JPH07171404A - 触媒作用のためのニッケルを含む新規組成物およびオレフィンの二量化およびオリゴマー化方法 - Google Patents

触媒作用のためのニッケルを含む新規組成物およびオレフィンの二量化およびオリゴマー化方法

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JPH07171404A
JPH07171404A JP6227487A JP22748794A JPH07171404A JP H07171404 A JPH07171404 A JP H07171404A JP 6227487 A JP6227487 A JP 6227487A JP 22748794 A JP22748794 A JP 22748794A JP H07171404 A JPH07171404 A JP H07171404A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明のオレフィンの二量化およびオリゴマ
ー化用の触媒組成物は、ハロゲン化アルキルアルミニウ
ムと、第三級ホスフィンを2分子含む2価のニッケル錯
体と、水もホスフィンも含まないニッケルの2価化合物
との混合の結果生じる。この混合物は特に、例えばハロ
ゲン化第四級アンモニウムおよび/またはハロゲン化第
四級ホスホニウムが、ハロゲン化アルミニウムおよび/
またはハロゲン化アルキルアルミニウムと共に作るよう
な、イオン特性を持った非水性液体組成物中で用いられ
る。および前記触媒を用いたオレフィンの二量化、共二
量化およびオリゴマー化のための方法。 【効果】 活性が高く、安定であり、かつ選択性が高い
触媒である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オレフィンの二量化、
共二量化およびオリゴマー化用の新しい触媒組成物、お
よびオレフィン特にプロピレンの二量化、共二量化およ
びオリゴマー化のための方法に関するものである。前記
組成物は、第三級ホスフィンの2つの分子を含む少なく
とも一つのニッケルの2価錯体と、ホスフィンを含まな
い少なくとも一つの2価のニッケル錯体の混合の結果生
じる。これらの混合物は、より特別には、ハロゲン化第
四級アンモニウム、および/またはハロゲン化第四級ホ
スホニウムが、ハロゲン化アルミニウムおよび/または
ハロゲン化アルキルアルミニウムおよび場合によっては
芳香族炭化水素と形成する、イオン特性を持つ液体組成
物の中で用いられる。
【0002】
【従来技術および解決すべき課題】ニッケルに結合した
ホスフィンの燐原子によりもたらされた置換基の性質
は、Ind.Eng.Chem. 、1970、62、No.12 、34頁、および
英国特許第 1,410,430号にG.Wilke らにより記載された
ようなそれらの接触二量化の時に、オレフィン分子の、
より特別にはプロピレンの結合鎖モードに対して、著し
い影響を及ぼすことが知られている。二量化の反応を起
こさせるために、G.Wilke は唯一つのホスフィンを含む
ニッケルのp- アリル錯体を用いている。これらの錯体
は調製するのが難しく、比較的安定性に乏しく、かつ水
や湿気にとても敏感である。そのためこの発明は実際的
な適用には受け入れられなかった。
【0003】ホスフィンは触媒の中に様々な方法で導入
されてきた。特に2価のニッケル塩が第三級ホスフィン
の2当量と作る錯体は、オレフィン特にプロピレンの二
量化触媒として、ハロゲン化アルキルアルミニウムとの
組み合わせで使用されていた。このような錯体を用いる
利益は、調製が易しいこと、空気に対して安定性がある
ことであり、そのために容易に使用できる。これらの化
合物の不都合は、これらの化合物が、その影響を及ぼす
には一つで十分であることが示されているのに、ニッケ
ル1原子当たり2つのホスフィン分子を使うことであ
る。アルキルホスフィンは費用のかかる化合物であり、
他方過剰のホスフィンは反応速度にマイナスの効果を及
ぼすだけに、これは残念なことである。
【0004】
【課題を解決するための手段】今回、第三級ホスフィン
の2分子を含む(好ましくは当量の)少なくとも一つの
2価のニッケル錯体の、水もホスフィンも含まない(好
ましくは当量の)少なくとも一つのニッケル化合物およ
び少なくとも一つのハロゲン化アルキルアルミニウムと
の混合物は、活性が高く、安定で、最も分岐した異性体
における選択率が大きく、2つのホスフィンを含む唯一
の錯体で得られる選択率に等価の触媒を導くことが発見
された。前記触媒は明らかに価格が低い。
【0005】より詳細には、本発明の対象は、少なくと
も一つのハロゲン化アルキルアルミニウムと、第三級ホ
スフィンを2分子含む少なくとも一つの2価のニッケル
錯体と、水もホスフィンも含まない少なくとも一つのニ
ッケルの2価化合物とを含む、オレフィンの二量化およ
びオリゴマー化のために特に用いられる、触媒組成物で
ある。
【0006】本発明のもう一つの対象は、オレフィンの
二量化、共二量化およびオリゴマー化のための方法であ
り、この方法において少なくとも一つのオレフィンは、
先の触媒組成物と接触させられる。好ましくは、混合物
は、イオン特性を持つ非水性媒質中に少なくとも一部溶
解している。
【0007】2つの型のニッケル化合物の混合物は、必
ずハロゲン化アルキルアルミニウムに結合していなけれ
ばならない。この混合物は、反応の従来の実地適用にお
いて、すなわち溶媒なしで、またはハロゲン化されたま
たはハロゲン化されていない炭化水素の存在下に使用さ
れてもよい。混合物は、例えばハロゲン化第四級アンモ
ニウムおよび/またはハロゲン化第四級ホスホニウム
の、ハロゲン化アルミニウムおよびハロゲン化アルキル
アルミニウムからなる群より選ばれるアルミニウム化合
物、例えば米国特許第 5,104,840号に記載されているよ
うなジハロゲン化アルキルアルミニウムおよび場合によ
ってはさらにトリハロゲン化アルミニウムとの接触の結
果生じるような“溶融塩”と呼ばれる、イオン特性を持
つ非水性液体組成物中に溶液状で使用されてもよい。
【0008】本発明によるホスフィン2分子を含むニッ
ケル錯体は一般式NiX2 ,2(第三級ホスフィン)を
有し、式中、Xは塩素アニオン、臭素アニオン、沃素ア
ニオン、硝酸アニオン、または酢酸アニオンであり、ま
たはX2 は硫酸アニオンである。本発明によるホスフィ
ンは一般式PR1 2 3 およびR1 2 P−R′−P
1 2 に対応し、式中、R1 、R2 およびR3 は、同
一または異なって、炭素原子を1〜10個含むアルキル、
シクロアルキル、アリールまたはアラルキル基であり、
R′は炭素原子が1〜6個の二価脂肪族残基である。
【0009】例として以下のものを挙げることができ
る:トリイソプロピルホスフィン、トリシクロヘキシル
ホスフィン、トリベンジルホスフィン、ジシクロヘキシ
ルフェニルホスフィン、テトラシクロヘキシルメチレン
−ジホスフィン、ジイソプロピルターシャリーブチルホ
スフィン。
【0010】本発明により用いられるホスフィンを2分
子含むニッケル錯体の例として、錯体NiCl2 ,2P
(イソプロピル)3 およびNiCl2 ,2P(シクロヘ
キシル)3 を挙げることができる。
【0011】ホスフィンを含まないニッケル化合物は、
一般式NiX2 X (式中、Xは塩素アニオン、臭素ア
ニオン、沃素アニオン、硝酸アニオン、またはカルボキ
レートアニオン、またはX2 は硫酸アニオンであり、L
は、エーテル、エステル、アンモニア;第一、第二また
は第三アミン;同一のまたは異なる一つまたは複数のヘ
テロ原子を有する複素環のような含酸素または含窒素化
合物であってよく、かつxは値0、2、または4であ
る)の水の存在が排除された、溶媒和されないまたは溶
媒和された、2価のニッケル塩である。
【0012】ホスフィンを含まないニッケル化合物の例
として、錯体NiCl2 ;NiCl2 ,2ピリジン;N
iCl2 ,ジメトキシエタン;NiCl2 ,4NH3
酢酸ニッケル、オクタン酸ニッケルを挙げることができ
る。
【0013】本発明によるアルミニウムの有機誘導体は
一般式AlRX 3-X を有し、式中、Rは炭素原子を2
〜8個有する、直鎖または分岐状のアルキル基、Xは塩
素または臭素であり、かつxは1、2または3の値を有
する。例として、ジクロロエチルアルミニウム、セスキ
塩化エチルアルミニウム、セスキ塩化イソブチルアルミ
ニウム、ジクロロイソブチルアルミニウムおよびクロロ
ジエチルアルミニウムを使用することができる。アルミ
ニウムの化合物は、アルミニウム:ニッケルのモル比が
2:1〜100 :1、好ましくは5:1〜50:1で使用さ
れてもよい。
【0014】第三級ホスフィンを2分子含む2価のニッ
ケル錯体と、水もホスフィンも含まない2価のニッケル
化合物との(Ni当量の)比率は、有利には0.1 〜10、
より好ましくは0.8 〜2である。比率0.8 〜1.2 が好ま
れ、さらにより有利には1または1近くが好まれる。
【0015】本発明による組成物に入る化合物は、クロ
ロベンゼンまたは塩化メチレンのような、炭化水素また
はハロゲン化炭化水素を含んだ溶媒中で、あるいはオレ
フィンの二量化またはオリゴマー化物質中で、あるいは
好ましくはイオン特性を持つ非水性液体媒質中で、任意
の順序で混合されてもよい。
【0016】混合は単純接触で行われてもよく、その
後、均質な液体が形成されるまで撹拌される。混合は空
気の不在下に、好ましくはオレフィンの存在下に行われ
る。
【0017】例として、反応が行われ得る、イオン特性
を持つ非水性液体媒質は以下のものから構成される: a)ハロゲン化物、より特別には第四級アンモニウムお
よび/または第四級ホスホニウムの塩化物および/また
は臭化物、 b)ハロゲン化アルミニウムおよび/またはハロゲン化
アルキルアルミニウム(トリ塩化物またはトリ臭化物) c)場合によっては、単純な、縮合された、または置換
された、芳香族炭化水素の好ましくは存在下に、 d)場合によっては、アルミニウムの有機誘導体。
【0018】使用可能なハロゲン化第四級アンモニウム
およびハロゲン化第四級ホスホニウムは、好ましくは一
般式NR1 2 3 4 XおよびPR1 2 3 4
に対応しており、式中XはClまたはBrを表し、
1 、R2 、R3 およびR4 は、同一または異なって、
それぞれ、水素、炭素原子を1〜12個有する(飽和また
は不飽和)脂肪族または芳香族アルキル基を表す。ハロ
ゲン化アンモニウムおよび/またはハロゲン化ホスホニ
ウムはまた、窒素および/または燐原子を1、2または
3個有する含窒素または含燐の複素環から由来してもよ
い。例として、塩化テトラブチルホスホニウム、塩化N
- ブチルピリジニウム、臭化エチルピリジニウム、塩化
3-ブチル-1- メチルイミダゾリウム、塩化ジエチルピラ
ゾリウム、塩酸ピリジニウム、塩化トリメチルフェニル
アンモニウムを挙げることができる。
【0019】本発明による触媒組成物により二量化、共
二量化またはオリゴマー化されることのできるオレフィ
ンは一般に、炭素原子を2〜10個有している。これら
は、好ましくは、エチレン、プロピレン、n-ブテンおよ
びn-ペンテンのようなアルファ- オレフィンである。各
オレフィンは、接触クラッキングまたは蒸気クラッキン
グのような、石油の精製方法から由来する“留分”中に
見いだされるような、純粋なまたは例えばアルカンによ
り希釈された、単独物または混合物である。
【0020】オレフィンの二量化、共二量化またはオリ
ゴマー化の接触反応は、一つまたは複数の反応段階で閉
システム、半閉システムまたは連続的に行われてもよ
い。反応温度は-40 〜+70 ℃、好ましくは-20 〜+50 ℃
であってよい。反応により生じる熱は専門技術者に既知
のあらゆる方法によって除去されてもよい。圧力は大気
圧、または大気圧よりも低い圧力、および20MPa 、好
ましくは大気圧〜5MPa であってよい。反応生成物ま
たは反応しなかった一つまたは複数の反応体は、触媒系
から分離される。本方法がイオン特性を持つ非水性媒質
で行われる有利な場合において、これらの反応生成物お
よび残留反応体は単純デカンテーションにより分離さ
れ、ついで分留される。
【0021】
【実施例】以下の実施例は本発明を、その範囲を制限す
ることなく例証している。
【0022】[実施例1]温度測定機、良好な撹拌を確
実なものにするための棒磁石および冷却液を循環させる
二重外囲器を装備した100 mlのガラス製反応器が、空気
と湿気がパージされて、純度99%のプロピレンの大気圧
に維持された。反応器に、錯体NiCl2,2P(iP
r)3 を22mg(0.05ミリモル)および化合物NiC
2 ,2ピリジンを14 mg (0.05ミリモル)を導入し、
ついで温度を-15 ℃に下げ、注入器によって、塩化ブチ
ルメチルイミダゾリウム0.1 モル、昇華塩化アルミニウ
ム0.122モル、ジクロロエチルアルミニウム0.002 モル
およびイソズレン0.03モルからなる液体組成物3.5 mlを
注入した。撹拌を開始し、直ちにプロピレンの吸収を認
めた。反応器が液体で4分の3まで一杯になったとき、
撹拌を停止し、“溶融塩”をデカンテーションさせてお
き、炭化水素相の大部分を抜き取った。この操作を6回
行った。この時点でプロピレンが全部で300 g 導入され
ている。様々なフラクションの分析は、各フラクション
が二量体75%、三量体22%および四量体3%で構成され
ていることを示した。すべてのフラクションにおいてほ
ぼ同一であった二量体の組成物は、2,3-ジメチルブテン
を81%、n-ヘキセンを2%および2-メチルペンテンを17
%含んでいた。
【0023】[実施例1′(比較用)]化合物NiCl
2 ,2ピリジンを用いずに、錯体NiCl2 ,2P(i
Pr)3 を0.1 ミリモルを用いた以外は、実施例1での
ように操作を行った。結果は、プロピレンを240 g しか
転換しなかったことを除いて、同一であった。
【0024】[実施例2]イソズレンの代わりに、液体
組成物はトルエンを含んでいたことを除いて、実施例1
でのように操作を行った。6回抜き取りを行ったが、こ
れは導入されたプロピレン325 g に相当する。各抜き取
り後に、トルエン0.2 mlを導入した。六つのフラクショ
ンは、二量体78%、三量体19%および四量体3%で構成
されていた。二量体は、2,3-ジメチルブテンを83%、n-
ヘキセンを2%および2-メチルペンテンを15%含んでい
た。
【0025】[実施例3]錯体NiCl2 ,2P(iP
r)3 の代わりに、錯体NiCl2 ,2P(Bu)3
同量用いて、+ 5℃で操作を行ったことを除いて、実施
例1でのように操作をした。反応器が液体で4分の3ま
で一杯になったとき、撹拌を止め、“溶融塩”をデカン
テーションさせておき、炭化水素相の大部分を抜き取っ
た。この操作を7回行った。この時点で、プロピレンが
全部で408 g 導入されている。様々なフラクションの分
析により、各フラクションは、二量体89%、三量体8%
および四量体3%で構成されていることが示された。す
べてのフラクションでほぼ同一であった二量体の組成物
は、2,3-ジメチルブテンを31%、n-ヘキセンを5%およ
び2-メチルペンテンを64%含んでいた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サンドラ アインロフト ブラジル国 リオ グランデ ド スール ポルト アレグレ アヴェニーダ ジョ アン ペソーア 1375 アプト 904 (72)発明者 エレン オリヴィエ フランス国 リイル マルメゾン アヴニ ュー ドゥ ラ レピュブリク 72

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つのハロゲン化アルキルア
    ルミニウムと、第三級ホスフィンを2分子含む少なくと
    も一つの2価のニッケル錯体と、水もホスフィンも含ま
    ない少なくとも一つのニッケルの2価化合物との混合の
    結果生じる、オレフィンの二量化およびオリゴマー化用
    触媒組成物。
  2. 【請求項2】 アルミニウム:ニッケルモル比は2:1
    〜100 :1、好ましくは5:1〜50:1である、請求項
    1による触媒組成物。
  3. 【請求項3】 ホスフィンを2分子有するニッケル錯体
    は、一般式NiX2,2(第三級ホスフィン)を有し、
    式中、Xは塩素アニオン、臭素アニオン、沃素アニオ
    ン、硝酸アニオン、または酢酸アニオンであり、または
    2 は硫酸アニオンである、請求項1または2項による
    触媒組成物。
  4. 【請求項4】 第三級ホスフィンは、トリイソプロピル
    ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリベン
    ジルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィ
    ン、テトラシクロヘキシル−メチレン−ジホスフィン、
    ジシソプロピルターシャリーブチルホスフィンからなる
    群より選ばれる、請求項1〜3のうちの1項による触媒
    組成物。
  5. 【請求項5】 ホスフィンを含む錯体は、NiCl2
    2P(イソプロピル)3 およびNiCl2 ,2P(シク
    ロヘキシル)3 からなる群より選ばれる、請求項1〜4
    のうちの1項による触媒組成物。
  6. 【請求項6】 ホスフィンを含まないニッケル化合物
    は、一般式NiX2 X を有し、式中、Xは塩素アニオ
    ン、臭素アニオン、沃素アニオン、硝酸アニオン、また
    はカルボキレートアニオン、またはX2 は硫酸アニオン
    であり、Lは、エーテル、エステル、アンモニア;第
    一、第二または第三アミン;同一のまたは異なる一つま
    たは複数のヘテロ原子を有する複素環のような含酸素ま
    たは含窒素化合物であり、かつxは値0、2、または4
    である、請求項1〜5のうちの1項による触媒組成物。
  7. 【請求項7】 ホスフィンを含まないニッケル化合物
    は、NiCl2 ;NiCl2 ,2ピリジン;NiC
    2 ,ジメトキシエタン;NiCl2 ,4NH3 ;酢酸
    ニッケル、オクタン酸ニッケルからなる群より選ばれ
    る、請求項1〜6のうちの1項による触媒組成物。
  8. 【請求項8】 アルミニウムの有機化合物は、ジクロロ
    エチルアルミニウム、ジクロロイソブチルアルミニウ
    ム、クロロジエチルアルミニウム、セスキ塩化エチルア
    ルミニウムおよびセスキ塩化ジイソブチルアルミニウム
    からなる群より選ばれる、請求項1〜7のうちの触媒組
    成物。
  9. 【請求項9】 第三級ホスフィンを2分子含むニッケル
    の2価錯体と、水もホスフィンも含まないニッケルの2
    価化合物との(Ni当量の)比は、0.1 〜10である、請
    求項1〜8のうちの1項による触媒組成物。
  10. 【請求項10】 第三級ホスフィンを2分子含むニッケ
    ルの2価錯体と、水もホスフィンも含まないニッケルの
    2価化合物との(Ni当量の)比は、0.8 〜2である、
    請求項1〜9のうちの1項による触媒組成物。
  11. 【請求項11】 第三級ホスフィンを2分子含むニッケ
    ルの2価錯体と、水もホスフィンも含まないニッケルの
    2価化合物との(Ni当量の)比は、0.8 〜1.2 であ
    る、請求項1〜10のうちの1項による触媒組成物。
  12. 【請求項12】 第三級ホスフィンを2分子含むニッケ
    ルの2価錯体と、水もホスフィンも含まないニッケルの
    2価化合物との(Ni当量の)比は1である、請求項1
    〜11のうちの1項による触媒組成物。
  13. 【請求項13】 前記混合物は、イオン特性を有する非
    水性媒質に少なくとも一部溶解している、請求項1〜1
    2のうちの1項による触媒組成物。
  14. 【請求項14】 前記混合物は、少なくとも1つのハロ
    ゲン化第四級アンモニウムおよび/またはハロゲン化第
    四級ホスホニウムと、ハロゲン化アルキルアルミニウム
    およびハロゲン化アルミニウムからなる群から選ばれる
    少なくとも1つのアルミニウム化合物とを含む、イオン
    特性を有する非水性媒質に少なくとも一部溶解してい
    る、請求項1〜12のうちの1項による触媒組成物。
  15. 【請求項15】 第三級ホスフィンを2分子含む少なく
    とも1つのニッケルの2価錯体と、水もホスフィンも含
    まない少なくとも1つのニッケルの2価化合物との混
    合、ついで少なくとも1つのハロゲン化アルキルアルミ
    ニウムとの混合により得られる、請求項1〜14のうち
    の1項による触媒組成物。
  16. 【請求項16】 芳香族炭化水素をもまた含む、請求項
    13〜15のうちの1項による触媒組成物。
  17. 【請求項17】 少なくとも1つのオレフィンが、請求
    項1〜16のうちの1項による触媒組成物と接触され
    る、オレフィンの二量化およびオリゴマー化および共二
    量化のための方法。
  18. 【請求項18】 少なくとも1つのアルファ−オレフィ
    ンが触媒組成物と接触される、請求項17項による方
    法。
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