JPH11322820A - オレフィン類重合用触媒成分及びそれを用いたオレフィン類の重合方法 - Google Patents
オレフィン類重合用触媒成分及びそれを用いたオレフィン類の重合方法Info
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- JPH11322820A JPH11322820A JP13512198A JP13512198A JPH11322820A JP H11322820 A JPH11322820 A JP H11322820A JP 13512198 A JP13512198 A JP 13512198A JP 13512198 A JP13512198 A JP 13512198A JP H11322820 A JPH11322820 A JP H11322820A
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Abstract
媒を提供する。 【解決手段】 下記一般式(I) LnPd(CF3SO3)2 (I) (式中、Lは中性配位子を表し、nは0又は2の整数で
ある)で示されるパラジウム化合物をオレフィン類重合
用触媒として用いる。
Description
用触媒成分及びそれを用いたオレフィン類の重合方法に
関する。さらに詳しくは、本発明は、特定のパラジウム
化合物からなる安定性が高く、しかもパラジウム当たり
の活性の高いオレフィン類重合用触媒成分、及びこのオ
レフィン類重合用触媒成分を用いて、工業的有利に効率
よくオレフィン類を重合する方法に関する。
ンを重合して、α−オレフィンオリゴマーやポリα−オ
レフィンを製造する方法、ブタジエンやイソプレン等の
ジエンを重合して直鎖二量体やポリジエンを製造する方
法、ノルボルネン等の環状オレフィンを重合してポリノ
ルボルネンを製造する方法、シクロペンタジエン等の環
状ジエンを重合してポリシクロペンタジエンを製造する
方法、及びエチレンと一酸化炭素を重合して完全交互ポ
リケトンを製造する方法等のオレフィン類の重合による
ポリオレフィン類の製造方法において、パラジウム触媒
を用いることは公知である。例えば、J.Amer.C
hem.Soc.,117,6414(1995)に
は、ジイミン配位子を有するPd化合物とH(OE
t2)2BAr4からなる触媒の存在下に、エチレンやプ
ロピレンの重合によるポリα−オレフィンの製造方法が
開示されている。また、Tetrahedron Le
tt.,26,2451(1967)には、Pd(OA
c)2とトリフェニルホスフィンからなる触媒の存在下
に、ブタジエンの重合による1,3,7−オクタトリエ
ンの製造方法が開示されている。Macromol.S
ymp.,89,433 (1995)には、[Pd
(CH3CH2CN)4]2 +(BF4 -)2からなる触媒の存
在下に、ノルボルネンの重合によるポリノルボルネンの
製造方法が開示されている。Angew.Chem.I
nt.Ed.Engl.24,314(1985)に
は、Pd(アセチルアセトナート)2、トリフェニルホ
スフィン及び酢酸からなる触媒の存在下に、シクロペン
タジエンの重合によるポリシクロペンタジエンの製造方
法が開示されている。さらに、J.Organome
t.Chem.,417,235(1991)には、
(CH3CN)2Pd(p−トルエンスルホナート)2と
1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンからな
る触媒の存在下に、エチレンと一酸化炭素の重合による
完全交互ポリケトンの製造方法が開示されている。
で提案されている前記記載のパラジウム触媒は、いずれ
も触媒活性が十分でなく、また熱的安定性に乏しいとい
う問題があった。
であり、その目的は安定性が高く、しかもパラジウム当
たりの活性の高いオレフィン類重合用触媒成分、及びこ
のオレフィン類重合用触媒成分を用いて、工業的有利に
効率よくオレフィン類を重合する方法を提供することで
ある。
題を解決するため鋭意検討を行った結果、特定の構造を
有するパラジウム化合物は、安定性が高く、しかもパラ
ジウム当たりの活性が高く、オレフィン類重合用触媒成
分として好適であること、及びこのオレフィン類重合用
触媒成分を用いてなる触媒の存在下にオレフィン類の重
合を行うと、工業的有利に効率よくオレフィン類を重合
できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
ある)で示される構造を有するパラジウム化合物である
ことを特徴とするオレフィン類重合用触媒成分、(2)
上記一般式(I)のオレフィン類重合用触媒成分を用い
てなる触媒の存在下に、オレフィン類を単独、又はオレ
フィン類と他の重合性不飽和化合物を共重合させること
を特徴とするオレフィン類の重合方法に関する。
く説明する。
物は、下記一般式(I) LnPd(CF3SO3)2 (I) (式中、Lは中性配位子を表し、nは0又は2の整数で
ある)で示される構造を有する化合物である。
しては、特に限定するものではないが、例えば、含窒素
化合物、含リン化合物、含ヒ素化合物、含アンチモン化
合物、含ビスマス化合物、含酸素化合物、含硫黄化合物
等のヘテロ元素含有化合物やアルケンやアルキン等の多
重結合含有炭化水素化合物が挙げられる。
ではないが、例えば、トリフェニルアミン、トリブチル
アミン、2,2´−ビピリジル、1,10−フェナント
ロリン等のアミン類、アセトニトリル、プロピオニトリ
ル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、ベンゾニトリ
ル等のニトリル類が挙げられる。含リン化合物として
は、特に限定するものではないが、例えば、トリフェニ
ルホスフィン、トリトリルホスフィン、トリ−n−ブチ
ルホスフィン、トリ−t−ブチルホスフィン、トリシク
ロヘキシルホスフィン、1,2−ビス(ジフェニルホス
フィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィ
ノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)
ブタン等のホスフィン類、トリフェニルホスファイトや
トリ−n−ブチルホスファイト等のホスファイト類が挙
げられる。
ではないが、例えば、トリフェニルヒ素等が挙げられ
る。含アンチモン化合物としては、特に限定するもので
はないが、例えば、トリフェニルアンチモン等が挙げら
れる。含ビスマス化合物としては、特に限定するもので
はないが、例えば、トリフェニルビスマス等が挙げられ
る。含酸素化合物としては、特に限定するものではない
が、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等
のエーテル類が挙げられる。含硫黄化合物としては、特
に限定するものではないが、例えば、ジブチルスルフィ
ドやジフェニルスルフィド等のスルフィド類が挙げられ
る。
のではないが、例えば、エチレンやブタジエン、1,5
−シクロオクタジエン等が挙げられ、アルキンとして
は、例えば、アセチレンや1,2−ジフェニルアセチレ
ン等が挙げられる。
合物としては、特に限定するものではないが、例えば、
ビス(トリフルオロメタンスルホナート)パラジウム、
ビス(アセトニトリル)ビス(トリフルオロメタンスル
ホナート)パラジウム、ビス(トリ−n−ブチルホスフ
ィン)ビス(トリフルオロメタンスルホナート)パラジ
ウム、ビス(トリ−t−ブチルホスフィン)ビス(トリ
フルオロメタンスルホナート)パラジウム、[1,3−
ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ビス(トリフ
ルオロメタンスルホナート)パラジウム、ビス(トリフ
ェニルホスフィン)ビス(トリフルオロメタンスルホナ
ート)パラジウム、ビス(ジフェニルスルフィド)ビス
(トリフルオロメタンスルホナート)パラジウム、ビス
(シクロオクタジエン)ビス(トリフルオロメタンスル
ホナート)パラジウム等が挙げられる。
易さの面から、中性配位子を有しないビス(トリフルオ
ロメタンスルホナート)パラジウムやニトリル配位子を
有するビス(トリフルオロメタンスルホナート)パラジ
ウムが好ましく用いられる。より好ましくはビス(トリ
フルオロメタンスルホナート)パラジウム、ビス(アセ
トニトリル)ビス(トリフルオロメタンスルホナート)
パラジウムである。
(I)で示されるパラジウム化合物の合成法に特に制限
はなく、公知の方法、例えば、Bull.Chem.S
oc.Jpn.,67,1746(1994)等に記載
されている方法で合成すればよい。例えば、ビス(トリ
フルオロメタンスルホナート)パラジウムは、硝酸パラ
ジウムとトリフルオロメタンスルホン酸の反応から合成
することができる。
上記一般式(I)で示されるパラジウム化合物である。
また、本発明のオレフィン類の重合方法においては、前
記のパラジウム化合物をオレフィン類重合用触媒成分と
してなる触媒の存在下に、オレフィン類を単独、又はオ
レフィン類と他の重合性不飽和化合物を共重合させる。
記のパラジウム化合物に、さらにアルキル金属化合物や
ルイス酸を添加して、オレフィン類の重合に供される。
アルキル金属化合物やルイス酸の共存により、触媒活性
が向上する等の効果が認められる。
合物は、特に限定するものではないが、例えば、下記一
般式(II) RpMXq (II) (式中、pは0<p≦3であり、qは0≦q<3であっ
て、しかもp+qは1〜3である。Mはリチウム、マグ
ネシウム、亜鉛、ボロン又はアルミニウムを表し、Rは
炭素数1〜10のアルキル基を表し、Xは水素原子、ア
ルコキシ基、アリール基又はハロゲン原子を表す)で示
される化合物及び/又はアルミノキサンが好適なものと
して挙げられる。
10のアルキル基としては、特に限定するものではない
が、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、シクロヘキシル基又はオクチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、特に限定するものではないが、
例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基又はフェ
ノキシ基等が挙げられる。アリール基としては、特に限
定するものではないが、例えば、フェニル基等が挙げら
れる。ハロゲン原子としては、特に限定するものではな
いが、例えば、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素が挙げら
れる。
Alで、pとqがそれぞれ1.5のとき、AlR1.5X
1.5となる。このような化合物は、理論的には存在しな
いが、通常、慣用的にAl2R3X3のセスキ体として表
現されており、これらの化合物も本発明に含まれる。
属化合物としては、例えば、メチルリチウム、エチルリ
チウム、プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、s−
ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、ジエチルマグネ
シウム、エチルブチルマグネシウム、エチルクロロマグ
ネシウム、エチルブロモマグネシウム、ジメチル亜鉛、
ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛、トリメチルボラン、トリ
エチルボラン、トリメチルアルミニウム、トリエチルア
ルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−
ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウ
ム、トリシクロヘキシルアルミニウム、ジメチルエチル
アルミニウム、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジイソ
ブチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエ
トキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジシク
ロヘキシルフェニルアルミニウム、エチルアルミニウム
エトキシクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジ
エチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウ
ムクロリド、ジシクロヘキシルアルミニウムクロリド、
メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウ
ムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリ
ド、エチルアルミニウムジクロリド、イソブチルアルミ
ニウムジクロリド等が挙げられる。
とは、前記のアルキルアルミニウム化合物と水とを一定
範囲内の量比で反応させて得られる加水分解生成物であ
る。アルキルアルミニウム化合物を加水分解する方法に
ついては、特に限定するものではなく、公知の方法で合
成できる。例えば、(1)アルキルアルミニウム化合物
そのまま又は有機溶媒による希釈溶液に水を接触させる
方法、(2)アルキルアルミニウム化合物と塩化マグネ
シウム・6水塩、硫酸鉄・7水塩、硫酸銅・5水塩等の
金属塩の結晶水と反応させる方法等が挙げられる。具体
的には、特開昭62−265237号公報や特開昭62
−148491号公報に開示されている。加水分解を行
う際のアルキルアルミニウム化合物と水とのモル比は、
特に制限されないが、1:0.001〜1:1.2、好
ましくは1:0.01〜1:1.1である。
からアルキルアルミニウム化合物やアルミノキサンが好
ましく用いられ、さらに好ましくはトリエチルアルミニ
ウム、トリイソブチルアルミニウム又はメチルアルミノ
キサンが用いられる。これらのアルキル金属化合物は単
独で使用し得るのみならず、二種以上を混合して用いる
ことも可能である。アルキル金属化合物の使用量は、パ
ラジウム化合物1モルに対して0.1〜10000当量
であり、好ましくは3〜3000当量、より好ましくは
5〜2000当量である。
は、特に限定するものではないが、例えば、下記一般式
(III) R’iM’jX’k (III) (式中、iは0〜4の整数であり、jは0〜1の整数で
あり、またkは1〜4の整数である。R’は水素又は炭
素数1〜20の炭化水素基を表し、M’は周期表第1、
2、3、8、9、10、12、13、14若しくは15
族の元素を表し、X’はハロゲン原子、カルボン酸基、
スルホン酸基又はフッ素含有フェニル基を表す)で示さ
れる化合物が好適なものとして挙げられる。
えば、塩素、臭素、ヨウ素、塩化マグネシウム、塩化亜
鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、三塩化ホウ素、三臭化ホウ
素、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、四塩化
ケイ素、四塩化ゲルマニウム、四臭化ゲルマニウム、塩
化第一すず、塩化第二すず、ヨウ化すず、三塩化リン、
五塩化リン、三塩化アンチモン、五塩化アンチモン、三
臭化アンチモン、三フッ化アンチモン、五フッ化アンチ
モン、ジメチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミ
ニウムブロミド、ジメチルアルミニウムアイオダイド、
ジエチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウム
ブロミド、ジエチルアルミニウムアイオダイド、エチル
アルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミ
ド、エチルアルミニウムジアイオダイド、ジイソプロピ
ルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムク
ロリド、イソブチルアルミニウムジクロリド、ジヘキシ
ルアルミニウムクロリド、ジシクロヘキシルアルミニウ
ムクロリド、ジオクチルアルミニウムクロリド、メチル
アルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセス
キクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、トリ
メチルシリルクロリド、トリメチルシリルブロミド、ジ
メチルシリルジクロリド、メチルシリルトリクロリド、
フェニルシリルトリクロリド、ジフェニルシリルジクロ
リド、メチルジクロロシラン、トリブチルチンクロリ
ド、ジブチルチンジクロリド、ブチルチントリクロリ
ド、トリフェニルチンクロリド、ジフェニルチンジクロ
リド、フェニルチントリクロリドが挙げられる。
ボロン、トリス(3−フルオロフェニル)ボロン、トリ
ス(4−フルオロフェニル)ボロン、トリス(2,4−
ジフルオロフェニル)ボロン、トリス(2,5−ジフル
オロフェニル)ボロン、トリス(2,6−ジフルオロフ
ェニル)ボロン、トリス(2,4,5−トリフルオロフ
ェニル)ボロン、トリス(2,4,6−トリフルオロフ
ェニル)ボロン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボ
ロン、ビス(ペンタフルオロフェニル)亜鉛、トリス
(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム、テトラキス
(ペンタフルオロフェニル)ゲルマニウム、テトラキス
(ペンタフルオロフェニル)スズ、トリス(4−トリフ
ルオロメチルフェニル)ボロン、ジエチルアルミニウム
(ペンタフルオロフェニル)、ジイソブチルアルミニウ
ム(ペンタフルオロフェニル)、エチルアルミニウムビ
ス(ペンタフルオロフェニル)、イソブチルアルミニウ
ムビス(ペンタフルオロフェニル)等が挙げられる。
有フェニル基を有する化合物が好ましく用いられ、より
好ましくはトリス(ペンタフルオロフェニル)ボロンで
ある。これらのルイス酸は単独で使用し得るのみなら
ず、二種以上を混合して用いることも可能である。この
ルイス酸の使用量は、パラジウム化合物1モルに対して
0.2〜5000当量であり、好ましくは0.5〜20
00当量、より好ましくは1〜1000当量である。
添加時期は、特に制限されないが、パラジウム化合物に
添加してもよいし、またオレフィン類の重合反応系に直
接添加してもよい。
用いられるオレフィン類としては、特に限定するもので
はないが、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテ
ン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−
オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1
−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセ
ン、1−エイコセン、イソブテン、4−メチル−1−ペ
ンテン等の炭素数2〜20のα−オレフィン類、ブタジ
エン、イソプレン、1,4−ヘキサジエン、1,8−ノ
ナジエン、1,9−デカジエン等の共役ジエン類や非共
役ジエン類、ノルボルネン、シクロペンテン、シクロヘ
キセン等の環状オレフィン類、シクロペンタジエン、ジ
シクロペンタジエン、シクロヘプタジエン、シクロオク
タジエン等の環状ジエン類、スチレン、p−メチルスチ
レン等の芳香族オレフィン類等が挙げられる。これらの
オレフィン類は一種用いてもよく、二種以上を組み合わ
せて用いてもよい。二種以上のオレフィンの共重合を行
う場合、上記のオレフィン類を任意に組み合わせること
ができる。
重合性不飽和化合物を共重合させてもよい。この際用い
られる他の重合性不飽和化合物としては、特に限定する
ものではないが、例えば、一酸化炭素、アクリル酸、メ
タクリル酸等のカルボン酸類、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル
等のカルボン酸エステル類、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アリルニトリル等のニトリル類等が挙げ
られる。これらの重合性不飽和化合物は単独で使用し得
るのみならず、二種以上を混合して用いることも可能で
ある。
は、溶液重合のような液相重合法あるいは気相重合法の
いずれでも実施できる。また、連続重合、回分式重合の
何れであってもよい。液相重合の場合、溶媒としては、
特に限定するものではないが、例えば、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デ
カン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロ
ヘキサン、シクロオクタン、デカリン等の脂肪族炭化水
素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、クメン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の芳
香族炭化水素類が用いられる。これらの溶媒は単独で使
用し得るのみならず、二種以上を混合して用いることも
可能である。本反応の温度は、−100〜250℃であ
るが、好ましくは0〜200℃である。反応圧力は、特
に制限されないが、通常、絶対圧で0〜3000kg/
cm2であり、好ましくは0〜300kg/cm2であ
る。また、反応時間は温度や圧力に左右され、一概に決
めることはできないが、通常、5秒〜6時間である。ま
た、オレフィン類は、連続的に供給してもよいし、反応
開始時に封入して反応させてもよい。原料であるオレフ
ィン類には、反応に不活性なガス、例えば窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等が含まれていても何ら差し支えない。な
お、重合反応のすべての操作は、空気と水分を避けて行
うことが望ましい。また、オレフィン類は十分に乾燥し
ておくことが好ましい。本発明においては、分子量調節
のために重合系内に水素等を共存させることができる。
に説明するが、これらの実施例は本発明の概要を示すも
ので、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
は、GPCを用いて、ポリマーをクロロホルムに溶解し
て測定し、ポリスチレン換算で算出した。
ホナート)パラジウムの合成 アルゴン雰囲気下、室温でビス(トリフルオロメタンス
ルホナート)パラジウム274mgをアセトニトリル3
mlに溶解した。反応液を減圧下で濃縮後、析出した沈
殿物をエーテル20mlで洗浄し、次いで減圧乾燥して
ビス(アセトニトリル)ビス(トリフルオロメタンスル
ホナート)パラジウム0.346gを得た。この化合物
の融点、IR、1H−NMR及び元素分析の分析結果を
以下に示す。これらの分析結果は、この化合物が目的の
ビス(アセトニトリル)ビス(トリフルオロメタンスル
ホナート)パラジウムであることを示した。
アルゴン置換した後、溶媒としてアセトニトリルを5m
l、触媒として前記で合成したビス(アセトニトリル)
ビス(トリフルオロメタンスルホナート)パラジウムを
105mg仕込んだ。反応容器を40℃に保持し、シク
ロペンタジエン3.35gを加えることにより反応を開
始した。これらの反応条件を保った状態で2時間攪拌し
て反応を行なった。2時間後、反応容器を室温まで冷却
し、得られた固体をエーテルで洗浄し、白色の固体を得
た(2.32g)。
Rの分析結果を示す。その結果は、この白色固体がポリ
シクロペンタジエンであることを示した(収率69
%)。このポリマーの重量平均分子量は4.0×103
であり、Mw/Mnは2.9であった。
るオレフィン類重合用触媒成分は、安定性が高く、しか
もパラジウム当たりの活性が高い。また、このオレフィ
ン類重合用触媒成分を用いる触媒の存在下にオレフィン
類の重合を行うと、工業的有利に効率よくオレフィン類
を重合することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】下記一般式(I) LnPd(CF3SO3)2 (I) (式中、Lは中性配位子を表し、nは0又は2の整数で
ある)で示される構造を有するパラジウム化合物である
ことを特徴とするオレフィン類重合用触媒成分。 - 【請求項2】請求項1に記載のオレフィン類重合用触媒
成分を用いてなる触媒の存在下に、オレフィン類を重
合、又はオレフィン類と他の重合性不飽和化合物を共重
合させることを特徴とするオレフィン類の重合方法。
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JP2005089756A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-07 | Lanxess Inc | ブチルゴムの製造方法 |
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