JPS6356524A - 新規触媒組成物およびオレフイン/co共重合方法 - Google Patents

新規触媒組成物およびオレフイン/co共重合方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発BAは一酸化炭素と7種まtはそれ以上のオレフィ
ン型不飽和化合物の1合体の1/QAにおける触媒とし
ての使用に適する新規組成物に関する。
一酸化炭素と/81またはそれ以上のオレフィン型不飽
和有機化合物(簡潔化の穴めAという)との高分子量線
状重合体であって、単量体単位が交互に存在し従って一
般式一(Co ) −A’ −(ここでA′は使用し比
率量体Aから生ずる単量体単位ヲ表わす)の単位から成
るものは、 &)パラジウム化合物、 b)  2よシ小さいpKaの醗の限イオン、但し核酸
はハロダン化水素酸ではない、およびe))す(ヒドロ
カルビル)ホスフィンに基く触媒組成物を使用すること
により製造しうる。
出願人により実施されたこれら触媒組成物の研究はそれ
らの活性が、成分C)として使用されるホスフィンにお
いて少なくとも7個のヒドロカルビル基t、水素の付い
ていないl@またはそれ以上の窒素原子を含む基で置き
かえ、核晶の配置がそのようにし、て得られる燐/室累
化合物において窒素原子の各々が橋中に少なくとも7個
の炭素原子を含む有機倫かけ基によって燐原子に結合さ
れている場合に、かなり高められうることを示した。
よジ一般には、一酸化炭素と7種ま几はそれ以上のオレ
フィン型不飽和有機化合物との1合に動力的な活性を有
する触媒組成物が、上記成分&)およびb)および、成
分C)として、7個の燐原子および水素の付いていない
7個またはそれ以上の窒素原子が存在し、そして窒素原
子の各々が橋中に少なくとも7個の炭素原子を含む橋か
け基によって燐原子に結合されている化合物に基いて構
成されうろことが見出された。
成分&)およびb)および成分C)として上記した燐/
窒素化合物に基く触媒組成物は新規である。
従って本特許出願は a)パラジウム化合物、 b)  Jよシ小さいpKa f有する酸の陰イオン、
但しこの酸はハロダン化水素酸ではない、および a)  7個の燐原子および水素の付いていない1個ま
たはそれ以上の窒素原子が存在し、そして窒素原子の各
々が橋中に少なくとも7個の炭素原子金言む有檄橋かけ
基によって燐原子に結合されている化合物、 に基く新規触媒組成物に関する・ 本特許出願はま友これら触媒組成物の一酸化炭素と7株
またはそれ以上のオレフィン型不飽和化合物の■合体の
製造における使用並びにこのようにして製造され九1合
体および少なくとも部分的にこれら重合体から成る造形
品に関する。
成分&)として使用されるパラジウム化合物は好ましく
はカルボン酸のパラジウム塩特に酢酸パラジウムである
。その陰イオンが成分b)として触媒組成物中に存在し
なけれはならない、2:り/」・さいpKa (/g℃
で水溶液中で測定)を有する適当な酸の例は硫酸、パラ
−トルエンスルホン酸のようなスルホン酸およびトリフ
ルオロ酢酸のようなカルボン酸である。パラ−トルエン
スルホン酸およびトリフルオロ酢酸が好ましい。好まし
くは、成分b)はパラジウムのグラム原子あたフa5な
いし200、特に1.0ないし100当量の量で触媒組
成物中に存在する。成分b)は酸の形でがま几は塩とし
て触媒組成物中に組込みうる。適当な塩の例は非−貴金
属の遷移金属塩である。成分b)が非−貴金属遷移金属
塩の形で使用される場合、鍋塩が好ましい。所望なら、
成分a)お工びb) を単一の化合物に結合することが
できる。そのような化合物の例は、塩化ノ譬ラジウムと
銀パラートシレートをか、または酢酸パラジウムとパラ
−トルエンスルホン酸を、アセトニトリル中で反応させ
ることにより製造しうる錯体Pd(CH,CN)2(0
,5−C6H4−CH,)2である。
本発明による触媒組成物中に好ましく使用される成分C
)は、トリフェニルホスフィン中の少なくとも7個のフ
エニル基t−7個ま几はそれ以上の窒素原子を含む基で
置きかえることによりトリフェニルホスフィンから誘導
されたとみなされうる燐/窒素化合物である。燐原子と
窒素原子の各々を結合する有@檎かけ基は好ましくは橋
中に多くとも3個ノ炭2”原子を含む。トリフェニルホ
スフィン中の1個よ夕多くないフェニル基t−1個より
多くない窒素原子を含む基で置きかえることによりトリ
フェニルホスフィンから誘導され友とみなされうる燐/
窒素化合物が特に好ましい。
トリフェニルホスフィン中のフェニル基の71向を単一
の窒素原子を含む基で置きかえることによりトリフェニ
ルホスフィンから誘導され友とみなすことができそして
燐原子ヲ皇素原子に結合する橋かけ基が単一の炭素原子
を含む燐/窒素化合物の挙げることができる例は。
コーピリジルージフェニルホスフィン、2−Cジフェニ
ル−ホスフィノ)−7−メチル−7−ビロール、 /−(ジフェニル−ホスフィノ) −N、N−ジフェニ
ルホルムアミドおよび /−C(ジフェニル−ホスフィノ)メチル〕−2,5−
ピロリジンジオン である。
トリフェニルホスフィン中のフェニル基の1個i/個の
窒素原子を含む基で置きかえることによりトリフェニル
ホスフィンから誘導され九とみなすことができそして燐
原子と窒素原子を結合する橋かけ基が2個の炭素原子を
含む燐/窒素化合物の挙げることができる例は /−C2−ジフェニル−ホスフィノ)エチル〕−コーピ
ロリジノン、 コー(ジフェニル−ホスフィノ) −N、N−ジフェニ
ルアセトアミド。
(コーイソシアノーエチル)ジフェニルホスフィン、 g−(−/フェニルーホスフィノ)−キノリン、オルト
−(ジフェニル−ホスフィノ) −N、N −ジメチル
アニリン、 ツー(ジフェニル−ホスフィノ)−トリエチルアミン。
コー〔(ジフェニル−ホスフィノ)メチルツーピリジン
、および N−C(ジフェニル−ホスフィノ)メチルクージエチル
アミン である。
トリフェニルホスフィン中のフェニル基の7個を1個の
窒素原子を含む基で置きかえることによりトリフェニル
ホスフィンから誘導されたとみなすことができ、そして
燐原子を窒素原子に結合する橋かけ基が3個の炭素原子
を含む燐/室累化合物の挙げることができる例は 2− シフ)−エチル−ジフェニルホスフィン、2− 
(J−(ジフェニル−ホスフィノ)エチルツーピリジン
2−CCジフェニル−ホスフィノ)メチル〕−N、N−
ジメチルベンザミン、 コー(ジフェニル−ホスフィノ)−N、N−ノメチルベ
ンゼンメタナミン、 コー(ジフェニル−ホスフィノ) −NTN−Jエチル
ペンザミン、および 3−1’フェニル−ホスフィノ)−N、N−ジメチルプ
ロピオンアミド である。
トリフェニルホスフィン中のユ個または3個のフェニル
基を7個の室^原子t°せむ基で置きかえることにより
トリフェニルホスフィンから誘導されたとみなすことが
できる燐/窒素化合物の挙げることができる例は ビス(ニーピリジル)フェニルホスフィンお:びトリス
(=−シアノ−エチル)ホスフィンである。
トリフェニルホスフィン中のフェニル基の7個を7個よ
り多い窒素原子全会む基で置きかえることにエリトリフ
ェニルホスフィンから誘導されたとみなすことができる
燐/窒素化合物の挙げることがでさる例はニー(ジフェ
ニル−ホスフィノ)−1.3.3−トリアジンでおる。
本発明による魅力的な触媒組成物f′i次の5つの燐/
覧素化合物のいずれか7つ金成分C)として使用するこ
とにエフ作ることができる: 、2−シフ/−−!−チルージフェニルホスフィン、ト
リス(2−シアノ−エチル)ホスフィン、ニーピリジル
ージフェニルホスフィン、ビス(2−ピリジル)フェニ
ルホスフィン、および3−(ジフェニルホスフィノ) 
−N、N−ジメチルプロピオンアミド。
不発明による触媒組成物において燐/窒素化合物は好ま
しくはパラジウム化合物のモルあ*、り0、/−100
、特にo、5−soモルの1で使用される。
好ましくは、キノンが更に本発明による触媒組成物中に
成分d)として組込まれる。置換されていてもいなくて
もよいベンゾキノンのほかに、置換されていてもいなく
てもよいナフトキノンおよびアントラキノンのような他
のキノンも適当である。
ベンゾキノン特に1.lI−ベンゾキノンが好ましい。
キノンの使用thtは好ましくはパラジウムのグラム原
子あたり/−10000、特に10−、TO00モルで
ある。
本発明による触媒組成物を使用する重合は好ましくは液
体希釈剤中で実施される。非常に適当な液体希釈剤はメ
タノールおよびエタノールのような低級アルコールであ
る。場合によシ、重合は気相で実施することもできる。
本発明による触媒組成物の助けで一酸化炭素と1合させ
ることができる適当なオレフィン型不飽和有機化合物は
、専ら炭素と水素から成る化合物、および炭素と水素の
ほかに/またはそれ以上のへテロ原子を含む化合物の両
方である。本発明による触媒組成物は好ましくは一酸化
炭素と7種ま几はそれ以上のオレフィン型不飽和炭化水
素との重合体の製造に使用される。適当な炭化水素単量
体の例はエテノ、およびプロペン、ブテン−1.ヘキセ
ン−/およびオクテン−7のような他のα−オレフィン
並びにスチレン、およびp−メチルスチレンおよびp−
エチルスチレンのようなアルキル置換スチレンである。
本発明による触媒組成物は一酸化炭素とエテノとの共1
合体の製造におよび一酸化炭素とエテノと他のオレフィ
ン型不飽和炭化水素特にプロインとの三元共1合体の製
造に使用するのて特に適する。
重合体の製造に使用される触媒組成物の食は広範囲に変
化しうる。好ましくは、重合させるべきオレフィンを不
飽和化合物のそルあたり10−/(f3、%に10 −
10  グラム原子の・−ラジウムを含むような食の触
媒が使用される。
1合体の製造は好ましくは二〇 −200℃の温度およ
び/−200パールの圧力、特に30−150℃の温匣
および20−100パールの圧力で実施される。重合さ
せるべき混合物において、オレフィン型不飽和有機化合
物の一欧化炭素にχjするモル比は好ましくはio:i
−/:s、特に左:/−/:、2である。本発明による
1合体の製造に使用される一酸化炭素は純粋である必要
はない。それは水素、二酸化炭素および窒素のような不
純物金含みうる。
次の実施例の助けによシ本発明全説明する。
例1 一酸化炭素/エテン共重合体を次のように製造した。2
50−容置の電磁攪拌オートクレーブにSO−のメタノ
・−ル、 0. lミリモルの酢酸パラジウム、 2.0ミリモルのパラ−トルエンスルホン酸および0.
3ミリモルのトリフェニルホスフィンを含む触媒溶液を
入れた。オートクレーブ中に存在する突気を排気により
除去した後、エテノを30パールの圧力に達するまで、
次に一酸化炭素を60パールの圧力に達するまで圧入し
比。次にオートクレーブの中w+iio℃に加熱した。
5時間後、室温に冷幻し次に解圧するととにより重合全
停止させ友。生成し7ti合体を濾過し、メタノールで
洗滌しそして室温で減圧乾燥した。重合速度は51!共
重合体/gパラジウム/時であつ友。
例コ 一酸化炭素/エテン共重合体を例1の共重合体とほぼ同
様の方法で製造したが、但し次の点が異なる: a)触媒溶液が酢酸パラジウムを0.lミリモルの代9
に0.2ミリモル、および0.3ミリモルのトリフェニ
ルホスフィンの代りにO2Sミリモルのコーシアノーエ
チルージフェニルホスフイン會含有し、そして b)反応温度が110℃の代りKgO℃であつ几。
重合速度は=3.61共重合体79ノ’ラジウム/時で
あった。
例3 一酸化炭素/エテン共重合体を例/の共1合体とほぼ同
様の方法で製造し九が、但し次の点が異なる: a)触媒溶液が酢酸ノ々ラジウムを0. lミリモルの
代シに0.2ミリモル、および0.3ミリモルのトリフ
ェニルホスフィンの代りに0.5ミリモルのトリス(コ
ーシアノーエ\チル)ホスフィンを含有し、そして b)反応温度が770℃の代りに700℃であつ友。
1金運度はtOI共1合体/Iパラジウム/時であった
例ダ 一酸化炭素/エテン共重合体を例ノの共重合体とほぼ同
様の方法で製造したが、但し次の点が異なる: a)  触g浴液が0.3ミリモルのトリフェニルホス
フィンの代りに3.0ミリモルのコーピリジルージフェ
ニルホスフィンを含有し、そして更に一〇ミリモルの1
.lI−ベンゾキノンを含有し、そして b)反応温度が110℃の代シにgθ℃であった。
重合速度は100ji共重合体/11パラジウム/時で
あつ几。
例S 一酸化炭素/エテン共1合体を例1の共重合体とほぼ同
様の方法で製造したが、但し次の点が異なる: &)  触m浴iが0..3ミリモルのトリフェニルホ
スフィンの代りに3.0ミリモルのビス(2−ピリゾル
)フェニルホスフィン全含有し、そして史に、20ミリ
モルの7.クーベンゾキノンを含有し、そして b)反応温度が110℃の代りに700℃であった。
重合速度は37. g I共1合体/gパラジウム/時
であった。
例6 一酸化炭素/エテン共亘合体を例1の共1合体とほぼ同
様の方法で製造したが、但し次の点が異なる: &)Maxiが0.3ミリモルのトリフェニルホスフィ
ンの代りに0. / !;ミリモルの3−(ジフェニル
−ホスフィノ) −N、N−ジメチルグロピオンアミド
を含有し、そして更にノぐラートルエンスルホンe’e
、2.oミリモルの代シに1.θミリモルを含有し、そ
して b)反応温度が110℃の代りに10!;”Cであった
13cm協迅分析の助けで、例1−乙により製造され之
一酸化炭素/エテン共1合体は線状交互構造を有し、従
って式−〇〇 −(02H4)−の単位から成ることが
確かめられた。共重合体は257℃の融点を有した0例
/−6のうち、例2−6は本発明による例である。例/
Fi本発明の範囲外であシ、比較の几め本%許出願に入
れ几。
例/(110℃でそして成分Cとしてトリアリールホス
フィンを含む触媒組成物を使用して実施)と例2−bc
gO−10!i℃でそして成分Cとして燐/窒素化合物
を含む本発明による触媒組成物を使用して実施)の比較
は、本発明による触媒組成物全使用した場合、よシ低温
で高い反応速度を達成しうろことを示す。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)パラジウム化合物、 b)2より小さいpKaを有する酸の陰イオン、但し該
    酸はハロゲン化水素酸ではない、およびc)1個の燐原
    子および水素の付いていない1個またはそれ以上の窒素
    原子が存在し、そして窒素原子の各々が橋中に少なくと
    も1個の炭素原子を含む有機橋かけ基によって燐原子に
    結合されている化合物、 に基くことを特徴とする新規触媒組成物。
  2. (2)成分a)として酢酸パラジウムのようなカルボン
    酸のパラジウム塩、および成分b)としてパラ−トルエ
    ンスルホン酸のようなスルホン酸の、またはトリフルオ
    ロ酢酸のようなカルボン酸の陰イオンに基くこと、およ
    び成分b)が触媒組成物中にパラジウムのグラム原子あ
    たり1.0ないし100当量の量で存在することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の触媒組成物。
  3. (3)成分b)が触媒組成物中に酸の形で、または銅塩
    のような非−貴金属遷移金属塩として組込まれることを
    特徴とする特許請求の範囲第1または2項記載の触媒組
    成物。
  4. (4)成分c)として、燐原子を窒素原子に結合する有
    機橋かけ基が多くとも3個の炭素原子を含む燐/窒素化
    合物を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1、2ま
    たは3項記載の触媒組成物。
  5. (5)成分c)として、トリフェニルホスフィン中のフ
    ェニル基の少なくとも1個を、1個またはそれ以上の窒
    素原子を含む基で置きかえることによりトリフェニルホ
    スフィンから誘導されたとみなすことができる燐/窒素
    化合物を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1、2
    、3または4項記載の触媒組成物。
  6. (6)成分c)として、トリフェニルホスフィン中のフ
    ェニル基の少なくとも1個を、1個だけの窒素原子を含
    む基で置きかえることによりトリフェニルホスフィンか
    ら誘導されたとみなすことができる燐/窒素化合物を含
    むことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の触媒組
    成物。
  7. (7)成分c)として、 2−シアノ−エチル−ジフェニルホスフィン、2−ピリ
    ジル−ジフェニルホスフィン、および3−(ジフェニル
    −ホスフィノ)−N,N−ジメチルプロピオンアミド、 からなる群から選ばれる燐/窒素化合物を含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第6項記載の触媒組成物。
  8. (8)成分c)として、 トリス(2−シアノ−エチル)ホスフィン、およびビス
    (2−ピリジル)フェニルホスフィン からなる群から選ばれる燐/窒素化合物を含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第5項記載の触媒組成物。
  9. (9)一酸化炭素と1種またはそれ以上のオレフィン型
    不飽和有機化合物との混合物を特許請求の範囲第1−8
    項のいずれかに記載の触媒組成物を使用して重合させる
    ことを特徴とする重合体の製造方法。
  10. (10)オレフィン型不飽和化合物がエテンまたはエテ
    ンとプロペンとの混合物であることを特徴とする特許請
    求の範囲第9項記載の方法。
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