JPH0220522A - 触媒組成物 - Google Patents

触媒組成物

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JPH0220522A
JPH0220522A JP1132538A JP13253889A JPH0220522A JP H0220522 A JPH0220522 A JP H0220522A JP 1132538 A JP1132538 A JP 1132538A JP 13253889 A JP13253889 A JP 13253889A JP H0220522 A JPH0220522 A JP H0220522A
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アーリス・ヘルマン・クラメール
Snel Johannes J Maria
ヨハンネス・ヤコブス・マリア・スネル
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G67/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing oxygen or oxygen and carbon, not provided for in groups C08G2/00 - C08G65/00
    • C08G67/02Copolymers of carbon monoxide and aliphatic unsaturated compounds
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    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一酸化炭素と1つ又はそれ以上のオレフィン性
不飽和化合物(以下七ツマーへと略称する揚台もある)
とのポリマーのγi造に際して、触媒として好適に使用
し1rIる新規な組成物に関する。
=#も巳ツマー単位−(Cob−と、会≠嚇使用した七
ツマーA基づくへ′単(7を交!jに存在する・江 一酸化炭素と1つ又はそれ以上のオレフィン影不飽和化
合物との高分子直鎖ポリマーは、温度及び圧力を上昇さ
せて七ツマ−を a)パラジウム化合物、 b)  pKaが2未満の酸の陰イオン、及びC)トリ
アリールホスフィン又はトリアリールアルシンに基づい
て成る触媒化合物と接触させることにより製造可能であ
る。
これらの触媒組成物の大魚は、重合活性が乏しいことで
ある。
上記触tj1.組成物を用いて実施した最近の研究にお
いて、成分(C)としてトリノfニルボスフィンを含有
する触tsIll成物の重合活性は、フェニル基上でリ
ンのオルト位に極性置換基を結合さぜるごとにより改良
nJ能であることが判明した。例えば、成分(C)とし
てトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィンを含有づ
る触媒組成物は、成分(C)としてトリフェニルホスフ
ィンを含有する同様の触媒組成物よりも高い重合活性を
示す。研究をさらに進めるうちに、成分(C)としてト
リアリールアルシンを含有する触媒組成物の重合活性は
、成分(d)としてフSノール哲ヒドロキシル塁を含有
する化合物を加えることにより増大させることが+iJ
能であることが判明した。例えば、成分(C)としてト
リフェニルアルシンを含有する触媒組成物の重合活性は
成分(d)としてフェノールを加えることにより増大づ
る。最少に、成分(C)としてトリアリールホスフィン
を含有する触媒組成物の重合活性はアリール基の1つを
水素を含まない以下の窒素原子含有基で75換すること
により増大させることが可能であることが研究から見出
された。
すなわちこの基は、このようにして得られるリン/窒素
化合物において、連結部分に(in thebrid(
le)少なくとも2個の炭素原Tを含有するh機連結基
(orc+anic bridgina oroup)
を経て窒素原子がリン原子に結合するような構造を有す
るものである。例えば、成分(C)としてジフェニル小
スフイノーN、N−ジ(メヂル)ヂオアセトアミドを含
有する触媒組成物は、成分(C)としてトリフェニルホ
スフィンを含有Jる同様の触媒組成物よりも高い重合活
性を示す。
さらに、上記触媒組成物について行った研究により、成
分(C)としてトリアリールホスフィン又はトリアリー
ルアルシンを含有する触媒組成物の重合活性を、アリー
ル基の1つをR35R−u又はR5cR−基(式中、+
< 3は任意に極性基で置換ダされていてもよい炭化水
素基を示し、Rは連結部分に少なくとも2個の炭素原子
を含有する2価の連結基を示す)で置換することにより
人いに増強し得ることが判った。さらに一般的に、−酸
化炭素と1つ又はそれ以上のオレフィン性不飽和化合物
の重合に関して興味深い活性を有する触媒組成物は、前
記成分(a)及び成分(b)並びに成分(C)どして−
威武RRM  −・R−M2R3(式中、M はリン又
はヒ素、M2はイAつ又は0レン、R及びR2は同一で
あっても異なってもよい任意に極性基で置換されていて
もよいアリール基、R3は任意に極性基で置換されてい
てもよいヒドロカルビル基であり、Rは連結部分に少な
くとも2個の炭素原子を含む2(ilbの連結基である
)の化合物に基づいて構成され1qることが判明した。
成分(a)及び成分(b)、並びに成分(C)として一
般式Rr<  M  −4<−M2R3の化合物に基づ
く触媒組成物は新規な組成物である。さらに、この新規
む触媒組成物中で成分(C)として好適に使用可能な化
合物のいくつかは新規化合物である。
したがって、本特許出願は、 a)パラジウム化合物、 b)  pKaが2未満の酸の陰イオン、及びC)−威
武RRM  −R−M2R3(式中M  、M  、1
≧ 、R,R及びRは前記と同じ意味を有する)の化合
物に基づいて成る新規な触媒組成物に関する。
さらに本特許出願は、−酸化炭素と1つ又はそれ以トの
オレフィン性不飽和化合物とのボリン−の製造に際して
のこれらの触媒組成物の使用、これににり調製されるポ
リマー、及び少なくとも一部はこれらのポリマ・−より
成る成型物とに関する。
最後に、本特許出願は新規化合物であり、触媒組成物中
で成分(C)として好適に使用し得る多数の化合物、及
びこれらの化合物の製造方法とに関1る。
成分(a)として使用するパラジウム化合物は好ましく
はカルボン酸のパラジウム塩であり、特に酢酸パラジウ
ムが好ましい。その陰イオンが成分(b)として触媒組
成物中に存在すべき、ρKaが2未満(18℃で水溶液
中で測定)である好適な酸の例としては、パラトルエン
スルホン酸のようなスルホン酸及びトリフルオロ酢酸の
ようなへ〇カルボン酸を挙げることがぐきる。触媒組成
物中に成分(b3は、パッジラム1モル当たり()、5
〜5()当訃、1hに 1〜25当41の51′C−存
6するのが好ましい。
成分(b)は酸の形態で、及び/又は銅塩のような非f
1金属の)@移金属塩の形態ぐ組み入れられて1ンよい
本発明の触媒組成物中で成分(C)として使用する上で
好ましい化合物は、−威武R’l<2M’R−M2R3
(式中M1はリン叉(よヒ素、Mlはイオウ又はセレノ
、「<1及び「<2は同一であっても異なってもよい任
意に極性基で置換されていてもよいアリール基、R3は
任意に極性基で置換されていてしよい炭化水素基を丞し
、Rは連結部分に少なくとも2個の炭素原子を含む2価
の連結基を示す)で表わされる。成分(C) rは、1
<1基及びR2基は好ましくは任意に極性基で置換され
ていてもよいフェニル基である。適1ノた極性置換基↓ とじては、メI−Vシ基のようなアルコキンが挙げられ
る。成分(C)にJ3いては、1で 阜及びR2拮は好
ましくは同一のものである。任意に極性ニスで置換され
ていてもよいアルへル阜と任意に極性見で置換されCい
てもよいアリール基はとしに適切なR基である。R3基
がアリール基であるときには、任意に極性基で置換され
ていてもよいフェニル基がOrましい。R”I<中に存
右しでいてもよい適した極性置換基としては、メトキシ
基のようなアルコキシ基が挙げられる。−威武中で、M
lはリン又はヒ素であり、MlはイAつ又はセレンであ
って、すなわち小スフイノ/スルホ、ホスフーrノ/レ
レノ、アルジノ/スルホ及びアルジノ/セレノ化合物は
いずれも成分(C1として好適に使用可能である。本目
的のためには、MlがリンでありMlがイオウである化
合物が極めて好適/、τ化合物である。成分(C)にお
いてtよ、2価の連結ζ([<は好ましくは連結部分に
3個の炭素原子を含む。
本発明の触媒組成物中の成分(C)としてJ1常に好適
に使用可能な化合物は一般式(1で )2M(C12)
3−M  r<  (式中、Rは)にル基を表わし、M
 1 、 M 2及び)(3Iよ前記と同じ意味を有す
る)で表わされる化合物である。これらの化合物は新規
化合物ひある。それらは、例え1  1〜 ば−威武(R)  M   (CH2)3−Xの化合物
を一般式[く3M2Yの化合物(式中、×はハロゲン原
子を示し、Yはアルカリ金属原子を示す)と反応させる
ことにJ:り製造できる。
これらの新規化合物としては、1−ジフェニルホスフィ
ノ−3−フェニルチオブ[1パン、 1−ジフェニルホ
スフィノ−3−メチルヂオブ[]パン。
1−シフlニルホスフィノ−3−(2−メトキシフェニ
ル)チオプロパン、 1−ジフェニルアルジノ3−フェ
ニルチオブ[1パン、及び1−シフにル小スフイノー3
−フェニルセレノプロパンを例示しつる。
本発明の触媒組成物において、成分(C)を好ましくは
パラジウム1(ル当たり 05〜2モル、特に0.75
〜1,5モルの間で使用す゛る。ある場合には、触媒組
成物の性能は、1,4−ベンゾレノン又は1,4−ナフ
トキノンのような1,4−キノンを酋りすることにより
さらに増強可能である。
本発明の触媒組成物を使用しての重合反応は、好ましく
はモノマーと、ポリマーが不溶又は実質的に不溶である
希釈液中に触媒組成物を溶解した溶液とを接触させるこ
とにより実施する。メタノールのような低級アルコール
は非常に好適な希釈剤である。所望により重合を気相で
実施してもよい。本発明の触媒組成物を使用することに
より一酸化炭素と重合し得るオレフィン性不飽和化合物
は、炭素と水素のみから成る化合物、あるいは炭素及び
水素に加えて1つ又はそれ以上のへテロ原子を含む化合
物である。本発明の方法は、好ましくは−M化炭素と1
つ又はそれ以上のオレフィン性不飽和炭化水素とのポリ
マーの製造用に適用される。適切な炭化水itモノマの
例としては、エアン並びにプ[」ペン、1デン−1,へ
V−ピン−1及びオクテン−1のようなα−オレフィン
を挙げることが(゛きる。本発明の方法は一酸化炭素と
1テンとの共重合体の製造及び−酸化炭素とエデンと他
のオレフィン性不飽和炭化水素、特にプロパンとの三元
共用合体の製造に用いるのに特に適しCいる。
ポリマー製造l造に使用する触媒組成物の量は広範な範
囲内で変化し得る。重合されるオレフィン性不飽和化合
物1モル当たりに用いる触媒のf♂としては、好ましく
は10−7〜10−3モル、特に10−6〜10−4モ
ルのパラジウムが含まれる吊であることが好ましい。
ポリマー製造は、好ましくは温度40〜120℃及び圧
力20〜750バールで、特に温度50〜100℃及び
L(力30〜100バールで実施するのが好ましい。
重合される混合物中のオレフィン性不飽和化合物と−酸
化炭素とのモル比は好ましくは10:1〜1:5、特に
5;1〜1:2であることが好ましい。
以下、実施例等により本発明をさらに詳しく説明する。
伍−−1 以下の通りに一酸化炭素/Jテン共重合体を調製した。
容ff1250j!のオートクレーブ中に、メタノール
100ai! 、酢酸パラジウム0.1mmol、 ト
リフルA日酢712+1111101.及びトリフェニ
ルホスフィン0.1mmo lより成る触媒溶液を入れ
、70℃′C:FA械的に撹拌した。
圧力が20バールにiするまでエデンをオートクレーブ
内に送入し、その後−酸化炭素を40バールになるまで
送入した。1旧間後に、反応混合物を室温まで冷却し、
圧力をFげて重合を停由した。
ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄して60℃で乾燥
した。
その結果、10■の共重合体が得られた。
λ−2 ジフェニルジスルフィドをナトリウムと反応さulその
後得られた硫化フェニルブトリウムを1−ジフェニルホ
スフィノ−3−り[10プロパンと反応させて1−ジフ
ェニルホスフィノ−3−フェニルチオプロパンを製造し
た。触媒溶液がトリフェニルホスフィンの代わりに1−
ジフェニルホスフィノ  3−フェニルチオプロパン0
.1m1lIO+を合むことを除いて、実質的に例1の
共重合体の場合と同じ方法で一酸化炭素/エテン共明合
体を製造した。
その結果、100IItgの共重合体を得た。
九−ユ トリフェニルホスフィンの代わりに1−ジフェニルホス
フィノ−3−71ニルヂオブロバン、トリフルオロ酢酸
の代わりにパラトルIンスルホン酸2mmo lを触媒
溶液に含む以外は、実質的には例1の共重合体の場合と
同じ方法で−・酸化?l/Tテン共重合体を1!J造し
た。
その結果、200 mgの共重合体を得た。
乳−1 トリフェニルホスツインの代わりに 1−ジフェニルホ
スフfノー3−フェニルチオブ[1パン0.1111m
01、トリフルオ【」酢酸の代わりにパラトルエンスル
ホン酸2mm0Iを触媒溶液に含み、1,4−ナツトキ
ノン10mm01を添加した以外は、実質的に例1の共
重合体の場合と同じ方法で一酸化炭素/エテン共1合体
を¥J造した。
その結果、i o o mgの共重合体を得た。
λ−1 トリフェニルホスフィンの代わりに1−ジフェニルボス
ノーf)−3−ノエニルブAブI]パン01mmo l
、トリフルオロ酢酸の代わりにトリフルオロメタンスル
ボン酸2mmo lを触媒溶液に含む以外【よ、実質的
に例1の共重合体の場合と同じ方法で一酸化炭木/エテ
ン其重合体を製造しtこ。
その結果、300 mgの共重合体を得た。
例  6 トリフ、「ニル小スフィンの代わりに1−ジフェニルホ
スフィノ−3−フ」ニニルチAプロパン0.1mmo 
lを含み、ニトロベンピン1威を添加した以外は実質的
に例1の共重合体の場合と同じ方法で−・酸化炭素/エ
テン共重合体を製造した。
その結果、100mgの共重合体を得た。
1−ユ トリフSニルホスフィンの代わりに 1−ジフェニルホ
スフィノ−3−フェニルチオブ[1パン0.1mmol
、メタノールioomf!の代わりにメタノール75雇
を含み、N−メヂルピ[1リドン25威を添加した以外
は、実質的に例1の共重合体の場合と同じ方法゛(・−
酸化炭素/エテン共千合体を製造した。
その結果、100■の共重合体を得た。
λ−1 ジメチルジスルフィドをナトリウムと反応させ、その後
、得られた硫化メブルプトリウムを1−ジフェニルホス
フィノ−3−り[]ロロブロバと反応させ(1−シフ1
ニルホスフィノ−3−メチルチオプロパンを製造した。
トリフェニルホスツインの代わりに1−ジフェニルホス
フィノ−3−メチルチオプロパン0.1mmo lを触
媒溶液に含む以外は、実V(的に例1の共重合体の場合
と同じ方法で一酸化炭素/エテン共重合体を製造した。
その結果、200■の共重合体を得た。
漣−ユ 2−リブオーアニソールをイAつど反応さulその後、
得られた硫化メトキシノ1ニルリブウムを1−シフ1ニ
ルホスフィノ−3−クロロプロパンと反応させて、トジ
フェニルホスフイノー 3(2−メトキシフェニル)チ
オプロパンを製造した。
トリフェニルホスフィンの代わりに 1−ジフェニルホ
スフィノ・−3−(2−メl〜キシフェニル)チオプロ
パン0.1111ff101を触v!X溶液に含む以外
は、実質的に例1の共重合体の場合と同じ方法で一酸化
炭素/エアン共重合体を製造した。
その結果、200■の共重合体を19た。
九−遷 ジメチルジスルフィドをツートリウムと反応させた後、
得られた硫化フLニルツートリウムを1ジフエニルアル
シノー 3−クロロブ1コバンと反応させて1−ジフェ
ニルアルジノ= 3−71ニルチオプロパンを製造した
1ヘリフ1ニルホスフインの代わりに1−ジフェニルア
ルジノ−3−フェニルチオプロパン01mmo lを触
媒溶液に含む以外【ま実vI的に例1の共Φ合体の場合
と同じ方法で、−酸化炭素/エテン共重合体を製造した
その結果、400189の共重合体を得た。
例  11 ジフェニルジセレニドをナトリウムと反応させ、その後
、得られたナトリウムフェニルレレニドを1−ジフェニ
ルホスフィノ−3−クロロプロパンと反応させて 1−
ジフェニルホスフィノ−3−7■ニルレレノブロバンを
Viした。
トリフ1ニルホスフインの代わりに1−ジフェニルホス
フィノ−3−ノエニルセレノプロバン0.1mmolを
触媒溶液に含む以外tよ実質的に例1の共重合体の場合
と同じ方法で一酸化炭本/エテン共弔合体を製造した。
その結果、200■の共重合体を冑た。
例  12 N、N−ジ(メチル)チオアレドアミドをリチウムシイ
ツブOビルアミドと反応させ、その後得られたりチオ 
N、N−ジメチルチオアセトアミドをシフIニルクロロ
ホスフィンと反応させてジフェニルホスフィノ  NN
−ジ(メチル)チオアセトアミドを製造した。
トリフェニルホスフィンの代わりにジフェニルホスフィ
ノ−N、N−ジメチルチオアセトアミド0.11I1m
olを触媒溶液に含む以外は実質的に例1の共重合体の
場合と同じ方法で、−酸化炭M/1テン共重合体を製造
した。
その結束、100勺の共重合体を得た。
例1〜12のうち、例2〜11は本発明に従った実施例
である。例2及び例8〜11r−は、−威武%式% 表わされる新規化合物の製造について説明している。ま
た例2〜11においては、成分(C)としてこれらの新
規化合物を含有する触媒組成物を用いて、−R化炭素/
エテンit1合体を製造している。
例1及び例12は、比較のために本明細書に記載した。
触媒成分であるトリフ」=ニルホスフィンの71ニル阜
の1つが−RM21く3基で置換された場合に得られる
重合活性の増大は、例2・〜9及び11の結果と例1の
結果を比較すると明らかぐある。
例12は、成分(C)としてトリフ1ニルホスフインを
含0する触媒組成物の重合活性はフェニル基の1つをあ
る種の窒素含有基で置換することによっても改良しi9
るという訂細な説明の最初の部分で述べた知見の実例で
ある。例12においては、この基は一〇H2(C=S>
N (CI+3)2基であった。
13C−N M R分析により、例1・〜12において
製造された一酸化炭素/エデン共弔合体が直鎖構造を有
し、且つ−(CO)−(C2H4)−の単位より成るこ
とが確認された。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)パラジウム化合物 (b)pKaが2未満の酸の陰イオン、及び (c)一般式R^1R^2M^1−R−M^2R^3(
    式中M^1はリン又はヒ素、M^2はイオウ又はセレン
    、R^1及びR^2は同一であっても異なつてもよい任
    意に極性基で置換されていてもよいアリール基、R^3
    は任意に極性基で置換されていてもよいヒドロカルビル
    基、並びにRは連結部分に少なくとも2個の炭素原子を
    含む二価の連結基を示す)で表わされる化合物 に基づいて成ることを特徴とする触媒組成物。
  2. (2)成分(a)が酢酸パラジウムのようなカルボン酸
    のパラジウム塩に基づくものであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の触媒組成物。
  3. (3)成分(b)がパラトルエンスルホン酸のようなス
    ルホン酸の陰イオン又はトリフルオロ酢酸のようなハロ
    カルボン酸の陰イオンに基づくものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の触媒組成物
  4. (4)成分(b)がパラジウム1モル当たり1〜25当
    量の量その中に存在することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項から第3項のいずれか1項に記載の触媒組成物
  5. (5)成分(c)として、R^1及びR^2が任意に極
    性基で置換されていてもよいフェニル基である化合物を
    含有することを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
    4項のいずれか1項に記載の触媒組成物。
  6. (6)成分(c)が、R^3基が任意に極性基で置換さ
    れていてもよいフェニル基である化合物であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項から第5項のいずれか1
    項に記載の触媒組成物。
  7. (7)成分(c)としてM^1がリンを表わしM^2が
    イオウを表わす化合物を含有することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項から第6項のいずれか1項に記載の触
    媒組成物。
  8. (8)成分(c)として、2価の連結基Rがその連結部
    分に3個の炭素原子を含むものである化合物を含有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第7項のい
    ずれか1項に記載の触媒組成物。
  9. (9)成分(c)がパラジウム1モル当たり0.75〜
    1.5モルの量でその中に存在することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項から第8項のいずれか1項に記載の
    触媒組成物。
  10. (10)一酸化炭素と1つ又はそれ以上のオレフィン性
    不飽和化合物との混合物を、温度及び圧力を上げて、特
    許請求の範囲第1項から第9項のいずれか1項に記載の
    触媒組成物と接触させることを特徴とするポリマーの製
    造方法。
  11. (11)温度50〜100℃、圧力30〜100バール
    及び重合すべき混合物中のオレフィン性不飽和化合物と
    一酸化炭素とのモル比が5:1〜1:2で実施し、オレ
    フィン性不飽和化合物1モル当たり10^−^6〜10
    ^−^4モルのパラジウムを含有する量の触媒組成物を
    使用することを特徴とする特許請求の範囲第10項記載
    の方法。
  12. (12)一般式(R^1)_2M^1−(CH_2)_
    3−M^2R^3(式中R^1はフェニル基、M^1は
    リン又はヒ素、M^2はイオウ又はセレン、R^3は任
    意に極性基で置換されていてもよいヒドロカルビル基を
    示す)で表わされる新規化合物。
  13. (13)特許請求の範囲第12項記載の新規化合物とし
    ての、1−ジフェニルホスフィノ−3−フェニルチオプ
    ロパン、1−ジフェニルホスフィノ−3−メチルチオプ
    ロパン、1−ジフェニルホスフィノ−3−(2−メトキ
    シフェニル)チオプロパン、1−ジフェニルアルシノ−
    3−フェニルチオプロパン、及び1−ジフェニルホスフ
    ィノ−3−フェニルセレノプロパン。
  14. (14)一般式(R^1)_2M^1−(CH_2)_
    3−Xで表わされる化合物を一般式R^3M^2Yで表
    わされる化合物と反応させる(式中、R^1、R^3、
    M^1及びM^2は特許請求の範囲第12項に記載の意
    味を有し、X及びYはそれぞれハロゲン原子及びアルカ
    リ金属原子を示す)ことを特徴とする特許請求の範囲第
    12項記載の化合物の製造方法。
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