JP7214300B2 - 遷移金属化合物、触媒組成物およびそれを用いたポリプロピレンの製造方法 - Google Patents

遷移金属化合物、触媒組成物およびそれを用いたポリプロピレンの製造方法 Download PDF

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Description

関連出願との相互引用
本出願は、2019年3月13日付韓国特許出願第10-2019-0028866号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、新規の遷移金属化合物、触媒組成物、およびそれを用いたポリプロピレンの製造方法に関する。
オレフィン重合触媒系はチーグラーナッタおよびメタロセン触媒系に分類することができる。この二つの高活性触媒系はそれぞれの特徴に合わせて発展してきた。
チーグラーナッタ触媒は50年代に発明されて以来既存の商業プロセスに広く適用されてきたが、活性点がいくつか混在するマルチサイト触媒(multi-site catalyst)であるため、重合体の分子量分布が広いことが特徴であり、共単量体の組成分布が均一でなく、所望する物性確保に限界がある問題がある。
一方、メタロセン触媒は遷移金属化合物が主成分である主触媒とアルミニウムが主成分である有機金属化合物である助触媒の組み合わせからなる。このような触媒は均一系錯体触媒としてシングルサイト触媒(single site catalyst)の特性を示すが、シングルサイト特性により分子量分布が狭く、共単量体の組成分布が均一な高分子が得られ、触媒のリガンド構造変形および重合条件の変更によって高分子の立体規則度、共重合特性、分子量、結晶化度などを変化させ得る特性を有している。
最近、環境に関する認識変化により多くの製品群において揮発性有機化合物(VOC)の発生減少を追求している。しかし、ポリプロピレン(Polypropylene)の製造に使用されるチーグラ-ナッタ触媒(Z/N、ziegler-natta)の場合、高いTVOC(total VOC)を発生させる問題があった。特に、商用化された多様なポリプロピレンの場合はチーグラ-ナッタ触媒を適用した製品が主流をなしているが最近の臭いが少なく低溶出特性を示すメタロセン触媒を適用した製品への転換が加速化されている。
そこでメタロセン系触媒を利用して優れた物性を有するポリプロピレンを製造できる方法の開発が求められる。
本発明は、プロピレン重合に優れた触媒活性と共に高い水素反応性を示し、狭い分子量分布および低い溶融点を有するポリプロピレン製造に有用な新規遷移金属化合物を提供する。
また、本発明は前記遷移金属化合物を含む触媒組成物を提供する。
また、本発明は前記触媒組成物を利用したポリプロピレンの製造方法を提供する。
本発明は、下記化学式1で表される、遷移金属化合物を提供する。
Figure 0007214300000001
前記化学式1において、
Mは4族遷移金属であり、
およびXは互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲンであり、
およびRは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキル、C2~20アルケニル、C2~20アルコキシアルキル、C6~20アリール、C7~40アルキルアリール、またはC7~40アリールアルキルであり、
~Rは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキルであり、
は水素、C1~20アルキル、およびC1~20アルキルシリルからなる群より選ばれた一つ以上の官能基で置換されたC6~20アリールであり、
およびRは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキルである。
この時、前記化学式1において、Mはジルコニウム(Zr)またはハフニウム(Hf)であることが好ましい。
そして、前記化学式1において、RおよびRはそれぞれC1~8直鎖または分枝鎖アルキル、またはC2~12直鎖または分枝鎖アルコキシアルキルであり得、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t-ブチル、ヘキシル、またはt-ブトキシヘキシルであり得る。
そして、前記化学式1において、R~RはそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルまたはC1~3直鎖または分枝鎖アルキルであり得、具体的にはメチル、エチル、プロピル、またはイソプロピルであり得、好ましくはメチルであり得る。
そして、前記化学式1において、Rはフェニル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルで置換されたフェニル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたフェニル、ナフチル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルで置換されたナフチル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたナフチルであり得、具体的には前記フェニルまたはナフチルは水素置換基のうちの一つまたは二つ以上がそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルまたはC1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたものであり得る。一例として、前記フェニルまたはナフチルは水素置換基のうちの一つまたは二つ以上がそれぞれメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t-ブチル、またはトリメチルシリルで置換されたものであり得る。
そして、前記化学式1において、RおよびRはそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルまたはC1~3直鎖または分枝鎖アルキルであり得、具体的にはメチル、エチル、またはプロピルであり得、好ましくはメチルであり得る。
そして、前記化学式1で表される化合物は、具体的には例えば、下記化学式1-1または化学式1-2で表される。
Figure 0007214300000002
前記化学式1-1および1-2において、M、X、X、R、Rは化学式1において定義したとおりであり、R10~R14、およびR15~R21は互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、またはC1~20アルキル、およびC1~20アルキルシリルからなる群より選ばれた官能基である。
この時、前記化学式1-1および1-2において、R10~R14、およびR15~R21はそれぞれ水素、またはC1~6直鎖または分枝鎖アルキル、またはC1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルであり得、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t-ブチル、またはトリメチルシリルであり得る。
また、前記化学式1で表される化合物は、具体的には例えば、下記構造式で表される化合物のいずれか一つであり得る。
Figure 0007214300000003
Figure 0007214300000004
Figure 0007214300000005
一方、本発明は、上述した遷移金属化合物を含む、触媒組成物を提供する。
この時、前記触媒組成物は、前記遷移金属化合物および担体を含む形態で、前記遷移金属化合物が担体に担持された形態であり得る。
そして、前記触媒組成物は、下記化学式2~4で表される化合物からなる群より選ばれた1種以上の助触媒をさらに含むこともできる。
[化学式2]
-[Al(R22)-O]
前記化学式2において、
22は互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、C1~20アルキルまたはC1~20ハロアルキルであり;
mは2以上の整数であり;
[化学式3]
J(R23
前記化学式3において、
23は互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、C1~20アルキルまたはC1~20ハロアルキルであり;
Jはアルミニウムまたはホウ素であり;
[化学式4]
[E-H][ZQ
前記化学式4において、
Eは中性またはカチオン性ルイス塩基であり;
Hは水素原子であり;
Zは13族元素であり;
Qは、互いに同一または相異し、それぞれ独立してC6~20アリールまたはC1~20アルキルであり、ここで前記C6~20アリールまたはC1~20アルキルは非置換かまたはハロゲン、C1~20アルキル、C1~20アルコキシおよびC6~20フェノキシで構成される群より選ばれる一つ以上の置換基で置換される。
一方、本発明は、前記触媒組成物の存在下で、プロピレン単量体を重合する段階を含む、ポリプロピレンの製造方法を提供する。
前記重合段階は、プロピレン単量体含有量を基準として水素ガス1500ppm以下を投入して行うことができる。
この時、製造される前記ポリプロピレンはホモ重合体であり得る。また、前記ポリプロピレンの分子量分布(Mw/Mn)が約2.35以下または約2.1~約2.35であり得、溶融指数(MI2.16,230℃,2.16kg荷重で測定した溶融指数)が約1000g/10min~約1500g/10minであり得、溶融点(Tm)が約148℃以下または約130℃~約148℃であり得る。
本明細書で使用される用語は単に例示的な実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定することを意図しない。
単数の表現は文脈上明白に異なる意味を示さない限り、複数の表現を含む。
本明細書で、「含む」、「備える」または「有する」などの用語は実施された特徴、数字、段階、構成要素またはこれらを組み合わせを説明するためのものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、構成要素、これらの組み合わせまたは付加の可能性を排除するものではない。
また、本明細書において、各層または要素が各層または要素「の上に」または「上に」形成されると言及される場合には各層または要素が直接各層または要素の上に形成されることを意味したり、他の層または要素が各層の間、対象体、基材上に追加的に形成され得ることを意味する。
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定の実施例を例示して下記で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の一側面によれば、下記化学式1で表される、遷移金属化合物が提供される。
Figure 0007214300000006
前記化学式1において、
Mは4族遷移金属であり、
およびXは互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲンであり、
およびRは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキル、C2~20アルケニル、C2~20アルコキシアルキル、C6~20アリール、C7~40アルキルアリール、またはC7~40アリールアルキルであり、
~Rは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキルであり、
は水素、C1~20アルキル、およびC1~20アルキルシリルからなる群より選ばれた一つ以上の官能基で置換されたC6~20アリールであり、
およびRは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキルである。
本明細書で特に制限がない限り、次の用語は下記のように定義される。
ハロゲン(halogen)は、フッ素(F)、塩素(Cl)、臭素(Br)、またはヨウ素(I)であり得る。
炭素数1~20(C1~20)のアルキルは直鎖、分枝鎖または環状アルキルであり得る。具体的には、炭素数1~20のアルキルは炭素数1~20の直鎖アルキル;炭素数1~15の直鎖アルキル;炭素数1~5の直鎖アルキル;炭素数3~20の分枝鎖または環状アルキル;炭素数3~15の分枝鎖または環状アルキル;または炭素数3~10の分枝鎖または環状アルキルであり得る。一例として、前記炭素数1~20(C1~20)のアルキルはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、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、シクロオクチルなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数2~20(C2~20)のアルケニルとしては直鎖または分枝鎖のアルケニルを含み、具体的にはアリル、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニルなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数1~20(C1~20)のアルコキシとしてはメトキシ基、エトキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、tert-ブトキシ、フェニルオキシ、シクロヘキシルオキシ基などが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数2~20(C2-20)のアルコキシアルキル基は、上述したアルキルの1個以上の水素がアルコキシで置換された官能基であり、具体的にはメトキシメチル、メトキシエチル、エトキシメチル、iso-プロポキシメチル、iso-プロポキシエチル、iso-プロポキシプロピル、iso-プロポキシヘキシル、tert-ブトキシメチル、tert-ブトキシエチル、tert-ブトキシプロピル、tert-ブトキシヘキシルなどのアルコキシアルキル;またはフェノキシヘキシルなどのアリールオキシアルキルが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数1~20(C1~20)のアルキルシリルまたは炭素数1~20(C1~20)のアルコキシシリル基は-SiHの1~3個の水素が1~3個の上述したようなアルキルまたはアルコキシで置換された官能基であり、具体的にはメチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、ジメチルエチルシリル、ジエチルメチルシリル基またはジメチルプロピルシリルなどのアルキルシリル;メトキシシリル、ジメトキシシリル、トリメトキシシリルまたはジメトキシエトキシシリルなどのアルコキシシリル;メトキシジメチルシリル、ジエトキシメチルシリルまたはジメトキシプロピルシリルなどのアルコキシアルキルシリルが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数1~20(C1~20)のシリルアルキルは、上述したようなアルキルの1以上の水素がシリルで置換された官能基であり、具体的には-CH-SiH、メチルシリルメチルまたはジメチルエトキシシリルプロピルなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
また、炭素数1~20(C1~20)のアルキレンとしては2価置換基であることを除いては上述したアルキルと同じものであり、具体的にはメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレン、シクロヘプチレン、シクロオクチレンなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数6~20(C6~20)のアリールは単環式、二環式または三環式芳香族炭化水素であり得る。一例として、前記炭素数6~20(C6~20)のアリールは、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、フルオレニルなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
炭素数7~20(C7~20)のアルキルアリールは、芳香族環の水素のうちの一つ以上の水素が上述したアルキルによって置換された置換基を意味する。一例として、前記炭素数7~20(C7~20)のアルキルアリールは、メチルフェニル、エチルフェニル、メチルビフェニル、メチルナフチルなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
前記炭素数7~20(C7~20)のアリールアルキルは、上述したアルキルの1以上の水素が上述したアリールによって置換された置換基を意味する。一例として、前記炭素数7~20(C7~20)のアリールアルキルは、フェニルメチル、フェニルエチル、ビフェニルメチル、ナフチルメチルなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
また、炭素数6~20(C6~20)のアリーレンは2価置換基であることを除いては上述したアリールと同じものであり、具体的にはフェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、フェナントレニレン、フルオレニレンなどが挙げられるが、これらにのみ限定されるものではない。
そして、4族遷移金属は、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、またはラザホージウム(Rf)であり得、具体的にはチタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、またはハフニウム(Hf)であり得、より具体的にはジルコニウム(Zr)、またはハフニウム(Hf)であり得、これらにのみ限定されるものではない。
また、13族元素は、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、またはタリウム(Tl)であり得、具体的にはホウ素(B)、またはアルミニウム(Al)であり得、これらにのみ限定されるものではない。
上述した置換基は目的とする効果と同一ないし類似の効果を発揮する範囲内で任意にヒドロキシ基;ハロゲン;アルキルまたはアルケニル、アリール、アルコキシ;14族~16族のヘテロ原子中の一つ以上のヘテロ原子を含むアルキルまたはアルケニル、アリール、アルコキシ;シリル;アルキルシリルまたはアルコキシシリル;ホスフィン基;フォスファイド基;スルホネート基;およびスルホン基からなる群より選ばれた1以上の置換基で置換され得る。
一方、本発明の遷移金属化合物は、前記化学式1に示すようにリガンドとして上下に互いに相異するシクロペンタジエニル系グループが、ブリッジによって連結された非対称構造を有する。
具体的には、前記化学式1において、リガンドの上側はアルキル基が置換されたシクロペンタジエニルグループがブリッジに連結され、前記化学式1において、リガンドの下側は特定置換基を有するインデニル構造がブリッジに連結される。
前記のような特有の構造により、互いに相異する二つのシクロペンタジエニル系環の多様な特徴を有するかまたは選択的な長所を取ることができるため、より優れた触媒活性を示すことができる。
具体的には、前記化学式1のリガンドのうちのシクロペンタジエニル構造は水素官能基がアルキル基で置換されることによって、プロピレン重合時重要なタクティシティー(tacticity)の維持に重要な役割をする。バルキーな構造が存在する場合のみプロピレンでの-CH枝を片方に誘導、すなわち、アイソタクチック(isotactic)にポリマーが育つようにする。水素でのみ置換されたシクロペンタジエニル(Cp)の場合、バルキーな部分がないのでプロピレンが挿入(insertion)する時に触媒が完全開放された状態で対向するのでタクティシティー(tacticity)が崩れてアタクチックポリプロピレン(atactic PP)を形成する。
また、プロピレン(C3)とHを共に反応させる場合、競争的に反応が起きるが、前記化学式1のリガンドのうちのインデニル構造の2番位置にバルキーな構造が置換されている場合、例えば、R~RがC1~20アルキルで置換された場合、金属中心に一定の立体的空間配置(steric)が与えられ、C3に対して大きさが小さいHの反応性が良くなる。したがって、インデン(Indene)の位置にイソプロピル(isopropyl)などの形態でR~RがC1~20アルキルで置換されたバルキーな構造が結合された場合、重合工程で水素反応性を増加させることができる。
これと共に、前記インデニル構造の4番位置に電子を豊富に与え得るアリール置換基、例えば、Rが水素、C1~20アルキル、およびC1~20アルキルシリルのうちの一つ以上の官能基で置換されたC6~20アリール置換基を含むことによって、前記化学式1のブリッジ構造に含まれた金属(metal)原子に電子を豊富に与え、さらに高い触媒活性を確保することができる。
また、上述した遷移金属化合物は、二つのリガンドがブリッジグループによって連結されている形態で、遷移金属に電子を供給するので、構造的に高い安定性を有することができ、担体に担持時にも高い重合活性を示すことができる。
この時、前記化学式1において、Mはジルコニウム(Zr)またはハフニウム(Hf)であることが好ましい。
そして、前記化学式1において、RおよびRはそれぞれC1~8直鎖または分枝鎖アルキル、C2~12直鎖または分枝鎖アルコキシアルキル、またはC6~12アリールであり得、具体的にはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ヘキシル、tert-ブトキシヘキシル、またはフェニルであり得る。
そして、前記化学式1において、R~RはそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルまたはC1~3直鎖または分枝鎖アルキルであり得、具体的にはメチル、エチル、プロピル、またはイソプロピルであり得、好ましくはメチルであり得る。
そして、前記化学式1において、Rはフェニル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルで置換されたフェニル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたフェニル、ナフチル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルで置換されたナフチル、C1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたナフチルであり得、具体的には前記フェニルまたはナフチルは水素置換基のうちの一つまたは二つ以上がそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルやC1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたものであり得る。一例として、前記フェニルまたはナフチルは水素置換基のうちの一つまたは二つ以上がそれぞれメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert-ブチル、またはトリメチルシリルで置換されたものであり得る。
このような芳香族基の各位置の置換基は、誘発効果(inductive effect)により芳香族基に十分な電子を供給することができ、遷移金属化合物の全体サイズを増加させ、可用角度を大きくすることによって、単量体の接近を容易にしてより優れた触媒活性を示すことができる。
そして、前記化学式1において、RおよびRはそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルまたはC1~3直鎖または分枝鎖アルキルであり得、具体的にはメチル、エチル、またはプロピルであり得、好ましくはメチルであり得る。
そして、前記化学式1で表される化合物は、具体的には例えば、下記化学式1-1または化学式1-2で表されるものであり得る。
Figure 0007214300000007
前記化学式1-1および1-2において、M、X、X、R、Rは化学式1において定義したとおりであり、R10~R14、およびR15~R21は互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、またはC1~20アルキル、およびC1~20アルキルシリルからなる群より選ばれた官能基である。
この時、前記化学式1-1および1-2において、R10~R14、およびR15~R21はそれぞれ水素、またはC1~6直鎖または分枝鎖アルキル、またはC1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルであり得る。具体的には、前記R10~R14、およびR15~R21すべてが水素であるか、あるいは前記R10~R14、およびR15~R21の各水素置換基のうちの一つまたは二つ以上がそれぞれC1~6直鎖または分枝鎖アルキルまたはC1~6直鎖または分枝鎖アルキルシリルであり得る。一例として、前記R10~R14、およびR15~R21の各水素置換基のうちの一つまたは二つ以上がそれぞれメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert-ブチルで置換されたものであり得る。
また、前記化学式1で表される化合物は、具体的には例えば、下記構造式で表される化合物のいずれか一つであり得る。
Figure 0007214300000008
Figure 0007214300000009
Figure 0007214300000010
そして、前記リガンド化合物および遷移金属化合物を製造するための一連の反応は、下記反応式1のとおりである。ただし、下記反応式1は本発明を説明するための一つの例示であり、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
以下反応式1を参照して説明すると、発明の一実施形態による前記遷移金属化合物は、R~Rが置換されたシクロペンタジエニル化合物(compound 1)をRおよびRが置換されたハロゲン化シラン化合物(Silane)と反応させてケイ素ブリッジグループが連結されたシクロペンタジエニル化合物(compound 2)を製造する段階(Step 1);前記ケイ素ブリッジが連結されたシクロペンタジエニル化合物(compound 2)をR、R、およびRが置換されたインデン化合物と反応させてシクロペンタジエニルとインデニルがケイ素ブリッジグループに連結されたリガンド化合物(compound 3)を製造する段階(Step 2);前記リガンド化合物(compound 3)を4族遷移金属Mにハロゲン元素であるX、Xが置換された4族遷移金属のハロゲン塩(Metal halide)と反応させ、前記化学式1の遷移金属化合物(compound 4)を製造する段階(Step 3);を含む方法によって製造されることができる。
Figure 0007214300000011
前記反応式1で各置換基は先立って定義したとおりであり、Xはハロゲンである。そして、前記各段階での反応は公知の反応を応用して行われ、より詳細な合成方法は後述する実施例を参照することができる。
具体的には、発明の一実施形態による前記遷移金属化合物の製造方法は、テトラメチルシクロペンタジエニルなどの前駆体化合物(compound 1)をブチルリチウム(n-BuLi)などのアルキルリチウムの存在下で、ハロゲン化シラン(Silane)などのブリッジグループ提供化合物と反応させ、ケイ素ブリッジが結合されたシクロペンタジエニル化合物(compound 2)を製造する段階(Step 1);前記ケイ素ブリッジが結合されたシクロペンタジエニル化合物(compound 2)を、ブチルリチウム(n-BuLi)などのアルキルリチウムおよびCuCNの存在下で、2番位置と4番位置にそれぞれ特定置換基R、RおよびRを有するインデン化合物と反応させてシクロペンタジエニルとインデニルがケイ素ブリッジグループに連結されたリガンド化合物(compound 3)を製造する段階(Step 2);および前記リガンド化合物(compound 3)を、ZrClなどの4族遷移金属のハロゲン塩(Metal halide)と反応させ、前記化学式1の遷移金属化合物(compound 4)を製造する段階(Step 3);を含み得る。
本発明の遷移金属化合物を製造する方法において、当量(eq)はモル当量(eq/mol)を意味する。
一方、本発明の他の一側面によれば、上述した遷移金属化合物を含む、触媒組成物が提供される。
具体的には発明の一実施形態による触媒組成物は、前記化学式1の遷移金属化合物を単一触媒として含み得る。
この時、前記触媒組成物は、前記遷移金属化合物を単一成分で含むこともでき、前記遷移金属化合物および担体を含む、担持メタロセン触媒形態であり得る。担持メタロセン触媒を使用する場合、製造されるポリプロピレンのモルフォロジーおよび物性に優れ、従来のスラリー重合またはバルク重合、気相重合工程に適して使用することができる。
具体的には前記担体としては表面に反応性が大きいヒドロキシ基、シラノール基またはシロキサン基を有する担体を使用し得、これのためにか焼(calcination)により表面改質されたり、または乾燥によって表面に水分が除去されたものが使用される。例えば、シリカゲルをか焼して製造したシリカ、高温で乾燥したシリカ、シリカ-アルミナ、およびシリカ-マグネシアなどが使用され得、これらは通常NaO、KCO、BaSO、およびMg(NOなどの酸化物、炭酸塩、硫酸塩、および硝酸塩成分を含有することができる。
前記担体に対するか焼または乾燥時の温度は約200℃~約700℃、または約250℃~約650℃であり得る。前記担体に対するか焼または乾燥温度が低い場合には担体に残留する水分が過度に多いため表面の水分と助触媒が反応する恐れがあり、また、過量存在するヒドロキシル基によって助触媒担持率が相対的に高くなり得るが、これによって多量の助触媒が求められる。また、乾燥またはか焼温度が過度に高い場合には担体表面の気孔が合わさって表面積が減少し、表面に多くのヒドロキシ基またはシラノール基がなくなり、シロキサン基のみ残るようになり助触媒との反応サイトが減少する恐れがある。
一例として担体表面のヒドロキシ基の量は0.1~10mmol/gまたは0.5~5mmol/gであり得る。前記担体表面にあるヒドロキシ基の量は担体の製造方法および条件または乾燥条件、例えば温度、時間、真空または噴霧乾燥などによって調節することができる。前記ヒドロキシ基の量が過度に低いと助触媒との反応サイトが少なく、過度に多いと担体粒子表面に存在するヒドロキシ基以外に水分に起因したものである可能性がある。
上記した担体の中でもシリカ、特にシリカゲルをか焼して製造したシリカの場合、シリカ担体と前記化学式1の化合物の官能基が化学的に結合して担持されるので、プロピレン重合工程で担体表面から遊離して出る触媒が殆どなく、その結果スラリーまたは気相重合によりポリプロピレンを製造する時反応器の壁面や重合体粒子同士が固まるファウリングを最小化することができる。
また、担体に担持される場合、前記化学式1の化合物は担体重量当たり、例えば、シリカ約1gを基準として約10μmol以上、または約30μmol以上であり、約100μmol以下、または約80μmol以下の含有量の範囲で担持され得る。前記含有量の範囲で担持される時、適切な担持触媒活性を示して触媒の活性維持および経済性の側面から有利である。
そして、前記触媒組成物は、上述した遷移金属化合物および担体とともに一つ以上の助触媒をさらに含み得る。
具体的には、前記助触媒としては下記化学式2で表される化合物中の1種以上を含み得る。
[化学式2]
-[Al(R22)-O]
前記化学式2において、
22は互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、C1~20アルキルまたはC1~20ハロアルキルであり;
mは2以上の整数である。
前記化学式2で表される化合物の例としては、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、またはブチルアルミノキサンなどのアルミノキサン系化合物が挙げられ、これらのうちのいずれか一つまたは二つ以上の混合物が使用され得る。
また、前記助触媒としては下記化学式3で表される化合物中の1種以上を含み得る。
[化学式3]
J(R23
前記化学式3において、
23は互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、C1~20アルキルまたはC1~20ハロアルキルであり;
Jはアルミニウムまたはホウ素である。
前記化学式3で表される化合物の例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、ジメチルクロロアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ-s-ブチルアルミニウム、トリシクロペンチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリイソペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、エチルジメチルアルミニウム、メチルジエチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ-p-トリルアルミニウム、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、トリメチルホウ素、トリエチルホウ素、トリイソブチルホウ素、トリプロピルホウ素、トリブチルホウ素などが含まれ、より具体的にはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、およびトリイソブチルアルミニウムの中から選択され得る。
また、前記助触媒としては下記化学式4で表される化合物中の1種以上を含み得る。
[化学式4]
[E-H][ZQ
前記化学式4において、
Eは中性またはカチオン性ルイス塩基であり;
Hは水素原子であり;
Zは13族元素であり;
Qは、互いに同一または相異し、それぞれ独立してC6~20アリールまたはC1~20アルキルであり、ここで前記C6~20アリールまたはC1~20アルキルは非置換かまたはハロゲン、C1~20アルキル、C1~20アルコキシおよびC6~20フェノキシで構成される群より選ばれる一つ以上の置換基で置換される。
前記化学式4で表される化合物の例としては、トリエチルアンモニウムテトラフェニルホウ素、トリブチルアンモニウムテトラフェニルホウ素、トリメチルアンモニウムテトラフェニルホウ素、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(o,p-ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルホウ素、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルホウ素、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルホウ素、ジエチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルホウ素、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルホウ素、トリメチルホスホニウムテトラフェニルホウ素、トリエチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)アルミニウム、トリエチルアンモニウムテトラ(o,p-ジメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリメチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)アルミニウム、トリブチルアンモニウムテトラペンタフルオロフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルアルミニウム、N,N-ジエチルアニリニウムテトラペンタフルオロフェニルホウ素、ジエチルアンモニウムテトラペンタテトラフェニルアルミニウム、トリフェニルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリメチルホスホニウムテトラフェニルアルミニウム、トリプロピルアンモニウムテトラ(p-トリル)ホウ素、トリエチルアンモニウムテトラ(o,p-ジメチルフェニル)ホウ素、トリブチルアンモニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、トリフェニルカルボニウムテトラ(p-トリフルオロメチルフェニル)ホウ素、またはトリフェニルカルボニウムテトラペンタフルオロフェニルホウ素などが挙げられ、これらのうちのいずれか一つまたは二つ以上の混合物が使用され得る。
上記した助触媒の中で、前記化学式1の化合物との使用時より優れた触媒活性を示し得ることを考慮すると、前記化学式2の化合物を使用することができる。より具体的には、前記助触媒としてメチルアルミノキサンなどのアルキルアルミノキサンを追加して使用することができる。前記アルキルアルミノキサン系助触媒は担体表面に存在するヒドロキシル基のスカベンジャー(scavenger)として作用して活性を向上させ、触媒前駆体のハロゲン基をメチル基に転換させてポリプロピレン鎖の成長を促進させる。
前記助触媒は担体重量当たり、例えば、シリカ1gを基準として約3mmol以上または約5mmol以上の含有量で担持され得、また、約20mmol以下、または約15mmol以下の含有量で担持され得る。上記した含有量の範囲で含む時助触媒使用に伴う触媒活性改善効果を奏することができる。
一方、本発明は、前記触媒組成物の存在下で、プロピレン単量体を重合する段階を含む、ポリプロピレンの製造方法を提供する。
前記重合反応は一つの連続式スラリー重合反応器、ループスラリー反応器、気相反応器または溶液反応器を利用してプロピレンを単一重合して行うことができる。
そして、前記重合温度は約25℃~約500℃、好ましくは約25℃~約200℃、より好ましくは約50℃~約150℃であり得る。また、重合圧力は約1kgf/cm~約100kgf/cm、好ましくは約1kgf/cm~約50kgf/cm、より好ましくは約5kgf/cm~約30kgf/cmであり得る。
前記担持メタロセン触媒は、炭素数5~12の脂肪族炭化水素溶媒、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカン、およびこれらの異性体とトルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素溶媒、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどの塩素原子で置換された炭化水素溶媒などに溶解したり希釈して注入することができる。ここに使用される溶媒は少量のアルキルアルミニウム処理することによって触媒毒として作用する少量の水または空気などを除去して使用することが好ましく、助触媒をさらに使用して実施することもできる。
特に、本発明による遷移金属化合物は、ポリプロピレン製造のための重合触媒として使用時優れた触媒活性と共に水素反応性が向上し、少量の水素を投入しても高い溶融指数(high MI)の製品、例えば、溶融指数(MI2.16,230℃,2.16kg荷重で測定した溶融指数)が約1000g/10min以上または約1100g/10min以上の製品を生産することができる。一般的に高溶融指数(High MI)の製品にするためには水素ガス(H)を多く投入しなければならないが、本発明の遷移金属化合物は水素反応性が良いので、少ないHを投入しても所望する分子量に合わせることができ、工程安定性の側面だけでなく原価の側面からも有利な長所がある。
一例として、前記重合段階は、プロピレン単量体含有量を基準として水素ガス約1500ppm以下または約200ppm~約1500ppm、約1000ppm以下または約250ppm~約1000ppm、あるいは約700ppm以下または約300ppm~約700ppmで投入して行う。
また、前記重合段階は、プロピレン単量体を単独で重合するホモ重合反応であり得る。
このように本発明によるポリプロピレンは、上述した担持メタロセン触媒を使用してプロピレンを重合して製造することができる。
この時、製造される前記ポリプロピレンはホモ重合体であり得る。
また、前記ポリプロピレンの分子量分布(Mw/Mn)が約2.35以下または約2.1~約2.35、または約2.3以下または約2.1~約2.3であり得る。
一例として、前記ポリプロピレンの分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC,gel permeation chromatography,Water社製)を利用して重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定し、重量平均分子量を数平均分子量で除して求めることができる。
具体的には、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置としてはWaters PL-GPC220機器を利用し、PolymerLaboratories PLgel MIX-B 300mm長さのカラムを用いることができる。この時、測定温度は160℃であり、1,2,4-トリクロロベンゼン(1,2,4-Trichlorobenzene)を溶媒として使用し得、流速は1mL/minを適用し得る。ポリプロピレンのサンプルはそれぞれGPC分析機器(PL-GP220)を利用してBHT0.0125%含まれたトリクロロベンゼン(1,2,4-Trichlorobenzene)で160℃、10時間の間溶かして前処理し、10mg/10mLの濃度に調剤した後、200μLの量で供給して測定することができる。また、ポリスチレン標準試験片を利用して形成された検定曲線を利用してMwおよびMnの値を誘導することができる。ポリスチレン標準試験片の重量平均分子量は、2000g/mol、10000g/mol、30000g/mol、70000g/mol、200000g/mol、700000g/mol、2000000g/mol、4000000g/mol、10000000g/molの9種を使用することができる。
また、前記ポリプロピレンは、米国材料試験学会規格ASTM D 1238に従い230℃で2.16kg荷重で測定した溶融指数(MI2.16)が約1000g/10min~約1500g/10min、または約1100g/10min~約1450g/10minであり得る。
前記ポリプロピレンの溶融点(Tm)は、約148℃以下または約130℃~約148℃、あるいは約145℃以下または約133℃~約145℃であり得る。
一例として、前記ポリプロピレンの溶融点(Tm)は、示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimeter,DSC、装置名:DSC 2920,製造会社:TA instrument)を利用して測定することができる。具体的には、温度を上昇させてポリプロピレン重合体を220℃まで加熱した後5分間その温度を維持し、その後、20℃まで下げ、再び温度を増加させてDSC(Differential Scanning Calorimeter,TA社製)曲線の頂点に該当する温度を溶融点(Tm)とする。この時、温度の上昇と下降の速度は10℃/minで適用し得、溶融点は二番目の温度が上昇する区間で測定した結果で示したものである。
一方、本発明のポリプロピレンは、前述したように特定の置換基と構造を有する遷移金属化合物を触媒として使用して重合工程で少ない水素を投入しても高い溶融指数を確保することができ、これと共に狭い分子量分布および低い溶融点を同時に実現することができる。
このような特性を有するポリプロピレンは、高い溶融指数製品で約2.35以下または約2.3以下の狭い分子量分布を確保できるので、高速紡糸により生産されるマルチフィラメント繊維(multi filaments fiber)用に適したポリプロピレン樹脂を生産できるようにする。また、前記ポリプロピレンはホモ重合体であるにもかかわらず約148℃以下、または約145℃以下の低い溶融点(Tm)を確保できることにより繊維(Fiber)を製造する場合、プロピレン共重合体、例えば、プロピレンランダム共重合体製品を適用したものと類似のソフトネス(softness)を付与できる長所がある。
本発明による遷移金属化合物は、ポリプロピレン製造のための重合触媒として使用時優れた触媒活性と共に水素反応性が向上し、少量の水素投入によっても溶融指数(MI2.16,230℃,2.16kg荷重で測定した溶融指数)が約1000g/10min以上の高い溶融指数の製品を生産できるだけでなく、このように水素投入量が減少することによって高い溶融指数の製品の製造時工程原価を大きく節減し、かつ全体工程の安定性を向上させることができる優れた効果がある。
以下、発明の具体的な実施例により、発明の作用および効果をより詳細に説明する。ただし、このような実施例は発明の例示として提示するものに過ぎず、発明の権利範囲はこれによって定まらない。
<実施例>
<転移急速化合物の製造>
実施例1
Figure 0007214300000012
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-フェニル)インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-phenyl) indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-フェニル)インデン((2-isopropyl-4-phenyl)indene)をトルエン/テトラヒドロフラン(Toluene/THF)の混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-フェニル)インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-phenyl)indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (6H, s), 0.86 (6H, d), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.36 (1H, s), 7.41-7.51 (7H, m), 8.29 (1H, m).
実施例2
Figure 0007214300000013
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(4’-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(4’-tert-ブチル)フェニル)インデン((2-isopropyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-(4’-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (6H, s), 0.86 (6H, d), 1.33 (9H, s), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.36 (1H, s), 7.30 (2H, d), 7.38-7.49 (4H, m), 8.29 (1H, m).
実施例3
Figure 0007214300000014
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (6H, s), 0.86 (6H, d), 1.32 (18H, s), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.36 (1H, s), 7.42-7.49 (2H, m), 7.73 (2H, s), 8.29 (1H, m).
実施例4
Figure 0007214300000015
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-ナフチル)インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-naphthyl)indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-ナフチル)インデン((2-isopropyl-4-naphthyl)indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-ナフチル)インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-naphthyl)indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (6H, s), 0.86 (6H, d), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.36 (1H, s), 6.36-7.46 (4H, m), 7.77 (1H, t), 8.09 (1H, m), 8.20(1H, d), 8.29 (1H, d), 8.50 (1H, d), 8.95 (1H, d).
実施例5
Figure 0007214300000016
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(2,5-ジメチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(2,5-dimethylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-ナフチル)インデン((2-isopropyl-4-(2,5-dimethylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-(2,5-ジメチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-(2,5-dimethylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (6H, s), 0.86 (6H, d), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.33 (3H, s), 2.39 (1H, m), 2.46 (3H, s), 6.36 (1H, s), 7.11 (1H, d), 7.30 (1H, d), 7.42-7.49 (2H, m), 7.73 (1H, s), 8.29 (1H, d).
実施例6
Figure 0007214300000017
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジエチル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl diethyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジエチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジエチルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl diethylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3):0.66 (4H, q), 0.86 (6H, d), 0.94 (6H, t), 1.32 (18H, s), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.36 (1H, s), 7.42-7.49 (2H, m), 7.73 (2H, s), 8.29 (1H, d).
実施例7
Figure 0007214300000018
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジヘキシル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dihexyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジヘキシルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジヘキシルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dihexylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.60 (4H, t), 0.86 (6H, d), 0.88 (6H, t), 1.23-1.28 (16H, m), 1.32 (18H, s), 1.79 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.36 (1H, s), 7.42-7.50 (2H, m), 7.73 (2H, s), 8.25 (1H, d).
実施例8
Figure 0007214300000019
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル6-(tert-ブトキシ)ヘキシル)メチル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl 6-(tert-butoxy)hexyl)methyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後6-(tert-ブトキシ)ヘキシル)メチルシラン(6-(tert-butoxy)hexyl)methyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル6-(tert-ブトキシ)ヘキシル)メチルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl 6-(tert-butoxy)hexyl)methylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.19 (3H, s), 0.62 (2H, t), 0.84 (6H, d), 1.29-1.31 (4H, m), 1.35 (18H, s), 1.43 (2H, t), 1.50 (2H, t), 1.70 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 3.35 (2H, t), 6.36 (1H, s), 7.40-7.51 (2H, m), 7.80 (2H, m), 8.31 (1H, d).
実施例9
Figure 0007214300000020
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルフェニル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylphenyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後メチルフェニルシラン(methylphenyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルフェニルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylphenyl silyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.26 (3H, s), 0.84 (6H, d), 1.35 (18H, s), 1.74 (6H, s), 2.15 (6H, s), 2.42 (1H, m), 6.29 (1H, s), 7.25-7.42 (7H, m), 7.85 (2H, s), 8.25 (1H, d).
実施例10
Figure 0007214300000021
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルヘキシル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylhexyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後メチルヘキシルシラン(methylhexyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルヘキシルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylhexyl silyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.25 (3H, s), 0.62 (2H, t), 0.84 (6H, d), 0.88 (3H, t), 1.29-1.30 (8H, m), 1.38 (18H, s), 1.72 (6H, s), 2.18 (6H, s), 2.42 (1H, m), 6.40 (1H, s), 7.32-7.35 (2H, m), 7.70 (2H, s), 8.15 (1H, m).
実施例11
Figure 0007214300000022
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルプロピル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylpropyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後メチルプロピルシラン(methylpropyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルプロピルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylpropyl silyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.22 (3H, s), 0.64 (2H, t), 0.90 (3H, d), 0.94 (3H, t), 1.29 (2H, m), 1.34 (18H, s), 1.75 (6H, s), 2.14 (6H, s), 2.42 (1H, m), 6.43 (1H, s), 7.38-7.41 (2H, m), 7.72 (2H, s), 8.22 (1H, m).
実施例12
Figure 0007214300000023
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/Ether(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.24 (6H, s), 0.96 (6H, d), 1.42 (18H, s), 1.82 (6H, s), 2.24 (6H, s), 2.49 (1H, m), 6.42 (1H, s), 7.52-7.56 (2H, m), 7.78 (2H, s), 8.33 (1H, m).
実施例13
Figure 0007214300000024
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジエチル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl diethyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジエチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジエチルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl diethylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.68 (4H, q), 091 (6H, d), 0.98 (6H, t), 1.52 (18H, s), 1.85 (6H, s), 2.33 (6H, s), 2.46 (1H, m), 6.42 (1H, s), 7.47-7.51 (2H, m), 7.83 (2H, s), 8.39 (1H, d).
実施例14
Figure 0007214300000025
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジヘキシル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dihexyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジヘキシルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジヘキシルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dihexylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl (1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.70 (4H, t), 0.93 (6H, d), 1.08 (6H, t), 1.53-1.58 (16H, m), 1.72 (18H, s), 1.89 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.46 (1H, s), 7.42-7.50 (2H, m), 7.73 (2H, s), 8.36 (1H, d).
実施例15
Figure 0007214300000026
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル6-(tert-ブトキシ)ヘキシル)メチル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl 6-(tert-butoxy)hexyl)methyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後(6-(tert-ブトキシ)ヘキシル)メチルシラン((6-(tert-butoxy)hexyl)methyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニル6-(tert-ブトキシ)ヘキシル)メチルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl 6-(tert-butoxy)hexyl)methylsilyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (3H, s), 0.68 (2H, t), 0.92 (6H, d), 1.39-1.41 (4H, m), 1.45 (18H, s), 1.51 (2H, t), 1.60 (2H, t), 1.82 (6H, s), 2.42 (6H, s), 2.59 (1H, m), 3.48 (2H, t), 6.44 (1H, s), 7.52-7.59 (2H, m), 7.83 (2H, m), 8.35 (1H, d).
実施例16
Figure 0007214300000027
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルフェニル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylphenyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後メチルフェニルシラン(methylphenyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルフェニルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylphenyl silyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.31 (3H, s), 0.94 (6H, d), 1.54 (18H, s), 1.74 (6H, s), 2.15 (6H, s), 2.72 (1H, m), 6.33 (1H, s), 7.28-7.32 (7H, m), 775 (2H, s), 8.48 (1H, d).
実施例17
Figure 0007214300000028
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルヘキシル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylhexyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後メチルヘキシルシラン(methylhexyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルヘキシルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylhexyl silyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.27 (3H, s), 0.71 (2H, t), 0.85 (6H, d), 0.92 (3H, t), 1.39-1.44 (8H, m), 1.48 (18H, s), 1.72 (6H, s), 2.18 (6H, s), 2.42 (1H, m), 6.58 (1H, s), 7.47-7.51 (2H, m), 7.78 (2H, s), 8.18 (1H, m).
実施例18
Figure 0007214300000029
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルプロピル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylpropyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後メチルプロピルシラン(methylpropyl silane,1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル)インデン((2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルメチルプロピルシリル(2-イソプロピル-4-(3’,5’-ジ-tertブチルフェニル))インデニルハフニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl methylpropyl silyl (2-isopropyl-4-(3’,5’-di-tertbutylphenyl))indenyl hafnium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにHfCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.33 (3H, s), 0.84 (2H, t), 1.10 (3H, d), 1.24 (3H, t), 1.89 (2H, m), 1.94 (18H, s), 1.99 (6H, s), 2.25 (6H, s), 2.51 (1H, m), 6.43 (1H, s), 7.41-7.48 (2H, m), 7.78 (2H, s), 8.02 (1H, m).
実施例19
Figure 0007214300000030
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(4’-トリメチルシラニル-フェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(4’-trimethylsilanyl-phenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-イソプロピル-4-(4’-トリメチルシラニル)フェニル)インデン((2-isopropyl-4-(4’-trimethylsilanyl-phenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-(4’-トリメチルシラニル-フェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-(4’-trimethylsilanyl-phenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (6H, s), 0.29 (9H, s), 0.88 (6H, d), 1.81 (6H, s), 2.12 (6H, s), 2.39 (1H, m), 6.41 (1H, s), 7.38-7.49 (2H, m), 7.62 (1H,s), 7.75(2H, d), 8.29 (1H, m).
比較例1
Figure 0007214300000031
遷移金属化合物ジメチルシランジイルビス(2-メチル-4-(4’-tert-ブチル-フェニル)インデニル)ジルコニウムジクロリドの製造
室温で143g(0.54mol)の2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)-1-インデンを2.4Lのトルエンに入れた後、143mLのテトラヒドロフランと234mLのn-ブチルリチウム溶液(トルエン2.5M)を連続して添加した。このような添加が完了した後に、この混合物を80℃まで加熱し、この温度で1時間の間攪拌した。40℃に冷却させた後、33.6g(0.26mmol)のジメチルジクロロシランをこの反応溶液に滴下した。この反応溶液を60℃で3時間の間攪拌した。室温まで冷却した後218mLのn-ブチルリチウム溶液(トルエン2.5M)を滴加した。このような添加が完了した後にこの溶液を80℃まで加熱し、この温度で1時間の間攪拌した。室温まで冷却するようにした後、71.1g(0.305mol)のジルコニウムテトラクロリドを少しずつ添加した。この溶液を45℃で2時間の間攪拌し、形成された沈殿物をG3焼結ガラスフィルタを介した濾過によって分離し、700mLのTHFで注意深く洗浄した。その後、残留物をオイルポンプ真空で乾燥させ、ラセミ:メソ比率が1:1である生成物を155g(80%)の収率で得た。
比較例2
Figure 0007214300000032
リガンド化合物ジメチルテトラメチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)インデニルシラン(Dimethyl Tetramethylramethylcyclopentadienyl 2-methyl-4-(4’-tert-butylphenyl)indenyl silane)の製造
2Lフラスコにテトラヒドロフラン(600mL)とテトラメチルシクロペンタジエン(50g)を入れ、窒素雰囲気下-10℃でn-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、170mL)をゆっくり滴加した後常温で12時間の間攪拌して反応させた。前記反応溶液の温度を再び-10℃に下げた後、ジメチルジクロロシラン(170g)を添加した後常温で12時間の間攪拌して反応させた後、反応物を真空乾燥した。ここにn-ヘキサン(500mL)を投入して反応物を溶かした後セライトフィルタで濾過した後、濾過した溶液を真空乾燥して黄色オイル形態のジメチルテトラメチルシクロペンタジエニルクロロシラン(Dimethyl tetramethylcyclopentadienyl chlorosilane) 70gを得た(収率:80%)。
トルエン(200mL)、テトラヒドロフラン(40mL)と2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデン(50g)を投入したフラスコを-10℃に冷却させた後、n-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、76mL)をゆっくり滴加した後常温で12時間の間攪拌した。前記反応物の温度を再び-10℃に下げた後、先立って合成したジメチルテトラメチルシクロペンタジエニルクロロシラン(38g)を投入して常温で12時間の間攪拌して反応させた。反応が完了すると、水(400mL)を投入して再び常温で1.5時間の間攪拌させた後、トルエンで抽出して真空乾燥して黄色オイル形態のジメチルテトラメチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルシラン80gを得た(収率95%)。
遷移金属化合物テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)インデニルZrジクロリド(Tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl 2-methyl-4-(4’-tert-butylphenyl)indenyl Zr dichloride)の製造
先立って製造したリガンド化合物、ジメチルテトラメチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルシラン(50g)、トルエン(300mL)およびジエチルエーテル(100mL)をフラスコに入れて-10℃に冷却させた後、n-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、90mL)をゆっくり滴加した。滴加が完了すると反応温度を常温に上げて48時間の間攪拌させた後、濾過した。得られたろ過液を真空乾燥して固体形態でテトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジリチウム塩40g(収率80%)を収得し、精製せずすぐに次の反応に使用した。前記テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジリチウム塩(40g)、トルエン(40mL)およびエーテル(10mL)をフラスコに入れて攪拌した。別のフラスコにはトルエン(30mL)とZrCl(20g)の混合液を準備した。カニューレ(cannula)でZrClを含むフラスコの混合液を、前記リガンド化合物のジリチウム塩を含むフラスコにゆっくり滴加した後、常温で24時間の間攪拌させた。攪拌が完了すると真空乾燥させた後、メチレンクロライド(500mL)で抽出してセライトフィルタで濾過した後ろ過液を真空乾燥した。得られた固体をメチレンクロライドとn-ヘキサンの1:3混合液(50mL)を使用して洗浄した後、真空乾燥して黄色固体形態のテトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジルコニウムジクロリド32gを収得した(収率60%)。
比較例3
Figure 0007214300000033
リガンド化合物2,4-ジメチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)インデニルシラン(2,4-dimethylramethylcyclopentadienyl 2-methyl-4-(4’-tert-butylphenyl)indenyl silane)の製造
2Lフラスコにテトラヒドロフラン(600mL)と1,3-ジメチルシクロペンタジエン(50g)を入れ、窒素雰囲気下-10℃でn-BuLi(2.5M hexane溶液、170mL)をゆっくり滴加した後常温で12時間の間攪拌して反応させた。前記反応溶液の温度を再び-10℃に下げた後、ジメチルジクロロシラン(170g)を添加した後常温で12時間の間攪拌して反応させた後、反応物を真空乾燥した。ここにn-ヘキサン(500mL)を投入して反応物を溶かした後セライトフィルタで濾過した後、濾過した溶液を真空乾燥して黄色オイル形態のジメチル2,4-ジメチルシクロペンタジエニルクロロシラン70gを得た(収率:70%)。
トルエン(200mL)、テトラヒドロフラン(40mL)と2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデン(50g)を投入したフラスコを-10℃に冷却させた後、n-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、76mL)をゆっくり滴加した後常温で12時間の間攪拌した。前記反応物の温度を再び-10℃に下げた後、ジメチル2,4-ジメチルシクロペンタジエニルクロロシラン(38g)を投入して常温で12時間の間攪拌して反応させた。反応が完了すると水(400mL)を投入して再び常温で1.5時間の間攪拌させた後、トルエンで抽出して真空乾燥して黄色オイル形態のジメチル2,4-ジメチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルシラン80gを得た(収率95%)。
遷移金属化合物2,4-ジメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)インデニルZrジクロリド(2,4-dimethylcyclopentadienyl dimethylsilyl 2-methyl-4-(4’-tert-butylphenyl)indenylZr dichloride)の製造
先立って製造したリガンド化合物、ジメチル2,4-ジメチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルシラン(50g)、トルエン(300mL)およびジエチルエーテル(100mL)をフラスコに入れて-10℃に冷却させた後、n-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、90mL)をゆっくり滴加した。滴加が完了すると反応温度を常温に上げて48時間の間攪拌させた後、濾過した。得られたろ過液を真空乾燥して固体形態で2,4-ジメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジリチウム塩40g(収率80%)を収得し、精製せずすぐに次の反応に使用した。前記2,4-ジメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジリチウム塩(40g)、トルエン(40mL)およびエーテル(10mL)をフラスコに入れて攪拌した。別のフラスコにはトルエン(30mL)とZrCl(20g)の混合液を準備した。カニューレ(cannula)でZrClを含むフラスコの混合液を、前記リガンド化合物のジリチウム塩を含むフラスコにゆっくり滴加した後、常温で24時間の間攪拌させた。攪拌が完了すると真空乾燥させた後、メチレンクロライド(500mL)で抽出してセライトフィルタで濾過した後ろ過液を真空乾燥した。得られた固体をメチレンクロライドとn-ヘキサンの1:3混合液(50mL)を使用して洗浄した後、真空乾燥して黄色固体形態の2,4-ジメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジルコニウムジクロリド32gを収得した(収率60%)。
比較例4
Figure 0007214300000034
リガンド化合物ジメチル4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)インデニルシラン(Dimethyl 4-butyl-2-methylcyclopentadienyl 2-methyl-4-(4’-tert-butylphenyl)indenyl silane)の製造
2Lフラスコにテトラヒドロフラン(600mL)と1-ブチル-3-メチルシクロペンタジエン(50g)を入れ、窒素雰囲気下-10℃でn-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、170mL)をゆっくり滴加した後常温で12時間の間攪拌して反応させた。前記反応溶液の温度を再び-10℃に下げた後、ジメチルジクロロシラン(170g)を添加した後常温で12時間の間攪拌して反応させた後、反応物を真空乾燥した。ここにn-ヘキサン(500mL)を投入して反応物を溶かした後セライトフィルタで濾過した後、濾過した溶液を真空乾燥して黄色オイル形態のジメチル4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニルクロロシラン70gを得た(収率:70%)。
トルエン(200mL)、テトラヒドロフラン(40mL)と2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデン(50g)を投入したフラスコを-10℃に冷却させた後、n-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、76mL)をゆっくり滴加した後常温で12時間の間攪拌した。前記反応物の温度を再び-10℃に下げた後、ジメチル4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニルクロロシラン(38g)を投入して常温で12時間の間攪拌して反応させた。反応が完了すると水(400mL)を投入して再び常温で1.5時間の間攪拌させた後、トルエンで抽出して真空乾燥して黄色オイル形態のジメチル4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルシラン80gを得た(収率95%)。
遷移金属化合物4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-tert-ブチルフェニル)インデニルZrジクロリド(4-butyl-2-methylcyclopentadienyl dimethylsilyl 2-methyl-4-(4’-tert-butylphenyl)indenyl Zr dichloride)の製造
先立って製造したリガンド化合物、ジメチル4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルシラン(50g)、トルエン(300mL)およびジエチルエーテル(100mL)をフラスコに入れて-10℃に冷却させた後、n-BuLi(2.5M ヘキサン(hexane)溶液、90mL)をゆっくり滴加した。滴加が完了すると反応温度を常温に上げて48時間の間攪拌させた後、濾過した。得られたろ過液を真空乾燥して固体形態で4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジリチウム塩40g(収率80%)を収得し、精製せずすぐに次の反応に使用した。前記4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジリチウム塩(40g)、トルエン(40mL)およびエーテル(10mL)をフラスコに入れて攪拌した。別のフラスコにはトルエン(30mL)とZrCl(20g)の混合液を準備した。カニューレ(cannula)でZrClを含むフラスコの混合液を、前記リガンド化合物のジリチウム塩を含むフラスコにゆっくり滴加した後、常温で24時間の間攪拌させた。攪拌が完了すると真空乾燥させた後、メチレンクロライド(500mL)で抽出してセライトフィルタで濾過した後ろ過液を真空乾燥した。得られた固体をメチレンクロライドとn-ヘキサンの1:3混合液(50mL)を使用して洗浄した後、真空乾燥して黄色固体形態の4-ブチル-2-メチルシクロペンタジエニルジメチルシリル2-メチル-4-(4’-t-ブチルフェニル)インデニルジルコニウムジクロリド32gを収得した(収率60%)。
比較例5
Figure 0007214300000035
リガンド化合物シクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(4’-tertブチルフェニル))インデニルシラン(Cyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
インデン(Indene)をTHFに溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後シラン(Silane) (2eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩攪拌した。真空乾燥をした後THFに溶かす。CPNa/THF 溶液(solution)(1eq.)を-25℃でゆっくり滴加する。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥する。シリカゲルカラム(Silica gel column)を用いてリガンドを収得した。
遷移金属化合物シクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル-4-(4’-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(Cyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
リガンドをトルエン/エーテル(Ether)(2/1)に溶かして-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後常温で5時間の間攪拌した。フラスコにZrCl(1eq)をトルエンにスラリー(Slurry)を作って投入した後常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してDCMを再投入してフィルタ(filter)などによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させる。黄色固体形態(Yellow solid)の触媒前駆体を確保した。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.40(s, 6H), 0.86(d, 6H), 1.33(s, 9H), 2.38(m, 1H), 6.40-6.51(m, 4H), 7.31-7.49(m, 6H), 8.29(d, 1H).
比較例6
Figure 0007214300000036
国際特許公報WO2018-185176 A1に記載された方法に従い前記遷移金属化合物(2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-イソプロピル)インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-isopropyl)indenyl zirconium dichloride))を製造した。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3):1.10(s, 3H), 1.16(d, 3H), 1.20(s, 3H), 1.38(d, 3H), 1.87(s. 6H), 1.97(s, 3H), 1.99(s, 3H), 3.02(m, 1H), 6.96(m, 1H), 7.05(s, 1H), 7.31(m, 1H), 7.58(1H, d), 7.61(1H, d).
比較例7
Figure 0007214300000037
リガンド化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチル(2-フェニル-4-(4’-tertブチルフェニル))インデニルシラン(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethyl (2-phenyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indenyl silane)の製造
2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエン(TMCP,2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)をテトラヒドロフラン(THF)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後ジメチルシラン(Silane、1.05eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩(overnight)攪拌した。別の反応器に(2-フェニル-4-(4’-tert-ブチル)フェニル)インデン((2-phenyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indene)をトルエン/THFの混合溶媒(体積比5/1,0.7M)に溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後CuCN(2mol%)を投入して30分間攪拌した後、最初の反応物であるmono-Si溶液を投入した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥してリガンドを得た。
遷移金属化合物2,3,4,5-テトラメチルシクロペンタジエニルジメチルシリル(2-フェニル-4-(4’-tertブチルフェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl dimethylsilyl (2-phenyl-4-(4’-tertbutylphenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
前記で製造したリガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比2/1,0.7M)に溶かし、-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後、常温で5時間の間攪拌した。別のフラスコにZrCl(1eq)をトルエン(0.17M)に混合して製造したスラリーを製造し、前記リガンド溶液に投入した後、常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタなどによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。その後生成された固体を濾過し真空乾燥して表題のメタロセン化合物を得た。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21(s, 6H), 1.42(s, 9H), 1.72(s, 6H), 2.08(s, 6H), 6.92(s, 1H), 7.01(d, 2H), 7.19(m, 3H), 7.31(d, 2H), 7.39(d, 2H), 7.54(d, 1H), 8.32(d, 1H).
比較例8
Figure 0007214300000038
リガンド化合物シクロペンタジエニルジメチル(2-イソプロピル-4-(4’-トリメチルシラニル-フェニル))インデニルシラン(Cyclopentadienyl dimethyl (2-isopropyl-4-(4’-trimethylsilanyl-phenyl))indenyl silane)の製造
インデン(Indene)をTHFに溶かした後-25℃でn-BuLi(1.05eq)をゆっくり滴加した後、常温で3時間の間攪拌した。その後シラン(Silane、2eq)を-10℃で投入した後、常温で一晩攪拌した。真空乾燥をした後THFに溶かした。シクロペンタジエニルソデイウム/THF溶液(CPNa/THF 溶液(solution)、1 eq.)を-25℃でゆっくり滴加した。その後常温で一晩攪拌し、水を利用してワークアップ(work-up)した後乾燥し、シリカゲルカラム(silica gel column)を用いて分離精製してリガンドを収得した。
遷移金属化合物シクロペンタジエニルジメチルシリルジメチル(2-イソプロピル-4-(4’-トリメチルシラニル-フェニル))インデニルジルコニウムジクロリド(Cyclopentadienyl dimethylsilyl dimethyl (2-isopropyl-4-(4’-trimethylsilanyl-phenyl))indenyl zirconium dichloride)の製造
リガンドをトルエン/エーテル(Ether)(体積比:2/1)に溶かして-25℃でn-BuLi(2.05eq)を投入した後常温で5時間の間攪拌した。フラスコにZrCl(1eq)をトルエンにスラリー(Slurry)を作って投入した後常温で一晩攪拌した。反応が完了すると、溶媒を真空乾燥してジクロロメタンを再投入してフィルタ(filter)などによりLiClを除去し、ろ液を真空乾燥し、トルエンを添加して常温で再結晶させた。黄色固体形態(Yellow solid)で触媒前駆体を確保した。
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 0.20(s, 6H), 0.23(s, 9H), 0.85(d, 6H), 2.38 (m, 1H), 6.40-6.50(m, 5H), 7.42-7.49 (m, 2H), 7.62(d, 2H), 7.82(d, 2H), 8.30(d, 2H).
<担持触媒の製造>
シリカ担体(SP2410) 3gをアルゴン(Ar)気体の雰囲気下で2L反応器に入れ、10重量%のメチルアルミノキサン(MAO)トルエン溶液766mL(13mmol)を常温でゆっくり注入して95℃で24時間の間攪拌した。反応終結後、常温に冷まして15分間放置してカニューレを利用して溶媒をデカント(decant)した。トルエン400mLを入れて1分間攪拌して15分間放置し、カニューレを利用して溶媒をデカントした。
前記実施例および比較例で製造した遷移金属化合物それぞれ70μmolをトルエン40mLに溶かした後、反応器にカニューレを利用してトランスファー(transfer)した。75℃で5時間の間攪拌した後、常温に冷まして15分間放置し、カニューレを利用して溶媒をデカントした。トルエン400mLを入れて1分間攪拌して15分間放置し、カニューレを利用して溶媒をデカントすることを2回行った。同様の方法でヘキサン400mLを入れて1分間攪拌し、15分間放置してカニューレを利用して溶媒をデカントした。
常温で真空下に5時間の間1次乾燥し、45℃で4時間の間真空下に2次乾燥して担持触媒を収得した。
<ポリプロピレン重合>
2Lステンレス反応器を65℃で真空乾燥した後冷却し、室温でトリエチルアルミニウム1.5mmol、水素2barおよびプロピレン770gを順次投入した。
その後10分間攪拌し、温度を70℃まで昇温させ、担持触媒メタロセン触媒をヘキサン(Hexane)20mLに溶かして窒素圧力で反応器に投入した。1時間の間重合工程を行った後、未反応のプロピレンはベントした。
前記実施例および比較例で製造した遷移金属化合物を使用したメタロセン担持触媒の活性と共に、前記担持触媒を使用して製造したホモポリプロピレンに対して次のような方法で物性評価を行った。その結果を下記表1に示した。
(1)溶融指数(melt index,MI)
米国材料試験学会規格のASTM D 1238に従い230℃で2.16kg荷重で測定し、10分間溶融して出た重合体の重量(g)で示した。
(2)溶融点(Tm)
示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimeter,DSC、装置名:DSC 2920,製造会社:TA instrument)を利用してプロピレン重合体の融点、溶融点(Tm)を測定した。具体的には、温度を上昇させて重合体を220℃まで加熱した後5分間その温度を維持し、その後20℃まで下げて、再び温度を増加させてDSC(Differential Scanning Calorimeter,TA社製)曲線の頂点を溶融点とした。この時、温度の上昇と下降の速度は10℃/minであり、溶融点は二番目の温度が上昇する区間で測定した結果を使用した。
(3)分子量分布(MWD,polydispersity index)
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC,gel permeation chromatography,Water社製)を利用して重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定し、重量平均分子量を数平均分子量で除して分子量分布(MWD)を計算した。
具体的には、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置としてはWaters PL-GPC220機器を利用し、PolymerLaboratories PLgel MIX-B 300mm長さのカラムを用いた。この時、測定温度は160℃であり、1,2,4-トリクロロベンゼン(1,2,4-Trichlorobenzene)を溶媒として使用し、流速は1mL/minとした。実施例および比較例による重合体のサンプルはそれぞれGPC分析機器(PL-GP220)を利用してBHT 0.0125%含まれたトリクロロベンゼン(1,2,4-Trichlorobenzene)で160℃、10時間の間溶かして前処理し、10mg/10mLの濃度に調剤した後、200μLの量で供給した。ポリスチレン標準試験片を利用して形成された検定曲線を利用してMwおよびMnの値を誘導した。ポリスチレン標準試験片の重量平均分子量は、2000g/mol、10000g/mol、30000g/mol、70000g/mol、200000g/mol、700000g/mol、2000000g/mol、4000000g/mol、10000000g/molの9種を使用した。
Figure 0007214300000039
前記表1を参照すると、本発明の一実施例による実施例1~19のメタロセン化合物は、少ない水素量でも1228g/10min~1409g/10minの高い溶融指数(MI2.16)を有するポリプロピレンを生成し、これにより水素反応性が非常に良いことを確認することができる。また、実施例1~19の場合、水素が多くなっても分子量分布(MWD)を2.15~2.3程度に狭く維持することを確認することができる。これと共に、実施例1~19の場合、同じホモ(homo)重合であるが、Tmが142℃~145℃で低くなることが分かり、そのため、ソフトなマルチフィラメントで卓越したポリプロピレンを製造できることを確認することができる。
反面、比較例1~8の場合は、高い溶融指数を達成するためには重合工程で過量の水素が投入されなければならず、比較例5、6、8の場合はこのように過量の水素を投入したにもかかわらず低い活性により生成された重合体の溶融指数測定ができなかった。具体的には、比較例1~4および比較例7の場合、インデニルリガンド2番位置に置換基がメチルまたはフェニルであるために水素反応性が顕著に劣り、重合工程に過量の水素が投入されなければならなかった。そのため分子量分布(MWD)が2.45~2.82および2.43で高く示され、溶融点(Tm)も152℃~153℃および150℃で高く示されることがわかる。特に、比較例5および8の場合はシクロペンタジエニル環に水素置換基のみ含まれることによってプロピレン重合時触媒のタクティシティー(tacticity)が崩れてアタクチックポリプロピレン(atactic PP)を形成したことがわかる。また、比較例6のように、インデニルリガンド4番位置に水素が置換された時も活性が劣ることにより溶融指数測定が不可能であることを確認した。

Claims (12)

  1. 下記化学式1で表される、遷移金属化合物:
    Figure 0007214300000040
    前記化学式1において、
    Mは4族遷移金属であり、
    およびXは互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲンであり、
    およびRは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~20アルキル、C2~20アルケニル、C2~20アルコキシアルキル、C6~20アリール、C7~40アルキルアリール、またはC7~40アリールアルキルであり、
    ~Rは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~ 直鎖アルキルであり、
    フェニル、C 1~6 直鎖または分枝鎖アルキルで置換されたフェニル、C 1~6 直鎖または分枝鎖アルキルシリルで置換されたフェニル、またはナフチルであり、
    およびRは互いに同一または相異し、それぞれ独立してC1~ 直鎖アルキルである。
  2. Mはジルコニウム(Zr)またはハフニウム(Hf)である、請求項1に記載の遷移金属化合物。
  3. およびRはそれぞれC1~8直鎖または分枝鎖アルキル、C2~12直鎖または分枝鎖アルコキシアルキル、またはC6~12アリールである、請求項1または2に記載の遷移金属化合物。
  4. 下記化学式1-1または化学式1-2で表されるものである、請求項1に記載の遷移金属化合物:
    Figure 0007214300000041
    前記化学式1-1および1-2において、
    M、X、X、R、Rは請求項1で定義したとおりであり、
    10~R 互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、またはC1~20アルキル、およびC1~20アルキルシリルからなる群より選ばれた官能基であり、R 15 ~R 21 は水素である。
  5. 下記構造式で表される化合物のいずれか一つである、請求項1に記載の遷移金属化合物:
    Figure 0007214300000042
    Figure 0007214300000043
    Figure 0007214300000044
  6. 請求項1からのいずれか一項に記載の遷移金属化合物を含む、触媒組成物。
  7. 前記遷移金属化合物、および担体を含む、請求項に記載の触媒組成物。
  8. 下記化学式2~4で表される化合物からなる群より選ばれた1種以上の助触媒をさらに含む、請求項またはに記載の触媒組成物:
    [化学式2]
    -[Al(R22)-O]
    前記化学式2において、
    22は互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、C1~20アルキルまたはC1~20ハロアルキルであり;
    mは2以上の整数であり;
    [化学式3]
    J(R23
    前記化学式3において、
    23は互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、C1~20アルキルまたはC1~20ハロアルキルであり;
    Jはアルミニウムまたはホウ素であり;
    [化学式4]
    [E-H][ZQ
    前記化学式4において、
    Eは中性またはカチオン性ルイス塩基であり;
    Hは水素原子であり;
    Zは13族元素であり;
    Qは、互いに同一または相異し、それぞれ独立してC6~20アリールまたはC1~20アルキルであり、ここで前記C6~20アリールまたはC1~20アルキルは非置換かまたはハロゲン、C1~20アルキル、C1~20アルコキシおよびC6~20フェノキシで構成される群より選ばれる一つ以上の置換基で置換される。
  9. 請求項からのいずれか一項に記載の触媒組成物の存在下で、プロピレン単量体を重合する段階を含む、ポリプロピレンの製造方法。
  10. 前記重合段階は、プロピレン単量体含有量を基準として水素ガス1500ppm以下を投入して行う、請求項に記載のポリプロピレンの製造方法。
  11. 前記ポリプロピレンはホモ重合体である、請求項または10に記載のポリプロピレンの製造方法。
  12. 前記ポリプロピレンの分子量分布(Mw/Mn)が2.35以下であり、溶融指数(MI2.16,230℃,2.16kg荷重で測定した溶融指数)が1000g/10min~1500g/10minであり、溶融点(Tm)が148℃以下である、請求項11に記載のポリプロピレンの製造方法。
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