JPH05194726A - 一酸化炭素とα−オレフィンとのポリマーの製造に適する触媒組成物 - Google Patents
一酸化炭素とα−オレフィンとのポリマーの製造に適する触媒組成物Info
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- JPH05194726A JPH05194726A JP4208096A JP20809692A JPH05194726A JP H05194726 A JPH05194726 A JP H05194726A JP 4208096 A JP4208096 A JP 4208096A JP 20809692 A JP20809692 A JP 20809692A JP H05194726 A JPH05194726 A JP H05194726A
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Abstract
造に適した触媒組成物、およびそれを使用するポリマー
の製法。 【構成】a)VIII族金属、 b)VIII族金属1グラム原子に対して5モルより多い量
の、pKaが2未満の酸、および c)一般式 R5 R6 P−R−PR7 R8 [式中、R5
〜R8 は同一でも異なっていてもよく、所望により極性
置換基を有する炭化水素基であって、該炭化水素基は、
高々一個の水素原子を有し、対応するリン原子にメチレ
ン架橋基を介して結合する炭素原子を含み;Rは、二つ
のリン原子を連結する架橋中に少なくとも二個の炭素原
子を含有する二価の有機架橋基である。]のリン含有二
座配位子をベースとする触媒組成物。一酸化炭素とエテ
ンおよび所望により一種以上のα−オレフィンとのポリ
マーを、これらモノマーを該触媒組成物と接触させるこ
とにより製造する。 【効果】 300kg/m3 以上のかさ密度を有するポ
リマーが製造できる。
Description
レフィンとのポリマーの製造に適する新規な触媒組成物
に関する。
以上の他のα−オレフィンとの線状交互ポリマー、すな
わち、一酸化炭素由来の単位およびオレフィン由来の単
位が実質的に交互に存在する線状ポリマーは、該ポリマ
ーが不溶またはほとんど不溶である希釈液の存在下でモ
ノマーを下記a)〜c): a)VIII族金属、 b)pKaが2未満の酸、および c)一般式 R1 R2 P−R−PR3 R4 [式中、R1
〜R4 は同一でも異なっていてもよく、所望により極性
置換基を有する一価の炭化水素基であり、Rは、二つの
リン原子と結合する架橋中に少なくとも二個の炭素原子
を含有する二価の有機架橋基である。]のリン二座配位
子をベースとする触媒組成物と接触させることにより製
造できる。
岐していないアルキル基(エチルまたはn−ブチル基な
ど)である化合物およびR1 〜R4 が分岐したアルキル
基(2−プロピルまたは2−ブチル基など)である化合
物が好ましい。R1 〜R4 がアリール基(フェニル基な
ど)である化合物も触媒組成物として非常に好適であ
る。触媒組成物に含めるべき酸の量に関しては、少量の
酸、例えばVIII族金属1グラム原子につき1モルであっ
ても、また、多量の酸、例えばVIII族金属1グラム原子
につき100モルであっても活性な触媒組成物を作るこ
とができる。
ポリマー粉末の最も重要な性質である。かさ密度は交互
ポリマーの製造、精製、貯蔵、輸送および加工において
重要な役割を果たす。ポリマー製造では、かさ密度が、
ある容積の反応器で製造できるポリマーの量を決定す
る。ろ過、洗浄および乾燥などのポリマー精製では、液
体の付着量がポリマーのかさ密度によって大体決まる。
輸送および貯蔵に関しては、一般にポリマーのかさ密度
が高いほどそのポリマーの流れ挙動は良好となり、その
ポリマーが占める空間は小さくなる。ポリマーの成形体
への加工に関しては、高いかさ密度を有するポリマー粉
末は、通常の装置でさらに加工するのに適するようにす
るために固める必要がない。
の組成を変えることにより、得られるポリマーのかさ密
度に影響を及ぼすことができることを知った。そこで前
述の種々のリン二座配位子を含み、異なった量の酸を含
む触媒組成物を使用して多少異なったかさ密度を示すポ
リマーを製造することができたが、それらのかさ密度は
一般に、300kg/m3 未満だった。
成物において、リン二座配位子の所望により極性置換基
を有する炭化水素基の各々が、高々一個の水素原子を有
し、対応するリン原子にメチレン架橋基によって結合す
る炭素原子を含み、また、酸をVIII族金属1グラム原子
につき5モルより多く含む触媒組成物を使用することに
より、同じ種類で、かさ密度が300kg/m3 より大
きいポリマーを製造することができることを見出した。
これらの触媒組成物は新規である。
で、pKaが2未満の酸、および c)一般式 R5 R6 P−R−PR7 R8 [式中、R5
〜R8 は同一でも異なっていてもよく、所望により極性
置換基を有する炭化水素基であって、該炭化水素基は、
高々一個の水素原子を有し、対応するリン原子にメチレ
ン架橋基によって結合する炭素原子を含み;Rは、二つ
のリン原子と結合する架橋中に少なくとも二個の炭素原
子を含有する二価の有機架橋基である。]のリン二座配
位子をベースとする触媒組成物に関する。
所望により一種以上の他のα−オレフィンとのポリマー
の製造を、該ポリマーが不溶かほとんど不溶である希釈
液の存在下でモノマーを本発明の触媒組成物と接触させ
ることにより行うことを特徴とするポリマーの製造方法
に関する。
のルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イ
リジウムおよび白金ならびに鉄族金属の鉄、コバルトお
よびニッケルを意味する。触媒組成物におけるVIII族金
属は、パラジウム、ニッケルおよびコバルトから選択す
るのが好ましい。特に好ましいVIII族金属は、パラジウ
ムである。VIII族金属の触媒組成物への混入は、塩の
形、典型的にはカルボン酸塩の形、特に酢酸塩の形で行
う。
有機酸の両方が好ましい。適する鉱酸の例としては、硫
酸および過塩素酸が挙げられる。適する有機酸の例とし
ては、p−トルエンスルホン酸およびトリフルオロメタ
ンスルホン酸などのスルホン酸ならびにトリフルオロ酢
酸などのハロカルボン酸が挙げられる。本発明の触媒組
成物に混入するのに好ましいpKaが2未満の酸は、ス
ルホン酸またはハロカルボン酸である。触媒組成物中の
酸の量は、VIII族金属1グラム原子に対して100モル
未満、特に10〜50モルが好ましい。
ン二座配位子において、R5 〜R8 は各々10個以下の
炭素原子を含むのが好ましい。また、R5 〜R8 が同一
の炭化水素であるリン二座配位子も好ましい。適するR
5 〜R8 の例としては、2−メチルプロピル、2−メチ
ルブチル、ベンジル、o−、m−およびp−メチルベン
ジル、o−およびp−クロロベンジルならびにo−メト
キシベンジル基が挙げられる。リン二座配位子中に在る
架橋基Rに関しては、架橋中に3個の原子を含む架橋基
が好ましい。適する架橋基Rの例としては、−CH2 −
CH2 −CH2 −、−CH2 −C(CH3 )2 −CH2
−および−CH2 −Si(CH3 )2 −CH2 −が挙げ
られる。非常に好適なリン二座配位子は、1,3−ビス
〔ビス(2−メチルプロピル)ホスフィノ〕プロパンお
よび1,3−ビス(ジベンジルホスフィノ)プロパンで
ある。触媒組成物におけるリン二座配位子の使用量は、
VIII族金属1グラム原子に対して0.5〜2モル、特に
0.75〜1.5モルが好ましい。
の他に、本発明の触媒組成物は有機酸化剤も含むのが好
ましい。適する有機酸化剤の例としては、1,2−キノ
ン、1,4−キノン、脂肪族亜硝酸エステル(亜硝酸ブ
チルなど)、芳香族ニトロ化合物(ニトロベンゼンおよ
び2,4−ジニトロトルエンなど)が挙げられる。1,
4−キノン、特に1,4−ベンゾキノンおよび1,4−
ナフトキノンが好ましい。有機酸化剤は、触媒組成物中
に、VIII族金属1グラム原子に対して5〜5000モ
ル、特に10〜1000モル存在するのが好ましい。
および一種以上の他のα−オレフィンとのポリマーの製
造に使用する場合、後者のα−オレフィンは、1分子に
つき10個未満の炭素原子を含むのが好ましい。本発明
の触媒組成物は、特に一酸化炭素とエテンとのコポリマ
ーおよび一酸化炭素とエテンおよびプロペンとの三元ポ
リマーの製造に重要である。
希釈液としては、極性液体を使用するのが好ましい。こ
れらの液体は、プロトン性でも非プロトン性でもよい。
適するプロトン性液体は、メタノールなどの低級アルコ
ールである。適する非プロトン性液体の例としては、ア
セトンおよびテトラヒドロフランが挙げられる。ポリマ
ーの製造は、バッチ法および連続法の両方で行うことが
できる。
は、広範囲で変えることができる。重合すべきオレフィ
ン性不飽和化合物1モルに対して、VIII族金属を10-7
〜10-3グラム原子、特に10-6〜10-4グラム原子含
む量の触媒組成物を使用するのが好ましい。
30〜130℃の温度および2〜150バール、特に5
〜100バールの圧力下で行うのが好ましい。オレフィ
ン性不飽和化合物と一酸化炭素とのモル比は、10:1
〜1:10、特に5:1〜1:5が好ましい。
る。
250ml容の攪拌機付オートクレーブ中に下記組成か
ら成る触媒溶液を入れた。
0.1ミリモル、p−トルエンスルホン酸 2ミリモ
ル、および1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロ
パン 0.12ミリモル 20バールのエテンおよび30バールの一酸化炭素を入
れた後、オートクレーブの中身を70℃に加熱した。1
時間後、反応混合物を室温に冷却し、圧力を緩めること
により、重合を終了した。ポリマーをろ別し、メタノー
ルで洗浄し、乾燥した。かさ密度が230kg/m3 の
コポリマーを14g得た。
じ方法で製造したが、触媒溶液は、p−トルエンスルホ
ン酸の代わりに0.3ミリモルのトリフルオロメタンス
ルホン酸を、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プ
ロパンの代わりに0.12ミリモルの1,3−ビス(ジ
エチルホスフィノ)プロパンを含むものを使用した。
を14g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ミリモルのトリフルオロ酢酸を、1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンの代わりに0.12ミリモル
の1,3−ビス(ジエチルホスフィノ)プロパンを含む
触媒溶液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに3時間とした。
を12g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ノ)プロパンの代わりに0.12ミリモルの1,3−ビ
ス(ジ−n−ブチルホスフィノ)プロパンを含む触媒溶
液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに5時間とした。
を14g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ミリモルのトリフルオロ酢酸を、1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンの代わりに0.12ミリモル
の1,3−ビス(ジ−2−プロピルホスフィノ)プロパ
ンを含む触媒溶液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに5時間とした。
を12.5g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ミリモルのトリフルオロ酢酸を、1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンの代わりに0.12ミリモル
の1,3−ビス(ジ−2−ブチルホスフィノ)プロパン
を含む触媒溶液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに3時間とした。
を10g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
0.3ミリモルのトリフルオロメタンスルホン酸を、
1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンの代わ
りに0.12ミリモルの1,3−ビス〔ビス(2−メチ
ルプロピル)ホスフィノ〕プロパンを含む触媒溶液を使
用した;および b)反応時間を1時間の代わりに2時間とした。
を13g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ミリモルのトリフルオロ酢酸を、1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンの代わりに0.12ミリモル
の1,3−ビス〔ビス(2−メチルプロピル)ホスフィ
ノ〕プロパンを含む触媒溶液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに5時間とした。
を12.5g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ミリモルのトリフルオロ酢酸を、1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンの代わりに0.12ミリモル
の1,3−ビス(ジベンジルホスフィノ)プロパンを含
む触媒溶液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに5時間とした。
を10g得た。
的に実施例1と同じ方法で製造した。
ノ)プロパンの代わりに0.12ミリモルの1,3−ビ
ス〔ビス(2−メチルプロピル)ホスフィノ〕プロパン
を含む触媒溶液を使用した;および b)反応時間を1時間の代わりに2時間とした。
を14g得た。
じ方法で製造したが、触媒溶液は、p−トルエンスルホ
ン酸の代わりに2ミリモルのトリフルオロメタンスルホ
ン酸を、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパ
ンの代わりに0.12ミリモルの1,3−ビス〔ビス
(2−メチルプロピル)ホスフィノ〕プロパンを含むも
のを使用した。
を14g得た。
本発明である。これらの実施例では、パラジウム1グラ
ム原子につき20モルの酸を含み、テトラヒドロカルビ
ルビスホスフィンが炭化水素基として2−メチルプロピ
ル基またはベンジル基を含む本発明の触媒組成物を使用
することにより、かさ密度が300kg/m3 より大き
い一酸化炭素/エテンコポリマーを製造した。実施例1
〜7は本発明の範囲外であり、比較のために本明細書に
含めた。これらの実施例による一酸化炭素/エテンコポ
リマーは、かさ密度が300kg/m3 より小さかっ
た。実施例1〜6では、テトラヒドロカルビルビスホス
フィンが炭化水素基としてフェニル、エチル、n−ブチ
ル、2−プロピルまたは2−ブチル基を含む触媒組成物
を使用した。実施例2では、パラジウム1グラム原子に
つきほんの3モルの酸を含む触媒組成物を使用した。実
施例7では、使用した触媒組成物が、テトラヒドロカル
ビルビスホスフィンの炭化水素基として2−メチルプロ
ピル基を含んだが、酸はパラジウム1グラム原子につき
ほんの3モルだった。
製造したポリマーは、一酸化炭素由来の単位とエテン由
来の単位が交互に存在する一次元鎖からなることを確認
した。
Claims (11)
- 【請求項1】 下記a)〜c): a)VIII族金属、 b)VIII族金属1グラム原子に対して5モルより多い量
の、pKaが2未満の酸、および c)一般式 R5 R6 P−R−PR7 R8 [式中、R5
〜R8 は同一でも異なっていてもよく、所望により極性
置換基を有する炭化水素基であって、該炭化水素基は、
高々一個の水素原子を有し、対応するリン原子にメチレ
ン架橋基を介して結合する炭素原子を含み;Rは、二つ
のリン原子を連結する架橋中に少なくとも二個の炭素原
子を含有する二価の有機架橋基である。]のリン含有二
座配位子をベースとする触媒組成物。 - 【請求項2】 VIII族金属として、酢酸塩などのカルボ
ン酸塩の形で配合されたパラジウムを含むことを特徴と
する請求項1に記載の触媒組成物。 - 【請求項3】 VIII族金属1グラム原子に対して10〜
50モルの酸を含むことを特徴とする請求項1または2
に記載の触媒組成物。 - 【請求項4】 酸としてスルホン酸またはハロカルボン
酸を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項
に記載の触媒組成物。 - 【請求項5】 リン含有二座配位子のR5 〜R8 が各々
10個以下の炭素原子を含むことを特徴とする請求項1
〜4のいずれか一項に記載の触媒組成物。 - 【請求項6】 リン含有二座配位子のR5 〜R8 が同一
の炭化水素基であり、架橋基Rが架橋中に3個の原子を
含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記
載の触媒組成物。 - 【請求項7】 リン含有二座配位子として、1,3−ビ
ス〔ビス(2−メチルプロピル)ホスフィノ〕プロパン
または1,3−ビス(ジベンジルホスフィノ)プロパン
を含むことを特徴とする請求項6に記載の触媒組成物。 - 【請求項8】 リン含有二座配位子をVIII族金属1グラ
ム原子に対して0.75〜1.5モルの量で含むことを
特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の触媒組
成物。 - 【請求項9】 一酸化炭素とエテンおよび所望により一
種以上の他のα−オレフィンとのポリマーを、該ポリマ
ーが不溶かほとんど不溶である液状希釈剤の存在下で請
求項1〜8のいずれか一項に記載の触媒組成物とモノマ
ーを接触させることによって製造することを特徴とする
ポリマーの製造方法。 - 【請求項10】 一酸化炭素とエテンとのコポリマーま
たは一酸化炭素とエテンおよび炭素数10未満のα−オ
レフィン(プロペンなど)とのターポリマーの製造に用
いることを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 温度を30〜130℃、圧力を5〜1
00バール、オレフィン性不飽和化合物と一酸化炭素と
のモル比を5:1〜1:5とし、重合すべきオレフィン
性不飽和化合物1モルにつき10-6〜10-4グラム原子
のVIII族金属を含む量の触媒組成物を使用し、希釈剤と
してメタノールなどのプロトン性の液体またはアセトン
もしくはテトラヒドロフランなどの非プロトン性の液体
を使用して行うことを特徴とする請求項9または10に
記載の方法。
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