JPH06122718A - アイソタクチツクポリオレフイン製造の方法及び触媒 - Google Patents
アイソタクチツクポリオレフイン製造の方法及び触媒Info
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Abstract
用なメタロセン触媒成分、この成分を用いた触媒系及び
触媒成分を用いたオレフィンの重合法の提供。 【構成】 アイソタクチックポリオレフィンの製造に使
用するための R″(CpRn)(CpR′m)MeQk [式中、Cpは置換シクロペンタジエニル環;Rnは、
同一又は異なりC1−20のヒドロカルビル基;R′m
は、C1−20のヒドロカルビル基;CpRn又はCp
R′mのいずれかが左右対称又は疑似左右対称であり、
他のCpRn又はCpR′mが末端位置のただひとつに嵩
高い基を含み;R″は、触媒成分に立体的剛性を与える
Cp環間の架橋構造;Meは、IIIB,IVB,VB又はV
IB族金属;Qは、C1−20のヒドロカルビル基、又
はハロゲン;kは、p−2、ここでpは、Meの原子価
であり、0≦n≦4;1≦m≦4であり、嵩高い基は、
式AR*vで表され、ここでAはIVA族、酸素及び窒素
から選び、R*は、H又はC1−20のヒドロカルビル
基であり、R*は同一又は異なることができ、vはAの
原子価である]の触媒成分。
Description
ィンの製造に有用なメタロセン触媒成分に関する。触媒
成分は、シクロペンタジエニル環のひとつが他の環と異
なる置換をされた架橋メタロセンを含む。本発明はさら
に、開示した触媒成分のひとつ又はそれ以上の使用を含
むアイソタクチックポリオレフィンの製造法、ならびに
触媒成分の製造法も含む。
子を含むオレフィンを重合させ、アイソタクチック立体
配置を持つポリマーを製造するための触媒及び方法を提
供する。本触媒及び方法は、プロピレンを重合させ、ア
イソタクチックポリプロピレンを形成するのに特に有用
である。典型的にアイソタクチック構造は、メチル基
が、連続するモノマー単位の第3炭素原子に、ポリマー
の主鎖を通って仮定した面の同じ側で結合している、例
えばメチルがすべて面より上又は下にあると説明され
る。フィッシャーの投影図を用いると、アイソタクチッ
クポリプロピレンの立体化学的配列は、以下のように表
される:
トル分析を用いる方法である。アイソタクチックな5個
の1組を表すBoveyのNMR命名法は、...mm
mm...であり、各“m”は“メソ”の2個から成る
1組、又は面の同じ側の連続したメチル基を示す。文献
により周知の通り、鎖の構造に変動又は反転があるとポ
リマーのアイソタクチック性及び結晶性が低下する。
オタクチックポリマーは、鎖中の連続するモノマー単位
の第3炭素原子に結合するメチル基がポリマーの面の交
互の側にあるポリマーである。フィッシャーの投影図を
用いると、シンジオタクチックポリマーの構造は、以下
のように示される:
は、...rrrr...と表され、各“r”は、“ラ
セミ”の2個の1組、すなわち面の交互の側の連続する
メチル基を示す。鎖中のrの2個の組のパーセントによ
りポリマーのシンジオタクチック性の程度が決まる。シ
ンジオタクチックポリマーは、アイソタクチックポリマ
ーと同様に結晶であり、キシレン中に不溶性である。こ
の結晶性は、キシレンに溶解性のアタクチックポリマー
と、シンジオタクチック及びアイソタクチックポリマー
の両方を区別している。アタクチックポリマーは、ポリ
マー鎖中で規則的な順序又は繰り返し単位配列を示さ
ず、基本的にワックス状の生成物を形成する。
ことが可能であるが、触媒が非常に少量のアタクチック
ポリマーと共にアイソタクチック又はシンジオタクチッ
クポリマーのどちらかを主に製造するのが望ましい。ア
イソタクチックポリオレフィンを製造する触媒は、19
89年2月28日出願の同時係属U.S.特許出願31
7,089及びU.S.特許4,794,096ならびに
4,975,403に開示されている。この出願及びこれ
らの特許は、アイソタクチックポリマーの形成のための
オレフィンの重合に使用する立体的剛性キラールメタロ
セン触媒成分を開示しており、これは特にアイソタクチ
ック性の高いポリプロピレンの製造に有用である。シン
ジオタクチックポリオレフィンを製造する触媒は、U.
S.特許4,892,851に開示されている。この特許
は、シンジオタクチックポリマーの形成のためのオレフ
ィンの重合に使用する、立体的に異なるシクロペンタジ
エニルリガンドを持つ立体剛性メタロセン触媒を開示し
ており、これは、シンジオタクチック性の高いポリプロ
ピレンの製造に特に有用である。ヘミ−アイソタクチッ
クポリオレフィンを製造する触媒は、U.S.特許5,
036,034に開示されている。この特許は、ヘミ−
アイソタクチックポリマーの形成のためのオレフィンの
重合に使用する、左右対称性のない立体剛性メタロセン
触媒成分を開示しており、これはヘミ−アイソタクチッ
クポリプロピレンの製造に特に有用である。
セン触媒成分は、シクロペンタジエニルリガンドが左右
対称性でなかった。シンジオタクチック特異的メタロセ
ン触媒成分は、シクロペンタジエニルリガンドが左右対
称性又は疑似左右対称性を有する。ヘミ−アイソタクチ
ック特異的触媒成分は、1個のシクロペンタジエニルリ
ガンドのみが左右対称性又は疑似左右対称性を有する。
しかし本発明は、アイソタクチックポリオレフィン、特
にアイソタクチックポリプロピレンの重合のための触媒
の形成に有用な、種類の異なるメタロセン触媒成分を提
供する。本発明のアイソタクチック特異的メタロセン触
媒成分は、1個のシクロペンタジエニルリガンドが左右
対称性又は疑似左右対称性を有し、他方のシクロペンタ
ジエニルリガンドが嵩高い置換基を有する。
媒、触媒製造法、及び触媒を用いたアイソタクチックポ
リオレフィン、特にアイソタクチックポリプロピレンの
製造のための重合法を提供する。本発明が提供する新規
触媒成分は、次式
ペンタジエニル環であり;各Rn及びR’mは、炭素数が
1−20のヒドロカルビル基であり;R”は、Cp環に
立体的剛性を与える2個のCp環間の架橋構造であり;
Meは、遷移金属であり;各Qは、炭素数が1−20の
ヒドロカルビル基、又はハロゲンである]で表される立
体剛性メタロセンである。さらにR’mは、(Cp
R’m)が(CpR’n)と立体的に異なる置換シクロペ
ンタジエニル環となるように選ぶ。シクロペンタジエニ
ル環の唯一の末端部位に嵩高い基を置換した立体的に異
なるシクロペンタジエニル環を持つメタロセン触媒成分
を使用すると、アイソタクチックポリマーが形成される
ことを見いだした。
ン、特にアイソタクチックポリプロピレンの製造法にお
いて、少なくとも1種類の上式で表される触媒成分を用
い、オレフィンモノマーを含む重合反応領域に触媒を導
入する段階を含むことを特徴とする方法を提供する。さ
らにメタロセンと反応してカチオン性メタロセンを形成
することができるアルモキサン及び/又はイオン性化合
物などの助触媒を反応領域に導入することができる。さ
らに反応領域に導入する前に、及び/又は反応器中の反
応条件の安定化の前に触媒成分を予備重合させることも
できる。
おいて、シクロペンタジエニル又は置換シクロペンタジ
エニルをアルキルシリルクロリドと接触させ、その後当
量の第2の異なるシクロペンタジエニル又は置換シクロ
ペンタジエニルと接触させ、シリコン架橋二置換シクロ
ペンタジエニルを形成する段階を含むことを特徴とする
方法も含む。
の製造法において、シクロペンタジエニル環に嵩高い基
を有する置換シクロペンタジエンアニオンと、シクロペ
ンタジエニルリガンドのひとつに左右対称性又は疑似左
右対称性を有する置換シクロペンタジエンアニオンを、
架橋ジシクロペンタジエン又は置換ジシクロペンタジエ
ンの製造に十分な反応条件下で接触させる段階を含むこ
とを特徴とする方法を含む。方法は、さらに架橋ジシク
ロペンタジエンを、上記の式MeQkの金属化合物と、
架橋ジシクロペンタジエンを錯体化して架橋メタロセン
を製造するのに十分な反応条件下で接触させる段階を含
み、ここでMeは、元素の周期表のIIIB、IVB、
VB又はVIB族金属であり、各Qは、炭素数が1−2
0のヒドロカルビル基又はハロゲンであり、kは、Me
の原子価マイナス2である。
ン、特にアイソタクチックポリプロピレン製造のための
触媒及び方法を提供する。本発明の触媒成分は、一般に
シンジオタクチックポリオレフィンを製造する種類、す
なわちU.S.特許4,892,851に記載の通り左
右対称性又は疑似左右対称性を有するメタロセンであ
る。しかし本発明の触媒成分は、予想に反してアイソタ
クチックポリオレフィンを製造する。ひとつの可能な機
構は、可能なモノマーの配位部位のひとつがシクロペン
タジエニルリガンドのひとつの唯一の末端位置にある嵩
高い基により遮蔽されるという機構であるが、特許請求
の範囲をこれに制限するものではない。“嵩高い”とい
うのは、空間置換量に関連しており、本発明では、好ま
しくはメチル(CH3)基より大の空間置換量を持つ、
より好ましくはt−ブチル基(CH3CH3CH3C)と
等しいかそれ以上の空間置換量を持つことを意味する。
ロピレン又は他のアルファ−オレフィンを重合させる
と、ポリマー生成物は、典型的に非晶質アタクチック及
び結晶性キシレン不溶性留分の混合物を含む。結晶性留
分は、アイソタクチック又はシンジオタクチックポリマ
ーのいずれか、あるいは両方の混合物を含み得る。アイ
ソタクチック特異性の高いメタロセン触媒成分が、同時
係属U.S.特許出願317,089及びU.S.特許
4,794,096ならびに4,975,403に開示され
ている。シンジオンタクチック特異性の高いメタロセン
触媒成分は、U.S.特許4,892,851に開示され
ている。その特許に開示されている触媒成分と対照的
に、本発明の触媒成分はアイソタクチック特異的であ
り、アイソタクチック指数が高く、他のアイソタクチッ
ク特異的触媒成分により製造したポリマーと比較して分
子量の高いポリマーを製造する。
(CpRn)(CpR’m)MeQkにより表すことがで
き、式中、各Cpはシクロペンタジエニル又は置換シク
ロペンタジエニル環であり;Rn及びR’mは、水素又は
炭素数が1−20のヒドロカルビル基であり、各R
nは、同一又は異なることができ、各R’mも同一又は異
なることができ、Rn又はR’mの1個は、唯一の末端位
置にある式A(R*)vの嵩高い基であり、ここでA
は、IVA族、酸素及び窒素から選び、炭素又はケイ素
が好ましく、炭素が最も好ましく、R*は同一又は異な
ることができ、メチル基又はフェニル基が好ましく、メ
チル基が最も好ましく、ここで末端とは、R”に結合し
ている炭素原子(1位)に対してシクロペンタジエニル
環の3又は4位を言い;vは、Aの原子価であり;R”
は、触媒成分内のCp環に立体的剛性を与える2個のC
p環間の架橋構造であり、炭素数が1−4のアルキル基
又はシリコン、ゲルマニウム、リン、窒素、ホウ素又は
アルミニウムを含むヒドロカルビル基から成る群より選
ぶのが好ましく;Meは、元素の周期表のIVB、VB
又はVIB族金属であり;各Qは、炭素数が1−20の
ヒドロカルビル基、又はハロゲンであり;kはp−2で
あり、ここでpはMeの原子価であり;0≦n≦4;及
び1≦m≦4である。
は:
びkは、上記と同義である。
持しないこともできる。担体は、化学的に不活性でメタ
ロセン及び他の触媒成分と反応しないいずれの固体であ
ることもできる。担体材料の例は、タルクなどの多孔性
材料;IIA、IIIA、IVA又はIVB族金属酸化
物などの無機酸化物、特にシリカ、アルミナ、マグネシ
ア、チタニア、ジルコニア、及びこれらの混合物;なら
びに樹脂材料、例えばポリオレフィン、特に微粉ポリエ
チレンである。
Cp環に立体的差ができるように、実質的に異なるやり
方で置換されていなければならず、従ってR’mは、
(CpR’m)が(CpRn)と実質的に異なる置換環と
なるように選ぶ。シンジオタクチックポリマーの製造に
は、シクロペンタジエニル環上に直接置換された基の性
質が重要であるように見える。本文で使用する“立体的
差”又は“立体的に異なる”という言葉は、ポリマー鎖
に付加される各連続モノマー単位のアプローチを制御す
るCp環の立体的性質の差を意味するものである。金属
原子はキラールであり、Cahn−Ingold−Pr
elog則の拡張により回転R又はSで標識することが
できる。Cp環の立体的差が作用して、重合の間に近付
くモノマーが無作為に近付くのを防ぎ、配位部位が交替
(R及びS)するようにアプローチを制御し、シンジオ
タクチック配置を与えると思われる。この種のメタロセ
ンを用いてシンジオタクチックポリマーの代わりにアイ
ソタクチックポリマーを製造するためには、シクロペン
タジエニル環のひとつが末端位置に嵩高い基を持たねば
ならない。
左右対称性又は疑似左右対称性を持ち、他が嵩高い置換
基を持つ。左右対称性は、片側に置換基がないか、ある
いは1個又はそれ以上の置換基があり、他の側に置換基
がないか、あるいは相対的に同位置に1個又はそれ以上
の置換基があり、片側から他の側に鏡像が形成される状
態と定義される。そのような化合物のひとつの例は、イ
ソプロピル(3−t−ブチルシクロペンタジエニル−1
−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドであり、iP
r[3−tBuCp(Flu)]ZrCl2と省略され
る。この化合物のリガンドの図を下記に示す:
れ、その右側がその左側の鏡像となっている。
関しては片側から他の側への鏡像が存在するが、置換基
自身が同一でない対称性として定義される。これは、下
記で示される:
置にある、すなわちシクロペンタジエニル環上の置換基
の位置に関して鏡像を形成するが、置換基が同一でない
状態として示される。
範囲を制限するつもりはないが、重合反応において、嵩
高い基により触媒及び近付くモノマー単位の両方がポリ
マー鎖への各モノマーの付加に関して異性化するのが妨
げられると思われる。異なって置換され、そのひとつが
末端位置に嵩高い基を持つCp環の立体遮蔽により制御
された、このモノマーの二元異性化の欠如は、アイソタ
クチックポリマーの配置特性を連続させ、U.S.特許
4,892,851に開示されたメタロセン触媒成分と対
照的である。
タン、ジルコニウム又はハフニウムであり;Qはハロゲ
ンが好ましく、塩素が最も好ましく;kは、2であるこ
とが好ましい。ヒドロカルビル基の例には、メチル、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、
アミル、イソアミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、
ノニル、デシル、セチル、フェニルなどが含まれる。本
触媒で有用な他のヒドロカルビル基には、他のアルキ
ル、アリール、アルケニル、アルキルアリール又はアリ
ールアルキル基が含まれる。さらにRn及びR’mは、C
p環の1個の炭素原子に結合したヒドロカルビル基と同
様に環の2個の炭素原子に結合した基も含むことができ
る。R’mは、(CpR’m)がフルオレニル、アルキル
置換インデニル又はテトラ−、トリ−又はジアルキル置
換シクロペンタジエニル基を形成するように選ぶのが好
ましく、フルオレニル基を形成することが最も好まし
い。(CpRn)は、−C(CH3)3、−C(CH3)2
Ph、−CPh3又は−Si(CH3)3から選んだ基で
置換したシクロペンタジエニル基であることが好まし
く、−C(CH3)3で置換されたシクロペンタジエニル
基が最も好ましい。図1は、好ましい触媒成分であるイ
ソプロピル(フルオレニル)(3−t−ブチルシクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリドの構造の図解を
示す。R”は、炭素数が1−20のアルキレン基、炭素
数が3−12の環状ヒドロカルビル基、アリール基、ジ
アリールメチル基、ジアリールシリル基、シリコンヒド
ロカルビル基、ゲルマニウムヒドロカルビル基、リンヒ
ドロカルビル基、窒素ヒドロカルビル基、ホウ素ヒドロ
カルビル基及びアルミニウムヒドロカルビル基から成る
群より選ぶのが好ましく、メチル、エチル、イソプロピ
ル、シクロプロピル、ジメチルシリル、メチレン、エチ
レン又はジフェニルメチルあるいはジフェニルシリル基
がより好ましい。
によっても製造することができる。触媒成分の製造の2
つの方法を下記に開示するが、第2の方法がより安定で
活性な触媒を製造するので、好ましい。不純な触媒は通
常、低分子量の非晶質ポリマーを製造するので、触媒錯
体は、“清浄”であることが重要である。一般に触媒錯
体の製造は、Cp又は置換Cpリガンドを形成、単離
し、それをその後ハロゲン化金属と反応させて錯体を形
成する段階を含む。
ロペンタジエニル環に嵩高い基を持つ置換シクロペンタ
ジエンを、1個のシクロペンタジエニル環に左右対称性
又は疑似左右対称性を持つ置換シクロペンタジエンと、
架橋置換ジシクロペンタジエンの製造に十分な反応条件
下で接触させる段階を含む。方法にはさらに架橋置換ジ
シクロペンタジエンを、上記で定義した式MeQkの金
属化合物と、架橋ジシクロペンタジエンを錯体化して架
橋メタロセンを製造するのに十分な反応条件下で接触さ
せる段階が含まれ、式中Meは、元素の周期表のIII
B、IVB、VB又はVIB族金属であり、各Qは、炭
素数が1−20のヒドロカルビル基又はハロゲンであ
り、0≦k≦4である。架橋置換ジシクロペンタジエン
を金属化合物と接触させる段階は、塩素化溶媒中で行う
ことができる。
は、シクロペンタジエニル環に嵩高い基を持つ置換シク
ロペンタジエンを、式R^2SiX2のアルキルシリルク
ロリドと接触させる段階を含み、ここでR^は、炭素数
が1−20のヒドロカルビル基であり、Xはハロゲンで
ある。1個のシクロペンタジエニル環に対称性又は疑似
対称性を持つ、第2の異なる置換シクロペンタジエンを
当量加えて、シリコン架橋二置換シクロペンタジエンを
製造する。その後の段階は、金属に配位した架橋二置換
シクロペンタジエンを製造する上記の段階と類似であ
る。
クチックポリプロピレンの製造に関して開示された多く
の方法を含む、文献にて周知の多くの重合法において有
用である。これらの種類方法で本発明の触媒成分を用い
ると、その方法によりシンジオタクチックポリマーでは
なく、アイソタクチックポリマーが製造される。本発明
の実行において有用な重合法の別の例には、1987年
2月2日出願のU.S.出願番号009,712、及び
現在U.S.特許4,767,735、ならびに1989
年2月28日出願のU.S.出願番号282,984、
及び現在U.S.特許4,975,403に開示されてい
る方法が含まれ、その開示をここに参照として挿入す
る。これらの好ましい重合法には、反応領域に導入する
前に重合温度より低温で触媒成分を助触媒及びオレフィ
ンモノマーと接触させることにより、触媒成分を予備重
合させる段階が含まれる。
タロセン触媒成分に関する先行技術の開示と同様に、本
発明の触媒成分は、アルミニウム助触媒、好ましくはア
ルモキサン、アルキルアルミニウム又は他のルイス酸あ
るいはそれらの混合物と組み合わせて活性触媒を形成す
るのに特に有用である。さらに、1987年6月24日
公開され、Howard Turnerを発明者として
Exxon Chemical Patents,In
c.に譲渡された欧州特許公開226,463に記載に
従って、本文に記載のメタロセン触媒成分とアルミニウ
ム助触媒の間の複合体を単離することができる。そこに
開示されている通りメタロセンは、適した溶媒中で過剰
のアルモキサンと反応する。メタロセンとアルモキサン
の複合体を単離し、本発明の触媒として使用することが
できる。
に、又はTurnerにより記載の複合体の形成に有用
なアルモキサンは、環状の形態の一般式(R−Al−O
−)n、及び直鎖の形態のR(R−Al−O)−n−AL
R2により表すことができ、ここでRは、炭素数が1−
5のアルキル基であり、nは、1から約20の整数であ
る。Rがメチルであることが最も好ましい。アルモキサ
ンは、文献により周知の多様な方法で製造することがで
きる。それはベンゼンなどの適した溶媒中で水を、トリ
メチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウムの
溶液と接触させることにより製造するのが好ましい。別
の好ましい方法には、U.S.特許4,404,344に
記載の水和硫酸銅の存在下におけるアルモキサンの製造
が含まれ、その開示をここに参照として挿入する。この
方法は、トルエン中のトリメチルアルミニウムの希薄溶
液を硫酸銅で処理する段階を含む。本発明で有用な他の
アルミニウム助触媒の製造は、同業者に周知の方法によ
り行うことができる。
タロセン、ルイス酸イオン性イオン化剤及び任意にアル
ミニウムアルキルの触媒系である。カチオン性メタロセ
ン触媒系の製造法は、U.S.特許出願419,057
及び419,222に開示されており、それをここに参
照として挿入する。イオン対であるイオン化剤は、メタ
ロセンをイオン化してカチオンとする。メタロセンカチ
オンは、イオン化剤のアニオン成分とイオン対を形成す
る。メタロセン化合物の、イオン化により除去された部
分がアニオンとなり、イオン化剤のカチオン成分と会合
する。メタロセンの部分であるアニオン及びイオン化剤
のカチオンから形成されたイオン対は、化学的に不活性
でメタロセンカチオン及びメタロセンカチオン−イオン
化剤アニオンのイオン対と反応せず、後者はオレフィン
重合の活性な触媒となる。
ムアルキルは、そのようなイオン性触媒系で収率を向上
させるのに有用である。アルミニウムアルキルが作用し
てイオン化過程を促進し、触媒毒を掃去すると思われ
る。
点や利益をより詳細に説明するものである。I及びII
で示す2種類の異なる製造法を記載する。両方法におけ
る合成法は、Vacuum Atmosphereのグ
ローブボックス又はSchlenk法を用いて不活性気
体雰囲気下で行った。一般に合成法は、(1)ハロゲン
化又はアルキル化金属化合物を製造し、(2)リガンド
を製造し、(3)錯体を合成し、(4)錯体を精製する
段階を含む。架橋置換ジシクロペンタジエニルリガンド
の合成は、架橋ジシクロペンタジエン又は置換ジシクロ
ペンタジエンの製造に十分な反応条件下でフルベン又は
置換フルベンをシクロペンタジエニル又は置換シクロペ
ンタジエニルと接触させることにより行った。文献によ
り周知の通り、フルベンはCp=Cであり、炭素原子が
二重結合によりシクロペンタジエニル環に結合してい
る。本文で使用する置換フルベンは、(CpRa)=C
R’bを意味するもので、フルベンがCp環上で又は末
端炭素原子で置換されているか、あるいはRa及びR’b
の両方がヒドロカルビル基であり、各Ra及びR’bは、
同一又は異なり、0≦a≦4、及び0≦b≦2である。
合成の他の3段階は、下記に示す方法又は文献により周
知の他の方法で行うことができる。これらの方法により
製造される触媒成分の一般式は、イソ−プロピル(フル
オレニル)(3−t−ブチルシクロペンタジエニル)M
eCl2であり、Meは実施例に拠りジルコニウム又は
ハフニウムのどちらかである。図1は、ジルコニウム触
媒成分の構造を示す。ハフニウム触媒成分は、基本的に
同一構造で、Zr原子の位置にHfが位置する。
22℃にて60mLのペンタン中の5.0gのフルオレ
ンに加えることにより、(CH3)3Si[3−t−Bu
Cp(Flu)]ZrCl2を製造した。4時間後、カ
ニューレを用いて溶媒を除去し、黄色の固体に新しい6
0mLのペンタンを加えた。−78℃でフルオレニルリ
チウム スラリにジメチルジクロロシラン(6Ml,5
0ミリモル)をシリンジで注入した。室温に温めた後、
未反応ジメチルジクロロシラン及びペンタンを真空中で
除去した。LiClを除去せずに残留油をペンタン中に
溶解し、3.6g(30ミリモル)のt−ブチルシクロ
ペンタジエニルリチウムをTHF中の1.0モル溶液と
して加えた。2時間撹拌した後、反応混合物を濾過し、
ヘキサン中の60ミリモルのブチルリチウムを濾液にゆ
っくり加えた。数時間撹拌を続けた。減圧下で溶媒を蒸
発させて残留固体をヘキサンで洗浄することにより、
(CH3)2Si(3−t−BuCp)(Flu)の二リ
チオ塩を単離した。二リチオ塩をヘキサン中に再度スラ
リ化し、6.5gのZrCl4を加え、12時間撹拌を
続けた。密閉フィルター上に11.8gの粗メタロセン
及びLiClを集めた。粗生成物をジクロロメタンで抽
出した。抽出物を濃縮し、冷却することにより、(CH
3)2Si[3−t−BuCp(Flu)ZrCl2を黄
色の結晶性固体として得た。1H−NMR(CD2C
l2)ppm:8.09(t,2H),7.59(m,
4H),7.29(t,2H),6.37(ブロードな
一重項,1H),5.83(ブロードな一重項,1
H),5.63(ブロードな一重項,1H),1.1
4,1.12,1.10(3本の一重項,15H)。
用いる。下記の方法は、遷移金属としてジルコニウムを
用いるが、ハフニウム、チタン又は他の遷移金属の場合
にもこの方法を適応できる。置換ジシクロペンタジエニ
ルリガンドは、以下の要領で合成した:13.7gのフ
ルオレンを180mLのTHFに溶解し、2.5Mのブ
チルリチウム35mLを0℃にてゆっくり加えた。1時
間撹拌した後、40mLのTHF中の14gの3−t−
ブチル−6,6−ジメチルフルベンを1時間かけて加え
た。溶液を約12時間撹拌した。50mlの水と赤いT
HF溶液を混合し、10分撹拌した。有機層を分離し、
MgSO4上で乾燥した。エーテルを蒸発させると、i
Pr(3−t−BuCp)(Flu)及びフルオレンの
混合物である黄色の固体残留物が残った。フルオレンを
昇華させた。ヘキサン中の16.4ミリモルのn−ブチ
ルリチウムを、60mlのエーテルに溶解した8.2ミ
リモルのリガンドに加えることによりリガンドの二リチ
オ塩を製造し、約12時間撹拌した。真空中で溶媒を除
去し、赤い二リチオ塩をペンタンで洗浄した。固体ジア
ニオンを、冷ジクロロメタン(−78℃)に再溶解し
た。ジクロロメタン(−78℃にて125ml)中にス
ラリ化した当量のZrCl4をカニューレにより加え
た。約12時間撹拌しながら、反応混合物を徐々に室温
に温めた。LiClが白色固体として沈澱し、それを濾
別した。濾液を濃縮し、0−20℃に冷却した。14時
間後、1.2gのiPr(3−t−BuCp)(Fl
u)ZrCl4を集め、トルエン、及びその後ペンタン
で洗浄し、真空中で乾燥した。1H−NMR(CD2Cl
2)ppm:8.12(d,2H);7.86(d,1
H);7.81(d,1H);7.53(m,2H);
7.24(m,2H);6.14(t,1H);5.7
8(t,1H);5.62(t,1H);2.37
(s,6H);1.15(s,9H)。
の特別な具体化として、及びその実行ならびに利点を示
すために以下の実施例を示す。実施例は、例示のためで
あり、明細書及びそれに続く特許請求の範囲をいかよう
にも制限するものではないことを理解するべきである。
Cl2を、5mLの、トルエン溶液中の10重量%のM
AO中に溶解した。触媒溶液をステンレススチールの試
料シリンダーに移し、30℃に温度調節した500mL
のトルエンを含むオートクレーブ反応器に、100ps
iのプロピレンと共に装填した。反応器の内容物を、1
00psiのプロピレン圧力下で、30℃にて1時間撹
拌した。この時間の最後に、未反応モノマーを反応器か
ら急速に排気することにより重合を停止し、反応器を空
気中に解放した。数百ミリリットルのメタノール/4N
HCl溶液をトルエンスラリに加えた。沈澱ポリマーを
フィルターロート上に集め、真空炉中で乾燥してから分
析した。ポリマーの分析を表Iに示す。
rCl2を、5mLの、トルエン中の5重量%のMAO
中に溶解し、ステンレススチールの試料シリンダーに移
し、1000mLのプロピレンを含むオートクレーブ反
応器に400mLのプロピレンと共に、室温で撹拌しな
がら装填した。触媒は、反応器の内容物を5分以内で6
0℃に加熱することによりその場で予備重合した。60
℃にて1時間撹拌した後、未反応モノマーを急速に排気
することにより、重合を停止し、反応器を空気中に解放
した。反応器の内容を真空炉中で乾燥してから分析し
た。ポリマー分析を表Iに示す。
ZrCl2を用いる以外は、実施例1と同方法に従っ
た。ポリマー分析を表Iに示す。
ZrCl2を用い、重合時間が30分である以外は、実
施例2と同方法に従った。ポリマー分析を表Iに示す。
135℃にて測定。
u)]ZrCl2−イソプロピル[(3−t−ブチルシ
クロペンタジエニル)(フルオレニル)]ジルコニウム
ジクロリド***Me2Si[3−tBuCp(Fl
u)]ZrCl2−ジメチルシリル[(3−t−ブチル
シクロペンタジエニル)(フルオレニル)]ジルコニウ
ムジクロリド上記の方法を見ると、明らかに本発明の多
くの修正及び変更が可能である。従って添付特許請求の
範囲内で、本文に特別に記載した以外の方法で本発明を
実行することができると理解するべきである。
りである。
造に使用するためのメタロセン触媒成分において、該成
分が次式
各Rnは、同一又は異なり炭素数が1−20のヒドロカ
ルビル基であり;各R’mは、同一又は異なり炭素数が
1−20のヒドロカルビル基であり;CpRn又はCp
R’mのいずれかが左右対称又は疑似左右対称であり、
他のCpRn又はCpR’mが末端位置のただひとつに嵩
高い基を含み;R”は、触媒成分に立体的剛性を与える
Cp環間の架橋構造であり;Meは、元素の周期表のI
IIB、IVB、VB又はVIB族金属であり;各Q
は、炭素数が1−20のヒドロカルビル基、又はハロゲ
ンであり;kは、p−2であり、ここでpは、Meの原
子価であり、0≦n≦4;1≦m≦4であり、嵩高い基
は、式AR*vで表され、ここでAはIVA族、酸素及
び窒素から選び、R*は、水素又は炭素数が1−20の
ヒドロカルビル基であり、R*は同一又は異なることが
でき、vはAの原子価である]で表されることを特徴と
する触媒成分。
pRnが嵩高い基を含み、その場合R*がメチル基又は
フェニル基であることを特徴とする触媒成分。
*がメチル基であることを特徴とする触媒成分。
が炭素又はケイ素であることを特徴とする触媒成分。
が炭素であることを特徴とする触媒成分。
(R*)を−C(CH3)3、−C(CH3)2Ph、−C
PH3又は−Si(CH3)3から選ぶことを特徴とする
触媒成分。
(R*)が−C(CH3)3であることを特徴とする触媒
成分。
R”を炭素数が1−20のアルキレン基、炭素数が3−
12の環状ヒドロカルビル基、アリール基、ジアリール
メチル基、ジアリールシリル基、シリコンヒドロカルビ
ル基、ゲルマニウムヒドロカルビル基、リンヒドロカル
ビル基、窒素ヒドロカルビル基、ホウ素ヒドロカルビル
基及びアルミニウムヒドロカルビル基から成る群より選
ぶことを特徴とする触媒成分。
R”がメチル、エチル、イソプロピル、シクロプロピ
ル、ジメチルシリル、メチレン、エチレン、ジフェニル
メチル又はジフェニルシリル基であることを特徴とする
触媒成分。
R’mを、(CpR’m)がフルオレニル、アルキル置換
インデニル又はテトラ−、トリ−あるいはジアルキル置
換シクロペンタジエニル基を形成するように選ぶことを
特徴とする触媒成分。
R”(CpRn)(CpR’m)がイソプロピル(3−t
−ブチルシクロペンタジエニル−1−フルオレニル)基
を形成することを特徴とする触媒成分。
Meがチタン、ジルコニウム又はハフニウムであること
を特徴とする触媒成分。
製造に使用するための触媒において、 a)第1項に記載の触媒成分、及び b)アルモキサン、アルキルアルミニウム、他のルイス
酸及びこれらの混合物から成る群より選んだアルミニウ
ム化合物を含むことを特徴とする触媒。
1項に記載のメタロセン触媒及びアルミニウム化合物か
ら成る単離複合体を含むことを特徴とする触媒。
イソタクチックポリオレフィンを形成する方法におい
て、該方法が: a)次式
各Rnは、同一又は異なり炭素数が1−20のヒドロカ
ルビル基であり;各R’mは、同一又は異なり炭素数が
1−20のヒドロカルビル基であり;CpRn又はCp
R’mのいずれかが左右対称又は疑似左右対称であり、
他のCpRn又はCpR’mが末端位置のただひとつに嵩
高い基を含み;R”は、触媒成分に立体的剛性を与える
Cp環間の架橋構造であり;Meは、元素の周期表のI
IIB、IVB、VB又はVIB族金属であり;各Q
は、炭素数が1−20のヒドロカルビル基、又はハロゲ
ンであり;kは、p−2であり、ここでpは、Meの原
子価であり、0≦n≦4;1≦m≦4であり、嵩高い基
は、式AR*vで表され、ここでAはIVA族、酸素及
び窒素から選び、R*は、水素又は炭素数が1−20の
ヒドロカルビル基であり、R*は同一又は異なることが
でき、vはAの原子価である]で表されるメタロセン触
媒成分を選定し、 b)触媒成分から触媒を形成し; c)オレフィンモノマーを含む重合反応領域に触媒を導
入し、反応領域を重合反応条件下に保つ段階を含むこと
を特徴とする方法。
eがチタン、ジルコニウム又はハフニウムであることを
特徴とする方法。
R”を炭素数が1−20のアルキレン基、炭素数が3−
12の環状ヒドロカルビル基、アリール基、ジアリール
メチル基、ジアリールシリル基、シリコンヒドロカルビ
ル基、ゲルマニウムヒドロカルビル基、リンヒドロカル
ビル基、窒素ヒドロカルビル基、ホウ素ヒドロカルビル
基及びアルミニウムヒドロカルビル基から成る群より選
ぶことを特徴とする方法。
R”がメチル、エチル、イソプロピル、シクロプロピ
ル、ジメチルシリル、メチレン、エチレン、ジフェニル
メチル又はジフェニルシリル基であることを特徴とする
方法。
R’mを、(CpR’m)がフルオレニル、アルキル置換
インデニル又はテトラ−、トリ−あるいはジアルキル置
換シクロペンタジエニル基を形成するように選ぶことを
特徴とする方法。
R”mを、(CpR’m)がフルオレニルを形成するよう
に選ぶことを特徴とする方法。
nが第3ブチル基であることを特徴とする方法。
R”(CpRn)(CpR’m)がイソプロピル(3−t
−ブチルシクロペンタジエニル−1−フルオレニル)基
を形成することを特徴とする方法。
らにアルモキサン、アルキルアルミニウム及びこれらの
混合物から成る群より選んだアルミニウム化合物を用い
て触媒を形成する段階を含むことを特徴とする方法。
タロセン触媒及びアルミニウム化合物から成る単離複合
体から触媒を形成する段階を含むことを特徴とする方
法。
応領域に導入する前に触媒成分を予備重合する段階を含
み、予備重合の該段階が、重合温度以下の温度における
触媒成分のオレフィンモノマー及びアルミニウム化合物
との接触を含むことを特徴とする方法。
にiso−プロピル (3−t−ブチル−シクロペンタ
ジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを
示す。
ペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リドを用いて製造したポリマーのNMRスペクトルであ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 アイソタクチックポリオレフィンの製造
に使用するためのメタロセン触媒成分において、該成分
が次式 【化1】R”(CpRn)(CpR’m)MeQk [式中、各Cpは置換シクロペンタジエニル環であり;
各Rnは、同一又は異なり炭素数が1−20のヒドロカ
ルビル基であり;各R’mは、同一又は異なり炭素数が
1−20のヒドロカルビル基であり;CpRn又はCp
R’mのいずれかが左右対称又は疑似左右対称であり、
他のCpRn又はCpR’mが末端位置のただひとつに嵩
高い基を含み;R”は、触媒成分に立体的剛性を与える
Cp環間の架橋構造であり;Meは、元素の周期表のI
IIB、IVB、VB又はVIB族金属であり;各Q
は、炭素数が1−20のヒドロカルビル基、又はハロゲ
ンであり;kは、p−2であり、ここでpは、Meの原
子価であり、0≦n≦4;1≦m≦4であり、嵩高い基
は、式AR*vで表され、ここでAはIVA族、酸素及
び窒素から選び、R*は、水素又は炭素数が1−20の
ヒドロカルビル基であり、R*は同一又は異なることが
でき、vはAの原子価である]で表されることを特徴と
する触媒成分。 - 【請求項2】 アイソタクチックポリオレフィンの製造
に使用するための触媒において、 a)請求項1に記載の触媒成分、及びb)アルモキサ
ン、アルキルアルミニウム、他のルイス酸及びこれらの
混合物から成る群より選んだアルミニウム化合物を含む
ことを特徴とする触媒。 - 【請求項3】 オレフィンモノマーを重合させてアイソ
タクチックポリオレフィンを形成する方法において、該
方法が: a)次式 【化2】R”(CpRn)(CpR’m)MeQk [式中、各Cpは置換シクロペンタジエニル環であり;
各Rnは、同一又は異なり炭素数が1−20のヒドロカ
ルビル基であり;各R’mは、同一又は異なり炭素数が
1−20のヒドロカルビル基であり;CpRn又はCp
R’mのいずれかが左右対称又は疑似左右対称であり、
他のCpRn又はCpR’mが末端位置のただひとつに嵩
高い基を含み;R”は、触媒成分に立体的剛性を与える
Cp環間の架橋構造であり;Meは、元素の周期表のI
IIB、IVB、VB又はVIB族金属であり;各Q
は、炭素数が1−20のヒドロカルビル基、又はハロゲ
ンであり;kは、p−2であり、ここでpは、Meの原
子価であり、0≦n≦4;1≦m≦4であり、嵩高い基
は、式AR*vで表され、ここでAはIVA族、酸素及
び窒素から選び、R*は、水素又は炭素数が1−20の
ヒドロカルビル基であり、R*は同一又は異なることが
でき、vはAの原子価である]で表されるメタロセン触
媒成分を選定し、 b)触媒成分から触媒を形成し; c)オレフィンモノマーを含む重合反応領域に触媒を導
入し、反応領域を重合反応条件下に保つ段階を含むこと
を特徴とする方法。
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