KR101563268B1 - 포스트 메탈로센형 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법 - Google Patents
포스트 메탈로센형 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101563268B1 KR101563268B1 KR1020130145199A KR20130145199A KR101563268B1 KR 101563268 B1 KR101563268 B1 KR 101563268B1 KR 1020130145199 A KR1020130145199 A KR 1020130145199A KR 20130145199 A KR20130145199 A KR 20130145199A KR 101563268 B1 KR101563268 B1 KR 101563268B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon atoms
- group
- formula
- compound
- organometallic compound
- Prior art date
Links
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 107
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 46
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 26
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 25
- -1 amine compound Chemical class 0.000 claims description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical group C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 20
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 abstract description 9
- UOKZUTXLHRTLFH-UHFFFAOYSA-N o-phenylhydroxylamine Chemical group NOC1=CC=CC=C1 UOKZUTXLHRTLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 42
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 37
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 14
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 14
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 12
- XPPWLXNXHSNMKC-UHFFFAOYSA-N phenylboron Chemical compound [B]C1=CC=CC=C1 XPPWLXNXHSNMKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 10
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 8
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N endo-cyclopentadiene Natural products C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 7
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 6
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 6
- GEJUFTHBORQCNQ-UHFFFAOYSA-N phenylalumane Chemical compound [AlH2]c1ccccc1 GEJUFTHBORQCNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000005353 silylalkyl group Chemical group 0.000 description 6
- ZOICEQJZAWJHSI-UHFFFAOYSA-N (2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)boron Chemical compound [B]C1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F ZOICEQJZAWJHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 5
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000005103 alkyl silyl group Chemical group 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N benzene-d6 Chemical compound [2H]C1=C([2H])C([2H])=C([2H])C([2H])=C1[2H] UHOVQNZJYSORNB-MZWXYZOWSA-N 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 description 3
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-O triphenylphosphanium Chemical compound C1=CC=CC=C1[PH+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DBQOUEWUAIHCNY-UHFFFAOYSA-N (2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)alumane Chemical compound Fc1c(F)c(F)c([AlH2])c(F)c1F DBQOUEWUAIHCNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002030 1,2-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:1])=C([*:2])C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000005234 alkyl aluminium group Chemical group 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 2
- 125000000058 cyclopentadienyl group Chemical group C1(=CC=CC1)* 0.000 description 2
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229960002163 hydrogen peroxide Drugs 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- CPOFMOWDMVWCLF-UHFFFAOYSA-N methyl(oxo)alumane Chemical compound C[Al]=O CPOFMOWDMVWCLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- ZCYXXKJEDCHMGH-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCC[CH]CCCC ZCYXXKJEDCHMGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N normal nonane Natural products CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000037048 polymerization activity Effects 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002683 reaction inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N triisobutylaluminium Chemical compound CC(C)C[Al](CC(C)C)CC(C)C MCULRUJILOGHCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWWDBCBWQNCYNR-UHFFFAOYSA-O trimethylphosphanium Chemical compound C[PH+](C)C YWWDBCBWQNCYNR-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- WCFQIFDACWBNJT-UHFFFAOYSA-N $l^{1}-alumanyloxy(2-methylpropyl)aluminum Chemical compound CC(C)C[Al]O[Al] WCFQIFDACWBNJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWUXLTRGPPIDJA-UHFFFAOYSA-N (4-methylphenyl)alumane Chemical compound CC1=CC=C([AlH2])C=C1 GWUXLTRGPPIDJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VKMQKNJWQNCEQV-UHFFFAOYSA-N (4-methylphenyl)boron Chemical compound [B]C1=CC=C(C)C=C1 VKMQKNJWQNCEQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N (E)-1,3-pentadiene Chemical compound C\C=C\C=C PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- QWUWMCYKGHVNAV-UHFFFAOYSA-N 1,2-dihydrostilbene Chemical group C=1C=CC=CC=1CCC1=CC=CC=C1 QWUWMCYKGHVNAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMDQPBSDHHTRNI-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-3-ethenylbenzene Chemical compound ClCC1=CC=CC(C=C)=C1 HMDQPBSDHHTRNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 1H-indene Natural products C1=CC=C2CC=CC2=C1 YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEKOFIRRDATTAG-UHFFFAOYSA-N 2,2,5,8-tetramethyl-3,4-dihydrochromen-6-ol Chemical compound C1CC(C)(C)OC2=C1C(C)=C(O)C=C2C MEKOFIRRDATTAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVSMQHYREUQGRX-UHFFFAOYSA-N 2-ethyloxaluminane Chemical compound CC[Al]1CCCCO1 YVSMQHYREUQGRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKWLVAYDAHQMLG-UHFFFAOYSA-N 2-morpholin-4-ylaniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1N1CCOCC1 QKWLVAYDAHQMLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRIQVLZDOZPJTH-UHFFFAOYSA-N 3,5-di-tert-butyl-2-hydroxybenzaldehyde Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C=O)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 RRIQVLZDOZPJTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHOSADUTDSFMNF-UHFFFAOYSA-N CC1(CC=C(C=C1)C)[B] Chemical compound CC1(CC=C(C=C1)C)[B] NHOSADUTDSFMNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UDIMWNNPXFTTCC-UHFFFAOYSA-N CCN(CC)CC.CN(C)C.[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3] Chemical compound CCN(CC)CC.CN(C)C.[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3] UDIMWNNPXFTTCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQJVAUQGMACYGL-UHFFFAOYSA-N FC1C(C(C(C=C1)(F)[B])(F)F)(F)F Chemical compound FC1C(C(C(C=C1)(F)[B])(F)F)(F)F BQJVAUQGMACYGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFDDFXZVYCLIDD-YZSQISJMSA-N O1CCN(CC1)C1=C(C=CC=C1)\N=C\C1=C(C=CC(=C1C(C)(C)C)C(C)(C)C)O Chemical compound O1CCN(CC1)C1=C(C=CC=C1)\N=C\C1=C(C=CC(=C1C(C)(C)C)C(C)(C)C)O LFDDFXZVYCLIDD-YZSQISJMSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920010524 Syndiotactic polystyrene Polymers 0.000 description 1
- DXQXWMYUGOTNGJ-UHFFFAOYSA-N [4-(trifluoromethyl)phenyl]boron Chemical compound [B]C1=CC=C(C(F)(F)F)C=C1 DXQXWMYUGOTNGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002168 alkylating agent Substances 0.000 description 1
- 229940100198 alkylating agent Drugs 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCFSGVNHPVWWKD-UHFFFAOYSA-N butylaluminum Chemical compound [Al].[CH2]CCC OCFSGVNHPVWWKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- MYBJXSAXGLILJD-UHFFFAOYSA-N diethyl(methyl)alumane Chemical compound CC[Al](C)CC MYBJXSAXGLILJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGSUCNLOZRCGPQ-UHFFFAOYSA-O diethyl(phenyl)azanium Chemical compound CC[NH+](CC)C1=CC=CC=C1 GGSUCNLOZRCGPQ-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- JGHYBJVUQGTEEB-UHFFFAOYSA-M dimethylalumanylium;chloride Chemical compound C[Al](C)Cl JGHYBJVUQGTEEB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MWNKMBHGMZHEMM-UHFFFAOYSA-N dimethylalumanylium;ethanolate Chemical compound CCO[Al](C)C MWNKMBHGMZHEMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- HEAMQYHBJQWOSS-UHFFFAOYSA-N ethene;oct-1-ene Chemical compound C=C.CCCCCCC=C HEAMQYHBJQWOSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHGOGDWTZKFNSC-UHFFFAOYSA-N ethyl(dimethyl)alumane Chemical compound CC[Al](C)C SHGOGDWTZKFNSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 125000003454 indenyl group Chemical group C1(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 238000006138 lithiation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N lithium butane Chemical compound [Li+].CCC[CH2-] DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010550 living polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000012968 metallocene catalyst Substances 0.000 description 1
- BQBCXNQILNPAPX-UHFFFAOYSA-N methoxy(dimethyl)alumane Chemical compound [O-]C.C[Al+]C BQBCXNQILNPAPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N n-Butyllithium Substances [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 125000001037 p-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- SQBBHCOIQXKPHL-UHFFFAOYSA-N tributylalumane Chemical compound CCCC[Al](CCCC)CCCC SQBBHCOIQXKPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-O tributylazanium Chemical compound CCCC[NH+](CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- CMHHITPYCHHOGT-UHFFFAOYSA-N tributylborane Chemical compound CCCCB(CCCC)CCCC CMHHITPYCHHOGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYLGJXLKFZZEBJ-UHFFFAOYSA-N tricyclopentylalumane Chemical compound C1CCCC1[Al](C1CCCC1)C1CCCC1 PYLGJXLKFZZEBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- LALRXNPLTWZJIJ-UHFFFAOYSA-N triethylborane Chemical compound CCB(CC)CC LALRXNPLTWZJIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORYGRKHDLWYTKX-UHFFFAOYSA-N trihexylalumane Chemical compound CCCCCC[Al](CCCCCC)CCCCCC ORYGRKHDLWYTKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WXRGABKACDFXMG-UHFFFAOYSA-N trimethylborane Chemical compound CB(C)C WXRGABKACDFXMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFXVBWRMVZPLFK-UHFFFAOYSA-N trioctylalumane Chemical compound CCCCCCCC[Al](CCCCCCCC)CCCCCCCC LFXVBWRMVZPLFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOJQVUCWSDRWJE-UHFFFAOYSA-N tripentylalumane Chemical compound CCCCC[Al](CCCCC)CCCCC JOJQVUCWSDRWJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQPMDTQDAXRDGS-UHFFFAOYSA-N triphenylalumane Chemical compound C1=CC=CC=C1[Al](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 JQPMDTQDAXRDGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNWZYDSEVLFSMS-UHFFFAOYSA-N tripropylalumane Chemical compound CCC[Al](CCC)CCC CNWZYDSEVLFSMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMPKTELQGVLZTD-UHFFFAOYSA-N tripropylborane Chemical compound CCCB(CCC)CCC ZMPKTELQGVLZTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDSSGQHOYWGIKC-UHFFFAOYSA-N tris(2-methylpropyl)borane Chemical compound CC(C)CB(CC(C)C)CC(C)C XDSSGQHOYWGIKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSITXTIRYQMZHM-UHFFFAOYSA-N tris(4-methylphenyl)alumane Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1[Al](C=1C=CC(C)=CC=1)C1=CC=C(C)C=C1 WSITXTIRYQMZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002221 trityl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1C([*])(C1=C(C(=C(C(=C1[H])[H])[H])[H])[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/28—Titanium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
본 발명은 포스트 메탈로센형 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 유기 금속 화합물은 페녹시 아민 구조를 가지는 포스트 메탈로센형 (Non-Cp계) 리간드에 다양한 치환체를 도입함으로써 금속 주위의 전자적, 입체적 환경을 쉽게 제어할 수 있고 궁극적으로는 생성되는 폴리올레핀의 구조 및 물성 등의 조절이 가능하다.
Description
본 발명은 포스트 메탈로센형 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
DOW 사가 1990년대 초반 [Me2Si(Me4C5)NtBu]TiCl2(Constrained-Geometry Catalyst, CGC)를 발표하였는데(미국 특허 5,064,802), 에틸렌과 알파-올레핀의 공중합 반응에서 CGC 가 기존까지 알려진 메탈로센 촉매들에 비해 우수한 측면을 크게 다음과 같이 두 가지로 요약할 수 있다: (1) 높은 중합 온도에서도 높은 활성도를 나타내면서 고분자량의 중합체를 생성하며, (2) 1-헥센 및 1-옥텐과 같은 입체적 장애가 큰 알파-올레핀의 공중합성도 매우 뛰어나다는 점이다. 그 외에도 중합 반응 시, CGC 의 여러 가지 특성들이 점차 알려지면서 이의 유도체를 합성하여 중합 촉매로 사용하고자 하는 노력이 학계 및 산업계에서 활발히 이루어졌다.
그 중 하나의 접근 방법으로 실리콘 브릿지 대신에 다른 다양한 브릿지 및 질소(nitrogen) 치환체가 도입된 금속 화합물의 합성과 이를 이용한 올레핀 중합이 시도되었다. 최근까지 알려진 대표적인 금속 화합물들을 열거하면 아래와 같다(Chem . Rev . 2003, 103, 283).
상기에 나열된 화합물들은 CGC 구조의 실리콘 브릿지 대신에 포스포러스(1), 에틸렌 또는 프로필렌(2), 메틸리덴(3), 및 메틸렌(4) 브릿지가 각각 도입되어 있으나, 에틸렌 중합 또는 알파-올레핀과의 공중합 적용 시에 CGC에 대비하여 활성도나 공중합 성능 등의 측면에서 뛰어난 결과들을 주지 못했다.
또한, 다른 접근 방법으로는 상기 CGC 의 아미도 리간드 대신에 옥시도 리간드로 구성된 화합물들 많이 합성되었으며, 이를 이용한 중합도 일부 시도되었다. 그 예들을 정리하면 다음과 같다.
상기 화합물(5)은 T. J. Marks 등에 의해 보고된 내용으로, Cp 유도체와 옥시도 리간드가 오르토-페닐렌기에 의해 가교된 것이 특징이다(Organometallics 1997, 16, 5958). 동일한 가교를 가지고 있는 화합물 및 이를 이용한 중합이 Mu 등에 의해서도 보고되었다(Organometallics 2004, 23, 540). 또한, 인데닐 리간드와 옥시도 리간드가 동일한 오르토-펜닐렌기에 의해 가교된 것이 Rothwell 등에 의해 발표되었다(Chem . Commun . 2003, 1034). 상기 화합물(6)은 Whitby 등이 보고한 내용으로, 탄소 3개에 의해 싸이클로펜타디에닐 리간드와 옥시도 리간드가 교각된 것이 특징인데(Organometallics 1999, 18, 348), 이런 촉매들이 신디오탁틱(syndiotactic) 폴리스티렌 중합에 활성을 보인다고 보고 되었다. 유사한 화합물이 또한 Hessen 등에 의해서도 보고되었다(Organometallics 1998, 17, 1652). 상기 (7)로 표시되는 화합물은 Rau 등이 보고한 것으로, 고온 고압(210℃, 150 MPa)에서 에틸렌과 에틸렌/1-헥센 공중합에 활성을 보이는 것이 특징이다(J. Organomet . Chem . 2000, 608, 71). 또한, 이후 이와 유사한 구조의 촉매(8)의 합성 및 이를 이용한 고온 고압 중합이 스미토모(Sumitomo) 사에 의하여 특허 출원되었다(미국 특허 6,548,686).
최근에는 CGC 구조에서 벗어난 피리딜-아미드(pyridyl-amide) 리간드를 가지는 상기 화합물(9)와 같은 화합물이 DOW 사에 의해 보고 되었다(US 2004/0220050, J. Am . Chem. Soc. 2007, 129, 7831). 이 촉매는 고온 중합이 가능하며 다중 활성점을 가지고 있어서 넓은 분자량 분포를 가지는 에틸렌/옥텐 공중합에 대해 활성을 보여준다.
한편 일본 미쯔이 사에서는 페녹시 이민을 기본 골격으로 하는 4족 전이금속 화합물(Ti, Zr)을 개발하여 폴리에틸렌은 물론 폴리프로필렌의 여러가지 조절, 리빙중합 등 뛰어난 활성과 능력을 가짐을 보여주었다. 이 촉매의 특징은 기존 메탈로센 촉매나 CGC 의 중요한 골격이 되는 시클로펜타디엔 리간드가 촉매 구조상에 없다는 것이다. 그로 인해 이 촉매는 포스트 메탈로센 즉, 메탈로센 구조를 벗어나는 차세대 촉매로 각광을 받기 시작하였다. 이후 이 촉매는 FI 촉매 (10)로 명명되어 촉매 기본 골격을 중심으로 여러가지 치환체들이 바뀜에 따라 촉매의 활성과 효율성 등에 대하여 자세히 조사되었고 현재 수많은 문헌들에 인용되고 있다 (J. Am . Chem. Soc . 2001, 123, 6847 and 2002, 124, 3327).
최근에는 CGC 백본에서 또 다른 브릿지, 즉 페닐기를 도입한 리간드를 가지는 촉매 (11,12)를 엘지화학이 개발하였다 (Organometallics, 2006, 25, 5122 and 2008, 27, 3907). 이들 촉매는 에틸렌/1-옥텐 공중합체를 만드는데 있어서 기존 CGC 대비 동등 이상 수준의 활성, 분자량, 1-옥텐의 함량 등을 보이고 있다.
본 발명은 상기 종래의 공중합체 제조용 촉매 구조에 있어서 기존 CGC 촉매의 근간을 이루는 시클로펜타디엔(Cp) 고리에서 벗어난 새로운 구조를 가지는 리간드를 이용하여 4족 내지 12족 전이금속이 중심금속을 이루고 있는 포스트 메탈로센형의 신규한 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
이에, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 치환되는 작용기는 알킬기, 할로겐기, 헤테로원자 또는 헤테로고리기이고;
X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미도기, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미도기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 실릴알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되며;
M은 3 족 내지 12족의 금속 또는 란타나이드 계열 금속이다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 2의 리간드 화합물과, 하기 화학식 3의 화합물 반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물의 제조방법을 제공한다.
[화학식 2]
[화학식 3]
M(X1X2X3X4)
[화학식 1]
상기 화학식 1, 2 및 3에서,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 치환되는 작용기는 알킬기, 할로겐기, 헤테로원자 또는 헤테로고리기이고;
X1 내지 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미도기, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미도기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 실릴알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되며;
M은 3 족 내지 12족의 금속 또는 란타나이드 계열 금속이다.
상기 새로운 리간드를 가지는 유기 금속 화합물은 기존에 알려지거나 합성된 예들이 없으며, 페녹시 아민 구조를 가지는 포스트 메탈로센형 (Non-Cp계) 리간드에 다양한 치환체를 도입함으로써 금속 주위의 전자적, 입체적 환경을 쉽게 제어할 수 있고 궁극적으로는 생성되는 폴리올레핀의 구조 및 물성 등의 조절이 가능하다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 하기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 치환되는 작용기는 알킬기, 할로겐기, 헤테로원자 또는 헤테로고리기이고;
X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미도기, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미도기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 실릴알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되며;
M은 3 족 내지 12족의 금속 또는 란타나이드 계열 금속이다.
상기 화학식 1에서 각 치환기에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 알킬기는 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 10개, 보다 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄 포화 1가 탄화수소를 의미한다.
상기 아릴기는 6 내지 60개, 바람직하게는 6 내지 12개의 고리 원자를 가지는 1가의 방향족 탄화수소를 의미하며, 단일 고리 또는 2 이상의 고리의 축합 고리일 수 있다. 아릴의 예로는, 페닐, 나프틸, 플루오레닐 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이들로만 한정되는 것은 아니다.
상기 알킬아릴기는 7 내지 60개, 바람직하게는 7 내지 20개의 탄소 원자를 가지며, 상기 알킬기에 의하여 치환된 아릴기를 의미한다.
상기 아릴알킬기는 7 내지 60개, 바람직하게는 7 내지 20개의 탄소 원자를 가지며, 상기 아릴기에 의하여 치환된 알킬기를 의미한다.
상기 알케닐기는 1 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 2 내지 20개, 바람직하게는 2 내지 10개, 보다 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소를 의미한다.
상기 시클로알킬기는 5 내지 60개, 바람직하게는 5 내지 20개의 고리 원자를 가지며 포화 또는 불포화된 비방향족 1가의 탄화수소기를 의미하며, 단일 고리 또는 2 이상의 고리의 축합 고리일 수 있다. 이들의 예로는 펜틸, 헥실, 헵틸, 시클로펜타디에닐 등을 들 수 있나, 본 발명이 이들로만 한정되는 것은 아니다.
상기 헤테로고리기는 5 내지 60개, 바람직하게는 5 내지 20개의 고리 원자를 가지며 1개 이상의 헤테로 원자를 포함하는 1가의 탄화수소기를 의미하며, 단일 고리 또는 2 이상의 고리의 축합 고리일 수 있다. 이들의 예로는 피롤리딘, 피리딘, 퓨란, 이미다졸, 모폴린, 피페라진 등을 들 수 있나, 본 발명이 이들로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1에 있어서, 상기 R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기, 또는 헤테로고리기로 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기일 수 있다.
또한, 상기 X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로, 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 또는 탄소수 1 내지 20의 실릴알킬기일 수 있다.
또한, 상기 M은 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 또는 하프늄(Hf)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물의 예로는 하기 화합물이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1의 유기 금속 화합물은 기존의 CGC 촉매의 근간을 이루는 시클로펜타디엔고리에서 벗어난 새로운 구조로, 페녹시 아민 구조를 가지는 기본 골격으로 가지는 것이다. 이와 같은 페녹시 아민 구조를 가지는 메탈로센형 (Non-Cp계) 리간드에 다양한 치환체를 도입함으로써 금속 주위의 전자적, 입체적 환경을 쉽게 제어할 수 있고 궁극적으로는 생성되는 폴리올레핀의 구조 및 물성 등의 조절이 가능하다.
본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 상기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물의 제조방법을 제공한다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물은 하기 화학식 2의 리간드 화합물과, 금속 소스인 하기 화학식 3의 화합물을 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
M(X1X2X3X4)
상기 화학식 1, 2 및 3에서,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 치환되는 작용기는 알킬기, 할로겐기, 헤테로원자 또는 헤테로고리기이고;
X1 내지 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 알킬아미도기, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미도기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 실릴알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알킬실릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되며;
M은 3 족 내지 12족의 금속 또는 란타나이드 계열 금속이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 2 및 상기 화학식 3의 화합물의 반응은 실온의 온도 조건에서, 즉 약 20 내지 약 25℃에서 수행될 수 있다.
이때, 상기 화학식 3의 금속 소스 화합물이 화학식 2의 리간드 화합물에 메탈레이션됨과 동시에, 상기 화학식 3의 X1 내지 X4 중 하나의 라디칼이 화학식 2의 이민 결합에 migration 되면서 이민 결합이 아민 결합으로 변환되어 상기 화학식 1과 같은 구조의 유기 금속 화합물이 수득될 수 있다.
따라서, 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물은 상기 화학식 2의 리간드 화합물의 질소 및 산소가 모두 금속(M)과 공유결합을 형성하는 구조가 된다. 이에, 본 발명의 화학식 1의 유기 금속 화합물은 구조적으로 매우 안정하여 종래의 메탈로센 화합물보다 높은 온도에서도 중합 반응을 수행할 수 있다. 또한, 이와 같은 리간드-금속의 결합 방식의 차이로 인하여 단량체에 대한 중합 활성 및 혼입도가 달라질 수 있다. 특히, 프로필렌에 대한 중합 활성이 높아 폴리프로필렌 중합의 촉매로 사용될 수 있다.
이러한 반응은 종래의 메탈레이션과 같이 저온에서 상기 화학식 2의 리간드 화합물과 n-BuLi과 같은 유기 리튬과의 리튬화(lithiation) 반응 및 금속 소스와의 반응을 포함하는 2단계의 반응을 거치는 것이 아니라, 실온의 온도 조건에서, 벤젠(benzene)과 같은 유기 용매 중에서 리간드 화합물 및 금속 소스를 정량적으로 반응시키는 것에 의해 이루어질 수 있다. 상기 조건을 만족하지 못할 경우 이민 결합에 대한 첨가 반응이 일어나지 않아 화학식 1과는 다른 구조로, 금속과 산소 원자 사이에만 공유 결합이 형성되고, 금속과 질소는 배위 결합을 이루는 화합물이 얻어지게 된다.
더욱 구체적인 예는 이하 실시예에 기재하였으며, 당업자는 실시예에 기재된 내용을 참고하여 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 2 에 있어서, R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기, 또는 헤테로고리기로 치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기일 수 있다. 또한, 상기 X1 내지 X4는 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기, 또는 탄소수 1 내지 20의 실릴알킬기일 수 있으며, 상기 M은 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 또는 하프늄(Hf)일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 리간드 화합물의 구체적인 예는 하기 구조식들 중 하나로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 2로 표시되는 리간드 화합물은 하기 화학식 4의 아민 화합물과, 하기 화학식 5의 알데히드 화합물을 반응시켜 이민 결합을 형성함으로써 제조될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 2]
상기 화학식 2, 4 및 5에서,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 60의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 7 내지 60의 알킬아릴기 및 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, 치환되는 작용기는 알킬기, 할로겐기, 헤테로원자 또는 헤테로고리기이다.
상기 화학식 2의 리간드 화합물의 제조방법에 있어서, 구체적인 반응 조건은 일반적인 유기 화합물의 합성 방법에 따를 수 있으며 특별히 제한하지는 않는다. 더욱 구체적인 예는 이하 실시예에 기재하였으며, 당업자는 실시예에 기재된 내용을 참고하여 상기 화학식 2의 리간드 화합물을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 유기 금속 화합물은 올레핀 단량체의 중합용 촉매로서 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않으며 기타 상기 유기 금속 화합물이 사용될 수 있는 모든 분야에 적용이 가능하다.
상기 화학식 1의 유기 금속 화합물은 단독으로 또는 조촉매와 함께 촉매 조성물로써 올레핀 중합체를 제조하는데 사용할 수 있으며, 특히 고분자량의 폴리올레핀을 고활성으로 생산할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물과 올레핀계 단량체를 접촉시켜 중합 공정을 수행함으로써 올레핀 단일 중합체 또는 올레핀 공중합체를 제공할 수 있다.
상기 촉매 조성물은 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물 이외에 하기 화학식 6의 화합물, 하기 화학식 7의 화합물 및 하기 화학식 8의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 조촉매 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 6]
-[Al(R6)-O]m-
상기 화학식 6에서, R6은 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 라디칼, 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 라디칼이고, m은 2 이상의 정수이며,
[화학식 7]
D(R7)3
상기 화학식 7에서,
D는 알루미늄 또는 보론이고, R7은 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌이고,
[화학식 8]
[L-H]+[ZA4]- 또는 [L]+[ZA4]-
상기 화학식 8에서,
L은 중성 또는 양이온성 루이스 염기이고, H는 수소 원자이며, Z는 13족 원소이고, A는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소, 알콕시 또는 페녹시로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
상기 조촉매 화합물들 중에서, 상기 화학식 6의 화합물 및 상기 화학식 7의 화합물은 다르게는 알킬화제로 표시될 수 있으며, 상기 화학식 8의 화합물은 활성화제로 표시될 수 있다.
상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 알킬알루미녹산이라면 특별히 한정되지 않으나 바람직한 예로는 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 부틸알루미녹산 등이 있으며, 특히 바람직한 화합물은 메틸알루미녹산이다.
상기 화학식 7로 표시되는 알킬 금속 화합물은 특별히 한정되지 않으나 바람직한 예로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리사이클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론, 트리부틸보론 등이 포함되며, 특히 바람직한 화합물은 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄 중에서 선택된다.
상기 화학식 8로 표시되는 화합물의 예로는 트리에틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리프로필암모니움테트라(페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, N,N-디에틸아밀리디움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리디움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 디에틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 트리페닐포스포늄테트라(페닐)보론, 트리메틸포스포늄테트라(페닐)보론, 트리에틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라(펜타플루오로페닐)알루미늄, 디에틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라(페닐)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(페닐)보론, 트리프로필암모니움테트라(페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론,트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(페닐)보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 디에틸암모니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 트리페닐포스포늄테트라(페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라(p-트리풀로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라(펜타플루오로페닐)보론, 트리틸테트라(펜타플루오로페닐)보론 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 촉매 조성물은 올레핀 단일 중합 또는 공중합에 사용될 수 있다.
상기 촉매 조성물의 제조 시에 반응 용매로서 펜탄, 헥산, 헵탄 등과 같은 탄화수소계 용매이거나 벤젠, 톨루엔 등과 같은 방향족계 용매가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않으며 당해 기술 분야에서 사용가능한 모든 용매가 사용될 수 있다.
상기 화학식 1의 유기 금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 올레핀계 단량체를 중합하여 올레핀계 중합체를 제조할 수 있다.
상기 올레핀계 중합체의 방법은 상기 촉매 조성물과 단량체를 접촉시키는 것에 의하여 수행될 수 있다. 상기 올레핀 중합체의 제조방법에 따르면, 올레핀 단일 중합체 또는 올레핀 공중합체를 제공할 수 있다.
상기 중합 방법에서 상기 촉매 조성물을 이용한 가장 바람직한 중합 공정은 용액 공정이다. 상기 촉매 조성물을 실리카와 같은 무기 담체와 함께 사용하면 슬러리 또는 기상 공정에도 적용 가능하다.
상기 중합체의 제조 방법에 있어서, 상기 촉매 조성물은 올레핀 중합 공정에 적합한 탄소수 5 내지 12의 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 및 이들의 이성질체와 톨루엔, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소 용매, 디클로로메탄, 클로로벤젠과 같은 염소원자로 치환된 탄화수소 용매 등에 용해하거나 희석하여 주입 가능하다. 여기에 사용되는 용매는 소량의 알킬알루미늄 처리함으로써 촉매 독으로 작용하는 소량의 물 또는 공기 등을 제거하여 사용하는 것이 바람직하며, 조촉매를 더 사용하여 실시하는 것도 가능하다.
상기 화학식 1의 유기 금속 화합물과 조촉매를 사용하여 중합 가능한 올레핀계 단량체의 예로는 에틸렌, 알파-올레핀, 사이클릭 올레핀 등이 있으며, 이중 결합을 2개 이상 가지고 있는 디엔 올레핀계 단량체 또는 트리엔 올레핀계 단량체 등도 중합 가능하다. 상기 단량체의 구체적인 예로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이토센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보넨, 페닐노보넨, 비닐노보넨, 디사이클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 1,6-헥사디엔, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 디비닐벤젠, 3-클로로메틸스티렌 등이 있으며, 이들 단량체를 2 종 이상 혼합하여 공중합할 수도 있다. 상기 올레핀 중합체가 에틸렌과 다른 공단량체의 공중합체인 경우에, 상기 공중합체를 구성하는 단량체는 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 공단량체인 것이 바람직하다.
특히, 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물은 에틸렌과 1-옥텐과 같은 입체적 장애가 큰 단량체의 공중합 반응도 가능하며, 퓨란 구조를 가지는 포스트 메탈로센형 리간드에 다양한 치환체를 도입함으로써 금속 주위의 전자적, 입체적 환경을 쉽게 제어할 수 있고 궁극적으로는 생성되는 폴리올레핀의 구조 및 물성 등의 조절이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 올레핀계 중합체는 사용되는 그 용도에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
이하에서 올레핀 중합체의 중합 공정을 예시하나, 이는 본 발명을 예시하기 위한 목적일 뿐이며, 하기 내용에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도한 것은 아니다.
상기 중합체의 제조 방법에서 사용되는 반응기는 연속 교반식 반응기(CSTR) 또는 연속 흐름식 반응기(PFR)인 것이 바람직하다. 상기 반응기는 2개 이상 직렬 혹은 병렬로 배열되는 것이 바람직하다. 또한 상기 제조 방법은 반응 혼합물로부터 용매 및 미반응 단량체를 연속적으로 분리하기 위한 분리기를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 중합체의 제조 방법이 연속 용액 중합 공정으로 수행되는 경우, 이는 촉매공정, 중합공정, 용매 분리 공정, 회수 공정 단계로 구성될 수 있으며, 보다 구체적으로는 아래와 같다.
a) 촉매공정
본 발명에 따른 촉매 조성물은 올레핀 중합 공정에 적합한 할로겐으로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 5 내지 12의 지방족 또는 방향족 용매 등에 용해하거나 희석하여 주입 가능하다. 예를 들어, 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 및 이들의 이성질체와 같은 지방족 탄화수소 용매, 톨루엔, 자일렌, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소 용매, 디클로로메탄, 클로로벤젠과 같은 염소원자로 치환된 탄화수소 용매 등이 사용될 수 있다. 여기에 사용되는 용매는 소량의 알킬알루미늄 등으로 처리함으로써 촉매 독으로 작용하는 소량의 물 또는 공기 등을 제거하여 사용하는 것이 바람직하며, 조촉매를 과량으로 사용하여 실시하는 것도 가능하다.
b) 중합공정
중합 공정은 반응기 상에서 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물 및 조촉매를 포함하는 촉매 조성물과 1종 이상의 올레핀 단량체의 도입에 의하여 진행된다. 용액상 및 슬러리상의 중합의 경우, 상기 반응기 상에 용매가 주입된다. 용액 중합의 경우 반응기 내부에 용매, 촉매 조성물 및 단량체의 혼합액이 존재한다.
상기 반응에 적합한 단량체 대 용매의 몰비율은 반응 전 원료와 반응 후 생성되는 고분자를 용해하기에 적합한 비율이 되어야 한다. 구체적으로는, 단량체 대 용매의 몰비율은 10:1 내지 1:10,000, 바람직하게는 5:1 내지 1:100, 가장 바람직하게는 1:1 내지 1:20 이다. 상기 용매의 몰비율이 10:1 미만인 경우에는 용매의 양이 너무 적어 유체의 점도가 증가하여 생성된 중합체의 이송에 문제가 있고, 상기 용매의 몰비율이 1:10,000을 초과하는 경우에는 용매의 양이 필요이상으로 많아 용매의 정제 재순환에 따른 설비증가 및 에너지 비용 증가 등의 문제가 있다.
상기 용매는 히터 또는 냉동기를 사용하여 -40 내지 150℃의 온도로 반응기로 투입되는 것이 바람직하며, 이에 의하여 단량체 및 촉매 조성물과 함께 중합반응이 시작된다. 상기 용매의 온도가 -40℃미만인 경우에는 반응량에 따라 다소간의 차이가 있겠지만, 보편적으로 용매의 온도가 너무 낮아 반응온도도 동반 하강하여 온도 제어가 어려운 문제가 있으며, 150℃를 초과하는 경우에는 용매의 온도가 너무 높아 반응에 따른 반응열의 제열이 어려운 문제가 있다.
고용량 펌프가 압력을 50 bar 이상으로 상승시켜 공급물들(용매, 단량체, 촉매 조성물 등)을 공급함으로써, 상기 반응기 배열, 압력 강하 장치 및 분리기 사이에 추가적인 펌핑(pumping)없이 상기 공급물들의 혼합물을 통과시킬 수 있다.
본 발명에 적합한 반응기의 내부 온도, 즉 중합 반응 온도는 -15 내지 300℃, 바람직하게는 30 내지 200℃, 가장 바람직하게는 70 내지 200℃이다. 상기 내부 온도가 -15℃ 미만인 경우에는 반응속도가 낮아 생산성이 낮아지는 문제가 있으며, 300℃를 초과하는 경우에는 부반응에 따른 불순물의 생성 및 중합체의 탄화 등의 변색의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 적합한 반응기의 내부 압력은 1 내지 300 bar, 바람직하게는 10 내지 200 bar, 가장 바람직하게는 30 내지 100 bar 정도이다. 상기 내부 압력이 1 bar 미만인 경우에는 반응속도가 낮아 생산성이 낮아지고, 사용 용매의 기화 등에 따른 문제가 있으며, 300 bar를 초과하는 경우에는 고압에 따른 장치 비용 등의 설비비 증가 문제가 있다.
반응기 내에서 생성되는 중합체는 용매 속에서 20 wt%의 미만의 농도로 유지되며 짧은 체류 시간이 지난 후 용매 제거를 위해 첫번째 용매 분리 공정으로 이송되는 것이 바람직하다. 생성된 중합체의 반응기 내 체류시간은 1분 내지 10시간, 바람직하게는 3분 내지 1시간, 가장 바람직하게는 5분 내지 30분이다. 상기 체류 시간이 3분 미만인 경우에는 짧은 체류 시간에 따른 생산성 저하 및 촉매의 손실 등 및 이에 따른 제조비용 증가 등의 문제가 있으며, 1시간을 초과하는 경우에는 촉매의 적정 활성기간 이상의 반응에 따라, 반응기가 커지고 이에 따라 설비비 증가 문제가 있다.
c) 용매 분리 공정
반응기를 빠져나온 중합체와 함께 존재하고 있는 용매의 제거를 위하여 용액 온도와 압력을 변화시킴으로써 용매 분리 공정이 수행된다. 예컨대 반응기로부터 이송된 고분자 용액은 히터를 통하여 약 200℃에서 230℃까지 승온시킨 후 압력 강하 장치를 거치면서 압력이 낮춰지며 첫 번째 분리기에서 미반응 원료 및 용매를 기화시킨다.
이 때 분리기 내의 압력은 1 내지 30 bar, 바람직하게는 1 내지 10 bar, 가장 바람직하게는 3 내지 8 bar가 적합하다. 분리기 내의 온도는 150 내지 250℃, 바람직하게는 170 내지 230℃, 가장 바람직하게는 180 내지 230℃ 가 적합하다.
상기 분리기 내의 압력이 1 bar 미만인 경우에는 중합물의 함량이 증가하여 이송에 문제가 있으며, 30bar를 초과하는 경우에는 중합과정에 사용된 용매의 분리가 어려운 문제가 있다. 그리고, 상기 분리기 내의 온도가 150℃ 미만인 경우에는 공중합체 및 이의 혼합물의 점도가 증가하여 이송에 문제가 있으며 250℃ 미만인 경우에는 고온에 따른 변성으로 중합물의 탄화 등에 따른 변색의 문제가 있다.
분리기에서 기화된 용매는 오버헤드 시스템에서 응축된 반응기로 재순환시킬 수 있다. 첫 단계 용매 분리 공정을 거치게 되면 65%까지 농축된 고분자 용액을 얻을 수 있으며, 이는 히터를 통하여 이송 펌프에 의해 두 번째 분리기로 이송되며, 두번째 분리기에서 잔류 용매에 대한 분리 공정이 이루어진다. 히터를 통과하는 동안 고온에 의한 고분자의 변형을 방지하기 위하여 열안정제를 투입하고 아울러 고분자 용액 속에 존재하는 활성화물의 잔류 활성에 의한 고분자의 반응을 억제하기 위하여 반응 금지제를 열안정제와 함께 히터로 주입한다. 두 번째 분리기로 주입된 고분자 용액 중의 잔류 용매는 최종적으로 진공 펌프에 의하여 완전히 제거되고, 냉각수와 절단기를 통과하면 입자화된 고분자를 얻을 수 있다. 두번째 분리 공정에서 기체화된 용매 및 기타 미반응 단량체들은 회수 공정으로 보내어 정제 후 재사용할 수 있다.
d) 회수공정
중합 공정에 원료와 함께 투입된 유기 용매는 1차 용매 분리 공정에서 미반응 원료와 함께 중합공정으로 재순환 사용될 수 있다. 그러나, 2차 용매 분리 공정에서 회수된 용매는 촉매 활성을 정지시키기 위한 반응 금지제 혼입으로 인한 오염 및 진공 펌프에서의 스팀 공급으로 용매 속에 촉매독으로 작용하는 수분이 다량 함유되어 회수공정에서 정제 후 재사용되는 것이 바람직하다.
본 발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 >
용어 "밤새"는 대략 12 내지 16시간을 의미하며 "실온"은 20 내지 25℃의 온도를 일컫는다. 모든 금속 화합물의 합성 및 실험의 준비는 건조상자 기술을 사용하거나 건조상태 유지 유리기구를 사용하여 건조 질소 분위기 하에서 수행되었다. 사용되는 모든 용매는 anhydrous 등급이며 사용 전에 아르곤 버블링으로 산소를 제거하였다.
실시예
1
2-(E)-((2-
morpholinophenylimino
)
methyl
)-4,6-
di
-
tert
-
butylphenol
의 제조
아르곤 분위기 하에서 250 mL schlenk flask에 3,5-di-tert-butylsalicyl aldehyde (2.0 g, 8.5 mmol), 2-morpholinoaniline (1.7 g, 9.4 mmol), molecular sieves (4Å) (1.7 g), 그리고 para-toluenesulfonic acid (0.03 g, 0.15 mmol)을 넣고 toluene (50 mL)를 주입한 다음 24시간 동안 환류시켰다. 실온으로 냉각시킨 후, 여과를 통해 molecular sieves (4Å)를 제거하고 여과액을 농축시켜 용매를 제거하였다. 농축한 혼합물로부터 column chromatography (Hx:EA=8:1)를 통해 원하는 생성물을 분리하여 오렌지 색의 고체 생성물인 표제 화합물인 2-(E)-((2-morpholinophenylimino)methyl)-4,6-di-tert-butylphenol (2.0 g, 60 %)를 얻었다.
1H NMR (500MHz, C6D6): 14.75 (s, 1H), 8.18 (s, 1H), 7.61 (d, 1H), 7.08 ~ 7.05 (m, 2H), 6.92 ~ 6.88 (m, 1H), 6.76 ~ 6.74 (m, 2H), 3.81 ~ 3.79 (m, 4H), 2.77 ~ 2.75 (m, 4H), 1.66 (s, 9H), 1.34 (s, 9H)
2-(E)-((2-
morpholinophenylimino
)
methyl
)-4,6-
di
-
tert
-
butylphenoxy
titanium
dibenzyl
의 제조
아르곤 분위기 하에서 상기에서 제조된 리간드 화합물 2-(E)-((2-morpholinophenylimino)methyl)-4,6-di-tert-butylphenol (0.03 g, 0.076 mmol)과 TiBn4 (0.033 g, 0.080 mmol)을 실온에서 벤젠 (7 mL)에 녹여 교반하였다. 이 반응은 거의 정량적으로 이루어지며 1시간 이내에 반응이 모두 완결되었으며, 표제의 유기 금속 화합물(0.054 g, 100% yield)을 수득하였다. 생성된 유기 금속 화합물은 솔루션 상태(reddish brown)로 중합 반응에 이용하였다.
1H NMR (500MHz, C6D6): 7.48 ~ 6.55 (m, 19H), 6.27 ~ 6.23 (m, 3H), 4.88 (t, 1H), 3.79 ~ 3.19 (m, 11H), 2.88 ~ 2.59 (m, 3H), 1.64 (s, 9H), 1.27 (s, 9H)
Claims (9)
- 하기 화학식 1로 표시되는 유기 금속 화합물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
R1은 몰폴린(morpholine) 치환기를 포함하는 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고;
R2 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고;
X1 내지 X3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기이며;
M은 티타늄(Ti)이다.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 유기 금속 화합물:
- 하기 화학식 2의 리간드 화합물과, 하기 화학식 3의 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 1의 유기 금속 화합물의 제조방법:
[화학식 2]
[화학식 3]
M(X1X2X3X4)
[화학식 1]
상기 화학식 1, 2 및 3에서,
R1은 몰폴린(morpholine) 치환기를 포함하는 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고;
R2 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고;
X1 내지 X4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬기이며;
M은 티타늄(Ti)이다.
- 삭제
- 제4항에 있어서, 상기 화학식 1의 유기 금속 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 유기 금속 화합물의 제조방법:
- 제4항에 있어서, 상기 화학식 2의 리간드 화합물은 하기 화학식으로 표시되는 유기 금속 화합물의 제조방법:
- 제4항에 있어서, 상기 화학식 2의 리간드 화합물은 하기 화학식 4의 아민 화합물과, 하기 화학식 5의 알데히드 화합물을 반응시켜 이민 결합을 형성함으로써 제조되는, 유기 금속 화합물의 제조방법:
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 2]
상기 화학식 2, 4 및 5에서,
R1은 몰폴린(morpholine) 치환기를 포함하는 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고;
R2 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
- 제4항에 있어서, 상기 화학식 2의 리간드 화합물과, 화학식 3의 화합물을 반응은 실온에서 수행되는 유기 금속 화합물의 제조방법
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20120138357 | 2012-11-30 | ||
| KR1020120138357 | 2012-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140070419A KR20140070419A (ko) | 2014-06-10 |
| KR101563268B1 true KR101563268B1 (ko) | 2015-10-26 |
Family
ID=51125277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130145199A KR101563268B1 (ko) | 2012-11-30 | 2013-11-27 | 포스트 메탈로센형 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101563268B1 (ko) |
-
2013
- 2013-11-27 KR KR1020130145199A patent/KR101563268B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140070419A (ko) | 2014-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6469832B2 (ja) | リガンド化合物、遷移金属化合物及びこれを含む触媒組成物 | |
| JP5972474B2 (ja) | 遷移金属化合物、これを含む触媒組成物およびこれを用いた重合体の製造方法 | |
| JP2014129540A (ja) | エチレンα−オレフィン共重合体 | |
| KR101774615B1 (ko) | 인덴기를 갖는 메탈로센형 촉매 및 이를 이용한 올레핀 중합체의 제조방법 | |
| JP5230750B2 (ja) | テトラゾール基を含む非メタロセン系オレフィン重合触媒およびこれを用いたオレフィン重合方法 | |
| KR101310239B1 (ko) | 포스핀 그룹을 가지는 포스트 메탈로센형 전이금속 화합물 및 이를 이용한 올레핀 중합체의 제조방법 | |
| KR101722138B1 (ko) | 신규한 리간드 화합물, 메탈로센 화합물 및 이를 이용하는 올레핀계 중합체의 제조방법 | |
| KR101588813B1 (ko) | 촉매 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법 | |
| KR101237467B1 (ko) | 새로운 포스트 메탈로센형 전이 금속 화합물 및 이를 이용한 올레핀 중합체의 제조방법 | |
| KR101784463B1 (ko) | 리간드 화합물, 메탈로센 화합물 및 이를 이용하는 올레핀계 중합체의 제조방법 | |
| KR101739164B1 (ko) | 다이아민 기반의 포스트 메탈로센형 전이금속 촉매 | |
| KR20140129871A (ko) | 포스트 메탈로센형 리간드 화합물, 유기 금속 화합물 및 이를 이용한 올레핀 중합체의 제조방법 | |
| KR101563268B1 (ko) | 포스트 메탈로센형 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법 | |
| KR101153097B1 (ko) | 새로운 씨클로펜타다이에논 리간드를 포함하는 4족 전이금속 화합물 | |
| KR100853433B1 (ko) | 전이금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물 및 이를 이용하는올레핀 중합체의 제조 방법 | |
| CN111094307B (zh) | 配体化合物，过渡金属化合物和包含其的催化剂组合物 | |
| KR101205474B1 (ko) | 금속 화합물 및 이를 이용한 올레핀 중합체의 제조방법 | |
| KR101725949B1 (ko) | 티오펜을 중심으로 하는 포스트 메탈로센 촉매 | |
| KR101773649B1 (ko) | 트라이덴테이트 구조의 리간드를 포함하는 포스트 메탈로센 촉매 | |
| KR101725945B1 (ko) | 아미노 퀴놀린 골격을 가지는 포스트 메탈로센 촉매 | |
| KR101703155B1 (ko) | 다이아릴 에테르 골격을 가지는 포스트 메탈로센형 전이금속 촉매 | |
| KR20170073141A (ko) | 전이금속 화합물 및 이를 포함하는 촉매 조성물 | |
| KR20140070418A (ko) | 포스트 메탈로센형 리간드 화합물, 이의 제조방법, 유기 금속 화합물 및 이의 제조방법 | |
| KR101684647B1 (ko) | 이핵 메탈로센 화합물, 이를 포함하는 촉매 조성물, 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법 | |
| KR20150048462A (ko) | 아닐린 유도체와 시클로펜타디엔 유도체가 결합된 형태의 촉매 및 이를 이용한 올레핀 중합체의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181016 Year of fee payment: 4 |