JPH05208987A - 非対称な配位子を有するハフ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ハフニウム化合物及び触媒成分

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JPH05208987A
JPH05208987A JP4305596A JP30559692A JPH05208987A JP H05208987 A JPH05208987 A JP H05208987A JP 4305596 A JP4305596 A JP 4305596A JP 30559692 A JP30559692 A JP 30559692A JP H05208987 A JPH05208987 A JP H05208987A
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重信 三宅
Yoshikuni Okumura
吉邦 奥村
Shintaro Inasawa
伸太郎 稲沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体特異性オレフィン重合用触媒成分として
有用な新規なハフ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持つ
新規な有機ハフニウム化合物。 【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ハフ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
立体特異性や分子量が十分でない上に、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
生じない新規なハフ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
新規なハフ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ハフニウム化合物
【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、アリールシリル
基を意味し、R2 、R3 のうち一方は水素原子である。
4 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、アリールシリル基を
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)
で規定されたハフニウム化合物は非対称な置換基をもつ
架橋型配位子を有する新規ハフニウム化合物である。本
発明のハフ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 のうち
一方は、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、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、以下スキーム 1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。 スキーム 1 シクロペンタジエニル環に置換基を持つ
ハフニウム化合物
【化3】
【0007】ここで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.,110,97
6ー978(1988)、J.Am.Chem.So
c.,107,8103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
ウムでリチウム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。HfX4 (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)]+HfCl4 −−−→iPr(tBu−C53 )(C9 H55−tBu)HfCl2 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。さらに塩化メチ
レンを反応溶媒として実施することも出来る。当該反応
は、リチウム化合物とHfX4 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88℃の範囲が好ましい。生成したハ
フニウム化合物は再結晶により精製することが出来る。
【0008】上記ハフニウム化合物の例として、以下の
ようなメタロセン化合物を例示することができる。その
際メタロセン化合物の名称は、以下の定義に従って命名
した。 (定義:シクロペンタジエニル上の置換基の位置を示す
数字は、式(1)に於てR1 がインデン環上で3位、R
2 とR3 はシクロペンタジエン環上でR2 が4位、R3
が3位とする。) イソプロピリデン(4−メチル−シクロペンタジエニ
ル)(3−メチル−インデニル)ハフニウムジクロリ
ド、イソプロピリデン(4−tブチル−シクロペンタジ
エニル)(3−メチル−インデニル)ハフニウムジクロ
リド、イソプロピリデン(4−tブチル−シクロペンタ
ジエニル)(3−tブチル−インデニル)ハフニウムジ
クロリド、ジメチルシリレン(4−メチル−シクロペン
タジエニル)(3−メチル−インデニル)ハフニウムジ
クロリド、イソプロピリデン(4−メチル−シクロペン
タジエニル)(3−メチル−インデニル)ハフニウムジ
メチル、イソプロピリデン(4−tブチル−シクロペン
タジエニル)(3−メチル−インデニル)ハフニウムジ
メチル、イソプロピリデン(4−tブチル−シクロペン
タジエニル)(3−tブチル−インデニル)ハフニウム
ジメチルなどである。なお上記例示において、いずれも
(4−メチル−シクロペンタジエニル)が(3−メチル
−シクロペンタジエニル)で置換されたものであっても
良い。本発明に係わるハフニウム化合物は、アルミノキ
サン存在下あるいは、効果的にHf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。
【0009】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。 一般式(2)
【化4】
【化5】 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。
【0010】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。
【0011】本発明のハフニウム化合物は、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、
ハフ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、ハフ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、Hf濃度で10
-3から10-10 mol/lであり、Al/Hf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 G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。
【0012】
【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。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(4−tブチル−シクロペンタジエ
ニル)(3ーtブチルインデニル)ハフニウムジクロリ
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THF100mlを
投入し、これにジメチル(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)メタン3.5gを
溶解させ、NaH(ヘキサン洗浄したもの)1gを加え
24時間加熱還流させた後。過剰のNaHを濾別した。
一方別途用意しておいたフラスコに四塩化ハフニウム
(純度99.99%)3.4gを仕込んでおきTHF5
0ml加えて懸濁させた。これに先のジメチル(3−t
ブチルシクロペンタジエニル)(3−tBuインデニ
ル)メタンのナトリウム塩のTHF溶液を室温でカニュ
ウレで添加した。室温で2時間反応させた後THFを減
圧留去した後トルエン抽出によりトルエン不溶の塩化ナ
トリウムを除いた。溶液を濃縮して淡黄色の結晶を得
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 :(C2532HfCl2 ) 計算値(%) :C;51.60, H;5.54 実測値(%) :C;51.32, H;5.27 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。
【0013】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−トクレ−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.
36M)を170ml及びイソプロピリデン(4−tブ
チルシクロペンタジエニル)(3−tブチルインデニ
ル)ハフニウムジクロリド0.2mmol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6g得ら
れた。ポリマ−の分子量はMwで60000であった。
【0014】実施例 3 [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)ハフニウムジクロリド]
反応は、すべて窒素下で行なった。300mlのガラス
製反応容器に乾燥THF60ml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)(メチルイン
デニル)メタン2.68gを溶かした。これに0℃で
1.6mol/lのn−Bu・Liヘキサン溶液13m
lを加え室温で2時間攪拌した。一方別途用意しておい
たフラスコに四塩化ハフニウム(99.99%)をTH
F50mlに懸濁した。これに先のジメチル(3−tブ
チルシクロペンタジエニル)(3−メチルインデニル)
メタンのリチウム塩のTHF溶液を加えた。1時間室温
で反応後THFを留去した後トルエンにより抽出し塩化
リチウムを除き、このトルエン溶液を濃縮して淡黄色結
晶を得た。(収量0.5mg) この化合物の物性値を下に示す。なお 1H−NMRスペ
クトルは、CDCl3を溶媒に用いて測定した。またM
assスペクトルは、直接導入法で測定した。 元素分析値 :(C2226HfCl2 ) 計算値(%) :C;48.95, H;4.77 実測値(%) :C;48.70, H;4.51 NMRスペクトル :図4に示す。 Massスペクトル:図5に示す。
【0015】実施例 4 [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−トクレ−ブに精製トルエン300ml.東ソ
−・アクゾ製メチルアルミノキサン(アルミあたり2.
36M)を70ml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−メチルインデニル)ハ
フニウムジクロリド0.2mmol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8g得られた。ポ
リマ−の分子量はMwで80000であった。
【0016】
【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ハフニウム化合物が得られ
る。これらのハフ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】本発明のハフニウム化合物のIRスペクトルで
ある。
【図2】本発明のハフニウム化合物の 1H−NMRスペ
クトルである。
【図3】本発明のハフニウム化合物のMassスペクト
ルである。
【図4】本発明のハフニウム化合物の 1H−NMRスペ
クトルである。
【図5】本発明のハフニウム化合物の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
    を有するハフニウム化合物。 【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、アリールシリル
    基を意味し、R2 、R3 のうち一方は水素原子である。
    4 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、アリールシリル基を
    意味する。]
  2. 【請求項2】 R1 がメチル基又はtブチル基、R2
    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 がメチル基又はtブチル基、R3
    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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