されていてもよい。アリールは、任意の環位置において、ヒドロカルビル又はヘテロ原子含有基で置換される場合がある。アリール部分の例としては、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、ジヒドロナフチル、テトラヒドロナフチル、ビフェニル、アントリル、フェナントリル、ビフェニレニル、アセナフテニル、アセナフチレニル、トリル、キシリル、メシチル、2−メトキシ−フェニル、2,6−ジメトキシ−フェニル、2−N,N−ジメチルアミノメチル−フェニル、2−N,N−ジメチルアミノ−などの化学構造が挙げられるが、これらに限定されない。
Rがアリール−置換されたアルキルのとき、この基は、任意の環位置においてヒドロカルビルで置換されてもよいアリールを含むアルキルからなる。非限定的な例は次の通りである:ベンジル、1−フェニルエチル、2−フェニルエチル、ジフェニルメチル、3−フェニルプロピル、及び2−フェニルプロピル、o−メトキシ−フェニル−メチル、o−N,N−ジメチルアミノ−フェニル−メチル。
ある実施形態では、例えば環状又はオリゴマー性典型金属ヒドロカルビル又はアルコキシヒドロカルビル又はアミドヒドロカルビル基などのヒドロカルビルジイル基を含む典型金属ヒドロカルビルは、トリブロック共重合体の調製に用いることができる、テレケリックポリマーブロックを得るために用いられうる。このような環状又はオリゴマー性の連鎖移動剤の例は、Makio et al. J. Am. Chem. SOC. 2013, (135), 8177-8180及び国際公開第2011/014533号に例証される、EtZn[CHCH(Et)(CHCH(Et)CHZn]Et(n=1、2、3,…)、iBuAl(CHOAliBu、iBuAl(CH20OAliBu、Al[(CH20OAliBu、iBuAl(CH20N(Me)AliBu、iBuAl(CHN(Me)AliBu、Al[(CH20N(Me)AliBuである。
ヘテロ原子含有配位子Xは、次からなる群より選択されうる:ハライド、オキシド(−O−)、カルボキシレート(−OCR40)、アルコキシド(−OR40;すなわちO−アルキル)、アリールオキシド(−OAr)、チオラート(−SR40)、アミド(−NR4041)、ホスフィド(−PR4041)、メルカプタナート(−SAr)、シロキシド(−OSiR404142)、スタンナート(−OSnR404142)。ここで、R40、R41、R42は、各々独立して、ヒドロカルビルである。
ある実施形態では、追加的な連鎖移動剤は、トリアルキルホウ素、ジアルキルホウ素ハライド、ジアルキルホウ素ヒドリド、ジアリールホウ素ヒドリド、ジアルキルホウ素アルコキシド、ジアルキルホウ素アリールオキシド、ジアルキルホウ素アミド、ジアルキルホウ素チオラート、ジアルキルホウ素カルボキシレート、ジアルキルホウ素ホスフィド、ジアルキルホウ素メルカプタナート、ジアルキルホウ素シロキシド、ジアルキルホウ素スタンナート、アルキルホウ素ジアルコキシド、アルキルホウ素ジアリールオキシド、アルキルホウ素ジカルボキシレート、アルキルホウ素ジホスフィド、アルキルホウ素ジメルカプタナート、アルキルホウ素ジシロキシド、アルキルホウ素ジスタンナート、ホウ素ヒドリドジアルコキシド、ホウ素ヒドリドジアリールオキシド、ホウ素ヒドリドジアミド、ホウ素ヒドリドジカルボキシレート、ホウ素ヒドリドジホスフィド、ホウ素ヒドリドジメルカプタナート、ホウ素ヒドリドジシロキシド、ホウ素ヒドリドジスタンナート、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリド、ジアルキルアルミニウムアルコキシド、ジアルキルアルミニウムアリールオキシド、ジアルキルアルミニウムアミド、ジアルキルアルミニウムチオラート、ジアルキルアルミニウムカルボキシレート、ジアルキルアルミニウムホスフィド、ジアルキルアルミニウムメルカプタナート、ジアルキルアルミニウムシロキシド、ジアルキルアルミニウムスタンナート、アルキルアルミニウムジアルコキシド、アルキルアルミニウムジアリールオキシド、アルキルアルミニウムジカルボキシレート、アルキルアルミニウムジホスフィド、アルキルアルミニウムジメルカプタナート、アルキルアルミニウムジシロキシド、アルキルアルミニウムジスタンナート、アルミニウムヒドリドジアルコキシド、アルミニウムヒドリドジアリールオキシド、アルミニウムヒドリドジアミド、アルミニウムヒドリドジカルボキシレート、アルミニウムヒドリドジホスフィド、アルミニウムヒドリドジメルカプタナート、アルミニウムヒドリドジシロキシド、アルミニウムヒドリドジスタンナート、トリアルキルガリウム、ジアルキルガリウムハライド、ジアルキルガリウムヒドリド、ジアルキルガリウムアルコキシド、ジアルキルガリウムアリールオキシド、ジアルキルガリウムアミド、ジアルキルガリウムチオラート、ジアルキルガリウムカルボキシレート、ジアルキルガリウムホスフィド、ジアルキルガリウムメルカプタナート、ジアルキルガリウムシロキシド、ジアルキルガリウムスタンナート、ジアルキルマグネシウム、ジアリールマグネシウム、アルキルマグネシウムハライド、アルキルマグネシウムヒドリド、アルキルマグネシウムアルコキシド、アルキルマグネシウムアリールオキシド、アルキルマグネシウムアミド、アルキルマグネシウムチオラート、アルキルマグネシウムカルボキシレート、アルキルマグネシウムホスフィド、アルキルマグネシウムメルカプタナート、アルキルマグネシウムシロキシド、アルキルマグネシウムスタンナート、ジアルキルカルシウム、アルキルカルシウムハライド、アルキルカルシウムヒドリド、アルキルカルシウムアルコキシド、アルキルカルシウムアリールオキシド、アルキルカルシウムアミド、アルキルカルシウムチオラート、アルキルカルシウムカルボキシレート、アルキルカルシウムホスフィド、アルキルカルシウムメルカプタナート、アルキルカルシウムシロキシド、アルキルカルシウムスタンナート、ジアルキル亜鉛、アルキル亜鉛ハライド、アルキル亜鉛ヒドリド、アルキル亜鉛アルコキシド、アルキル亜鉛アリールオキシド、アルキル亜鉛アミド、アルキル亜鉛チオラート、アルキル亜鉛カルボキシレート、アルキル亜鉛ホスフィド、アルキル亜鉛メルカプタナート、アルキル亜鉛シロキシド、アルキル亜鉛スタンナート、及びそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されうる。好ましくはトリ−イソブチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ(i−プロピル)アルミニウム、トリ(n−ブチル)アルミニウム、トリ(t−ブチル)アルミニウム、トリ(n−ヘキシル)アルミニウム、トリ(n−オクチル)アルミニウム、ジ−イソブチルアルミニウムヒドリド、ジメチルアルミニウム2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、ジエチルアルミニウム2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、ジ−イソブチルアルミニウム2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、イソ−ブチルアルミニウム−ビス(ジ−トリメチルシリル)アミド)、n−オクチルアルミニウム−ジ(ピリジン−2−メトキシド)、ビス(n−オクタデシル)−イソブチルアルミニウム、イソブチルアルミニウム−ビス(ジ(n−ペンチル)アミド)、n−オクチルアルミニウム−ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノキシド)、n−オクチルアルミニウム−ジ−エチル(1−ナフチル)アミド)、エチルアルミニウム−ビス(t−ブチルジメチルシロキシド)、エチルアルミニウム−ジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)、エチルアルミニウム−ビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタン−アミド)、n−オクチルアルミニウム−ビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタン−アミド)、n−オクチル−アルミニウム−ビス(ジメチル(t−ブチル)シロキシド、ジ−n−ブチルマグネシウム、ジメチルマグネシウム、ブチル−オクチル−マグネシウム、ブチル−エチル−マグネシウム、ブチルマグネシウム2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、ベンジルカルシウム2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、ジエチル亜鉛、ジメチル亜鉛、ジ−イソプロピル亜鉛、ジ−t−ブチル亜鉛、ジ−(n−ヘキシル)亜鉛、エチル亜鉛(t−ブトキシド)、メチル亜鉛2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、エチル亜鉛2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、トリメチルホウ素、トリメチルホウ素、トリブチルホウ素、ジエチルホウ素2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、9−ボラビシクロ(3.3.1)ノナン、カテコールボラン、ジボラン、及びそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されうる。
典型金属、特に例えば、アルミニウムは、少なくとも1つの典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性又は別の典型金属、特に例えば、亜鉛ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む、少なくとも1つのオレフィンと共に、追加的な連鎖移動剤及び/又は鎖シャトリング剤として用いられうる。例えば、連鎖移動剤としてのマグネシウムヒドロカルビルとアルミニウムヒドロカルビルとの組合せを使用して、例えば三成分系(TM+Al+Zn、ここで、TMは触媒の遷移金属である)が形成されうる。そうすることによって、可逆的な移動反応を生じうる。
例えば、ヒドロカルビル亜鉛、ヒドロカルビルガリウム、ヒドロカルビルホウ素又はヒドロカルビルカルシウムが用いられうる。
工程A)での使用に適した触媒系
工程A)における使用のための触媒系は、以下の成分を含む:
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む金属触媒又は触媒前駆体;
ii)少なくとも1種類の典型金属連鎖移動剤;及び
iii)必要に応じて、共触媒。
適切な連鎖移動剤は、上述の通りである。適切な触媒及び/又は触媒前駆体は、必要に応じた適切な共触媒とともに、このセクションで述べられている。工程A)の触媒は、好ましくは、例えば共触媒なしに用いられうる。一方、工程A)の触媒前駆体は、好ましくは、実際の活性触媒を得るために共触媒とともに用いられうる。
工程A)に適した金属触媒及び/又は触媒前駆体
以下のセクションにおいて、本発明に従った金属触媒の調製に用いられうる、幾つかの金属触媒又は金属触媒前駆体が特定される。本発明の工程A)での使用に適した金属触媒は、工程A)での使用前又はインサイチュでの反応のいずれかによる、金属触媒前駆体と共触媒との反応によって得られうる。
本発明によれば、金属触媒は、第3族金属、第4族金属、第5族金属、第6族金属、第7族金属、第8族金属、第9族金属、又は第10族金属から選択される金属中心を有し、好ましくはY、Sm、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Fe、Co、Ni、Pdである。
本発明に従った金属触媒又は金属触媒前駆体は、例えば、シングルサイト触媒又はチーグラー・ナッタ触媒でありうる。
本明細書で用いられるチーグラー・ナッタ触媒とは、金属又は半金属化合物(例えば、マグネシウム化合物又はシリカ化合物)上に担持された、チタンハライド、クロムハライド、ハフニウムハライド、ジルコニウムハライド、及びバナジウムハライドから選択された遷移金属ハライドを含む、遷移金属含有固体触媒化合物を意味する。このような触媒型の概要は、例えば、T. Pullukat and R. Hoff in Catal. Rev. - Sci. Eng. 41, vol. 3 and 4, 389-438, 1999に記載されている。このような前駆触媒の調製は、例えば、国際公開第96/32427号に開示されている。米国特許出願公開第2009/0048399号、同第2014/0350200号、国際公開第96/32427号、同第01/23441号、同第2007/134851号、米国特許第4978648号、欧州特許出願公開第1283222号、米国特許第5556820号;同第4414132号;同第5106806号及び同第5077357号に報告されているチーグラー・ナッタ触媒もまた、本発明における金属触媒前駆体としての使用に適しているであろう。
金属触媒又は金属触媒前駆体は、例えば、Cs−、C−又はC−対称ジルコニウム又はハフニウムメタロセンであってよく、好ましくは、インデニル置換ジルコニウム又はハフニウムジハライドであり、さらに好ましくは、架橋ビス−インデニルジルコニウム又はハフニウムジハライドであり、さらに一層好ましくはrac−ジメチルシリルビス−インデニルジルコニウム又はハフニウムジクロリド(それぞれ、rac−MeSi(Ind)ZrCl及びrac−MeSi(Ind)HfCl)、若しくはrac−ジメチルシリルビス−(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウム又はハフニウムジクロリド(それぞれ、rac−MeSi(2−Me−4−Ph−Ind)ZrCl及びrac−MeSi(2−Me−4−Ph−Ind)HfCl)でありうる。
本発明によれば、該触媒前駆体は、例えば、いわゆるハーフメタロセン、又は幾何拘束型の触媒であってよく、さらに一層好ましくは、CMe[(C11P=N]TiCl、[MeSi(CMe)N(tBu)]TiCl、[CMe(CHCHNMe]TiClでありうる。
本発明によれば、該触媒は、例えば、いわゆるポストメタロセンであってよく、好ましくは[EtNC(N(2,6−iPr−C)]TiCl又は[N−(2,6−ジ(l−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチルでありうる。
金属触媒又は金属触媒前駆体はまた、例えば、好ましくは、式(C )R(C13 )ML に従ったC又はC対称化合物であってよく、ここで、C は、非置換又は置換されたシクロペンタジエニルであり、C1311 は、非置換のフルオレニル基又は置換されたフルオレニル基であり、架橋R基は、−Si(Me)−、−Si(Ph)−、−C(Me)−又は−C(Ph)−からなる群より選択され、それによって、C−及びC−対称メタロセンを生じる。
本発明における使用に適したジルコノセンジクロリド金属触媒前駆体の非限定的な例としては、以下のものが挙げられる:ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n−プロピル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n−ブチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1,3−ジメチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1,3−ジ−t−ブチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1,3−ジトリメチルシリル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1,2,4−トリメチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1,2,3,4−テトラメチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(2−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(テトラヒドロフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス(3−t−ブチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス(3−トリメチルシリル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス(テトラヒドロフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−(1−インデニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−(1−インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−(1−インデニル)(オクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチルシリル−ビス(2−メチル−3−t−ブチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチルシリル−ビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチルシリル−ビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチルシリル−ビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチルシリル−ビス(4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−ジメチルシリル−ビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−エチレン−ビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−エチレン−ビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−1,1,2,2−テトラメチルシラニレン−ビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−1,1,2,2−テトラメチルシラニレン−ビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、rac−エチリデン(1−インデニル)(2,3,4,5−テトラメチル−1−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、rac−[1−(9−フルオレニル)−2−(2−メチルベンゾ[b]インデノ[4,5−d]チオフェン−1−イル)エタン]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(シクロペンタ−フェナントレン−3−イリデン)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(シクロペンタ−フェナントレン−1−イリデン)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(2−メチル−シクロペンタ−フェナントレン−1−イリデン)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(2−メチル−3−ベンズ−インデン−3−イリデン)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−ビス[(3a,4,5,6,6a)−2,5−ジメチル−3−(2−メチルフェニル)−6H−シクロペンタチエン−6−イリデン]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−(2,5−ジメチル−1−フェニルシクロペンタ[b]ピロール−4(1H)−イリデン)(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(2−メチル−1−シクロペンタ−フェナントレン−1−イル)ジルコニウムジクロリド、[o−ビス(4−フェニル−2−インデニル)ベンゼン]ジルコニウムジクロリド、[o−ビス(5−フェニル−2−インデニル)ベンゼン]ジルコニウムジクロリド、[o−ビス(2−インデニル)ベンゼン]ジルコニウムジクロリド、[o−ビス(1−メチル−2−インデニル)ベンゼン]ジルコニウムジクロリド、[2,2’−(1,2−フェニルジイル)−1,l’ジメチルシリル−ビス(インデニル)]ジルコニウムジクロリド、[2,2’−(1,2−フェニルジイル)−1,1’−(1,2−エタンジイル)−ビス(インデニル)]ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル−(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリル−(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(シクロペンタジエニル)(オクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(シクロペンタジエニル)(オクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−メチル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−メチル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−シクロヘキシル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−シクロヘキシル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−t−ブチル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−t−ブチル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−アデマンチル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−アデマンチル−1−シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−メチル−1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−メチル−1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−シクロヘキシル−1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−シクロヘキシル−1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−t−ブチル−1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−t−ブチル−1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−メチル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−メチル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−シクロヘキシル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−シクロヘキシル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−t−ブチル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−t−ブチル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン−(3−アデマンチル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン−(3−アデマンチル−シクロペンタジエニル)(オクタヒドロ−オクタメチル−ジベンゾ−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド。
好ましい実施形態では、金属触媒又は金属触媒前駆体は、例えば、次のものでありうる:[[2,2’−[[[2−(ジメチルアミノ−κN)エチル]イミノ−κN]ビス(メチレン)]ビス[4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノラト−κO]]ジルコニウムジベンジル、(フェニルメチル)[[2,2’−[(プロピルイミノ−κN)ビス(メチレン)]ビス[4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノラト−κO]]ジルコニウムジベンジル又は(フェニルメチル)[[2,2’−[[[(2−ピリジニル−κN)メチル]イミノ−κN]ビス(メチレン)]ビス[4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノラト−κO]]ジルコニウムジベンジル。
好ましい実施形態では、国際公開第00/43426号及び同第2004/081064号、並びに、米国特許出願公開第2014/0039138号、同第2014/0039139号、及び同第2014/0039140号の各明細書に報告されている錯体が、本発明の方法のための金属触媒前駆体としての使用に適している。
上に列挙されたものに類似しているが、ZrがHfで置き換えられた化合物、いわゆるハフノセンもまた、本発明に従った触媒前駆体として用いられうる。
本発明における使用のための金属触媒又は金属触媒前駆体は、ポストメタロセン触媒又は触媒前駆体に由来するものであってもよい。
好ましい実施形態では、金属触媒又は金属触媒前駆体は、次のものでありうる:[HN(CHCHN−2,4,6−Me−C]Hf(CHPh)又はビス[N,N’−(2,4,6−トリメチルフェニル)アミド)エチレンジアミン]ハフニウムジベンジル。
別の好ましい実施形態では、金属触媒又は金属触媒前駆体は、2,6−ジイソプロピルフェニル−N−(2−メチル−3−(オクチルイミノ)ブタン−2)ハフニウムトリメチル、2,4,6−トリメチルフェニル−N−(2−メチル−3−(オクチルイミノ)ブタン−2)ハフニウムトリメチルでありうる。
好ましい実施形態では、金属触媒又は金属触媒前駆体は、[2,6−iPrNC(2−iPr−C)−2−(6−C)]HfMe、すなわち、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチルでありうる。
本発明に従った金属触媒前駆体の他の非限定的な例は、次のものである:[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(o−トリル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチル、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(o−トリル)(α,α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジ(N,N−ジメチルアミド)、[N−(2,6−ジ(l−メチルエチル)フェニル)アミド)(o−トリル)(α,α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジクロリド、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(フェナントレン−5−イル)(α,α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチル、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(フェナントレン−5−イル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン2−ジイル)メタン)]ハフニウムジ(N,N−ジメチルアミド)、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(フェナントレン−5−イル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジクロリド。他の非限定的な例としては、以下のようなピリジルジアミド金属ジクロリド錯体のファミリが挙げられる:[N−[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−6−[2−[フェニル(フェニルアミノ−κN)メチル]フェニル]−2−ピリジンメタンアミナト(2−)−κN1,κN2]ハフニウムジクロリド、[N−[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−6−[2−[(フェニルアミノ−κN)メチル]−1−ナフタレニル]−2−ピリジンメタンアミナト(2−)−κN1,κN2]ハフニウムジクロリド、[N−[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−α−[2−(1−メチルエチル)フェニル]−6−[2−[(フェニルアミノ−κN)メチル]フェニル]−2−ピリジンメタンアミナト(2−)−κN1,κN2]ハフニウムジクロリド、[N−(2,6−ジエチルフェニル)−6−[2−[フェニル(フェニルアミノ−κN)メチル]−1−ナフタレニル]−2−ピリジンメタンアミナト(2−)−κN1,κN2]ジルコニウムジクロリド、[4−メチル−2−[[2−フェニル−1−(2−ピリジニル−κN)エチル]アミノ−κN]フェノラト(2−)−κO]ビス(フェニルメチル)ハフニウムビス(フェニルメチル)、[2−(1,1−ジメチルエチル)−4−メチル−6−[[2−フェニル−1−(2−ピリジニル−κN)エチル]アミノ−κN]フェノラト(2−)−κO]ハフニウムビス(フェニルメチル)、[2−(1,1−ジメチルエチル)−4−メチル−6−[[フェニル(2−ピリジニル−κN)メチル]アミノ−κN]フェノラト(2−)−κO]ハフニウムビス(フェニルメチル)。
本発明における使用に適したチタンジクロリド金属触媒前駆体の非限定的な例としては、次のものが挙げられる:シクロペンタジエニル(P,P,P−トリ−t−ブチルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(P,P,P−トリ−t−ブチルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(P,P,P−トリ−t−ブチルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、1,2,3,4−テトラフェニル−シクロペンタジエニル(P,P,P−トリ−t−ブチルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(P,P,P−トリシクロヘキシルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(P,P,P−トリシクロヘキシルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(P,P,P−トリシクロヘキシルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、1,2,3,4−テトラフェニル−シクロペンタジエニル(P,P,P−トリシクロヘキシルホスフィンイミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(P,P−ジシクロヘキシル−P−(フェニルメチル)ホスフィンイミダト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)チタンジクロリド、1,2,3−トリメチル−シクロペンタジエニル(2,6−ビス(1−メチルエチル)フェノラト)チタンジクロリド、[(3a,4,5,6,6a−η)−2,3,4,5,6−ペンタメチル−3aH−シクロペンタ[b]チエン−3a−イル](2,6−ビス(1−メチルエチル)フェノラト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(N,N’−ビス(1−メチルエチル)エタンイミダミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(N,N’−ジシクロヘキシルベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(N,N’−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(1,3−ビス(1,1−ジメチルエチル)−2−イミダゾリジンイミナト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(1,3−ジシクロヘキシル−2−イミダゾリジンイミナト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(1,3−ビス[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−2−イミダゾリジンイミナト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(1,3−ビス(1,1−ジメチルエチル)−2−イミダゾリジンイミナト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(1,3−ジシクロヘキシル−2−イミダゾリジンイミナト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(1,3−ビス[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−2−イミダゾリジンイミナト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(ジ−t−ブチルケチミノ)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタンイミナト)チタンジクロリド、[(3a,4,5,6,6a−η)−2,4,5,6−テトラメチル−3aH−シクロペンタ[b]チエン−3a−イル](2,2,4,4−テトラメチル−3−ペンタンイミナト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(N,N−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(N,N−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(N,N−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(2,6−ジフルオロ−N,N−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(2,6−ジフルオロ−N,N−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(2,6−ジフルオロ−N,N−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(N,N−ジシクロヘキシル−2,6−ジフルオロベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(N,N−ジシクロヘキシル−2,6−ジフルオロベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(N,N−ジシクロヘキシル−2,6−ジフルオロベンゼンカルボキシミダミダト)チタンジクロリド、シクロペンタジエニル(N,N,N’,N’−テトラメチルグアニジナト)チタンジクロリド、ペンタフルオロフェニルシクロペンタジエニル(N,N,N’,N’−テトラメチルグアニジナト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(N,N,N’,N’−テトラメチルグアニジナト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニル(1−(イミノ)フェニルメチル)ピペリジナト)チタンジクロリド、ペンタメチルシクロペンタジエニルクロムジクロリドテトラヒドロフラン錯体。
本発明における使用に適したチタン(IV)ジクロリド金属触媒の非限定的な例は、次のものである:(N−t−ブチルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタンジクロリド、(N−フェニルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタンジクロリド、(N−sec−ブチルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタンジクロリド、(N−sec−ドデシルアミド)(ジメチル)(フルオレニル)シランチタンジクロリド、(3−フェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロリド、(3−(ピロール−1−イル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロリド、(3,4−ジフェニルシクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロリド、3−(3−N,N−ジメチルアミノ)フェニル)シクロペンタジエン−1−イル)ジメチル(t−ブチルアミド)シランチタンジクロリド、(P−t−ブチルホスホ)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランチタンジクロリド。他の例は、直上のリストに列挙された金属触媒前駆体であって、ここで、Lnは、ジメチル、ジベンジル、ジフェニル、1,4−ジフェニル−2−ブテン−1,4−ジイル、1,4−ジメチル−2−ブテン−1,4−ジイル又は2,3−ジメチル−2−ブテン−1,4−ジイルである。
適切な金属触媒前駆体は、国際公開第93/19104号に記載されるような三価の遷移金属でありうる(例えば、特に、第13頁、第15行目の実施例1を参照)。
適切な金属触媒前駆体は、国際公開第96/13529号に記載される[CMeCHCHN(n−Bu)]TiCl(例えば、特に、第20頁、第10〜13行目の実施例IIIを参照)、又は、国際公開第97/142232号及び国際公開第97/42236号に記載される[CH(iPr)CHCHNMe]TiCl(例えば、特に、第26頁、第14行目の実施例1を参照)のような三価の遷移金属でありうる。
ある実施形態では、金属触媒前駆体は、[CCHCHNMe]TiClである。
ある実施形態では、金属触媒又は金属触媒前駆体は、[CMeCHCHNMe]TiCl、[CCHCHNiPr]TiCl、[CMeCHCHNiPr]TiCl、[CN]TiCl、[CCHCHNMe]CrCl、[CMeCHCHNMe]CrCl、[CCHCHNiPr]CrCl、[CMeCHCHNiPr]CrCl又は[CN]CrClであってもよい。
本発明に従った適切であろう金属触媒前駆体の例の非限定的なリストは、次の通りである:(N,N−ジメチルアミノ)メチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(N,N−ジメチルアミノ)エチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(N,N−ジメチルアミノ)プロピル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(N,N−ジブチルアミノ)エチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(ピロリジニル)エチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(N,N−ジメチルアミノ)エチル−フルオレニルチタンジクロリド、(ビス(1−メチル−エチル)ホスフィノ)エチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(ビス(2−メチル−プロピル)ホスフィノ)エチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(ジフェニルホスフィノ)エチル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド、(ジフェニルホスフィノ)メチルジメチルシリル−テトラメチルシクロペンタジエニルチタンジクロリド。他の例は、直上のリストに列挙された触媒であって、ここで、クロリドは、ブロミド、ヒドリド、メチル、ベンジル、フェニル、アリル、(2−N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル、(2−N,N−ジメチルアミノ)ベンジル、2,6−ジメトキシフェニル、ペンタフルオロフェニルで置き換えることができ、及び/又は、金属は、三価のチタン又は三価のクロムである。
好ましい実施形態では、触媒前駆体は、[2−(2,4,6−iPr−C)−6−(2,4,6−iPr−C)−CN]Ti(CHPh)又は[Et2NC(N−2,6−iPr−C]TiClである。
本発明に従った金属触媒前駆体の他の非限定的な例は、次のものである:{N’,N”−ビス[2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル]−N,N−ジエチルグアニジナト}チタントリクロリド、{N’,N”ビス[2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル]−N−メチル−N−シクロヘキシルグアニジナト}チタントリクロリド、{N’,N”−ビス[2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル]−N,N−ペンタメチレングアニジナト}チタントリクロリド、{N’,N”−ビス[2,6−ジ(メチル)フェニル]−sec−ブチル−アミニジナト(aminidinato)}チタントリクロリド、{N−トリメチルシリル,N’−(N”,N”−ジメチルアミノメチル)ベンズアミジナト}チタンジクロリドTHF錯体、{N−トリメチルシリル,N’−(N”,N”−ジメチルアミノメチル)ベンズアミジナト}バナジウムジクロリドTHF錯体、{N,N’−ビス(トリメチルシリル)ベンズアミジナト}チタンジクロリドTHF錯体、{N,N’−ビス(トリメチルシリル)ベンズアミジナト}バナジウムジクロリドTHF錯体。
好ましい実施形態では、触媒前駆体は、例えば、次のものでありうる:[CN{CMe=N(2,6−iPr)}]FeCl、[2,4−(t−Bu)2,−6−(CH=NC)CO]TiCl又はビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−6−[(ペンタフルオロフェニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド。本発明に従った金属触媒前駆体の他の非限定的な例は、例えば、次のものでありうる:ビス[2−[(2−ピリジニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−6−[(フェニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−6−[(1−ナフタレニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[3−[(フェニルイミノ)メチル][1,1’−ビフェニル]−2−フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−4−メトキシ−6−[(フェニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2,4−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)−6−[(フェニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルプロピル)−6−[(フェニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[3−(1,1−ジメチルエチル)−5−[(フェニルイミノ)メチル][1,1’−ビフェニル]−4−フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−[(シクロヘキシルイミノ)メチル]−6−(1,1−ジメチルエチル)フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−6−[[[2−(1−メチルエチル)フェニル]イミノ]メチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−6−[(ペンタフルオロフェニルイミノ)エチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2−(1,1−ジメチルエチル)−6−[(ペンタフルオロフェニルイミノ)プロピル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−[1−(フェニルイミノ)エチル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−[1−(フェニルイミノ)プロピル]フェノラト]チタンジクロリド、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−[フェニル(フェニルイミノ)メチル]フェノラト]チタンジクロリド。他の例は、直上のリストに列挙された金属触媒前駆体であって、ここで、ジクロリドは、ジメチル、ジベンジル、ジフェニル、1,4−ジフェニル−2−ブテン−1,4−ジイル、1,4−ジメチル−2−ブテン−1,4−ジイル又は2,3−ジメチル−2−ブテン−1,4−ジイルで置き換えることができ;及び/又は、金属は、ジルコニウム又はハフニウムでありうる。
好ましい実施形態では、触媒前駆体は、次のものでありうる:[2−[[[2−[[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−2−(ヒドロキシ−κO)フェニル]メチル]アミノ−κN]エチル]メチルアミノ−κN]メチル]−4,6−ビス(1,1−ジメチルエチル)フェノラト(2−)−κO]チタンビス(フェニルメチル)、[2,4−ジクロロ−6−[[[2−[[[3,5−ジクロロ−2−(ヒドロキシ−κO)フェニル]メチル]アミノ−κN]エチル]メチルアミノ−κN]メチル]フェノラト(2−)−κO]チタンビス(フェニルメチル)、[2−[[[[1−[[2−(ヒドロキシ−κO)−3,5−ジヨードフェニル]メチル]−2−ピロリジニル−κN]メチル]アミノ−κN]メチル]−4−メチル−6−トリシクロ[3.3.1.13,7]デカ−1−イルフェノラト(2−)−κO]チタンビス(フェニルメチル)、[2−[[[2−[[[[2−(ヒドロキシ−κO)−3,5−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル]メチル]メチルアミノ−κN]メチル]フェニル]メチルアミノ−κN]メチル]−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノラト(2−)−κO]チタンビス(フェニルメチル)、[2,4−ジクロロ−6−[[[2−[[[[3,5−ジクロロ−2−(ヒドロキシ−κO)フェニル]メチル]アミノ−κN]メチル]フェニル]アミノ−κN]メチル]フェノラト(2−)−κO]チタンビス(フェニルメチル)。他の例は、直上のリストに列挙された金属触媒前駆体であって、ここで、ビス(フェニルメチル)は、ジクロリド、ジメチル、ジフェニル、1,4−ジフェニル−2−ブテン−1,4−ジイル、1,4−ジメチル−2−ブテン−1,4−ジイル又は2,3−ジメチル−2−ブテン−1,4−ジイルで置き換えることができ;及び/又は、金属は、ジルコニウム又はハフニウムでありうる。
本発明に従った適切であろうクロム触媒の例の非限定的なリストは、以下の通りである:
(N−t−ブチルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランクロムビス(トリメチルシリル)メチル、(N−フェニルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランクロムビス(トリメチル)メチル、(N−sec−ブチルアミド)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランクロムビス(トリメチルシリル)メチル、(N−sec−ドデシルアミド)(ジメチル)(フルオレニル)シランクロムヒドリドトリフェニルホスフィン、(P−t−ブチルホスホ)(ジメチル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)シランクロムビス(トリメチルシリル)メチル。他の例は、直上のリストに列挙された触媒であって、ここで、L1は、ヒドリド、メチル、ベンジル、フェニル、アリル、(2−N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル、(2−N,N−ジメチルアミノ)ベンジルであり;言い換えれば、クロムメチル、クロムベンジル、クロムアリル、クロム(2−N,N−ジメチルアミノ)ベンジルであり;及び/又は、金属は、三価のイットリウム又はサマリウムであり;他の例は、直上のリストに列挙された金属触媒前駆体であって、ここで、Lnは、クロリド、ブロミド、ヒドリド、メチル、ベンジル、フェニル、アリル、(2−N,N−ジメチルアミノメチル)フェニル、(2−N,N−ジメチルアミノ)ベンジルであり、及び/又は、金属は、三価のチタン又は三価のクロムである。
本発明に従った金属触媒前駆体の非限定的な例は、次のものである:N,N’−1,2−アセナフチレンジイリデンビス(2,6−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンアミン)ニッケルジブロミド、N,N’−1,2−エタンジイリデンビス(2,6−ジメチルベンゼンアミン)ニッケルジブロミド、N,N’−1,2−エタンジイリデンビス(2,6−ビス(1−メチル−エチル)ベンゼンアミン)ニッケルジブロミド、N,N’−1,2−アセナフチレンジイリデンビス(2,6−ジメチルベンゼンアミン)ニッケルジブロミド、N,N’−1,2−アセナフチレンジイリデンビス(2,6−ビス(1−メチルエチル)ベンゼンアミン)ニッケルジブロミド、N,N’−1,2−アセナフチレンジイリデンビス(1,1’−ビフェニル)−2−アミンニッケルジブロミド。他の例は、直上のリストに列挙された触媒であって、ここで、ブロミドは、クロリド、ヒドリド、メチル、ベンジルで置き換えることができ、及び/又は、金属は、パラジウムでありうる。
本発明に従った金属触媒前駆体のさらなる非限定的な例は、次のものである:[2−[[[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]イミノ−κN]メチル]−6−(1,1−ジメチルエチル)フェノラト−κO]ニッケルフェニル(トリフェニルホスフィン)、[2−[[[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]イミノ−κN]メチル]−6−(1,1−ジメチルエチル)フェノラト−κO]ニッケルフェニル(トリフェニルホスフィン)、[2−[[[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]イミノ−κN]メチル]フェノラト−κO]ニッケルフェニル(トリフェニルホスフィン)−、[3−[[[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]イミノ−κN]メチル][1,1’−ビフェニル]−2−オラト−κO]ニッケルフェニル(トリフェニルホスフィン)−、[2−[[[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]イミノ−κN]メチル]−4−メトキシフェノラト−κO]ニッケルフェニル(トリフェニルホスフィン)、[2−[[[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]イミノ−κN]メチル]−4−ニトロフェノラト−κO]ニッケルフェニル(トリフェニルホスフィン)、[2,4−ジヨード−6−[[[3,3”,5,5”−テトラキス(トリフルオロメチル)[1,1’:3’,1”−テルフェニル]−2’−イル]イミノ−κN]メチル]フェノラト−κO]ニッケルメチル[[3,3’,3”−(ホスフィニジン−κP)トリス[ベンゼンスルホナト]]]トリナトリウム;[2,4−ジヨード−6−[[[3,3”,5,5”−テトラキス(トリフルオロメチル)[1,1’:3’,1”−テルフェニル]−2’−イル]イミノ−κN]メチル]フェノラト−κO]ニッケルメチル[[3,3’−(フェニルホスフィニデン−κP)ビス[ベンゼンスルホナト]]]−ジナトリウム。
工程A)に適した共触媒
共触媒は、金属触媒前駆体が適用される場合に用いられうる。この共触媒の機能は、金属触媒前駆体を活性化することである。共触媒は、例として、例えばトリイソブチルアルミニウムなどのアルミニウムアルキルと組み合わせる可能性がある、例えばアルミニウムアルキル及びアルミニウムアルキルハライド、例えば、トリエチルアルミニウム(TEA)又はジエチルアルミニウムクロリド(DEAC)、MAO、DMAO、MMAO、SMAOなどからなる群より選択されてよく、及び/又は、例えばトリイソブチルアルミニウムなどのアルミニウムアルキルと、フッ化アリールボラン又はフッ化アリールボラート(すなわち、B(R’)、ここで、それぞれ、R’はフッ化アリールであり、yは3又は4である)との組合せなどであってもよい。フッ化ボランの例はB(Cであり、フッ化ボラートの例は、[X][B(C(例えばX=PhC、CN(H)Me)である。
本明細書で用いられるメチルアルミノキサン又はMAOとは、触媒的オレフィン重合のための共触媒として働く、トリメチルアルミニウムの部分加水分解に由来する化合物を意味しうる。
本明細書で用いられる担持されたメチルアルミノキサン又はSMAOとは、固体担体に結合したメチルアルミノキサンを意味しうる。
本明細書で用いられる空乏化メチルアルミノキサン又はDMAOとは、遊離トリメチルアルミニウムが除去されたメチルアルミノキサンを意味しうる。
本明細書で用いられる修飾メチルアルミノキサン又はMMAOとは、トリメチルアルミニウムと、それに加えてトリ(イソブチル)アルミニウム又はトリ−n−オクチルアルミニウムなどの別のトリアルキルアルミニウムとの部分加水分解後に得られる生成物を意味しうる。
本明細書で用いられるフッ化アリールボラート又はフッ化アリールボランとは、3つまたは4つのフッ素化(好ましくはペルフルオロ化)されたアリール配位子を有するホウ酸塩化合物、又は3つのフッ素化(好ましくはペルフルオロ化)されたアリール配位子を有するボラン化合物を意味しうる。
例えば、共触媒は、有機金属化合物でありうる。有機金属化合物の金属は、元素のIUPAC周期表の第1族、第2族、第12族、又は第13族から選択されうる。好ましくは、共触媒は有機アルミニウム化合物であり、さらに好ましくはアルミノキサンであり、該アルミノキサンは、トリアルキルアルミニウム化合物と、アルミノキサンを部分的に加水分解する水との反応により生成される。例えば、トリメチルアルミニウムは、水と反応して(部分加水分解)、メチルアルミノキサン(MAO)を形成しうる。MAOは、アルミニウム原子上にメチル基を有するアルミニウムオキシド骨格を有する、一般式(Al(CH3−n0.5n・(AlMeを有する。
MAOは、概して、多量の遊離トリメチルアルミニウム(TMA)を含み、これは、MAOを乾燥することによって除去することができ、いわゆる空乏化したMAO又はDMAOを与える。担持されたMAO(SMAO)も使用することができ、これは、無機担体材料、典型的にはシリカをMAOで処理することによって生じうる。
MAOを乾燥する代わりに、遊離トリメチルアルミニウムの除去が望ましい場合には、該遊離トリメチルアルミニウムと反応する、ブチルヒドロキシトルエン(BHT、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)などのバルキーフェノールを添加してもよい。
C1〜30のヒドロカルビル置換された第13族化合物の付加によって修飾されたアルキルアルミノキサンなど、中性のルイス酸修飾ポリマー性又はオリゴマー性アルミノキサンも使用することができ、とりわけ各ヒドロカルビル又はハロゲン化ヒドロカルビル基中に1〜10個の炭素を有する、トリ(ヒドロカルビル)アルミニウム−又はトリ(ヒドロカルビル)ホウ素化合物、又はそれらのハロゲン化(パーハロゲン化を含む)誘導体、特にはトリアルキルアルミニウム化合物が用いられうる。
ポリマー性又はオリゴマー性のアルミノキサンの他の例は、トリ(イソブチル)アルミニウム−又はトリ(n−オクチル)アルミニウム−修飾メチルアルミノキサンであり、概して、修飾メチルアルミノキサン、又はMMAOと称される。本発明において、MAO、DMAO、SMAO及びMMAOは、すべて、共触媒として用いられうる。
加えて、ある特定の実施形態については、金属触媒前駆体はまた、T. J. Marks et al., Chem. Rev. 2000, (100), 1391に例示されるように、ともに共触媒を形成するアルキル化剤とカチオン形成剤との組合せ、又は触媒前駆体がすでにアルキル化されている場合にはカチオン形成剤のみによっても、触媒的に活性にされうる。適切なアルキル化剤はトリアルキルアルミニウム化合物であり、好ましくはTIBAである。本明細書での使用に適したカチオン形成剤は、(i)C1〜30のヒドロカルビル置換された第13族化合物などの中性のルイス酸、好ましくは、各ヒドロカルビル又はハロゲン化ヒドロカルビル基中に1〜10個の炭素を有する、トリ(ヒドロカルビル)ホウ素化合物及びそれらのハロゲン化(パーハロゲン化を含む)誘導体、さらに好ましくは、パーフルオロ化されたトリ(アリール)ホウ素化合物、最も好ましくは、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素と、(ii)[C][A]型[ここで、「C」は、アンモニウム、ホスホニウム、オキソニウム、シリリウム又はスルホニウム基などのカチオン基であり、[A]は、アニオン、とりわけ例えば、ボラートである]の非ポリマー性、相容性、かつ非配位性のイオン形成化合物とを含む。
アニオン[「A」]の非限定的な例は、ホウ酸塩化合物、例えばC1〜30のヒドロカルビル置換されたホウ酸塩化合物などであり、好ましくは、各ヒドロカルビル又はハロゲン化ヒドロカルビル基中に1〜10個の炭素を有する、テトラ(ヒドロカルビル)ホウ素化合物及びそれらのハロゲン化(パーハロゲン化を含む)誘導体であり、さらに好ましくは、パーフルオロ化されたテトラ(アリール)ホウ素化合物であり、最も好ましくは、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラートである。
例えば共触媒としてSMAOを使用する、担持触媒もまた用いられうる。担体材料は無機材料でありうる。適切な担体としては、固体かつ微粒子化された高表面積の金属酸化物、半金属酸化物、又はそれらの混合物が挙げられる。例としては以下のものが挙げられる:タルク、シリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、酸化スズ、アルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、粘土、及びそれらの混合物。
担持触媒の調製は、当技術分野で知られた方法を使用して行うことができ、例えば、i)金属触媒前駆体を担持MAOと反応させて担持触媒を生成できる;ii)MAOを金属触媒前駆体と反応させて、結果的に得られた混合物をシリカに加えて担持触媒を形成できる;iii)担体上に固定化された金属触媒前駆体を可溶性のMAOと反応させることができるなどである。
工程A)に適した捕捉剤
捕捉剤は、重合リアクタ内、及び/又は、供給される溶媒及び/又はモノマー内に存在する不純物と反応させるために、必要に応じて触媒系に加えられうる。この捕捉剤は、オレフィン重合プロセスの間の触媒の被毒を防止する。捕捉剤は、共触媒と同一であって差し支えないが、アルミニウムヒドロカルビル(例えばトリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、MAO、MMAO、SMAO)、亜鉛ヒドロカルビル(例えばジエチル亜鉛)又はマグネシウムヒドロカルビル(例えばジブチルマグネシウム)からなる群より独立して選択されてもよい。
工程A)は、好ましくは不活性雰囲気下で行われる。工程A)は、好ましくは例えば連鎖移動重合を使用して行われうる。
オレフィンの重合/共重合は、例えば、ポリマーの融点未満で、気相中で行われうる。重合はまた、ポリマーの融点未満で、スラリー相中で行うこともできる。さらには、重合は、ポリマー生成物の融点より高い温度で、溶液中で行うことができる。
元素の周期表の第3族〜第10族に属する遷移金属の化合物をベースとした触媒の存在下で、連続(マルチ)CSTR又は(マルチ)ループリアクタ内で溶液中又はスラリー中で、流動床又は機械攪拌床を備えたリアクタ内で気相中で、又はこれらの異なるリアクタの組合せで、例えば、エチレン又はプロピレンなどの1種類以上のオレフィンを連続的に重合することが知られている。
気相プロセスについては、ポリマー粒子は、オレフィンを含むガス状の反応混合物内に流動状態及び/又は攪拌状態で保持される。流動床又は機械攪拌床を構成するポリマーが、リアクタから連続的に又は断続的に取り出されるとともに、触媒がリアクタ内に連続的に又は断続的に導入される。重合反応の熱は、リアクタ内へと再循環させる前に、熱伝達手段を通過するガス状の反応混合物によって本質的に除去される。加えて、熱の除去を促進するために、液体流が気相リアクタ内に導入されてもよい。
オレフィンのスラリー相重合は非常によく知られており、該重合では、オレフィンモノマーと必要に応じてオレフィンコモノマーとが、触媒の存在下、希釈剤中で重合され、該希釈剤中に固体ポリマー生成物が懸濁され、輸送される。多モードの生成物の生産が望まれる場合には、典型的には、2つ以上のリアクタがこのような重合に用いられ、ここで、第1のリアクタ内で製造されたポリマーが第2のリアクタに移され、そこで、第1のポリマーとは異なる特性を有する第2のポリマーが、第1のポリマーの存在下で製造される。しかしながら、単一モード/多モードのスイングプラントを作り出すため、又は個別には経済的に存立可能な規模を欠きうる2つの小さいリアクタの順応性を高めるために、単一モードのポリマーを製造する2つのリアクタを連結することもまた望ましいであろう。スラリーリアクタを気相リアクタと組み合わせてもよい。
スラリー相重合は、典型的には、50〜125℃の範囲の温度及び0.1〜4MPa(1〜40バール)の範囲の圧力下で行われる。用いられる触媒は、本発明に従ったものなど、典型的にはオレフィン重合に用いられる任意の触媒でありうる。ポリマー及び希釈剤、並びに大抵の場合には触媒、オレフィンモノマー及びコモノマーも含む、生成物のスラリーは、ポリマーとともに取り出される流体の量を最小限にするために、必要に応じて液体サイクロン又は沈降脚などの濃縮装置を使用して、各リアクタから断続的に又は連続的に排出されうる。
本発明はまた、溶液重合法でも行われうる。典型的には、溶液法では、モノマー及びポリマーは、不活性溶媒中に溶解される。
溶液重合は、スラリー法に対して幾つかの利点を有する。重合は、均一系シングルサイト触媒を使用して、均一相内で起こることから、分子量分布及びプロセス変数は、より容易に制御される。典型的には150℃を超える高い重合温度もまた、高い反応率を生じさせる。溶液法は、主に、液体スラリー法又は気相法によっては製造が困難な比較的低分子量及び/又は低密度の樹脂の生成に用いられる。溶液法は、低密度生成物の生産に非常によく適合しているが、より高分子量の樹脂については、Choi and Ray, JMS Review Macromolecular Chemical Physics C25(l), 1-55, pg. 10 (1985)に論じられるように、リアクタ内の過剰な粘度に起因して、はるかに満足度が低いと考えられる。
気相法又はスラリー法とは異なり、溶液法では、通常、ポリマーの固体又は粉末は形成されない。典型的には、反応温度及び反応圧力は、溶液中でポリマーを維持するために、気相法又はスラリー法のものよりも高くなる。溶液法は、ポリマーを形成されたままの状態で溶解する不活性溶媒を使用する傾向にあり、その後に溶媒が分離され、ポリマーがペレット化される。溶液法は、使用する触媒組成物、圧力、温度、及びコモノマーを変動させることによって、広範囲の製品特性を得ることができるという点において、用途が広いと考えられる。
溶液法には比較的小さいリアクタが用いられることから、滞留時間は短く、等級の切り替えを迅速にできる。例えば、リアクタにおいて最大750psi(5200kPaより小さい)までの圧力かつ最高250℃までの温度で動作する連続した2つのリアクタを用いることができる。新しい及び再循環されたオレフィンモノマーは、最大で800psig(5500kPaより小さい)まで圧縮され、供給ポンプによって重合リアクタ内に圧送される。反応は断熱的であり、リアクタ出口において最高約250℃に維持される。単一のリアクタを使用することもできるが、複数のリアクタは、より狭い滞留時間分布をもたらし、したがって、分子量分布のより良好な制御をもたらす。
工程B)
本発明に従った方法の第2の工程である工程B)は、工程A)で得られた典型金属ヒドロカルビル分岐成長生成物をクエンチ剤と接触させて、分岐ポリマーを得る工程に関する。
ある実施形態では、クエンチ剤はプロトン性試薬である。好ましい実施形態では、プロトン性薬剤は、水又はアルコール若しくはそれらの混合物であり、好ましくはエタノール又はメタノールである。
この官能化工程では、本発明に従った中間生成物、すなわち、典型金属鎖成長生成物は、対応する分岐ポリオレフィンへと変換される。
典型的には、これは、クエンチ剤を使用して、ポリマー鎖から典型金属を放出し(例えばし水による加水分解)、アルミニウムを、特に、例えば、H、ヒドロカルビル、シリル基又はスタンニル基に置換する工程によってなされうる。
ある実施形態では、クエンチ剤は、プロトン性の溶媒でありうる加水分解剤、例えば水又はアルコール、例えば(酸性)メタノール又はエタノールなどであってよく、好ましくは水である。
ある実施形態では、該クエンチ剤は、典型的には、金属−ハライドを放出するハロゲン含有剤、又は金属−カルボキシレートを放出する無水物である。典型的な例は、アルキルハライド及び無水物である。
本発明に従った方法を使用して、分岐ポリオレフィンを得ることができる。
ある実施形態では、分岐ポリオレフィン及び末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンは、500〜1,000,000g/mol、好ましくは1000〜200,000g/molの数平均分子量(M)を有する。本発明に従った分岐ポリオレフィン及び末端官能化された分岐を有する分岐ポリオレフィンは、好ましくは、1.1〜10.0、さらに好ましくは1.1〜5.0、さらに好ましくは1.1〜4.0、さらに一層好ましくは1.5〜2.5の多分散指数(D)を有する。
分岐ポリオレフィンは、ポリオレフィンブロックで構成されてよく、該ブロックは、直鎖又は分岐鎖(分岐及び短鎖分岐の両方)状の、アタクチック又はアイソタクチックであってよく、ポリ−α−オレフィンの場合には、好ましくはアイソタクチックポリオレフィンであり、ここで、アイソタクチックポリオレフィンは、好ましくはアイソタクチックポリプロピレンである。
本発明の利点は、連続した態様で、例えば一連の連結したリアクタ内での簡便な方法を用いて、分岐ポリオレフィンを得ることができることである。
本発明に従って調製される分岐ポリオレフィンは、例えば、極性を導入して、ポリオレフィンと極性のポリマーとのブレンド、又は、さまざまなポリオレフィンとPEとのブレンドにおける、界面相互作用を高めるために用いられうる。
本発明の別の利点は、連鎖移動反応の使用によって、オレフィン重合法の工程A)の間のβ−H転移又は脱離が効果的に遮断されることである。ベータヒドリド(又はβ−H)脱離は、金属中心に結合したβ−水素を含むポリメリル基が対応するマクロ分子のアルケン及び対応する金属結合ヒドリドに変換される反応である。モノマーへのベータヒドリド(又はβ−H)転移は、金属中心に結合したβ−水素を含むポリメリル基がマクロ分子アルケンに変換され、かつ、ヒドリドが金属に配位したオレフィンに移され、それによって、該金属中心に結合した別のアルキル基を形成する反応である。あるいは、β−アルキル転移又は脱離もまた知られている。この場合、ポリメリルは、β−炭素上にアルキル基(典型的にはメチル)を有していなければならない。β−アルキル転移又は脱離は、典型的には、アリル鎖末端を含む不飽和マクロ分子と新しい金属アルキルとを生じる。これらは、末端官能化されていないポリオレフィンを生じることから、望ましくないプロセスである。
本発明は、本発明のある特定の実施形態をさらに説明するために用いられるにすぎない、以下の非限定的な例によってさらに例証される。
総論
不活性乾燥窒素雰囲気下、標準的なシュレンク又はグローブボックス技術のいずれかを使用して、すべての操作を行った。乾燥した、酸素を含まないトルエンを、すべての重合のための溶媒として用いた。rac−MeSi(Ind)ZrCl(ジルコノセン錯体)を、ドイツ国コンスタンツ所在のMCAT GmbH社から購入した。メチルアルミノキサン(MAO、トルエン中、30質量%溶液)をChemtura社から購入した。ジエチル亜鉛(ヘキサン中、1.0M溶液)、トリイソブチルアルミニウム(ヘキサン中、1.0M溶液)、テトラクロロエタン−dをSigma Aldrich社から購入した。ODIBAは、ジ(イソブチル)(7−オクテン−1−イル)アルミニウムであり、NDIBAは、ビス(イソブチル)(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウムであり、DEZはジエチル亜鉛(追加的な鎖シャトリング剤)であり、TIBAは、トリ(イソブチル)アルミニウム(追加的な連鎖移動剤)である。
生成物の分析方法
反応終結後、生成物をリアクタから取り出し、酸性エタノール(5〜10%濃HClを含む)で繰り返し洗浄することによって精製し、減圧下、60℃で18時間、乾燥させた。
生成物について幾つかの分析を行い、収量、官能化の割合、分子量、及び多分散指数(D)を決定した。収量は、得られた粉末の重量によって決定した。官能化の割合は、重水素化テトラクロロエタン(TCE−d)を溶媒として使用して130℃で行われたH NMRによって決定した。kg/mol単位の分子量(M)及び対応するDの両方を、HT SECによって決定した。高温サイズ排除クロマトグラフィを、高速GPC(Freeslate社、米国サニーベール所在)を使用して160℃で行った。検出:IR4(PolymerChar社、スペイン国バレンシア所在)。カラムセット:3つのPolymer Laboratories 13μm PLgel Olexis、300×7.5mm。1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を溶離液として、1mL・分−1の流量で使用した。TCBは使用前に新たに蒸留した。分子量及び対応するDを、狭いポリエチレン標準物質(D≦1.5、PSS社、ドイツ国マインツ所在)に対するHT SEC解析から算出した。
1H NMR特徴づけ
H NMR解析を、重水素化テトラクロロエタン(TCE−d)を溶媒として使用して120〜130℃で行い、400MHzの周波数で動作する、Varian Mercury分光計の5mmチューブに記録した。化学シフトは、テトラメチルシランに対してppm単位で報告され、残留溶媒を参照して決定された。
異種核間多結合相関スペクトル(HMBC)を、磁場勾配パルスを用いて記録した。H及び13C軸についてのスペクトル窓は、それぞれ、6075.3及び21367.4Hzであった。データを2560×210の行列で収集し、1K×1Kの行列で処理した。スペクトルを、収集時間0.211秒、遅延時間1.4秒、及び144×210のインクリメントに等しいスキャン数で記録した。
固体状態の13C{H}交差分極マジック角スピニング(CP/MAS)NMR及び13C{H}分極移動による低感度核の感度増大法(INEPT)の実験を、2.5mmの外径を有するロータの二重共鳴H−Xプローブを用いるBruker AVANCE−III 500分光計において行った。これらの実験には、25.0kHzのMAS周波数、H及び13C NMRについての2.5μsのπ/2パルス、2.0ミリ秒のCP接触時間及び取得の間のTPPMデカップリングを使用した。CP条件を、L−アラニンを使用して事前に最適化した。13C{H}INEPTスペクトルを、150HzのCHと仮定して、1/3 JCH又は1/6 JCHのいずれかのJ−展開期で、リフォーカスしたINEPTシーケンスを使用して記録した、すなわち、1/3 JCHのJ−展開時間では、CH及びCH基からの信号は正であるのに対し、CHのものは負である。2DH−H二重量子/単一量子(DQ−SQ)相関実験及びDQビルドアップ実験を、2.5mmの固体状態のMAS二重共鳴プローブを使用して、Bruker AVANCE−III 700分光計において行った。これらの実験には25.0kHzのスピニング周波数を用いた。DQ励起及び再転換を、広帯域バック・トゥ・バック(BaBa)シークエンスを使用して行った。外部標準として固体アダマンタンを使用して、TMSに対するH及び13Cの化学シフトを報告した。
サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)
kg/mol単位の分子量及びPDIを、高速GPC(Freeslate社、米国サニーベール所在)を使用して160℃で行った、高温サイズ排除クロマトグラフィによって決定した。検出:IR4(PolymerChar社、スペイン国バレンシア所在)。カラムセット:3つのPolymer Laboratories 13μm PLgel Olexis、300×7.5mm。1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を溶離液として、1mL・分−1の流量で使用した。TCBは使用前に新たに蒸留した。分子量及び対応するPDIを、狭いポリエチレン標準物質(PSS社、ドイツ国マインツ所在)に対するHT SEC解析から算出した。
示差走査熱量測定(DSC)
溶融(T)及び結晶化(T)温度、並びに転移のエンタルピーを、TA Instruments社のDSC Q100を使用する示差走査熱量測定(DSC)によって測定した。10℃・分−1の加熱及び冷却速度で、−60℃から160℃まで測定を行った。2番目の加熱及び冷却曲線から転移を推定した。
不活性乾燥窒素雰囲気下、標準的なシュレンク又はグローブボックス技術のいずれかを使用して、すべての操作を行った。乾燥した、酸素を含まないトルエンを、すべての重合のための溶媒として用いた。トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート([PhC][B(C])及びジイソブチルアルミニウムヒドリドをSigma Aldrich社から購入した。1,7−オクタジエン及び5−ビニル−2−ノルボルネンをSigma Aldrich社から購入し、不活性雰囲気下、4Åのモレキュラーシーブを用いて乾燥させた。メチルアルミノキサン(MAO、トルエン中、30質量%溶液)をChemtura社から購入した。トリイソブチルアルミニウム(ヘキサン中、1.0M溶液)をSigma Aldrich社から購入した。rac−MeSi(Ind)ZrClを、ドイツ国コンスタンツ所在のMCAT GmbH社から購入した。
ジイソブチル(オクタ−7−エン−1−イル)アルミニウム及び(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2−イル)エチル)ジイソブチルアルミニウムの合成
ジイソブチル(オクタ−7−エン−1−イル)アルミニウム及び(2−(ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2−イル)エチル)ジイソブチルアルミニウムを、マグネチックスターラーを備えた200mLのシュレンク管内において、60℃で6時間、ジイソブチルアルミニウムヒドリドを用いて、過剰の1,7−オクタジエン及び5−ビニル−2−ノルボルネンのヒドロアルミネーションによって合成した。ヒドロアルミネーション反応後の残留試薬(1,7−オクタジエン及び5−ビニル−2−ノルボルネン)を排出(evacuation)によって除去した。
共重合手順
ステンレス鋼Buchiリアクタ(300mL)内で重合反応を行った。重合の前に、リアクタを、真空下、40℃で乾燥させて、二窒素(dinitrogen)を流した。トルエン(70mL)及び、トルエン中、ODIBA又はNDIBA(連鎖移動剤官能性を含む、第2の種類のオレフィンモノマー)の溶液(20mL、Al/Zr≒285)を加え、50rpmで30分間、攪拌した。DEZ(1.0mL、ヘキサン中、1.0M溶液、Al/Zr≒50当量)、ジルコノセン錯体、及び必要に応じてMAO又はTIBAを添加しつつ重合を行った(staaddition)。溶液を、所定の量のエチレン(第1の種類のオレフィンモノマー)で飽和させた。次に、リアクタを、エチレンを用いて所望の圧力(0.2MPa(2バール))まで加圧し、該圧力を所定の時間(5分間)維持した。反応の終わりに、エチレンの供給を停止し、残留エチレンを放出した。得られた混合物を、メタノール中、塩酸の希釈溶液で直接クエンチ処理し、濾過し、減圧下、60℃で18時間、乾燥させた。沈降粉末を濾過し、60℃で18時間、減圧下で乾燥させた。
他の実施形態
1.分岐ポリオレフィンの調製方法であって、
A)触媒系を使用して、少なくとも1つの第1の種類のオレフィンモノマーと、式1a:R 100 (n−2) 101 n+ 102 に従った典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む少なくとも1つの第2の種類のオレフィンモノマーとを共重合し、一又は複数の典型金属末端官能化された分岐を有するポリオレフィンを得ることを含む、重合工程において、前記触媒系が、
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む金属触媒又は触媒前駆体、
ii)必要に応じて、共触媒、及び
iii)必要に応じて、追加的な連鎖移動及び/又は鎖シャトリング剤
を含み、
式中、Mは典型金属であり;nはMの酸化状態であり;R 100 、R 101 及びR 102 のうちの少なくとも1つがヒドロカルビル基Qであることを条件として、式1aのR 100 、R 101 及びR 102 は、各々独立して、ヒドリド、C1〜C18ヒドロカルビル基、又はヒドロカルビル基Qからなる群より選択され、ここで、ヒドロカルビル基Qは、式1b:
Figure 0006770960
に従い、
ここで、ZはMに結合し、ZはC1〜C18ヒドロカルビル基であり;R 105 は、必要に応じて、Zと共に環状基を形成し;R 103 、R 104 及びR 105 は、各々独立して、水素又はヒドロカルビル基から選択される、工程、及び
B)工程A)で得られた前記典型金属ヒドロカルビル官能化された分岐成長生成物をクエンチ剤と接触させて、分岐ポリオレフィンを得る、工程
を含む、方法。
2.工程B)における前記クエンチ剤がプロトン性試薬であることを特徴とする、実施形態1に記載の方法。
3.R 100 、R 101 及びR 102 がヒドロカルビル基Qであるか、あるいは、R 100 がC2〜C4ヒドロカルビル基であり、かつ、R 101 及びR 102 がヒドロカルビル基Qであるか、あるいは、R 100 及びR 101 がC2〜C4ヒドロカルビル基であり、かつ、R 102 がヒドロカルビル基Qであり、好ましくはR 100 及びR 101 がC2〜C4ヒドロカルビル基であり、かつ、R 102 がヒドロカルビル基Qであり、好ましくは前記C2〜C4ヒドロカルビル基が、分岐又は非分岐のC4ヒドロカルビルであり、好ましくは分岐しており、好ましくはイソブチルであることを特徴とする、実施形態1又は2に記載の方法。
4.式Iに従った前記ヒドロカルビル基Qが、直鎖状α−オレフィン基又は環状不飽和ヒドロカルビル基であり、好ましくはオクタ−7−エン−1−イル又は5−アルキレンビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エンであることを特徴とする、実施形態1〜3のいずれかに記載の方法。
5.典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤を含む少なくとも1種類のオレフィンモノマーが、好ましくは、ビス(イソブチル)(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、ジ(イソブチル)(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(3−ブテン−1−イル)アルミニウム、トリス(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、トリス(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、トリス(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、トリス(3−ブテン−1−イル)アルミニウム、エチル(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)亜鉛、エチル(7−オクテン−1−イル)亜鉛、エチル(5−ヘキセン−1−イル)亜鉛、エチル(3−ブテン−1−イル)亜鉛、ビス(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)亜鉛、ビス(7−オクテン−1−イル)亜鉛、ビス(5−ヘキセン−1−イル)亜鉛、又はビス(3−ブテン−1−イル)亜鉛からなる群より選択されることを特徴とする、実施形態1〜4のいずれかに記載の方法。
6.前記共触媒が、MAO、DMAO、MMAO、SMAO、フッ化アリールボラン又はフッ化アリールボラートからなる群より選択されることを特徴とする、実施形態1〜5のいずれかに記載の方法。
7.工程A)で用いられる前記金属触媒が、元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族、好ましくは第3族〜第8族、さらに好ましくは第3族〜第6族に由来する金属を含み、及び/又は、工程A)で用いられる前記金属触媒が、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Fe、Co、Ni、Pdからなる群より選択される金属、好ましくはTi、Zr又はHfを含むことを特徴とする、実施形態1〜6のいずれかに記載の方法。
8.前記金属触媒が、メタロセン又はポストメタロセンでありうる、第4族シングルサイト触媒であることを特徴とする、実施形態7に記載の方法。
9.前記触媒が、C −、C −、又はC −対称ジルコニウムメタロセン、好ましくはインデニル置換ジルコニウムジハライド、さらに好ましくは架橋ビス−インデニルジルコニウムジハライド、さらに一層好ましくはrac−ジメチルシリルビス−インデニルジルコニウムジクロリド(rac−Me Si(Ind) ZrCl )又はrac−ジメチルシリルビス−(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロリド(rac−Me Si(2−Me−4Ph−Ind) ZrCl )であることを特徴とする、実施形態8に記載の方法。
10.前記重合が、ヒドロカルビルアルミニウム、ヒドロカルビルマグネシウム、ヒドロカルビル亜鉛、ヒドロカルビルガリウム、ヒドロカルビルホウ素、ヒドロカルビルカルシウム、アルミニウムヒドリド、マグネシウムヒドリド、亜鉛ヒドリド、ガリウムヒドリド、ホウ素ヒドリド、カルシウムヒドリド及びそれらの組合せからなる群より選択される、追加的な典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤又は鎖シャトル剤の存在下で行われることを特徴とする、実施形態1〜9のいずれかに記載の方法。
11.工程A)で用いられる前記少なくとも1つのオレフィンモノマーが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されることを特徴とする、実施形態1〜10のいずれかに記載の方法。
12.500〜1,000,000g/molの数平均分子量(M )を有し、かつ、1.1〜5.0の多分散指数(D=M /M )を有する、実施形態1〜11のうちのいずれか1つ以上に従う方法によって得られる分岐ポリオレフィン。

Claims (8)

  1. 分岐ポリオレフィンの調製方法であって、
    A)1つの触媒系を使用して、少なくとも1つの第1の種類のオレフィンモノマーと、典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む少なくとも1つの第2の種類のオレフィンモノマーとを共重合して、一又は複数の典型金属末端官能化された分岐を有するポリオレフィンを得ることを含む、重合工程において、
    前記典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む少なくとも1つの第2の種類のオレフィンモノマーが、ビス(イソブチル)(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、ジ(イソブチル)(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(3−ブテン−1−イル)アルミニウム、エチル(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)亜鉛、エチル(7−オクテン−1−イル)亜鉛、エチル(5−ヘキセン−1−イル)亜鉛、及びエチル(3−ブテン−1−イル)亜鉛からなる群より選択され
    前記触媒系が、
    i) −、C −、又はC −対称ジルコニウムメタロセンである金属触媒又は金属触媒前駆体、
    ii)任意選択で共触媒、及び
    iii)ヒドロカルビル亜鉛を含む追加的な連鎖移動剤及び/又は鎖シャトリング剤
    を含む、重合工程、及び
    B)工程A)で得られた前記典型金属ヒドロカルビル官能化された分岐成長生成物をクエンチ剤と接触させて、分岐ポリオレフィンを得る工程
    を含む、方法。
  2. 工程B)における前記クエンチ剤がプロトン性試薬である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記典型金属ヒドロカルビル連鎖移動剤官能性を含む少なくとも1つの第2の種類のオレフィンモノマーが、ビス(イソブチル)(5−エチレン−イル−2−ノルボルネン)アルミニウム、ジ(イソブチル)(7−オクテン−1−イル)アルミニウム、ジ(イソブチル)(5−ヘキセン−1−イル)アルミニウム、及びジ(イソブチル)(3−ブテン−1−イル)アルミニウムからなる群より選択される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記共触媒が、MAO、DMAO、MMAO、SMAO、フッ化アリールボラン又はフッ化アリールボラートからなる群より選択される、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  5. 工程A)で用いられる前記金属触媒又は金属触媒前駆体が、rac−ジメチルシリルビス−インデニルジルコニウムジクロリド(rac−Me Si(Ind) ZrCl )、又はrac−ジメチルシリルビス−(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロリド(rac−Me Si(2−Me−4−Ph−Ind) ZrCl )である、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  6. 工程A)で用いられる追加的な連鎖移動剤及び/又は鎖シャトリング剤がジエチル亜鉛を含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  7. 工程A)で用いられる前記少なくとも1つの第1の種類のオレフィンモノマーが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択される、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  8. 500〜1,000,000g/molの数平均分子量(M)を有し、かつ、1.1〜5.0の多分散指数(D=M/M)を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の方法によって得られる分岐ポリオレフィン。
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