JPH06263783A - 新規希土類錯体、およびこれを用いたα−オレフィンの重合方法 - Google Patents

新規希土類錯体、およびこれを用いたα−オレフィンの重合方法

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JPH06263783A
JPH06263783A JP5228493A JP5228493A JPH06263783A JP H06263783 A JPH06263783 A JP H06263783A JP 5228493 A JP5228493 A JP 5228493A JP 5228493 A JP5228493 A JP 5228493A JP H06263783 A JPH06263783 A JP H06263783A
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rare earth
earth metal
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alpha
molecular weight
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Hajime Yasuda
源 安田
Eiji Ihara
栄治 井原
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Mitsubishi Kasei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 新規希土類錯体{Me2 Si(2,4−R2
1 5 2 2 }LnR3 (THF)m 及び/又は
{Me2 Si(2,4−R2 1 5 2 2 }Ln
(THF)2 並びに該新規希土類錯体を用いたα−オレ
フィン重合体の製造方法。 【効果】 本発明によれば新規な三価、二価の希土類錯
体を用いて、共触媒を用いる事なく高分子量のα−オレ
フィン重合体を得る事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特定の配位子を有する二
価、三価の希土類錯体及びこれを用いたα−オレフィン
の重合方法に関するものである。本発明の錯体は共触媒
なしで重合活性を持ち、得られた重合体は各種の成形材
料として用いられる。
【0002】
【従来の技術】α−オレフィンの重合触媒はおおむね次
のように分類出来る。第一世代の触媒はチーグラー・ナ
ッタ触媒であり、溶媒に溶けない不均一物質であり、2
成分系である。第2世代の触媒は三井石油化学−ハイモ
ント両社で開発されたものであり第一世代の触媒を塩化
マグネシウムに担持させた上、エチルベンゾエート等の
ドナーを加えた物質であり活性は百倍も向上する。該触
媒も不均一系であり、与えるポリマーの分子量分布、M
W/MNは4前後である。第3世代の触媒はカミンスキ
ーによって見いだされたビスシクロペンタジエニル金属
クロリド(金属=Ti,Zr,Hf)にメチルアルモキ
サン(−AlMe−O−)n を1,000−10,00
0倍加えた触媒系であり溶媒に可溶な均一系である。活
性は第2世代の触媒に匹敵し、しかも得られるアイソタ
クチックポリプロピレンの分子量分布は狭い(MW/M
Nは2以下)。メチルアルモキサンの代わりにB(C6
54 含有化合物を用いることも出来る。またシクロ
ペンタジエニル基とフルオレニル基をジメチルシリレン
で架橋した配位子にハフニウムジクロリド等を結合し、
これをメチルアルモキサンと混合したものを触媒とする
とシンディオタクチックなポリマーが得られる。これら
は均一系であるにもかかわらず、2成分系であるために
重合開始機構には不明な点が多く、単一成分でα−オレ
フィンを重合できる触媒の開発が望まれていた。
【0003】この様な単一成分触媒としてカリフォルニ
ア工科大学のJ.E.Bercawらによって(J.
A.C.S.1992,114,7607)希土類ハイ
ドライド錯体〔Me2 Si(2−SiMe3 −4−tB
u−C5 2 )〕YHが初めて1−ブテン、1−ペンテ
ン、1−ヘキセンの重合触媒となり、分子量がそれぞれ
8,500(MW/MN=3.44)、20,000
(MW/MN=1.99)、24,000(MW/MN
=1.75)のアイソタクチックポリマーを与える事が
判明した。しかしこの触媒系は、必ずしも得られるポリ
マーの分子量、重合活性において十分なものではなかっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は上記の現
状に対し、更に高性能の単一成分触媒を見いだすべくシ
クロペンタジエニル基上に種々の置換基を導入した三価
のアルキル希土類錯体や二価の希土類錯体について検討
した結果、本発明に到達した。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記
(1)または(2)に示す希土類錯体、及びこれら錯体
を用いてα−オレフィンの重合体を製造する方法に関す
る。(1)一般式
【0006】
【化3】
【0007】(式中、R1 ,R2 はトリメチルシリル基
を表す。R3 はβ水素を持たない炭素数1から12のア
ルキル基、アリールアルキル基またはケイ素含有アルキ
ル基であり、mは0または1を示す。LnはY,La,
Sm,Luである。THFはテトラヒドラフランであ
る。)で表される三価のアルキル希土類錯体および
(2)一般式
【0008】
【化4】
【0009】(式中、R1 ,R2 はトリメチルシリル
基、又は三級ブチル基を表す。LnはSm,Eu,Yb
である。THFはテトラヒドロフランである。)で表さ
れる二価の希土類錯体。以下、本発明の内容を詳細に説
明する。
【0010】本発明で用いられる第一の希土類錯体は下
記の一般式
【0011】
【化5】
【0012】で表される三価のアルキル希土類錯体であ
る。一般式中、R1 ,R2 はトリメチルシリル基であ
り、R3 はβ水素を持たない炭素数1から12のアルキ
ル基、アリールアルキル基である。R3 は好ましくはメ
チル基または(Me3 Si)CH(SiMe3 )であ
る。LnはY,La,Sm,Luである。mは0または
1を示す。R1 ,R2 ,R3 が上記以外の基である場合
は所望の性能が得られない。金属についても上記以外の
希土類金属では所望の性能が得られない。
【0013】本発明で用いられる第二の希土類錯体は下
記の一般式
【0014】
【化6】
【0015】で表される二価の希土類錯体である。式
中、R1 ,R2 はトリメチルシリル基または三級ブチル
基を表す。LnはSm,Eu,Ybである。THFはテ
トラヒドロフランを表す。上記以外のアルキル基を用い
た場合は所望の性能が得られず、また他の希土類金属は
二価状態では存在し得ない。これらの希土類金属のう
ち、特にSmが好ましい。
【0016】これらの錯体は新規であり、従来のチーグ
ラー・ナッタ型触媒と異なり、有機アルミニウム等の共
触媒を用いる事なく単一でα−オレフィンの重合活性を
持ち、また先のJ.E.Bercawらによるイットリ
ウムヒドリド錯体に比し高分子量の重合体を与える。錯
体の製法に関しては、他の置換シクロペンタジエニル錯
体の合成に準じて行うことが可能であり、例えばシクロ
ペンタジエニルナトリウムと塩化アルキルの反応により
得られたアルキルシクロペンタジエンにブチルリチウム
を反応させた後、二塩化ジメチルシランを2分の1等量
加え、ジメチルシリレン架橋の一置換シクロペンタジエ
ンを得る。これに更にブチルリチウム次いで塩化アルキ
ルを反応させジアルキル置換ジメチルシリレン架橋シク
ロペンタジエンを得る。
【0017】この配位子を持つ三価のアルキル希土類錯
体を得る場合には、配位子をブチルリチウムと反応させ
た後、無水三塩化希土類化合物と反応させると対応する
錯体が得られる。二価の錯体の場合、ジアルキル置換ジ
メチルシリレン架橋シクロペンタジエンをブチルリチウ
ム或いは、KHと反応させた後、二価金属ヨウ化物を反
応させる事により所望の錯体を得る事が出来る。本発明
においてはこれらの希土類錯体単独でα−オレフィンの
重合を行わせることが出来るが、溶媒中の不純物等の除
去の意味でトリアルキルアルミニウム等の有機金属化合
物を共存させる事も出来る。
【0018】本発明におけるα−オレフィンの重合は、
溶媒の存在下、不存在下いずれでも行うことが可能であ
る。溶媒の存在下で行う場合、用いる溶媒としては触媒
が溶解する無極性の溶媒が用いられる。この様な溶媒と
して好ましくは芳香族の炭化水素が用いられ、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン
等が挙げられる。反応圧力は特に制限は無いが、常圧か
ら100kg/cm2 程度の圧力が用いられる。重合温
度については−50℃〜100℃である。重合時間は1
〜1,000時間である。本発明に用いられるα−オレ
フィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテ
ン、1−ヘキセン等が重合可能である。
【0019】
【実施例】以下本発明の内容を実施例を用いて説明する
が、本発明はその要旨に反しない限りこれらの実施例に
限定されるものではない。
【0020】(実施例1)シクロペンタジエニルナトリ
ウムに等量の塩化トリメチルシランを加え0℃で2時間
反応させ、加水分解後蒸留する。得られたトリメチルシ
リルシクロペンタジエンに等量のブチルリチウムを反応
させた後、二塩化ジメチルシランを2分の1等量加え0
℃で3時間反応させる。加水分解後、これを蒸留精製し
てからカルシウムハイドライドで乾燥し、更にブチルリ
チウムを反応し、次いで塩化トリメチルシランを加え室
温で反応を行う。得られたトリメチルシリル基を2ケ有
するシリレン架橋した配位子をブチルリチウムと反応さ
せ、無水三塩化イットリウムまたは三塩化ランタン、サ
マリウム、ルテチウムと反応すると{Me2 Si〔2,
4−di(trimethylsilyl)C5 2
2 }LnClLiCl(THF)2 が得られる。これに
メチルリチウムまたは(Me3 Si)2 CHLiを反応
させると対応する三価のアルキル錯体が得られる。
【0021】例えば、{Me2 Si〔2,4−di(t
rimethylsilyl)C52 2 }YCH
(SiMe3 2 のNMRスペクトルは次のようにな
る。このことは錯体がラセミ構造になっていることを示
す。 δ(ppm,CHCl3 ),0.23(s,18H,M
3 Si),0.34,0.41,0.47,0.48
(s,9H,Me3 Si),0.81,0.86(s,
3H,Me2 Si),6.5(d,1H,C5 2 ),
6.56(d,1H,C5 2 ),6.61(d,1
H,C5 2 ),7.6(d,1H,C52 ).
【0022】(実施例2)上記実施例1に示す方法でM
2 Si〔2,4−di(trimethylsily
l)C5 2 Li2 を合成し、これにSmI2 やYbI
2 をトルエン中で反応させ、トルエンを留去後ヘキサン
を加えると二価の{Me2 Si〔2,4−di(tri
methylsilyl)C5 2 2 }Ln(TH
F)2 が結晶として単離できる。またシクロペンタジエ
ニルアニオンを三級ブチルブロミドと反応させた後、ジ
メチルシリル基で架橋し、次いでトリメチルシリル基か
三級ブチルブロミドを作用させ、これをKHと反応し、
更にSmI2 またはYbI2 と反応させると、それぞれ
{Me2 Si〔(2−tBu−4−trimethyl
silyl)C5 2 2 }Ln(THF)2 または
{Me2 Si〔2,4−di(tBu)C5 2 2
Ln(THF)2 を得ることができる。例えば、{Me
2 Si〔(2−tBu−4−trimethylsil
yl)C5 2 2}Yb(THF)2 のNMRスペク
トルは次のようになる。このことは錯体がラセミ構造に
なっていることを示す。
【0023】δ(ppm,CHCl3 ),0.55
(s,18H,Me3 Si),1.23(s,6H,M
2 Si),1.26(s,18H,tBu),1.3
9(bs,8H,THF),3.55(bs,8H,T
HF),6.40(d,2H,C 5 2 ),6.63
(d,2H,C5 2 ).
【0024】(実施例3)実施例1に示す{Me2 Si
〔2,4−di(trimethylsilyl)C5
2 2 }YCH(SiMe3 2 をトルエン中(10
ml)0.1Mの濃度にして溶解し、これに1−ペンテ
ン2mlを加え、20℃で72時間反応を行う。得られ
た溶液に少量の水を加えて加水分解を行った後、大量の
メタノール中に注ぎ込むとポリ(1−ペンテン)が白色
固体となって析出する。分子量25000、分子量分布
1.75。本サンプルのブルパーミエイションクロマト
図を図1に示す。13C NMRスペクトルを図2に示
す。本図よりポリマーはアイシタクチックポリマーであ
ることが分かる。
【0025】(実施例4)実施例1に示す{Me2 Si
〔2,4−di(trimethylsilyl)C5
2 2 }YMe(THF)をトルエン中(10ml)
に0.1Mの濃度にして溶解し、これに1−ヘキセン2
mlを加え、20℃で72時間重合反応を行う。得られ
た溶液に少量の水を加え加水分解を行った後、大量のメ
タノール中に注ぎ込むとポリ(1−ヘキセン)が白色固
体として析出する。分子量28000、分子量分布2.
5。本サンプルのゲルパーミエーションクロマト図を図
3に示す。13C NMRスペクトルを図4に示す。
【0026】(実施例5)実施例1に示す{Me2 Si
〔2,4−di(trimethylsilyl)C5
2 2 }LaCH(SiMe3 2 をトルエン中(1
0ml)0.1Mの濃度にして溶解し、これに1−ペン
テン2mlを加え、20℃で96時間重合反応を行う。
得られた溶液に少量の水を加え加水分解を行った後、大
量のメタノールに注ぎ込むとポリ(1−ペンテン)が白
色固体として析出する。分子量20000、分子量分布
2.56。
【0027】(実施例6)実施例1に示す{Me2 Si
〔2,4−di(trimethylsilyl)C5
2 2 }LaCH(SiMe3 2 をトルエン中(1
0ml)0.1Mの濃度にして溶解し、これにプロピレ
ンをバブルして加え、20℃で96時間重合反応を行
う。得られた溶液に少量の水を加え加水分解を行った
後、大量のメタノールに注ぎ込むとポリプロピレンが白
色固体として析出する。分子量2400、分子量分布
1.78。
【0028】(実施例7)実施例2に示す{Me2 Si
〔2,4−di(trimethylsilyl)C5
2 2 }Sm(THF)2 をトルエン中(10ml)
0.1Mの濃度にして溶解し、これに1−ペンテン2m
lを加え、20℃で96時間重合反応を行う。得られた
溶液に少量の水を加え加水分解を行った後、大量のメタ
ノールに注ぎ込むとポリ(1−ペンテン)が白色固体と
して析出する。分子量21000、分子量分布1.8
8。
【0029】(実施例8)実施例2に示す{Me2 Si
(2−tBu−4−trimethylsilyl)C
5 2 2 }Sm(THF)2 をトルエン中(10m
l)0.1Mの濃度にして溶解し、これに1−ヘキセン
2mlを加え、20℃で96時間重合反応を行う。得ら
れた溶液に少量の水を加え加水分解を行った後、大量の
メタノールに注ぎ込むとポリ(1−ペンテン)が白色固
体として析出する。分子量24000、分子量分布2.
34。
【0030】(実施例9)実施例2に示す{Me2 Si
〔2,4−di(trimethylsilyl)C5
2 2 }Sm(THF)2 をトルエン中(10ml)
0.1Mの濃度にして溶解し、これにプロピレンをバブ
ルして加え、20℃で96時間重合反応を行う。得られ
た溶液に少量の水を加え加水分解を行った後、大量のメ
タノールに注ぎ込むとポリプロピレンが白色固体として
析出する。分子量2500、分子量分布2.15。
【0031】(比較例1)実施例1において、錯体を
〔Me2 Si(2−Me3 Si−4−tBu)C
52 〕Y(Me3 Si)CH(SiMe3 )にする以
外は実施例1と同様に重合反応を行ったが、重合体は得
られなかった。
【0032】(比較例2)実施例1において、錯体を
〔(1,3−Mr3 Si)2 5 3 〕Ln(Me 3
i)CH(SiMe3 )(Ln=Y,Sm,Lu)にす
る以外は実施例1と同様に重合反応を行ったが、重合体
は得られなかった。
【0033】
【発明の効果】以上のような本発明によれば、新規な三
価、二価の希土類錯体を用いて、共触媒を用いる事なく
高分子量のα−オレフィン重合体を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例をに使用されるポリ(1−ペン
テン)のゲルパーミエーションクロマト図である。
【図2】本発明の実施例に使用されるポリ(1−ペンテ
ン)の13C−NMR図である。
【図3】本発明の実施例に使用されるポリ(1−ヘキセ
ン)のゲルパーミエーションクロマト図である。
【図4】本発明の実施例に使用されるポリ(1−ヘキセ
ン)の13C−NMR図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、R1 ,R2 はトリメチルシリル基を表す。R3
    はβ水素を持たない炭素数1から12のアルキル基、ア
    リールアルキル基、またはケイ素含有アルキル基であ
    り、mは0または1を示す。LnはY,La,Sm,L
    uである。THFはテトラヒドロフランである。)で表
    される三価のアルキル希土類錯体。
  2. 【請求項2】 一般式 【化2】 (式中、R1 ,R2 はトリメチルシリル基、又は三級ブ
    チル基を表す。LnはSm,Eu,Ybである。THF
    はテトラヒドロフランである。)で表される二価の希土
    類錯体。
  3. 【請求項3】 請求項1および/または請求項2に示す
    希土類錯体を用いてα−オレフィンの重合体を製造する
    方法。
JP5228493A 1993-03-12 1993-03-12 新規希土類錯体、およびこれを用いたα−オレフィンの重合方法 Pending JPH06263783A (ja)

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