KR20050090367A - Oxygen-containing organoaluminium complexes as cocatalysts - Google Patents

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KR20050090367A
KR20050090367A KR1020057004313A KR20057004313A KR20050090367A KR 20050090367 A KR20050090367 A KR 20050090367A KR 1020057004313 A KR1020057004313 A KR 1020057004313A KR 20057004313 A KR20057004313 A KR 20057004313A KR 20050090367 A KR20050090367 A KR 20050090367A
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카트린 쾰러
아이케 푀트슈
옌스 아이히호른
허베르트 쉬만
비르기트 코리나 바쎄르만
제바스티안 데헤르트
마르쿠스 후메르트
슈테판 쉬테
발터 카민스키
안드레아 아이젠하르트
만프레트 아르놀트
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메르크 파텐트 게엠베하
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/06Aluminium compounds

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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

The invention relates to novel oxygen- containing organoaluminum complexes of general formula (I) in which R 1 independently represents branched or unbranched C1-C 7 alkyl, C1-C7 cycloalkyl, C1-C7 alkenyl, C1-C7 cycloalkenyl, C1-C7 aryl, or C1-C7 alkinyl; R2 represents unsubstituted, monoalkylated or multialkylated, and/or monofluorinated or multifluorinated aromatic hydrocarbons from group; R3 and R4 independently represent CH2, CF2, or C(R1) 2; and m and n each independently represent 0, 1, 2. Said compounds can be used as cocatalysts in olefinic polymer reactions, particularly for producing novel Ziegler-Natta catalysts having improved properties, especially higher activities than conventional Ziegler-Natta catalysts using AIEt3, as a cocatalyst, or novel coordination catalyst systems which have higher activities than conventional Ziegler-Natta catalysts already at temperatures as low as 60 °C and at a pressure of 2 bar.

Description

조촉매로서의 산소가 함유된 유기알루미늄 착물 {OXYGEN-CONTAINING ORGANOALUMINIUM COMPLEXES AS COCATALYSTS}Oxygen-containing aluminum complex as cocatalyst {OXYGEN-CONTAINING ORGANOALUMINIUM COMPLEXES AS COCATALYSTS}

본 발명은 일반 화학식 Ⅰ 의 산소가 함유된 유기알루미늄 착물에 관한 것이다.The present invention relates to an organoaluminum complex containing oxygen of general formula (I).

[식 중,[In the meal,

R1 은 서로 독립적으로 분지형 또는 비분지형 C1-C7-알킬, -시클로알킬, -알케닐, -시클로알케닐, -아릴, -알키닐을 나타내며;R 1 independently of one another represents branched or unbranched C 1 -C 7 -alkyl, -cycloalkyl, -alkenyl, -cycloalkenyl, -aryl, -alkynyl;

R2 은 하기 기로부터의 비치환형 모노- 또는 폴리알킬화 및/또는 모노- 또는 폴리플루오르화 방향족 탄화수소를 나타내며:R 2 represents an unsubstituted mono- or polyalkylated and / or mono- or polyfluorinated aromatic hydrocarbon from the group:

; ;

R3, R4는 독립적으로 CH2, CF2 또는 C(R1)2 를 나타내고;R 3 , R 4 independently represent CH 2 , CF 2 or C (R 1 ) 2 ;

서로 독립적으로 Independently of each other

m 은 0,1,2 를 나타내고, m represents 0,1,2,

n 은 0,1,2 를 나타낸다].n represents 0,1,2].

상기 화합물은 올레핀 중합 반응에서 조촉매로서 사용될 수 있는데, 그것들은 통상적으로 사용된 화합물과 비교하여 개선된 특성을 가진다. The compounds can be used as cocatalysts in olefin polymerization reactions, which have improved properties compared to conventionally used compounds.

통상적 배위 촉매 시스템은 특이하게 불포화 올레핀 화합물의 화학 반응에 사용되는 다용도 촉매이다. 이것들은, 특히, 배위 중합에 의한 올레핀 중합체의 제조 공정 및 알켄 또는 알킨의 복분해 (metathesis) 공정이다. 다양한 적용을 위한 다양한 폴리에틸렌, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 또는 특히 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 및 에틸렌, 프로필렌 또는 다른 1-알켄 및 알킨의 중합체 및 공중합체의 제조는 상당한 산업적 중요성이 있다. 촉매화 치환은 비대칭 알켄 또는 알킨으로부터의 고급 불포화 탄화수소의 제조 및 불포화 고리형 탄화수소 화합물로부터의 장쇄 불포화 탄화수소의 특정한 제조를 위해 사용될 수 있다. 장쇄 불포화 탄화수소는 예를 들어, 엘라스토머의 제조에 사용된다. 더욱이, 배위 촉매들은 추가적 반응, 예를 들어, 알켄의 수소화 또는 유기 금속 합성 같은 반응에 사용된다.Conventional coordination catalyst systems are multipurpose catalysts used specifically for the chemical reaction of unsaturated olefin compounds. These are, in particular, processes for producing olefin polymers by coordination polymerization and processes for metathesis of alkenes or alkynes. The preparation of various polyethylenes for various applications, for example high density polyethylene (HDPE) or especially low density polyethylene (LLDPE), and polymers and copolymers of ethylene, propylene or other 1-alkenes and alkynes are of considerable industrial importance. Catalytic substitutions can be used for the preparation of higher unsaturated hydrocarbons from asymmetric alkenes or alkynes and for the particular production of long chain unsaturated hydrocarbons from unsaturated cyclic hydrocarbon compounds. Long chain unsaturated hydrocarbons are used, for example, in the preparation of elastomers. Moreover, coordination catalysts are used in further reactions, for example, hydrogenation of alkenes or organometallic synthesis.

배위 촉매의 메커니즘을 추정하기 위한 과학적 지식들에 따르면, 각 경우에서 전이금속 화합물이 촉매 활성 중심이 되고, 거기서 불포화 올레핀화합물은 첫단계에서 배위적으로 결합한다고 추정된다. 올레핀 중합반응은, 전이 금속-탄소 또는 전이 금속-수소 결합으로의 단량체의 배위결합 및 후속적인 삽입 반응을 통해 일어난다. 배위 촉매 시스템 또는 촉매 반응 동안 유기금속 화합물의 존재는 착물 시스템 (양이온/음이온) 의 환원 및 선택적 알킬화에 의해 촉매를 활성화시키거나 상기 활성을 유지하기 위해 필요하다. 따라서 상기 화합물은 또한 조촉매로 알려져 있다. 촉매 활성적 전이금속 원소를 함유하는 화합물은 일차 또는 예비 촉매로 알려져 있다.Scientific knowledge for estimating the mechanism of coordination catalysts suggests that in each case the transition metal compound is the catalytic activity center, where the unsaturated olefin compound is coordinatively bound in the first step. Olefin polymerization occurs through coordination of the monomers to the transition metal-carbon or transition metal-hydrogen bonds and subsequent insertion reactions. The presence of organometallic compounds during the coordination catalyst system or catalysis is necessary to activate or maintain the catalyst by reduction and selective alkylation of the complex system (cation / anion). Thus the compound is also known as a promoter. Compounds containing catalytically active transition metal elements are known as primary or precatalysts.

착물 개시제 시스템을 사용한 배위 중합은 특히 낮은 압력하에 에틸렌의 중합을 위해서 최근에 상당한 산업적 중요성을 달성하였다. USA 단독으로, 8·109 미트릭(metric) 톤 이상의 PE를 1995년에 생산하였다 (S.W.Bigger, Eur. Polym. J.Vol. 32, No.4, pp. 487, 1996).Coordination polymerization using complex initiator systems has recently achieved considerable industrial importance, particularly for the polymerization of ethylene under low pressure. USA alone produced more than 8 10 9 metric tons of PE in 1995 (SWBigger, Eur. Polym. J. Vol. 32, No. 4, pp. 487, 1996).

당 분야에서 산업상 가장 중요한 촉매들은 소위 Ziegler-Natta 촉매들이다. 이것은 원소 주기율표 IV-VII 족 금속 화합물들과, 예를 들어, 주족 I-III 족 원소들의 알킬 또는 아릴 화합물 또는 수화물들의 조합으로 이루어진 시스템에 부여된 명칭이다. 전형적인 Ziegler 촉매는, 예를 들어, Et3Al 와 TiCl4; AlEt2Cl 와 TiCl3 의 반응에서 형성된다. 상기 시스템은 비균질 촉매들이며; 그것들은 유기 용매 (예를 들어, 헵탄) 내에서 미세한 현탁액으로 형성된다.The most important catalysts in the industry in the art are the so-called Ziegler-Natta catalysts. This is the name given to a system consisting of a combination of elemental periodic table Group IV-VII metal compounds and, for example, alkyl or aryl compounds or hydrates of main Group I-III elements. Typical Ziegler catalysts include, for example, Et 3 Al and TiCl 4 ; It is formed in the reaction of AlEt 2 Cl and TiCl 3 . The system is heterogeneous catalysts; They are formed as fine suspensions in organic solvents (eg heptane).

가장 중요한, 바람직하게 사용되는 알킬알루미늄 화합물들은 AlEt3, Al-i-Bu3 , AlEt2Cl, AlEtCl2, AlEtCl2 및 AlEt2OR 이며, 이들 모두는 대기 산소 및 수분에 매우 민감하고, 자동발화성이어서 조작하기가 어렵다. 티타늄 클로라이드 대신에 , 바나듐 및 크롬 화합물, 특정한 적용에 있어서는 또한 몰리브덴, 코발트, 로듐, 니켈이 특히 관심 대상이다. 알킬알루미늄 화합물 대신에, 다수의 다른 유기금속 화합물, 특히 소듐, 리튬 및 카드뮴은 티타늄 화합물과의 조합에 유효한 것으로 기술되었다 (H.J. Sinn et al., Polymerisation und Insertionsaktivitat von Aluminiumtrialkylen und Ziegler-Natta Katalysatoren [Polymerisation and Insertion Activity of Trialkylaluminium Compounds and Ziegler-Natta Catalysts], Angew. Chem. 72 (1960) 522).Most important, preferably used alkylaluminum compounds are AlEt 3 , Al-i-Bu 3 , AlEt 2 Cl, AlEtCl 2 , AlEtCl 2 and AlEt 2 OR, all of which are very sensitive to atmospheric oxygen and moisture, are autoignitable and difficult to operate. Instead of titanium chloride, vanadium and chromium compounds, in certain applications also molybdenum, cobalt, rhodium, nickel are of particular interest. Instead of alkylaluminum compounds, many other organometallic compounds, in particular sodium, lithium and cadmium, have been described as effective for combination with titanium compounds (HJ Sinn et al., Polymerization und Insertionsaktivitat von Aluminumtrialkylen und Ziegler-Natta Katalysatoren [Polymerisation and Insertion Activity of Trialkylaluminum Compounds and Ziegler-Natta Catalysts], Angew. Chem. 72 (1960) 522).

HDPE의 제조를 위한 산업적으로 중요한 용액 중합 과정은, 예를 들어, Dow 과정이다.An industrially important solution polymerization process for the production of HDPE is, for example, the Dow process.

상기에서, TiClx 및 AlR3 의 혼합물은 p > 10 bar 의 압력 및 T > 180 ℃ 의 반응 온도 하에서 탄화수소 (C8-C9) 로 제조된다. 연속되는 공정 (140 ℃, 30 bar; TiCl4: AIR3 = 1:5) 에서 활성은 6.323 g 의 PE/h 이다 (Dow, US. 3491073, 1970).In the above, a mixture of TiCl x and AlR 3 is made of hydrocarbon (C 8 -C 9 ) under a pressure of p> 10 bar and a reaction temperature of T> 180 ° C. In a continuous process (140 ° C., 30 bar; TiCl 4 : AIR 3 = 1: 5) the activity is 6.323 g of PE / h (Dow, US. 3491073, 1970).

Du Pont 공정에서, Ti/V 할로겐화물은 200 bar 의 압력 및 180-270℃ 의 온도하에서 시클로헥산 내 AlR3 와 함께 제조된다. 활성은 20-50 kg 의 PE/ 시간당 금속 g 이다; 점도계로 결정되는 분자량은 Mη= 1.8·105 g/mol (Du Pont, US 2862917, 1958; J.P. Forsman, Hydrocarbon Processing, 51(11), 130(1972) 이다.In the Du Pont process, Ti / V halides are prepared with AlR 3 in cyclohexane under a pressure of 200 bar and a temperature of 180-270 ° C. Activity is 20-50 kg PE / g metal per hour; The molecular weight determined by the viscometer is M η = 1.8 · 10 5 g / mol (Du Pont, US 2862917, 1958; JP Forsman, Hydrocarbon Processing, 51 (11), 130 (1972).

HDPE 제조를 위한 산업적으로 중요한 현탁 중합 공정은, 예를 들어, Mitsubishi 공정이 있다. 상기에서, HDPE는 5-10 bar 및 30-90℃ 에서 n-헥산 내 티타늄 촉매를 사용하여 교반 반응기 안에서 제조되거나 (A. Kageyama, Hydrocarbon Processing 51(7), 115(1972), 또는 Montedison 공정으로 제조된다. Montedison 공정은 1-15 bar 및 50-100℃ 에서 벤진 내 티타늄 촉매를 사용하여 교반 반응기 내에서 수행되어진다. 활성은 200 kg 의 PE/ Ti 의 g 이다 (A. Heath, Chemical Engineering (Apr. 3) 66(1972).An industrially important suspension polymerization process for HDPE production is, for example, the Mitsubishi process. In the above, HDPE is prepared in a stirred reactor using a titanium catalyst in n-hexane at 5-10 bar and 30-90 ° C. (A. Kageyama, Hydrocarbon Processing 51 (7), 115 (1972), or Montedison process). The Montedison process is carried out in a stirred reactor using titanium catalyst in benzine at 1-15 bar and 50-100 ° C. The activity is 200 kg of g of PE / Ti (A. Heath, Chemical Engineering ( Apr. 3) 66 (1972).

상기 비균질성은, 특히, 초기 단계에서 촉매 활성 ("촉매 표면 부분") 에 원인을 제공한 후, 대략 동일한 활성을 가진 가용성 (균질) 시스템이 또한 후속적으로 발견된다.This heterogeneity, in particular, contributes to the catalytic activity ("catalyst surface portion") at an early stage, and subsequently soluble (homogeneous) systems with approximately the same activity are also subsequently found.

즉, 예를 들어, 비스(시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드 (Cp2TiCl2) 또는 바나딜 클로라이드 (VOCl3) 및 디에틸알루미늄 클로라이드 (Et2AlCl) 또는 알루목산 ([-OAl(CH3)-]n) 의 조합은 균질 Ziegler 촉매를 제공한다. 더욱 중요한 균질 촉매 시스템이 있다 : Cp2ZrMe2/알루목산 (균질).That is, for example, bis (cyclopentadienyl) titanium dichloride (Cp 2 TiCl 2 ) or vanadil chloride (VOCl 3 ) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) or alumoxane ([-OAl (CH 3 The combination of n ) provides a homogeneous Ziegler catalyst. There is a more important homogeneous catalyst system: Cp 2 ZrMe 2 / alumoxane (homogeneous).

MgCl2-결합 TiCl4 촉매 시스템은 1970년에 발견되었고, 두번째 재생 촉매 시스템 또는 "leave-in" 촉매라 불린다. 상기 비균질 시스템의 예가 있다: MgCl2/에스테르/ TiCl4/AlR3. 촉매 활성은 200 kg 의 PE/ 시간당 Ti의 g 이다 (A.D.Jenkins, A. Ledwith; Reaktivity, Mechanism and Structure in Polymer Chemistry).The MgCl 2 -bonded TiCl 4 catalyst system was discovered in 1970 and is called a second regenerated catalyst system or “leave-in” catalyst. An example of such a heterogeneous system is: MgCl 2 / ester / TiCl 4 / AlR 3 . The catalytic activity is 200 kg of PE / g of Ti per hour (ADJenkins, A. Ledwith; Reaktivity, Mechanism and Structure in Polymer Chemistry).

모든 상기 공지된 촉매 시스템은, 모든 경우에서 만족스런 촉매 활성이 성취되지 않음에도 불구하고, 그것들이 단지 상승된 온도 및 10 bar 이상의 압력에서만 사용될 수 있다는 불이익을 감수한다.All of the above known catalyst systems bear the disadvantage that they can only be used at elevated temperatures and pressures above 10 bar, although satisfactory catalytic activity is not achieved in all cases.

개발된 공정 변형의 매우 다양함에 있어서 상기의 촉매 및 관련된 타입의 실제적인 사용은 소정의 경우에서 매우 상이한 특성을 가진 생성물을 제공할 수 있다. 올레핀 중합체의 경우, 재료로서 공지된 일반적 중요성이 있는데, 유용성 및 적용의 범위가, 특성으로 인해, 첫번째로는 모 단량체 타입, 또는 공단량체의 선택 및 비율, 및 중합체를 특징짓는 전형적인 물리적 매개변수, 예를 들어 평균 분자량, 분자량 분산도, 분지 정도, 가교정도, 결정도, 밀도, 중합체 내 관능기의 존재 등에 의존하고, 두번째로는 공정에 의해 야기되는 특성, 예를 들어 저 분자량 불순물의 함량, 촉매 잔여물의 존재성에 의존하고, 궁극적으로는 비용에 의존한다.In a wide variety of process variants developed, the practical use of the above catalysts and related types can in some cases provide products with very different properties. In the case of olefin polymers, there is a general importance known as the material, in which the usefulness and the scope of application are, first, due to their properties, the choice and proportion of the parent monomer type, or comonomer, and the typical physical parameters characterizing the polymer, For example, it depends on average molecular weight, degree of molecular weight dispersion, degree of branching, degree of crosslinking, crystallinity, density, presence of functional groups in the polymer, and secondly, properties caused by the process such as the content of low molecular weight impurities, catalyst It depends on the presence of residues and ultimately on cost.

배위 촉매 시스템의 성능을 평가하기 위해서, 목적한 생성물 특성, 예를 들어 촉매 시스템의 활성, 즉 예정된 올레핀 양의 경제적 전환에 필요한 촉매 양, 단위 시간 당 생성물 전환율 및 생성물 수율, 촉매의 손실 및 촉매의 재사용율의 달성 외에도 추가적 요소들이 중요하다. 따라서 최고 생산 가능성 뿐만 아니라 중합체의 낮은 분지 정도 및 높은 입체규칙성을 선호하는 높은 특이성을 가진 촉매 시스템이 요구된다.In order to assess the performance of the coordination catalyst system, the desired product properties, e.g. the activity of the catalyst system, i.e. the amount of catalyst required for economic conversion of the predetermined amount of olefins, the product conversion and product yield per unit time, the loss of catalyst and the catalyst In addition to achieving the reuse rate, additional factors are important. There is therefore a need for a catalyst system with high specificity that favors the highest degree of production as well as the low degree of branching and high stereoregularity of the polymer.

그러나, 촉매 또는 그의 구성원의 안정성 및 조작가능성의 문제가 역시 기본적이다. 사실상 초기 전이금속 화합물 기재의 모든 공지된 배위 촉매는 극히 공기 및 수분에 민감하다. (대기의) 산소 및/또는 수분의 진입이 활성도를 감소시키거나, 배위 촉매를 비가역적으로 파괴한다. 따라서 배위 촉매는 제조, 저장, 및 사용하는 동안 공기 및 수분의 진입에 대해 엄격하게 보호되어야 하며, 그것이 당연하게 조작을 더욱 어렵게하고 요구되는 복잡성이 증가하게 한다.However, problems of stability and operability of the catalyst or members thereof are also fundamental. Virtually all known coordination catalysts based on early transition metal compounds are extremely sensitive to air and moisture. Entry of (atmospheric) oxygen and / or moisture reduces activity or irreversibly destroys the coordination catalyst. Thus, the coordination catalyst must be strictly protected against the ingress of air and moisture during manufacture, storage, and use, which naturally makes operation more difficult and increases the complexity required.

통상적인 촉매 시스템은 또한 전자 풍부 원자, 즉, 예를 들어, 분자내 산소 또는 질소를 함유하는 물질에 민감하다. 공단량체 또는 중합체를 위한 첨가제로서 관심 대상이 되는 알콜 및 아민 같은 화합물 또는 극성 단량체는 촉매를 불활성화시킨다.Conventional catalyst systems are also sensitive to materials containing electron-rich atoms, ie, intramolecular oxygen or nitrogen. Compounds or polar monomers such as alcohols and amines of interest as additives for comonomers or polymers deactivate the catalyst.

활성제 또는 조촉매로서 사용되는 유기 금속 화합물, 특히 본 목적을 위해 주로 사용되는 알킬알루미늄 화합물은 이 점에 있어서 더욱 민감하고 따라서 여전히 조작하기가 더욱 힘들다. 상기 화합물은 그것들의 극심한 민감성 및 자발적 가연성에 따라 실제 상황에서 심각한 문제를 나타낸다.Organometallic compounds used as active agents or cocatalysts, in particular alkylaluminum compounds mainly used for this purpose, are more sensitive in this respect and are therefore still more difficult to manipulate. The compounds present serious problems in practical situations depending on their extreme sensitivity and spontaneous flammability.

따라서, 본 발명의 목적은 촉매 시스템 내 활성화된 구성원으로서 적합하고 상기 촉매 시스템 내에서 선행 기술과 비교하여 더 높은 활성 또는 생산성을 보여주면서 덜 민감한 유기알루미늄 화합물을 발견하는 것으로 이루어진다. 더욱이 상기 화합물은 더 낮은 민감성을 가지며, 이에 따라 더욱 용이한 조작이 촉진되었다. It is therefore an object of the present invention to find organoaluminum compounds which are suitable as activated members in the catalyst system and which show higher activity or productivity in the catalyst system as compared to the prior art. Moreover, the compounds have lower sensitivity, thereby facilitating easier manipulation.

본 목적은 청구항 1 의 일반 화학식 Ⅰ 에 따른 신규한 화합물에 의해 달성된다:This object is achieved by the novel compounds according to the general formula (I) of claim 1:

[화학식 Ⅰ][Formula I]

[식 중,[In the meal,

R1 은 서로 독립적으로 분지형 또는 비분지형 C1-C7-알킬, -시클로알킬, -알케닐, -시클로알케닐, -아릴, -알키닐을 나타내며;R 1 independently of one another represents branched or unbranched C 1 -C 7 -alkyl, -cycloalkyl, -alkenyl, -cycloalkenyl, -aryl, -alkynyl;

R2 은 하기 기로부터의 비치환형 모노- 또는 폴리알킬화 및/또는 모노- 또는 폴리플루오르화 방향족 탄화수소를 나타내며:R 2 represents an unsubstituted mono- or polyalkylated and / or mono- or polyfluorinated aromatic hydrocarbon from the group:

; ;

R3, R4 는 서로 독립적으로 CH2, CF2 또는 C(R1)2 를 나타내며;R 3 , R 4 independently of one another represent CH 2 , CF 2 or C (R 1 ) 2 ;

서로 독립적으로 Independently of each other

m 은 0,1,2 를 나타내며, m represents 0,1,2,

n 은 0,1,2 를 나타낸다].n represents 0,1,2].

상기 화합물은 올레핀 중합 반응에서 조촉매로 작용할 수 있다. 특히, 개선된 특성을 가진 상기 혼합물들은 조촉매로서 AlEt3 와 함께 통상적인 Ziegler -Natta 촉매를 사용하는 선행 기술과 비교하여 더 높은 활성 및 생산성을 가진 신규한 Ziegler-Natta 촉매, 또는 저온, 예컨대 60 ℃, 및 2 bar 의 압력에서도 통상적인 Ziegler-Natta 촉매보다 더 높은 활성을 가진 신규한 배위 촉매 시스템의 제조를 위하여 사용될 수 있다.The compound may act as a promoter in the olefin polymerization reaction. In particular, the mixtures with improved properties are novel Ziegler-Natta catalysts with higher activity and productivity, or lower temperatures, such as 60, compared to the prior art using conventional Ziegler -Natta catalysts with AlEt 3 as promoters. It can be used for the production of novel coordination catalyst systems with higher activity than conventional Ziegler-Natta catalysts at temperatures of 2 ° C. and 2 bar.

화학식 Ⅰ 의 분자내에서 안정적인 유기알루미늄 화합물이 배위 촉매 시스템 내 구성원으로서 탁월하게 적합하다는 것이 발견되었다.It has been found that organoaluminum compounds that are stable in the molecule of formula (I) are excellently suitable as members in the coordination catalyst system.

따라서, 본 발명은 배위 촉매 시스템 내 구성원으로서의 화학식 Ⅰ 의 분자내에서 안정적인 유기알루미늄 화합물의 용도 및 상기 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to the use of organoaluminum compounds which are stable in molecules of formula (I) as members in a coordination catalyst system and to coordination catalyst systems containing the compounds of formula (I).

본 발명은 또한, 특히, Ziegler-Natta 촉매의 구성원으로서의 화학식 Ⅰ 의 화합물의 용도에 관한 것이다.The invention also relates, in particular, to the use of the compounds of formula (I) as members of the Ziegler-Natta catalyst.

본 발명에 따른 일반 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템은,원소 주기율표 IV 내지 VIII 족 전이금속 화합물간의 조합 형태로 존재한다.Coordination catalyst systems containing a compound of general formula (I) according to the invention are present in the form of a combination between transition metal compounds of Groups IV to VIII of the Periodic Table of Elements.

전이금속 화합물인 일반 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템의 본 발명에 따른 조합은, 특히, TiCl4 및 VCL4 의 군 유래의 화합물이 존재하는 것이다.The combination according to the invention of a coordination catalyst system containing a compound of the general formula (I) which is a transition metal compound is, in particular, a compound from the group of TiCl 4 and VCL 4 present.

본 발명은 또한 상기 언급된 배위 촉매 시스템이 사용되는 중합반응에 의한 중합체 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 이는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 제조 방법, 바람직하게는 고-분자량 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 제조 방법이다.The present invention also relates to a process for producing polymers by polymerization in which the above-mentioned coordination catalyst system is used. In particular, it is a process for the production of polyethylene and polypropylene, preferably for the preparation of high-molecular weight polyethylene and polypropylene.

본 발명에 따른 화학식 Ⅰ 의 화합물은 각 경우에서 원소 주기율표 Ⅲa 족 원소인 알루미늄 및 Ⅵa 족 원소인 산소가 고리계의 구성원을 나타내는 고리형 구조를 가진다. 화학식 Ⅰ 의 화합물에서, 탄소 원자에 직접적으로 근접하여, 공유 결합된 원자는 알루미늄 상에 존재한다. 산소 원자는 알루미늄에 배위 결합되고 2 개의 탄소 원자에 공유 결합된다.The compounds of the general formula (I) according to the invention in each case have a cyclic structure in which the aluminum, which is a group IIIa element of the periodic table of the elements and oxygen, which is a group VIa element, represent members of the ring system. In the compounds of formula (I), in close proximity to the carbon atoms, covalently bonded atoms are present on the aluminum. Oxygen atoms are coordinated to aluminum and covalently bonded to two carbon atoms.

알킬 치환은 상기 경우에서 1-7 C 원자를 가진 직쇄 또는 분지형이 될 수 있다. 그것들은 또한 환 고리의 부분일 수 있다. 그것들은 바람직하게 메틸, 에틸, n- 및 i-프로필, n-, i-및 t-부틸 군으로부터 1-4 C 원자를 가진 알킬 기이다. 대응하는 알킬 기는 화학식 Ⅰ 에서 기호 R1 으로 나타내진다.Alkyl substitution may in this case be straight or branched with 1-7 C atoms. They may also be part of a ring ring. They are preferably alkyl groups having 1-4 C atoms from the methyl, ethyl, n- and i-propyl, n-, i- and t-butyl groups. The corresponding alkyl group is represented by the symbol R 1 in formula (I).

적합한 아릴 치환기는 페닐 뿐만 아니라 나프틸이다. 아릴 치환기는 환 고리의 부분이다. 그것들은 1 또는 2 개의 탄소 원자를 가진 알킬 스페이서와 직접적으로 또는 경유하여 산소 및/또는 알루미늄 원소에 결합할 수 있다. 그러나, 아릴 치환기는 모노- 또는 폴리알킬화 또는 -플루오르화 탄화수소, 특히, 페닐 및 나프틸일 수 있다. 대응하는 아릴 기는 기호 R2 및 R1으로 나타내진다.Suitable aryl substituents are phenyl as well as naphthyl. The aryl substituent is part of the ring ring. They may be bonded to the oxygen and / or aluminum elements directly or via an alkyl spacer having one or two carbon atoms. However, aryl substituents can be mono- or polyalkylated or -fluorinated hydrocarbons, in particular phenyl and naphthyl. Corresponding aryl groups are represented by the symbols R 2 and R 1 .

화학식 Ⅰ 의 적합한 화합물은 중심 알루미늄 원자 상에서 네 개의 치환기를 가지는데, 산소가 배위 결합을 하고 화합물의 안정성에 기여할 확률이 크다. 결합 비율의 더욱 자세한 설명은 할 수 없다.Suitable compounds of formula (I) have four substituents on the central aluminum atom, with the high probability that oxygen will have a coordinating bond and contribute to the stability of the compound. A more detailed description of the binding ratio is not possible.

본 발명에 따른 화합물은 유기금속 화합물의 제조를 위한 당 분야에서 당업자에게 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 상기 화합물의 제조 방법은, 예를 들어,[G. Bahr, P. Burba, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Vol. XIII/4, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1970)] 에서 기술된다.자세하게, 상기 화합물은 상기 반응에 대해 공지된 적합한 반응 조건하에서 제조될 수 있다. 그러나, 여기서 더욱 자세하게 기술되지 않은 자체 공지된 변형법을 사용할 수 있다. 더욱이 합성에 대한 상세한 설명은 DE-A 38 17 090 A1 및 DE-A 37 26 485 A1 또는 [Chem. Ber. 124, 1113 - 1119, (1971)] 에서 밝혀진다. 상기 논문에서 주어진 기술적 교시는 바로 본 명세서의 발명 내용의 일부이다.The compounds according to the invention can be prepared by methods known to those skilled in the art for the preparation of organometallic compounds. The method for producing the compound is, for example, [G. Bahr, P. Burba, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Vol. XIII / 4, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1970). In detail, the compounds may be prepared under suitable reaction conditions known for the reaction. However, it is possible here to use a variant known per se which is not described in more detail. Furthermore, a detailed description of the synthesis can be found in DE-A 38 17 090 A1 and DE-A 37 26 485 A1 or in Chem. Ber. 124 , 1113-1119, (1971). The technical teachings given in this article are part of the invention herein.

특히, 본 발명에 따르는 일반 화학식 Ⅰ 의 화합물은 알콕시아릴 메탈 화합물, 예를 들어, 알콕시아릴리튬 또는 알콕시아릴-그리냐드 화합물을 디알킬알루미늄 클로라이드와 반응시키는 방법으로 제조될 수 있으며, 여기서 알콕시아릴금속 화합물 대 디알킬알루미늄 클로라이드 몰비는 1:1 이다.In particular, the compounds of general formula I according to the invention can be prepared by the reaction of alkoxyaryl metal compounds, for example alkoxyaryllithium or alkoxyaryl-grignard compounds, with dialkylaluminum chlorides, wherein the alkoxyaryl metals The molar ratio of compound to dialkylaluminum chloride is 1: 1.

상기 방법은 바람직하게 하기와 같이 수행된다:The method is preferably carried out as follows:

a) 탄화수소 또는 디에틸 에테르 중에 현탁된, 알콕시아릴 메탈 화합물, 예를 들어, 알콕시아릴리튬 또는 알콕시아릴-그리냐드 화합물을 +20 내지 -78 ℃ 온도에서 적합한 탄화수소에 용해된 동몰양의 디알킬 알루미늄 클로라이드와 혼합하고,a) an equimolar amount of dialkyl aluminum in which an alkoxyaryl metal compound, such as an alkoxyaryllithium or alkoxyaryl-grinyad compound, suspended in a hydrocarbon or diethyl ether is dissolved in a suitable hydrocarbon at a temperature of +20 to -78 ° C Mix with chloride,

b) 20 내지 80 ℃ 온도에서 2 내지 60 시간 동안 상기 혼합물을 교반하고, 용매를 제거하고, 증류 또는 결정화에 의해 목적 반응 생성물을 분리함.b) stirring the mixture at a temperature of 20 to 80 ° C. for 2 to 60 hours, removing the solvent and separating the desired reaction product by distillation or crystallization.

공정을 수행하기 위한 적합한 용매는 탄화수소 또는 비양자성 극성 용매, 예를 들어, 디에틸 에테르 또는 테트라하이드로퓨란일 수 있다. 탄화수소는 지방족 뿐만 아니라 방향족 탄화수소일 수 있다. 적합한 탄화수소는, 특히, 펜탄, 헥산, 헵탄, 톨루엔을 포함한다. 추가적인 적합한 탄화수소는 당업자에게 공지되어 있고, 개시 화합물에 의존하여 선택될 수 있다.Suitable solvents for carrying out the process can be hydrocarbon or aprotic polar solvents such as diethyl ether or tetrahydrofuran. Hydrocarbons can be aliphatic as well as aromatic hydrocarbons. Suitable hydrocarbons include, in particular, pentane, hexane, heptane, toluene. Additional suitable hydrocarbons are known to those skilled in the art and may be selected depending on the starting compound.

반응 후에, 제조된 생성물은 당업자에게 공지된 방법으로 워크업한다. 형성된 고체가 분리된 후에, 상기 워크업은 바람직하게 증류 또는 결정화에 의해 수행된다. After the reaction, the produced product is worked up by methods known to those skilled in the art. After the solid formed is separated off, the workup is preferably carried out by distillation or crystallization.

놀랍게도, 본 발명에 따른 화합물은 배위 촉매 시스템 내 구성원으로서 특히 적당하다는 것이 최근에 밝혀졌다. 4 내지 8 족 전이금속 화합물, 특히 티타늄 화합물을 사용하는 중합 반응, 특히 올레핀 중합반응을 위한 배위 촉매 시스템 내에서 본 발명에 따른 화합물을 사용하여, 선행 기술과 비교시 더 높은 활성 및 생산성이 수득된다. 한편, 특히 고 활성, 안정성 및 제공 수명을 가진 촉매 시스템 및 다른 한편으론 큰 분자량 및 동시에 단일한 구조를 가진 중합 생성물이 수득된다.Surprisingly it has recently been found that the compounds according to the invention are particularly suitable as members in coordination catalyst systems. Using the compounds according to the invention in a polymerization reaction using Group 4-8 transition metal compounds, in particular titanium compounds, in particular olefin polymerization, higher activity and productivity are obtained in comparison with the prior art. . On the one hand, in particular a catalyst system with high activity, stability and service life and on the other hand a polymerization product having a large molecular weight and at the same time a single structure are obtained.

본 발명에 따른 화합물은 산소, 특히 대기중 산소, 및 수분의 영향에도 상당히 안정적이다. 이는 또한 상기 화합물의 보조로 제조되는 배위 촉매에도 적용된다. 더욱이, 대응하는 배위 촉매 시스템은 반응 조건하에서 특히 높은 안정성을 가진다. 그것들은 자유 전자 쌍을 가진 화합물, 특히 황, 산소 , 질소, 또는 인 같은 헤테로 원자를 포함하는 화합물에 의해 불활성화되는 경향을 상당히 낮추어준다. 본 발명에 따른 촉매 시스템은 중합 반응, 특히 올레핀 중합 반응에서, 특히 매우 유리한 특성을 가진다.The compounds according to the invention are quite stable also under the influence of oxygen, in particular atmospheric oxygen, and moisture. This also applies to coordination catalysts prepared with the aid of these compounds. Moreover, the corresponding coordination catalyst system has a particularly high stability under reaction conditions. They significantly lower the tendency to inactivate by compounds with free electron pairs, especially compounds containing hetero atoms such as sulfur, oxygen, nitrogen, or phosphorus. The catalyst system according to the invention has particularly advantageous properties in the polymerization reaction, in particular in the olefin polymerization reaction.

이에, 매우 특별하게 좋은 결과가 MgCl2 상에 지지된 촉매로서의 TiCl4 및 본 발명의 혼합물을 사용해 수득된다. 특히 좋은 결과는, 환 고리 내 알루미늄 또는 산소 원자의 근처에 방향족 고리가 위치한 산소에 안정한 유기알루미늄 화합물에 의해 TiCl4 가 활성화되는 시스템에 의해 달성된다. MgCl2/TiCl4 의 존재하에, 통상적인 Ziegler-Natta 촉매 MgCl2/TiCl4 및 AlEt3 (4500 kg 의 PE/molTi * h * cethene) 보다 더 높은 수율 (6100 kg 의 PE/molTi * h * cethene) 로 고분자량 생성물을 제공하는, 표 1 에 있는 화합물 (2-메톡시-벤질)디이소부틸알루미늄 및 (8-에톡시나프트-1-일)디에틸-알루미늄에 의한 활성 증가가 뛰어나다. 화합물 (2-메톡시메틸펜-1-일)디에틸알루미늄, (2-부톡시 펜-1-일)디이소부틸알루미늄이 사용된다면 개선된 특성이 유사하게 달성될 수 있다.Very particularly good results are thus obtained using TiCl 4 as a catalyst supported on MgCl 2 and mixtures of the invention. Particularly good results are achieved by a system in which TiCl 4 is activated by an organoaluminum compound which is stable to oxygen in which an aromatic ring is located in the vicinity of aluminum or an oxygen atom in the ring ring. MgCl 2 / TiCl in the presence of 4, conventional Ziegler-Natta catalyst MgCl 2 / TiCl 4 and AlEt 3 (4500 kg of PE / mol Ti * h * c ethene) higher yields (of 6100 kg PE / mol Ti * than h * c ethene ) activity with compounds (2-methoxy-benzyl) diisobutylaluminum and (8-ethoxynaphth-1-yl) diethyl-aluminum in Table 1 to give high molecular weight products The increase is excellent. Improved properties can similarly be achieved if compounds (2-methoxymethylphen-1-yl) diethylaluminum, (2-butoxy phen-1-yl) diisobutylaluminum are used.

본 발명에 따라 실험되는 모든 촉매 시스템의 보조로, 매우 큰 분자량의 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌이 극히 고 수율로 수득된다. 이것은 촉매 중심에 의한 중합 사슬의 반응 종결이 중합 반응 동안 적어지고, 전체 촉매 시스템이 불순물 및 다른 외부 영향에 매우 안정적임을 의미한다.      With the aid of all the catalyst systems tested according to the invention, very large molecular weight polyethylene and polypropylene are obtained in extremely high yields. This means that the reaction termination of the polymerization chain by the catalyst center is less during the polymerization reaction and the entire catalyst system is very stable to impurities and other external influences.

전체적으로, 본 발명에 따른 배위 촉매 시스템은 특히 올레핀 중합 반응에서 높은 특이성을 가지고, 고분자량의 좁은 분자량 분포를 가진 생성물이 수득된다. 이것은 또한 반응 처리 및 사용된 반응물에 의존함에도 불구하고, 그러나, 당업자에게는 기본적인 방법에 속하며, 필요하다면, 반응 조건을 최적화할 수 있다.In total, the coordination catalyst system according to the invention has a high specificity, in particular in olefin polymerization reactions, and a product with a narrow molecular weight distribution of high molecular weight is obtained. Although this also depends on the reaction treatment and the reactants used, however, it belongs to the basic method to those skilled in the art and can optimize the reaction conditions if necessary.

배위 촉매 시스템 내에서 활성화된 구성원으로서의 화학식 Ⅰ 의 화합물의 본 발명에 따른 용도는 지금까지의 통상적인 유기금속 화합물의 대체, 및 특히 덜 안정하고 위험한 알킬알루미늄 화합물을 대체하여 유사하게 이용가능하다.The use according to the invention of the compounds of the formula (I) as activated members in coordination catalyst systems is similarly available in place of the conventional organometallic compounds thus far, and in particular in place of the less stable and dangerous alkylaluminum compounds.

촉매 시스템의 높은 활성 때문에, 촉매량에 비해 더 많은 생성물이 촉매 사용양에 따라 형성되거나 또는 촉매 양이 상당하게 감소될 수 있다. 후자의 경우는 촉매가 생성물 내에 거의 남지 않는 결과를 가져온다. 게다가, 촉매 소비를 더 낮추므로써 비용이 절감될 수 있다. 비용이 촉매 시스템의 질적 및 양적 조성, 사용된 단량체, 반응 조건 및 중합반응 동안 진행과정 같은 일련의 추가 요인에 영향을 받음에도 불구하고, 그러나 사용되는 촉매는 단지 활성을 유지하기 위해 필요한 보호적 분량으로 중요한 역할을 한다. 본 발명에 따른 산소 안정성 유기알루미늄 화합물의 광범위한 다양성으로 인해, 당업자는 통상 실험의 보조를 목적으로 하여 가장 적당한 촉매 시스템을 쉽게 결정하고 최적화할 수 있다.Because of the high activity of the catalyst system, more products can be formed relative to the amount of catalyst or the amount of catalyst can be considerably reduced. The latter case results in little catalyst left in the product. In addition, the cost can be reduced by further lowering the catalyst consumption. Although the cost is affected by a series of additional factors such as the qualitative and quantitative composition of the catalyst system, the monomers used, the reaction conditions and the progression during the polymerization, however, the catalysts used are merely the amount of protective necessary to maintain activity Plays an important role. Due to the wide variety of oxygen stable organoaluminum compounds according to the invention, those skilled in the art can easily determine and optimize the most suitable catalyst system, usually for the purpose of assisting experiments.

위에서 이미 언급된 대로, 본 발명에 따른 화학식 Ⅰ의 화합물은 종전에 공지된 시스템의 경우보다 그들의 제조, 저장 및 사용에 있어서 상당하게 문제를 해결하고, 또한 매우 안정한 배위 촉매 시스템이 유리하게 수득되도록 보조하는 매우 안정한 화합물이다. 특히, 중합반응에 사용된 용매, 단량체 및 보호 기체 중 산소, 대기, 수분이 완전 배제된 착물이 생략될 수 있다.As already mentioned above, the compounds of formula (I) according to the invention solve the problem considerably in their preparation, storage and use than in the case of previously known systems, and also assist in obtaining a very stable coordination catalyst system advantageously. Is a very stable compound. In particular, complexes in which the oxygen, the atmosphere and the moisture are completely excluded from the solvents, monomers and protective gases used in the polymerization reaction can be omitted.

촉매는 특별한 시스템 및 특별한 용도를 위해 통상적인, 자체 공지된 방식으로 제조되고 사용된다. 일반적으로, 현탁 공정은 올레핀 중합반응 및 비균질 촉매를 사용한 복분해에서 사용된다. 이를 위해, 처음에는 지지체-결합 예비 촉매가 촉매 전이금속 화합물 및 미세 분할 지지체 물질로부터 제조되며, 상기 예비촉매는, 필요하다면, 통상적인 방법으로 활성화 또는 예비활성화되며, 용매, 예를 들어 펜탄, 헥산, 헵탄 또는 옥탄 같은 알킬 탄화수소에서 현탁된다. 조촉매가 다른 면에서 또한 통상적으로, 단량체 반응 직전 또는 현재 "원위치" 에서, 첨가된다. 상기 반응은 조절되고 반응 생성물은 전체적으로 유사한 방법에 의해 또한 단리되고 워크업된다.Catalysts are prepared and used in a manner known per se, for conventional systems and for particular applications. In general, suspension processes are used in metathesis with olefin polymerization and heterogeneous catalysts. To this end, a support-bonded precatalyst is initially prepared from a catalytic transition metal compound and a finely divided support material, which is, if necessary, activated or preactivated in a conventional manner, and with solvents such as pentane, hexane Suspended in alkyl hydrocarbons such as heptane or octane. Cocatalysts are also added in other respects, usually just prior to the monomer reaction or at the current “in situ”. The reaction is controlled and the reaction product is also isolated and worked up by a totally similar method.

이미 초기에 언급된 대로, 모든 공정 단계가 공여자-안정화 유기알루미늄 화합물의 증가된 안정성 및 수득된 촉매 화합물의 상당히 감소된 민감성으로 인해, 상당히 더욱 용이하며 덜 엄격한 보호적이며 안정적인 분량하에서 수행될 수 있다.As already mentioned earlier, all process steps can be carried out under significantly easier and less stringent protective and stable quantities, due to the increased stability of the donor-stabilized organoaluminum compound and the significantly reduced sensitivity of the resulting catalyst compound. .

따라서 본 발명은 유리한 특성, 예를 들어, 선행 기술과 비교하여 더 높은 활성 및 생산성을 가지는 접근가능한 신규한 촉매 시스템을 만드는데, 추가적으로 그것은 특정한 적용 필요성에 맞추어 만들어질 수 있다.The present invention thus makes an accessible novel catalyst system having advantageous properties, for example higher activity and productivity compared to the prior art, in addition it can be tailored to the specific application needs.

아래에서 주어진 실시예들은 더 자세하에 본 발명의 주제를 설명하기 위한 것이다. 그러나, 이는 주어진 실시예에 본 발명의 주제를 한정하기 위한 것이 아니며, 주어진 정보에 기초하여, 본 발명에서 기술된 주제의 더욱 일반적 유효성을 당업자에게 알리기 위한 것이다.The embodiments given below are intended to illustrate the subject matter of the present invention in more detail. However, this is not intended to limit the subject matter of the present invention to a given embodiment, but to inform those skilled in the art of the more general validity of the subject matter described in the present invention based on the information given.

실 시 예Example

산소 안정화 유기알루미늄 착물 합성Oxygen Stabilized Organoaluminum Complex Synthesis

실시예1Example 1

2.5 ml (20 mmol) 의 Et2AlCl을 50 ml 의 디에틸 에테르, 및 200 ml 의 헥산 중 33 ml (56 mmol) 의 t-부틸리튬 (펜탄 중 1.7M 용액) 및 9.7 g (56 mmol) 의 1-에톡시나프탈렌으로 제조된 3.5 g (20 mmol) 의 (1-에톡시나프트-1-일) 리튬 현탁액에 -40℃ 에서 적가한다. 혼합물은 천천히 실온으로 승온시키고 실온에서 24 시간 동안 교반된다. 혼합물은 이어서 고체로부터 경사분리해, 용해를 제거한다. 잔여물은 35 ml 의 톨루엔에 녹이고, D4 frit를 통하여 여과시킨다. 톨루엔의 제거후에, 분별 증류해 0.01 mbar 에서 끓는 점이 146℃ 이고 연노랑색 액체인 (8-에톡시나프트-1-일)디에틸알루미늄을 수득한다.2.5 ml (20 mmol) of Et 2 AlCl were dissolved in 50 ml of diethyl ether, and 33 ml (56 mmol) of t-butyllithium (1.7 M solution in pentane) and 9.7 g (56 mmol) in 200 ml of hexane. To 3.5 g (20 mmol) of (1-ethoxynaphth-1-yl) lithium suspension prepared with 1-ethoxynaphthalene was added dropwise at -40 ° C. The mixture is slowly warmed to room temperature and stirred at room temperature for 24 hours. The mixture is then decanted from the solid to remove dissolution. The residue is taken up in 35 ml of toluene and filtered through D4 frit. After removal of toluene, fractional distillation affords (8-ethoxynaphth-1-yl) diethylaluminum as a light yellow liquid with a boiling point of 146 ° C. at 0.01 mbar.

실시예 2Example 2

10.1 ml (50.2 mmol) 의 iBu2AlCl을, 100 ml 의 톨루엔, 및 100 ml 의 헵탄 중 50.2 ml (50.2 mmol) 의 n-부틸리튬 (헥산 중 15% 용액) 및 10.1 g (50.2 mmol) 의 1-브로모-2-메톡시메틸벤젠으로부터 제조된 6.43 g (50.2 mmol) 의 (1-메톡시메틸펜- 2-일)-리튬의 현탁액에 -78 ℃ 에서 적가한다. 혼합물은 천천히 실온으로 승온시키고, 실온에서 18 시간 동안 교반된다. 혼합물은 이어서 D4 frit 를 통해서 여과된다. 톨루엔의 제거 후에, 분별 증류로 0.8 mbar 에서 끓는 점이 120℃인 점성질의 무색인 (2-메톡시메틸펜-1-일)디이소부틸알루미늄을 수득한다.10.1 ml (50.2 mmol) of i Bu 2 AlCl, 50.2 ml (50.2 mmol) of n-butyllithium (15% solution in hexane) and 10.1 g (50.2 mmol) in 100 ml of toluene, and 100 ml of heptane To a suspension of 6.43 g (50.2 mmol) of (1-methoxymethylphen-2-yl) -lithium prepared from 1-bromo-2-methoxymethylbenzene was added dropwise at -78 ° C. The mixture is slowly warmed to room temperature and stirred for 18 hours at room temperature. The mixture is then filtered through D4 frit. After removal of toluene, fractional distillation gives a viscous colorless (2-methoxymethylphen-1-yl) diisobutylaluminum having a boiling point of 120 ° C. at 0.8 mbar.

실시예 3Example 3

0.26 mol 용액으로서의, 150 ml (39 mmol) 의 (2-메톡시벤질)마그네슘 클로라이드를 250 ml 의 테트라하이드로퓨란 중 6.83 g (38.7 mmol) 의 iBu2AlCl 에 0℃ 에서 3 시간에 걸쳐 적가한다. 혼합물은 천천히 실온으로 승온시키고, 실온에서 18 시간 동안 교반된다. 용매를 감압하에 제거하고 (0.05 mbar), 잔여물은 125 ml 의 n-펜탄에 현탁된다. 혼합물은 이어서 D4 frit 를 통해서 여과된다. n-펜탄의 제거 후에, 분별 증류로 0.05 mbar 에서 끓는 점이 85℃ 인 점성질의 무색인 (2-메톡시벤질)디이소부틸알루미늄을 수득한다.150 ml (39 mmol) of (2-methoxybenzyl) magnesium chloride as a 0.26 mol solution is added dropwise to 6.83 g (38.7 mmol) of i Bu 2 AlCl in 250 ml of tetrahydrofuran at 0 ° C. over 3 hours. . The mixture is slowly warmed to room temperature and stirred for 18 hours at room temperature. The solvent is removed under reduced pressure (0.05 mbar) and the residue is suspended in 125 ml of n-pentane. The mixture is then filtered through D4 frit. After removal of n-pentane, fractional distillation gives a viscous colorless (2-methoxybenzyl) diisobutylaluminum with a boiling point of 85 ° C. at 0.05 mbar.

실시예 4Example 4

디에틸알루미늄 클로라이드 (60.4 ml, 60.4 mmol) 의 1 mol 의 n-헥산 용액을 120 ml 의 톨루엔 중 [2-(메톡시메틸)-페닐]리튬 (7.74 g, 60.4 mmol) 의 현탁액에 -50℃ 에서 천천히 첨가하였다. 혼합물을 실온으로 승온시키고, 2일 동안 60 ℃ 에서 교반하였다. 용매는 감압하에 제거되고, 잔여물은 100 ml 의 톨루엔에 녹인다. 이어서, 혼합물은 D4 frit를 통해 여과시킨다. 톨루엔 제거 후에, 분별 증류로 0.71 mbar 에서 끓는 점이 108℃ 인 점성질의 무색인 (2-메톡시 메틸펜-1-일)-디에틸알루미늄을 수득한다.1 mol of n-hexane solution of diethylaluminum chloride (60.4 ml, 60.4 mmol) was added to a suspension of [2- (methoxymethyl) -phenyl] lithium (7.74 g, 60.4 mmol) in 120 ml of toluene at −50 ° C. Was added slowly. The mixture was warmed to room temperature and stirred for 2 days at 60 ° C. The solvent is removed under reduced pressure, and the residue is dissolved in 100 ml of toluene. The mixture is then filtered through D4 frit. After toluene removal, fractional distillation gives a viscous colorless (2-methoxy methylphen-1-yl) -diethylaluminum having a boiling point of 108 ° C. at 0.71 mbar.

실시예 5Example 5

디이소부틸알루미늄 클로라이드 (10.65 g, 60.3 mmol) 을 120 ml 의 톨루엔 중 [2-(메톡시)페닐]리튬 (6.87 g, 60.3 mmol) 의 현탁액에 -60℃ 에서 천천히 첨가시킨다. 혼합물은 실온으로 승온시키고, 12 시간 동안 교반한다. 현탁액은 D4 frit 를 통해 여과시킨다. 용매를 제거하고, 잔여물은 n-헵탄에 현탁된다. 현탁액은 frit를 통해 통과시키고, 고체는 20 ml 의 n-헵탄으로 두 번 세척시킨다. 0℃ 에서의 톨루엔으로부터 고체의 재결정화로 용융점이 128 ℃ 이고 무색 결정인 [2-(메톡시)-펜-1-일]디이소부틸알루미늄을 수득한다. Diisobutylaluminum chloride (10.65 g, 60.3 mmol) is slowly added to a suspension of [2- (methoxy) phenyl] lithium (6.87 g, 60.3 mmol) in 120 µl of toluene at -60 ° C. The mixture is warmed to room temperature and stirred for 12 hours. The suspension is filtered through D4 frit. The solvent is removed and the residue is suspended in n-heptane. The suspension is passed through frit and the solid is washed twice with 20 μl of n-heptane. Recrystallization of the solid from toluene at 0 ° C. yields [2- (methoxy) -phen-1-yl] diisobutylaluminum having a melting point of 128 ° C. and colorless crystals.

벤젠 내 빙정법의 분자량 결정: 376 g/mol.Molecular weight determination of ice crystals in benzene: 376 g / mol.

실시예 6Example 6

디이소부틸알루미늄 클로라이드 (11.25 g, 63.7 mmol) 를 [2-(뷰톡시)페닐]리튬 (161 ml, 66.5 mmol) 및 n-헵탄의 0.41 몰의 현탁액에 -60 ℃ 에서 천천히 첨가한다. 혼합물은 실온으로 승온시키고, 12 시간 동안 교반한다. 용매를 제거하고, 잔여물은 100 ml 의 톨루엔에 현탁된다. 현탁액은 D4 frit를 통해 통과시킨다. 톨루엔의 제거 후에, 분별 증류로 0.48 mbar 에서 끓는점이 74 ℃ 인 점성질의 무색인 [2-(뷰톡시)펜-1-일]디이소부틸알루미늄을 수득한다.Diisobutylaluminum chloride (11.25 g, 63.7 mmol) was slowly added to a suspension of 0.41 mol of [2- (butoxy) phenyl] lithium (161 mL, 66.5 mmol) and n-heptane at -60 ° C. The mixture is warmed to room temperature and stirred for 12 hours. The solvent is removed and the residue is suspended in 100 ml of toluene. The suspension is passed through a D4 frit. After removal of toluene, fractional distillation yields a viscous colorless [2- (butoxy) phen-1-yl] diisobutylaluminum having a boiling point of 74 ° C. at 0.48 mbar.

에틸렌 중합반응Ethylene polymerization

모든 중합반응은 Schlenk 기술을 사용하여 아르곤 비활성 기체 대기하에서 수행되어졌다. 고체 촉매 및 조촉매 구성원은 분석용 저울을 사용하여 Braun labmaster 130 Glovebox 에서 칭량해 나누었다. 사용된 촉매는 MgCl2 로 지지된 TiCl4 이며, 0.1 몰의 현탁액의 형태였다. 조촉매는 25 ml 유리 플라스크내에서 칭량하고 중합반응을 위해 헥산 용액으로서 사용되었다.All polymerizations were carried out under argon inert gas atmosphere using Schlenk technology. Solid catalyst and promoter members were weighed out in the Braun labmaster 130 Glovebox using an analytical balance. The catalyst used was TiCl 4 supported with MgCl 2 and was in the form of a 0.1 mol suspension. The cocatalyst was weighed in a 25 ml glass flask and used as the hexane solution for the polymerization.

중합 반응은 Buchi 1 ℓ유리 오토클레이브 내에서 수행되어졌다. 각 실험 전에, 반응기는 에탄올 및 톨루엔, 헥산 또는 헵탄를 사용하여 일소하고, 오일 펌프 진공장치 내에서 1 시간 동안 95 ℃ 에서 안을 비우고, 그 사이에 아르곤으로 반복하여 플러슁했다. 오토클레이브는 195 ml 의 헥산 및 촉매 현탁액으로 채워졌다 . 온도는 60 ℃ 에 고정되었다. 단량체는 2 bar 의 압력하에 주입되었다. 단량체로 반응기내 위치한 현탁액을 포화시킨 후에, 중합반응은 조촉매의 헥산 용액의 주입에 의해 개시되었다. 반응의 등압 성능은 반응기의 단량체 공급에 의해 확인되는데, 상기 반응기는 Brooks PC8606 압력 조절기 및 Brooks 5850TR 질량 유동 조절기로 구성되었다. 단량체의 소비는 Brooks 모델 5876 조절기 및 디스플레이 단위를 이용하여 측정되고 퍼스널 컴퓨터는 거기에 연결되는 A/D 교환 카드 및 RTX View 소프트웨어의 보조로 맞춰졌다.The polymerization reaction was carried out in a Buchi 1 L glass autoclave. Prior to each experiment, the reactor was scrubbed with ethanol and toluene, hexane or heptane, emptied inside at 1O < 0 > C for 1 hour in an oil pump vacuum, and repeatedly flushed with argon in between. The autoclave was filled with 195 ml of hexane and catalyst suspension. The temperature was fixed at 60 ° C. The monomer was injected under a pressure of 2 bar. After saturating the suspension placed in the reactor with monomers, the polymerization was initiated by injection of the hexane solution of the promoter. The isostatic performance of the reaction was confirmed by the monomer feed of the reactor, which consisted of a Brooks PC8606 pressure regulator and a Brooks 5850TR mass flow regulator. Monomer consumption was measured using a Brooks Model 5876 controller and display unit and the personal computer was fitted with the assistance of an A / D exchange card and RTX View software connected to it.

중합반응은 5 ml 의 에탄올의 주입으로 종결시켰다. 묽은 염산은 중합반응 현탁액에 첨가해 밤새 교반했다. 유기상은 포화 탄산수소 나트륨 용액으로 중화시키고, 물로 세척되었다. 중합체는 오일 펌프 진공장치내에서 일정 중량으로 건조시켰다.The polymerization was terminated by injection of 5 ml of ethanol. Dilute hydrochloric acid was added to the polymerization suspension and stirred overnight. The organic phase was neutralized with saturated sodium bicarbonate solution and washed with water. The polymer was dried to constant weight in an oil pump vacuum.

동일 또는 유사 조건하에서 수행된 추가적인 실험 결과를 표 1 에서 나타냈다. 상기 표는 또한 본 발명에 따른 알루미늄 조촉매 및 촉매로서의 TiCl4/MgCl2 의 존재하에 수행되어진 실험을 포함한다.Additional experimental results performed under the same or similar conditions are shown in Table 1. The table also includes experiments performed in the presence of an aluminum promoter and TiCl 4 / MgCl 2 as catalyst.

에틸렌 압력Ethylene pressure 2 bar2 bar 반응 온도Reaction temperature 60 ℃60 ℃ 반응 시간Reaction time 60 분60 mins 촉매 밀도Catalyst density TiCl4:5.3. 10-4 mol/lTiCl 4 : 5.3. 10 -4 mol / l 촉매/조촉매 비율Catalyst / Procatalyst Ratio 2020 용매menstruum 헥산Hexane 용매 부피 Solvent volume 200 ml200 ml

Et3Al 과 비교하여 조촉매로서 실시예 1 내지 6 에서 제조된 유기알루미늄 착물의 존재하에 에틸렌 중합반응의 결과는 도 1 에서 보여준다.The results of the ethylene polymerization in the presence of the organoaluminum complexes prepared in Examples 1 to 6 as cocatalysts compared to Et 3 Al are shown in FIG. 1.

Claims (14)

화학식 Ⅰ 의 화합물:Compound of Formula I: [화학식 Ⅰ] [Formula I] [식 중,[In the meal, R1 은 서로 독립적으로 분지형 또는 비분지형 C1-C7-알킬, -시클로알킬, -알케닐, -시클로알케닐, -아릴, -알키닐을 나타내며;R 1 independently of one another represents branched or unbranched C 1 -C 7 -alkyl, -cycloalkyl, -alkenyl, -cycloalkenyl, -aryl, -alkynyl; R2 은 하기 기로부터의 비치환형 모노- 또는 폴리알킬화 및/또는 모노- 또는 폴리플루오르화 방향족 탄화수소를 나타내며:R 2 represents an unsubstituted mono- or polyalkylated and / or mono- or polyfluorinated aromatic hydrocarbon from the group: ; ; R3, R4 는 서로 독립적으로 CH2, CF2 또는 C(R1)2 를 나타내고;R 3 , R 4 independently of one another represent CH 2 , CF 2 or C (R 1 ) 2 ; 서로 독립적으로 Independently of each other m 은 0,1,2 를 나타내고, m represents 0,1,2, n 은 0,1,2 를 나타낸다].n represents 0,1,2]. 제 1 항에 있어서, (8-에톡시나프트-1-일)디에틸알루미늄, The compound according to claim 1, wherein (8-ethoxynaphth-1-yl) diethylaluminum, (2-메톡시메틸)펜-1-일)디에틸알루미늄,(2-methoxymethyl) phen-1-yl) diethylaluminum, (2-메톡시메틸펜-1-일)디이소부틸알루미늄,(2-methoxymethylphen-1-yl) diisobutylaluminum, (2-메톡시벤질)디이소부틸알루미늄,(2-methoxybenzyl) diisobutylaluminum, [2-(메톡시)펜-1-일]디이소부틸알루미늄,[2- (methoxy) phen-1-yl] diisobutylaluminum, [2-(뷰톡시)펜-1-일]디이소부틸알루미늄인 화합물.[2- (butoxy) phen-1-yl] diisobutylaluminum. 배위 촉매 시스템의 구성원으로서의 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물의 용도.Use of a compound of formula (I) as claimed in claim 1 as a member of a coordination catalyst system. Zieler-Natta 촉매의 구성원으로서의 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물의 용도.Use of a compound of formula (I) as defined in claim 1 as a member of a Zieler-Natta catalyst. 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템.Coordination catalyst system containing a compound of formula (I) according to claim 1. 원소 주기율표 Ⅳ 내지 Ⅷ 족 전이금속 화합물이 조합된 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템.A coordination catalyst system containing a compound of formula (I) according to claim 1 or 2 in which the Periodic Table IV-VIII transition metal compound of the periodic table is combined. 군 TiCl4, VCl4 으로부터의 전이금속 화합물이 조합된 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템.A coordination catalyst system containing a compound of formula (I) according to claim 1 or 2 in which transition metal compounds from groups TiCl 4 , VCl 4 are combined. 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물을 함유하는 배위 촉매 시스템으로서, MgCl2 상에 지지된 군 TiCl4, VCl4 으로부터의 전이금속 화합물이 조합된 것을 특징으로 하는 배위 촉매 시스템.A coordination catalyst system containing the compound of formula (I) according to claim 1 or 2, wherein the coordination catalyst system is characterized by combining transition metal compounds from the groups TiCl 4 and VCl 4 supported on MgCl 2 . 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 배위 촉매 시스템이 사용되는 것을 특징으로 하는 중합반응에 의한 중합체의 제조 방법.A process for producing a polymer by polymerization, characterized in that the coordination catalyst system according to any one of claims 5 to 8 is used. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 배위 촉매 시스템이 사용되는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌의 제조 방법.A process for producing polyethylene, wherein the coordination catalyst system according to any one of claims 5 to 8 is used. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 배위 촉매 시스템이 사용되는 것을 특징으로 하는 고분자량 폴리에틸렌의 제조 방법.The coordination catalyst system according to any one of claims 5 to 8 is used. 제 1 항 또는 제 2 항의 화학식 Ⅰ 의 화합물의 제조 방법으로서, 알콕시아릴메탈 화합물과 디알킬알루미늄 클로라이드 몰비를 1:1 로 하여 알콕시아릴메탄 화합물과 디알킬알루미늄 클로라이드를 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법A process for producing a compound of formula (I) according to claim 1 or 2, wherein the alkoxy aryl methane compound and the dialkyl aluminum chloride are reacted with a molar ratio of alkoxy aryl metal compound and dialkyl aluminum chloride as 1: 1. 제 12 항에 있어서, The method of claim 12, a) 탄화수소, 디에틸 에테르 또는 테트라하이드로퓨란 중에 현탁된 알콕시아릴메탈 화합물을 + 20 ℃ 내지 -78 ℃ 온도에서 적당한 탄화수소 내에서 용해된 동몰양의 디알킬알루미늄 클로라이드와 혼합하고a) alkoxyarylmetal compounds suspended in hydrocarbons, diethyl ether or tetrahydrofuran are mixed with equimolar amounts of dialkylaluminum chloride dissolved in suitable hydrocarbons at temperatures from + 20 ° C. to −78 ° C. b) 상기 혼합물을 2 내지 60 시간 동안 20 내지 80 ℃ 의 온도에서 교반하고, 용매를 제거하고, 목적 반응 생성물을 증류 또는 결정화로 분리하는 것을 특징으로 하는 방법. b) stirring the mixture at a temperature of 20 to 80 ° C. for 2 to 60 hours, removing the solvent and separating the desired reaction product by distillation or crystallization. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 사용된 알콕시아릴메탈 화합물이 알콕시아릴리튬 또는 알콕시아릴-그리냐드 화합물인 것을 특징으로 하는 공정. The process according to claim 12 or 13, wherein the alkoxyarylmetal compound used is an alkoxyaryllithium or alkoxyaryl-grignard compound.
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