JPH11315111A - オレフインの重合方法 - Google Patents
オレフインの重合方法Info
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Abstract
なく、結晶度の高いオレフイン重合体を製造する方法。 【解決手段】 a)イオン化イオン性化合物をメタロセ
ンの中性誘導体と混合し、 b)メタロセンがイオン化イオン性化合物によってイオ
ン化され且つメタロセンカチオンが触媒として働くイオ
ン対が生成するように、イオン化イオン性化合物及びメ
タロセンの中性誘導体を接触させ、そして c)この触媒を重合条件下にオレフインと接触させる、
オレフインの重合方法。
Description
関する。
を用いてオレフインを重合させる方法に関する。この化
合物はオレフイン、主にプロピレンの重合に対する触媒
として有用である。この方法は中性メタロセン化合物を
イオン化するイオン化剤を使用する。このイオン化イオ
ン性化合物は活性プロトンを含有せず、カルボニウム、
オキソニウム又はスルホニウムカチオンを含む。イオン
化イオン性化合物のアニオンはメタロセンカチオンに配
位せず或いはゆるくしか配位せず、またメタロシアニン
カチオンと化学的に反応しない。1つのそのような化合
物はトリフエニルカルベニウムテトラキス(ペンタフル
オルフエニル)ボロネートである。
々の形態、即ちアイソタクチック、シンジオタクチック
及びアタクチックのポリオレフインを生成する。アイソ
タクチックポリプロピレンは、主に同一の立体配置の及
び少しだけの無規則な短い反転の反復単位を主鎖中に含
む。アイソタクチックポリプロピレンは構造的に
(非結晶)状態の重合体とかなり異なる結晶融点及び他
の望しい物理性を有する非常に結晶性の重合体である。
互の立体異性体の単位を含み、構造式
鎖はアタクチック重合体である。商業的な用途におい
て、典型的にはアタクチック重合体のある割合はアイソ
タクチック形を含んで製造される。
−ナッタ触媒を用いる。チーグラー−ナッタ触媒のある
種はメチルアルミノキサンを共触媒とする第IV族のメタ
ロセン化合物である。オレフインの重合に対するチーグ
ラー−ナッタ触媒が第IV族のメタロセン化合物をイオン
性化合物と一緒にすることによって製造しうることが示
されている。
ロセンカチオンである。イオン性化合物のカチオン[C]
はメタロセンと反応してイオン対を生成する。アニオン
[A]は配位しておらず、或いはカチオンメタロセンと弛
くにだけ配位している。
れた。1電子酸化−この方法は「カチオン性ジシクロペ
ンタジエニルジルコニウム(IV)アルキル錯体」、M.
ボフマン(Bochmanm)L.M.ウイルソン(Wilson)、J.ケ
ム・ソク・コミュン(Chem. Soc. Commun.)、1610〜
1611(1985);「カチオン性アルキルビス(シ
クロペンタジエニル)チタニウム錯体」、M.ボフマ
ン、L.ウイルソン(Wilson)、オルガノメタリックス(Or
ganometallics)、6、2556〜2563(198
7);カチオン性アルキルビス(シクロペンタジエニ
ル)チタン錯体における挿入反応、M.ボフマン(Boch
manm)、L.ウイルソン(Wilson)、オルガノメタリッ
クス、7、1147〜1154(1987)によって例
示されている。
ーナー(Turner)の、プロトン化法によって製造される触
媒についての研究に関する。ビス(シクロペンタジエニ
ル)金属化合物は、プロトンを供与しうるカチオン及び
複数のホウ素原子を有するアニオンをもつ化合物と組合
せられる。例えば次の反応はこの発明を例示する:ビス
(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチル+N,N
−ジメチルアニリニウムビス(7,8−ジカルバウンデ
カボレート)コバルテート(III)→[Cp2HfMe]
[B]+CH4+N,N−ジメチルアニリン。但し[B]
は7,8−ジカルバウンデカボランである。
ーナーの、プロトン化法によって製造される触媒につい
ての研究に関する。ビス(シクロペンタジエニル)金属
化合物は、金属化合物の配位子と不可逆的に反応するカ
チオン及び金属又は金属性イオンの周囲に複数の親油性
基をもつアニオンを有するイオン性化合物と一緒にされ
る。例えば次の反応がこの発明を例示する:トリ(n−
ブチル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフエニ
ル)ホウ素+ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジメチル →[Cp2ZrMe][BPh4]+CH4+ト
リ(n−ブチル)N。プロトン化反応の副生物はルイス
塩基(アミン)であり、そのいくつかはカチオンに配位
することができ、従って触媒活性を妨害する。出発物質
は触媒毒となる特別なアミンが生成するのを避けるため
に注意深く選択しなければならない。更に触媒及びこの
触媒で製造される重合体は望しくない且つ有毒な残存ア
ミンを含有する。
は、「多重金属−炭素結合」、R.R.シュロック(Schroc
k)、P.R.シャープ(Sharp)、J.アム・ケム・ソク(A
m. Chem.Soc.)、100(8)、2389〜2399
(1978年4月2日)に例示されている。
ルミノキサン(MAO)を共触媒として作用せしめるべ
くメタロセン化合物と共に添加する。MAOの機能はア
ルキル化を開始し、メタロセン化合物のイオン化を促進
する。共触媒は触媒活性を減ずる毒物を減少させる捕捉
剤である。現在公知の方法は大過剰のMAOの添加を必
要とする。MAOは比較的高価という欠点がある。これ
は触媒系を高価格にする。
知れない副生物を制御するために出発原料を選択するこ
との必要性を排除することである。
ける共触媒としてのメチルアルミノキサン(MAO)を
排除することである。
まない重合体を製造することである。
なアミンを含まない重合体を製造することである。
トリフエニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオル
フエニル)ボロネートをメタロセンの誘導体と混合し、
そしてこの混合物をオレフインに添加することによって
達成される。
有しない且つメタロセンのカチオンに配位しないか又は
ゆるくしか配位しないアニオンを有するイオン化剤でイ
オン化することによるオレフインの重合用の触媒を使用
し、オレフインを重合する方法に関する。またそのアニ
オンはこのアニオンと反応もしない。
はメタロセンの中性誘導体と混合され、次の反応式に従
って反応する: Cp2MRp+[C*][A*] → [Cp2MRp-1]+[A*]-+R[C*] [式中、Cpはシクロペンタジエニル又は置換シクロペ
ンタジエニル基であり、各Cpは同一でも異なってもよ
く、Mは第IV族の金属であり、Rはヒドリド、ハロゲ
ン、アミド又はヒドロカルビル基であり、各Rは同一で
も異なってもよく、但し1つのRだけはヒドリドであ
り、そしてpは1〜4であり、C*はカルボニウムであ
り、そしてA*はメタロセンのカチオンに配位しないか
又はゆるくしか配位しないアニオンである]。
い又はゆるくしか配位しない溶媒中に入れられる。その
ような溶媒の例はトルエン及び塩化メチレンである。好
適な溶媒はトルエンである。2つの反応物を同一の溶媒
に別々に溶解し、そしてメタロセン10モル:イオン化
化合物1モル〜メタロセン1モル:イオン化化合物1モ
ルの範囲にあるモル比で室温下に一緒に混合する。好適
なモル比はメタロセン2モル:イオン化化合物1モル〜
メタロセン1モル:イオン化化合物2モルである。最も
好適なモル比はメタロセン1モル:イオン化化合物1モ
ルである。混合後に、混合物を重合を行なう条件下にオ
レフインに添加する。好適なオレフインはエチレン及び
プロピレンであり、プロピレンが最も好適である。
えばトリフエニルカルベニウムテトラキス(ペンタフル
オルフエニル)ボロネートをメタロセンの中性誘導体と
混合する。トリフエニルカルベニウムテトラキス(ペン
タフルオルフエニル)ボロネートはメタロセンをイオン
化するイオン化剤として働く。この結果カチオン性メタ
ロセン化合物が生成する。 トリフエニルカルベニウム
テトラキス(ペンタフルオルフエニル)ボロネート[Ph
3C][BPh*4]は次の反応式で製造される: Ph3CCl+LiBPh*4 → [Ph3C][BPh*4] + L
iCl [式中、Phはフエニルであり、そしてPh*はペンタフ
ルオルフエニルである]。
る。テトラキス(ペンタフルオルフエニル)ボロネート
はアニオンである。
ンタフルオルフエニル)ボロネートは次の実験室法で製
造した。Ph3CCl27.1ミリモルの、塩化メチレン1
50cc中明黄色溶液を、塩化メチレン350cc中にスラ
リーとしたLiB(C6F4)425gに25℃で滴下した。
橙色のスラリーを30分間撹拌し、濾過した。[Ph3C]
[BPh*4]及びLiClを含有する固体を塩化メチレンで
洗浄した。一緒にした洗浄液及び濾液を75ccまで濃縮
し、次いで迅速に撹拌しながらペンタン400cc中へ管
を通して導入した。固体をペンタンで数回及び少量のト
ルエンで数回洗浄し、[Ph3C][BPh*4]の明黄色の粉
末を得た。収量は20g(75%)であった。
ンタジエニル基であり、各Cpは同一でも異なってもよ
く、Mは第IV族の金属であり、例えばチタン、ハフニウ
ム又はジルコニウム、好ましくは高触媒活性に対してジ
ルコニウム及び高分子量に対してハフニウムであり、R
はヒドリド、ハロゲン、アミド又はヒドロカルビル基例
えば炭素数1〜20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であり、各
Rは同一でも異なってもよく、但しRがヒドリドならば
1つのRだけがヒドリドであり、そしてpは1〜4であ
る]のものである。好適なメタロセンの中性誘導体は、
エチレンビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウム
ジメチル、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジ
メチル及びイソプロピリデン(シクロペンタジエニル−
1−フルオレニル)ジルコニウムジメチルである。最も
好適なメタロセンの中性誘導体はエチレンビス(インデ
ニル)ジルコニウムジメチルである。
オレフインの重合に対して公知の手段により、例えばバ
ルク、スラリー又は気相での重合により行なわれる。ポ
リプロピレンの場合、重合温度は−80〜150℃、好
ましくは25〜90℃、最も好ましくは50〜80℃の
範囲である。
施例は本発明の特別な例として且つその実施と利点を示
すために与えられる。従って実施例は例示のために与え
られ、いずれの場合にも本明細書又は特許請求の範囲を
限定する意図をもたないことが理解される。
フエニル)ボロネート55mgをトルエン5ccに溶解し
た。Et(IndH4)2ZrMe2をトルエン5ccに溶解した。
2つの溶液を室温で5分間一緒に混合して明黄色の溶液
を得た。
ーブ(Zipperclave)反応器に添加した。この反応器にプ
ロピレン1.0 lを添加した。反応器の温度を70℃に
設定した。反応器の内容物を撹拌した。60分間の重合
期間中温度は70℃のままであった。次いでプロピレン
を反応器から放出させた。反応器の内容物をアセトンで
洗浄し、真空炉中で乾燥した。
は示差掃査熱量計(DSC)によった。結果を第I表に
示す。
フエニル)ボロネート40mg及びEt(IndH4)ZrMe2
20mgを用いる以外実施例Iの方法に従った。結果を第I
表に示す。
フエニル)ボロネート30mg及びEt(IndH4)ZrMe2
15mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応器の
温度を80℃に設定したが、温度は80℃のままであっ
た。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート60mg及びEt(IndH4)ZrMe2
60mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応器の
温度を50℃に設定したが、温度は100℃に上昇し
た。反応時間は10分であった。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート55mg及びEt(IndH4)ZrMe2
55mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応器の
温度を50℃に設定したが、温度は160℃に上昇し
た。反応時間は10分であった。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート100mg及びEt(Ind)2ZrMe2
60mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応器の
温度を50℃に設定したが、温度は50℃のままであっ
た。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート100mg及びEt(Ind)2ZrMe2
60mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応器の
温度を50℃に設定したが、温度は50℃のままであっ
た。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート120mg及びiPr(Cp-1-Flu)Z
rMe280mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応
器の温度を70℃に設定したが、温度は100℃以上に
上昇した。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート100mg及びiPr(Cp-1-Flu)Z
rMe260mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応
器の温度を70℃に設定したが、温度は78℃以上に上
昇した。結果を第I表に示す。
フエニル)ボロネート60mg及びiPr(Cp-1-Flu)Zr
Me240mgを用いて実施例Iの方法を繰り返した。反応
器の温度を70℃に設定した。結果を第I表に示す。
結果を得た。
ける触媒として使用される。本発明による触媒の製造法
は、高活性を有する触媒を生成し、そして触媒活性を禁
止しうる副生物を減ずる。この新規な合成法はルイス塩
基を生成しないきれいな反応である。本方法は第IV族の
メタロセン誘導体からメチルアニオンを除去することに
よって活性な触媒を生成する。
記の教示を参考にして可能である。それ故に特許請求の
範囲内において、本発明は本明細書に特に記述したもの
以外にも実施しうることを理解すべきである。
る。
センの中性誘導体と混合し、そして b)メタロセンがイオン化イオン性化合物によってイオ
ン化され且つメタロセンカチオンが触媒として働くイオ
ン対が生成するように、イオン化イオン性化合物及びメ
タロセンの中性誘導体を接触させる、ことを含んでな
る、但しメタロセンの中性誘導体が一般式 Cp2MRp [式中、Cpはシクロペンタジエニル又は置換シクロペ
ンタジエニル基であり、各Cpは同一でも異なってもよ
く、Mは第III、IV、V又はVI族の金属であり、Rはヒド
リド、ハロゲン、アミド又はヒドロカルビル基であり、
各Rは同一でも異なってもよく、但し1つのRだけはヒ
ドリドであり、そしてpは1〜4である]のものであ
り、イオン化イオン性化合物は活性プロトンを含有せず
且つカルボニウム、オキソニウム又はスルホニウムカチ
オンを含み、そしてイオン化イオン性化合物のアニオン
は、メタロセンカチオンに配位せず或いはゆるくしか配
位せず且つメタロセンカチオンと化学的に反応しない、
触媒の製造法。
を、メタロセンカチオンに配位しない又はゆるくしか配
位しない溶媒に溶解する上記1の方法。
別に同一の溶媒に溶解する上記2の方法。
合物のモル比がメタロセン10モル:イオン化化合物1
モルからメタロセン1モル:イオン化化合物10モルま
での範囲にある上記3の方法。
合物のモル比がメタロセン2モル:イオン化化合物1モ
ルからメタロセン1モル:イオン化化合物2モルまでの
範囲にある上記4の方法。
合物のモル比がメタロセン1モル:イオン化化合物1モ
ルである上記5の方法。
ニウムからなる群から選択される第IV族の金属である上
記4の方法。
法。
法。
アリール基、アルケニル基、アルキルアリール基及びア
リールアルキル基からなる群から選択されるヒドロカル
ビル基である上記9の方法。
ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチ
ル、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル
及びイソプロピリデン(シクロペンタジエニル−1−フ
ルオレニル)ジルコニウムジメチルからなる群から選択
される上記10の方法。
ビス(インデニル)ジルコニウムジメチルである上記1
1の方法。
ベニウムテトラキス(ペンタフルオルフエニル)ボロネ
ートである上記12の方法。
法。 15.a)イオン化イオン性化合物をメタロセン
の中性誘導体と混合し、 b)メタロセンがイオン化イオン性化合物によってイオ
ン化され且つメタロセンカチオンが触媒として働くイオ
ン対が生成するように、イオン化イオン性化合物及びメ
タロセンの中性誘導体を接触させ、そして c)この触媒を重合条件下にオレフインと接触させる、
ことを含んでなる、但しメタロセンの中性誘導体が一般
式 Cp2MRp [式中、Cpはシクロペンタジエニル又は置換シクロペ
ンタジエニル基であり、各Cpは同一でも異なってもよ
く、Mは第III、IV、V又はVI族の金属であり、Rはヒド
リド、ハロゲン、アミド又はヒドロカルビル基であり、
各Rは同一でも異なってもよく、但し1つのRだけはヒ
ドリドであり、そしてpは1〜4である]のものであ
り、イオン化イオン性化合物は活性プロトンを含有せず
且つカルボニウム、オキソニウム又はスルホニウムカチ
オンを含み、そしてイオン化イオン性化合物のアニオン
は、メタロセンカチオンに配位せず或いはゆるくしか配
位せず且つメタロセンカチオンと化学的に反応しない、
オレフインの重合法。
を、メタロセンカチオンに配位しない又はゆるくしか配
位しない溶媒に溶解する上記15の方法。
を別に同一の溶媒に溶解する上記16の方法。
化合物のモル比がメタロセン10モル:イオン化化合物
1モルからメタロセン1モル:イオン化化合物10モル
までの範囲にある上記17の方法。
化合物のモル比がメタロセン2モル:イオン化化合物1
モルからメタロセン1モル:イオン化化合物2モルまで
の範囲にある上記18の方法。
化合物のモル比がメタロセン1モル:イオン化化合物1
モルである上記19の方法。
フニウムからなる群から選択される第IV族の金属である
上記18の方法。
方法。
の方法。
アリール基、アルケニル基、アルキルアリール基及びア
リールアルキル基からなる群から選択されるヒドロカル
ビル基である上記23の方法。
ビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジメチ
ル、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムジメチル
及びイソプロピリデン(シクロペンタジエニル−1−フ
ルオレニル)ジルコニウムジメチルからなる群から選択
される上記24の方法。
ビス(インデニル)ジルコニウムジメチルである上記2
5の方法。
ベニウムテトラキス(ペンタフルオルフエニル)ボロネ
ートである上記26の方法。
法。
で開始する上記28の方法。
始する上記29の方法。
始する上記30の方法。
Claims (1)
- 【請求項1】 a)イオン化イオン性化合物をメタロセ
ンの中性誘導体と混合し、 b)メタロセンがイオン化イオン性化合物によってイオ
ン化され且つメタロセンカチオンが触媒として働くイオ
ン対が生成するように、イオン化イオン性化合物及びメ
タロセンの中性誘導体を接触させ、そして c)この触媒を重合条件下にオレフインと接触させる、
ことを含んでなる、但しこゝでメタロセンの中性誘導体
が一般式 Cp2MRp [式中、Cpはシクロペンタジエニル又は置換シクロペ
ンタジエニル基であり、各Cpは同一でも異なってもよ
く、Mは第IV族の金属であり、Rはヒドリド、ハロゲ
ン、アミド又はヒドロカルビル基であり、各Rは同一で
も異なってもよく、但し1つのRだけはヒドリドであ
り、そしてpは2である]のものであり、 イオン化イオン性化合物は活性プロトンを含有せず且つ
カルボニウムカチオンを含み、そしてイオン化イオン性
化合物のアニオンは、メタロセンカチオンに配位してい
ないか或いはゆるくしか配位していない、ことを特徴と
するオレフインの重合方法。
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