JPH07165909A - ポリケトン類の製造方法 - Google Patents

ポリケトン類の製造方法

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JPH07165909A
JPH07165909A JP5241542A JP24154293A JPH07165909A JP H07165909 A JPH07165909 A JP H07165909A JP 5241542 A JP5241542 A JP 5241542A JP 24154293 A JP24154293 A JP 24154293A JP H07165909 A JPH07165909 A JP H07165909A
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Neil A Cooley
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G67/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing oxygen or oxygen and carbon, not provided for in groups C08G2/00 - C08G65/00
    • C08G67/02Copolymers of carbon monoxide and aliphatic unsaturated compounds

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一酸化炭素と一つ又はそれ以上のオレフィン
類の混合物を、(a)第VIII族金属源、と(b)
アミン、ホスフィン、アルシン、又はスチビン、を共に
反応させることにより調製される第VIII族金属の触
媒の存在下に重合化することによる従来のポリケトン類
の製造方法において、アルミノキサンの存在下に重合化
して最終重合体を汚染し、かつ劣化を引き起こすであろ
う強酸の使用の必要を削除又は削減する。 【構成】 重合化が式[(R34Al)2O]n又は[R
5AlO]n+2(式中、nは2−40であり、R3、R4
びR5は独立的にC1−C20ヒドロカルビル基である)で
あるヒドロカルビルアルミノキサンの存在下に実施され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一つ又はそれ以上のオ
レフィン類と一酸化炭素の混合物を第VIII族金属、
例えばパラジウム触媒の存在下に重合化することによる
オレフィン類と一酸化炭素の重合体の製造方法に関する
ものである。特に、本発明は、このような方法における
アルミノキサンの使用に関するものである。
【0002】
【従来の技術】式:
【0003】
【化2】
【0004】(式中、R1は独立的に水素又はヒドロカ
ルビル基であり、nは少なくとも1であり、mは大きな
整数である)を有するオレフィン類と一酸化炭素の線状
重合体の製造は、米国特許第3694412号から公知
である。特にn=1であるこのような線状重合体は、以
下ポリケトン類と称するが、米国特許第3694412
号により、一つ又はそれ以上のオレフィン類と一酸化炭
素の混合物を塩化パラジウムのアリールホスフィン錯体
と不活性溶剤の存在下に重合化することにより調製され
る。然し乍ら、米国特許第3694412号に記載の方
法は、高温高圧においてさえ反応が遅い。
【0005】米国特許第3694412号に記載の方法
の改善変法が、ヨーロッパ特許出願第181014号と
第121965号に記載されている。重合化方法の速度
は、パラジウム触媒をとりわけ2重ホスフィンと2未満
のpKa(水溶液で測定した場合)を有する酸のアニオ
ンと共に使用することにより増大することができること
が突き止められた。使用できるアニオンの例は、トリク
ロロ酢酸、ジクロロ酢酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキ
サフルオロリン酸及びp−トルエンスルホン酸を包含
し、このようなアニオンは、夫々、トリクロロ酢酸(p
Ka=0.70)、ジクロロ酢酸(pKa=1.4
8)、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸及
びp−トルエンスルホン酸の共役アニオンである。
【0006】更に最近EP222454号は、5未満の
pKa(18℃で水溶液にて測定された)を有するどの
酸も使用できることが示唆されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、最終重合体
中の強酸の残留量の存在が、劣化に導くであろう。従っ
て、解決されるべき問題は、このような最終重合体中に
存在する強酸の残留量を有する可能性を削除又は削減す
ることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】それ故に、本発明は、一
酸化炭素と一つ又はそれ以上のオレフィン類の混合物
を、(a) 第VIII族金属源、と(b) アミン、
ホスフィン、アルシン、又はスチビン、を共に反応させ
ることにより調製される第VIII族金属の触媒の存在
下に重合化することによるポリケトン類の製造方法にお
いて、重合化がヒドロカルビルアルミノキサンの存在下
に実施されることを特徴とするポリケトン類の製造方法
を提供するものである。
【0009】本発明は、アルミノキサンを使用すること
により、最終重合体を汚染し、かつ劣化を引き起こすで
あろう強酸の使用の必要を削除又は削減する。
【0010】アルミノキサンは、これはまたアルモキサ
ンとも称するが、これは、従来技術中に広く開示さてお
り、特にヒドロカルビルアルミノキサン類は、例えば、
コルクロー,R.O.のジャーナル ポリマー サイエ
ンス、第34巻、第178頁、1959年のエポキシド
類の重合化、イシダ,S.I.のジャーナル ポリマー
サイエンス、第62巻、第1頁、1962年のアルデ
ヒド類の重合化、及びロンギアーベ.C;キヤステリ
ー,R.のジャーナル ポリマー サイエンス、第4C
巻、第387頁、1963年のオレフィン類の重合化に
おける活性触媒として広範囲に研究されている。アルキ
ルアルミノキサンにおける新しい関心が、主としてカミ
ンスキー及び共同研究者の研究から1980年に開始さ
れ、彼らは、メチルアルミノキサンが、IV族メタロセ
ン(例えばCp2ZrMe2)触媒下のエチレンとプロピ
レン重合化に対して高い活性の助触媒であることを突き
止めた。このことは、米国特許第4,544,762号
に記載されている。
【0011】本発明の目的に対して、アルミノキサン
は、少なくとも一つのヒドロカルビル基と、少なくとも
2個のアルミニウム中心がオキソ基又はヒドロキソ基に
より架橋される部分とを備える一般クラスの低重合化合
物である。一般的にアルミノキサンは、一般式(R2
lO)n(式中、R2はヒドロカルビル基、例えばアルキ
ル基であり、n≧2である)を有する。
【0012】代表的アルミノキサン類は、アルミニウム
アルキル類の制御された加水分解により調製される。特
に、アルミノキサン類は、水和アルミニウム塩、例えば
水和硫酸アルミニウムを対応するトリアルキルアルミニ
ウムで処理することにより調製できる(所謂「ソルト」
方法)。このような合成は、米国特許第4,544,7
62号に開示されている。別案として、アルミノキサン
類は、適切なトリアルキルアルミニウムに水を添加する
ことにより直接的に加水分解することにより調製できる
(所謂「直接的加水分解」方法)。この場合、添加H2
Oのアルミニウムに対するモル比は、2.0−0.5:
1、好適には1.5−0.8:1、より好適には1.2
−0.9:1例えば1:1である。適切なトリアルキル
アルミニウムの直接的加水分解によりアルミノキサンを
合成するのが好適である。アルミノキサン類は、東京ス
タウファ ケミカルズに対する公告された日本特許出願
JO2250885−Aに記載される通りにして調製で
きる。
【0013】「ソルト」方法又は「直接的加水分解」方
法のいずれかの生成物も、式 [(R34Al)2O]n又は[R5AlO]n+2 (式中、nは2−40であり、R3、R4及びR5は同じ
又は異なり、かつ各々はC1−C20ヒドロカルビル基、
好適にはアルキル基又はアリール基、より好適にはC2
−C6アルキル基である)のアルミノキサンを含むこと
ができる。特に好適には、前記式のアルミノキサンは、
アルキル基又はR3、R4及びR5がβ−水素、特にte
rt−ブチル基を含み、上記式において、n=2−4
0、好適にはn=2−5、より好適にはn=2である。
3=R4であることが好適である。更に、「ソルト」方
法又は「直接的加水分解」方法のいずれかの生成物も、
前記定義のアルミノキサン類と類似の化合物が、オキソ
架橋の代わりにヒドロキソ架橋を備えるプロトン化化合
物を含むことができる。
【0014】特に、本発明のアルミノキサン類は、好適
には、式
【0015】
【化3】
【0016】(式中、mは1−39、好適には1−2
0、より好適には1−4であり、かつR3、R4及びR5
は同じ又は異なり、かつ前記説明の通りの意味を有す
る)。
【0017】
【実施例】本発明を次の実施例で更に説明する。R3
4及びR5は好適にはtert−ブチルである。この方
法で使用されるアルミニウムの量は変化可能である。A
l:Pdのモル比は、代表的に4,000−10:1、
好適には2,000−100:1より好適には500−
200:1の範囲であろう。
【0018】触媒の第一成分は、Fe,Co,Ni,R
u,Rh,Pd,Os,Ir,Ptである第VIII族
金属であり、好適には第VIII族金属はNi又はPd
であるが、特に好適にはパラジウムである。
【0019】前記方法において使用される触媒はパラジ
ウム触媒であるが、これは、パラジウム源を、適切なア
ミン、ホスフィン、アルシン、又はスチベンと共に反応
させることにより調製される。このような触媒は、予め
調製できるが、又は現場で製法条件下に生成することも
できる。パラジウム源に関しては、これは、有機金属及
び配位錯体のみならず単純な無機と有機塩類、例えばハ
ロゲン化塩、硝酸塩、カルボン酸塩などを包含できる。
【0020】好適には、強力に結合するアニオンを有す
るパラジウム錯体が、適切に使用されることができ、例
えば酢酸パラジウム、又は塩化パラジウムを2重アミ
ン、ホスフィン、アルシン、スチベンと反応させたもの
であり、アニオン類は、パラジウムにより保持されてP
d(dppp)(OAc)(式中、dpppは1,3−
ビス(ジフェニルホスフィン)プロパンでありOAcは
アセテートである)のような錯体を付与する。
【0021】触媒の他の成分は、アミン、ホスフィン、
アルシン又はスチベンである。アミン、ホスフィン、ア
ルシン又はスチベンは、1重、又はキレート化して2重
又は3重であって良いが、然し乍ら、好適にはアミン、
ホスフィン、アルシン又はスチベンは、2重であり、特
に式(R62M−R7−M(R62(式中、M原子は独
立的に窒素、リン、ヒ素、又はアンチモンから選択さ
れ、好適にはリンである)を有する。R6基は、独立的
に、アルキル基、シクロアルキル基又はC1−C4アルキ
ル基を伴うアリール基から選択され、アリール基、例え
ばフェニル基が好適である。特に、置換基を有するアリ
ール基が好適で、本質的に極性置換基、例えば−OMe
で好適にはオルソ位置に置換されたアリール基が好適で
ある。R7基はアルキレン基である。本明細書におい
て、アルキレン基は、−(CH2a(CHR8b−基
(式中、R8基は独立的に水素、メチル基、エチル基、
プロピル基、又はブチル基、例えばtert−ブチル基
であり、aとbは0か又はa+bが少なくとも2、好適
には2−10であるような整数である)として定義され
る。好適にはアルキレン基は、−(CH22,−(CH
23−,−(CH24−、及び−(CH25−から選択
される。これらの内、最も都合の良いものは、2重ホス
フィン、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン
(ジホスフィノに短縮された)、1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)ブタン(dpppに短縮された)及び
1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン(dpp
bに短縮された)である。
【0022】アミン、ホスフィン、アルシン又はスチベ
ンが1重である場合、これは適切には式MR91011
(式中、R9、R10及びR11は、独立的にC1−C10、例
えばC2−C6のアルキル基又はアリール基である)を有
するであろう。
【0023】R9、R10又はR11のいずれかがアルキル
基である場合、これは好適には、メチル、エチル、n−
プロピル、i−プロピル又はn−ブチルである。R2
3又はR4のいずれかがアリール基である場合、これは
好適には、任意的に例えばアルキル基又はアルコキシ基
で置換されたフエニル基である。別案として、1重の亜
リン酸塩、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩が使用でき
る。好適にはR9=R10=R11である。代表的トリアリ
ールホスフィンは、トリフエニルホスフィンである。
【0024】次に重合化供給原料を考慮すると、どの合
理的に純粋な一酸化炭素源も使用できる。例えば、一酸
化炭素は、少量の窒素、不活性ガス及び10%までの水
素を含んで良い。
【0025】どのオレフィンも理論的に使用できるが、
最良の反応速度は、C2−C10のα−オレフィンが使用
される時に、特にエチレン又はエチレンを含む、例えば
エチレン/プロピレン、エチレン/ブチレンなど、好適
にはエチレン/プロピレンを含むオレフィン類の混合物
を使用する時に得られる。
【0026】重合化方法は、適切には使用される条件下
に化学的に不活性でありかつ触媒が実質的に可溶性であ
る溶剤中で実施される。適切な溶剤の例は、塩素化溶剤
(例えばCCl4,CHCl3及びCH2Cl2)、ケトン
類、エーテル類(例えばTHF、ジオキサン)及びグリ
コールエーテル類、芳香族炭化水素、例えばトルエン、
脂肪族炭化水素又は上記溶剤のどんな混合物も包含す
る。特に反応はオレフィン類が反応物(例えばプロピレ
ン)である場合、液体オレフィン中で実施されるのが良
い。然し乍ら、触媒が、不溶解性又はほんの一部が可溶
性の溶剤、例えばヘプタン中でも実施できる。別案とし
て、重合化方法は、ガス相中で、例えば攪拌床、又は流
動床反応器のいずれかの中でも実施できる。
【0027】重合化方法は、適切には、20−150、
好適には50−100、より好適には60−80℃の範
囲の温度で、かつ高圧(例えば1−200好適には50
−100バール)で実施される。過圧ガスは、適切に
は、一酸化炭素、又は一酸化炭素とオレフィンにより供
給される。重合化方法はバッチ方法で又は連続的に操作
できる。
【0028】生成物は、適切には、酸性化メタノール、
又は好適にはアルミノキサンが可溶性な溶剤、例えばア
セトンを使用することにより洗浄してアルミノキサンを
除去する。
【0029】
【実施例】本発明を次の実施例により説明する。
【0030】(実施例1) (a) [(tert−Bu)2Al(μ2−OH)]3
の合成 水(0.97ml,54mmol)を−78℃でペンタ
ン(300ml)中のAl(tert−Bu)3(10
g,50.4mmol)の冷溶液中に噴射した。1.5
時間攪拌した後、反応混合物を室温まで加温し、次いで
更に2時間攪拌した。一晩−20℃で冷却し、次いで濾
過して[(tert−Bu)2Al(μ2−OH)]3
得た。
【0031】(b) tert−ブチルアルミノキサン
の合成 新しく合成した[(tert−Bu)2Al(μ2−O
H)]3(1.50g,3.16mmol)を24時間
ヘキサン(150ml)中で還流して透明溶液を得た。
加熱を停止し、次いで真空中で揮発成分を除去して白色
粉末を残した。トルエンを添加し、次いで得られた溶液
を濾過して痕跡の不溶解性物質を除去した。生成物は、
2つのアルミノキサンの混合物、6員物の[(tert
−Bu)Al(μ3−O)]6及び9員物の[(tert
−Bu)Al(μ3−O)]9の混合物であった。
【0032】(実施例2)トルエン(100cm3
0.4moldm−3)中のtert−ブチルアルミノ
キサンの溶液(実施例1(b)において調製した通りの
物)を窒素下に300cm3機械的攪拌付きオートクレ
ーブへ移した。反応器を70℃まで加熱し、次いで一酸
化炭素とエチレンの当量混合物(45バールゲージ)と
した。Pd(dppp)(OAc)2(0.0135
g,0.02mmol)の新しく蒸留したテトラヒドロ
フラン(12cm3)中の触媒溶液を反応混合物に添加
し、次いで圧力を1:1エチレン/一酸化炭素の添加に
より50バールゲージに調節した。反応の間、反応器圧
力を前記ガス混合物の添加により50バールゲージに保
持した。5.3時間の後、反応を停止すると同時に反応
混合物を冷却し、ガス成分を追い出した。生成物溶液を
メタノール(150cm3)中の濃塩酸(50cm3)溶
液と処理した。重合体を濾過により収集し、メタノール
で洗浄し、真空中で乾燥した。収量=3.259g。平
均重合化率=272gPd-1-1
【0033】13C NMR分光学による分析により、式
[(CO)−(C24)]nの線状交互一酸化炭素/エ
チレン重合体であることを確定した。
【0034】(比較試験)アルミノキサン溶液の代わり
に新しく蒸留したトルエン(100cm3)を使用して
実施例2を繰り返してが、重合体は得られなかった。
【0035】(実施例3) tert−ブチルアルミノキサンの合成 酸素を含有しない水(16cm3)を、乾燥アルゴンの
雰囲気下に、トルエン(3000cm3)中でAl(t
ert−Bu)3(198g)の冷却し(−78℃)激
しく攪拌したの溶液中に滴々に噴出した。2時間攪拌し
た後、反応混合物を室温まで加温し、次いで得られた溶
液を2時間還流して透明溶液を得た。加熱を停止し、次
いで約2/3の溶剤(及び他の揮発性物)を大気圧下に
蒸留することにより除去した。溶剤の2/3を蒸留によ
り除去し、次いで残部を真空(約5x10-3mmHg)
下に揮発させて白色粉末を残し、これを室温で一晩真空
(約5x10-3mmHg)下に乾燥した。収量:約10
0g。
【0036】(実施例4)トルエン(100cm3
0.1molcm-3)中のtert−ブチルアルミノキ
サンの溶液を、窒素下に300cm3機械的攪拌付きオ
ートクレーブへ移した。反応器を70℃まで加熱し、次
いで一酸化炭素とエチレンの当量混合物(30バールゲ
ージ)とした。Pd(dppp)(OAc)2(0.0
145g,0.02mmol)の乾燥ジクロロメタン
(14cm3)中の触媒溶液を反応混合物に添加し、次
いで圧力を1:1エチレン/一酸化炭素の添加により5
0バールゲージに調節した。反応の間、反応器圧力を前
記ガス混合物の添加により50バールゲージに保持し
た。3.1時間の後、反応を停止すると同時に反応混合
物を冷却し、ガス成分を追い出した。生成物溶液をアセ
トン(50cm3)と処理した。重合体を濾過により収
集し、アセトン(100cm3)で洗浄し、真空中で乾
燥した。収量=17.96g。平均重合化率=2397
gPd-1-1
【0037】
【発明の効果】本発明は、一酸化炭素と一つ又はそれ以
上のオレフィン類の混合物を、(a) 第VIII族金
属源、と(b) アミン、ホスフィン、アルシン、又は
スチビン、を共に反応させることにより調製される第V
III族金属の触媒の存在下に重合化することによるポ
リケトン類の製造方法において、重合化がヒドロカルビ
ルアルミノキサンの存在下に実施されることを特徴とす
るポリケトン類の製造方法を提供するものであり、アル
ミノキサンを使用することにより、従来のポリケトン類
の製造方法のように最終重合体を汚染し、かつ劣化を引
き起こすであろう強酸の使用の必要を削除又は削減す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニール アンドリュー クーリー イギリス国、ティーダブリュー11 9ジェ イジェイ、ミドルセックス、テディント ン、キングストン ロード 239番 (72)発明者 マイケル ジェームズ グリーン イギリス国、ジーユー17 7ワイエフ、サ リー、ノース キャムバリー、イェートリ ー、ザ セット 14番

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一酸化炭素と一つ又はそれ以上のオレフ
    ィン類の混合物を、(a) 第VIII族金属源、と
    (b) アミン、ホスフィン、アルシン、又はスチビ
    ン、を共に反応させることにより調製される第VIII
    族金属の触媒の存在下に重合化することによるポリケト
    ン類の製造方法において、重合化がヒドロカルビルアル
    ミノキサンの存在下に実施されることを特徴とするポリ
    ケトン類の製造方法。
  2. 【請求項2】 第VIII族金属が、パラジウムである
    請求項1記載のポリケトン類の製造方法。
  3. 【請求項3】 (b)が、ホスフィンである請求項1又
    は請求項2に記載のポリケトン類の製造方法。
  4. 【請求項4】 ホスフィンが、式(R62P−R7−P
    (R62(式中、R6基は独立的にアルキル基、シクロ
    アルキル基、又はアリール基であり、R7はアルキレン
    基である)の2重ホスフィンである請求項3記載のポリ
    ケトン類の製造方法。
  5. 【請求項5】 ヒドロカルビル アルミノキサンが、式
    [(R34Al)2O]n又は[R5AlO]n+2(式中、
    nは2−40であり、R3、R4及びR5は独立的にC1
    20ヒドロカルビル基である)のヒドロカルビル アル
    ミノキサンである請求項1−4のいずれか1項に記載の
    ポリケトン類の製造方法。
  6. 【請求項6】 n=2−5である請求項5記載のポリケ
    トン類の製造方法。
  7. 【請求項7】 nが2である請求項6記載のポリケトン
    類の製造方法。
  8. 【請求項8】 ヒドロカルビル アルミノキサンが、式 【化1】 (式中、mは1−39である)のヒドロカルビル アル
    ミノキサンである請求項5記載のポリケトン類の製造方
    法。
  9. 【請求項9】 mが1−4である請求項8記載のポリケ
    トン類の製造方法。
  10. 【請求項10】 R3=R4=R5である請求項5−9の
    いずれか1項に記載のポリケトン類の製造方法。
  11. 【請求項11】 R3、R4及びR5が、各々C2−C6
    アルキル基である請求項10記載のポリケトン類の製造
    方法。
  12. 【請求項12】 R3、R4及びR5が、各々β−水素を
    有する請求項10記載のポリケトン類の製造方法。
  13. 【請求項13】 R3、R4及びR5が、各々tert−
    ブチルである請求項10−12のいずれか1項に記載の
    ポリケトン類の製造方法。
  14. 【請求項14】 ヒドロカルビル アルミノキサンが、
    トリアルキルアルミニウムの直接加水分解により製造さ
    れる請求項1−13のいずれか1項に記載のポリケトン
    類の製造方法。
  15. 【請求項15】 存在するヒドロカルビル アルミニウ
    ムは、Al:第VIII族金属のモル比が、4000−
    10:1の範囲である請求項1−14のいずれか1項に
    記載のポリケトン類の製造方法。
  16. 【請求項16】 Al:第VIII族金属のモル比が、
    500−200:1である請求項15記載のポリケトン
    類の製造方法。
JP5241542A 1992-09-29 1993-09-28 ポリケトン類の製造方法 Pending JPH07165909A (ja)

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