KR102185162B1 - Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer - Google Patents

Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer Download PDF

Info

Publication number
KR102185162B1
KR102185162B1 KR1020190054548A KR20190054548A KR102185162B1 KR 102185162 B1 KR102185162 B1 KR 102185162B1 KR 1020190054548 A KR1020190054548 A KR 1020190054548A KR 20190054548 A KR20190054548 A KR 20190054548A KR 102185162 B1 KR102185162 B1 KR 102185162B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
reaction
ethylene
catalyst system
chromium compound
Prior art date
Application number
KR1020190054548A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200129723A (en
Inventor
이분열
박희수
김태희
백준원
Original Assignee
아주대학교산학협력단
주식회사 에스피씨아이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아주대학교산학협력단, 주식회사 에스피씨아이 filed Critical 아주대학교산학협력단
Priority to KR1020190054548A priority Critical patent/KR102185162B1/en
Priority to JP2020567590A priority patent/JP7299593B2/en
Priority to CN201980038528.9A priority patent/CN112262147A/en
Priority to EP19815758.8A priority patent/EP3805240B1/en
Priority to ES19815758T priority patent/ES2938516T3/en
Priority to PCT/KR2019/006678 priority patent/WO2019235799A1/en
Priority to US16/972,117 priority patent/US11148127B2/en
Publication of KR20200129723A publication Critical patent/KR20200129723A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102185162B1 publication Critical patent/KR102185162B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F11/00Compounds containing elements of Groups 6 or 16 of the Periodic Table
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B01J31/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron
    • B01J31/143Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron of aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/1616Coordination complexes, e.g. organometallic complexes, immobilised on an inorganic support, e.g. ship-in-a-bottle type catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02Alkenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02Alkenes
    • C07C11/107Alkenes with six carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
    • C07C2/04Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation
    • C07C2/06Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation of alkenes, i.e. acyclic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C2/08Catalytic processes
    • C07C2/26Catalytic processes with hydrides or organic compounds
    • C07C2/32Catalytic processes with hydrides or organic compounds as complexes, e.g. acetyl-acetonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • C07C2531/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • C07C2531/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • C07C2531/22Organic complexes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명은 비배위 음이온과 크롬 3가 양이온으로 구성된 크롬 화합물, 이를 이용한 에틸렌 올리고머화 반응 촉매 시스템 및 상기 촉매 시스템을 이용한 에틸렌 올리고머 제조 방법에 관한 것이다. 이를 통해, 본 발명은 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도, 에틸렌 올리고머화 반응의 활성도 및 선택도를 현저하게 우수한 수준으로 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있어, 대량 상업 공정에 적합하고, 극히 높은 활성과 우수한 경제성을 양립할 수 있는 크롬 화합물, 이를 이용한 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템 및 에틸렌 올리고머 제조 방법을 제공한다.The present invention relates to a chromium compound composed of a non-coordinating anion and a chromium trivalent cation, an ethylene oligomerization catalyst system using the same, and a method for producing an ethylene oligomer using the catalyst system. Through this, the present invention omits the use of methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO), and improves the activity and selectivity of the ethylene oligomerization reaction to a remarkably excellent level, so that 1-hexene and 1- It provides a chromium compound capable of producing octene in high yield, suitable for mass commercial processes, and compatible with extremely high activity and excellent economics, an ethylene oligomerization catalyst system using the same, and a method for producing an ethylene oligomer.

Description

크롬 화합물, 이를 이용한 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템 및 에틸렌 올리고머 제조 방법{CHROMIUM COMPLEX, ETHYLENE OLIGOMERIZATION CATALYST SYSTEM USING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD FOR ETHYLENE OLIGOMER}Chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system using the same, and ethylene oligomer production method {CHROMIUM COMPLEX, ETHYLENE OLIGOMERIZATION CATALYST SYSTEM USING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD FOR ETHYLENE OLIGOMER}

본 발명은 대량 생산 및 상업 공정에 적합하고, 극히 높은 활성과 우수한 경제성을 양립할 수 있으며, 에틸렌 올리고머화 반응의 선택도를 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있는 크롬 화합물, 이를 이용한 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템 및 에틸렌 올리고머 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is suitable for mass production and commercial processes, can achieve both extremely high activity and excellent economics, and improves the selectivity of ethylene oligomerization reaction to produce 1-hexene and 1-octene in high yield. It relates to a compound, an ethylene oligomerization catalyst system using the same, and a method for producing an ethylene oligomer.

에틸렌 올리고머인 1-헥센 및 1-옥텐은 예를 들면, 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀의 중합 시 공단량체로서 대량으로 사용되고 있는 화합물이다. 최근에는 균일계 메탈로센계 촉매를 사용한 폴리올레핀 생산이 증가함에 따라 에틸렌 올리고머 중에서도 특히 1-헥센(1-hexene) 및 1-옥텐(1-octene)에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다. Ethylene oligomers 1-hexene and 1-octene are compounds that are used in large quantities as comonomers in polymerization of polyolefins such as polyethylene. In recent years, as the production of polyolefins using a homogeneous metallocene catalyst increases, the demand for 1-hexene and 1-octene among ethylene oligomers is steadily increasing.

종래의 기술로는 니켈 촉매를 근간으로 한 Shell Higher Olefin Process(SHOP)에서 에틸렌을 올리고머화함으로써, 탄소수 약 4개 내지 약 30개의 다양한 1-알켄(1-alkene)을 생성하고 이로부터 1-헥센 및 1-옥텐을 별도로 분리하여 얻을 수 있었다. 이후 에틸렌 올리고머화 반응에서의 선택도를 높여, 1-헥센 또는 1-헥센과 1-옥텐을 고수율로 생성할 수 있는 촉매 시스템이 발명되었다. In the conventional technique, by oligomerizing ethylene in the Shell Higher Olefin Process (SHOP) based on a nickel catalyst, various 1-alkenes having about 4 to about 30 carbon atoms are produced and 1-hexene from this And 1-octene could be obtained by separating separately. Subsequently, a catalyst system capable of producing 1-hexene or 1-hexene and 1-octene in high yield by increasing the selectivity in the ethylene oligomerization reaction was invented.

하나의 예시로, 사솔(Sassol)社에서 개발된 촉매 시스템은 크롬 3가 화합물(CrCl3 또는 Cr(acac)3), 비스포스핀 리간드(bisphosphine ligand)인 (iPrN(PPh2)2) 및 조촉매인 메틸알루미녹산(methylaluminoxane, MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(modified-methylaluminoxane, MMAO)으로 구성되는 것으로, 1-옥텐 및 1-헥센을 선택적으로 생성한다(특허문헌 1 및 특허문헌 2). As an example, the catalyst system developed by Sassol is a chromium trivalent compound (CrCl 3 or Cr(acac) 3 ), a bisphosphine ligand (iPrN(PPh 2 ) 2 ) and crude It is composed of a catalyst, methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO), and selectively produces 1-octene and 1-hexene (Patent Document 1 and Patent Document 2).

그러나, 이러한 종래의 촉매 시스템은 상업적으로 활용가능한 수준의 활성도를 구현하기 위해 고가의 MAO 또는 MMAO를 다량으로 사용해야하고, 60℃ 정도로 최적 활성 온도가 낮으며, 목적하지 않은 폴리에틸렌(polyetylene, PE) 부산물의 생성률이 높은 약점이 있어 상업화에 걸림돌이 되고 있다. However, such a conventional catalyst system requires the use of a large amount of expensive MAO or MMAO in order to realize the level of activity that is commercially available, and the optimum activity temperature is low at about 60°C, and is an undesired polyethylene (PE) by-product. It has a weakness in its high production rate, which is an obstacle to commercialization.

구체적으로, 종래의 촉매 시스템은 활성도를 MAO 또는 MMAO의 투입량에 대한 활성도로 변환할 경우, 고가의 MAO 또는 MMAO를 다량으로 사용하는 것에 의해 실제적으로 상업적 이점이 낮아지게 된다. 또한, 최적 활성 온도가 약 60℃ 정도로 낮은 경우 공냉 또는 수냉에 의한 반응열의 제어 효율이 급격히 저하되며, 폴리에틸렌 부산물을 상대적으로 소량만 생성하는 경우에도 풍선효과를 일으켜 대량 생산의 이점이 저해될 수 있다.Specifically, when the conventional catalyst system converts the activity to the activity relative to the input amount of MAO or MMAO, the practical commercial advantage is lowered by using a large amount of expensive MAO or MMAO. In addition, when the optimum activation temperature is as low as about 60°C, the control efficiency of reaction heat by air cooling or water cooling decreases rapidly, and even when only a relatively small amount of polyethylene by-products is produced, a balloon effect may occur, which may impair the advantages of mass production. .

이런 이유로 최근에는 MAO 또는 MMAO를 사용하지 않고, 최적 활성 온도가 약 80℃ 내외로 고온이며, 폴리에틸렌 부산물의 생성을 극히 낮출 수 있는 촉매 시스템을 개발하기 위한 노력이 이어지고 있다. 그러나, 종래에 알려진 기술만으로 MAO 또는 MMAO를 사용하지 않으면서도 충분히 높은 활성을 구현하는 것은 매우 어려우며, 더욱이 이러한 고활성 촉매를 대량으로 생산하는 것도 매우 어렵다.For this reason, in recent years, efforts have been made to develop a catalyst system that does not use MAO or MMAO, has an optimum activation temperature of about 80°C, and can extremely reduce the production of polyethylene by-products. However, it is very difficult to achieve sufficiently high activity without using MAO or MMAO only with conventionally known techniques, and it is also very difficult to mass-produce such a highly active catalyst.

따라서, 에틸렌 단량체에 접촉했을 때 1-헥센 및/또는 1-옥텐을 높은 선택도 및 우수한 생산성으로 제조할 수 있는 동시에, 고활성 및 경제성을 양립할 수 있는 에틸렌 올리고머화 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다.Therefore, the necessity of developing an ethylene oligomerization technology capable of producing 1-hexene and/or 1-octene with high selectivity and excellent productivity when contacted with an ethylene monomer is increased and that can achieve both high activity and economical efficiency. have.

(선행기술문헌)(Prior technical literature)

특허문헌 1: 한국공개특허공보 10-2006-0002742Patent Document 1: Korean Laid-Open Patent Publication 10-2006-0002742

특허문헌 2: 미국특허공보 7511183B2Patent Document 2: U.S. Patent Publication 7511183B2

비특허문헌 1: ACS Omega 2017, 2, 765Non-Patent Document 1: ACS Omega 2017, 2, 765

비특허문헌 2: Angewandte Chemie International Edition 2016, 55, 12351Non-Patent Document 2: Angewandte Chemie International Edition 2016, 55, 12351

본 발명의 목적은 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도, 에틸렌 올리고머화 반응의 활성도 및 선택도를 현저하게 우수한 수준으로 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있는 크롬 화합물 및 이를 이용한 촉매 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to improve the activity and selectivity of the ethylene oligomerization reaction to a remarkably excellent level while omitting the use of methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO) to achieve 1-hexene and 1-octene. It is to provide a chromium compound that can be prepared in high yield and a catalyst system using the same.

본 발명의 또 다른 목적은 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도, 에틸렌 올리고머화 반응의 활성도 및 선택도를 현저하게 우수한 수준으로 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있어, 대량 상업 공정에 적합하고, 극히 높은 활성과 우수한 경제성을 양립할 수 있는 에틸렌 올리고머 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to improve the activity and selectivity of the ethylene oligomerization reaction to a remarkably excellent level while omitting the use of methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO). -It is to provide a method for producing an ethylene oligomer capable of producing octene in high yield, suitable for mass commercial processes, and compatible with extremely high activity and excellent economy.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.All of the above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

본 발명의 일 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a chromium compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

[(R-N-{P(C6H4-p-Z)2}2)-CrX2]+ [AY4]- [(RN-{P(C 6 H 4 -pZ) 2 } 2 )-CrX 2 ] + [AY 4 ] -

상기 화학식 1에서, R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고; Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n이며, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 알킬기이며, n은 0 내지 3이고(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임); X는 각각 독립적으로 할로겐, 탄소수 2 내지 30의 카보실레이트, 아세틸아세토네이트, 또는 에테르기 및 아민기 중 1종 이상을 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 30의 하이드로카빌이고; A는 보론 또는 알루미늄이고; Y는 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴, 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴옥시 또는 탄소수 1 내지 20의 불소가 치환된 알콕시이다.In Formula 1, R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Z is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n , wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n is 0 to 3 (however, *-Si( R 1 ) 3-n (R 2 ) the sum of carbon number of n is 4 to 50); Each X is independently halogen, a carbosylate having 2 to 30 carbon atoms, an acetylacetonate, or a hydrocarbyl having 1 to 30 carbon atoms including or not including at least one of an ether group and an amine group; A is boron or aluminum; Y is aryl substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, aryloxy substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, or alkoxy substituted with fluorine having 1 to 20 carbon atoms.

본 발명의 다른 구현예는 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 및 하기 화학식 2로 표시되는 유기 알루미늄 화합물을 포함하는 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템에 관한 것이다. Another embodiment of the present invention is a chromium compound represented by Formula 1; And it relates to an ethylene oligomerization catalyst system comprising an organic aluminum compound represented by the following formula (2).

[화학식 2] [Formula 2]

(R3)3Al(R 3 ) 3 Al

상기 화학식 2에서, R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

상기 촉매 시스템은 투입되는 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 알루미늄 화합물의 몰비가 1 : 50 내지 1 : 500일 수 있다.In the catalyst system, the molar ratio of the chromium compound represented by Chemical Formula 1 and the aluminum compound represented by Chemical Formula 2 may be 1:50 to 1:500.

본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 촉매 시스템과 에틸렌 단량체를 접촉시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 선택적으로 제조하는 단계를 포함하는 에틸렌 올리고머 제조 방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a method for producing an ethylene oligomer comprising the step of selectively preparing 1-hexene and 1-octene by contacting the above-described catalyst system with an ethylene monomer.

상기 구현예들에서, 상기 화학식 1의 R은 이소프로필기일 수 있다.In the above embodiments, R in Formula 1 may be an isopropyl group.

상기 구현예들에서, 상기 화학식 1의 X는 Cl일 수 있다.In the above embodiments, X in Formula 1 may be Cl.

상기 구현예들에서, 상기 화학식 1의 Z는 탄소수 4 내지 50의 *-Si(R1)3이고; 상기 R1은 각각 독립적으로, 에틸, 이소프로필 또는 n-부틸일 수 있다.In the above embodiments, Z in Formula 1 is *-Si(R 1 ) 3 having 4 to 50 carbon atoms; Each of R 1 may be independently ethyl, isopropyl, or n-butyl.

상기 구현예들에서, 상기 화학식 1의 [AY4]-는 [B(C6F5)4]-일 수 있다.In the above embodiments, of Formula 1 [AY 4] - is [B (C 6 F 5) 4] - can be.

상기 구현예들에서, 상기 화학식 2의 R3는 이소부틸기 또는 에틸기일 수 있다.In the above embodiments, R 3 in Formula 2 may be an isobutyl group or an ethyl group.

본 발명은 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도, 에틸렌 올리고머화 반응의 활성도 및 선택도를 현저하게 우수한 수준으로 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있어, 대량 상업 공정에 적합하고, 극히 높은 활성과 우수한 경제성을 양립할 수 있는 크롬 화합물, 이를 이용한 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템 및 에틸렌 올리고머 제조 방법을 제공한다.The present invention eliminates the use of methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO), but improves the activity and selectivity of the ethylene oligomerization reaction to a remarkably excellent level, thereby reducing 1-hexene and 1-octene. A chromium compound that can be produced in a yield, is suitable for mass commercial processes, and can be compatible with extremely high activity and excellent economics, an ethylene oligomerization catalyst system using the same, and a method for producing an ethylene oligomer are provided.

도 1은 본 발명의 실시예 5에서 제조된 크롬 화합물의 X선 결정학 (X-ray crystallography)으로 분석한 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 크롬 화합물의 31P NMR 스펙트럼, 1H NMR 스펙트럼, 19F NMR 스펙트럼 및 EPR 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 것이다.
1 shows the structure analyzed by X-ray crystallography of the chromium compound prepared in Example 5 of the present invention.
Figure 2 shows the 31 P NMR spectrum, 1 H NMR spectrum, 19 F NMR spectrum, and EPR spectrum analysis results of the chromium compound prepared in Example 1 of the present invention.

본 출원서에서, 화학식에 표시된 H, B, C, N, O, F, P, Cr, Cl 등의 기호는 별다른 언급이 없는 한 각각의 원소 기호가 표지하는 원자를 의미한다.In the present application, symbols such as H, B, C, N, O, F, P, Cr, Cl, and the like represented in the chemical formula mean an atom labeled by each element symbol unless otherwise stated.

본 출원서에서, 화학식에 표시된 '*'는 별다른 언급이 없는 한 화학 구조에서의 연결 부위를 의미한다.In the present application,'*' indicated in the formula means a linking site in a chemical structure unless otherwise stated.

본 출원서에서, 화학식에 표시된 '-'는 별다른 언급이 없는 한 화학 구조에서의 결합 부위를 의미한다.In the present application,'-' indicated in the formula means a bonding site in a chemical structure unless otherwise stated.

본 출원서에서, 화학식에 표시된 Me는 메틸, Et는 에틸, Pr은 프로필, iPr는 이소프로필, Bu는 부틸, Ph는 페닐, acac는 아세틸아세토네이트, THF는 테트라하이드로퓨란을 의미한다.In the present application, Me represented in the formula is methyl, Et is ethyl, Pr is propyl, iPr is isopropyl, Bu is butyl, Ph is phenyl, acac is acetylacetonate, and THF is tetrahydrofuran.

<크롬 화합물><Chrome compound>

본 발명 일 구현예의 크롬 화합물은 비배위 음이온과 크롬 3가 양이온으로 구성된 신규한 구조의 크롬 3가 화합물로서, 하기 화학식 1로 표시된다.The chromium compound of one embodiment of the present invention is a novel chromium trivalent compound composed of a non-coordinating anion and a chromium trivalent cation, and is represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

[(R-N-{P(C6H4-p-Z)2}2)-CrX2]+ [AY4]- [(RN-{P(C 6 H 4 -pZ) 2 } 2 )-CrX 2 ] + [AY 4 ] -

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고; Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n이며, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 알킬기이며, n은 0 내지 3이고(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임); X는 각각 독립적으로 할로겐, 탄소수 2 내지 30의 카보실레이트, 아세틸아세토네이트, 또는 에테르기 및 아민기 중 1종 이상을 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 30의 하이드로카빌이고; A는 보론 또는 알루미늄이고; Y는 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴, 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴옥시 또는 탄소수 1 내지 20의 불소가 치환된 알콕시이다.R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Z is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n , wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n is 0 to 3 (however, *-Si( R 1 ) 3-n (R 2 ) the sum of carbon number of n is 4 to 50); Each X is independently halogen, a carbosylate having 2 to 30 carbon atoms, an acetylacetonate, or a hydrocarbyl having 1 to 30 carbon atoms including or not including at least one of an ether group and an amine group; A is boron or aluminum; Y is aryl substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, aryloxy substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, or alkoxy substituted with fluorine having 1 to 20 carbon atoms.

상기 화학식 1의 크롬 3가 화합물은 통상적으로 6배위를 취하는 이유로, 에테르, 설파이드, 아민, 나이트릴, H2O 등이 추가로 배위되거나 또는 화학식 1에 포함된 Cl 리간드가 두 개의 크롬 원자에 의하여 공유되어 브리지를 형성한 μ2-Cl 다이뉴글레어 형태의 화합물로 존재할 수 있다. 상기 화학식 1에 추가로 배위된 에테르, 설파이드, 아민, 나이트릴, H2O 리간드는 상기 화학식 2의 알킬알루미늄 화합물을 접촉시켜 활성화시킬 때 탈배위되어 제거되고, 아울러 브리지된 형태의 Cl 리간드도 화학식 2의 알킬알루미늄에 의하여 알킬기로 전환되어 촉매 반응 구현에 영향에 미미하다.For the reason that the chromium trivalent compound of Formula 1 generally takes 6 coordination, ether, sulfide, amine, nitrile, H 2 O, etc. are additionally coordinated or the Cl ligand contained in Formula 1 is formed by two chromium atoms. It can exist as a compound in the form of a µ2-Cl dyneuglare that is shared to form a bridge. Ether, sulfide, amine, nitrile, H 2 O ligand further coordinated with Formula 1 is decoordinated and removed when the alkylaluminum compound of Formula 2 is activated by contacting it, and the bridged Cl ligand is also a chemical formula It is converted into an alkyl group by the alkyl aluminum of 2 and has little effect on the implementation of the catalytic reaction.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 화학식 1의 크롬 화합물(실시예 5의 화학식 1-4의 화합물 [(iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)Et2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]-)의 X선 결정학 (X-ray crystallography)으로 분석한 구조를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 화학식 1의 크롬 화합물은 나이트릴 리간드가 추가로 크롬 원자에 배위되어 있고, Cl 리간드가 두 개의 크롬 원자에 의하여 공유되어 브리지를 형성한 μ2-Cl 다이뉴클레어 형태의 화합물로 존재함을 볼 수 있다. 1 is an exemplary chromium compound of Formula 1 according to the present invention (compound of Formula 1-4 of Example 5 [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr)Et 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - ) shows the structure analyzed by X-ray crystallography. Referring to Fig. 1, the chromium compound of Formula 1 according to the present invention is nitrile It can be seen that the ligand is further coordinated to the chromium atom, and the Cl ligand is shared by two chromium atoms to form a bridge in the form of a μ2-Cl dinuclere.

이를 통해, 본 발명 일 구현예의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응에 적용되어, 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도, 에틸렌 올리고머화 반응의 활성도 및 선택도를 현저하게 우수한 수준으로 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있다. Through this, the chromium compound of one embodiment of the present invention is applied to the ethylene oligomerization reaction, thereby omitting the use of methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO), while reducing the activity and selectivity of the ethylene oligomerization reaction. By improving to a remarkably good level, 1-hexene and 1-octene can be produced in high yield.

본 발명 일 구현예의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응에 적용 시, 최적 활성 온도가 60℃ 이상, 구체적으로 70℃ 이상, 보다 구체적으로 80℃ 이상 내지 100℃ 이하, 예를 들면, 70℃, 80℃, 90℃일 수 있다. 이를 통해, 공냉 또는 수냉에 의한 반응열 제어 효율을 더욱 증대시킬 수 있어, 대량 생산 공정에 적용성이 뛰어나고, 상업적 이점이 더욱 향상될 수 있다.When the chromium compound of one embodiment of the present invention is applied to the ethylene oligomerization reaction, the optimum activity temperature is 60° C. or higher, specifically 70° C. or higher, more specifically 80° C. or higher and 100° C. or lower, for example, 70° C., 80° C. , May be 90 ℃. Through this, it is possible to further increase the reaction heat control efficiency by air cooling or water cooling, excellent applicability to mass production processes, and a commercial advantage can be further improved.

본 발명 일 구현예의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응에 적용되어, 폴리에틸렌의 생성량을 종래의 기술에 비해 현저하게 저감할 수 있다. 이러한 경우, 대량 생산 공정에 적용 부산물의 축적에 의한 풍선 효과를 효과적으로 방지하면서, 상업적 이점이 더욱 향상될 수 있다.The chromium compound of one embodiment of the present invention is applied to the ethylene oligomerization reaction, so that the amount of polyethylene produced can be significantly reduced compared to the conventional technology. In this case, while effectively preventing the balloon effect due to the accumulation of by-products applied to the mass production process, the commercial advantage can be further improved.

구체적으로, 상기 화학식 1의 R은 탄소수가 1 내지 30인 알킬기 또는 탄소수가 6 내지 30인 아릴기일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 화학식 1의 R은 [CH3(CH2)d]2CH-* (d는 0 내지 20)으로 표시되는 알킬기일 수 있다. 이러한 경우, 상기 화학식 1의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용 시 지방족 탄화수소 용매에 대한 용해도가 더욱 향상되면서도, 중합 반응 및 반응 생성물의 균일성을 더욱 향상 시킬 수 있다.Specifically, R in Formula 1 may be an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. More specifically, R in Formula 1 may be an alkyl group represented by [CH 3 (CH 2 ) d ] 2 CH-* (d is 0 to 20). In this case, when the chromium compound of Formula 1 is applied to a catalyst system for an ethylene oligomerization reaction, the solubility in an aliphatic hydrocarbon solvent is further improved, and the polymerization reaction and the uniformity of the reaction product may be further improved.

일 구체예에서, 상기 화학식 1의 R은 이소프로필기((CH3)2CH-*)일 수 있다. 이러한 경우, 단가가 저렴한 이소프로필아민을 원료 물질로 사용하여 상기 화학식 1의 크롬 화합물을 제조할 수 있는 장점이 있다. 또한, 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용 시 고활성을 구현하면서 1-옥텐 선택성이 높은 장점이 있다. In one embodiment, R in Formula 1 may be an isopropyl group ((CH 3 ) 2 CH-*). In this case, there is an advantage in that the chromium compound of Formula 1 can be prepared by using isopropylamine, which is inexpensive, as a raw material. In addition, there is an advantage of high 1-octene selectivity while implementing high activity when applied to a catalyst system for ethylene oligomerization reaction.

상기 화학식 1의 Z는 크롬 화합물 내의 인(P) 원자와 결합된 페닐 모이어티(phenyl moieties, -C6H4-)의 파라 위치(-p-, para)에 결합되어 있는 실릴기(*-Si(R1)3-n(R2)n)이다. 종래의 실릴기 치환체를 가지고 있지 않는 리간드로 구성된 상기 화학식 1 형태의 크롬 화합물(예를 들어, [{iPrN(P(C6H5)2)2}-CrCl2]+[AY4]-)은 리간드가 2개 배위된 6 배위 형태의 화합물(즉, [{iPrN(P(C6H5)2)2}2-CrCl2]+[AY4]-)로 쉽게 전환된다. 이와 같이 리간드가 2개 배위된 종래의 6 배위 형태의 화합물은 촉매 활성이 없는 것으로 알려져 있다. 반면, 본 발명의 화학식 1에 따른 크롬 화합물은 파라 위치(-p-, para)에 결합되어 있는 실릴기(*-Si(R1)3-n(R2)n)에 의해 구현되는 입체 장애 효과로, 화학식 1의 화합물이 활성이 없는 리간드가 2개 배위된 화합물(즉, [{R-N-(P(C6H4-p-Z)2)2}2-CrX2]+[AY4]-로 전환되는 것을 막아 주어 고활성을 구현할 수 있게 해 준다. 또한, 상기 화학식 1의 크롬 화합물에서, 실릴기의 하멧 치환체 상수 값(Hammett substituent constant (σ)은 -0.07로 수소의 상수 값(0)과 유사하여 포스핀 리간드의 전자적 영향은 최소화하면서 입체 장애 효과만 유발하여 고활성을 구현하는 효과를 극대화할 수 있다. Z in Formula 1 is a silyl group bonded to the para position (-p-, para) of the phenyl moieties (-C 6 H 4 -) bonded to the phosphorus (P) atom in the chromium compound (*- Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n ). The chromium compound in the form of Formula 1 consisting of a ligand that does not have a conventional silyl group substituent (for example, [{iPrN(P(C 6 H 5 ) 2 ) 2 }-CrCl 2 ] + [AY 4 ] - ) Silver ligands are easily converted to a compound in the 6-coordinated form in which two ligands are coordinated (ie, [{iPrN(P(C 6 H 5 ) 2 ) 2 } 2 -CrCl 2 ] + [AY 4 ] - ). As described above, it is known that a compound of the conventional 6 coordination form in which two ligands are coordinated has no catalytic activity. On the other hand, the chromium compound according to Formula 1 of the present invention is a steric hindrance implemented by a silyl group (*-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n ) bonded to the para position (-p-, para) As an effect, a compound in which the compound of Formula 1 is coordinated with two ligands having no activity (ie, [{RN-(P(C 6 H 4 -pZ) 2 ) 2 } 2 -CrX 2 ] + [AY 4 ] - In addition, in the chromium compound of Formula 1, the Hammett substituent constant (σ) of the silyl group is -0.07, which is the constant value of hydrogen (0). Similar to that, it is possible to maximize the effect of realizing high activity by inducing only steric hindrance effect while minimizing the electronic influence of the phosphine ligand.

상기 화학식 1의 Z는 크롬 화합물 내의 파라 위치(-p-, para)에 실릴기(*-Si(R1)3-n(R2)n)를 도입함에 의하여 상기 화학식 1에 배위되어 있는 리간드(R-N-(P(C6H4-p-Z)2)2)에 존재하는 P-N 결합의 회전(rotation)을 제한시켜 리간드가 크롬에 강하게 붙어 있게 하는 효과가 있다. 상기 화학식 1에서, Z가 본 발명과 같이 실릴기가 아닌 H인 리간드(즉, R-N-(P(C6H5)2)2)인 경우 상대적으로 P-N 결합의 회전(rotation)이 용이하다. 이에 따라, 리간드가 크롬으로부터 탈배위하는 원인이 되고, 이는 Z가 H인 리간드(즉, R-N-(P(C6H5)2)2)로 제조된 촉매의 경우 고온에서 다량의 폴리에틸렌(PE) 부산물을 생성하게 하는 원인이 된다. 반면, 실릴기(*-Si(R1)3-n(R2)n)로 치환된 리간드로부터 제조된 본 발명의 화학식 1의 크롬 화합물은 상대적으로 배위체가 안정하여 고온에서도 PE 생성량을 최소화하면서 고활성을 구현할 수 있다. Z in Formula 1 is a ligand coordinated in Formula 1 by introducing a silyl group (*-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n ) at the para position (-p-, para) in the chromium compound. (RN-(P(C 6 H 4 -pZ) 2 ) 2 ) There is an effect of limiting the rotation of the PN bond present in the ligand so that the ligand is strongly attached to chromium. In Chemical Formula 1, when Z is a ligand (ie, RN-(P(C 6 H 5 ) 2 ) 2 ) that is H instead of a silyl group as in the present invention, rotation of the PN bond is relatively easy. Accordingly, the ligand becomes the cause of decoordinating from chromium, which is a large amount of polyethylene (PE) at high temperature in the case of a catalyst made of a ligand (ie, RN-(P(C 6 H 5 ) 2 ) 2 ) where Z is H. ) It causes the generation of by-products. On the other hand, the chromium compound of Formula 1 of the present invention prepared from a ligand substituted with a silyl group (*-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n ) has a relatively stable ligand and minimizes the amount of PE produced even at high temperatures. High activity can be implemented.

구체적으로, 상기 화학식 1의 Z는 탄소수 4 내지 50의 알킬 치환된 실릴기일 수 있다. 탄소수가 4개 미만 예를 들면, 3개로 알킬 치환된 실릴기(예를 들어, *-SiMe3)인 경우 입체 장애 효과가 충분하지 않아 활성이 없는 리간드가 2개 배위된 화합물로의 전환을 막지 못해 고활성을 구현하지 못한다.Specifically, Z in Formula 1 may be an alkyl substituted silyl group having 4 to 50 carbon atoms. In the case of a silyl group (e.g., *-SiMe 3 ) having less than 4 carbon atoms, for example, 3 alkyl-substituted silyl groups, the steric hindrance effect is insufficient, so that the inactive ligand does not prevent the conversion to a compound coordinated with 2 It is not possible to realize high activity.

보다 구체적으로, 상기 화학식 1의 Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n 이고; 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 가지형 또는 직쇄형 알킬기이고, n은 0 내지 3일 수 있다(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임). 보다 더욱 구체적으로, 상기 화학식 1의 Z는 *-Si(R1)3 또는 *-Si-[(CH2)pCH3]3-n[CH3]n이며; 이때, 상기 p는 4 내지 20 정수이고, n은 1 내지 3의 정수일 수 있다. 이러한 경우, 상기 화학식 1의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용 시 활성도를 현저하게 향상시키면서도 부산물인 고분자 폴리에틸렌 화합물의 생성량을 저감할 수 있어, 안정적인 공정 운정에 더욱 유리할 수 있다.More specifically, Z in Formula 1 is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n ; The R 1 and R 2 are each independently a branched or straight chain alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n may be 0 to 3 (however, *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n The sum of carbon numbers is 4 to 50). More specifically, Z in Formula 1 is *-Si(R 1 ) 3 or *-Si-[(CH 2 ) p CH 3 ] 3-n [CH 3 ] n ; In this case, p is an integer of 4 to 20, and n may be an integer of 1 to 3. In this case, when the chromium compound of Formula 1 is applied to a catalyst system for an ethylene oligomerization reaction, the chromium compound can significantly improve the activity while reducing the amount of generation of the polymeric polyethylene compound as a by-product, which may be more advantageous for stable process operation.

예를 들면, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 또는 이들의 조합으로 이루어진 알킬기 등일 수 있다. 이러한 경우, 상기 화학식 1의 크롬 화합물은 분자 구조 내의 P-N 결합과 인접한 의한 부분의 회전(rotation)을 제한시키는 효과가 더욱 향상될 수 있다.For example, R 1 and R 2 are each independently consisting of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, or a combination thereof. It may be an alkyl group or the like. In this case, the chromium compound of Formula 1 may further improve the effect of limiting rotation of a portion adjacent to the PN bond in the molecular structure.

일 구체예에서, 상기 화학식 1의 Z는 부틸기(n-butyl, nBu)가 치환된 실릴기(*-Si(n-Butyl)3)일 수 있다. 이러한 경우, 상기 화학식 1의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용 시 활성도 및 선택도를 더욱 현저하게 향상시키면서도 부산물인 고분자 폴리에틸렌 화합물의 생성량을 더욱 저감할 수 있다.In one embodiment, Z in Formula 1 may be a silyl group (*-Si(n-Butyl) 3 ) in which a butyl group (n-butyl, nBu) is substituted. In this case, when the chromium compound of Formula 1 is applied to a catalyst system for an ethylene oligomerization reaction, the activity and selectivity can be further remarkably improved, and the amount of the polymer polyethylene compound as a by-product can be further reduced.

구체적으로, 상기 화학식 1의 X는 할로겐(hallogen), 보다 구체적으로 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 예를 들면, 염소(Cl)일 수 있다. 이러한 경우, 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물의 대량 생산성이 더욱 향상되며, 원료의 수급이 용이하다.Specifically, X in Formula 1 may be halogen, more specifically fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), for example, chlorine (Cl). In this case, the mass productivity of the chromium compound represented by Formula 1 is further improved, and the supply of raw materials is easy.

구체적으로, 상기 화학식 1에서, Y는 C6F5, 3,5-(CF3)2C6H3, OC(CF3)3일 수 있고, 예를 들면, [AY4]-는 [B(C6F5)4]-, [B((3,5-(CF3)2C6H3)4]-, 또는 [Al(OC(CF3)3)4]- 일 수 있다. 이러한 경우, 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물의 대량 생산성이 더욱 향상되며, 원료의 수급이 용이하다.Specifically, in Formula 1, Y is C 6 F 5 , 3,5-(CF 3 ) 2 C 6 H 3 , OC (CF 3) 3 can be, for example, [AY 4] - is [B (C 6 F 5) 4] -, [B ((3,5- (CF 3) 2 C 6 H 3) 4] -, or [Al (OC (CF 3) 3) 4] -. this may be the case, and the mass productivity of the chromium compound improved more of the formula 1, which is an easy supply of the raw material.

일 구체예에서, 상기 화학식 1의 크롬 화합물은 R이 이소프로필기, X가 Cl, Z가 *-Si(n-Butyl)3, [AY4]-이 [B(C6F5)4]-인 것일 수 있다. 예를 들면, 이러한 크롬 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물일 수 있다. 이와 같은 구조적 예시의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용 시 활성도 및 선택도를 더욱 현저하게 향상시키면서도 부산물인 고분자 폴리에틸렌 화합물의 생성량을 더욱 저감할 수 있다.In one embodiment, the chromium compounds of the formula (I) R is an isopropyl group, X is Cl, Z is * -Si (n-Butyl) 3 , [AY 4] - is [B (C 6 F 5) 4] - it may be in. For example, such a chromium compound may be a compound represented by the following Formula 1-1. When the chromium compound of such a structural example is applied to a catalyst system for an ethylene oligomerization reaction, it is possible to further significantly improve the activity and selectivity while further reducing the amount of the polymer polyethylene compound as a by-product.

<화학식 1-1><Formula 1-1>

Figure 112019047606311-pat00001
Figure 112019047606311-pat00001

다른 구체예에서, 상기 화학식 1의 크롬 화합물은 R이 이소프로필기이고; X가 Cl; Z가 *-Si(iso-Propyl)3, *-Si(Ethyl)3, *-Si(iso-Propyl)(Ethyl)2, *-Si(iso-Propyl)(Methyl)2, 또는 *-Si(1-Octyl)(Methyl)2이고; [AY4]-이 [B(C6F5)4]-인; 것일 수 있다. 이와 같은 구조적 예시의 크롬 화합물은 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용 시 활성도 및 선택도를 더욱 현저하게 향상시키면서도 부산물인 고분자 폴리에틸렌 화합물의 생성량을 더욱 저감할 수 있다.In another embodiment, in the chromium compound of Formula 1, R is an isopropyl group; X is Cl; Z is *-Si(iso-Propyl) 3 , *-Si(Ethyl) 3 , *-Si(iso-Propyl)(Ethyl) 2 , *-Si(iso-Propyl)(Methyl) 2 , or *-Si (1-Octyl)(Methyl) 2 ; [AY 4] - is [B (C 6 F 5) 4] - is; Can be. When the chromium compound of such a structural example is applied to a catalyst system for an ethylene oligomerization reaction, it is possible to further significantly improve the activity and selectivity while further reducing the amount of the polymer polyethylene compound as a by-product.

<에틸렌 올리고머화 촉매 시스템><Ethylene oligomerization catalyst system>

본 발명 또 다른 구현예의 촉매 시스템은 주촉매로 전술한 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 및 조촉매로 하기 화학식 2로 표시되는 유기 알루미늄 화합물을 포함한다. 상기 촉매 시스템은 에틸렌을 선택적으로 1-헥센과 1-옥텐으로 전환하는 반응에 매우 유용하다. 또한, 이러한 촉매 시스템은 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도, 에틸렌 올리고머화 반응의 활성도 및 선택도를 현저하게 우수한 수준으로 향상시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 고수율로 제조할 수 있어, 대량 상업 공정에 적합하고, 극히 높은 활성과 우수한 경제성을 양립할 수 있다.The catalyst system of another embodiment of the present invention includes a chromium compound represented by the above-described formula 1 as a main catalyst; And an organoaluminum compound represented by the following formula (2) as a cocatalyst. The catalyst system is very useful for the reaction of selectively converting ethylene to 1-hexene and 1-octene. In addition, this catalyst system eliminates the use of methylaluminoxane (MAO) or modified-methylaluminoxane (MMAO), while improving the activity and selectivity of the ethylene oligomerization reaction to remarkably excellent levels, resulting in 1-hexene and 1- Since octene can be produced in high yield, it is suitable for mass commercial processes, and extremely high activity and excellent economics can be achieved.

[화학식 2] [Formula 2]

(R3)3Al(R 3 ) 3 Al

상기 화학식 2에서 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.In Formula 2, R 3 is each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

구체적으로, 상기 화학식 2에서, R3는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 더욱 구체적으로 에틸기 또는 이소부틸기일 수 있다.Specifically, in Formula 2, R 3 may be a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, and more specifically an ethyl group or an isobutyl group.

본 발명 촉매 시스템의 특히 우수한 장점은 조촉매로 상기 화학식 2에서 R3가 에틸 또는 이소부틸인 화합물을 사용하면서도 고활성을 구현할 수 있는 점이다. 상기 R3가 에틸 또는 이소부틸인 상기 화학식 2 화합물은 산업계에서 저렴한 가격으로 대량으로 제조되어 사용되고 있는 트리에틸알루미늄 또는 트리이소부틸알루미늄이다. 따라서, 본 발명 촉매 시스템은 고가의 변성-메틸알루미녹산(MMAO)의 사용을 생략하면서도 제조 비용이 저렴하고, 원료의 수급이 용이한 상기 화학식 2의 화합물을 이용하면서도 고활성 및 1-헥센과 1-옥텐에 대한 고선택성을 구현할 수 있다.A particularly excellent advantage of the catalyst system of the present invention is that high activity can be achieved while using a compound in which R 3 is ethyl or isobutyl in Formula 2 as a cocatalyst. The compound of Formula 2, wherein R 3 is ethyl or isobutyl, is triethyl aluminum or triisobutyl aluminum which is manufactured and used in large quantities at low prices in the industry. Therefore, the catalyst system of the present invention has high activity and 1-hexene and 1 while using the compound of Formula 2, which is inexpensive to manufacture while omitting the use of expensive modified-methylaluminoxane (MMAO), and is easy to supply raw materials. -High selectivity for octene can be implemented.

구체적으로, 상기 촉매 시스템은 투입되는 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 유기 알루미늄 화합물의 몰 비(Cr:Al)가 1 : 50 내지 1 : 500 일 수 있다. 상기 범위에서 촉매 시스템의 활성이 더욱 향상될 수 있다.Specifically, the catalyst system may have a molar ratio (Cr:Al) of the chromium compound represented by Formula 1 and the organoaluminum compound represented by Formula 2 to be introduced in a range of 1:50 to 1:500. In the above range, the activity of the catalyst system can be further improved.

구체적으로, 상기 촉매 시스템은 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 용매를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 용매를 포함하는 경우, 촉매 시스템은 상기 반응물이 용매에 용해된 균일 용액상으로 존재할 수 있다. Specifically, the catalyst system may further include a halogen-substituted or unsubstituted hydrocarbon solvent. When including such a solvent, the catalyst system may exist in the form of a homogeneous solution in which the reactants are dissolved in the solvent.

보다 구체적으로, 상기 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 용매로는 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 디클로로메테인, 메틸사이클로헥센, 사이클로헥센, 헥세인 등을 예시할 수 있다. 상기 예시한 용매에서, 본 발명의 촉매 시스템이 용이하게 형성되고 또한 올리고머화 반응 후 생성물인 1-헥센 및 1-옥텐과 용매를 분리 하기에 더욱 유리한 특성을 갖는다.More specifically, the halogen-substituted or unsubstituted hydrocarbon solvent may include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane, methylcyclohexene, cyclohexene, hexane, and the like. In the above-exemplified solvent, the catalyst system of the present invention is easily formed and has more advantageous properties for separating the solvent from the 1-hexene and 1-octene products after the oligomerization reaction.

<에틸렌 올리고머 제조 방법><Ethylene oligomer production method>

본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 촉매 시스템과 에틸렌 단량체를 접촉시켜 1-헥센과 1-옥텐을 선택적으로 제조하는 단계를 포함하는 에틸렌 올리고머 제조 방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a method for producing an ethylene oligomer comprising the step of selectively preparing 1-hexene and 1-octene by contacting the above-described catalyst system with an ethylene monomer.

전술한 본 발명의 촉매 시스템은, 균일 용액 상태뿐만 아니라, 담체에 담지된 형태, 담체의 불용성 입자 형태 등으로 존재할 수 있으므로, 상기 에틸렌 올리고머 제조 방법(에틸렌 올리고머화 반응)은 액상 또는 슬러리상 반응일 수 있다. The catalyst system of the present invention described above may exist in the form of not only a homogeneous solution, but also supported on the carrier, in the form of insoluble particles of the carrier, etc., the method for preparing the ethylene oligomer (ethylene oligomerization reaction) is a liquid or slurry reaction. I can.

또한, 상기 에틸렌 올리고머 제조 방법에서, 반응 조건은 사용되는 촉매 조성물의 상태(균일상 또는 불균일상(담지형)) 및 중합 방법(용액중합, 슬러리 중합)에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 그의 변형 정도는 당업자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.In addition, in the method for producing the ethylene oligomer, the reaction conditions may be variously modified depending on the state of the catalyst composition used (homogeneous or heterogeneous (supported)) and polymerization method (solution polymerization, slurry polymerization). The degree of modification thereof can be easily performed by a person skilled in the art.

구체적으로, 상기 에틸렌 올리고머화 반응(중합)이 액상 또는 슬러리상에서 실시되는 경우, 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 용매를 매질로 사용할 수 있다. Specifically, when the ethylene oligomerization reaction (polymerization) is carried out in a liquid phase or a slurry phase, a halogen-substituted or unsubstituted hydrocarbon solvent may be used as a medium.

보다 구체적으로, 상기 탄화수소 용매로는 탄소수 4 내지 20의 지방족 탄화수소 용매, 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소 용매, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 할로겐으로 치환 또는 비치환된 탄화수소 용매로는 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 디클로로메테인, 메틸사이클로헥센, 사이클로헥센, 헤세인 등을 예시할 수 있다. 상기 예시한 용매를 사용할 경우 중합 활성이 높고 올리고머화 반응 후 생성물인 1-헥센 및 1-옥텐과 용매와의 분리가 용이하다.More specifically, as the hydrocarbon solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent having 4 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon solvent having 6 to 20 carbon atoms, and a mixture thereof may be used. For example, examples of the halogen-substituted or unsubstituted hydrocarbon solvent include toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane, methylcyclohexene, cyclohexene, and hessein. When the above-described solvent is used, polymerization activity is high and it is easy to separate the products 1-hexene and 1-octene from the solvent after the oligomerization reaction.

상기 에틸렌 올리고머 제조 방법에서, 상기 촉매 시스템의 사용량은 특별히 한정되지 않으나, 본 발명의 전술한 촉매 시스템이 고활성을 구현할 수 있으므로, 적은 양을 투입하여 반응을 진행하는 경우에도 우수한 수득률을 구현할 수 있다.In the method for producing the ethylene oligomer, the amount of the catalyst system is not particularly limited, but since the catalyst system described above of the present invention can achieve high activity, excellent yield can be realized even when the reaction is carried out by adding a small amount. .

일 구체예에서, 상기 올리고머화 반응이 용액 중합법으로 수행되는 경우, 전술한 촉매 시스템을 몰 농도(크롬 기준)가 0.001 mmol/L 내지 0.02 mmol/L, 예를 들면 0.05 mmol/L 내지 0.015 mmol/L가 되도록 투입한 후, 에틸렌 단량체를 연속적으로 투입하여 10분 내지 1시간 반응시킴으로써, 1-헥센과 1-옥텐을 제조할 수 있다. 에틸렌은 15 bar 내지 80 bar, 구체적으로 40 bar 내지 60 bar, 예를 들면, 45 bar 의 압력하게 연속적으로 투입할 수 있다.In one embodiment, when the oligomerization reaction is carried out by solution polymerization, the molar concentration (based on chromium) of the catalyst system is 0.001 mmol/L to 0.02 mmol/L, for example, 0.05 mmol/L to 0.015 mmol. After the addition so as to be /L, by continuously adding the ethylene monomer and reacting for 10 minutes to 1 hour, 1-hexene and 1-octene can be produced. Ethylene may be continuously added at a pressure of 15 bar to 80 bar, specifically 40 bar to 60 bar, for example, 45 bar.

또한, 상기 에틸렌 올리고머화 반응 시 반응 온도는 상온 (20℃) 내지 110℃, 예를 들면 60℃ 내지 90℃일 수 있다. In addition, the reaction temperature during the ethylene oligomerization reaction may be from room temperature (20°C) to 110°C, for example, from 60°C to 90°C.

또한, 상기 에틸렌 올리고머화 반응 시, 최적 활성 온도가 60℃ 이상, 구체적으로 70℃ 이상 100℃ 이하, 예를 들면, 80℃ 내지 90℃일 수 있다. 이를 통해, 공냉 또는 수냉에 의한 반응열 제어 효율을 더욱 증대시킬 수 있어, 대량 생산 공정에 적용성이 뛰어나고, 상업적 이점이 더욱 향상될 수 있다.In addition, during the ethylene oligomerization reaction, the optimum activity temperature may be 60°C or more, specifically 70°C or more and 100°C or less, for example, 80°C to 90°C. Through this, it is possible to further increase the reaction heat control efficiency by air cooling or water cooling, excellent applicability to mass production processes, and a commercial advantage can be further improved.

또한, 상기 올리고머화 반응은 배치식, 반연속식 또는 연속식으로 수행될 수 있다.In addition, the oligomerization reaction may be carried out in a batch, semi-continuous or continuous manner.

<화학식 1의 크롬 화합물의 제조 방법><Method for producing a chromium compound of Formula 1>

본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a method of preparing a chromium compound represented by Formula 1 above.

하나의 예시에서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물 제조 방법은 하기 화학식 A로 표시되는 이온성 화합물; 및 하기 화학식 B로 크롬 전구체 화합물;을 투입하여 반응시킨 후, 하기 화학식 C로 표시되는 비스포스핀 리간드 화합물;을 투입하여 반응시키는 것을 포함한다.In one example, the method for preparing a chromium compound represented by Formula 1 of the present invention includes an ionic compound represented by the following Formula A; And reacting by adding a chromium precursor compound to the following formula (B), and then adding a bisphosphine ligand compound represented by the following formula (C) to react.

[화학식 A][Formula A]

[R4-N(H)(R5)2]+[AY]- [R 4 -N(H)(R 5 ) 2 ] + [AY] -

상기 화학식 A에서, R4는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고; R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기이고; A는 보론 또는 알루미늄이고; Y는 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴, 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴옥시 또는 탄소수 1 내지 20의 불소가 치환된 알콕시이다. 상기 A 및 Y에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.In Formula A, R 4 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms; Each R 5 is independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms; A is boron or aluminum; Y is aryl substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, aryloxy substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, or alkoxy substituted with fluorine having 1 to 20 carbon atoms. Detailed contents of A and Y are as described above.

[화학식 B][Formula B]

Cr(X2)3(X3)m Cr(X 2 ) 3 (X 3 ) m

상기 화학식 B에서, X2는 각각 독립적으로 할로겐기, 아세틸아세토네이트기 및 카복실레이트기 중 어느 하나이고, X3은 탄소수 2 내지 20의 에테르 함유 작용기 또는 아세토나이트릴이고, m은 0 또는 3 이다. 상기 X에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.In Formula B, X 2 is each independently a halogen group, an acetylacetonate group, and a carboxylate group, X 3 is an ether-containing functional group having 2 to 20 carbon atoms or acetonitrile, and m is 0 or 3. . Detailed contents of X are as described above.

[화학식 C][Formula C]

R-N-{P(-C6H4-p-Z)2}2 RN-{P(-C 6 H 4 -pZ) 2 } 2

상기 화학식 C에서, R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고, Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n이며, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 알킬기이며, n은 0 내지 3이고(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임). 상기 R 및 Z에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.In Formula C, R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, and Z is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n , wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n is 0 to 3 (however, *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) the sum of carbon atoms of n is 4 to 50). Details of the R and Z are as described above.

이를 통해, 본 발명은 에틸렌 올리고머화 반응에 적용 시, 현저하게 우수한 반응 활성도 및 1-헥센 및 1-옥텐에 대해 우수한 선택성을 구현하는 크롬 화합물을 제공할 수 있다.Through this, the present invention can provide a chromium compound having remarkably excellent reaction activity and excellent selectivity for 1-hexene and 1-octene when applied to an ethylene oligomerization reaction.

상기 화학식 A로 표시되는 이온성 화합물;과 상기 화학식 B로 표시되는 크롬 전구체 화합물;을 반응시키는 것은 예를 들면, 상기 화학식 A로 표시되는 이온성 화합물;과 상기 화학식 B로 표시되는 크롬 전구체 화합물;을 각각 용매 중에 분산 또는 용해시키고, 이들을 혼합하여 반응시키는 것일 수 있다. 이때, 반응 온도는 상온(20℃) 내지 100℃, 구체적으로, 20℃ 내지 50℃, 보다 구체적으로 20℃일 수 있고, 반응 시간은 1시간 내지 24시간, 구체적으로 1시간 내지 12시간, 보다 구체적으로 12시간 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The reaction of the ionic compound represented by Formula A with the chromium precursor compound represented by Formula B includes, for example, the ionic compound represented by Formula A; and the chromium precursor compound represented by Formula B; May be dispersed or dissolved in a solvent, and reacted by mixing them. At this time, the reaction temperature may be room temperature (20 ℃) to 100 ℃, specifically, 20 ℃ to 50 ℃, more specifically 20 ℃, the reaction time is 1 hour to 24 hours, specifically 1 hour to 12 hours, more Specifically, it may be 12 hours, but is not limited thereto.

이어서, 상기 화학식 C로 표시되는 비스포스핀 리간드 화합물을 투입하여 반응시키는 예를 들면, 용매에 분산 또는 용해된 화학식 C로 표시되는 비스포스핀 리간드 화합물을 상기 화학식 A로 표시되는 이온성 화합물;과 상기 화학식 B로 표시되는 크롬 전구체 화합물의 반응물에 투입하여 반응시키는 것일 수 있다. 이때, 반응 온도는 상온(20℃) 내지 100℃, 구체적으로, 20℃ 내지 50℃, 보다 구체적으로 20℃일 수 있고, 반응 시간은 10 분 내지 5 시간, 구체적으로 10 분 내지 3시간, 보다 구체적으로 2 시간일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Subsequently, in which the bisphosphine ligand compound represented by Formula C is added and reacted, for example, a bisphosphine ligand compound represented by Formula C dispersed or dissolved in a solvent is an ionic compound represented by Formula A; And It may be added to the reactant of the chromium precursor compound represented by Formula B and reacted. At this time, the reaction temperature may be room temperature (20 ℃) to 100 ℃, specifically, 20 ℃ to 50 ℃, more specifically 20 ℃, the reaction time is 10 minutes to 5 hours, specifically 10 minutes to 3 hours, more Specifically, it may be 2 hours, but is not limited thereto.

상기 용매는 각 성분들간의 반응을 저해하지 않으면서도, 분산성 또는 용해성이 우수한 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 용매는 아세토나이트릴(CH3CN), 디클로로메테인(CH2Cl2) 등일 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it has excellent dispersibility or solubility without inhibiting the reaction between the components. Specifically, the solvent may be acetonitrile (CH 3 CN), dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), or the like.

일 구체예에서, 상기 화학식 1의 크롬 화합물을 제조하는 반응은 하기 반응식 1로 나타낼 수 있다. In one embodiment, the reaction for preparing the chromium compound of Formula 1 may be represented by the following Scheme 1.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112019047606311-pat00002
Figure 112019047606311-pat00002

상기 반응식 1에서는 화학식 A의 화합물로 [PhN(H)Me2]+[B(C6F5)4]-을 사용하고, 화학식 B의 화합물로 CrCl3(THF)3을 사용하고, 화학식 C의 화합물로 iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2을 사용하였을 때 발생하는 반응을 예시적으로 나타낸다. 이러한 반응식 2의 예시에서, [PhN(H)Me2]+[B(C6F5)4]-과 CrCl3(THF)3은 각각 아세토나이트릴 용매(CH3CN)에 용해시킨 상태로 혼합되어, 상온에서 약 12 내지 30 시간 동안 교반하면서 반응을 진행한다. 이후, 용매를 증발시킨 후, 디클로로메테인(CH2Cl2) 용매에 용해시키고, 디클로로메테인(CH2Cl2) 용매에 용해된 상태의 iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2을 투입하고, 상온에서 약 1 시간 내지 5 시간 동안 반응을 진행하여 [(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]-의 구조를 갖는 크롬 화합물을 제조할 수 있다.In the scheme 1 to a compound of formula A [PhN (H) Me 2 ] + [B (C 6 F 5) 4] - to use, using CrCl 3 (THF) 3 with a compound of formula B, formula C The reaction that occurs when iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 is used as a compound of is exemplarily shown. In the example of this reaction scheme 2, [PhN (H) Me 2] + [B (C 6 F 5) 4] - and CrCl 3 (THF) 3 is in a state dissolved in each of acetonitrile solvent (CH 3 CN) They are mixed and the reaction proceeds while stirring for about 12 to 30 hours at room temperature. Then, after evaporation of the solvent the dichloro-methane (CH 2 Cl 2) was dissolved in a solvent and dichloro methane (CH 2 Cl 2) the state of iPrN [P (C 6 dissolved in a solvent H 4 -p-Si ( nBu) 3 ) 2 ] 2 was added, and the reaction was carried out at room temperature for about 1 to 5 hours to [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -A chromium compound having a structure can be prepared.

이러한 반응식 1의 예시에서, 최종적으로 제조된 [(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]-의 크롬 화합물은 메틸시클로헥산과 같은 용매에 용해가 가능하나, 부산물인 [PhN(H)Me2]+[Cl]-는 메틸시클로헥산에 불용성이므로 분리 및 정제에 더욱 유리한 효과를 구현할 수 있다. In this example of Scheme 1, the finally prepared [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - may implement a more favorable effect on the separation, so insoluble in cyclohexane and purified - the chromium compound is methylcyclopentadienyl one it can be dissolved in a solvent such as hexane, a by-product of [PhN (H) Me 2] + [Cl].

다른 예시에서, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물 제조 방법은 하기 화학식 D로 표시되는 이온성 화합물; 및 하기 화학식 C로 표시되는 비스포스핀 리간드 화합물;을 반응시키는 것을 포함한다.In another example, the method for preparing a chromium compound represented by Formula 1 of the present invention includes an ionic compound represented by the following Formula D; And a bisphosphine ligand compound represented by the following formula (C);

[화학식 D][Formula D]

[CrCl2(NCCH3)4]+[AY]- [CrCl 2 (NCCH 3 ) 4 ] + [AY] -

상기 화학식 A에서, A는 보론 또는 알루미늄이고; Y는 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴, 탄소수 6 내지 20의 불소가 치환된 아릴옥시 또는 탄소수 1 내지 20의 불소가 치환된 알콕시이다. 상기 A 및 Y에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.In Formula A, A is boron or aluminum; Y is aryl substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, aryloxy substituted with fluorine having 6 to 20 carbon atoms, or alkoxy substituted with fluorine having 1 to 20 carbon atoms. Detailed contents of A and Y are as described above.

[화학식 C][Formula C]

R-N-{P(-C6H4-p-Z)2}2 RN-{P(-C 6 H 4 -pZ) 2 } 2

상기 화학식 C에서, R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 60의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 60의 아릴기이고, Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n이며, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 알킬기이며, n은 0 내지 3이고(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임)이다. 상기 R 및 Z에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.In Formula C, R is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms, and Z is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n , wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n is 0 to 3 (however, *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) the sum of carbon atoms of n is 4 to 50). Details of the R and Z are as described above.

이를 통해, 본 발명은 에틸렌 올리고머화 반응에 적용 시, 현저하게 우수한 반응 활성도 및 1-헥센 및 1-옥텐에 대해 우수한 선택성을 구현하는 크롬 화합물을 제공할 수 있다. Through this, the present invention can provide a chromium compound having remarkably excellent reaction activity and excellent selectivity for 1-hexene and 1-octene when applied to an ethylene oligomerization reaction.

상기 화학식 D로 표시되는 이온성 화합물;과 상기 화학식 C로 표시되는 크롬 전구체 화합물;을 반응시키는 것은 예를 들면, 각각의 성분을 용매 중에 분산 또는 용해시키고, 이들을 혼합하여 반응시키는 것일 수 있다. 이때, 반응 온도는 상온(20℃) 내지 50℃, 구체적으로, 20℃ 내지 30℃, 보다 구체적으로 20℃일 수 있고, 반응 시간은 10 분 내지 5시간, 구체적으로 30 분 내지 3시간, 보다 구체적으로 2 시간 내지 3시간 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The ionic compound represented by Formula D; and the chromium precursor compound represented by Formula C may be reacted by, for example, dispersing or dissolving each component in a solvent, and mixing them to react. At this time, the reaction temperature may be room temperature (20 ℃) to 50 ℃, specifically, 20 ℃ to 30 ℃, more specifically 20 ℃, the reaction time is 10 minutes to 5 hours, specifically 30 minutes to 3 hours, more Specifically, it may be 2 hours to 3 hours, but is not limited thereto.

상기 용매는 각 성분들간의 반응을 저해하지 않으면서도, 분산성 또는 용해성이 우수한 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 용매는 디클로로메테인(CH2Cl2)일 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it has excellent dispersibility or solubility without inhibiting the reaction between the components. Specifically, the solvent may be dichloromethane (CH 2 Cl 2 ).

다른 구체예에서, 상기 화학식 1의 화합물을 제조하는 반응은 예를 들면, 하기 반응식 2로 나타낼 수 있다.In another embodiment, the reaction for preparing the compound of Formula 1 may be represented by, for example, Scheme 2 below.

[반응식 2][Scheme 2]

Figure 112019047606311-pat00003
Figure 112019047606311-pat00003

상기 반응식 2에서는 화학식 D의 화합물로 [CrCl2(NCCH3)4]+[B(C6F5)4]-을 사용하고, 화학식 C의 화합물로 iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2을 사용하였을 때 발생하는 반응을 예시적으로 나타낸다. 이러한 반응식 2의 예시에서, 각각의 성분은 디클로로메테인(CH2Cl2) 용매에 용해된 상태로 혼합되어, 상온에서 2 시간 내지 3 시간 동안 교반하면서 반응을 진행하여, [(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]-의 구조를 갖는 크롬 화합물을 제조할 수 있다.Reaction Scheme 2, a compound of formula D [CrCl 2 (NCCH 3) 4] + [B (C 6 F 5) 4] - and the use, iPrN to the compound of formula C [P (C 6 H 4 -p- The reaction that occurs when Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 is used is exemplarily shown. In the example of Scheme 2, each component is mixed in a state dissolved in a dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) solvent, and the reaction proceeds while stirring at room temperature for 2 to 3 hours, [(iPrN[P( C 6 H 4 -p-Si ( nBu) 3) 2] 2) -CrCl 2] + [B (C 6 F 5) 4] - can be prepared chromium compound having the following structure.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.

하기 제조예 및 비교예에서 사용된 성분들은 하기 (1) 내지 (3)에 기재된 바와 같이 준비되었다.The components used in the following Preparation Examples and Comparative Examples were prepared as described in (1) to (3) below.

(1) [PhN(H)Me2]+[B(C6F5)4]-로 표시되는 이온성 화합물은 TCI에서 구매하였다.(1) [PhN(H)Me 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] The ionic compound represented by - was purchased from TCI.

(2) [CrCl2(NCCH3)4]+[B(C6F5)4]-로 표시되는 화합물은 문헌에 보고한 방법에 따라 합성하였다(비특허문헌 1 : ACS Omega 2017, 2, 765). (2) [CrCl 2 (NCCH 3) 4] + [B (C 6 F 5) 4] - a compound represented by was synthesized according to the method reported in the literature (Non-Patent Document 1: ACS Omega 2017, 2, 765).

(3) ClP[C6H4-p-Si(R1)3-n(R2)n]2로 표시되는 화합물은 문헌에 보고된 방법을 준용하여 합성하였다(비특허문헌 2: Angewandte Chemie International Edition 2016, 55, 12351).(3) The compound represented by ClP[C 6 H 4 -p-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n ] 2 was synthesized according to the method reported in the literature (Non-Patent Document 2: Angewandte Chemie International Edition 2016, 55, 12351).

[반응식 A][Scheme A]

Figure 112019047606311-pat00004
Figure 112019047606311-pat00004

제조예 1: Preparation Example 1:

iPrNH2 (0.174 g, 2.94 mmol)를 CH2Cl2 (10 mL)에 용해한 용액을 ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 (3.64 g, 5.89 mmol) 및 Et3N (2.98 g, 29.4 mmol)를 포함하는 CH2Cl2 (30 mL) 용액에 적하하였다. 반응물을 상온에서 교반하면서 하루간 방치(overnight)한 후, 진공 배관(vacuum line)으로 휘발성분을 제거하였다. 잔여물을 헥산(hexane, 40 mL)으로 처리한 후, 불용성 부산물인 (Et3NH)+Cl- 을 여과(Celite-aided filtration)하여 제거하였다. 여과된 액체는 hexane/Et3N (v/v, 50 : 1)로 전처리된 실리카겔(short pad of silica gel)을 통과시켰다.A solution of iPrNH 2 (0.174 g, 2.94 mmol) in CH 2 Cl 2 (10 mL) was dissolved in ClP[C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ] 2 (3.64 g, 5.89 mmol) and Et 3 N ( 2.98 g, 29.4 mmol) was added dropwise to a solution containing CH 2 Cl 2 (30 mL). After the reaction was allowed to stand overnight while stirring at room temperature, volatile components were removed through a vacuum line. After the residue was treated with hexane (40 mL), an insoluble by-product (Et 3 NH) + Cl - was removed by filtration (Celite-aided filtration). The filtered liquid was passed through a short pad of silica gel pretreated with hexane/Et 3 N (v/v, 50:1).

상기 과정을 통해, 용매가 제거된 무색의 오일(oil) 형태의 결과물을 수득하였다(2.72 g, 70%). 분리된 화합물은 NMR 스펙트럼 분석에 의해 추가 정제의 필요가 없는 정도의 순도를 구현하였다. 반응 생성물이 하기 화학식 C1의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, the resultant was obtained in the form of a colorless oil from which the solvent was removed (2.72 g, 70%). The isolated compound was subjected to NMR spectral analysis to achieve a degree of purity that did not require further purification. It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C1.

[화학식 C1][Chemical Formula C1]

iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): δ 8.10-7.27 (br, 8H), 7.50 (d, J = 7.2 Hz, 8H), 3.86(m, NCH, 1H), 1.42-1.33 (br, 48H), 1.24 (d, J = 7.2 Hz, NCHCH3, 6H), 0.92 (t, J = 6.6 Hz, CH3, 36H), 0.87-0.82 (br, SiCH2, 24H) ppm. 13C{1H} NMR (150 MHz, C6D6): δ 12.58 (nBu), 14.05 (nBu), 14.37, 23.07, 24.51 (t, JP-C = 7.2 Hz), 26.54 (nBu), 27.22 (nBu), 31.99, 132.4-133.0 (br), 134.2 (d, JP-C = 5.7 Hz), 138.83 ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 42.17, 54.96 ppm. HRMS (FAB): m/z calcd (M+ C75H131NP2Si4) 1219.8834, found 1219.8829. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): δ 8.10-7.27 (br, 8H), 7.50 (d, J = 7.2 Hz, 8H), 3.86 (m, NCH, 1H), 1.42-1.33 (br, 48H), 1.24 (d, J = 7.2 Hz, NCHCH 3 , 6H), 0.92 (t, J = 6.6 Hz, CH 3 , 36H), 0.87-0.82 (br, SiCH 2 , 24H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ 12.58 (nBu), 14.05 (nBu), 14.37, 23.07, 24.51 (t, J PC = 7.2 Hz), 26.54 (nBu), 27.22 ( nBu), 31.99, 132.4-133.0 (br), 134.2 (d, J PC = 5.7 Hz), 138.83 ppm. 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 42.17, 54.96 ppm. HRMS (FAB): m/z calcd (M + C 75 H 131 NP 2 Si 4 ) 1219.8834, found 1219.8829.

제조예 2:Preparation Example 2:

ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 대신 ClP[C6H4-p-Si(iPr)3]2 (1.00 g, 1.88 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다.Except for using ClP [C 6 H 4 -p- Si (nBu) 3] 2 instead of ClP [C 6 H 4 -p- Si (iPr) 3] 2 (1.00 g, 1.88 mmol) , and as in Preparation Example 2 The compound was prepared in the same way.

상기 과정을 통해, -30℃의 톨루엔에서 재결정(recrystallization)되는 것에 의해 분석가능한 정도의 순도를 갖는 화합물이 얻어졌다(0.160 g, 19%). 반응 생성물이 하기 화학식 C2의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, a compound having an analytically high purity was obtained by recrystallization in toluene at -30°C (0.160 g, 19%). It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C2.

[화학식 C2][Formula C2]

iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)3)2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr) 3 ) 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): δ 8.12-7.26 (br, 8H), 7.45 (d, J = 6.6 Hz, 8H), 3.83 (m, NCH, 1H), 1.32 (m, SiCH, 12H), 1.23 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH3, 6H), 1.10 (t, J = 7.8 Hz, CH3, 72H) ppm. 13C{1H } NMR (150MHz, C6D6): δ 11.10, 18.83, 21.44, 24.41(t, JP-C = 5.7 Hz), 132.1-132.9 (br), 135.33 (d, JP-C = 5.7 Hz), 135.49-135.65 (br) ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 43.63, 54.34 ppm. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): δ 8.12-7.26 (br, 8H), 7.45 (d, J = 6.6 Hz, 8H), 3.83 (m, NCH, 1H), 1.32 (m, SiCH, 12H), 1.23 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH 3 , 6H), 1.10 (t, J = 7.8 Hz, CH 3 , 72H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ 11.10, 18.83, 21.44, 24.41 (t, J PC = 5.7 Hz), 132.1-132.9 (br), 135.33 (d, J PC = 5.7 Hz) ), 135.49-135.65 (br) ppm. 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 43.63, 54.34 ppm.

제조예 3: Preparation Example 3:

ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 대신 ClP[C6H4-p-SiEt3]2 (1.00 g, 2.23 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다.In the same manner as in Preparation Example 2, except that ClP[C 6 H 4 -p-SiEt 3 ] 2 (1.00 g, 2.23 mmol) was used instead of ClP[C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ] 2 The compound was prepared.

상기 과정을 통해, 점성인 무색의 오일(colorless viscous oil) 형태의 결과물을 수득하였다(0.428 g, 50%). 반응 생성물이 하기 화학식 C3의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, the resultant was obtained in the form of a viscous colorless viscous oil (0.428 g, 50%). It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C3.

[화학식 C3][Chemical Formula C3]

iPrN[P(C6H4-p-SiEt3)2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-SiEt 3 ) 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): 8.16-7.20 (br, 8H), 7.44 (d, J = 6.6 Hz, 8H), 3.87 (m, NCH, 1H), 1.32 (m, SiCH, 12H), 1.27 (d, J = 6.0 Hz, NCHCH3, 6H), 0.98 (t, J = 7.8 Hz, CH3, 36H), 0.74 (q, J = 7.2 Hz, SiCH2, 24H) ppm. 13C{1H } NMR (150MHz, C6D6): δ 3.70, 7.72, 24.58 (t, JP-C = 5.7 Hz), 133.1-132.5 (br), 134.32, 137.97, 141.02-141.58 (br) ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 43.01, 54.90 ppm. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): 8.16-7.20 (br, 8H), 7.44 (d, J = 6.6 Hz, 8H), 3.87 (m, NCH, 1H), 1.32 (m, SiCH, 12H ), 1.27 (d, J = 6.0 Hz, NCHCH 3 , 6H), 0.98 (t, J = 7.8 Hz, CH 3 , 36H), 0.74 (q, J = 7.2 Hz, SiCH 2 , 24H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ 3.70, 7.72, 24.58 (t, J PC = 5.7 Hz), 133.1-132.5 (br), 134.32, 137.97, 141.02-141.58 (br) ppm . 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 43.01, 54.90 ppm.

제조예 4: Preparation Example 4:

ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 대신 ClP[C6H4-p-Si(iPr)Et2] (1.58 g, 3.30 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다.ClP[C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ] 2 Instead of ClP[C 6 H 4 -p-Si(iPr)Et 2 ] (1.58 g, 3.30 mmol) was used, and Preparation Example 2 The compound was prepared in the same way.

상기 과정을 통해, 흰색의 유성인 오일(white glassy solid) 형태의 결과물을 수득하였다(1.02 g, 68%). 반응 생성물이 하기 화학식 C4의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, a resultant product in the form of a white glassy solid was obtained (1.02 g, 68%). It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C4.

[화학식 C4][Chemical Formula C4]

iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)Et2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr)Et 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): 8.05-7.24 (br, 8H), 7.44 (d, J = 7.2 Hz, 8H), 3.85 (m, NCH, 1H), 1.25 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH3, 6H), 1.06-0.95 (br, 52H), 0.80 (q, J = 7.2 Hz, SiCH2, 24H) ppm. 13C{1H} NMR (150 MHz, C6D6): δ 2.28, 7.89, 12.12, 18.19, 24.53 (t, JP-C =5.7 Hz), 52.70 (t, JP-C =10.1 Hz), 132.22-133.09 (br), 134.70 (d, JP-C = 5.7 Hz), 137.07 ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 43.18, 54.62 ppm. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): 8.05-7.24 (br, 8H), 7.44 (d, J = 7.2 Hz, 8H), 3.85 (m, NCH, 1H), 1.25 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH 3 , 6H), 1.06-0.95 (br, 52H), 0.80 (q, J = 7.2 Hz, SiCH 2 , 24H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ 2.28, 7.89, 12.12, 18.19, 24.53 (t, J PC =5.7 Hz), 52.70 (t, J PC =10.1 Hz), 132.22- 133.09 (br), 134.70 (d, J PC = 5.7 Hz), 137.07 ppm. 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 43.18, 54.62 ppm.

제조예 5: Preparation Example 5:

ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 대신 ClP[C6H4-p-Si(iPr)Me2]2 (0.56 g, 1.3 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다. ClP [C 6 H 4 -p- Si (nBu) 3] 2 instead of ClP [C 6 H 4 -p- Si (iPr) Me 2], preparation 2 except for using 2 (0.56 g, 1.3 mmol) A compound was prepared in the same manner as described above.

상기 과정을 통해, 흰색의 유성인 오일(white glassy solid) 형태의 결과물을 수득하였다 (0.25 g, 45%). 반응 생성물이 하기 화학식 C5의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, a resultant product in the form of a white glassy solid was obtained (0.25 g, 45%). It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C5.

[화학식 C5][Chemical Formula C5]

iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)Me2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr)Me 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): 8.09-7.20 (br, 8H), 7.44 (d, J = 6.0 Hz, 8H), 3.90 (m, NCH, 1H), 1.29 (d, J = 6. Hz, NCHCH3, 6H), 0.97 (d, J = 6.0 Hz, 24H), 0.89 (m, SiCH, 4H), 0.19 (d , J = 4.8 Hz, SiCH3, 24H) ppm. 13C{1H} NMR (150 MHz, C6D6): δ -5.2, 14.09, 17.84, 24.64 (t, JP-C =5.7 Hz), 132.41-132.89 (br), 134.07 (d, JP-C = 5.9 Hz), 139.17 ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 43.43, 54.23 ppm. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): 8.09-7.20 (br, 8H), 7.44 (d, J = 6.0 Hz, 8H), 3.90 (m, NCH, 1H), 1.29 (d, J = 6 Hz, NCHCH 3 , 6H), 0.97 (d, J = 6.0 Hz, 24H), 0.89 (m, SiCH, 4H), 0.19 (d, J = 4.8 Hz, SiCH 3 , 24H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ -5.2, 14.09, 17.84, 24.64 (t, J PC =5.7 Hz), 132.41-132.89 (br), 134.07 (d, J PC = 5.9 Hz), 139.17 ppm. 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 43.43, 54.23 ppm.

제조예 6: Preparation Example 6:

ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 대신 ClP[C6H4-p-Si(1-octyl)Me2]2 (1.82 g, 3.24 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다.Preparation, except that ClP[C 6 H 4 -p-Si(1-octyl)Me 2 ] 2 (1.82 g, 3.24 mmol) was used instead of ClP[C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ] 2 A compound was prepared in the same manner as in Example 2.

상기 과정을 통해, 점성인 무색의 오일(colorless viscous oil) 형태의 결과물을 수득하였다(1.22 g, 68%). 반응 생성물이 하기 화학식 C6의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, the resultant was obtained in the form of a viscous colorless viscous oil (1.22 g, 68%). It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C6.

[화학식 C6][Chemical Formula C6]

iPrN[P(C6H4-p-Si(1-octyl)Me2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(1-octyl)Me 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): 8.14-7.22 (br, 8H), 7.48 (d, J = 6.6 Hz, 8H), 3.92 (m, NCH, 1H), 1.41-1.19 (br, 48H), 1.31 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH3, 6H), 0.92 (t, J = 7.2 Hz, CH3, 12H), 0.78-0.72 (br, SiCH2, 8H), 0.25 (d, J = 1.8 Hz, SiCH3, 24H) ppm. 13C{1H} NMR (150 MHz, C6D6): δ -2.82, 14.41, 16.07, 23.14, 24.38, 24.69, 29.8 (d, JP-C = 5.7 Hz), 32.39, 34.10, 132.8 (d, JP-C = 21.45 Hz), 133.73 (d, JP-C = 5.7 Hz), 140.32 ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 42.90, 54.96 ppm. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): 8.14-7.22 (br, 8H), 7.48 (d, J = 6.6 Hz, 8H), 3.92 (m, NCH, 1H), 1.41-1.19 (br, 48H) ), 1.31 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH 3 , 6H), 0.92 (t, J = 7.2 Hz, CH 3 , 12H), 0.78-0.72 (br, SiCH 2 , 8H), 0.25 (d, J = 1.8 Hz, SiCH 3 , 24H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ -2.82, 14.41, 16.07, 23.14, 24.38, 24.69, 29.8 (d, J PC = 5.7 Hz), 32.39, 34.10, 132.8 (d,) J PC = 21.45 Hz), 133.73 (d, J PC = 5.7 Hz), 140.32 ppm. 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 42.90, 54.96 ppm.

제조예 7: Manufacturing Example 7:

ClP[C6H4-p-Si(nBu)3]2 대신 ClP[C6H4-p-SiMe3]2 (1.54 g, 4.23 mmol)을 사용한 것을 제외하고, 제조예 2와 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다.In the same manner as in Preparation Example 2, except that ClP[C 6 H 4 -p-SiMe 3 ] 2 (1.54 g, 4.23 mmol) was used instead of ClP[C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ] 2 The compound was prepared.

상기 과정을 통해, 점성인 무색의 오일(colorless viscous oil) 형태의 결과물을 수득하였다(0.564 g, 37%). 반응 생성물이 하기 화학식 C7의 구조를 가짐을 확인하였다.Through the above process, the resultant was obtained in the form of a viscous colorless viscous oil (0.564 g, 37%). It was confirmed that the reaction product had a structure of the following formula C7.

[화학식 C7][Chemical Formula C7]

iPrN[P(C6H4-p-SiMe3)2]2 iPrN[P(C 6 H 4 -p-SiMe 3 ) 2 ] 2

1H NMR (600 MHz, C6D6): 7.93-7.32 (br, 8H), 7.43 (d, J = 7.2 Hz, 8H), 3.94 (m, NCH, 1H), 1.33 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH3, 6H), 0.20 (s, J = 7.2 Hz, SiCH3, 36H) ppm. 13C{1H} NMR (150 MHz, C6D6): δ -1.10, 23.15, 24.76 (t, JP-C =5.7 Hz), 26.66, 26.82, 33.02,35.71, 52.52 (t, JP-C =10.1 Hz), 132.80 (d, JP-C = 20.1 Hz), 133.50 (d, JP-C = 4.2 Hz), 140.98 ppm. 31P (243 MHz, C6D6): δ 43.40, 54.62 ppm. 1 H NMR (600 MHz, C 6 D 6 ): 7.93-7.32 (br, 8H), 7.43 (d, J = 7.2 Hz, 8H), 3.94 (m, NCH, 1H), 1.33 (d, J = 6.6 Hz, NCHCH 3 , 6H), 0.20 (s, J = 7.2 Hz, SiCH 3 , 36H) ppm. 13 C{ 1 H} NMR (150 MHz, C 6 D 6 ): δ -1.10, 23.15, 24.76 (t, J PC =5.7 Hz), 26.66, 26.82, 33.02,35.71, 52.52 (t, J PC =10.1 Hz), 132.80 (d, J PC = 20.1 Hz), 133.50 (d, J PC = 4.2 Hz), 140.98 ppm. 31 P (243 MHz, C 6 D 6 ): δ 43.40, 54.62 ppm.

실시예 1Example 1

이하의 방법으로 화학식 1-1의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-1 was prepared by the following method.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

[(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

: 아세토나이트릴(acetonitrile, 2.9 mL)에 용해된 [PhN(H)Me2]+[B(C6F5)4]- (0.15 g,. 0.23 mmol) 용액을 아세토나이트릴(acetonitrile, 2.9 mL)에 용해된 CrCl3(THF)3 (0.085 g, 0.23 mmol) 용액에 첨가하였다. 반응물을 25℃에서 교반하면서 하루간 방치(overnight)한 후, 진공 배관(vacuum line)으로 휘발성분을 제거하였다. 얻어진 녹색의 잔여물을 CH2Cl2 (2.0 mL)에 용해시킨 후, CH2Cl2 (4.6 mL)에 상기 제조예 2에서 제조된 iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2 (0.28 g, 0.23 mmol)을 용해시킨 용액을 적하하였다. 이후 반응 용액의 색상이 즉시 녹색에서 청록색 (bluish-green)으로 변화하였다. 이어서, 25℃에서 2 시간 동안 교반을 진행한 후, 진공 배관(vacuum line)으로 용매를 제거하였다. 잔여물을 메틸시클로 헥산에 용해시킨 후, 불용성 부분을 여과(Celite-aided filtration)하여 제거하였다. 용매가 제거된 점성의 청록색 오일(bluish-green viscous oil) 형태의 반응 물을 수득하였다(0.46 g, 99% based on the formula of [(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]-). : [PhN(H)Me 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - (0.15 g,. 0.23 mmol) solution dissolved in acetonitrile (2.9 mL) was added to acetonitrile (2.9 mL). mL) was added to a solution of CrCl 3 (THF) 3 (0.085 g, 0.23 mmol) dissolved in it. After the reaction was allowed to stand overnight while stirring at 25° C., volatile components were removed through a vacuum line. After dissolving the obtained green residue in CH 2 Cl 2 (2.0 mL), iPrN [P(C 6 H 4 -p-Si(nBu)) prepared in Preparation Example 2 was dissolved in CH 2 Cl 2 (4.6 mL). A solution in which 3 ) 2 ] 2 (0.28 g, 0.23 mmol) was dissolved was added dropwise. Thereafter, the color of the reaction solution immediately changed from green to bluish-green. Subsequently, after stirring at 25° C. for 2 hours, the solvent was removed through a vacuum line. After the residue was dissolved in methylcyclohexane, the insoluble portion was removed by filtration (Celite-aided filtration). A reaction product in the form of a viscous bluish-green viscous oil from which the solvent was removed was obtained (0.46 g, 99% based on the formula of [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu))) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - ).

CH2Cl2을 이용하여 여과기 상부(top of Celite)로부터 불용성 부분(녹색 고형물이 소량 섞인 흰색 고체, 분리된 고형분)을 수직하였다. Using CH 2 Cl 2 , the insoluble part (white solid mixed with a small amount of green solid, separated solid) was vertically from the top of Celite.

잔여물의 용매를 제거한 후, 1H NMR 스펙트럼 분석하여 N,N-디메틸아닐린 단위(N,N-dimethylaniline unit)에 해당하는 시그널을 확인하였다. 상기 분리된 고형분의 중량(41 mg)은 부산물인 [PhN(H)Me2]+Cl-의 기대치 생성량(36 mg)과 러프(roughly)하게 일치하였다. 분리된 고형분을 CH3CN (1.0 mL)에 용해시키고, CH3CN (1.0 mL)에 AgNO3 (78 mg, 0.46 mmol)를 용해시킨 용액을 처리하였다. 흰색 고체 침전물(38 mg)이 생성되었으며, 이는 AgCl 의 이론적 기대치 중량(33 mg)과 러프(roughly)하게 일치하였다.After removing the solvent of the residue, 1 H NMR spectrum analysis was performed to confirm a signal corresponding to N,N-dimethylaniline unit. The weight (41 mg) of the separated solid content roughly coincided with the expected generation amount (36 mg) of the by-product [PhN(H)Me 2 ] + Cl . The isolated solid was dissolved in CH 3 CN (1.0 mL), was treated with a solution obtained by dissolving the AgNO 3 (78 mg, 0.46 mmol ) in CH 3 CN (1.0 mL). A white solid precipitate (38 mg) was produced, which roughly matched the theoretical expected weight (33 mg) of AgCl.

실시예 1에서 제조된 크롬 화합물의 31P NMR 스펙트럼, 1H NMR 스펙트럼, 19F NMR 스펙트럼 및 EPR 스펙트럼 분석 결과를 도 2에 나타내었다.The 31 P NMR spectrum, 1 H NMR spectrum, 19 F NMR spectrum, and EPR spectrum analysis results of the chromium compound prepared in Example 1 are shown in FIG. 2.

실시예 2Example 2

이하의 방법으로 화학식 1-1의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-1 was prepared by the following method.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

[(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

: CH2Cl2 (1.8 mL)에 상기 제조예 2에서 제조된 iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2 (0.10 g, 0.082 mmol)을 용해시킨 용액을 CH2Cl2 (0.5 mL)에 [CrCl2(NCCH3)4]+[B(C6F5)4]- (0.079 g, 0.082 mmol)을 용해시켜 제조한 용액에 적하하였다. : A solution of iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 (0.10 g, 0.082 mmol) prepared in Preparation Example 2 in CH 2 Cl 2 (1.8 mL) was dissolved in CH 2 [CrCl 2 (NCCH 3 ) 4 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - (0.079 g, 0.082 mmol) was dissolved in Cl 2 (0.5 mL) and added dropwise to the prepared solution.

반응물을 상온에서 2.5 시간 동안 교반한 후, 진공 배관(vacuum line)으로 용매를 제거하여 점성의 연녹색 오일(bright green viscous oil) 형태의 결과물을 수득하였다(0.16 mg, 99% based on the formula of [(iPrN[P(C6H4-p-Si(nBu)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]-).After the reaction was stirred at room temperature for 2.5 hours, the solvent was removed using a vacuum line to obtain a result in the form of a viscous light green oil (0.16 mg, 99% based on the formula of [ (iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(nBu) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] - ).

실시예 3Example 3

제조예 1 대신 제조예 2에서 제조된 비스포스핀 리간드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-2의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다. 진녹색 고형의 반응물(0.086 g, 98%)을 수득하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-2 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the bisphosphine ligand prepared in Preparation Example 2 was used instead of Preparation Example 1. A dark green solid reaction (0.086 g, 98%) was obtained.

[화학식 1-2][Formula 1-2]

[(iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr) 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

실시예 4Example 4

제조예 1 대신 제조예 3에서 제조된 비스포스핀 리간드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-3의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다. 진녹색 고형의 반응물(0.052 g, 98%)을 수득하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-3 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the bisphosphine ligand prepared in Preparation Example 3 was used instead of Preparation Example 1. A dark green solid reaction (0.052 g, 98%) was obtained.

[화학식 1-3][Formula 1-3]

[(iPrN[P(C6H4-p-SiEt3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-SiEt 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

실시예 5Example 5

제조예 1 대신 제조예 4에서 제조된 비스포스핀 리간드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-4의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다. 진녹색 고형의 반응물(0.092 g, 99%)을 수득하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-4 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the bisphosphine ligand prepared in Preparation Example 4 was used instead of Preparation Example 1. A dark green solid reaction (0.092 g, 99%) was obtained.

[화학식 1-4][Formula 1-4]

[(iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)Et2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr)Et 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

또한, 실시예 5에서 제조된 크롬 화합물의 X선 결정학 (X-ray crystallography)으로 분석한 구조를 도 1에 나타내었다.In addition, the structure analyzed by X-ray crystallography of the chromium compound prepared in Example 5 is shown in FIG. 1.

실시예 6Example 6

제조예 1 대신 제조예 5에서 제조된 비스포스핀 리간드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-5의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다. 진녹색 고형의 반응물(0.096 g, 98%)을 수득하였다. A chromium compound having the structure of Formula 1-5 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the bisphosphine ligand prepared in Preparation Example 5 was used instead of Preparation Example 1. A dark green solid reaction (0.096 g, 98%) was obtained.

[화학식 1-5][Formula 1-5]

[(iPrN[P(C6H4-p-Si(iPr)Me2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(iPr)Me 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

실시예 7Example 7

제조예 1 대신 제조예 6에서 제조된 비스포스핀 리간드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-6의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다. 점성의 녹색 오일(green viscous oil) 형태의 반응물(0.084 g, 98%)을 수득하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-6 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the bisphosphine ligand prepared in Preparation Example 6 was used instead of Preparation Example 1. A reactant (0.084 g, 98%) in the form of a viscous green oil was obtained.

[화학식 1-6][Formula 1-6]

[(iPrN[P(C6H4-p-Si(1-octyl)Me2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-Si(1-octyl)Me 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

비교예 1Comparative Example 1

제조예 1 대신 제조예 7에서 제조된 Z의 탄소수가 3인 비스포스핀 리간드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 하기 화학식 1-7의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다. 진녹색 고형의 반응물(0.103 g, 97%)을 수득하였다.A chromium compound having the structure of Formula 1-7 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the bisphosphine ligand having 3 carbon atoms of Z prepared in Preparation Example 7 was used instead of Preparation Example 1. A dark green solid reaction (0.103 g, 97%) was obtained.

[화학식 1-7][Formula 1-7]

[(iPrN[P(C6H4-p-SiMe3)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 4 -p-SiMe 3 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

비교예 2Comparative Example 2

문헌에 보고된 방법에 의하여 iPrN[P(C6H5)2]2와 [CrCl2(NCCH3)4]+[B(C6F5)4]-를 사용하여 화학식 1-8의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다 (비특허문헌 1: ACS Omega, 2017, 2, 765).By the methods reported in the literature iPrN [P (C 6 H 5 ) 2] 2 and [CrCl 2 (NCCH 3) 4 ] + [B (C 6 F 5) 4] - with the structure of Formula 1-8 A chromium compound of was prepared (Non-Patent Document 1: ACS Omega, 2017, 2, 765).

[화학식 1-8][Formula 1-8]

[(iPrN[P(C6H5)2]2)-CrCl2]+[B(C6F5)4]- [(iPrN[P(C 6 H 5 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

비교예 3Comparative Example 3

문헌에 보고된 방법에 의하여 [CH3(CH2)16]2CHN[P(C6H5)2]2와 [CrCl2(NCCH3)4]+[B(C6F5)4]-를 사용하여 화학식 1-9의 구조의 크롬 화합물을 제조하였다 (비특허 문헌 1: ACS Omega, 2017, 2, 765).[CH 3 (CH 2 ) 16 ] 2 CHN[P(C 6 H 5 ) 2 ] 2 and [CrCl 2 (NCCH 3 ) 4 ] + [B(C 6 F 5 ) 4 ] by the method reported in the literature were prepared using the chromium compounds of structure of formula 1-9 (non-Patent Document 1: ACS Omega, 2017, 2 , 765).

[화학식 1-9][Formula 1-9]

{[CH3(CH2)16]2CHN[P(C6H5)2]2)-CrCl2}+[B(C6F5)4]- {[CH 3 (CH 2 ) 16 ] 2 CHN[P(C 6 H 5 ) 2 ] 2 )-CrCl 2 } + [B(C 6 F 5 ) 4 ] -

실시예 8 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 8: Ethylene oligomerization reaction

글로브 박스(glove box)내의 건조된 반응기(75 mL bomb reactor)에 메틸시클로헥산 (19 mL) 및 실시예 1에서 제조된 화학식 1-1의 크롬 화합물(0.41 mg, 0.20 μmol)을 투입하였다. 상기 반응기를 조립한 후 글로브 박스로부터 끄집어 내었다. iBu3Al (15.9 mg, 0.080 mmol)를 메틸시클로헥산(methylcyclohexane, 1 mL)에 용해시킨 후, 상온에서 주사기를 사용하여 반응기 내로 주입한 후, 즉시 에틸렌 가스를 45 bar의 압력으로 투입하였다. 반응기의 온도는 3.5 분 동안 발열 반응(exothermic reaction)에 의해 자발적으로 20℃에서 90℃로 상승되었다. 온도가 90℃에 도달하였을 때, 팬을 작동하여 열을 제거하였다. 온도는 5 분간 추가적으로 상승하여 96℃에 도달된 후, 25 분 동안 서서히 88℃로 낮아졌다. 에틸렌 올리고머화 반응이 25분 동안 진행된 후, 반응기를 얼음이 담긴 수조에 넣어 냉각하고, 에틸렌 가스를 배출하여 반응을 종료하였다.Methylcyclohexane (19 mL) and a chromium compound of Formula 1-1 prepared in Example 1 (0.41 mg, 0.20 μmol) were added to a dried reactor (75 mL bomb reactor) in a glove box. After the reactor was assembled, it was taken out of the glove box. After dissolving iBu 3 Al (15.9 mg, 0.080 mmol) in methylcyclohexane (1 mL), it was injected into the reactor using a syringe at room temperature, and then ethylene gas was immediately introduced at a pressure of 45 bar. The temperature of the reactor was spontaneously increased from 20° C. to 90° C. by an exothermic reaction for 3.5 minutes. When the temperature reached 90° C., the fan was operated to remove the heat. The temperature was further increased for 5 minutes to reach 96°C, and then gradually lowered to 88°C for 25 minutes. After the ethylene oligomerization reaction proceeded for 25 minutes, the reactor was cooled by putting it in a water bath containing ice, and ethylene gas was discharged to terminate the reaction.

생성된 물질의 가스크로마토그래피 분석(GC analysis)을 위해, 내부 기준(internal standard)에 따라 최종 반응물에 노난 (Nonane, 0.700 g)을 첨가하였다. 가스크로마토그래피 분석(GC analysis)을 통해 생성된 올리고머(1-octene (1-C8), 1-hexene (1-C6), methylcyclopentane + methylenecyclopentane (cy-C6), and higher oligomers above C10 (> C10))의 함량을 측정한 후, 중량을 기준으로 퍼센트로 변환하였다. 생성된 고체상의 폴리에틸렌(PEs)은 80℃에서 여과를 통하여 분리해 낸 후 중량을 측정하였으며, [생성된 PE 중량 (g) / 반응에 사용된 에틸렌 중량 (g)]의 식을 통해 PE의 중량%를 산출하였다.For gas chromatography analysis (GC analysis) of the resulting material, Nonane (0.700 g) was added to the final reactant according to an internal standard. Oligomers (1-octene (1-C8), 1-hexene (1-C6), methylcyclopentane + methylenecyclopentane (cy-C6), and higher oligomers above C10 (> C10) generated through gas chromatography analysis (GC analysis) After measuring the content of ), it was converted to a percentage based on the weight. The produced solid polyethylene (PEs) was separated through filtration at 80°C, and the weight was measured, and the weight of PE through the formula of [Production PE weight (g) / ethylene weight (g) used in reaction] % Was calculated.

실시예 9 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 9: Ethylene oligomerization reaction

실시예 1에서 제조된 화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 실시예 2에서 제조된 화학식 1-1의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 24℃~98℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Instead of the chromium compound of Formula 1-1 prepared in Example 1, the chromium compound of Formula 1-1 prepared in Example 2 was used, and the reaction temperature was adjusted to 24°C to 98°C, and the reaction time was adjusted to 30 minutes. Except, the ethylene oligomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 8.

실시예 10 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 10: Ethylene oligomerization reaction

반응 온도를 28℃~75℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 9와 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.The ethylene oligomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 9, except that the reaction temperature was adjusted to 28°C to 75°C and the reaction time was adjusted to 30 minutes.

실시예 11 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 11: Ethylene oligomerization reaction

반응 온도를 26℃~60℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 9와 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.The ethylene oligomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 9, except that the reaction temperature was adjusted to 26°C to 60°C and the reaction time was adjusted to 30 minutes.

실시예 12 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 12: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-2의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 25℃~84℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Ethylene oligomer in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-2 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 25°C to 84°C, and the reaction time was adjusted to 30 minutes. The reaction proceeded.

실시예 13 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 13: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-3의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 25℃~85℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Ethylene oligomer in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-3 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 25°C to 85°C and the reaction time was adjusted to 30 minutes. The reaction proceeded.

실시예 14 : 에틸렌 올리고머화 반응Example 14: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-4의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 22℃~89℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Ethylene oligomer in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-4 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 22°C to 89°C and the reaction time was adjusted to 30 minutes. The reaction proceeded.

실시예 15: 에틸렌 올리고머화 반응Example 15: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-5의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 25℃~79℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Ethylene oligomer in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-5 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 25°C to 79°C, and the reaction time was adjusted to 30 minutes. The reaction proceeded.

실시예 16: 에틸렌 올리고머화 반응Example 16: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-6의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 24℃~82℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Ethylene oligomer in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-6 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 24°C to 82°C, and the reaction time was adjusted to 30 minutes. The reaction proceeded.

비교예 4: 에틸렌 올리고머화 반응Comparative Example 4: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-7의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 25℃~35℃로, 반응시간을 35분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.Ethylene oligomer in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-7 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 25°C to 35°C and the reaction time was adjusted to 35 minutes. The reaction proceeded.

비교예 5 : 에틸렌 올리고머화 반응Comparative Example 5: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-8의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 45℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.The ethylene oligomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-8 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 45°C and the reaction time was adjusted to 30 minutes. Proceeded.

비교예 6 : 에틸렌 올리고머화 반응Comparative Example 6: Ethylene oligomerization reaction

화학식 1-1의 크롬 화합물 대신 화학식 1-9의 크롬 화합물을 사용하고, 반응 온도를 45℃로, 반응시간을 30분으로 조절한 것을 제외하고, 실시예 8과 동일한 방법으로 에틸렌 올리고머화 반응을 진행하였다.The ethylene oligomerization reaction was carried out in the same manner as in Example 8, except that the chromium compound of Formula 1-9 was used instead of the chromium compound of Formula 1-1, and the reaction temperature was adjusted to 45°C and the reaction time was adjusted to 30 minutes. Proceeded.

실시예 8 내지 16 및 비교예 4 내지 6의 올레핀 중합 반응의 활성도, 및 제조된 중합체의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.The activity of the olefin polymerization reaction of Examples 8 to 16 and Comparative Examples 4 to 6, and the composition of the prepared polymer are shown in Table 1 below.

크롬 화합물Chromium compound temp (°C); time (min)temp (°C); time (min) activity (Kg/g-Cr/h)activity (Kg/g-Cr/h) 1-C8
(wt%)
1-C8
(wt%)
1-C6
(wt%)
1-C6
(wt%)
cy-C6 (wt%)cy-C6 (wt%) > C10 (wt%)> C10 (wt%) PE (wt%)PE (wt%)
실시예 8Example 8 화학식 1-1Formula 1-1 20~96; 2520-96; 25 47004700 45.445.4 32.432.4 3.03.0 19.019.0 0.010.01 실시예 9Example 9 화학식 1-1Formula 1-1 24~98; 1524-98; 15 63106310 45.145.1 34.534.5 3.03.0 17.217.2 0.030.03 실시예 10Example 10 화학식 1-1Formula 1-1 28~75;3028~75;30 44204420 52.852.8 25.725.7 3.63.6 17.817.8 0.030.03 실시예 11Example 11 화학식 1-1Formula 1-1 26~60;3026~60;30 36403640 67.067.0 15.915.9 3.43.4 13.413.4 0.030.03 실시예 12Example 12 화학식 1-2Formula 1-2 25~84; 3025-84; 30 30203020 55.855.8 27.227.2 3.23.2 13.713.7 0.050.05 실시예 13Example 13 화학식 1-3Formula 1-3 25~85; 3025-85; 30 27602760 58.158.1 25.625.6 3.33.3 12.712.7 0.180.18 실시예 14Example 14 화학식 1-4Formula 1-4 22~89; 3022-89; 30 32603260 53.853.8 28.628.6 3.13.1 14.314.3 0.020.02 실시예 15Example 15 화학식 1-5Formula 1-5 25~79; 3025-79; 30 24302430 63.063.0 21.821.8 3.83.8 11.1511.15 0.010.01 실시예 16Example 16 화학식 1-6Formula 1-6 24~82; 3024-82; 30 28902890 55.555.5 25.325.3 3.53.5 15.515.5 0.060.06 비교예 4Comparative Example 4 화학식 1-7Formula 1-7 25~3525~35 00 -- -- -- -- -- 비교예 5Comparative Example 5 화학식 1-8
(Z = H; R = iPr)
Formula 1-8
(Z = H; R = iPr)
45; 3045; 30 2626 68.068.0 10.510.5 4.54.5 14.914.9 1.31.3
비교예 6Comparative Example 6 화학식 1-9
(Z = H; R = [CH3(CH2)16]2CH)
Formula 1-9
(Z = H; R = [CH 3 (CH 2 ) 16 ] 2 CH)
45; 3045; 30 8484 70.370.3 14.314.3 4.74.7 9.49.4 1.01.0

상기 표 1의 실험 결과를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 파라-위치에 탄소수 4 내지 50의 *-Si(R1)3-n(R2)n 치환체를 가지고 있는 화학식 1-1 내지 화학식 1-6의 크롬 화합물을 에틸렌 올리고머화 반응용 촉매 시스템에 적용한 경우, 활성도가 2400 내지 6300 Kg/g-Cr/h 이상으로 매우 현저하게 우수하였다. As can be seen from the experimental results of Table 1, the formulas 1-1 to having a *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n substituent having 4 to 50 carbon atoms at the para-position of the present invention When the chromium compound of Formula 1-6 was applied to a catalyst system for an ethylene oligomerization reaction, the activity was very remarkably excellent at 2400 to 6300 Kg/g-Cr/h or more.

반면, 입체장애가 충분하지 않은 탄소수 3개의 실릴기(Z = *-SiMe3)를 갖는 화학식 1-7의 크롬 화합물과 탄소수가 0인 실릴기를 갖는 (Z = H) 화학식 1-8 및 화학식 1-9의 크롬 화합물을 사용한 비교예 4 내지 6의 경우, 반응 활성도가 본원발명의 실시예 8 내지 16에 비하여 현저하게 낮음(1/30 내지 1/250 수준)을 확인할 수 있다. On the other hand, a chromium compound of Formula 1-7 having a silyl group having 3 carbon atoms (Z = *-SiMe 3 ) with insufficient steric hindrance and a silyl group having 0 carbon atoms (Z = H) Formula 1-8 and Formula 1- In the case of Comparative Examples 4 to 6 using the chromium compound of 9, it can be seen that the reaction activity is significantly lower (1/30 to 1/250 level) compared to Examples 8 to 16 of the present invention.

특히, 본 발명에 따른 입체장애가 큰 *-Si(nBu)3 치환체를 가지고 있는 화학식 1-1의 크롬 화합물을 포함하는 경우 최대 활성이 6300 Kg/g-Cr/h으로 매우 높고, 폴리에틸렌(PE) 부산물의 생성량이 매우 낮고(0.01 wt%), 아울러 90℃ 정도의 고온에서도 문제 없이 촉매로서 작동하여 상업 공정 투입하기에 적격함을 확인할 수 있다.In particular, when the chromium compound of Formula 1-1 having a large sterically hindered *-Si(nBu) 3 substituent according to the present invention is included, the maximum activity is very high at 6300 Kg/g-Cr/h, and polyethylene (PE) It can be seen that the amount of by-products is very low (0.01 wt%), and it operates as a catalyst even at a high temperature of about 90° C. and is suitable for commercial process input.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily implemented by those of ordinary skill in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.

Claims (10)

하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물:
[화학식 1]
[(R-N-{P(C6H4-p-Z)2}2)-CrX2]+[AY4]-
상기 화학식 1에서, Cr은 2개의 P에 배위결합되고,
R은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고; Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n이며, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 알킬기이며, n은 0 내지 3이고(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임); X는 각각 독립적으로 할로겐이고; A는 보론이고; Y는 불소로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴이다.
Chromium compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
[(RN-{P(C 6 H 4 -pZ) 2 } 2 )-CrX 2 ] + [AY 4 ] -
In Formula 1, Cr is coordinated to two Ps,
R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Z is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n , wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n is 0 to 3 (however, *-Si( R 1 ) 3-n (R 2 ) the sum of carbon number of n is 4 to 50); Each X is independently halogen; A is boron; Y is an aryl having 6 to 20 carbon atoms substituted with fluorine.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 [AY4]-는 [B(C6F5)4]-인 크롬 화합물.
The method of claim 1,
Of Formula 1 [AY 4] - is [B (C 6 F 5) 4] - a chromium compound.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 Z는 *-Si(R1)3이고;
상기 R1은 각각 독립적으로 에틸, 이소프로필 또는 n-부틸인 크롬 화합물.
The method of claim 1,
Z in Formula 1 is *-Si(R 1 ) 3 ;
Each of R 1 is independently ethyl, isopropyl, or n-butyl.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 R은 이소프로필기인 크롬 화합물.
The method of claim 1,
R in Formula 1 is an isopropyl group, a chromium compound.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 X는 Cl인 크롬 화합물.
The method of claim 1,
X in Formula 1 is a chromium compound of Cl.
하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 및
하기 화학식 2로 표시되는 유기 알루미늄 화합물을 포함하는 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템:
[화학식 1]
[(R-N-{P(C6H4-p-Z)2}2)-CrX2]+[AY4]-
상기 화학식 1에서, Cr은 2개의 P에 배위결합되고,
R은 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고; Z는 *-Si(R1)3-n(R2)n이며, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 25의 알킬기이며, n은 0 내지 3이고(단, *-Si(R1)3-n(R2)n의 탄소수의 합은 4 내지 50임); X는 각각 독립적으로 할로겐이고; A는 보론이고; Y는 불소로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴이다;
[화학식 2]
(R3)3Al
상기 화학식 2에서, R3는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
A chromium compound represented by the following formula (1); And
Ethylene oligomerization catalyst system comprising an organoaluminum compound represented by the following Formula 2:
[Formula 1]
[(RN-{P(C 6 H 4 -pZ) 2 } 2 )-CrX 2 ] + [AY 4 ] -
In Formula 1, Cr is coordinated to two Ps,
R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; Z is *-Si(R 1 ) 3-n (R 2 ) n , wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, and n is 0 to 3 (however, *-Si( R 1 ) 3-n (R 2 ) the sum of carbon number of n is 4 to 50); Each X is independently halogen; A is boron; Y is an aryl having 6 to 20 carbon atoms substituted with fluorine;
[Formula 2]
(R 3 ) 3 Al
In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
제6항에 있어서,
상기 화학식 2의 R3는 이소부틸기 또는 에틸기인 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템.
The method of claim 6,
R 3 of Formula 2 is an isobutyl group or an ethyl group, an ethylene oligomerization catalyst system.
제6항에 있어서,
상기 촉매 시스템은 투입되는 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 알루미늄 화합물의 몰비가 1 : 50 내지 1 : 500인 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템.
The method of claim 6,
The catalyst system is an ethylene oligomerization catalyst system in which the molar ratio of the chromium compound represented by Formula 1 and the aluminum compound represented by Formula 2 to be introduced is 1:50 to 1:500.
제6항에 있어서,
상기 화학식 1의 R은 이소프로필기이고; X는 Cl이고; Z는 *-Si(R1)3 이며, 상기 R1은 각각 독립적으로 에틸, 이소프로필 또는 n-부틸이고; [AY4]-는 [B(C6F5)4]-; 인 에틸렌 올리고머화 촉매 시스템.
The method of claim 6,
R in Formula 1 is an isopropyl group; X is Cl; Z is *-Si(R 1 ) 3 and R 1 is each independently ethyl, isopropyl, or n-butyl; [AY 4] - is [B (C 6 F 5) 4] -; Phosphorus ethylene oligomerization catalyst system.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 촉매 시스템과 에틸렌 단량체를 접촉시켜 1-헥센 및 1-옥텐을 선택적으로 제조하는 단계를 포함하는 에틸렌 올리고머 제조 방법.A method for producing an ethylene oligomer comprising the step of selectively preparing 1-hexene and 1-octene by contacting the catalyst system according to any one of claims 6 to 9 with an ethylene monomer.
KR1020190054548A 2018-06-07 2019-05-09 Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer KR102185162B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190054548A KR102185162B1 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer
JP2020567590A JP7299593B2 (en) 2018-06-07 2019-06-03 Bisphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system, and method for producing ethylene oligomer
CN201980038528.9A CN112262147A (en) 2018-06-07 2019-06-03 Diphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system and preparation method of ethylene oligomer
EP19815758.8A EP3805240B1 (en) 2018-06-07 2019-06-03 Bisphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system, and ethylene oligomer preparing method
ES19815758T ES2938516T3 (en) 2018-06-07 2019-06-03 Bisphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system, and method of preparing ethylene oligomers
PCT/KR2019/006678 WO2019235799A1 (en) 2018-06-07 2019-06-03 Bisphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system, and ethylene oligomer preparing method
US16/972,117 US11148127B2 (en) 2018-06-07 2019-06-03 Bisphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system, and ethylene oligomer preparation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190054548A KR102185162B1 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200129723A KR20200129723A (en) 2020-11-18
KR102185162B1 true KR102185162B1 (en) 2020-12-01

Family

ID=73698139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190054548A KR102185162B1 (en) 2018-06-07 2019-05-09 Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102185162B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102559312B1 (en) * 2020-12-18 2023-07-25 한화토탈에너지스 주식회사 Method for producing ethylene oligomer and device for producing the same
KR20230100968A (en) * 2021-12-29 2023-07-06 한화토탈에너지스 주식회사 Method for ethylene oligomerization and ethylene oligomer thereof
KR20230134931A (en) * 2022-03-15 2023-09-22 한화토탈에너지스 주식회사 Method for ethylene oligomerization and ethylene oligomer thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766224B1 (en) * 2016-11-02 2017-08-08 아주대학교 산학협력단 Chromium complex, catalyst system using the same and method for ethylene oligomerization

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101757835B1 (en) * 2015-06-12 2017-07-13 주식회사 엘지화학 Ligand compound, organic chromium compound, catalyst system for oligomerization of olefins and method for oligomerization of olefins using the catalyst system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766224B1 (en) * 2016-11-02 2017-08-08 아주대학교 산학협력단 Chromium complex, catalyst system using the same and method for ethylene oligomerization

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200129723A (en) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7299593B2 (en) Bisphosphine ligand compound, chromium compound, ethylene oligomerization catalyst system, and method for producing ethylene oligomer
JP6441490B2 (en) Olefin oligomerization method
Sun et al. Ethylene polymerization by 2-iminopyridylnickel halide complexes: synthesis, characterization and catalytic influence of the benzhydryl group
KR102185162B1 (en) Chromium complex, ethylene oligomerization catalyst system using the same and manufacturing method for ethylene oligomer
US5550305A (en) Ethylene trimerization
CA2770418C (en) Highly active and selective ethylene oligomerization catalyst and method of preparing hexene or octene using the same
KR101471156B1 (en) Ethylene oligomerization catalyst systems having enhanced selectivity
JP2005513115A (en) Olefin trimerization and oligomerization using a chromium-based catalyst
KR101757835B1 (en) Ligand compound, organic chromium compound, catalyst system for oligomerization of olefins and method for oligomerization of olefins using the catalyst system
KR20100088665A (en) Catalyst composition and process for oligomerization of ethylene
EP0622347A1 (en) Ethylene trimerisation and catalysts therefor
KR101666172B1 (en) Ligand compound, organic chromium compound, catalyst system for oligomerization of olefins and method for oligomerization of olefins using the catalyst system
JP7210552B2 (en) Ligand, oligomerization catalyst containing the same, and method for producing ethylene oligomer using the same
KR20080068227A (en) Ethylene trimerization catalyst systems and method for preparing 1-hexene using the same
KR101654432B1 (en) Process for the preparation of 1-hexene and 1-oxtene
KR20160071322A (en) Ligand compound, organic chromium compound, catalyst system for oligomerization of olefins and method for oligomerization of olefins using the catalyst system
CN109963886B (en) Phosphoguanidine group IV metal olefin polymerization catalyst
KR101982789B1 (en) Ligand compound, organo chromium compound, catalyst system for oligomerization of olefins and method for oligomerization of olefins using the catalyst system
CN113710631B (en) Ligands for preparing 1-octene in chromium-aided ethylene oligomerization process
KR20180137182A (en) Heteroatomic ligand, oligomerization catalyst containing the same, and production method of oligomer
KR102087994B1 (en) Method for preparing ethylene tetramerization catalyst system, ethylene tetramerization catalyst system, manufacturing method for ethylene tetramer and bisphosphine ligand compound
KR20210087528A (en) Ligand for production of chromium assisted 1-octene and method for ethylene oligomerization using same
KR20190077735A (en) Method For Purifying Ligand Compound, Oligomerization Catalyst System Comprising The Purified Ligand Compound And Method For Oligomerizing Olefin Using The Same
CN117983306A (en) Catalyst containing PCCP ligand for ethylene selective tetramerization and preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant