JPH05148284A - 非対称な配位子を有するジルコニウム化合物及び触媒成分 - Google Patents

非対称な配位子を有するジルコニウム化合物及び触媒成分

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JPH05148284A
JPH05148284A JP31497891A JP31497891A JPH05148284A JP H05148284 A JPH05148284 A JP H05148284A JP 31497891 A JP31497891 A JP 31497891A JP 31497891 A JP31497891 A JP 31497891A JP H05148284 A JPH05148284 A JP H05148284A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体特異的オレフィン重合用触媒成分として
有用な新規なジルコニウム化合物を提供する。 【構成】 式(1)に示すような非対称な配位子を有す
る新規な有機ジルコニウム化合物。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非対称な置換基を持つ
架橋型配位子を有する新規なジルコニウム化合物に関す
る。本発明の化合物は、立体規則性オレフィン重合用触
媒成分として有効である。
【0002】
【従来の技術】オレフィン重合用均一系触媒としてカミ
ンスキー触媒(メタロセン/メチルアルモキサン)が広
く知られている。この触媒系は、遷移金属あたりの活性
が著しく高いという特徴を有する。最近では、α−オレ
フィン(主にプロピレン)の重合に於て、立体特異性重
合が可能であることが公知となっている。例えば、アタ
クティックポリプロピレン(Makromol.Chem.,Rapid Com
mun.4,417-421(1983) ,特開昭58−19309)、ア
イソタクティックポリプロピレン(Angew.Chem.Int.Ed.
Engl.,24,507-508(1983),J.Am.Chem.Soc.,106,6355(198
4),J.Am.Chem.Scc.,109,6544(1987),Chem.Lett.,1853-1
856(1989),特開平2ー76887)),シンジオタクティ
ックポリプロピレン(J.Am.Chem.Soc.,110,6255,(198
8)) などが製造できることが公知である。これら立体特
異性の発現には、配位子構造とジルコニウム錯体の立体
構造が鍵である。しかしながら工業的に重要なアイソタ
クティックポリプロピレンを生成することのできるジル
コニウム化合物は、Et(Ind)2ZrCl2 やMe2Si(2,3,5-Me3C
5H)(2',4',5'-Me3C5H)ZrCl2 のような、C2対称をその
分子内にもつようなものしかなく、生成するポリマーの
立体特異性が十分でない上に、合成上異性体が生成する
ために極めて精製が困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、前記のような従来の技術における問題点の
生じない新規なジルコニウム化合物を合成し、有用な立
体特異性オレフィン重合用触媒成分を提供することであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、下記のような
新規なジルコニウム化合物を効率よく合成することに成
功し、かつ、また該化合物が立体特異性オレフィン重合
用触媒成分として有用であることを見いだし、本発明を
完成させるに至った。即ち一般式(1)で表わされる非
対称な配位子を有するジルコニウム化合物。
【化2】 [式(1)中X1 及びX2 は、互いに同じでも異なって
もよく、水素原子、炭素原子数1から10の炭化水素
基、または、アルキルシリル基、ハロゲン原子を意味す
る。R3 、R2 、R1 は、水素原子、炭素原子数1から
10の炭化水素基、アルキルシリル基を意味し、R2
3 のうち一方は水素原子である。R4 は、水素原子ま
たは、炭素原子数1から10の炭化水素基または、アル
キルシリル基を意味する。]およびこの化合物を有効成
分とするオレフィン重合用触媒成分によって上記課題を
解決した。
【0005】以下本発明を詳細に説明する。式(1)で
規定されたジルコニウム化合物は非対称な置換基を持つ
架橋型配位子を有する新規ジルコニウム化合物である。
本発明のジルコニウム化合物のシクロペンタジエニル環
上の式(1)中に特定された位置の置換基R2 、R3
うち一方は、好ましくは炭素数1から10の炭化水素基
(アルキル、アリ−ル、アルキルアリ−ル、アリ−ルア
ルキルなど)かまたは、アルキルシリル基(トリアルキ
ルシリル基、トリアリ−ルシリル基など)であるが、さ
らに好ましくは、tert−ブチル基等の嵩高い置換基
である。ただし、R2 、R3 のうちの一方は水素原子で
あることが必要である。
【0006】本発明の化合物(1)の代表的な合成経路
は、以下の様に略記されるが、これにより限定されるも
のではない。 C98 (Indene)+BuLi+tBuBr−−−−−→tBuーC97 tBuーC55 +BuLi+tBu−C53 =C(CH32 −−−−−→(CH)2 C(tBu−C54 )(C98 −tBu) (CH)2 C(tBu−C54 )(tBu−C98 )+2BuLi −−−−−→Li2 [iPr(tBu−C53 )(C95 −tBu)] Li2 [iPr(tBu−C53 )(C95 −tBu)]+ZrCl4 −−−→iPr(tBu−C53 )(C95 −tBu)ZrCl2
【0007】架橋構造を持つビス置換シクロペンタジエ
ニルブリッジ型2座配位子の製法は、公知である。即ち
J.Am.Chem.Soc.,110,976ー97
8(1988)、J.Am.Chem.Soc.,10
7,8103ー8110(191985)等に記載があ
る。このような2座配位子は、アルキルリチウムでリチ
オ化しリチウム化合物としてつぎの反応に用いることが
出来る。また、カリウム、ナトリウム化合物として使用
することも出来る。ZrX4 (Xは、ハロゲン原子)と
リチウム化合物との反応例えば、 Li2 [iPr(tBu−C53 )(C95 −tBu)]+ZrCl4 −−−→iPr(tBu−C53 )(C95 −tBu)ZrCl2 これは、エーテル類好ましくは、テトラヒドロフランを
反応溶媒として実施することが出来る。さらに好ましく
は、−78℃に於て塩化メチレンを反応溶媒として実施
することが出来る。当該反応は、リチウム化合物とZr
4 のモル比が、1.0から1.5 とりわけ1.0か
ら1.1の範囲で行なわれるのが好ましい。反応温度
は、−80℃から100℃とりわけ−20℃から40℃
の範囲が好ましい。生成したジルコニウム化合物は再結
晶により精製することが出来る。上記ジルコニウム化合
物の例として、イソプロピリデン(3−メチル−シクロ
ペンタジエニル)(3−メチル−インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド、イソプロピリデン(3−tブチル−シ
クロペンタジエニル)(3−メチル−インデニル)ジル
コニウムジクロリド、イソプロピリデン(3−tブチル
−シクロペンタジエニル)(3−tブチル−インデニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレン(3−
メチル−シクロペンタジエニル)(3−メチル−インデ
ニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(3
−メチル−シクロペンタジエニル)(3−メチル−イン
デニル)ジルコニウムジメチル、イソプロピリデン(3
−tブチル−シクロペンタジエニル)(3−メチル−イ
ンデニル)ジルコニウムジメチル、イソプロピリデン
(3−tブチル−シクロペンタジエニル)(3−tブチ
ル−インデニル)ジルコニウムジメチル、が挙げること
が出来る。
【0008】本発明に係わるジルコニウム化合物は、ア
ルミノキサン存在下あるいは、効果的にZrカチオンを
安定化させる4級ホウ素アニオンの存在下すぐれたオレ
フィン重合活性を示し、重合触媒成分として有用な化合
物である。該重合に用いられるもう1つの触媒成分のア
ルミノキサンは、一般式(2)または、一般式(3)で
表わされる有機アルミニウム化合物である。
【化3】
【化4】 で表わされる有機アルミニウム化合物である。R5 は、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチ
ル基などの炭化水素基であり、好ましくは、メチル基で
ある。mは、4から100の整数であり、好ましくは6
以上とりわけ10以上である。この種の化合物の製法
は、公知であり例えば結晶水を有する塩類を(硫酸銅水
和物、硫酸アルミ水和物)の炭化水素溶媒懸濁液にトリ
アルキルアルミを添加して得る方法を例示することが出
来る。
【0009】本発明の方法において、重合に供されるオ
レフィンは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−
ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、シ
クロペンテン、ノルボルネン、シクロペンタジエン、ブ
タジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエ
ンなどのオレフィン類、環状オレフィン類、ジエン類を
例示することが出来る。これら2種以上の混合成分を重
合することも可能である。本発明に於て用いられる重合
方法は、液相重合あるいは、気相重合のいずれも可能で
ある。液相重合の溶媒としては、ジルコニウム化合物お
よびアルミノキサン両成分を溶解しうる炭化水素化合物
であり、ベンゼン、トルエン,o−キシレン、m−キシ
レン、p−キシレン、エチルベンゼン、ブチルベンゼ
ン、メシチレン、クロロベンゼン、などの芳香族炭化水
素が用いられ、好ましくは、トルエン、キシレンであ
る。
【0010】本発明のジルコニウム化合物は、シリカ、
アルミナ、塩化マグネシウムなどの担体に担持すること
により、あるいは、オレフィンを予重合することによ
り、ジルコニウム化合物およびアルミノキサン両成分を
溶解し得ない溶媒やモノマ−中でも用いることが出来
る。触媒成分は、ジルコニウム化合物およびアルミノキ
サンの両成分を予め混合したものを反応系に供給しても
よく、反応系に両成分をそれぞれ供給してもよい。いず
れの場合においても両成分の重合系内に於ける濃度モル
比については、とくに制限はないが、好ましくは、Zr
濃度で10-3から10-10 mol/lであり、Al/Z
rのモル比は、10以上、とくに100以上の範囲が好
んで用いられる。反応系のオレフィン圧にはとくに制限
はないが、このましくは、常圧から50kg/cm2
の範囲であり、重合温度にも制限はないが、好ましくは
−30℃から100℃の範囲である。重合に際しての分
子量調節は、公知の手段、例えば温度の選定あるいは水
素の導入により行なうことができる。
【0011】
【実施例】次に本発明を実施例によって具体的に説明す
る。なお物性測定に使用した分析機器は下記のとおりで
ある。1 H−NMR 日本電子製EX−400 質量分析計 日本電子製JMS−AX500 IR パ−キンエルマ−製5150 実施例 1 [イソプロピリデン(3−tブチル−シクロペンタジエ
ニル)(3−tブチルインデニル)ジルコニウムジクロ
リド]反応は、すべて不活性ガス雰囲気下で行なった。
また、反応容器は、あらかじめ乾燥したものを使用し
た。300mlガラス製反応容器に乾燥THF100を
投入し、これにジメチル(tブチルシクロペンタジエニ
ル)(3−tBuインデニル)メタン3gを溶解させ、
1.6Mn−BuLiヘキサン溶液15mlを氷冷下加
えた。室温で1時間反応させたのち、THFを減圧で留
去した。これを冷却しながら塩化メチレン50ml加え
た。別途用意しておいたフラスコに四塩化ジルコニウム
2.63gを仕込んでおき塩化メチレン50ml加えて
懸濁した。これを冷却し先のジメチル(3−tブチルシ
クロペンタジエニル)(3−tBuインデニル)メタン
のリチウム塩の懸濁液を冷却したままカニュウレで添加
した。室温で2時間反応させた後生成する塩化リチウム
を除き溶液を濃縮してオレンジ色の結晶を得た。収量
0.8g この化合物の物性値を下に示す。なおIRスペクトル
は、KBr法、 1H−NMRスペクトルは、CDCl3
を溶媒に用いて測定した。またMassスペクトルは、
直接導入法で測定した。 元素分析値 :(C2532ZrCl2 ) 計算値(%) :C;60.78 , H;6.53 実測値(%) :C;60.93 , H;6.60 IRスペクトル :図1に示す。 NMRスペクトル :図2に示す。 Massスペクトル:図3に示す。
【0012】実施例 2 [重合]十分に窒素置換した内容積1.5リットルのS
US製オートクレーブに精製トルエン300ml.東ソ
ー・アクゾ製メチルアルミノキサン(アルミあたり2.
7M)を15ml及びイソプロピリデン(3−tブチル
シクロペンタジエニル)(3−tブチルインデニル)ジ
ルコニウムジクロリド0.02mmolを順次添加し、
3℃に冷却した。ついでプロピレン2molを投入し1
時間重合を行なった反応後、メタノ−ルにより触媒成分
を分解し得られたポリプロピレンを乾燥した。この結
果、高アイソタクティックポリプロピレンが37g得ら
れた。ポリマ−の分子量は108000であった。
【0013】実施例 3 [共重合]十分に窒素置換した内容積1.5リットルの
SUS製オートクレーブに精製トルエン300ml.東
ソー・アクゾ製メチルアルミノキサン(アルミあたり
2.7M)を15ml及びイソプロピリデン(3−tブ
チルシクロペンタジエニル)(3−tブチルインデニ
ル)ジルコニウムジクロリド0.02mmolを順次添
加し、3℃に冷却した。ついでプロピレン2molを投
入しさらにエチレン圧1kg/cm2 かけた、1時間重
合を行なった反応後、メタノ−ルにより触媒成分を分解
し得られたポリプロピレンを乾燥した。この結果ランダ
ム性の良好なEPRが37g得られた。ポリマ−の分子
量は150000であった。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、非対称な置換基を持つ
架橋型配位子を有する新規なジルコニウム化合物が得ら
れる。これらのジルコニウム化合物をオレフィン重合触
媒成分としてオレフィン重合に用いれば、立体特異性ポ
リマ−を効率よく製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のジルコニウム化合物のIRスペクトル
である。
【図2】本発明のジルコニウム化合物のNMRスペクト
ルである。
【図3】本発明のジルコニウム化合物のMassスペク
トルである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)で示される非対称な配位子
    を有するジルコニウム化合物。 【化1】 [式(1)中X1 及びX2 は、互いに同じでも異なって
    もよく、水素原子、炭素原子数1から10の炭化水素
    基、または、アルキルシリル基、ハロゲン原子を意味す
    る。R3 、R2 、R1 は、水素原子、炭素原子数1から
    10の炭化水素基、アルキルシリル基を意味し、R2
    3 のうち一方は水素原子である。R4 は、水素原子ま
    たは、炭素原子数1から10の炭化水素基または、アル
    キルシリル基を意味する。]
  2. 【請求項2】 R1 及びR2 がt−ブチル基、R3 が水
    素原子、R4 がメチル基、X1 及びX2 がハロゲンであ
    る請求項1記載の化合物。
  3. 【請求項3】 R1 及びR3 がt−ブチル基、R2 が水
    素原子、R4 がメチル基、X1 及びX2 がハロゲンであ
    る請求項1記載の化合物。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の式(1)の化合物を有効
    成分とするオレフィン重合用触媒成分。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3509745A1 (de) * 1984-04-17 1985-10-24 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Abschaltthyristor und verfahren zur herstellung desselben

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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