JP7101185B2 - マルチブロックコポリマー形成用触媒系 - Google Patents

マルチブロックコポリマー形成用触媒系 Download PDF

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実施形態は、オレフィン重合プロセスにおけるチェーンシャトリング剤の使用を含む、特定の触媒組成物を使用した、オレフィン重合触媒、その製造、およびポリオレフィンの生成に関する。
ポリオレフィンの性質および用途は、それらの調製に使用される触媒の特定の特徴に多かれ少なかれ依存する。特定の触媒組成、活性化条件、立体的および電子的特徴等は全て、得られるポリマー生成物の特性の要因となり得る。実際、コモノマーの組み込み、分子量、多分散性、長鎖分岐、および関連する物理特性等(例えば、密度、弾性率、溶融特性、引張特性、および光学特性)などの多数のポリマー特性は全て、触媒設計の影響を受け得る。
近年、明確に定義された分子プロ触媒を使用することにより、概して、分岐構造、立体化学、およびブロックコポリマーの構築を含むポリマーの特性をより高度に制御できるようになった。「ハード」(半結晶性または高ガラス転移温度)ブロックと「ソフト」(低結晶性または低ガラス転移温度の非晶質)ブロックとの両方がポリマー鎖に組み込まれるポリマー設計の後者の態様は、特に困難となっている。単一のポリマー分子の一部が少なくとも2つの異なる触媒によって合成されるように、異なる触媒部位間で成長するポリマー鎖を交換することができるチェーンシャトリング剤(CSA)の使用により、ブロックコポリマー形成における進歩が見られてきた。このようにして、異なる立体選択性またはモノマー選択性などの異なる選択性の触媒の混合物を使用することにより、一般的なモノマー環境からブロックコポリマーを調製することができる。適切な条件下で、効率的なチェーンシャトリングは、ランダムな長さのハードブロックおよびソフトブロックのランダムな分布を特徴とするマルチブロックコポリマーを生成することができる。
マルチブロックコポリマー調製プロセスにおけるCSAと二元触媒との組み合わせの出現によってさえ、該プロセスに対するさらなる改善が行われ得る。例えば、より広範囲の処理条件を可能にする新規の触媒が商業生産に役立つであろう。
ある特定の実施形態では、本開示は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含む、組成物に関し、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含み、
Figure 0007101185000001
、式中、
各Z1は、独立して、(C~C40)炭化水素、(C~C40)ヘテロ炭化水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、CN、CF、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ハロゲン原子、または水素原子であり、
各RC1は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Mは、独立して、元素周期表の3~6族または7~9族のうちのいずれか1つの金属であり、金属は、+2、+3、+4、+5、または+6の形式酸化状態にあり、
nnは、1または2の整数であり、
各Qは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
、Q、およびQの各々は、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビルO-、(C~C40)ヒドロカルビルS-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、((C~C40)ヒドロカルビル)N-、((C~C40)ヒドロカルビル)P-、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Qは、独立して、(C~C40)ヒドロカルビルまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
およびQ、QおよびQ、QおよびQ、ならびにQおよびQは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成するか、あるいはQ~Qのうちのいずれか3つまたは4つは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンのそれぞれの三価または四価類似体を形成し、Q~Qのうちの残りは、上に定義したとおりであり、
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1)2C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、置換されていないか、または1つ以上のR置換基で置換されており、
各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C~C18)アルキル、FC-、FCHO-、FHCO-、FCO-、オキソ(即ち、=O)、RSi-、RGe-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)-、RP-、RN-、RC=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはRNC(O)-であるか、あるいはRのうちの2つは、一緒になって、非置換(C~C18)アルキレンを形成し、各Rが、独立して、非置換(C~C18)アルキルであり、
任意選択で、RC1またはRは、Mとの追加の相互作用を有し得る。
ある特定の実施形態では、本開示は、少なくとも1つの付加重合性モノマーの重合に使用して、マルチブロック(セグメント化)コポリマーを形成するための組成物に関し、該コポリマーは、1つ以上の化学的または物理的特性が異なる2つ以上のブロックまたはセグメントを中に含有し、本組成物は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
ある特定の実施形態では、本開示は、エチレンおよびエチレン以外の少なくとも1つの付加重合性コモノマーの重合に使用して、マルチブロック(セグメント化)コポリマーを形成するための組成物に関し、該コポリマーは、1つ以上の化学的または物理的特性が異なる2つ以上のブロックまたはセグメントを中に含有し、本組成物は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
ある特定の実施形態では、本開示は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を含むオレフィン重合触媒系に関し、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
さらなる実施形態では、本開示は、マルチブロック(セグメント化)コポリマーを調製するためのプロセスに関し、該プロセスは、1つ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含む組成物と接触させることを含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
さらなる実施形態では、本開示は、エチレンおよびエチレン以外の少なくとも1つの共重合性コモノマーを含むマルチブロック(セグメント化)コポリマーを調製するためのプロセスに関し、該プロセスは、エチレンおよびエチレン以外の1つ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含む組成物と接触させることを含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
さらなる実施形態では、本開示は、マルチブロック(セグメント化)コポリマーを調製するためのプロセスに関し、該プロセスは、1つ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組むオレフィン重合触媒系と接触させることを含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
さらなる実施形態では、本開示は、エチレンおよびエチレン以外の少なくとも1つの共重合性コモノマーを含むマルチブロック(セグメント化)コポリマーを調製するためのプロセスに関し、該プロセスは、エチレンおよびエチレン以外の1つ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組むオレフィン重合触媒系と接触させることを含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含む。
ある特定の実施形態では、前述のプロセスは、マルチブロックコポリマー(好ましくは、2つ以上のモノマー、具体的にはエチレンおよびC3~20オレフィンまたはシクロオレフィン、最も具体的にはエチレンおよびC3~20αオレフィンの直鎖マルチブロックコポリマー)などのブロックコポリマーを、相互転化できない複数の触媒を使用して形成するための連続溶液プロセスの形態をとる。つまり、触媒は化学的に異なる。連続溶液重合条件下で、本プロセスは、高いモノマー転化率でのモノマー混合物の重合に最適である。これらの重合条件下で、チェーンシャトリング剤から触媒へのシャトリングは、連鎖成長と比較して有利となり、マルチブロックコポリマー、特に本開示による直鎖マルチブロックコポリマーが高効率で形成される。
本開示の別の実施形態では、セグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマー)、特に、エチレンを重合形態で含むコポリマーが提供され、該コポリマーは、コモノマー含有量もしくは密度、または他の化学的もしくは物理的特性が異なる2つ以上(好ましくは3つ以上)のセグメントを中に含有する。コポリマーは、好ましくは、10.0以下(例えば、9.0以下、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下、4.0以下、3.0以下、2.8以下など)の分子量分布Mw/Mnを保有する。最も好ましくは、本開示のポリマーはエチレンマルチブロックコポリマーである。
本開示のさらに別の実施形態では、前述のセグメント化またはマルチブロックコポリマーの官能化誘導体が提供される。
本開示の重合プロセスで生じるチェーンシャトリングプロセスを例示する。 本開示のある特定の実施例についてのGPCトレースを提供する。 本開示のある特定の実施例についてのGPCトレースを提供する。
定義
元素周期表への全ての言及は、CRC Press,Inc.,2003によって出版および著作権保護された元素周期表を指す。また、族(単数または複数)へのいかなる言及も、族の番号付けのためのIUPACシステムを使用するこの元素周期表に反映される族(単数または複数)に対するものとする。相反する記載がない限り、文脈から黙示的でない限り、または当該技術分野で慣習的でない限り、全ての部およびパーセントは重量に基づき、全ての試験方法は本開示の出願日時点で最新のものである。米国特許慣行のため、参照されるいかなる特許、特許出願、または刊行物の内容の全体も、特に合成技術、製品設計および加工設計、ポリマー、触媒、定義(本開示に具体的に提供されるいかなる定義とも矛盾しない程度まで)の開示、ならびに当該技術分野における一般的知識に関して、参照により組み込まれる(またはその米国版に相当するものの全体が、参照によりそのように組み込まれる)。
本開示における数の範囲は、本明細書に開示の組成物に関する場合、概数であり、したがって別段に指定されない限り、範囲外の値を含み得る。数値範囲には、下限値および上限値(これらを含む)からの全ての値が含まれ、分数または小数が含まれる。
「チェーンシャトリング剤」および「連鎖移動剤」という用語は、当業者に知られているものを指す。具体的には、「シャトリング剤」または「チェーンシャトリング剤」という用語は、重合条件下で様々な活性触媒部位間でポリメリル移動を引き起こすことができる化合物または化合物の混合物を指す。即ち、ポリマーフラグメントの移動は、容易かつ可逆的な様式で活性触媒部位へのおよびそこからの両方で起こる。シャトリング剤またはチェーンシャトリング剤とは対照的に、いくつかの主族アルキル化合物のような単に「連鎖移動剤」として作用する薬剤は、例えば、連鎖移動剤上のアルキル基を触媒上の成長中のポリマー鎖と交換することができ、これは一般にポリマー鎖の成長の停止をもたらす。この場合、主族中心は、チェーンシャトリング剤が行うような様式で、触媒部位との可逆的移動に関与するのではなく、死んだポリマー鎖の貯蔵所として作用し得る。望ましくは、チェーンシャトリング剤とポリアリール鎖との間に形成された中間体は、この中間体と他の任意の成長ポリメリル鎖との間の交換に対して十分に安定ではなく、したがって連鎖停止は比較的まれである。
本明細書で使用される「プロ触媒」または「触媒前駆体」という用語は、活性化共触媒と組み合わされると、不飽和モノマーの重合が可能である遷移金属種を指す。例えば、CpZr(CHは、触媒前駆体であり、活性化共触媒と組み合わせると、不飽和モノマーの重合が可能である活性触媒種「CpZr(CH」となる。明確にするために、「プロ触媒」、「遷移金属触媒」、「遷移金属触媒前駆体」、「触媒」、「触媒前駆体」、「重合触媒または触媒前駆体」、「金属錯体」、「錯体」、「金属-配位子錯体」などの用語、および同様の用語は、本開示において交換可能であるように意味される。「触媒」または「プロ触媒」には、当技術分野において公知のもの、ならびにWO2005/090426、WO2005/090427、WO2007/035485、WO2009/012215、WO2014/105411、米国特許公開第2006/0199930号、同第2007/0167578号、同第2008/0311812号、および米国特許第7,355,089(B2)号、同第8,058,373(B2)号、および同第8,785,554(B2)号に開示されているものが含まれ、これらは全て参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
「共触媒」または「活性化剤」は、プロ触媒を、プロ触媒と組み合うかまたはプロ触媒に接触することによって活性化して、活性触媒組成物を形成することができる、当技術分野において公知のもの、例えばWO2005/090427および米国特許第8,501,885(B2)号に開示されているものを指す。
「付加重合条件」、「重合条件」という用語、および同様の用語は、不飽和モノマーの重合のための当業者に知られている条件を指す。
「ポリマー」は、同じ種類であるか異なる種類であるかにかかわらず、モノマーを重合することによって調製される化合物を指す。したがって、ポリマーという一般的な用語は、通常、1種類のモノマーのみから調製されたポリマーを指すために使用されるホモポリマーという用語および以下に定義されるインターポリマーという用語を包含する。それはまた、全ての形態のインターポリマー、例えば、ランダム、ブロック、均質、不均質などを包含する。「インターポリマー」および「コポリマー」とは、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを指す。これらの総称には、古典的なコポリマー、即ち、2種の異なるタイプのモノマーから調製されるポリマー、および2種を超える異なるタイプのモノマーから調製されるポリマー、例えば、ターポリマー、テトラポリマーなどの両方が含まれる。「ポリエチレン」という用語は、エチレンのホモポリマーおよびエチレンとエチレンが少なくとも50モルパーセントを構成する1つ以上のC3~8のα-オレフィンとのコポリマーを含む。「結晶性」という用語は、用いられる場合、示差走査熱量測定(DSC)または同等の技法によって決定して、第1次転移または結晶融点(Tm)を保有するポリマーを指す。この用語は、「半結晶性」という用語と互換的に使用され得る。「非晶質」という用語は、示差走査熱量測定法(DSC)または同等の技法によって決定して、結晶融点を欠いているポリマーを指す。
「オレフィンブロックコポリマー(OBC)」、「ブロックコポリマー」、「マルチブロックコポリマー」、または「セグメント化コポリマー」という用語は、好ましくは直鎖状に結合した2つ以上の化学的に異なる領域またはセグメント(「ブロック」と呼ばれる)を含むポリマー、即ちペンダント型またはグラフト化形態ではなく、重合した官能基に関して(共有結合で)端から端まで結合した化学的に区別される単位を含むポリマーを指す。ブロックは、そこに組み込まれるコモノマーの量もしくは種類、密度、結晶化度の量、結晶化度の種類(例えば、ポリエチレン対ポリプロピレン)、そのような組成のポリマーに起因する結晶のサイズ、立体規則性の種類もしくは程度(アイソタクチックもしくはシンジオタクチック)、部位規則性もしくは部位不規則性、長鎖分岐もしくは超分岐を含む分岐の量、均一性、および/または任意の他の化学的もしくは物理的特性において異なり得る。例えば、オレフィンブロックコポリマーは、コモノマー含有量がより低い「ハードブロック」(半結晶性または高いガラス転移温度)およびコモノマー含有量がより高い「ソフトブロック」(低い結晶化度、またはガラス転移温度が低い非晶質)を含み得る。逐次モノマー付加、流動性触媒、またはアニオン重合技術によって生成されたコポリマーを含む先行技術のブロックコポリマーと比較して、本開示のブロックコポリマーは、好ましい実施形態では触媒と組み合わせたシャトリング剤(複数可)の効果のために、ポリマー多分散性(PDIまたはMw/Mn)の固有の分布、ブロック長分布、および/またはブロック数分布によって特徴付けられる。より具体的には、連続プロセスで生成される場合、ブロックコポリマーは、望ましくは、1.0~10.0(例えば、1.0~9.0、1.0~8.0、1.0~7.0、1.0~6.0、1.0~5.0、1.0~4.0、1.0~3.5、1.0~3.0、1.7~2.9、1.8~2.5、1.8~2.2、および/または1.8~2.1)のPDIを保有する。半バッチプロセスで生成される場合、ブロックポリマーは、望ましくは、1.0~10.0(例えば、1.0~9.0、1.0~8.0、1.0~7.0、1.0~6.0、1.0~5.0、1.0~4.0、1.0~3.5、1.0~3.0、1.7~2.9、1.8~2.5、1.8~2.2、および/または1.8~2.1)のPDIを保有する。
「エチレンマルチブロックコポリマー」という用語は、エチレンと1つ以上の共重合性コモノマーとを含むマルチブロックコポリマーを意味し、エチレンは、ポリマー中の少なくとも1つのブロックまたはセグメントの複数の重合モノマー単位、好ましくは少なくとも90モルパーセント、より好ましくは少なくとも95モルパーセント、最も好ましくは少なくとも98モルパーセントのブロックを含む。総ポリマー重量に基づいて、本開示のエチレンマルチブロックコポリマーは、好ましくは25~97重量パーセント、より好ましくは40~96重量パーセント、さらにより好ましくは55~95重量パーセント、最も好ましくは65~85重量パーセントのエチレン含有量を有する。
2つ以上のモノマーから形成されたそれぞれの識別可能なセグメントまたはブロックが、単一のポリマー鎖に結合されているため、ポリマーは、標準的な選択的抽出技術を用いて完全に分画することができない。例えば、比較的結晶質である領域(高密度セグメント)および比較的非結晶質である領域(低密度セグメント)を含有するポリマーは、異なる溶媒を用いて選択的に抽出または分画することができない。好ましい実施形態では、ジアルキルエーテルまたはアルカン溶媒のいずれかを使用して抽出可能なポリマーの量は、総ポリマー重量の10パーセント未満、好ましくは7パーセント未満、より好ましくは5パーセント未満、最も好ましくは2パーセント未満である。
加えて、本開示のマルチブロックコポリマーは、ポアソン分布ではなくシュルツ-フローリー分布に適合するPDIを保有することが望ましい。本重合プロセスの使用により、多分散ブロック分布およびブロックサイズの多分散分布の両方を有する生成物が得られる。これにより、改善された識別可能な物理的特性を有するポリマー生成物の形成が生じる。多分散ブロック分布の理論的利点は、Potemkin,Physical Review E(1998)57(6),pp.6902-6912、およびDobrynin,J.Chem.Phvs.(1997)107(21),pp.9234-9238において既にモデル化され論じられている。
さらなる実施形態では、本開示のコポリマー、特に連続溶液重合反応器で生成されるものは、ブロック長の最確分布を有する。本開示による例示的なコポリマーは、末端ブロックを含む4つ以上のブロックまたはセグメントを含むマルチブロックコポリマーである。
結果として得られたポリマーの以下の数学的処理は、本開示のポリマーに適用されると考えられる理論的に導出されたパラメータに基づいており、特に定常状態の連続したよく混合された反応器において、2つ以上の触媒を使用して調製された結果として得られたポリマーのブロック長が、pが触媒Iからのブロック配列に関する伝搬の確率である様式で導出された最確分布に各々従うことになることを示す。理論的処理は、当該技術分野で既知の標準的な仮定および方法に基づいており、鎖またはブロックの長さの影響を受けない質量作用反応速度式の使用を含む、分子構造に対する重合速度の影響の予測に使用される。そのような方法は、W.H.Ray,J.Macromol.Sci.,Rev.Macromol.Chem.,C8,1(1972)、およびA.E.Hamielec and J.F.MacGregor,“Polymer Reaction Engineering”,K.H.Reichert and W.Geisler,Eds.,Hanser,Munich,1983で以前に開示されている。加えて、同じ触媒によって形成された隣接する配列が単一のブロックを形成することが仮定される。触媒iの場合、長さnの配列の割合はX[n]によって付与され、ここで、nは、ブロック内のモノマー単位の数を表す1から無限の整数である。
[n]=(1-p)p (n-1)ブロック長の最確分布
Figure 0007101185000002
各触媒は、伝播の確率(p)を有し、一意の平均ブロック長および分布を有するポリマーセグメントを形成する。最も好ましい実施形態では、伝播の確率は次のように定義される:
Figure 0007101185000003
各触媒について、i={1,2...}であり、ここで、
Rp[i]=触媒iによるモノマー消費速度(モル/L)、
Rt[i]=触媒iの連鎖移動および停止の合計速度(モル/L)、
Rs[i]=休止ポリマーによる他の触媒へのチェーンシャトリング速度(モル/L)、および
[C]=触媒iの濃度(モル/L)。
休止ポリマー鎖は、CSAに結合しているポリマー鎖を指す。全体的なモノマー消費またはポリマー伝播速度Rp[i]は、総モノマー濃度[M]を乗じた見かけの速度定数
Figure 0007101185000004
を使用して次のように定義される:
Figure 0007101185000005
以下に、水素への連鎖移動(H)、ベータ水素化物の除去、およびチェーンシャトリング剤(CSA)への連鎖移動についての値を含む合計連鎖移動速度を付与する。反応器の滞留時間はθで付与され、添字付きの各k値は速度定数である。
Rt[i]=θkH2i[H][C]+θkβi[C]+θkai[CSA][C
二元触媒系の場合、触媒1と2との間のポリマーのチェーンシャトリング速度は以下のとおりである:
Rs[1]=Rs[2]=θka1[CSA]θka2[C][C]。
2つ超の触媒を用いる場合には、Rs[i]の理論関係における追加の項および複雑性が生じるが、結果として得られるブロック長分布が最確であるという究極的結論には影響しない。
化学化合物に関して使用される場合、特に別途示されない限り、単数は全ての異性形態を含み、その逆もまた同様である(例えば、「ヘキサン」は個別にまたは集団的にヘキサンの全ての異性体を含む)。「化合物」および「錯体」という用語は、本明細書では互換的に使用され、有機化合物、無機化合物、および有機金属化合物を指す。「原子」という用語は、イオン状態に関係なく、つまり、これが電荷または部分電荷を帯びているか、あるいは別の原子に結合しているかに関係なく、元素の最小成分を指す。「ヘテロ原子」という用語は、炭素または水素以外の原子を指す。好ましいヘテロ原子には、F、Cl、Br、N、O、P、B、S、Si、Sb、Al、Sn、As、Se、およびGeが含まれる。
「ヒドロカルビル」という用語は、水素および炭素原子のみを含有し、分岐鎖状または非分岐鎖状の、飽和または不飽和、環式、多環式、または非環式の種を含む一価置換基を指す。例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基、アリール基、およびアルキニル基が含まれる。「置換ヒドロカルビル」は、1つ以上の非ヒドロカルビル置換基で置換されたヒドロカルビル基を指す。「ヘテロ原子含有ヒドロカルビル」または「ヘテロヒドロカルビル」という用語は、水素または炭素以外の少なくとも1つの原子が1つ以上の炭素原子および1つ以上の水素原子と共に存在する一価の基を指す。「ヘテロカルビル」という用語は、1つ以上の炭素原子および1つ以上のヘテロ原子を含有し、水素原子を含有しない基を指す。炭素原子と任意のヘテロ原子との間の結合、および任意の2つのヘテロ原子間の結合は、単一または複数の共有結合または配位結合または他の供与結合であり得る。このため、ヘテロシクロアルキル基、アリール置換ヘテロシクロアルキル基、ヘテロアリール基、アルキル置換ヘテロアリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ジヒドロカルビルボリル基、ジヒドロカルビルホスフィノ基、ジヒドロカルビルアミノ基、トリヒドロカルビルシリル基、ヒドロカルビルチオ基、またはヒドロカルビルセレノ基で置換されたアルキル基は、用語ヘテロアルキルの範囲内である。好適なヘテロアルキル基の例には、シアノメチル基、ベンゾイルメチル基、(2-ピリジル)メチル基、およびトリフルオロメチル基が含まれる。
本明細書で使用される場合、「芳香族」という用語は、(4δ+2)π電子を含む多原子環式共役環系を指し、δは1以上の整数である。2つ以上の多原子環式環を含む環系に関して本明細書で使用される「融合」という用語は、その少なくとも2つの環に関して、少なくとも1対の隣接原子が両方の環に含まれることを意味する。「アリール」という用語は、単一の芳香環、あるいは一緒に融合、共有結合、またはメチレンもしくはエチレン部分などの共通基に結合した複数の芳香環であってもよい一価の芳香族置換基を指す。芳香環(複数可)の例には、とりわけ、フェニル、ナフチル、アントラセニル、およびビフェニルが含まれる。
「置換アリール」は、任意の炭素に結合した1つ以上の水素原子が、1つ以上の官能基、例えば、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、置換ヘテロシクロアルキル、ハロゲン、アルキルハロ(例えば、CF)、ヒドロキシ、アミノ、ホスフィド、アルコキシ、アミノ、チオ、ニトロ、ならびに、芳香環(複数可)に縮合し、共有結合またはメチレンもしくはエチレン部分などの共通基に結合した飽和および不飽和両方の環式炭化水素によって代置される、アリール基を指す。共通の連結基は、ベンゾフェノン中のようなカルボニル、またはジフェニルエーテル中のようなに酸素、またはジフェニルアミン中のような窒素であってもよい。
所与の触媒によって生成されるコポリマーの場合、コポリマー中のコモノマーとモノマーとの相対量、したがってコポリマー組成は、コモノマーとモノマーとの相対反応速度によって決定される。数学的に、コモノマーとモノマーとのモル比は、以下によって付与される。
Figure 0007101185000006
ここで、Rp2およびRp1は、それぞれ、コモノマーの重合速度およびモノマーの重合速度であり、FおよびFは、コポリマー中の各々のモル分率である。F+F=1であるので、この等式を以下のものに再配列することができる。
Figure 0007101185000007
コモノマーおよびモノマーの個々の重合速度は、典型的には、温度、触媒、およびモノマー/コモノマー濃度の複雑な関数である。反応媒体中のコモノマー濃度がゼロに減るときの極限において、Rp2はゼロに減り、Fはゼロになり、ポリマーは純粋なモノマーで構成される。反応器内にモノマーが存在しない制限的な場合、Rp1はゼロになり、Fは1である(コモノマーが単独で重合できる場合)。
ほとんどの均一触媒では、反応器内のコモノマーとモノマーとの割合が、末端共重合モデルまたは最後から2番目の共重合モデルのいずれかに従って決定して、ポリマー組成の大部分を決定する。
挿入された最後のモノマーの属性が後続のモノマーの挿入速度を決定付けるランダムコポリマーには、末端共重合モデルが用いられる。このモデルでは、この種類の挿入反応:
Figure 0007101185000008
ここで、Cは触媒を表し、Mはモノマーiを表し、kijは以下の速度式を有する速度定数である。
Figure 0007101185000009
反応媒体中のコモノマーのモル分率(i=2)は、次の等式によって定義される。
Figure 0007101185000010
George Odian,Principles of Polymerization,Second Edition,John Wiley and Sons,1970に開示されているように、コモノマー組成の簡単な等式を次のように導出すことができる。
Figure 0007101185000011
この等式から、ポリマー中のコモノマーのモル分率は、反応媒体中のコモノマーのモル分率、および挿入速度定数に関して次のように定義された2つの温度依存反応性比にのみ依存する。
Figure 0007101185000012
あるいは、最後から2番目の共重合モデルでは、成長中のポリマー鎖に挿入された最後2つのモノマーの属性が、その後のモノマー挿入の速度を決定付ける。重合反応は、以下の形態であり、
Figure 0007101185000013
個々の速度式は、
Figure 0007101185000014
である。
コモノマー含有量は次のように計算することができ(これも上記のGeorge Odianで開示されている)、
Figure 0007101185000015
式中、Xは次のように定義され、
Figure 0007101185000016
反応性比は次のように定義される。
Figure 0007101185000017
このモデルでも、ポリマー組成は、反応器内の温度依存反応性比およびコモノマーモル分率のみの関数である。逆になったコモノマーまたはモノマーの挿入が発生し得る場合、または2つを超えるモノマーの共重合の場合にも同じことが言える。
前述のモデルで使用するための反応性比は、周知の理論手法を使用して予測するか、または実際の重合データから経験的に導出され得る。好適な理論手法は、例えば、B.G.Kyle,Chemical and Process Thermodynamics,Third Addition,Prentice-Hall,1999 and in Redlich-Kwong-Soave(RKS)Equation of State,Chemical Engineering Science,1972,pp.1197-1203に開示されている。市販のソフトウェアプログラムを使用して、経験的に導出されたデータからの反応性比の導出を支援してもよい。そのようなソフトウェアの一例は、Aspen Technology,Inc.,Ten Canal Park,Cambridge,MA 02141-2201 USAからのAspen Plusである。
前述の理論的考察に基づいて、本開示は、2つ以上の付加重合性モノマー、特にエチレンおよび少なくとも1つの共重合性コモノマーの重合に使用して、高分子量のセグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマー)を形成するための組成物または触媒系に代替的に関連していてもよく、該コポリマーは、本明細書でさらに開示される1つ以上の化学的または物理的特性が異なる2つ以上(好ましくは3つ以上)のセグメントまたはブロックを中に含有し、触媒系または組成物は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)等価の重合条件下で第1のオレフィン重合プロ触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的または物理的特性が異なるポリマーを調製することができる第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含み、
ここで、
第1のオレフィン重合プロ触媒のr(r1A)と、
第2のオレフィン重合プロ触媒のr(r1B)とは、
重合条件下での反応性比の比(r1A/r1B)が0.5以下(例えば、0.25以下、0.125以下、0.08以下、0.04以下)となるように選択される。
加えて、2つ以上の付加重合性モノマー(特にエチレンおよび少なくとも1つの共重合性コモノマー)の重合に使用して、高分子量のセグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマー)を形成するためのプロセス、好ましくは溶液プロセス(および最も好ましくは連続溶液プロセス)がここで提供され、該コポリマーは、本明細書でさらに開示される1つ以上の化学的または物理的特性が異なる2つ以上(好ましくは3つ以上)のセグメントまたはブロックを中に含有し、本プロセスは、重合条件下で2つ以上の付加重合性モノマー(特にエチレンおよび少なくとも1つの共重合性コモノマー)を、触媒系または組成物と組み合わせるステップを含み、この触媒系または組成物は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)等価の重合条件下で第1のオレフィン重合プロ触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的または物理的特性が異なるポリマーを調製することができる第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含み、
ここで、
第1のオレフィン重合プロ触媒のr(r1A)と、
第2のオレフィン重合プロ触媒のr(r1B)とは、
重合条件下での反応性比の比(r1A/r1B)が0.5以下(例えば、0.25以下、0.125以下、0.08以下、0.04以下)となるように選択される。
さらに、2つ以上の付加重合性モノマー(それぞれ、モノマーおよびコモノマー(複数可)を指す)、特にエチレンおよび少なくとも1つの共重合性コモノマーの重合に使用して、高分子量のセグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマー)を形成するための組成物または触媒系がここで提供され、該コポリマーは、本明細書でさらに開示される1つ以上の化学的または物理的特性が異なる2つ以上(好ましくは3つ以上)のセグメントまたはブロックを中に含有し、この触媒系または組成物は、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)等価の重合条件下で第1のオレフィン重合プロ触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的または物理的特性が異なるポリマーを調製することができる第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含み、
第1のオレフィン重合プロ触媒から得られるコポリマーのモルパーセントでのコモノマー含有量(F)と、
第2のオレフィン重合プロ触媒から得られるコポリマーのモルパーセントでのコモノマー含有量(F)とは、
重合条件下での比(F/F)が2以上(例えば、4以上、10以上、15以上、および20以上)になるように選択される。
加えて、2つ以上の付加重合性モノマー(それぞれ、モノマーおよびコモノマー(複数可)を指す)、特にエチレンおよび少なくとも1つの共重合性コモノマーの重合に使用して、高分子量のセグメント化コポリマー(マルチブロックコポリマー)を形成するためのプロセス、好ましくは溶液プロセス(より好ましくは連続溶液プロセス)がここで提供され、該コポリマーは、本明細書でさらに開示される1つ以上の化学的または物理的特性が異なる2つ以上(好ましくは3つ以上)のセグメントまたはブロックを中に含有し、本プロセスは、重合条件下で、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)等価の重合条件下で第1のオレフィン重合プロ触媒(A)によって調製されるポリマーとは化学的または物理的特性が異なるポリマーを調製することができる第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせるステップであって、
第1のオレフィン重合プロ触媒から得られるコポリマーのモルパーセントでのコモノマー含有量(F)と、
第2のオレフィン重合プロ触媒から得られるコポリマーのモルパーセントでのコモノマー含有量(F)とは、
重合条件下での比(F/F)が2以上(例えば、4以上、10以上、15以上、および20以上)になるように選択される、ステップと、
ポリマー生成物を回収するステップと、を含む。
モノマー
本開示のオレフィンブロックコポリマーまたはマルチブロックコポリマーの調製における使用に好適なモノマーには、エチレンおよびエチレン以外の1つ以上の付加重合性モノマー(即ち、コモノマー)が含まれる。好適なコモノマーの例としては、3~30個、好ましくは3~20個の炭素原子の直鎖または分岐α-オレフィン、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-l-ペンテン、3-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、および1-エイコセン;3~30個、好ましくは3~20個の炭素原子のシクロオレフィン、例えば、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、および2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-l,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロ-ナフタレン;ジおよびポリオレフィン、例えば、ブタジエン、イソプレン、4-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,4-ヘキサジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-オクタジエン、1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、および5,9-ジメチル,4,8-デカトリエン;芳香族ビニル化合物、例えば、モノまたはポリアルキルスチレン(スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、およびp-エチルスチレンを含む)、ならびに官能基含有誘導体、例えば、メトキシスチレン、エトキシスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、酢酸ビニルベンジル、ヒドロキシスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、ジビニルベンゼン、3-フェニルプロペン、4-フェニルプロペン、α-メチルスチレン、塩化ビニル、1,2-ジフルオロエチレン、1,2-ジクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、および3,3,3-トリフルオロ-l-プロペンが挙げられる。
チェーンシャトリング剤(CSA)
「シャトリング剤」という用語は、重合条件下で、組成物/触媒系/プロセスに含まれる触媒の少なくとも2つの活性触媒部位の間でポリメリル交換を引き起こすことができる、本開示の組成物/触媒系/プロセスに用いられる化合物または化合物の混合物を指す。即ち、ポリマー断片の移動は、活性触媒部位のうちの1つ以上に対しておよびそれらからの両方で起こる。シャトリング剤とは対照的に、「連鎖移動剤」は、ポリマー鎖の成長の停止を引き起こし、触媒から移動剤への成長ポリマーの1回の移動に相当する。好ましくは、シャトリング剤は、0.01~100、より好ましくは0.1~10、最も好ましくは0.5~2.0、最も極めて好ましくは0.8~1.2の活性比R/Rを有する。Rは、シャトリング剤を介した触媒A活性部位から触媒B活性部位へのポリマー移動速度であり、Rは、逆ポリマー移動速度、即ち、シャトリング剤を介した触媒B活性から始まる触媒A活性部位への交換速度である。望ましくは、シャトリング剤とポリメリル鎖との間に形成される中間体は、連鎖停止が比較的まれであるように、十分に安定である。望ましくは、3つの区別可能なポリマーセグメントまたはブロックを達成する前に、シャトル-ポリマー生成物の90パーセント未満、好ましくは75パーセント未満、より好ましくは50パーセント未満、最も望ましくは10パーセント未満が停止される。理想的には、チェーンシャトリングの速度(ポリマー鎖を触媒部位からチェーンシャトリング剤に、次に触媒部位に戻して移動させるのに必要な時間によって定義される)は、ポリマー停止の速度と同等、またはそれよりも速く、さらには最大でポリマーの停止速度よりも10倍、またはさらには100倍速い。これにより、ポリマーの伝播と同じ時間スケールでポリマーブロックが形成されるようになる。
本明細書での使用に好適なチェーンシャトリング剤には、少なくとも1つのC1~20ヒドロカルビル基を含む、1、2、12、または13族の金属化合物または錯体、好ましくは、各ヒドロカルビル基に1~12個の炭素を含むヒドロカルビル置換マグネシウム、アルミニウム、ガリウム、または亜鉛化合物、およびそのプロトン源との反応生成物が含まれる。好ましいヒドロカルビル基は、アルキル基、好ましくは、直鎖状または分岐状C2~8アルキル基である。本発明で使用するために最も好ましいシャトリング剤は、トリアルキルアルミニウムおよびジアルキル亜鉛化合物、特に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(i-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、トリエチルガリウム、またはジエチル亜鉛である。追加の好適なシャトリング剤には、上述の有機金属化合物、好ましくはトリ(C1~8)アルキルアルミニウムもしくはジ(C1~8)アルキル亜鉛化合物、特に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(i-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、またはジエチル亜鉛を、化学量論量未満(ヒドロカルビル基の数に対して)の二級アミンまたはヒドロキシル化合物、特にビス(トリメチルシリル)アミン、t-ブチル(ジメチル)シロキサン、2-ヒドロキシメチルピリジン、ジ(n-ペンチル)アミン、2,6-ジ(t-ブチル)フェノール、エチル(l-ナフチル)アミン、ビス(2,3,6,7-ジベンゾ-l-アザシクロヘプタンアミン)、または2,6-ジフェニルフェノールと組み合わせることによって形成される反応生成物または混合物が含まれる。金属原子あたり1つのヒドロカルビル基が残るように、十分なアミンまたはヒドロキシル試薬が使用される。シャトリング剤として本開示において最も有用な前述の組み合わせの主な反応生成物は、n-オクチルアルミニウム ジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)、i-プロピルアルミニウム ビス(ジメチル(t-ブチル)シロキシド)、およびn-オクチルアルミニウム ジ(ピリジニル-2-メトキシド)、i-ブチルアルミニウム ビス(ジメチル(t-ブチル)シロキサン)、i-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)、i-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(l-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-l-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、エチル亜鉛(2,6-ジフェニルフェノキシド)、およびエチル亜鉛(t-ブトキシド)である。
本開示のさらなる実施形態では、好適なチェーンシャトリング剤には、二価金属(例えば、Zn)、三価金属(例えば、Al)、または二価金属と三価金属との混合物を含有する金属アルキルが含まれる。ある特定の実施形態では、チェーンシャトリング剤は、ジアルキル亜鉛などの二価金属アルキルである。ある特定の実施形態では、チェーンシャトリング剤は、トリアルキルアルミニウムなどの三価金属アルキルである。ある特定の実施形態では、有機金属化合物は、二価金属アルキル(例えば、ジアルキル亜鉛)と三価金属アルキル(例えば、トリアルキルアルミニウム)との混合物である。ある特定の実施形態では、チェーンシャトリング剤は、99:1~1:99(例えば、95:5~50:50、90:10~80:20、90:10~70:30など)の三価/二価金属比の三価金属と二価金属との混合物である。ある特定の実施形態では、チェーンシャトリング剤は、アルミニウムと亜鉛金属との混合物を、99:1~1:99(例えば、95:5~50:50、90:10~80:20、90:10~70:30など)のアルミニウム/亜鉛比で含有する金属アルキルである。
ある触媒または触媒の組み合わせに好適なシャトリング剤は、異なる触媒または触媒の組み合わせで使用するのに必ずしも良好またはさらには満足のいくものではない場合があることを当業者は理解することになる。いくつかの可能性のあるシャトリング剤は、1つ以上の触媒の性能に悪影響を与える可能性があり、それを理由に使用が望ましくない場合もある。したがって、チェーンシャトリング剤の活性は、望ましいポリマー特性を達成するために、触媒の触媒活性と均衡がとれていることが望ましい。本開示のいくつかの実施形態では、最大可能速度よりも低いチェーンシャトリング活性(連鎖移動の速度によって測定して)を有するシャトリング剤の使用によって最良の結果が得られてもよい。
しかし、一般には、好ましいシャトリング剤は、最高のポリマー移動速度と最高の移動効率(連鎖停止の発生率の低下)を保有する。そのようなシャトリング剤は、低濃度で使用しても、所望の程度のシャトリングを達成し得る。加えて、そのようなシャトリング剤により、可能な限り最短のポリマーブロック長の生成がもたらされる。反応器内のポリマーの有効分子量が減少し、それにより反応混合物の粘度が低下し、結果として運転コストが低下するという事実により、単一交換部位を有するチェーンシャトリング剤を使用することが極めて望ましい。
第1のオレフィン重合プロ触媒(A)
本開示の第1のオレフィン重合プロ触媒(A)の範囲内にある好適なプロ触媒には、所望の組成または種類のポリマーの調製に適合し、チェーンシャトリングによる可逆的連鎖移動が可能な以下で考察する触媒/錯体が含まれる。上述のように、本明細書で使用される「プロ触媒」、「触媒」、「金属錯体」、および「錯体」という用語は、交換可能であるものとする。ある特定の実施形態では、第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、本開示のオレフィンブロックコポリマーのソフトブロック/セグメント触媒(即ち、高いコモノマー組み込み剤)である。
不均一系触媒および均一系触媒の両方が使用され得る。不均一系触媒の例には、周知のチーグラー-ナッタ組成物、特に2族金属ハライド上に担持された4族金属ハライドまたは混合ハライドおよびアルコキシド、ならびに周知のクロムまたはバナジウム系触媒が挙げられる。好ましくは、本明細書で使用するための触媒は、比較的純粋な有機金属化合物または金属錯体、特に3~15族または元素周期表のランタニド系列から選択される金属をベースとする化合物または錯体を含む均一系触媒である。
本明細書で使用するための金属錯体は、1つ以上の非局在化π結合配位子または多価ルイス塩基配位子を含有する元素の周期表の3~15族から選択することができる。例としては、メタロセン、ハーフメタロセン、拘束幾何、および多価ピリジルアミン、または他のポリキレート化塩基錯体が挙げられる。錯体は、一般式:MK、またはその二量体によって一般的に表され、式中、
Mは、元素周期表の3~15族、好ましくは3~10族、より好ましくは4~10族、最も好ましくは4族から選択される金属であり、
Kは、出現ごとに独立して、それを介してKがMに結合される非局在化π電子または1以上の電子対を含有する基であり、該K基は、水素原子を含まない最大50個の原子を含有し、任意選択で、2つ以上のK基は、一緒になって接合して架橋構造を形成してもよく、さらに任意選択で1個以上のK基は、Z、X、またはZとXの両方に結合してもよく、
Xは、出現ごとに独立して、最大40個の非水素原子を有する一価のアニオン性部分であり、任意選択で1つ以上のX基が一緒になって結合することによって二価または多価アニオン基を形成してもよく、さらに任意選択で、1つ以上のX基および1つ以上のZ基が一緒になって結合することによって、Mに共有結合し、かつそれに配位している部分を形成してもよく、あるいは2つのX基が一緒になって、最大40個の非水素原子の二価アニオン性配位子基を形成するか、あるいは一緒に非局在化π電子によってMに結合した4~30個の非水素原子を有する共役ジエンであり、その際、Mは、+2形式的な酸化状態にあり、
Zは、出現ごとに独立して、ZがMに配位する少なくとも1つの非共有電子対を含有する最大50個の非水素原子の中性ルイス塩基ドナー配位子であり、
kは、0~3の整数であり、xは、1~4の整数であり、Zは、0~3の数であり、
和、k+xは、Mの形式的酸化状態に等しい。
好適な金属錯体としては、環式または非環式の非局在化π結合アニオン配位子基であり得る、1~3個のπ結合アニオンまたは中性配位子基を含有するものが挙げられる。このようなπ結合基の例は、共役または非共役の、環式または非環式のジエンおよびジエニル基、アリル基、ボラタベンゼン基、ホスホール、ならびにアレーン基である。「π結合」という用語は、部分的に非局在化したπ結合からの電子を共有することによって、配位子基が遷移金属に結合していることを意味する。
非局在化したπ結合基中の各原子は、水素、ハロゲン、ヒドロカルビル、ハロヒドロカルビル、ヒドロカルビル置換ヘテロ原子からなる群から選択されるラジカルで独立に置換されていてもよく、このヘテロ原子は、周期表の14~16族から選択され、このようなヒドロカルビル置換ヘテロ原子は、15族または16族のヘテロ原子含有部分でさらに置換される。さらに、2つ以上のそのような基が一緒になって、部分的にまたは完全に水素化された縮合環系を含む縮合環系を形成してもよく、またはそれらは金属と共に金属環を形成してもよい。「ヒドロカルビル」という用語に含まれるのは、C1~20直鎖、分岐鎖および環式アルキルラジカル、C6~20芳香族ラジカル、C7~20アルキル置換芳香族ラジカル、およびC7~20アリール置換アルキルラジカルである。好適なヒドロカルビル置換ヘテロ原子ラジカルとしては、各々のヒドロカルビル基が1~20個の炭素原子を含有する、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、窒素、リンまたは酸素の一置換、二置換および三置換ラジカルが挙げられる。例としては、N、N-ジメチルアミノ、ピロリジニル、トリメチルシリル、トリエチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、メチルジ(t-ブチル)シリル、トリフェニルゲルミル、およびトリメチルゲルミル基が挙げられる。15族または16族ヘテロ原子含有部分の例としては、アミノ、ホスフィノ、アルコキシ、またはアルキルチオ部分もしくはそれらの二価誘導体、例えば遷移金属またはランタニド金属に結合し、かつヒドロカルビル基、π結合基、またはヒドロカルビル置換ヘテロ原子に結合したアミド、ホスフィド、アルキレンオキシまたはアルキレンチオ基が挙げられる。
好適なアニオン性、非局在化π-結合基の例には、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル、テトラヒドロインデニル、テトラヒドロフルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、ペンタジエニル、シクロヘキサジエニル、ジヒドロアントラセニル、ヘキサヒドロアントラセニル、デカヒドロアントラセニル基、ホスホール、およびボラタベンジル基、ならびにそれらの不活性に置換された誘導体、特にそれらのC1~10ヒドロカルビル置換またはトリス(C1~10ヒドロカルビル)シリル置換誘導体が含まれる。好ましいアニオン性非局在化π結合基は、シクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、テトラメチルシクロペンタジエニル、テトラメチルシリルシクロペンタジエニル、インデニル、2,3-ジメチルインデニル、フルオレニル、2-メチルインデニル、2-メチル-4-フェニルインデニル、テトラヒドロフルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、1-インダセニル、3-ピロリジノインデン-1-イル、3,4-(シクロペンタ(1)フェナントレン-1-イル、およびテトラヒドロインデニルである。
ボラタベンゼニル配位子は、ベンゼンに対するホウ素含有類似体であるアニオン配位子である。これらは、G.Herberich,et al.,in Organometallics,14,1,471-480(1995)に記載されていることで、当該技術分野において以前から既知である。好ましいボラタベンゼニル配位子は次式に対応し、
Figure 0007101185000018
式中、Rは、好ましくは水素、ヒドロカルビル、シリル、ハロまたはゲルミルからなる群から選択される不活性に置換された基であり、該Rは、水素を含まない20個までの原子を有し、任意選択で、隣接する2つのR基が一緒になって接合してもよい。このような非局在化π結合基の二価誘導体を含む錯体において、その1つの原子は、共有結合または共有結合した二価基によって錯体の他の原子に結合し、それによって架橋系を形成する。
ホスホールは、シクロペンタジエニル基に対するリン含有類似体であるアニオン性配位子である。これらは、WO98/50392、および他の箇所に記載されている当技術分野において以前から既知である。好ましいホスホール配位子は次式に対応し、
Figure 0007101185000019
式中、Rは、以前に定義されたとおりである。
本明細書における使用に好適な遷移金属錯体は、式:MKまたはその二量体に対応し、式中、
Mは、4族の金属であり、
Kは、KがMに結合される非局在化π電子を含有する基であり、該K基は、水素原子を含まない最大50個の原子を含有し、任意選択で、2つのK基は、一緒になって接合して架橋構造を形成してもよく、さらに任意選択で1個のK基は、XまたはZに結合してもよく、
Xは、出現ごとに、最大40個の非水素原子を有する一価のアニオン性部分であり、任意選択で1つ以上のXおよび1つ以上のK基は、一緒になって結合して金属環を形成し、さらに任意選択で1つ以上のX基および1つ以上のZ基は一緒になって結合することによって、Mに共有結合し、かつそれに配位している部分を形成する。
Zは、出現ごとに独立して、ZがMに配位する少なくとも1つの非共有電子対を含有する最大50個の非水素原子の中性ルイス塩基ドナー配位子であり、
kは、0~3の整数であり、xは、1~4の整数であり、Zは、0~3の数であり、かつ和、k+xは、Mの形式的な酸素状態に等しい。
好適な錯体は、1つまたは2つのK基を含有するものを含む。後者の錯体は、2つのK基を連結する架橋基を含むものを含む。好適な架橋基は、式(ER’に対応するものであり、式中、Eは、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、または炭素であり、R’は、出現ごとに独立して水素またはシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシおよびそれらの組み合わせから選択される基であり、該R’は、30個までの炭素原子またはケイ素原子を有し、eは、1~8である。実例として、R’は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、ベンジル、tert-ブチル、フェニル、メトキシ、エトキシまたはフェノキシである。
2つのK基を含有する錯体の例は、以下の式に対応する化合物であり:
Figure 0007101185000020
式中、
Mは、+2または+4の形式酸化状態にあるチタン、ジルコニウムまたはハフニウム、好ましくはジルコニウムまたはハフニウムであり;Rは、出現ごとに独立して、水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハロおよびそれらの組み合わせからなる群から選択され、該Rは、20個の非水素原子を有し、または隣接R基が一緒になって二価誘導体(即ち、ヒドロカルバジイル、シラジイルまたはゲルマジイル基)を形成し、それにより縮合環系を形成し、
X”は、出現ごとに独立して、40個までの非水素原子のアニオン性配位子基であり、または、2つのX”基が一緒になって最大40個の非水素原子の二価アニオン性配位子基を形成し、もしくは一緒になって、非局在化π電子によりMに結合した4~30個の非水素原子を有する共役ジエンであり、Mは、+2の形式酸化状態にあり、
R’、E、およびeは、先に定義したとおりである。
2つのπ結合基を含有する例示的な架橋配位子は、ジメチルビス(シクロペンタジエニル)シラン、ジメチルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)シラン、ジメチルビス(2-エチルシクロペンタジエン-l-イル)シラン、ジメチルビス(2-t-ブチルシクロペンタジエン-l-イル)シラン、2,2-ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)プロパン、ジメチルビス(インデン-1-イル)シラン、ジメチルビス(テトラヒドロインデン-1-イル)シラン、ジメチルビス(フルオレン-1-イル)シラン、ジメチルビス(テトラヒドロフルオレン-1-イル)シラン、ジメチルビス(2-メチル-4-フェニルインデン-1-イル)-シラン、ジメチルビス(2-メチルインデン-1-イル)シラン、ジメチル(シクロペンタジエニル)(フルオレン-1-イル)シラン、ジメチル(シクロペンタジエニル)(オクタヒドロフルオレン-l-イル)シラン、ジメチル(シクロペンタジエニル)(テトラヒドロフルオレン-l-イル)シラン、(1,1,2,2-テトラメチル)-l,2-ビス(シクロペンタジエニル)ジシラン、(1,2-ビス(シクロペンタジエニル)エタン)、およびジメチル(シクロペンタジエニル)-l-(フルオレン-1-イル)メタンである。
好適なX”基は、ヒドリド、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハロヒドロカルビル、ハロシリル、シリルヒドロカルビル、およびアミノヒドロカルビル基から選択されるか、または2つのX”基は、一緒になって、共役ジエンの二価誘導体を形成するか、さもなければこれらは、一緒になって、中性のπ結合した共役ジエンを形成する。例示的なX”基は、C1~20ヒドロカルビル基である。
本開示における使用に好適な前述の式の金属錯体の例には、以下のものが挙げられる:
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルベンジル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルフェニル、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジフェニル、
ビス(シクロペンタジエニル)チタン-アリル、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルメトキシド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチル、
ビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、
インデニルフルオレニルジルコニウムジメチル、
ビス(インデニル)ジルコニウムメチル(2-(ジメチルアミノ)ベンジル)、ビス(インデニル)ジルコニウムメチルトリメチルシリル、ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムメチルトリメチルシリル、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルベンジル、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルメトキシド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムメチルクロリド、ビス(メチルエチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、
ビス(t-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(エチルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(メチルプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジル、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(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタン(III)アリル、
ジメチルシリルビス(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(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、
(ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)チタン(III)2-(ジメチルアミノ)ベンジル、
(ジメチルシリルビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)チタン(III)2-(ジメチルアミノ)ベンジル、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、ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(2-メチルインデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル、
ジメチルシリルビス(2-メチルインデニル)ジルコニウム-1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、ジメチルシリルビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデン-l-イル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデン-l-イル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリルビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウム(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリルビス(フルオレニル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリルビス(テトラヒドロフルオレニル)ジルコニウムビス(トリメチルシリル)、エチレンビス(インドニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル、
エチレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレンビス(4,5,6,7-テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチル、
(イソプロピリデン)(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジベンジル、およびジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジメチル。
本開示において利用されるさらなるクラスの金属錯体は、前述の式MKZまたはその二量体に対応し、式中、M、K、X、x、およびzは、先に定義されたとおりであり、Zは、Kと一緒になってMを伴う金属環を形成する、最大50個の非水素原子の置換基である。
好適なZ置換基は、酸素、硫黄、ホウ素、またはKに直接結合した元素周期表の第14族の構成要素である少なくとも1個の原子を含む、最大30個の非水素原子と、Mに共有結合している窒素、リン、酸素、または硫黄からなる群から選択される異なる原子とを含有する基を含む。
より具体的には、本発明に従って使用されるこの部類の4族の金属錯体には、以下の式に相当する「拘束幾何触媒」が含まれ:
Figure 0007101185000021
式中、Mは、チタンまたはジルコニウム、好ましくは、+2、+3、または+4のホルマール酸化状態のチタンであり、
は、1~5個のR基で任意選択で置換された非局在化π結合配位子基であり、
は、出現ごとに独立して、水素、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、シアノ、ハロおよびそれらの組み合わせからなる群から選択され、該Rは、20個までの非水素原子を有し、または、隣接R基が一緒になって二価誘導体(即ち、ヒドロカルバジイル、シラジイルまたはゲルマジイル基)を形成し、それにより縮合環系を形成し、
各Xは、ハロ、ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシまたはシリル基であり、該基は、20個までの非水素原子を有し、または、2個のX基が一緒になって中性C5~30共役ジエンもしくはその二価誘導体を形成し、
xは、1または2であり、
Yは、-O-、-S-、-NR’-、-PR’-であり、
X’は、SiR’、CR’、SiR’SiR’、CR’CR’、CR’=CR’、CR’SiR’、またはGeR’であり、式中、
R’は、出現ごとに独立して、水素、またはシリル、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、およびそれらの組み合わせから選択される基であり、該R’は、最大30個の炭素原子またはケイ素原子を有する。
前述の束縛幾何構造の金属錯体の具体例には、以下の式に対応する化合物が挙げられ:
Figure 0007101185000022
式中、
Arは、水素を含まない6~30個の原子のアリール基であり、
は、出現ごとに独立して、水素、Ar、または、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルゲルミル、ハライド、ヒドロカルビルオキシ、トリヒドロカルビルシロキシ、ビス(トリヒドロカルビルシリル)アミノ、ジ(ヒドロカルビル)アミノ、ヒドロカルバジイルアミノ、ヒドロカルビルイミノ、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ、ヒドロカルバジイルホスフィノ、ヒドロカルビルスルフィド、ハロ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ置換ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル置換ヒドロカルビル、ビス(トリヒドロカルビルシリル)アミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)アミノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンホスフィノ置換ヒドロカルビル、もしくはヒドロカルビルスルフィド置換ヒドロカルビルから選択されるAr以外の基であり、該R基は、水素原子を含まない40個までの原子を有し、任意選択で2つの隣接R基が一緒になって接合して多環式縮合環基を形成してもよく、
Mは、チタンであり、
X’は、SiR 、CR 、SiR SiR 、CR CR 、CR=CR、CR SiR 、BR、BRL’’、またはGeR であり、
Yは、-O-、-S-、-NR-、-PR-、-NR 、または-PR であり、
は、出現ごとに独立して、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、またはトリヒドロカルビルシリルヒドロカルビルであり、該Rは、水素以外の20個までの原子を有し、任意選択で2つのR基またはRとYまたはZとが一緒になって環系を形成し、
は、出現ごとに独立して、水素、またはヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、シリル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、-NR およびそれらの組み合わせから選択されるメンバーであり、該Rは、20個までの非水素原子を有し、任意選択で2つのR基またはRとZとが一緒になって環系を形成し、
Zは、任意選択でR、R、またはXに結合した中性ジエンまたは単座もしくは多座ルイス塩基であり、
Xは、水素原子、水素原子を含まない最大60個の原子を有する一価のアニオン性配位子基、または2つのX基が、一緒になって接合されることで、二価配位子基を形成し、
xは、1または2であり、
zは、0、1、または2である。
前述の金属錯体の好適な例は、シクロペンタジエニルまたはインデニル基の3位および4位の両方でAr基によって置換されている。上記の金属錯体の例には、以下のものが挙げられる:
(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-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)シランチタンジメチル、
(3-フェニルシクロペンタジエン-l-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタン(II)l,3-ジフェニル-l,3-ブタジエン、
(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-(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)シランチタンジメチル、
(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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタンジエン;
(3-(1-メチルピロール-3-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-(1-メチルピロール-3-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)シランチタンジメチル、
(3-(1-メチルピロール-3-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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン;
(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、
(3,4-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)シランチタンジメチル、
(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(II)1,3-ペンタジエン、
(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、
(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)シランチタンジメチル、
(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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(3-(4-メトキシフェニル)-4-メチ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-メトキシフェニル)-4-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)シランチタンジメチル、
(3-4-メトキシフェニル)-4-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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン;
(3-フェニル-4-メトキシ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-フェニル-4-メトキシシクロペンタジエン-1-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3-フェニル-4-メトキシ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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(3-フェニル-4-(N,N-ジメチルアミノ)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-フェニル-4-(N,N-ジメチルアミノ)シクロペンタジエン-1-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3-フェニル-4-(N,N-ジメチルアミノ)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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
2-メチル-(3,4-ジ(4-メチルフェニル)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、
2-メチル-(3,4-ジ(4-メチルフェニル)シクロペンタジエン-1-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
2-メチル-(3,4-ジ(4-メチルフェニル)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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
((2,3-ジフェニル)-4-(N,N-ジメチルアミノ)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、
((2,3-ジフェニル)-4-(N,N-ジメチルアミノ)シクロペンタジエン-1-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
((2,3-ジフェニル)-4-(N,N-ジメチルアミノ)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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(2,3,4-トリフェニル-5-メチ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、
(2,3,4-トリフェニル-5-メチルシクロペンタジエン-l-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(2,3,4-トリフェニル-5-メチ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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(3-フェニル-4-メトキシ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-フェニル-4-メトキシシクロペンタジエン-1-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(3-フェニル-4-メトキシ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(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(2,3-ジフェニル-4-(n-ブチル)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、
(2,3-ジフェニル-4-(n-ブチル)シクロペンタジエン-l-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジメチル、
(2,3-ジフェニル-4-(n-ブチル)シクロペンタジエン-l-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(2,3,4,5-テトラフェニルシクロペンタジエン-l-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタンジクロリド、
(2,3,4,5-テトラ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)シランチタンジメチル、および(2,3,4,5-テトラフェニルシクロペンタジエン-l-イル)ジメチル(t-ブチルアミド)シランチタン(II)1,4-ジフェニル-l,3-ブタジエン。
本明細書における好適な金属錯体の追加の例は、以下の式に対応する多環式錯体であり:
Figure 0007101185000023
式中、Mは、+2、+3、または+4のホルマール酸化状態のチタンであり、
は、出現ごとに独立して、水素化物、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ハライド、ヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルビルシロキシ、ヒドロカルビルシリルアミノ、ジ(ヒドロカルビル)アミノ、ヒドロカルビレンアミノ、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ、ヒドロカルビレン-ホスフィノ、ヒドロカルビルスルフィド、ハロ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ置換ヒドロカルビル、シリル置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシロキシ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリルアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)アミノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレン-ホスフィノ置換ヒドロカルビル、またはヒドロカルビルスルフィド置換ヒドロカルビルであり、該R基は、水素を含まない40個までの原子を有し、任意選択で2つ以上の前述の基が一緒になって二価誘導体を形成してもよく、
は、金属錯体の残りの部分と縮合系を形成する二価ヒドロカルビレンまたは置換ヒドロカルビレン基であり、該Rは、水素を含まない1~30個の原子を含み、
は、二価部分、または1つのσ結合およびMと配位共有結合を形成することができる中性の2つの電子対とを含む部分であり、該Xは、ホウ素、または元素周期表の14族のメンバーを含み、またさらに窒素、リン、硫黄または酸素を含み、
Xは、環式、非局在化、π結合配位子基である配位子のクラスを除く60個までの原子を有する一価のアニオン性配位子基であり、任意選択で2つのX基が一緒になって二価配位子基を形成し、
Zは、出現ごとに独立して、最大20個の原子を有する中性配位化合物であり、
xは、0、1、または2であり、
zは、ゼロまたは1である。
そのような錯体の好適な例は、以下の式に対応する3-フェニル置換s-インデセニル錯体:
Figure 0007101185000024
以下の式に対応する2,3-ジメチル置換s-インデセニル錯体:
Figure 0007101185000025
あるいは以下の式に相当する2-メチル置換s-インデセニル錯体:
Figure 0007101185000026
本発明に従う触媒として有用に用いられる金属錯体の追加の例には、以下の式の錯体が挙げられる。
Figure 0007101185000027
具体的な金属錯体には、以下のものが挙げられる:
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-l-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロリド、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタンジエン、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロリド、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-1-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロリド、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8-メチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)l,4-ジフェニル-l,3-ブタンジエン、
(8-ジフルオロメチレン-l,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(l,l-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジクロリド、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジメチル、
(8-ジフルオロメチレン-1,8-ジヒドロジベンゾ[e,h]アズレン-2-イル)-N-(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシランアミドチタン(IV)ジベンジル、およびこれらの混合物、特に位置異性体の混合物。
本発明に従う使用のための金属錯体のさらなる実例は、以下の式に対応し、
Figure 0007101185000028

式中、Mは、+2、+3、または+4のホルマール酸化状態のチタンであり、
Tは、-NR-または-O-であり、
は、ヒドロカルビル、シリル、ゲルミル、ジヒドロカルビルボリル、もしくはハロヒドロカルビル、または水素を含まない10個までの原子であり、
10は、出現ごとに独立して、水素、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、ゲルミル、ハライド、ヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルビルシロキシ、ヒドロカルビルシリルアミノ、ジ(ヒドロカルビル)アミノ、ヒドロカルビレンアミノ、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ、ヒドロカルビルスルフィド、ハロ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ置換ヒドロカルビル、シリル置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシロキシ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリルアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)アミノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビレンホスフィノ置換ヒドロカルビル、またはヒドロカルビルスルフィド置換ヒドロカルビルであり、該R10基は、水素原子を含まない40個までの原子を有し、任意選択で2つ以上の前述の隣接R10基が一緒になって二価誘導体を形成し、それにより飽和または不飽和縮合環を形成してもよく、
は、非局在化π電子を欠く二価部分、または1つのσ結合およびMと配位共有結合を形成することができる中性の2つの電子対とを含むそのような部分であり、該Xは、ホウ素、また元素の周期表の14族のメンバーを含み、またさらに窒素、リン、硫黄または酸素を含み、
Xは、非局在化π電子を介してMに結合した環式配位子基である配位子のクラスを除く60個までの原子を有する一価のアニオン性配位子基であるか、または2つのX基が一緒になって二価のアニオン性配位子基であり、
Zは、出現ごとに独立して、最大20個の原子を有する中性配位化合物であり、
xは、0、1、2、または3であり、
zは、0または1である。
例示として、Tは、=N(CH)であり、Xは、ハロまたはヒドロカルビルであり、xは、2であり、Xは、ジメチルシランであり、zは、0であり、R10は、出現ごとに、水素、ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、ジヒドロカルビルアミノ、ヒドロカルビレンアミノ、ジヒドロカルビルアミノ置換ヒドロカルビル基、または水素を含まない20個までの原子のヒドロカルビレンアミノ置換ヒドロカルビル基であり、任意選択で2つのR10基が一緒になって接合してもよい。
本発明の実施に用いることができる前述の式の金属錯体の実例には、さらに以下の化合物が挙げられる:
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)l,4-ジフェニル-l,3-ブタジエン、
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジクロリド、
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジメチル、
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6J]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジベンジル、
(t-ブチルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ビス(トリメチルシリル)、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジクロリド、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジメチル、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジベンジル、
(シクロヘキシルアミド)ジメチル-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ビス(トリメチルシリル)、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジクロリド、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジメチル、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジベンジル、
(t-ブチルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ビス(トリメチルシリル)、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(III)2-(N,N-ジメチルアミノ)ベンジル、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジクロリド、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジメチル、
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ジベンジル、および
(シクロヘキシルアミド)ジ(p-メチルフェニル)-[6,7]ベンゾ-[4,5:2’,3’](l-メチルイソインドール)-(3H)-インデン-2-イル)シランチタン(IV)ビス(トリメチルシリル)。
本開示の実施に用いることができる4族金属錯体の実例には、さらに以下のものが挙げられる:
(tert-ブチルアミド)(1,1-ジメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタンジメチル
(tert-ブチルアミド)(1,1,2,3-テトラメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタンジベンジル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)-1,2-エタンジイルチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-インデニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)2-(ジメチルアミノ)ベンジル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)アリル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)2,4-ジメチルペンタジエニル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)2,4-ヘキサジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジベンジル、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジベンジル、
(tert-ブチルアミド)(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジメチルシランチタン(II)2,4-ヘキサジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチル-シランチタン(IV)1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(IV)2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチル-シランチタン(II)1,4-ジベンジル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(II)2,4-ヘキサジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチル-シランチタン(II)3-メチル-1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,4-ジメチルペンタジエン-3-イル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(6,6-ジメチルシクロヘキサジエニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(1,1-ジメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレン-4-イル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(1,1,2,3-テトラメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレン-4-イル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニルメチルフェニルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニルメチルフェニルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
1-(tert-ブチルアミド)-2-(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)エタンジイルチタン(IV)ジメチル、および
1-(tert-ブチルアミド)-2-(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)エタンジイル-チタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン。
他の非局在化π結合錯体、特に他の4族金属を含有するものは、言うまでもなく当業者に明らかであり、中でも、WO03/78480、WO03/78483、WO02/92610、WO02/02577、US2003/0004286号、ならびに米国特許第6,515,155号、同第6,555,634号、同第6,150,297号、同第6,034,022号、同第6,268,444号、同第6,015,868号、同第5,866,704号、および同第5,470,993号において開示されている。
触媒として有用に用いられる金属錯体の追加の例は、多価ルイス塩基の錯体、例えば、以下の式に対応する化合物であり:
Figure 0007101185000029
式中、Tは、架橋基であり、好ましくは水素以外の2個以上の原子を含み、
およびYは、各々独立して、窒素、硫黄、酸素およびリンからなる群から選択され、より好ましくは、XおよびYの両方が窒素であり、
およびR’は、出現ごとに独立して、水素または1個以上のヘテロ原子を任意選択で含むC1~50ヒドロカルビル基もしくはそれらの不活性に置換された誘導体である。好適なRおよびR’基の非限定的な例には、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、(ポリ)アルキルアリール、およびシクロアルキル基、ならびにそれらの窒素、リン、酸素、およびハロゲン置換誘導体が挙げられる。好適なRbおよびRb’基の具体例には、メチル、エチル、イソプロピル、オクチル、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジ(イソプロピル)フェニル、2,4,6-トリメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、3,5-トリフルオロメチルフェニル、およびベンジルが挙げられ、
gおよびg’は、各々独立して、0または1であり、
は、元素周期表の3~15族、またはランタニド系列から選択される金属元素である。好ましくは、Mは、3~13族金属であり、より好ましくは、Mは、4~10族金属であり、
は、水素を含まない1~50個の原子を含む一価、二価、または三価のアニオン性配位子である。好適なL基の例には、ハライド;水素化物;ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ、ジ(ヒドロカルビル)アミド、ヒドロカルビレンアミド、ジ(ヒドロカルビル)ホスフィド、ヒドロカルビルスルフィド;ヒドロカルビルオキシ、トリ(ヒドロカルビルシリル)アルキル;およびカルボキシレートが含まれる。より好ましいL基は、C1~20アルキル、C7~20アラルキル、およびクロリドであり、
hおよびh’は、各々独立して、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3の整数であり、jは、1または2であり、h×jの値は、電荷平衡を提供するように選択され、
は、Mに配位した中性配位子基であり、水素を含まない原子を50個まで含有する。好ましいZ基には、脂肪族および芳香族アミン、ホスフィン、ならびにエーテル、アルケン、アルカジエン、およびそれらの不活性に置換された誘導体が含まれる。好適な不活性に置換された基には、ハロゲン、アルコキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、ジ(ヒドロカルビル)アミン、トリ(ヒドロカルビル)シリル、およびニトリル基が含まれる。好ましいZ基には、トリフェニルホスフィン、テトラヒドロフラン、ピリジン、および1,4-ジフェニルブタジエンが含まれ、
fは、1~3の整数であり、
、R、およびR’のうちの2つまたは3つは、一緒になって接合して、単一または複数の環構造を形成してもよく、
hは、1~6、好ましくは1~4、より好ましくは1~3の整数であり、
Figure 0007101185000030
は、任意の形態の電子的相互作用、特に、多重結合を含む配位結合または共有結合を示し、矢印は、配位結合を示し、点線は、任意選択の二重結合を示す。
一実施形態において、Rは、Xに対して比較的低い立体障害を有することが好ましい。この実施形態において、最も好ましいR基は、直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基、最も近い分岐点がXから除去された少なくとも3個の原子である分岐鎖アルキル基、およびそれらのハロ、ジヒドロカルビルアミノ、アルコキシまたはトリヒドロカルビルシリル置換誘導体である。この実施形態において極めて好ましいR基は、C1~8直鎖アルキル基である。
同時に、この実施形態において、R’は、好ましくは、Yに関して比較的高い立体障害を有する。この実施形態に好適なR’基の非限定的な例には、1つ以上の二級または三級炭素中心を含有するアルキルまたはアルケニル基、シクロアルキル、アリール、アルカリール、脂肪族または芳香族複素環式基、有機または無機オリゴマー、ポリマーまたは環式基、およびそれらのハロ、ジヒドロカルビルアミノ、アルコキシ、またはトリヒドロカルビルシリル置換誘導体が挙げられる。この実施形態における好ましいR’基は、水素を含まない3~40個、より好ましくは3~30個、最も好ましくは4~20個の原子を含み、分岐または環式である。好ましいT基の例は、以下の式に対応する構造であり:
Figure 0007101185000031
式中、
各Rは、C1~10ヒドロカルビル基、好ましくはメチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、t-ブチル、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、ベンジル、またはトリルである。各Rは、C1~10ヒドロカルビル、好ましくはメチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、t-ブチル、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、ベンジル、またはトリルである。さらに、2つ以上のRもしくはR基、またはRおよびR基の混合物が一緒になってヒドロカルビル基の多価誘導体、例えば1,4-ブチレン、1,5-ペンチレン、または多環式基、縮合環、多価ヒドロカルビルまたはヘテロヒドロカルビル基、例えばナフタレン-1,8-ジイルを形成してもよい。
上述の多価ルイス塩基錯体の好適な例には、以下のものが挙げられ:
Figure 0007101185000032
式中、Rは、出現ごとに独立して、水素、および任意選択で1個以上のヘテロ原子を含むC1~50ヒドロカルビル基、もしくその不活性に置換された誘導体からなる群から選択され、または、さらに任意選択で、2つの隣接するRd’基が一緒になって二価架橋基を形成してもよく、
d’は、4であり、
b’は、4族金属、好ましくはチタンもしくはハフニウム、または10族金属、好ましくはNiもしくはPdであり、
b’は、水素を含まない50個までの原子の一価配位子、好ましくはハライドもしくはヒドロカルビルであるか、または2つのLb’基が一緒になって二価もしくは中性配位子基、好ましくはC2~50ヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイルもしくはジエン基である。
本発明において使用するための多価ルイス塩基錯体には、特に、4族の金属誘導体、特に、以下の式に対応するヒドロカルビルアミン置換ヘテロアリール化合物のハフニウム誘導体が挙げられ:
Figure 0007101185000033
式中、
11は、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロヘテロアルキル、アリール、および水素を含まない1~30個の原子を含むそれらの不活性に置換された誘導体またはそれらの二価誘導体から選択され、
は、水素以外の1~41個の原子、好ましくは水素以外の1~20個の原子の二価架橋基、最も好ましくはモノ-またはジ-C1~20ヒドロカルビル置換メチレンまたはシラン基であり、
12は、ルイス塩基官能基を含むC5~20ヘテロアリール基、特にピリジン-2-イル-もしくは置換ピリジン-2-イル基、またはそれらの二価誘導体であり、
は、4族金属、好ましくはハフニウムであり、
は、アニオン性、中性またはジアニオン性の配位子基であり、
x’は、そのようなX基の数を示す0~5の数であり、結合、任意選択の結合および電子供与性相互作用は、それぞれ線、点線および矢印で表される。
好適な錯体は、配位子形成が、アミン基からの、および任意選択で1つ以上の追加の基、特にR12からの水素脱離から生じる錯体である。加えて、ルイス塩基官能基、好ましくは電子対からの電子供与は、金属中心に追加の安定性を提供する。好適な金属錯体は以下の式に対応し:
Figure 0007101185000034
式中、M、X、x’、R11およびTは、以前に定義されたとおりであり、
13、R14、R15およびR16は、水素、ハロ、または水素を含まない20個までの原子のアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、もしくはシリル基であり、または隣接するR13、R14、R15、またはR16基が、一緒になって接合して縮合環誘導体を形成してもよく、結合、任意選択の結合、および電子対供与性相互作用は、それぞれ線、点線、および矢印で表される。前述の金属錯体の好適例は、以下の式に対応し:
Figure 0007101185000035
式中、
、X、およびx’は、以前に定義されたとおりであり、
13、R14、R15およびR16は、以前に定義されたとおりであり、好ましくは、R13、R14、およびR15は、水素、またはC1~4アルキルであり、R16は、C20アリール、最も好ましくはナフタレニルであり、
は、出現ごとに独立して、C1~4アルキルであり、aは、1~5であり、最も好ましくは、窒素への2つのオルト位置のRは、イソプロピルまたはt-ブチルであり、
17およびR18は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、またはC1~20アルキルもしくはアリール基であり、最も好ましくは、R17およびR18の一方が水素であり、他方がC6~20アリール基、特に2-イソプロピル、フェニルまたは縮合多環式アリール基、最も好ましくはアントラセニル基であり、結合、任意選択の結合および電子対供与性相互作用は、それぞれ線、点線および矢印で表される。
触媒として本明細書で使用するための例示的な金属錯体は、以下の式に対応し:
Figure 0007101185000036
式中、Xは、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはCアルキルであり、好ましくは出現ごとに、Xはメチルであり、
は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、fは1~5であり、
は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、cは1~5である。
本発明に従う触媒として使用するための金属錯体の好適な例は、以下の式の錯体であり:
Figure 0007101185000037
式中、Rは、C1~4アルキルまたはシクロアルキル、好ましくはメチル、イソプロピル、t-ブチル、またはシクロヘキシルであり、
は、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはC1~4アルキル、好ましくはメチルである。
本発明に従う触媒として有用に用いられる金属錯体の例には、以下のものが挙げられる:
[N-(2,6-ジ(l-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(l-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(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-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(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、
[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(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)(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)]ハフニウムジクロリド、
[N-(2,6-ジ(l-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)]ハフニウムジメチル、
[N-(2,6-ジ(l-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)、および
[N-(2,6-ジ(l-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。
本開示において使用される金属錯体を調製するために使用される反応条件下で、ピリジン-2-イル基の6位で置換されたα-ナフタレン基の2位の水素は、脱離に供され、それによって、得られたアミド基とα-ナフタレニル基の2位との両方に金属が共有結合し、かつ窒素原子の電子対を介してピリジニル窒素原子に配位することにより安定化された、金属錯体を形成する。
本明細書で使用するための多価ルイス塩基の追加の好適な金属錯体には、以下の式に対する化合物が挙げられ:
Figure 0007101185000038
、式中、
20は、水素を含まない5~20個の原子を含む芳香族もしくは不活性に置換された芳香族基、またはそれらの多価誘導体であり、
は、水素を含まない1~20個の原子を有するヒドロカルビレンもしくはヒドロカルビルシラン基、またはそれらの不活性に置換された誘導体であり、
は、4族金属、好ましくはジルコニウムまたはハフニウムであり、
Gは、アニオン性、中性またはジアニオン性配位基;好ましくは、水素を含まない20個までの原子を有するハライド、ヒドロカルビル、シラン、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、またはジヒドロカルビルアミド基であり、
gは、そのようなG基の数を示す1~5の数であり、結合および電子供与性相互作用は、それぞれ、線および矢印で表される。
例示的に、そのような錯体は、以下の式に対応する:
Figure 0007101185000039
、式中、
は、水素を含まない2~20個の原子の二価架橋基、好ましくは置換または非置換のC3~6アルキレン基であり、
Arは、出現ごとに独立して、水素を含まない6~20個の原子のアリーレンまたはアルキルもしくはアリール置換アリーレン基であり、
は、4族金属、好ましくはハフニウムまたはジルコニウムであり、
Gは、出現ごとに独立して、アニオン性、中性またはジアニオン性配位基であり、
gは、そのようなX基の数を示す1~5の数であり、電子供与性相互作用は矢印で表される。
前述の式の金属錯体の好適な例には、以下の化合物が挙げられ:
Figure 0007101185000040
式中、Mは、HfまたはZrであり、
Arは、C6~20アリールまたはその不活性に置換された誘導体、特に3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、またはアントラセン-5-イルであり、
は、出現ごとに独立して、C3~6アルキレン基、C3~6シクロアルキレン基、またはそれらの不活性に置換された誘導体を含み、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、または水素を含まない50個までの原子のトリヒドロカルビルシリルヒドロカルビルであり、
Gは、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2個のG基は、一緒になって、前述のヒドロカルビルまたはトリヒドロカルビルシリル基の二価誘導体である。
好適な化合物は、以下の式の化合物であり:
Figure 0007101185000041
式中、Arは、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、またはアントラセン-5-イルであり、
21は、水素、ハロ、またはC1~4アルキル、特にメチルであり、
は、プロパン-l,3-ジイルまたはブタン-l,4-ジイルであり、
Gは、クロロ、メチル、またはベンジルである。
前述の式の例示的な金属錯体は、以下である。
Figure 0007101185000042
本開示に従う使用に好適な金属錯体には、さらに、以下の式に対応する化合物が挙げられ:
Figure 0007101185000043
、式中、
Mは、ジルコニウムまたはハフニウムであり、
20は、出現ごとに独立して、水素を含まない5~20個の原子を含有する二価の芳香族基または不活性に置換された芳香族基であり、
は、水素を含まない3~20個の原子を有する二価の炭化水素もしくはシラン基、またはそれらの不活性に置換された誘導体であり、
は、出現ごとに独立して、水素を含まない1~20個の原子の一価配位子基であるか、または2つのR基は、一緒になって、水素を含まない1~20個の原子の二価配位子基である。
そのような錯体は、以下の式に対応してもよく:
Figure 0007101185000044
、式中、
Arは、出現ごとに独立して、水素を含まない6~20個の原子または任意の置換基の任意の原子の、アリーレン、またはアルキル、アリール、アルコキシ、もしくはアミノ置換アリーレン基であり、
は、水素を含まない3~20個の原子の二価炭化水素架橋基、好ましくは、酸素原子を隔てる少なくとも3個の炭素原子を有する二価の置換または非置換C3~6脂肪族、脂環式、またはビス(アルキレン)置換脂環式の基であり、
は、出現ごとに独立して、水素を含まない1~20個の原子の一価配位子基であるか、または2つのR基は、一緒になって、水素を含まない1~40個の原子の二価配位子基である。
本明細書における使用に好適な金属錯体のさらなる例には、以下の式の化合物が挙げられ:
Figure 0007101185000045
、式中、
Arは、出現ごとに独立して、C6~20アリールまたはその不活性に置換された誘導体、特に、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、ナフチル、アントラセン-5-イル、1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イルであり、
は、出現ごとに独立して、プロピレン-1,3-ジイル基、ビス(アルキレン)シクロヘキサン-1,2-ジイル基、または各々最大20個の炭素を有する1~5個のアルキル、アリール、もしくはアラルキル置換基で置換された、それらの不活性に置換された誘導体であり、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、または水素を含まない最大50個の原子のアミノであり、
は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子の二価ヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはトリヒドロカルビルシリル基である。
例示的な金属錯体は以下の式の化合物であり:
Figure 0007101185000046
式中、Arは、出現ごとに独立して、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、またはアントラセン-5-イルであり、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、または水素を含まない最大50個の原子のアミノであり、
は、プロパン-1,3-ジイルまたはビス(メチレン)シクロヘキサン-1,2-ジイルであり、
は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子のヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはヒドロカルビルシランジイル基である。
本開示に従う好適な金属錯体は、以下の式に対応し:
Figure 0007101185000047
式中、Rは、出現ごとに独立して、クロロ、メチル、またはベンジルである。
好適な金属錯体の具体例は以下の化合物である:
A)ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-1,3-プロパンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-1,3-プロパンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-1,3-プロパンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-1,3-プロパンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-1,3-プロパンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-1,3-プロパンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
B)ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-1,4-ブタンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-1,4-ブタンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-1,4-ブタンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-1,4-ブタンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-1,4-ブタンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-1,4-ブタンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
C)ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-2,4-ペンタンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-2,4-ペンタンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-2,4-ペンタンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-2,4-ペンタンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-2,4-ペンタンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシ)-2,4-ペンタンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
D)ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレンtrans-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレンtrans-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、
ビス((2-オキソイル-3-(1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレンtrans-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジベンジル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレンtrans-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジメチル、
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレンtrans-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジクロリド、および
ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレンtrans-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジベンジル。
前述の金属錯体は、遷移金属源および中性多官能配位子源を含む標準的な金属化および配位子交換手順によって都合よく調製され得る。使用される技術は、米国特許第6,827,976号およびUS2004/0010103、および他の箇所に開示されているものと同じかまたは類似している。
金属錯体は、共触媒と組み合わせることによって活性化されて活性触媒組成物を形成する。活性化は、反応混合物の他の成分の存在下または非存在下で反応器に触媒組成物を添加する前に、または反応器に金属錯体および活性化共触媒を別々に添加することによりその場で起こり得る。
前述の多価ルイス塩基錯体は、(周期表の)4族金属源および中性多官能配位子源を含む標準的な金属化および配位子交換手順によって都合よく調製され得る。加えて、錯体はまた、対応する4族金属テトラアミドおよびトリメチルアルミニウムのようなヒドロカルビル化剤から出発するアミド除去およびヒドロカルビル化プロセスによっても調製できる。他の技術も同様に使用され得る。これらの錯体は、とりわけ、米国特許第6,320,005号、同第6,103,657号、WO02/38628、WO03/40195、およびUS04/0220050の開示から知られている。
高いコモノマー組み込み特性を有する触媒はまた、重合中にβ-ヒドリドの除去および成長中のポリマーの連鎖停止を介して偶然に生じる、その場で調製された長鎖オレフィンを再組み込みすること、または他の方法で知られる。このような長鎖オレフィンの濃度は、高い転化率、特に95%以上のエチレン転化率、より好ましくは97%以上のエチレン転化率での連続溶液重合条件の使用により特に高められる。このような条件下では、少量だが検出可能な量のオレフィン末端ポリマーが成長中のポリマー鎖に再組み込みされ、長鎖分岐、即ち他の意図的に添加されたコモノマーから生じるよりも長い炭素長の分岐の形成をもたらす。さらに、このような鎖は反応混合物中に存在する他のコモノマーの存在を反映している。即ち、鎖は、反応混合物のコモノマー組成に応じて、短鎖または長鎖分岐も同様に含むことができる。オレフィンポリマーの長鎖分岐は、米国特許第5,272,236号、同第5,278,272号、および同第5,665,800号にさらに記載されている。
あるいは、超分岐を含む分岐は、得られるポリマーに「連鎖移動(chain-walking)」をもたらすことが知られている特定の触媒を使用することによって、本マルチブロックコポリマーの特定のセグメントに誘導され得る。例えば、Kaminski,et al.,J.Mol.Catal.A:Chemical,102(1995)59-65;Zambelli,et al.,Macromolecules,1988,21,617-622、またはDias,et al.,J.Mol.Catal.A:Chemical,185(2002)57-64によって開示されたある特定の均一架橋ビスインデニル-または部分的水素化ビスインデニル-ジルコニウム触媒を使用して、エチレンを含む単一のモノマーから分岐コポリマーを調製することができる。高級遷移金属触媒、特にニッケルおよびパラジウム触媒はまた、Brookhart,et al.,J.Am.Chem.Soc.,1995,117,64145-6415に開示されているように、超分岐ポリマー(その分岐も分岐している)をもたらすことが知られている。
本発明の一実施形態では、本発明のポリマーにおけるそのような分岐(長鎖分岐、1,3付加、または超分岐)の存在は、第1のオレフィン重合プロ触媒(A)の活性から生じるブロックまたはセグメントのみに限定され得る。したがって、本開示の一実施形態では、そのような分岐の存在が異なるブロックまたはセグメントを、そのような分岐を実質的に欠く他のセグメントまたはブロック(特に高密度または高結晶性ポリマーブロック)と組み合わせて含むマルチブロックコポリマーは、反応混合物を含む単一のモノマーから、つまり、意図的に付加されたコモノマーを付加することなく、生成され得る。非常に好ましくは、本開示の特定の実施形態では、非分岐エチレンホモポリマーセグメントと、分岐ポリエチレンセグメント、特にエチレン/プロピレンコポリマーセグメントとを交互に含むマルチブロックコポリマーは、付加重合性モノマーとしてのエチレンから本質になる初期反応混合物から調製され得る。本発明のマルチブロックコポリマー中のそのような分岐の存在は、得られるコポリマーのある特定の物理的特性、例えば、溶融押出中の表面欠陥の減少(溶融破壊の減少)、非分岐ポリマーセグメントと比較した非晶質セグメントのガラス転移温度Tgの低下、および/またはNMR技術によって検出される1,3付加配列または超分岐の存在により、検出することができる。本発明のポリマー中に存在する前述の種類の分岐の量(それを含むブロックまたはセグメントの一部として)は、通常、炭素1,000個あたり0.01~10分岐の範囲である。
本開示の第1のオレフィン重合プロ触媒(A)の範囲内に含まれる例示的なプロ触媒には、以下に列挙するプロ触媒(A1)~(A7)が含まれるが、これらに限定されない。
プロ触媒(A1):WO03/40195およびWO04/24740の教示ならびに当技術分野において既知の方法に従って調製される[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]。
Figure 0007101185000048
プロ触媒(A2):当該技術分野において既知の方法に従って調製される(E)-((2,6-ジイソプロピルフェニル)(2-メチル-3-(オクチルイミノ)ブタン-2-イル)アミノ)トリメチルハフニウム。
Figure 0007101185000049
プロ触媒(A3):当該技術分野において既知の方法に従って調製される[[2’,2’’’-[1,2-シクロヘキサンジイルビス(メチレンオキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-5-メチル[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]ジメチルハフニウム。
Figure 0007101185000050
プロ触媒(A4):当該技術分野において既知の方法に従って調製される[[6’,6’’’-[1,4-ブタンジイルビス(オキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-3’-フルオロ-5-メチル-[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]-ジメチルハフニウム。
Figure 0007101185000051
プロ触媒(A5):当該技術分野において既知の方法に従って調製される[[6’,6’’’-[1,4-ブタンジイルビス(オキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-3’-フルオロ-5-オクチル-[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]-ジメチルハフニウム。
Figure 0007101185000052
プロ触媒(A6):当該技術分野において既知の方法に従って調製される[[6’,6’’’-[1,4-ブタンジイルビス(オキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-3’-フルオロ-5-(ブチルジメチルシリル)-[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]-ジメチルハフニウム。
Figure 0007101185000053
プロ触媒(A7):WO2010/022228の開示および当技術分野において既知のプロセスに従って調製される(N-((6E)-6-(ブチルイミノ-κN)-1-シクロヘキセン-1-イル)-2,6-ビス(1-メチルエチル)ベンゼンアミナト-κN)トリメチルハフニウム。
Figure 0007101185000054
第2のオレフィン重合触媒(B)
本開示の第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、式(I)の金属-配位子錯体を含み、
Figure 0007101185000055
、式中、
各Z1は、独立して、(C~C40)炭化水素、(C~C40)ヘテロ炭化水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、CN、CF、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ハロゲン原子、または水素原子であり、
各RC1は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Mは、独立して、元素周期表の3~6族または7~9族のうちのいずれか1つの金属であり、金属は、+2、+3、+4、+5、または+6の形式酸化状態にあり、
nnは、1または2の整数であり、
各Qは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
、Q、およびQの各々は、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビルO-、(C~C40)ヒドロカルビルS-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、((C~C40)ヒドロカルビル)N-、((C~C40)ヒドロカルビル)P-、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Qは、独立して、(C~C40)ヒドロカルビルまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
およびQ、QおよびQ、QおよびQ、ならびにQおよびQは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成するか、あるいはQ~Qのうちのいずれか3つまたは4つは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンのそれぞれの三価または四価類似体を形成し、Q~Qのうちの残りは、上に定義したとおりであり、
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1)2C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、置換されていないか、または1つ以上のR置換基で置換されており、
各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C~C18)アルキル、FC-、FCHO-、FHCO-、FCO-、オキソ(即ち、=O)、RSi-、RGe-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)-、RP-、RN-、RC=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはRNC(O)-であるか、あるいはRのうちの2つは、一緒になって、非置換(C~C18)アルキレンを形成し、各Rが、独立して、非置換(C~C18)アルキルであり、
任意選択で、RC1またはRは、Mとの追加の相互作用を有し得る。
いくつかの実施形態では、Mは、3~6族のうちのいずれか1つの金属である。他の実施形態では、Mは、7~9族のうちのいずれか1つの金属である。いくつかの実施形態では、Mは、+3の形式酸化状態にある、全てのランタニドを含む3族(例えば、Sc、Y、Laなど)の金属である。
ある特定の実施形態では、第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、本開示のオレフィンブロックコポリマーのハードブロック/セグメント触媒(即ち、低いコモノマー組み込み剤)である。いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体は、そのカチオン性状態で触媒活性である。換言すると、式(I)の金属-配位子錯体は、カチオン性であるときに活性な触媒となり、活性化剤(共触媒)を必要とする。ある特定の実施形態では、第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、中性であるときに活性であり、活性触媒となるために活性化剤(共触媒)を必要としない。本開示に記載されている中性のIII族触媒は、オレフィンを重合するために活性化剤を必要としない。
ある特定の実施形態では、Z1は、(C1~C40)ヒドロカルビル、(C1~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1)3、またはヒドリド基である。ある特定の実施形態では、Z1は、置換ベンジルまたはヘテロアリールベンジルである。ある特定の実施形態では、Z1は、
Figure 0007101185000056
からなる群から選択される。
上の式(I)の金属配位子錯体および本明細書のその全ての特定の実施形態は、その配位異性体を含む全ての可能性のある立体異性体を含むことが意図される。
いくつかの実施形態では、Mは3族金属である。本開示で有用な、ランタノイドおよびアクチノイドを含む3族金属(記号)は、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタニド類(ランタノイドと呼ばれる場合もある)、特にランタナム(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホリウム(holium)(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、およびルテチウム(Lu)、ならびに安定なアクチニド類(アクチノイドと呼ばれる場合もある)、特にアクチニウム(Ac)、トリウム(Th)、およびウラン(U)の安定な同位体である。不安定なアクチニド類、例えば、プロトアクチニウム(Pa)、ネプツニウム(Np)、プルトニウム(Pu)、アメリシウム(Am)、キュリウム(Cm)、バークリウム(Bk)、カリホルニウム(Cf)、アインスタイニウム(Es)、フェルミウム(FM)、メンデレビウム(Md)、ノーベリウム(No)、およびローレンシウム(Lr)は、本開示で有用なアクチニドから除外される。好ましい3族金属は、ScおよびYである。他の実施形態では、Mは、4族の金属である。好ましい4族金属は、+3または+4、より好ましくは+4の形式酸化状態にあるものである。本開示の目的では、ラザホージウム(Rf)は、本開示で有用な4族金属から除外される。さらに他の実施形態では、Mは、5族の金属である。本開示に有用な5族金属は、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、およびタンタル(Ta)である。本開示の目的では、ドブニウム(Db)は、本開示で有用な5族金属から除外される。さらに他の実施形態では、Mは、6族の金属である。本開示で有用な6族金属は、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、およびタングステン(W)である。本開示の目的では、シーボーギウム(Sg)は、本開示で有用な6族金属から除外される。さらに他の実施形態では、Mは、7族の金属である。本開示で有用な7族金属は、マンガン(Mn)、テクネチウム(Tc)、およびレニウム(Re)、好ましくはMnである。本開示の目的では、ボーリウムは、本開示で有用な7族金属から除外される。さらに他の実施形態では、Mは、8族の金属である。本開示で有用な8族金属は、鉄(Fe)およびルテニウム(Ru)である。本開示の目的では、オスミウム(Os)およびハシウム(Hs)は、本開示で有用な8族金属から除外される。さらに他の実施形態では、Mは、9族の金属である。本開示で有用な9族金属は、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、およびイリジウム(Ir)、好ましくはCoまたはRhである。本開示の目的では、マイトネリウムは、本開示で有用な9族金属から除外される。
化学基(例えば、(C~C40)アルキル)を記載するために使用される場合、「(C~C)」の形態の括弧付きの表示は、化学基の非置換型が、x個の炭素原子からy個の炭素原子を含むことを意味し、ここでxおよびyは、各々独立して、化学基について記載される整数である。したがって、例えば、非置換(C~C40)アルキルは、1~40個の炭素原子を含有する。化学基上の1個以上の置換基が1個以上の炭素原子を含有するとき、置換された(C~C)化学基は、合計y個を超える炭素原子を含む場合も含まない場合もあり、即ち、置換された(C~C)化学基の炭素原子の最大の合計数は、yに、置換基(複数可)の各々の炭素原子の数の合計を加えたものに等しい。本明細書で指定されていない化学基の原子は、いずれも水素原子であると理解される。
いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体は、独立して、置換基Rのうちの1個以上を含有する。好ましくは、化合物には、20個以下のR、より好ましくは10個以下のR、さらにより好ましくは5個以下のRが存在する。式(I)の化合物が2個以上の置換基Rを含有する場合、各Rは、独立して、同じかまたは異なる置換化学基に結合している。
いくつかの実施形態では、少なくとも1個のRは、ポリフルオロまたはペルフルオロである。本目的では、「ポリフルオロ」および「ペルフルオロ」は、各々、1個のR置換基とみなされる。「ポリフルオロ」のような「ポリ」という用語は、対応する非置換化学基の炭素原子に結合したHの全てではないが2個以上が、置換化学基においてフルオロで代置されていることを意味する。「ペルフルオロ」のような「ペル」という用語は、対応する非置換化学基の炭素原子に結合した各Hが、置換化学基においてフルオロで代置されていることを意味する。
本明細書で使用する場合、「(C~C40)ヒドロカルビル」という用語は、1~40個の炭素原子炭化水素ラジカルを意味し、「(C~C40)ヒドロカルビレン」は、1~40個の炭化水素ジラジカルを意味し、ここで、各炭化水素ラジカルおよびジラジカルは、独立して芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(単環式および多環式、縮合および非縮合多環式)または非環式、あるいはそれらの2つ以上の組み合わせであり、各炭化水素ラジカルおよびジラジカルは、それぞれ、別の炭化水素ラジカルおよびジラジカルと同一であるかまたは異なり、独立して、非置換であるか、または1つ以上のRによって置換されている。
好ましくは、(C~C40)ヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換(C~C40)アルキル、(C~C40)シクロアルキル、(C~C20)シクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C40)アリール、または(C~C20)アリール-(C~C20)アルキレンである。より好ましくは、(C~C40)ヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換(C~C20)ヒドロカルビル、例えば、(C~C20)アルキル、(C~C20)シクロアルキル、(C~C10)シクロアルキル-(C~C10)アルキレン、(C~C20)アリール、(C~C18)アリール-(C~C10)アルキレンである。さらにより好ましくは、(C~C40)ヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換(C~C18)ヒドロカルビル、例えば、(C~C18)アルキル、(C~C18)シクロアルキル、(C~C12)シクロアルキル-(C~C)アルキレン、(C~C18)アリール、または(C~C12)アリール-(C~C)アルキレンである。好ましくは、いずれの(C~C18)シクロアルキルも、独立して、非置換または置換(C~C10)シクロアルキルである。
「(C~C40)アルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRで置換されている、1~40個の炭素原子の飽和した直鎖または分岐鎖炭化水素ラジカルを意味する。非置換(C~C40)アルキルの例は、非置換(C~C20)アルキル、非置換(C~C10)アルキル、非置換(C~C)アルキル、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2-ブチル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、1-ペンチル、1-ヘキシル、1-ヘプチル、1-ノニル、および1-デシルである。置換(C~C40)アルキルの例は、置換(C~C20)アルキル、置換(C~C10)アルキル、トリフルオロメチル、および(C45)アルキルである。好ましくは、各(C~C)アルキルは独立して、メチル、トリフルオロメチル、エチル、1-プロピル、または2-メチルエチルである。
「(C~C20)アルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRで置換されている、1~20個の炭素原子の飽和した直鎖または分岐鎖ジラジカルを意味する。好ましくは、(C~C20)アルキレンは、式(I)の原子(これを通じて(C~C20)アルキレンが結合している)と一緒になって、5または6員環を構成する。非置換(C~C20)アルキレンの例は、1,2-(C~C10)アルキレンを含む非置換(C~C10)アルキレン、-CH-、-CHCH-、-(CH-、
Figure 0007101185000057
、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、および-(CHC(H)(CH)-である。置換(C~C20)アルキレンの例は、置換(C~C10)アルキレン、-CF-、-C(O)-、および-(CH14C(CH(CH-(即ち、6,6-ジメチル置換ノルマル-1,20-エイコシレン)である。
「(C~C40)アリール」という用語は、合計6~40個の炭素原子の非置換または置換(1つ以上のRによる)単環式、二環式、または三環式芳香族炭化水素ラジカルを意味し、そのうち少なくとも6~14個の炭素原子は、環炭素原子であり、単環式、二環、または三環式ラジカルは、1個、2個、または3個の環(それぞれ、第1、第2、および第3の環)を含み、任意の第2または第3の環は、独立して、第1の環にまたは互いに縮合または非縮合であり、第1の環は芳香族であり、好ましくは、任意の第2または第3の環の少なくとも1つは、芳香族である。非置換(C~C40)アリールの例は、非置換(C~C20)アリール、非置換(C~C18)アリール、2-(C~C)アルキル-フェニル、2,4-ビス(C~C)アルキル-フェニル、フェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、およびフェナントレンである。置換(C~C40)アリールの例は、置換(C~C20)アリール、置換(C~C18)アリール、2,4-ビス[(C20)アルキル]-フェニル、ポリフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、フルオレン-9-オン-1-イルである。
「(C~C40)シクロアルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRで置換されている、3~40個の炭素原子の飽和環式炭化水素ラジカルを意味する。非置換(C~C40)シクロアルキルの例は、非置換(C~C20)シクロアルキル、非置換(C~C10)シクロアルキル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、およびシクロデシルである。置換(C~C40)シクロアルキルの例は、置換(C~C20)シクロアルキル、置換(C~C10)シクロアルキル、シクロペンタノン-2-イル、および1-フルオロシクロヘキシルである。
(C~C40)ヒドロカルビレンの例は、(C~C40)アリール、(C~C40)シクロアルキル、および(C~C40)アルキルの非置換または置換ジラジカル類似体である。いくつかの実施形態では、ジラジカルは、隣接する炭素原子(即ち、1,2-ジラジカル)上にあるか、または1個、2個、もしくはそれ以上の介在する炭素原子によって離間されている(例えば、1,3-ジラジカル、1,4-ジラジカルなど)。1,2-、1,3-、1,4-、またはアルファ、オメガ-ジラジカル(即ち、ラジカル炭素環の離間が最大である)が好ましく、1,2-ジラジカルがより好ましい。(C~C40)アリール、(C~C40)シクロアルキルのジラジカル類似体、特に1,2-ジラジカルがより好ましく、(C~C40)アルキルは、それぞれ、(C~C18)アリーレン、(C~C20)シクロアルキレン、および(C~C20)アルキレンである。
「(C~C40)ヘテロヒドロカルビル」という用語は、1~40個の炭素原子と、1個以上のヘテロ原子N(-N=を含むとき)、O、S、S(O)、S(O)、Si(RC1、P(R)、およびN(R)とのヘテロ炭化水素ラジカルを意味し、式中、独立して、各RC1は、非置換(C~C18)ヒドロカルビルであり、各Rは、非置換(C~C18)ヒドロカルビルであり、各Rは、非置換(C~C18)ヒドロカルビルである。「(C~C40)ヘテロヒドロカルビレン」は、上で定義したように、1~40個の炭素原子と、1個以上のヘテロ原子Si(RC1、P(R)、N(R)、N、O、S、S(O)、およびS(O)とのヘテロ炭化水素ジラジカルを意味する。ヘテロ炭化水素ラジカルとヘテロ炭化水素ジラジカルの各々とは、独立して、炭素原子またはそのヘテロ原子上にある。各ヘテロ炭化水素ラジカルおよびジラジカルは、独立して、非置換または置換(1つ以上のRによって)、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(単環式および多環式、縮合および非縮合の多環式を含む)または非環式、あるいはそれらの2つ以上の組み合わせを含み、各ヘテロ炭化水素は、それぞれ、別のヘテロ炭化水素ラジカルおよびジラジカルと同一であるか、または異なっている。
好ましくは、(C~C40)ヘテロヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換(C~C40)ヘテロアルキル、(C~C40)ヘテロシクロアルキル、(C~C40)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C40)シクロアルキル-(C~C20)ヘテロアルキレ、(C~C40)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)ヘテロアルキレン、(C~C40)ヘテロアリール、(C~C20)ヘテロアリール-(C~C20)アルキレン、(C~C20)アリール-(C~C20)ヘテロアルキレン、または(C~C20)ヘテロアリール-(C~C20)ヘテロアルキレンである。より好ましくは、(C~C40)ヘテロヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換(C~C20)ヘテロヒドロカルビル、例えば、(C~C20)ヘテロアルキル、(C~C20)ヘテロシクロアルキル、(C~C20)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C20)シクロアルキル-(C~C20)ヘテロアルキレン、(C~C20)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)ヘテロアルキレン、(C~C20)ヘテロアリール、(C~C20)ヘテロアリール-(C~C20)アルキレン、(C~C20)アリール-(C~C20)ヘテロアルキレン、または(C~C20)ヘテロアリール-(C~C20)ヘテロアルキレンである。さらにより好ましくは、(C~C40)ヘテロヒドロカルビルは、独立して、非置換または置換(C~C18)ヘテロヒドロカルビル、例えば、(C~C18)ヘテロアルキル、(C~C18)ヘテロシクロアルキル、(C~C12)ヘテロシクロアルキル-(C~C)アルキレン、(C~C12)シクロアルキル-(C~C)ヘテロアルキレン、(C~C12)ヘテロシクロアルキル-(C~C)ヘテロアルキレン、(C~C12)ヘテロアリール、(C~C12)ヘテロアリール-(C~C)アルキレン、(C~C18)アリール-(C~C)ヘテロアルキレン、または(C~C12)ヘテロアリール-(C~C)ヘテロアルキレンである。好ましくは、いずれの(C~C18)ヘテロシクロアルキルも、独立して、非置換または置換(C~C)ヘテロシクロアルキルである。
(C~C40)ヘテロアルキルおよび(C~C20)ヘテロアルキレンの例は、それぞれ1~40個または1~20個の炭素原子の、それぞれ飽和した直鎖または分岐鎖ラジカルまたはジラジカル、ならびに上で定義したように、ヘテロ原子Si(RC1、P(R)、N(R)、N、O、S、S(O)、およびS(O)のうちの1個以上であり、(C~C40)ヘテロアルキルおよび(C~C20)ヘテロアルキレンは、独立して、非置換であるか、または1個以上のRで置換されている。
非置換(C~C40)ヘテロシクロアルキルの例は、非置換(C~C20)ヘテロシクロアルキル、非置換(C~C10)ヘテロシクロアルキル、アジリジン-1-イル、オキセタン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、ピロリジン-1-イル、テトラヒドロチオフェン-S、S-ジオキシド-2-イル、モルホリン-4-イル、1,4-ジオキサン-2-イル、ヘキサヒドロアゼピン-4-イル、3-オキサ-シクロオクチル、5-チア-シクロノニル、および2-アザ-シクロデシルである。
非置換(C~C40)ヘテロアリールの例は、非置換(C~C20)ヘテロアリール、非置換(C~C10)ヘテロアリール、ピロール-1-イル、ピロール-2-イル、フラン-3-イル、チオフェン-2-イル、ピラゾール-1-イル、イソキサゾール-2-イル、イソチアゾール-5-イル、イミダゾール-2-イル、オキサゾール-4-イル、チアゾール-2-イル、1,2,4-トリアゾール-1-イル、1,3,4-オキサジアゾール-2-イル、1,3,4-チアジアゾール-2-イル、テトラゾール-1-イル、テトラゾール-2-イル、テトラゾール-5-イル、ピリジン-2-イル、ピリミジン-2-イル、ピラジン-2-イル、インドール-1-イル、ベンズイミダゾール-1-イル、キノリン-2-イル、およびイソキノリン-1-イルである。
「ハロ」という用語は、フルオロ(F)、クロロ(Cl)、ブロモ(Br)、またはヨード(I)ラジカルを意味する。好ましくは、ハロは、フルオロまたはクロロであり、より好ましくはフルオロである。
好ましくは、式(I)の金属-配位子錯体には、S(O)またはS(O)ジラジカル官能基中のO-S結合以外に、O-O、S-S、またはO-S結合は存在しない。
好ましくは、各置換(C~C40)ヒドロカルビルは、非置換または置換(C~C40)ヘテロヒドロカルビルを除外し、かつそれとは異なり(即ち、各置換(C~C40)ヒドロカルビルは、第1の実施形態で定義されたとおりであり、ここで、置換(C~C40)ヒドロカルビルは非置換または置換(C~C40)ヘテロヒドロカルビルではない)、好ましくは、各置換(C~C40)ヒドロカルビレンは、非置換または置換(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを除外し、かつそれとは異なり、より好ましくは、それらの組み合わせである。
「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、および(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が1つ以上の置換基Rで置換されている場合、1つ以上の二重および/または三重結合は、任意選択で、置換基R中に存在してもしなくてもよい。「不飽和」という用語は、1つ以上の炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、および(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を含有すること、存在する場合、R置換基中に存在し得るか、または存在する場合、(ヘテロ)芳香族環中に存在し得る任意のそのような二重結合を含まないことを意味する。
いくつかの実施形態は、ジラジカル基の三価または四価類似体を企図する。ジラジカル基に適用される場合、「三価または四価類似体」という用語は、それぞれ、ジラジカル基から、それぞれ、1つまたは2つの水素原子を取り去ることによって形式的に誘導されるトリラジカルまたはテトララジカルを意味する。好ましくは、取り去られる各水素原子は、独立して、官能性から取られる。三価類似体が四価類似体より好ましい。
いくつかの実施形態では、Q~Qのうちの少なくとも1つ、または少なくとも2つ、または全ては、独立して、非置換(即ち、置換基R)を欠く)。他の実施形態では、各置換基Rは、独立して、(C~C10)アルキルであり、より好ましくは(C~C)アルキルである。
他の実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体は、1つのラジカル基(例えば、(C~C40)ヒドロカルビルC(O)O-、(C~C40)ヒドロカルビル、および(C~C40)ヒドロカルビレン)が、Q~Qのうちのいずれか1つの定義から削除されていることを除き、第1の実施形態に記載のとおりである。
式(I)の金属-配位子錯体は、任意選択で実質的に(即ち、90%超)純粋な形態の単離された結晶(複数可)としてもしくは1つ以上の式(I)の金属-配位子錯体との混合物として;任意選択で、溶媒、特に有機液体、好ましくは非プロトン性溶媒中の、溶媒和付加物の形態で;二量体の形態で;またはそのキレート化誘導体(キレート化誘導体は式(I)の金属-配位子錯体およびキレート剤を含む)の形態で、存在してもよい。好ましくは、キレート剤は、有機ルイス塩基(例えば、テトラヒドロフラン(THF)などの非プロトン性有機溶媒、またはトリエチルアミンなどの非プロトン性アミン塩基)である。
いくつかの実施形態では、還元剤を用いて、より低級の酸化状態(例えば、+2)の式(I)の金属-配位子錯体を、より高級の酸化状態(例えば、+4)の式(I)の金属-配位子錯体から生成する。本明細書の「還元剤」という用語は、還元条件下で金属Mをより高級の酸化状態からより低級の酸化状態に(例えば、+6の形式酸化状態から+4の形式酸化状態に)還元する、金属還元剤または還元剤化合物を意味する。好適な金属還元剤の例は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウムおよび亜鉛、ならびにアルカリ金属またはアルカリ土類金属の合金、例えば、ナトリウム/水銀アマルガムおよびナトリウム/カリウム合金である。好適な還元剤化合物の例は、ナトリウムナフタレニド、カリウムグラファイト、リチウムアルキル、リチウムまたはカリウムアルカジエニル、およびグリニャール試薬(例えば、アルキルマグネシウム)である。最も好ましい還元剤は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、特にリチウムおよびマグネシウム金属である。本開示の金属-配位子錯体を調製するために当業者によって採用され得る好適な技法は既知であり、好ましくは、例えば、(米国特許第5,866,704号、同第5,959,047号、および同第6,268,444号で教示されている技法から誘導される。
いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体は単離形態であり、これは、実質的に溶媒を含まない、例えば、その調製に使用される任意の溶媒(複数可)の合計が10重量パーセント以下であり、式(I)の金属-配位子錯体が少なくとも70重量%単離形態であることを意味する。さらにより好ましくは、式(I)の金属-配位子錯体は、単離され精製された形態であり、(即ち、式(I)の金属-配位子錯体は、実質的に溶媒を含まず、少なくとも80重量%、より好ましくは少なくとも90重量%の精製された形態を含む。本明細書で使用される場合、重量パーセントは、形態または混合物の総重量を基準とする。好ましくは、そのような混合物中の式(I)の金属-配位子錯体の重量パーセントは、13炭素またはプロトン核磁気共鳴(それぞれ、13C-またはH-NMR)分光法を使用して決定される。
本開示は、1つ以上の触媒が以下のうちの1つ以上を含むことを除き本明細書に記載の第2のオレフィン重合プロ触媒(B)をさらに提供する。
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Figure 0007101185000059
Figure 0007101185000060
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活性化剤/共触媒
活性化剤は、プロ触媒に接触させるか、またはプロ触媒と組み合わせることにより、プロ触媒をオレフィン重合に関して活性にする添加剤である。一般的に使用される活性化剤は、モノアニオン性配位子、典型的にはアルキル基、場合によってはベンジルまたはメチル基を抽出し、活性化剤の一部として誘導されるかまたは存在する弱配位または非配位アニオンを有する、プロ触媒のカチオン性金属-配位子錯体を形成する。例えば、この種類の活性化剤には以下が含まれる:[RNH](アンモニウム)系活性化剤、例えば、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのブレンステッド酸;およびルイス酸、例えば、アルキルアルミニウム、ポリマーもしくはオリゴマーのアルモキサン(アルミノキサンとしても知られている)、ボラン(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランなど)、またはカルボカチオン種(トリチルテアトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなど)。アルモキサン単独を活性化剤として使用する場合、用いられるアルモキサンのモル数は、金属-配位子錯体のモル数の少なくとも100倍であることが好ましい。アルモキサンの充填量が少ないと、活性化剤として作用せず、むしろ除去剤として機能する。除去剤は、触媒を添加する前に反応器内の不純物を封鎖するため、活性化剤の性質ではない。
本明細書に使用するのに好適な活性化共触媒としては、アルキルアルミニウム、ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン(アルミノキサンとしても知られる)、中性ルイス酸、および非ポリマー、非配位、イオン形成化合物(酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む)が挙げられる。好適な活性化技術は、バルク電気分解である。前述の活性化共触媒および技術のうちの1つ以上の組み合わせもまた企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハロゲン化物、ジアルキルアルミニウムヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハロゲン化物、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。アルミノキサンおよびそれらの調製は、例えば、米国特許第6,103,657号で知られている。好ましいポリマーまたはオリゴマーアルモキサンの例は、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム変性メチルアルモキサン、およびイソブチルアルモキサンである。
例示的なルイス酸活性化共触媒は、本明細書に記載されているように1~3つのヒドロカルビル置換基を含有する第13族金属化合物である。いくつかの実施形態では、例示的な13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)-置換-アルミニウムまたはトリ(ヒドロカルビル)-ホウ素化合物である。いくつかの他の実施形態では、例示的な13族金属化合物は、トリ((C~C10)アルキル)アルミニウムもしくはトリ((C~C18)アリール)ホウ素化合物、およびそれらのハロゲン化(過ハロゲン化を含む)誘導体である。いくつかの他の実施形態では、例示的な13族金属化合物は、トリス(フルオロ置換フェニル)ボラン、他の実施形態では、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。いくつかの実施形態では、活性化共触媒は、トリス((C~C20)ヒドロカルビル)ボレート(例えば、トリチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)またはトリ((C~C20)ヒドロカルビル)アンモニウムテトラ((C~C20)ヒドロカルビル)ボレート(例えば、ビス(オクタデシル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート)である。本明細書で使用されるとき、「アンモニウム」という用語は、((C~C20)ヒドロカルビル)、((C~C20)ヒドロカルビル)N(H)、((C~C20)ヒドロカルビル)N(H) 、(C~C20)ヒドロカルビルN(H) 、またはN(H) である窒素カチオンを意味し、各(C~C20)ヒドロカルビルは、同一であっても異なっていてもよい。
中性ルイス酸活性化共触媒の例示的な組み合わせとしては、トリ((C~C)アルキル)アルミニウムとハロゲン化トリ((C~C18)アリール)ホウ素化合物、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの組み合わせを含む混合物が挙げられる。他の例示的な実施形態は、そのような中性ルイス酸混合物とポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせ、および単一の中性ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせである。(金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)[例えば(4族金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)])の例示的なモル数比は、1:1:1~1:10:30であり、他の例示的な実施形態は、1:1:1.5~1:5:10である。
以下の米国特許には、異なる金属-配位子錯体に関して多くの活性化共触媒および活性化技術が以前に教示されている:US5,064,802、US5,153,157、US5,296,433、US5,321,106、US5,350,723、US5,425,872、US5,625,087、US5,721,185、US5,783,512、US5,883,204、US5,919,983、US6,696,379、およびUS7,163,907。好適なヒドロカルビルオキシドの例は、US5,296,433に開示されている。付加重合触媒に好適なブレンステッド酸塩の例は、US5,064,802、US5,919,983、US5,783,512に開示されている。付加重合触媒用の活性化共触媒としてのカチオン性酸化剤および非配位性の相溶性アニオンの好適な塩の例は、US5,321,106に開示されている。付加重合触媒用の活性共触媒としての好適なカルベニウム塩の例は、US5,350,723に開示されている。付加重合触媒用の活性化共触媒としての好適なシリリウム塩の例は、US5,625,087に開示されている。アルコール、メルカプタン、シラノール、およびオキシムとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの好適な錯体の例は、US5,296,433に開示されている。これらの触媒のいくつかは、US6,515,155(B1)の一部、第50欄の第39行から第56欄の第55行にも記載されており、その一部のみが参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、は、カチオン形成共触媒、強ルイス酸、またはそれらの組み合わせなどの1つ以上の共触媒と組み合わせることによって、本開示のプロ触媒を活性化して活性触媒組成物を形成することができる。使用に好適な共触媒は、ポリマーまたはオリゴマーアルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、および不活性、相溶性、非配位性、イオン形成化合物を含む。例示的な好適な共触媒としては、変性メチルアルミノキサン(MMAO)、ビス(水素化タローアルキル)メチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)、トリエチルアルミニウム(TEA)、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、前述の活性化共触媒のうちの1つ以上は、互いに組み合わせて使用される。特に好ましい組み合わせは、トリ((C~C)ヒドロカルビル)アルミニウム、トリ((C~C)ヒドロカルビル)ボラン、またはホウ酸アンモニウムとオリゴマーもしくはポリマーアルモキサン化合物との混合物である。本開示の例示的な実施形態では、共触媒は[(C16-1833-37)-CHNH]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩である。
1つ以上の共触媒の総モル数と活性化共触媒のうちの1つ以上の総モル数との比は、1:10,000~100:1である。いくつかの実施形態では、この比は、少なくとも1:5000であり、他のいくつかの実施形態では少なくとも1:1000、および10:1以下であり、他のいくつかの実施形態では、1:1以下である。アルモキサン単独を活性化共触媒として使用する場合、用いられるアルモキサンのモル数は、共触媒のモル数の少なくとも100倍であることが好ましい。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン単独を活性化共触媒として使用する場合、いくつかの他の実施形態では、1つ以上の共触媒の総モル数に対して用いられるトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランのモル数は、1:0.5~1:10、いくつかの他の実施形態では、1:1~1:6、いくつかの他の実施形態では、1:1~1:5である。残りの活性化共触媒は一般に、1つ以上の共触媒の総モル量におおよそ等しいモル量で用いられる。
重合プロセス
任意の従来の重合プロセスが、本開示のブロックコポリマーを製造するために用いられ得る。そのような従来の重合プロセスとしては、1つ以上の従来の反応器、例えば、ループ反応器、等温反応器、流動床反応器、撹拌槽型反応器、バッチ式反応器の並列、直列、および/またはそれらの任意の組み合わせを用いた、溶液重合プロセス、気相重合プロセス、スラリー、または粒子形成重合プロセス、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
本開示のある特定の実施形態では、マルチブロックコポリマーは、第1のオレフィン重合プロ触媒(A)、第2のオレフィン重合プロ触媒(B)、1つ以上の共触媒、およびチェーンシャトリング剤(C)を用いる溶液重合プロセスを介して調製される。
第1のオレフィン重合プロ触媒A、第2のオレフィン重合プロ触媒B、1つ以上の共触媒、およびチェーンシャトリング剤Cを用いる本開示の重合プロセスは、図1を参照することによりさらに解明され得、図1では、重合条件下で、活性触媒部位12に付着したポリマー鎖13を形成する活性触媒部位A、10が例解される。同様に、活性触媒部位B、20は、活性触媒部位22に付着した分化したポリマー鎖23を生成する。活性触媒B、14によって生成されたポリマー鎖に付着したチェーンシャトリング剤C1は、そのポリマー鎖23を、触媒部位Aに付着したポリマー鎖13に交換する。重合条件下でのさらなる連鎖成長により、活性触媒部位Aに付着したブロックコポリマー18の形成が生じる。同様に、活性触媒部位A、24によって生成されたポリマー鎖に付着したチェーンシャトリング剤C2は、そのポリマー鎖13を、触媒部位Bに付着したポリマー鎖23に交換する。重合条件下でのさらなる連鎖成長により、活性触媒部位Bに付着したマルチブロックコポリマー28の形成が生じる。成長中のマルチブロックコポリマーは、シャトリング剤Cによって活性触媒Aと活性触媒Bとの間で繰り返し交換され、結果として、反対の活性触媒部位への交換が起こるたびに、異なる特性のブロックまたはセグメントが形成される。成長中のポリマー鎖は、チェーンシャトリング剤に結合した状態で回収され、所望の場合、官能化される。あるいは、得られたポリマーは、プロトン源または他の殺傷剤の使用を通して、活性触媒部位またはシャトリング剤からの切断により回収されてもよい。
それぞれのセグメントまたはブロック、および特にポリマー鎖の末端セグメントの組成は、プロセス条件または他のプロセス変数の選択によって影響を受け得ると考えられる(そのような考えに縛られることを望むものではない)。本発明のポリマーにおいて、末端セグメントの性質は、それぞれの触媒の連鎖移動または連鎖停止の相対速度ならびにチェーンシャトリングの相対速度によって決定される。可能性のある連鎖停止機序には、β-水素脱離、モノマーへのβ-水素移動、β-メチル脱離、および水素または有機シランもしくは連鎖官能化剤などの他の連鎖停止試薬への連鎖移動が含まれるが、これらに限定されない。したがって、低濃度のチェーンシャトリング剤を使用する場合、ポリマー鎖末端の大部分が前述の連鎖停止機序のうちの1つによって重合反応器中で生成され、触媒(A)および(B)の連鎖停止の相対速度が支配的な連鎖停止部分を決定することになる。つまり、連鎖停止速度が最も速い触媒は、完成したポリマー中に比較的多くの連鎖末端セグメントを生成することになる。
対照的に、高濃度のチェーンシャトリング剤を使用する場合、反応器内および重合ゾーンを出る際のポリマー鎖の大部分は、チェーンシャトリング剤に付着または結合される。これらの反応条件下では、重合触媒の連鎖移動の相対速度と2つの触媒のチェーンシャトリングの相対速度が、主に連鎖停止部分の属性を決定する。触媒(A)が触媒(B)より速い連鎖移動および/またはチェーンシャトリング速度を有する場合、連鎖末端セグメントの大部分は、触媒(A)によって生成されるものとなる。
チェーンシャトリング剤の中間濃度では、前述の3つの因子全てが、完成したポリマーブロックの属性を決定するのに役立つ。前述の方法論は、2つ超のブロックタイプを有するマルチブロックポリマーの分析、ならびにこれらのポリマーの平均ブロック長およびブロック配列を制御するために拡張され得る。例えば、触媒1、2、および3の混合物を、各触媒タイプが異なるタイプのポリマーブロックを作製するチェーンシャトリング剤と共に使用すると、3つの異なるブロックタイプの直鎖状ブロックコポリマーが生成される。さらに、3つの触媒のシャトリング速度と伝播速度との比率が1>2>3の順序に従う場合には、3つのブロックタイプの平均ブロック長は、3>2>1の順序に従い、2タイプブロックが3タイプブロックに隣接するケースは、1タイプブロックが2タイプブロックに隣接するケースよりもまれになる。
したがって、様々なブロックタイプのブロック長分布を制御する方法が存在することになる。例えば、触媒1、2、および3(2と3とは実質的に同じポリマーブロックタイプを生成する)、ならびにチェーンシャトリング剤を選択することにより、シャトリング速度は1>2>3の順序に従い、得られるポリマーは、2および3の触媒から作製されたブロック長の二峰性分布を有することになる。
重合中、1つ以上のモノマーを含む反応混合物を、任意の好適な重合条件に従って活性化触媒組成物と接触させる。このプロセスは、高温および高圧の使用を特徴とする。所望であれば、水素を既知の技術に従って分子量制御のための連鎖移動剤として使用してもよい。他の同様の重合におけるように、用いられるモノマーおよび溶媒は、触媒失活が起こらないように十分に高い純度であることが極めて望ましい。減圧での揮発分除去、分子篩もしくは高表面積アルミナとの接触、または前述のプロセスの組み合わせなどのモノマー精製のための任意の好適な技術を使用することができる。1つ以上の化学的または物理的特性が異なるポリマーを生成するために、本発明のプロセスにおける1つ以上の触媒および/またはモノマーに対するチェーンシャトリング剤の割合を変更してもよいことが、当業者には理解されるであろう。本発明、特にスラリー重合または気相重合において、担体を使用してもよい。好適な担体としては、固体、粒状、高表面積、金属酸化物、半金属酸化物、またはそれらの混合物(本明細書では互換的に無機酸化物と呼ぶ)が挙げられる。例としては、タルク、シリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、Sn、アルミノシリケート、ボロシリケート、粘土、およびこれらの混合物が挙げられる。好適な担体は、表面積が、B.E.T.法を用いて窒素ポロシメトリーによって決定して、好ましくは10~1000m/g、好ましくは100~600m/gである。平均粒径は、典型的には0.1~500μm、好ましくは1~200μm、より好ましくは10~100μmである。
本発明の一実施形態では、本触媒組成物および任意選択の担体を噴霧乾燥するか、ないしは別の方法で、固体の粒状形態で回収して、容易に輸送および取り扱いできる組成物を提供してもよい。液体含有スラリーを噴霧乾燥するための好適な方法は当技術分野において周知であり、本明細書において有用に使用される。本明細書で使用するための噴霧乾燥触媒組成物のための好ましい技術は、米国特許第5,648,310号および同第5,672,669号に記載されている。
重合は、連続重合、好ましくは連続溶液重合(触媒成分、シャトリング剤、モノマー、ならびに任意で溶媒、アジュバント、除去剤、および重合助剤が反応帯域に連続的に供給され、ポリマー生成物が連続的に除去されるもの)として実行されてもよい。この文脈において使用される場合、反応物質の断続的な添加および規則的または不規則な小間隔での生成物の除去が存在し、その結果、時間の経過と共に全体的なプロセスが実質的に連続的であるプロセスが、「連続的」および「連続的に」という用語の範囲内である。触媒組成物は、高圧、溶液、スラリー、または気相重合プロセスにおいて有利に用いることができる。溶液重合プロセスの場合、用いられる重合条件下でポリマーが可溶性である液体希釈剤中で、触媒成分の均一な分散液を用いることが望ましい。1つのこのようなプロセスは米国特許第5,783,512号に開示されており、このプロセスは、金属錯体または共触媒のいずれかがさほど可溶性ではない場合に、非常に微細なシリカまたは類似の分散剤を利用して、このような均一系触媒分散液を製造する。本発明の新規のポリマーを調製するための溶液プロセス、特に連続溶液プロセスは、好ましくは80℃~250℃、より好ましくは100℃~210℃、最も好ましくは110℃~210℃の温度で実行される。高圧プロセスは、通常、100℃~400℃の温度および500バール(50MPa)を上回る圧力で実行される。スラリープロセスは、不活性炭化水素希釈剤を使用し、また、0℃から、得られるポリマーが不活性重合媒体中で実質的に可溶となる温度直下までの温度を使用する。スラリー重合における好ましい温度は、30℃から、好ましくは60℃から、115℃まで、好ましくは100℃までである。圧力は、典型的には、大気圧(100kPa)から500psi(3.4MPa)の範囲である。前述のプロセスの全てにおいて、好ましくは、連続的または実質的に連続的な重合条件が用いられる。このような重合条件、特に、2つ以上の活性重合触媒種を用いる連続溶液重合プロセスの使用により、高い反応器温度の使用が可能となり、その結果、高い収率および効率でマルチブロックコポリマーまたはセグメント化コポリマーを経済的に製造できるようになる。均一反応条件およびプラグフロー型反応条件の両方を用いることができる。後者の条件は、ブロック組成の漸減が望ましい場合に好ましい。
触媒(A)および(B)の両方は、必要な金属錯体を、重合が行われる溶媒に、または最終反応混合物と適合する希釈剤中に添加することによって、均質な組成物として調製されてもよい。所望の共触媒または活性化剤、およびシャトリング剤は、重合されることになるモノマーおよび任意の追加の反応希釈剤と組み合わせる前、組み合わせると同時に、または組み合わせた後のいずれかで、触媒組成物と組み合わされてもよい。
常に、個々の成分およびあらゆる活性触媒組成物は、酸素および水分から保護されなければならない。したがって、触媒成分、シャトリング剤、および活性化触媒は、酸素および水分のない雰囲気、好ましくは窒素などの乾燥した不活性ガス下で調製および貯蔵されなければならない。
本発明の範囲を何ら限定することはないが、そのような重合プロセスを実行するための1つの手段は、以下のとおりである。撹拌槽型反応器には、重合されるモノマーが任意の溶媒または希釈剤と共に連続的に導入される。反応器は、任意の溶媒または希釈剤および溶解したポリマーと共に、実質的にモノマーからなる液相を含有する。好ましい溶媒としては、C4~10炭化水素またはそれらの混合物、特に、ヘキサンなどのアルカンまたはアルカンの混合物、および重合に用いられるモノマーのうちの1つ以上が挙げられる。プロ触媒は、共触媒およびチェーンシャトリング剤と共に、反応器液相またはその任意の再利用部分に、連続的または断続的に導入される。反応器温度および圧力は、溶媒/モノマー比、触媒添加速度を調節することによって、および冷却もしくは加熱コイル、ジャケット、またはそれらの両方によって制御され得る。重合速度は、触媒添加速度によって制御される。ポリマー生成物中のエチレン含有量は、反応器内のエチレン対コモノマーの比によって決定され、この比は、これらの構成成分の反応器へのそれぞれの供給速度を操作することによって制御される。ポリマー生成物の分子量は、当技術分野で周知のように、任意選択で、温度、モノマー濃度などの他の重合変数を制御することによって、または前述のチェーンシャトリング剤によって、制御される。反応器を出た後、流出物は、水、水蒸気、またはアルコールなどの触媒停止剤と接触する。ポリマー溶液は任意選択で加熱され、ポリマー生成物は、ガス状モノマーおよび残渣溶媒または希釈剤を減圧下で蒸発させ、必要に応じて脱揮発押出機などの装置内でさらなる脱揮発を実行することによって、回収される。連続プロセスにおいて、反応器内の触媒およびポリマーの平均滞留時間は、一般に、5分間~8時間、好ましくは10分間~6時間である。
あるいは、前述の重合は、異なる領域間に確立される、モノマー、触媒、またはシャトリング剤勾配を用いてまたは用いずに、連続ループ反応器内で実行されてもよく、これは、触媒および/または連鎖移動剤の別々の添加を任意選択で伴い、断熱もしくは非断熱溶液重合条件下、または前述の反応器条件の組み合わせで動作する。好適なループ反応器およびそれと共に使用するための様々な好適な動作条件の例は、米国特許第5,977,251号、第6,319,989号および第6,683,149号に見出される。
所望されるものではないが、触媒組成物はまた、以前に開示されたように、必要な成分を不活性無機または有機粒子状固体上に吸着させることによって、不均一系触媒として調製および使用することもできる。好ましい実施形態では、不均一系触媒は、不活性無機化合物と活性水素含有活性剤との反応生成物、特にトリ(C1.4アルキル)アルミニウム化合物と(4-ヒドロキシ-3,5-ジ三級ブチルフェニル)トリス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのアンモニウム塩などのヒドロキシアリールトリス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのアンモニウム塩化合物との反応生成物を共沈させることによって調製される。不均一形態または担持形態で調製される場合、触媒組成物は、スラリーまたは気相重合において使用されてもよい。実用上の制限として、スラリー重合は、ポリマー生成物が実質的に不溶性である液体希釈剤中で行われる。好ましくは、スラリー重合用の希釈剤は、5個未満の炭素原子を有する1つ以上の炭化水素である。必要に応じて、エタン、プロパン、ブタンなどの飽和炭化水素を、希釈剤として全体的にまたは部分的に使用してもよい。溶液重合の場合と同様に、α-オレフィンコモノマーまたは異なるα-オレフィンモノマーの混合物を、希釈剤として全体的にまたは部分的に使用してもよい。最も好ましくは、希釈剤の少なくとも大部分は、重合されることになるα-オレフィンモノマー(単数または複数)を含む。
気相重合プロセスにおける使用に対して好ましくは、担体材料および得られる触媒は、20~200μm、より好ましくは30μm~150μm、最も好ましくは50μm~100μmの中央粒径を有する。スラリー重合プロセスにおける使用に対して好ましくは、担体は、1μm~200μm、より好ましくは5μm~100μm、最も好ましくは10μm~80μmの中央粒径を有する。
本明細書における使用に好適な気相重合プロセスは、ポリプロピレン、エチレン/α-オレフィンコポリマー、および他のオレフィンポリマーの製造のために商業的に大規模に使用されている既知のプロセスと実質的に同様である。使用される気相プロセスは、例えば、重合反応ゾーンとして機械的撹拌床またはガス流動床を使用する種類のものであり得る。重合反応が、多孔板または流動グリッドの上方に支持または懸濁されたポリマー粒子の流動床を含む垂直円筒重合反応器中で流動化ガスの流れによって行われるプロセスが好ましい。
床を流動化するために用いられるガスは、重合されることになるモノマー(単数または複数)を含み、また床から反応熱を除去するための熱交換媒体としても機能する。高温ガスは、通常は、流動床よりも広い直径を有する、速度低下ゾーンとしても知られる静穏化ゾーンを介して、反応器の上部から現れ、ここで、ガス流中に混入した微粒子は、床に引き戻される機会を有する。サイクロンを使用して、高温ガス流から超微粒子を除去することも有利であり得る。次いで、ガスは、通常、送風機または圧縮機および1つ以上の熱交換器によって床へと再循環され、重合熱のガスが揮散する。
冷却された再循環ガスによって提供される冷却に加えて、床を冷却する好ましい方法は、揮発性液体を床に供給して、凝縮モードでの動作と呼ばれることが多い蒸発冷却効果を提供することである。この場合に用いられる揮発性液体は、例えば、揮発性不活性液体、例えば、3~8個、好ましくは4~6個の炭素原子を有する飽和炭化水素であり得る。モノマーまたはコモノマー自体が、揮発性液体であるか、またはそのような液体を提供するために凝縮できる場合、これを好適に床に供給して蒸発冷却効果を提供することができる。揮発性液体は、高温流動床で蒸発して、流動化ガスと混合するガスを形成する。揮発性液体がモノマーまたはコモノマーである場合、これは床でいくらかの重合を受けることになる。蒸発した液体は、次に、高温の再循環ガスの一部として反応器から現れ、再循環ループの圧縮/熱交換部に入る。再循環ガスは熱交換器で冷却され、ガスが冷却される温度が露点を下回ると、液体がガスから沈殿する。この液体は、流動床に連続的に再循環されることが望ましい。沈殿した液体を、再循環されたガス流で運ばれる液滴として床に再循環することが可能である。この種類のプロセスは、例えば、EP89691、US4,543,399、WO94/25495、およびUS5,352,749に記載されている。液体を床に再循環する特に好ましい方法は、液体を再循環ガス流から分離すること、およびこの液体を床に直接再注入することであり、好ましくは床内で液体の微細な液滴を生成する方法を使用する。この種類のプロセスは、WO94/28032に記載されている。ガス流動床で起こる重合反応は、本発明に従う触媒組成物の連続的または半連続的付加により触媒される。触媒組成物は、例えば、液体不活性希釈剤中で少量のオレフィンモノマーを重合することにより、予備重合ステップに供され、同様にオレフィンポリマー粒子に埋め込まれた支持された触媒粒子を含む触媒複合体を提供する。ポリマーは、流動床内で、触媒組成物、支持された触媒組成物、または予備重合された触媒組成物の流動粒子上でモノマーまたはモノマー混合物を重合することにより直接生成される。重合反応の開始は、好ましくは所望のポリマーと類似した予備成形されたポリマー粒子の床を使用し、触媒組成物、モノマー、および任意の他のガス(気相凝縮モードで動作する場合、希釈ガス、水素連鎖移動剤、または不活性凝縮性ガスなどの、再循環ガス流に含めることが望ましい)を導入する前に不活性ガスまたは窒素で乾燥することにより床を調整することで達成される。生成されたポリマーは、所望により流動床から連続的または半連続的に排出される。
本発明の実施に最も好適な気相プロセスは、反応器の反応ゾーンへの反応物の連続供給および反応器の反応ゾーンからの生成物の除去を提供し、それにより反応器の反応ゾーンにおけるマクロスケールの定常状態環境を提供する連続プロセスである。生成物は、既知の技術に従って、減圧および任意選択で高温(脱揮)にさらすことにより、容易に回収される。典型的には、気相プロセスの流動床は、50℃を超える温度、好ましくは60℃~110℃、より好ましくは70℃~110℃で動作する。
本発明のプロセスにおける使用に適合性のある気相プロセスの例は、米国特許第4,588,790号、同第4,543,399号、同第5,352,749号、同第5,436,304号、同第5,405,922号、同第5,462,999号、同第5,461,123号、同第5,453,471号、同第5,032,562号、同第5,028,670号、同第5,473,028号、同第5,106,804号、同第5,556,238号、同第5,541,270号、同第5,608,019号、および同第5,616,661号に開示されている。
前述のように、マルチブロックコポリマーの官能化誘導体も本発明に含まれる。例には、金属が用いられる触媒またはチェーンシャトリング剤の残部である金属化ポリマー、ならびにそのさらなる誘導体、例えば、金属化ポリマーを、酸素源、次いで水と反応させて、ヒドロキシル末端ポリマーを形成した生成物が含まれる。別の実施形態では、十分な空気または他の急冷剤を添加して、シャトリング剤とポリマーとの結合の一部または全部を開裂させ、それによりポリマーの少なくとも一部をヒドロキシル末端ポリマーに変換する。追加の例には、得られるポリマーのβ-ヒドリド脱離およびエチレン性不飽和によって形成されるオレフィン末端ポリマーが含まれる。
本発明の一実施形態において、マルチブロックコポリマーは、マレイン化(無水マレイン酸またはその等価物との反応)、金属化(例えば、任意選択でルイス塩基、特にアミン、例えばテトラメチルエチレンジアミンの存在下でのアルキルリチウム試薬による)により、または共重合プロセスでのジエンもしくはマスキングされたオレフィンの組み込みにより、官能化されてもよい。マスキングされたオレフィンを伴う重合の後、マスキング基、例えば、トリヒドロカルビルシランを除去することで、より容易に官能化された残留物が露出し得る。ポリマーの官能化技術は周知であり、例えば、米国特許第5,543,458号などに開示されている。
反応器を出るポリマー生成物のかなりの部分がチェーンシャトリング剤で終結しているので、さらなる官能化は比較的容易である。金属化ポリマー種は、アミン-、ヒドロキシ-、エポキシ-、シラン-、ケトン、エステル、ニトリル、および他の官能化末端ポリマー生成物を形成するための他のアルキル-アルミニウム、アルキル-ガリウム、アルキル-亜鉛、またはアルキル-1族化合物に好適な化学反応などの周知の化学反応に利用することができる。本明細書における使用に適合性のある好適な反応技法の例は、Negishi,“Organometallics in Organic Synthesis”,Vol.1および2(1980)、ならびに有機金属および有機合成における他の標準的な教書に記載されている。
ポリマー生成物
ある特定の実施形態において、本開示の組成物/触媒系/プロセスによって調製されるマルチブロックコポリマー(即ち、オレフィンブロックコポリマーまたはOBC)は、以下を有すると定義される:
(A)1.0~10.0(例えば、1.0~9.0、1.0~8.0、1.0~7.0、1.0~6.0、1.0~5.0、1.5~5.0、1.5~4.0、1.7~3.5など)のMw/Mn、少なくとも1つの摂氏での融点Tm、およびグラム/立方センチメートルでの密度d、ここで、Tmおよびdの数値は、以下の関係に対応する:
≧-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)、ならびに/または
(B)約1.7~約3.5のMw/Mn、かつJ/g単位の融解熱ΔH、および最高DSCピークと最高CRYSTAFピークとの間の温度差として定義される摂氏度単位のデルタ量ΔTを特徴とし、ここで、ΔTおよびΔHの数値は、以下の関係を有する:
ゼロより大きく、最大130J/gであるΔHに関しては、ΔT>-0.1299(ΔH)+62.81、
130J/gを超えるΔHに関しては、ΔT≧48℃、
ここで、CRYSTAFピークは、累積ポリマーの少なくとも5パーセントを用いて決定され、ポリマーの5パーセント未満が同定可能なCRYSTAFピークを有する場合、CRYSTAF温度は、30℃である;ならびに/または
(C)エチレン/α-オレフィンインターポリマーの圧縮成型フィルムで測定した300%歪みおよび1サイクルでの弾性回復率Re、ならびにグラム/立方センチメートルでの密度d、エチレン/α-オレフィンインターポリマーが架橋相を実質的に有しない場合、Reおよびdの数値は、以下の関係を満たす:
Re>1481-1629(d);ならびに/または
(D)TREFを使用して分画したときに40℃~130℃で溶出し、画分が、同温度の間で溶出する同程度のランダムエチレンインターポリマー画分のものよりも少なくとも5パーセント高いモルコモノマー含量を有することを特徴とする分子量画分、ここで、該同程度のランダムエチレンインターポリマーが、同じコモノマー(複数可)を有し、メルトインデックス、密度、およびエチレン/α-オレフィンインターポリマーのもの(ポリマー全体に基づく)の10パーセント以内のモルコモノマー含量を有する;ならびに/または
(E)25℃での貯蔵弾性率G’(25℃)および100℃における貯蔵弾性率G’(100℃)を有し、ここで、G’(25℃)のG’(100℃)に対する割合は、約1:1~約9:1の範囲にある;ならびに/または
(F)TREFを用いて分画したときに40℃~130℃の間で溶出し、画分が、少なくとも0.5~1までのブロックインデックスおよび1.3を超える分子量分布Mw/Mnを有することを特徴とする、分子画分;ならびに/または
(G)ゼロより大きく最大1.0の平均ブロックインデックスおよび1.3を超える分子量分布Mw/Mn。オレフィンブロックコポリマーは、特性(A)~(G)のうちの1つ、いくつか、全て、または任意の組み合わせを有してもよいことが理解される。ブロックインデックスは、米国特許第7,608,668号に詳述されるように決定することができ、この特許は、この目的のために参照により本明細書に組み込まれる。特性(A)~(G)を決定するための分析方法は、例えば、その目的のために参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第7,608,668号、第31欄26行目~第35欄44行目に記載されている。
ある特定の実施形態では、本開示の組成物/触媒系/プロセスにより調製されるオレフィンブロックコポリマーは、0.820g/cc~0.925g/cc(例えば、0.860g/cc~0.890g/cc)の密度を有する。いくつかの実施形態では、本開示の組成物/触媒系/プロセスによって調製されるオレフィンブロックコポリマーは、ASTM D 1238(190℃/2.16kg)によって測定して、0.1g/10分~1000g/10分(例えば、0.1g/10分~500g/10分、0.1g/10分~100g/10分、0.1g/10分~50g/10分、0.1g/10分~35g/10分、0.1g/10分~30g/10、0.1g/10分~20g/10分、および/または0.1g/10分~15g/10分)のメルトインデックス(MI)を有する。ある特定の実施形態では、本開示の組成物/触媒系/プロセスによって調製されるオレフィンブロックコポリマーは、10,000~250,000g/モル(例えば、10,000~200,000g/モル、および/または20,000~175,000g/モル)の分子量を有する。ある特定の実施形態では、本開示の組成物/触媒系/プロセスによって調製されるオレフィンブロックコポリマーは、50ppm~1000ppm(例えば、50ppm~750ppm、50ppm~500ppm、および/または75ppm~400ppm)の残留亜鉛含有量を有する。ある特定の実施形態では、本開示のオレフィンブロックコポリマーは、5.0未満(例えば、4.0未満、3.5未満、3.0未満、2.9未満、2.8未満など)の分子量分布(MWDまたはPDI)を有する。ある特定の実施形態では、本開示のオレフィンブロックコポリマーは、100℃を超える熱機械抵抗(TMA)を有する。
方法論
組み合わせた触媒効率:組み合わせた触媒効率を、調製されたオレフィンブロックコポリマーの質量(例えば、グラム数(gポリマー))を両方のプロ触媒からの金属の質量(例えば、総ミリグラムまたはグラム数(g金属))で割ることによって計算する。
SymRAD HT-GPC分析:分子量データは、ハイブリッドのSymyx/Dow built Robot-Assisted Dilution High-Temperature Gel Permeation Chromatographer(Sym-RAD-GPC)における分析によって決定した。ポリマー試料を、300ppmのブチル化ヒドロキシルトルエン(BHT)によって安定化された10mg/mLの濃度の1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)中に、160℃で120分間加熱することによって溶解した。次いで、250μLアリコートの試料を注入する直前に、各試料を1mg/mLに希釈した。160℃で流速2.0mL/分の2つのPolymer Labs PLgel 10μm MIXED-Bカラム(300×10mm)をGPCに装備した。試料検出は、PolyChar IR4検出器を濃度モードで使用して行った。この温度で、TCB中のポリスチレン(PS)およびホモポリエチレン(PE)の既知のMark-Houwink係数を使用して、PEに調整された見かけの単位を用いて、光散乱較正用(narrow)PS基準物質の従来の較正を利用した。
示差走査熱量測定(DSC):溶融温度(T)、ガラス転移温度(T)、結晶化温度(T)、および融解熱は、加熱-冷却-加熱温度プロファイルを用いて、示差走査熱量測定法(DSC Q2000、TA Instruments、Inc.)によって測定してもよい。3~6mgのポリマーのオープンパンDSC試料を、最初に室温から設定点まで毎分10℃で加熱する。トレースを、TA Universal AnalysisソフトウェアまたはTA Instruments TRIOSソフトウェアを使用して個別に分析する。
密度:密度測定は、ASTM D792に従って行う。
メルトインデックス:ASTM D-1238(190℃;2.16kgおよび10kg)に従って、IおよびI10を測定する。
13C NMR分光法:13C NMR分光法は、コモノマーのポリマーへの組み込みを測定するための当該技術分野で既知の多くの技術のうちの1つである。この技術の例は、参照により全体が本明細書に組み込まれるRandall(Journal of Macromolecular Science,Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics,C29(2&3),201-317(1989))において、エチレン/α-オレフィンコポリマーのコモノマー含有量の決定のために記載されている。エチレン/オレフィンインターポリマーのコモノマー含有量を決定するための基本手順は、試料中の異なる炭素に対応するピークの強度が、試料中の寄与する核の総数に正比例する条件下で、13C NMRスペクトルを得ることを含む。この比例関係を確実にするための方法は、当該技術分野において既知であり、パルス後の緩和のための十分な許容時間、ゲートデカップリング技術、緩和剤の使用などを含む。ピークまたはピーク群の相対強度は、実際には、当該ピークをコンピュータで積分することにより得られる。スペクトルを得てピークを積分した後、コモノマーに関連するこれらのピークが割り当てられる。この割り当ては、既知のスペクトルもしくは文献の参照、またはモデル化合物の合成および分析、または同位体で標識されたコモノマーの使用により行うことができる。コモノマーのモル%は、前述のRandallの参考文献に記載されているように、インターポリマー中の全モノマーのモル数に対応する積分に対する、コモノマーのモル数に対応する積分の比により決定することができる。
本開示のエチレン/オレフィンインターポリマーのソフトセグメント重量パーセントおよびハードセグメント重量パーセントは、DSCによって決定され、本開示のエチレン/オレフィンインターポリマーのソフトセグメント中のコモノマーのモル%は、13C NMR分光法、および参照により全体が本明細書に組み込まれるWO2006/101966(A1)に記載の方法によって決定される。
13C NMR分析:試料を、10mmのNMRチューブ中で、およそ2.7gのテトラクロロエタン-d/オルトジクロロベンゼンの50/50混合物を0.2gの試料に添加することにより調製する。試料を溶解し、チューブおよびその内容物を150℃に加熱することによって均質化する。データを、100.5MHzの13C共鳴周波数に対応する、JEOL Eclipse(商標)400MHz分光計、Bruker400MHz分光計、またはVarian Unity Plus(商標)400MHz分光計を使用して収集する。データは、6秒間のパルス繰り返し遅延でデータファイルごとに256回の過渡信号を使用して取得する。定量分析のために最小の信号対雑音を得るために、複数のデータファイルを一緒に追加する。スペクトル幅は、25,000Hzで、最小ファイルサイズは、32Kデータポイントである。試料を、10mm広帯域プローブにおいて120℃で分析する。全体が参照により本明細書に組み込まれるRandallの三つ組法(Randall’s triad method)(Randall,J.C.;JMS-Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29,201-317(1989))を使用して、コモノマーの組み込みを決定する。
残留亜鉛含有量(ppm)は、物質収支またはX線蛍光(XRF)法などの標準的な業界手順により測定してもよい。
反応性比:オレフィン重合プロ触媒の反応性比は、上記の考察および数式によって決定してもよい。
以下の実施例は、本開示の実施形態を例示するものであるが、決して限定することを意図するものではない。より具体的には、以下の非限定的な例は、商業的に許容可能な触媒効率および高い反応器温度(例えば、120℃以上)でのプロセス制御を備えた望ましい特性を有するオレフィンブロックコポリマーを生成できる本発明のCSAおよび二元触媒の組み合わせを実証する。
プロ触媒成分
本開示の第1のオレフィン重合プロ触媒(A)の範囲内にある例示的かつ非限定的なプロ触媒(プロ触媒(A1)および(A4))は、以下に示される構造を有する。
Figure 0007101185000076
本開示の第2のオレフィン重合プロ触媒(B)の範囲内にある例示的かつ非限定的なプロ触媒(プロ触媒B1)は、次の構造を有する。
Figure 0007101185000077
プロ触媒(A4)の合成
Figure 0007101185000078
2-ヨード-4-フルオロフェノール(14.2g、59.6mmol)および1,4-ジブロモブタン(3.6mL 30mmol)をアセトン(200mL)中で組み合わせ、3日間にわたって還流させながら撹拌する。混合物を冷却し、濾過し、真空下で濃縮する。残渣をジクロロメタン(150mL)に溶解し、KOH(50mL、3N)および飽和KCO(2×50mL)で洗浄する。次いで、有機画分をMgSOで乾燥させ、濃縮して、白色粉末を得る。白色粉末をすすぎ、ヘキサン中で超音波処理し、冷却し、濾過し、真空下で乾燥させて、所望の生成物(12.22g、77.3%)を得る。H NMR(400MHz,CDCl)δ7.49(dd,J=7.7,3.1Hz,2H),7.01(td,J=8.4,3.1Hz,2H),6.74(dd,J=9.0,4.6Hz,2H),4.08(d,J=5.3Hz,4H),2.16-2.01(m,4H)。
Figure 0007101185000079
ビス(ヨウ化アリール)(10.0g、18.9mmol)、ボロン酸エステル(18.2g、37.7mmol)、THF(200mL)、および水(50mL)中のNaCO(12.0g、113mmol)の溶液を、500mLの2つ口フラスコに入れ、窒素で15分間パージする。パラジウム触媒をTHF中の溶液に添加する。反応物を65℃に加熱し、一晩撹拌する。所望の保護された生成物は、反応の過程で白色固体の形成として沈殿する。次に、混合物を冷却し、濾過し、白色固体を水で洗浄する。次に、固体を清潔なフラスコに移し、MeOH/THF混合液に懸濁する。塩酸(5滴)を溶液に加え、溶液を一晩加熱還流すると、その間に懸濁液が完全に溶解する。溶液を冷却し、濾過し、濃縮して、茶色がかった油を得る。残りの自由流動性の液体は、デカントし、廃棄する。残っている粘性の茶色の油は、メタノール中に数日間放置すると茶色がかった固体としてゆっくりと結晶化する。この固体を濾過により収集し、ジクロロメタンに溶解し、シリカプラグに通す(ジクロロメタン中のRf約1)。ジクロロメタンでの溶出から生じる薄い赤色の溶液を収集し、濃縮して、赤色固体を得、これをジエチルエーテルで超音波処理し、濾過し、乾燥させて、オフホワイトのピンクがかった固体として標的化合物を得る(14.98g、96%)。H NMR(400MHz,CDCl)δ8.25-7.99(m,4H),7.29(ddd,J=8.2,7.1,1.3Hz,4H),7.25-7.19(m,6H),7.19-7.12(m,8H),7.00(ddd,J=9.0,7.7,3.1Hz,2H),6.72(dd,J=9.0,4.5Hz,2H),6.10(s,2H),3.88-3.64(m,4H),2.33(s,6H),1.63(t,J=3.2Hz,4H)。
Figure 0007101185000080
臭化メチルマグネシウム(0.812mL、3M、2.4mmol)の四塩化ハフニウム(0.195g、0.609mmol)の添加を、-35℃のトルエン(20mL)懸濁液中で行う。反応物を、20分かけてわずかに温めながら撹拌する。次に、この溶液を配位子のトルエン溶液(10mL)に移す。溶液を一晩撹拌した後、溶媒を高真空下で除去する。残渣をジクロロメタン(15mL)で抽出し、濾過する。次いで、ジクロロメタンを高真空下で除去して、生成物をオフホワイトの固体(0.325g、52%)として得る。H NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ8.19-8.11(m,2H),8.05(dt,J=7.6,1.0Hz,2H),7.44(tt,J=8.9,0.9Hz,4H),7.32(ddd,J=8.2,7.1,1.3Hz,2H),7.28-7.20(m,4H),7.21-7.09(m,5H),7.09(dd,J=2.3,0.8Hz,2H),7.02(ddt,J=7.9,1.4,0.7Hz,1H),6.92(dd,J=2.3,0.8Hz,2H),6.82(dd,J=9.2,3.2Hz,2H),6.57(ddd,J=9.1,7.2,3.2Hz,2H),4.60(dd,J=9.1,4.9Hz,2H),3.89-3.68(m,2H),3.21(dd,J=11.6,4.4Hz,2H),2.11(d,J=1.4Hz,8H),0.68-0.48(m,2H),0.40(d,J=13.3Hz,2H),-1.17(s,6H)。
プロ触媒(B1)の合成
[(E)-N-(6-(ブチルイミノ)シクロへキシ-1-エン-1-イル)-2,6-ジイソプロピルアニリド]Sc[ビス(2-ジメチルアミノベンジル)]の合成:窒素を充填したグローブボックス中で、トルエン(2.5mL)中の(E)-N-(6-(ブチルイミノ)シクロヘキシ-1-エン-1-イル)-2,6-ジイソプピルアニリン(0.250g、0.766mmol、1当量)の溶液を、トルエン(2.5mL)中のSc(CH-o-NMe(0.343g、0.766mmol、1当量)の溶液に添加した。材料を60℃で17時間撹拌し、こげ茶色/黄色の溶液を得た。全ての揮発物を真空除去して、こげ茶色/黄色の油を得た。ヘキサン(10mL)をその油上に重ね、混合物を-30℃の冷凍庫で3カ月間保管したが、相当量の沈殿物は形成されなかった。溶液をシリンジフィルタを通して濾過し、全ての揮発物を真空除去して、粘度が高い黒色油を得た。油をヘキサメチルジシロキサン(3mL)に溶解し、-30℃の冷凍庫で3日間保管した。大量の黄色固体が溶液から沈殿した。材料を、予冷したガラスフリットを通して濾過し、最小限の冷ヘキサメチルジシロキサンで洗浄し、真空乾燥して、黄色粉末(0.2506g、収率51%)を得た。残留しているヘキサメチルジシロキサンを、固体をヘキサンに溶解し、真空乾燥することによって除去した。H NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ7.21-7.12(m,3H),6.99(ddd,J=8.2,6.6,1.8Hz,2H),6.95-6.89(m,2H),6.82-6.71(m,4H),4.43(t,J=4.9Hz,1H),3.55(hept,J=6.7Hz,2H),2.73-2.64(m,2H),2.27(s,12H),1.98(t,J=6.4Hz,2H),1.87(q,J=5.7Hz,2H),1.61-1.48(m,4H),1.44-1.37(m,2H),1.37-1.29(m,2H),1.21(d,J=6.8Hz,6H),1.16(d,J=6.7Hz,6H),1.21-1.11(m,2H),0.84(t,J=7.3Hz,3H).13C NMR(400MHz,ベンゼン-d)δ174.33,148.84,145.56,145.17,144.31,143.09,128.72,125.43,124.71,123.80,120.05,118.45,109.60,48.33,47.67,44.26,30.96,27.93,27.50,26.78,24.62,23.27,22.95,20.86,13.60.
プロ触媒(A1)の合成
プロ触媒(A1)を、全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,953,764(B2)号に記載されている手順に従って合成する。
重合例
バッチ反応器重合手順
バッチ反応器重合の実行を、プロ触媒(A1)、(A4)、(B1)、本発明のCSAと二元触媒との組み合わせ(即ち、プロ触媒(A1)および(B1)ならびにチェーンシャトリング剤)、およびさらなる本発明のCSAと二元触媒との組み合わせ(即ち、プロ触媒(A4)および(B1))について行った。バッチ反応器重合の実行は、下記の手順および表1~3に概説されるプロセス条件に従って行った。共触媒(「共触媒」(Cocat.))は[HNMe(C18H37)2][B(C6F5)4]である。
2LのParr反応器を、全てのバッチ反応器重合の実行に使用する。反応器は、電気加熱マントルによって加熱し、水を含む内部蛇行冷却コイルによって冷却する。反応器と加熱/冷却システムとの両方は、Camile TGプロセスコンピュータによって制御および監視する。重合または触媒組成に使用する全ての化学物質は、精製カラムに通す。1-オクテン、トルエン、およびIsopar-E(ExxonMobil,Inc.から利用可能な混合アルカン溶媒)は、A2アルミナを含む第1のカラムとQ5反応物(Engelhard Chemicals Inc.から利用可能)を含む第2のカラムとの2つのカラムに通す。エチレンガスは、A204アルミナおよび活性4A°分子篩を含む第1のカラムとQ5反応物を含む第2のカラムとの2つのカラムに通す。水素ガスは、Q5反応物およびA2アルミナに通す。窒素ガスは、A204アルミナ、活性4A°分子篩、およびQ5反応物を含む単一カラムに通す。触媒および共触媒(活性化剤とも呼ばれる)溶液は窒素を充填したグローブボックス中で扱う。
Ashcroft差圧セルを使用して、ロードカラムにIsopar-Eおよび1-オクテンを充填設定点まで充填し、材料を、(少なくとも)1回洗浄した後、反応器に移す。溶媒/コモノマーを添加した直後に、水素(指定のとおり)を内部体積がおよそ75mLのショットタンクを介して反応器に充填する。次に、反応器を重合温度設定点まで加熱する。続いて、反応器が25度の反応温度設定点内となったら、MMAO-3A(10μmol)およびジエチル亜鉛(DEZ、指定のとおり)溶液を、ショットタンクを介して反応器に添加する。次に、微動流量計を介して監視しながら、エチレンを指定の圧力まで添加する。最後に、希釈した触媒および共触媒(指定のとおり)のトルエン溶液を混合し、ショットタンクに移し、反応器に添加して、重合反応を開始する。次に、組み合わせた触媒溶液を反応器に添加する。指定の圧力を維持するために補充用エチレンを必要に応じて添加しながら、重合条件を典型的には10分間維持する。発熱は、内部冷却コイルを介して反応容器から継続的に除去する。得られた溶液を反応器から取り出し、およそ6.7gのヒンダードフェノール酸化防止剤(Ciba Geigy Corp.のIrganox 1010)および13.3gのリン安定化剤(Ciba Geigy Corp.のIrgafos 1680)を含有する5mLのトルエン溶液を添加して安定させる。ポリマーを一晩フード内で乾燥させて回収し、次に最終設定点140℃の温度勾配真空オーブン内で12時間実行する。重合の実行の合間に、洗浄サイクルを実施し、このサイクル中に、Isopar-E(850g)を添加し、反応器を少なくとも160℃に加熱する。その後、加熱した溶媒を、新たな重合の実行を開始する直前に取り出す。
Figure 0007101185000081
Figure 0007101185000082
Figure 0007101185000083
各個々のプロ触媒に対する対照を実行1~4に示す。チェーンシャトリング剤の非存在下で、プロ触媒は、表3の実行5~7のデータによって示されるとおり、適合性があり、ポリマーブレンドを生成する。これらのバッチ反応器の結果により、(A4)および(B1)、または(A1)および(B1)のプロ触媒対が、適切な条件下でOBCを生成できる可能性があることが示唆される。
加えて、図2に見られるとおり、実行1のGPCトレースは、単一の触媒としてB1によって生成されたポリマーの分子量分布を示し、実行3のGPCトレースは、単一の触媒としてA4によって生成されたポリマーの分子量分布を示し、実行4のGPCトレースは、単一の触媒としてA1によって生成されたポリマーの分子量分布を示す。B1とA4との両方をジエチル亜鉛なしで反応器に導入した実行6のGPCトレースは、B1とA4との両方からの分子量分布を示す二峰性である。B1とA1との両方をジエチル亜鉛なしで反応器に導入した実行7のGPCトレースは、B1とA1との両方からの分子量分布を示す二峰性である。したがって、図2は、(A1)および(B1)、または(A4)および(B1)のプロ触媒対が、高い反応器温度でOBCを生成できる可能性があることの証拠を提供する。
表3の実行1~2に示されるとおり、(B1)は、反応性比が57(120℃にて)または105(150℃にて)である、低いコモノマー組み込み剤である。表3の実行4は、120℃で、(A1)が、反応性比が5.5である高いコモノマー組み込み剤であることを示す。表3の実行3は、120℃で、(A4)が、反応性比が5である高いコモノマー組み込み剤であることを示す。よって、B1およびA1についての(ならびにB1およびA4)についての120℃での反応性比(r1A/r1B)の比は、0.5未満である。
さらに、図3に見られるように、B1とA1との両方をジエチル亜鉛と共に反応器に導入した実行11および12からのGPCトレースは、多分散性インデックスがより狭い単峰性であり、これは、チェーンシャトリングに必要とされる、両方の触媒部位間で移動したポリマー鎖で構成される単一の分子量分布を示す。
特定の実施形態
以下は、本開示の例示的かつ非限定的な実施形態およびそれらの組み合わせである。
1.組成物であって、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を組み合わせることで得られる混合物または反応生成物を含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含み、
Figure 0007101185000084
、式中、
各Z1は、独立して、(C~C40)炭化水素、(C~C40)ヘテロ炭化水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、CN、CF、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ハロゲン原子、または水素原子であり、
各RC1は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Mは、独立して、元素周期表の3~6族または7~9族のうちのいずれか1つの金属であり、金属が、+2、+3、+4、+5、または+6の形式酸化状態にあり、
nnは、1または2の整数であり、
各Qは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
、Q、およびQの各々は、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビルO-、(C~C40)ヒドロカルビルS-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、((C~C40)ヒドロカルビル)N-、((C~C40)ヒドロカルビル)P-、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Qは、独立して、(C~C40)ヒドロカルビルまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
およびQ、QおよびQ、QおよびQ、ならびにQおよびQは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成するか、あるいはQ~Qのうちのいずれか3つまたは4つは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンのそれぞれの三価または四価類似体を形成し、Q~Qのうちの残りは、上に定義したとおりであり、
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1)2C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、置換されていないか、または1つ以上のR置換基で置換されており、
各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C~C18)アルキル、FC-、FCHO-、FHCO-、FCO-、オキソ(即ち、=O)、RSi-、RGe-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)-、RP-、RN-、RC=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはRNC(O)-であるか、あるいはRのうちの2つは、一緒になって、非置換(C~C18)アルキレンを形成し、各Rが、独立して、非置換(C~C18)アルキルであり、
任意選択で、RC1またはRは、Mとの追加の相互作用を有し得る、組成物。
2.(D)活性化剤をさらに含む、実施形態1に記載の組成物。
3.Mは、3~6族のうちのいずれかの金属である、実施形態1または2に記載の組成物。
4.Mは、3族の金属またはランタニドである、実施形態1~3のいずれかに記載の組成物。
5.Mは、スカンジウムである、実施形態1~4のいずれかに記載の組成物。
6.Z1は、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、またはヒドリド基である、実施形態1~5のいずれかに記載の組成物。
7.Z1は、置換ベンジルまたは置換ヘテロアリールベンジルである、実施形態1~6のいずれかに記載の組成物。
8.Z1は、
Figure 0007101185000085
からなる群から選択される、実施形態1~7のいずれかに記載の組成物。
9.式(I)の金属-配位子錯体は、
Figure 0007101185000086
からなる群から選択される、実施形態1~8のいずれかに記載の組成物。
10.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)および第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、重合条件下での比(r1A/r1B)が0.5以下であるように、それぞれの反応性比r1Aおよびr1Bを有する、実施形態1~9のいずれかに記載の組成物。
11.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、式(II)の金属-配位子錯体を含み、
Figure 0007101185000087
、式中、
Mは、ジルコニウムまたはハフニウムであり、
20は、出現ごとに独立して、水素を含まない5~20個の原子を含有する二価の芳香族基または不活性に置換された芳香族基であり、
は、水素を含まない3~20個の原子を有する二価の炭化水素もしくはシラン基、またはそれらの不活性に置換された誘導体であり、
は、出現ごとに独立して、水素を含まない1~20個の原子の一価配位子基であるか、または2つのR基は、一緒になって、水素を含まない1~20個の原子の二価配位子基である、実施形態1~10のいずれかに記載の組成物。
12.該式(III)の金属-配位子錯体は、以下の構造:
Figure 0007101185000088
を有し、式中、
Arは、出現ごとに独立して、C6~20アリールまたはその不活性に置換された誘導体、特に、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、ナフチル、アントラセン-5-イル、1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イルであり、
は、出現ごとに独立して、プロピレン-1,3-ジイル基、ビス(アルキレン)シクロヘキサン-1,2-ジイル基、または各々最大20個の炭素を有する1~5個のアルキル、アリール、もしくはアラルキル置換基で置換された、それらの不活性に置換された誘導体であり、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、水素を含まない最大50個の原子のヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、またはアミノであり、
は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子の二価ヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはトリヒドロカルビルシリル基である、実施形態1~11のいずれかに記載の組成物。
13.該式(III)の金属-配位子錯体は、以下の構造:
Figure 0007101185000089
を有し、式中、
Arは、出現ごとに独立して、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、またはアントラセン-5-イルであり、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、または水素を含まない最大50個の原子のアミノであり、
は、プロパン-1,3-ジイルまたはビス(メチレン)シクロヘキサン-1,2-ジイルであり、
は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子のヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはヒドロカルビルシランジイル基である、実施形態1~12のいずれかに記載の組成物。
14.該式(III)の金属-配位子錯体は、
Figure 0007101185000090
からなる群から選択される、実施形態1~13のいずれかに記載の組成物。
15.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造を有し、
Figure 0007101185000091
式中、Xは、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはCアルキルであり、好ましくは出現ごとに、Xはメチルであり、
は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、fは1~5であり、
は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、cは1~5である、実施形態1~10のいずれかに記載の組成物。
16.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造を有し、
Figure 0007101185000092
式中、Rは、C1~4アルキルまたはシクロアルキル、好ましくはメチル、イソプロピル、t-ブチル、またはシクロヘキシルであり、
は、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはC1~4アルキル、好ましくはメチルである、実施形態15に記載の組成物。
17.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造:
Figure 0007101185000093
を有する、実施形態16に記載の組成物。
18.チェーンシャトリング剤は、1~12個の炭素を有する少なくとも1つのヒドロカルビル置換基を含有する、アルミニウム、亜鉛、またはガリウム化合物である、実施形態1~17のいずれかに記載の組成物。
19.オレフィン重合触媒系であって、
(A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
(B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
(C)チェーンシャトリング剤と、を含み、
第2のオレフィン重合プロ触媒は、式(I)の金属-配位子錯体を含み、
Figure 0007101185000094
、式中、
各Z1は、独立して、(C~C40)炭化水素、(C~C40)ヘテロ炭化水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、CN、CF、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ハロゲン原子、または水素原子であり、
各RC1は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Mは、独立して、元素周期表の3~6族または7~9族のうちのいずれか1つの金属であり、金属が、+2、+3、+4、+5、または+6の形式酸化状態にあり、
nnは、1または2の整数であり、
各Qは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
、Q、およびQの各々は、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビルO-、(C~C40)ヒドロカルビルS-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、((C~C40)ヒドロカルビル)N-、((C~C40)ヒドロカルビル)P-、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
各Qは、独立して、(C~C40)ヒドロカルビルまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
およびQ、QおよびQ、QおよびQ、ならびにQおよびQは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成するか、あるいはQ~Qのうちのいずれか3つまたは4つは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンのそれぞれの三価または四価類似体を形成し、Q~Qのうちの残りは、上に定義したとおりであり、
ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1)2C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、置換されていないか、または1つ以上のR置換基で置換されており、
各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C~C18)アルキル、FC-、FCHO-、FHCO-、FCO-、オキソ(即ち、=O)、RSi-、RGe-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)-、RP-、RN-、RC=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはRNC(O)-であるか、あるいはRのうちの2つは、一緒になって、非置換(C~C18)アルキレンを形成し、各Rが、独立して、非置換(C~C18)アルキルであり、
任意選択で、RC1またはRは、Mとの追加の相互作用を有し得る、オレフィン重合触媒系。
20.(D)活性化剤をさらに含む、実施形態19に記載の触媒系。
21.Mは、3~6族のうちのいずれかの金属である、実施形態19または20に記載の触媒系。
22.Mは、3族の金属である、実施形態19~21のいずれかに記載の触媒系。
23.Mは、スカンジウムである、実施形態19~22のいずれかに記載の触媒系。
24.Z1は、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、またはヒドリド基である、実施形態19~23のいずれかに記載の触媒系。
25.Z1は、置換ベンジルまたは置換ヘテロアリールベンジルである、実施形態19~24のいずれかに記載の触媒系。
26.Z1は、
Figure 0007101185000095
からなる群から選択される、実施形態19~25のいずれかに記載の触媒系。
27.式(I)の金属-配位子錯体は、
Figure 0007101185000096
からなる群から選択される、実施形態19~26のいずれかに記載の触媒系。
28.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)および第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、重合条件下での比(r1A/r1B)が0.5以下であるように、それぞれの反応性比r1Aおよびr1Bを有する、実施形態19~27のいずれかに記載の触媒系。
29.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、式(II)の金属-配位子錯体を含み、
Figure 0007101185000097
、式中、
Mは、ジルコニウムまたはハフニウムであり、
20は、出現ごとに独立して、水素を含まない5~20個の原子を含有する二価の芳香族基または不活性に置換された芳香族基であり、
は、水素を含まない3~20個の原子を有する二価の炭化水素もしくはシラン基、またはそれらの不活性に置換された誘導体であり、
は、出現ごとに独立して、水素を含まない1~20個の原子の一価配位子基であるか、または2つのR基は、一緒になって、水素を含まない1~20個の原子の二価配位子基である、実施形態19~28のいずれかに記載の触媒系。
30.該式(III)の金属-配位子錯体は、以下の構造を有し、
Figure 0007101185000098
、式中、
Arは、出現ごとに独立して、C6~20アリールまたはその不活性に置換された誘導体、特に、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、ナフチル、アントラセン-5-イル、1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イルであり、
は、出現ごとに独立して、プロピレン-1,3-ジイル基、ビス(アルキレン)シクロヘキサン-1,2-ジイル基、または各々最大20個の炭素を有する1~5個のアルキル、アリール、もしくはアラルキル置換基で置換された、それらの不活性に置換された誘導体であり、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、または水素を含まない最大50個の原子のアミノであり、
は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子の二価ヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはトリヒドロカルビルシリル基である、実施形態19~29のいずれかに記載の触媒系。
31.該式(III)の金属-配位子錯体は、以下の構造を有し、
Figure 0007101185000099
、式中、
Arは、出現ごとに独立して、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、またはアントラセン-5-イルであり、
21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、または水素を含まない最大50個の原子のアミノであり、
は、プロパン-1,3-ジイルまたはビス(メチレン)シクロヘキサン-1,2-ジイルであり、
は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子のヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはヒドロカルビルシランジイル基である、実施形態19~30のいずれかに記載の触媒系。
32.該式(III)の金属-配位子錯体は、
Figure 0007101185000100
からなる群から選択される、実施形態19~31のいずれかに記載の触媒系。
33.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造を有し、
Figure 0007101185000101
式中、Xは、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはCアルキルであり、好ましくは出現ごとに、Xはメチルであり、
は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、fは1~5であり、
は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、cは1~5である、実施形態19~28のいずれかに記載の触媒系。
34.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造を有し、
Figure 0007101185000102
式中、Rは、C1~4アルキルまたはシクロアルキル、好ましくはメチル、イソプロピル、t-ブチル、またはシクロヘキシルであり、
は、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはC1~4アルキル、好ましくはメチルである、実施形態19~28のいずれかに記載の触媒系。
35.第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造:
Figure 0007101185000103
を有する、実施形態19~28のいずれかに記載の触媒系。
36.チェーンシャトリング剤は、1~12個の炭素を有する少なくとも1つのヒドロカルビル置換基を含有する、アルミニウム、亜鉛、またはガリウム化合物である、実施形態19~35のいずれかに記載の触媒系。
37.1つ以上の付加重合性モノマーを、付加重合条件で、実施形態1~18のいずれかに記載の組成物または実施形態19~36に記載のオレフィン重合触媒系と接触させることを含む、マルチブロックコポリマーを調製するためのプロセス。
38.エチレンおよびエチレン以外の少なくとも1つの共重合性コモノマーを、付加重合条件下で、実施形態1~18のいずれかに記載の組成物または実施形態19~36に記載のオレフィン重合触媒系と接触させることを含む、マルチブロックコポリマーを調製するためのプロセス。
39.エチレンおよびC3~8アルファオレフィンを、付加重合条件下で、実施形態1~18のいずれかに記載の組成物または実施形態19~36に記載のオレフィン重合触媒系と接触させることを含む、マルチブロックコポリマーを調製するためのプロセス。
40.プロセスは連続溶液プロセスである、実施形態37~39のいずれかに記載のプロセス。
41.プロセスは、120℃以上の温度で実行される、実施形態40に記載のプロセス。
42.実施形態37~41のいずれかに記載のプロセスによって調製される、マルチブロックコポリマー。
43.マルチブロックコポリマーは、重合形態で、1つ以上の付加重合性モノマーを含み、該コポリマーは、コモノマー含有量、結晶化度、立体規則性、均質性、密度、融点、またはガラス転移温度が異なる2つ以上のセグメントまたはブロックを中に含有する、実施形態42に記載のマルチブロックコポリマー。
44.マルチブロックコポリマーは、重合形態で、エチレンおよび1つ以上の共重合性コモノマーを含み、該コポリマーは、コモノマー含有量、結晶化度、立体規則性、均質性、密度、融点、またはガラス転移温度が異なる2つ以上のセグメントまたはブロックを中に含有する、実施形態42に記載のマルチブロックコポリマー。
45.実施形態42に記載のマルチブロックコポリマーの官能化誘導体。
46.実施形態42に記載のマルチブロックコポリマーであって、フィルム形態にあるマルチブロックコポリマー、少なくとも1つの多層フィルムの層、少なくとも1つの積層物品、発泡物品、繊維、不織布、射出成型物品、ブロー成型物品、回転成型物品、または接着剤の層を含む、マルチブロックコポリマー。

Claims (9)

  1. オレフィン重合触媒系であって、
    (A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
    (B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
    (C)チェーンシャトリング剤と、を含み、
    第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、式(I)の金属-配位子錯体を含み、
    Figure 0007101185000104
    式中、
    各Z1は、独立して、(C~C40)炭化水素、(C~C40)ヘテロ炭化水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、CN、CF、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ハロゲン原子、または水素原子であり、
    各RC1は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
    各Mは、独立して、元素周期表の3~6族または7~9族のうちのいずれか1つの金属であり、前記金属が、+2、+3、+4、+5、または+6の形式酸化状態にあり、
    nnは、1または2の整数であり、
    各Qは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
    、Q、およびQの各々は、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビルO-、(C~C40)ヒドロカルビルS-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、((C~C40)ヒドロカルビル)N-、((C~C40)ヒドロカルビル)P-、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
    各Qは、独立して、(C~C40)ヒドロカルビルまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
    およびQ、QおよびQ、QおよびQ、ならびにQおよびQは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成するか、あるいはQ~Qのうちのいずれか3つまたは4つは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンのそれぞれの三価または四価類似体を形成し、Q~Qのうちの残りは、上に定義したとおりであり、
    前記ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1)2C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、置換されていないか、または1つ以上のR置換基で置換されており、
    各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C~C18)アルキル、FC-、FCHO-、FHCO-、FCO-、オキソ(即ち、=O)、RSi-、RGe-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)-、RP-、RN-、RC=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはRNC(O)-であるか、あるいは前記Rのうちの2つは、一緒になって、非置換(C~C18)アルキレンを形成し、各Rが、独立して、非置換(C~C18)アルキルであり、
    任意選択で、RC1またはRは、Mとの追加の相互作用を有し得、
    第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造の金属-配位子錯体を含み、
    Figure 0007101185000105
    式中、
    Arは、出現ごとに独立して、C6~20アリールまたはその不活性に置換された誘導体、特に、3,5-ジ(イソプロピル)フェニル、3,5-ジ(イソブチル)フェニル、ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル、ナフチル、アントラセン-5-イル、1,2,3,4,6,7,8,9-オクタヒドロアントラセン-5-イルであり、
    は、出現ごとに独立して、プロピレン-1,3-ジイル基、ビス(アルキレン)シクロヘキサン-1,2-ジイル基、または各々最大20個の炭素を有する1~5個のアルキル、アリール、もしくはアラルキル置換基で置換された、それらの不活性に置換された誘導体であり、
    21は、出現ごとに独立して、水素、ハロ、ヒドロカルビル、トリヒドロカルビルシリル、トリヒドロカルビルシリルヒドロカルビル、アルコキシ、または水素を含まない最大50個の原子のアミノであり、
    は、出現ごとに独立して、ハロ、または水素を含まない最大20個の原子のヒドロカルビルもしくはトリヒドロカルビルシリル基であるか、あるいは2つのR基は、一緒になって、水素を含まない最大40個の原子の二価ヒドロカルビレン、ヒドロカルバジイル、またはトリヒドロカルビルシリル基である、
    オレフィン重合触媒系。
  2. 前記第1のオレフィン重合プロ触媒(A)の金属-配位子錯体は、以下の構造からなる群から選択される、請求項1に記載の触媒系。
    Figure 0007101185000106
  3. オレフィン重合触媒系であって、
    (A)第1のオレフィン重合プロ触媒と、
    (B)第2のオレフィン重合プロ触媒と、
    (C)チェーンシャトリング剤と、を含み、
    第2のオレフィン重合プロ触媒(B)は、式(I)の金属-配位子錯体を含み、
    Figure 0007101185000107
    式中、
    各Z1は、独立して、(C~C40)炭化水素、(C~C40)ヘテロ炭化水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、CN、CF、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ハロゲン原子、または水素原子であり、
    各RC1は、独立して、(C~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、
    各Mは、独立して、元素周期表の3~6族または7~9族のうちのいずれか1つの金属であり、前記金属が、+2、+3、+4、+5、または+6の形式酸化状態にあり、
    nnは、1または2の整数であり、
    各Qは、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
    、Q、およびQの各々は、独立して、水素、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヒドロカルビルO-、(C~C40)ヒドロカルビルS-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、(C~C40)ヒドロカルビルS(O)-、((C~C40)ヒドロカルビル)N-、((C~C40)ヒドロカルビル)P-、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
    各Qは、独立して、(C~C40)ヒドロカルビルまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビルであり、
    およびQ、QおよびQ、QおよびQ、ならびにQおよびQは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンを形成するか、あるいはQ~Qのうちのいずれか3つまたは4つは、任意選択で、一緒になって、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンのそれぞれの三価または四価類似体を形成し、Q~Qのうちの残りは、上に定義したとおりであり、
    前記ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、Ge(RC1、P(RC1、N(RC1、ORC1、SRC1、RC1S(O)-、RC1S(O)-、(RC1)2C=N-、RC1C(O)O-、RC1OC(O)-、RC1C(O)N(R)-、(RC1NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、置換されていないか、または1つ以上のR置換基で置換されており、
    各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C~C18)アルキル、FC-、FCHO-、FHCO-、FCO-、オキソ(即ち、=O)、RSi-、RGe-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)-、RP-、RN-、RC=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはRNC(O)-であるか、あるいは前記Rのうちの2つは、一緒になって、非置換(C~C18)アルキレンを形成し、各Rが、独立して、非置換(C~C18)アルキルであり、
    任意選択で、RC1またはRは、Mとの追加の相互作用を有し得、
    第1のオレフィン重合プロ触媒(A)は、以下の構造の金属-配位子錯体を含み、
    Figure 0007101185000108
    式中、
    は、出現ごとに、ハライド、N,N-ジメチルアミド、またはCアルキルであり、好ましくは出現ごとに、Xはメチルであり、
    は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、fは1~5であり、
    は、出現ごとに独立して、水素、ハロゲン、C1~20アルキル、もしくはC6~20アリールであるか、または2つの隣接するR基が一緒になって接合して環を形成し、cは1~5である、
    オレフィン重合触媒系。
  4. 前記第1のオレフィン重合プロ触媒(A)の金属-配位子錯体は、以下の構造を有する、請求項3に記載の触媒系。
    Figure 0007101185000109
  5. (D)活性化剤をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の触媒系。
  6. は、スカンジウムである、請求項1~5のいずれか一項に記載の触媒系。
  7. Z1は、(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC1、またはヒドリド基である、請求項1~6のいずれか一項に記載の触媒系。
  8. Z1は、
    Figure 0007101185000110
    からなる群から選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の触媒系。
  9. 前記式(I)の金属-配位子錯体は、以下の構造:
    Figure 0007101185000111
    を有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の触媒系。
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