KR20150057470A - 리간드 화합물, 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법 - Google Patents

리간드 화합물, 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법

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KR20150057470A
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Abstract

본 발명은 리간드 화합물, 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 리간드 화합물은, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00028

상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.

Description

리간드 화합물, 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법 {Ligand compound, catalyst system for olefin oligomerization, and method for olefin oligomerization using the same}
본 발명은 리간드 화합물, 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법에 관한 것이다.
선형 알파-올레핀(Linear alpha-olefin)은 공단량체, 세정제, 윤활제, 가소제 등에 쓰이는 중요한 물질로 상업적으로 널리 사용되며, 특히 1-헥센과 1-옥텐은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 제조 시 폴리에틸렌의 밀도를 조절하기 위한 공단량체로서 많이 사용된다.
종래의 LLDPE(Linear Low-Density Polyethylene, 선형 저밀도 폴리에틸렌)의 제조 과정에는 에틸렌과 함께 폴리머 골격(polymer backbone)에 분지(branch)를 형성하여 밀도(density)를 조절하기 위하여 알파-올레핀, 예를 들어 1-헥센, 1-옥텐과 같은 공단량체와 공중합이 이루어지도록 하였다.
따라서, 공단량체의 함량이 높은 LLDPE의 제조를 위해서는 공단량체의 가격이 제조 비용의 큰 부분을 차지한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법에의 시도가 있어 왔다.
또한, 알파-올레핀은 종류에 따라 응용 분야나 시장 규모가 다르기 때문에 특정 올레핀을 선택적으로 생산할 수 있는 기술은 상업적으로 크게 중요하며, 최근 선택적인 에틸렌 올리고머화(ethylene oligomerization)를 통해 1-헥센 또는 1-옥텐을 높은 선택도로 제조하는 크롬촉매 기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.
1-헥센 또는 1-옥텐을 제조하는 기존의 상업적 제조 방법으로는 쉘 케미칼(Shell Chemical)의 SHOP 프로세스(SHOP process), 쉐브론 필립스(Chevron Philips)의 Ziegler 프로세스(Ziegler Process) 등이 있으며, 이를 이용하면 탄소수 C4 ~ C20의 넓은 분포의 알파-올레핀을 생성할 수 있다.
에틸렌의 삼량체화 촉매로서 일반식 (R1)(R2)X-Y-X(R3)(R4)의 리간드를 사용한 크롬계 촉매가 제시되었다. 상기 식에서 X는 인, 비소 또는 안티몬이고, Y는 -N(R5)-와 같은 연결 그룹이며, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나가 극성 또는 전자 수여 치환체를 가진다.
또한 촉매 조건하에 1-헥센에 대해 촉매 활성을 나타내지 않는 리간드로서 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나에 극성 치환체를 가지지 않는 화합물인 (o-에틸페닐)2PN(Me)P(o-에틸페닐)2에 대한 연구가 있어 왔다(Chem . Commun ., 2002, 858).
하지만 상술한 종래기술의 헤테로원자를 포함하는 리간드는 1-옥텐 또는 1-헥센 제조 반응 시 반응 중 일관되게 지속되는 다량화 반응 활성과 높은 선택성에 대한 요구가 여전히 지속되고 있는 실정이다.
1. Chem. Commun., 2002, 858
본 발명은 높은 촉매활성, 선택도로 에틸렌을 올리고머화 할 수 있는 신규한 리간드 화합물, 이를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 리간드 화합물은, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 발명의 다른 측면에 따른 올레핀 올리고머화용 촉매계는, 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물; 크롬 공급원; 및 조촉매 를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 올레핀 올리고머화 방법은 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물, 크롬 공급원, 및 조촉매를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계 의 존재 하에 올레핀을 다량화 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 발명에 따른 리간드 화합물을 포함하는 촉매계를 이용하면 기존의 촉매계에 비하여 높은 선택도로 에틸렌을 올리고머화할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물; 크롬 공급원; 및 조촉매 를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계가 제공된다.
그리고, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물, 크롬 공급원, 및 조촉매를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계 의 존재 하에 올레핀을 다량화 반응시키는 단계를 포함하는 올레핀 올리고머화 방법이 제공된다.
종래 올레핀 올리고머화용 촉매는 높은 다량화 반응 활성과 높은 선택성을 가지지 못한다는 문제점이 있었다. 이에 본 발명자들은 신규 리간드 화합물을 포함하는 촉매계를 사용하는 경우, 올레핀 올리고머화에서 일관되게 지속되는 높은 다량화 반응 활성과 높은 선택성을 가지게 된다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
이하, 본 발명의 리간드 화합물, 올레핀 올리고머화용 촉매계, 및 이를 이용한 올레핀 올리고머화 방법에 대해 상세히 설명한다.
리간드 화합물
본 발명의 리간드 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00005
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물의 예는 하기 구조식들 중 하나로 표시될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 하기 화합물들은 리간드를 제조하기 위한 통상의 방법으로 제조될 수 있으며, 후속하는 실시예에서 보다 구체화하여 설명한다.
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기와 같은 방법으로 합성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00009

올레핀 올리고머화용 촉매계
본 발명에 따른 올레핀 올리고머화용 촉매계는, 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물; 크롬 공급원; 및 조촉매 를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00010
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 발명의 올레핀 올리고머화 촉매계에서 "촉매계"라 함은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 조촉매가 동시에 또는 임의 순서로 순차적으로, 임의의 적합한 용매에서 단량체의 존재 또는 부재 하에 함께 첨가되어 활성이 있는 촉매 조성물로 수득될 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 크롬 공급원은 크롬 또는 크롬 전구체일 수 있다. 상기 크롬 또는 크롬 전구체의 구체적인 예로는 크롬(III)아세틸아세토노에이트, 삼염화크롬트리스테트라하이드로퓨란 또는 크롬(III)-2-에틸헥사노에이트가 될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 올레핀 올리고머화용 촉매계는 조촉매를 포함한다. 상기 조촉매는 13족 금속을 포함하는 유기 금속 화합물로서, 일반적으로 전이금속 화합물의 촉매 하에 올레핀을 다량화 할 때 사용될 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 조촉매로는 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 2]
-[Al(R6)-O]c-
상기 화학식 2에서, R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 라디칼, 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 라디칼이고, c는 2 이상의 정수이며,
[화학식 3]
D(R7)3
상기 화학식 3에서,
D는 알루미늄 또는 보론이고, R7는 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌이고,
[화학식 4]
[L-H]+[Q (E)4]-
상기 화학식 4에서,
L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3 형식 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄이고, E는 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌, 알콕시 작용기 또는 페녹시 작용기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물로는, 예를 들어 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, 부틸알루미녹산 등이 될 수 있다.
상기 화학식 3으로 표시되는 알킬 금속 화합물로는, 예를 들어 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 디메틸이소부틸알루미늄, 디메틸에틸알루미늄, 디에틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리씨클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론, 트리부틸보론 등일 수 있다.
상기 화학식 4로 표시되는 화합물로는, 예를 들어 트리에틸암모니움테트라페닐보론, 트리부틸암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라페닐보론, 트리프로필암모니움테트라페닐보론, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)보론, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)보론, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐 보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐보론, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플루오로페닐보론, 디에틸암모니움테트라펜타플루오로페닐보론, 트리페닐포스포늄테트라페닐보론, 트리메틸포스포늄테트라페닐보론, 트리에틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리부틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라페닐알루미늄, 트리프로필암모니움테트라페닐알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리프로필암모니움테트라(p-톨릴)알루미늄, 트리에틸암모니움테트라(o,p-디메틸페닐)알루미늄, 트리부틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄, 트리메틸암모니움테트라(p-트리플루오로메틸페닐)알루미늄,트리부틸암모니움테트라펜타플루오로페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라페닐알루미늄, N,N-디에틸아닐리니움테트라펜타플로로페닐알루미늄, 디에틸암모니움테트라펜타플루오로페닐알루미늄, 트리페닐포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리메틸포스포늄테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보니움테트라페닐보론, 트리페닐카보니움테트라페닐알루미늄, 트리페닐카보니움테트라(p-트리플로로메틸페닐)보론, 트리페닐카보니움테트라펜타플루오로페닐보론등일 수 있다.
바람직하게는 알룸옥산을 사용할 수 있이며, 더 바람직하게는 알킬알룸옥산인 메틸알룸옥산(MAO)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 올레핀 올리고머화용 촉매계는, 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물, 크롬 공급원 및 조촉매를 포함할 수 있다. 이 때, 선형 알파 올레핀에 대한 선택도를 높이고, 다량화 반응 활성을 높이기 위해, 상기 리간드 화합물: 크롬 공급원: 조촉매의 몰비는 약1:1:1 내지 약 10:1:10,000일 수 있고, 바람직하게는 약 1:1:100 내지 약 5:1:3,000일 수 있다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물, 크롬 공급원, 및 조촉매를 포함하는 촉매계에 있어서, 상기 촉매계의 세 성분들은 동시에 또는 임의 순서로 순차적으로, 임의의 적합한 용매에서 단량체의 존재 또는 부재 하에 함께 첨가되어 활성이 있는 촉매로 수득될 수 있다. 적합한 용매로는 헵탄, 톨루엔, 1-헥센, 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 아세토니트릴, 디클로로메탄, 클로로포름, 클로로벤젠, 메탄올, 아세톤 등이 포함되며, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 촉매계를 이용하면 반응의 활성도 및 선택도가 향상된 올레핀의 올리고머화 방법을 제공할 수 있다.
올레핀의 올리고머화 방법
본 발명에 따른 올레핀 올리고머화 방법은, 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물, 크롬 공급원, 및 조촉매를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계의 존재 하에 올레핀을 다량화 반응시키는 단계를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00011
상기 화학식 1에서,
X는 R1-N, O, 또는 S이고,
R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 올레핀의 올리고머화는 상술한 예에 따른 촉매계와 통상적인 장치 및 접촉 기술을 이용하여 불활성 용매의 존재 또는 부재 하에서 균질 액상 반응 또는 촉매 시스템이 일부 용해되지 않거나 전부 용해되지 않는 형태인 슬러리 반응 또는 2상 액체/액체 반응 또는 생성물 올레핀이 주 매질로 작용하는 벌크상 반응 또는 가스상 반응으로 제조될 수 있으나, 균질 액상 반응이 바람직하다.
상기 올레핀의 올리고머화 반응은 촉매 화합물 및 활성제와 반응하지 않는 임의의 불활성 용매 중에서 수행될 수 있다. 적합한 불활성 용매에는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 큐멘, 헵탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, 헥산, 펜탄, 부탄, 이소부탄 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이 때 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용매는 소량의 알킬 알루미늄으로 처리함으로써 촉매 독으로 작용하는 소량의 물 또는 공기 등을 제거하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 올레핀 올리고머화 반응은 약 5 내지 약 200 ℃의 온도, 바람직하게는 약 30 내지 약 150 ℃의 온도에서 실시될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 올레핀 올리고머화 반응은 약 1 내지 약 300 bar 의 압력에서, 바람직하게는 약 2 내지 약 150 bar의 압력에서 실시될 수 있다.
상기 촉매계를 이용하여 올레핀 올리고머화 반응을 수행함에 있어서, 본 발명에 따른 상기 화합물 또는 이를 포함하는 촉매계를 사용하면 1-헥센, 1-옥텐에 대한 높은 선택성을 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
< 리간드 화합물 합성>
합성예
모든 반응은 Schlenk technique이나 glove box를 이용하여 아르곤 하에서 진행되었다. 합성된 리간드는 Varian 500 MHz spectrometer를 이용하여 1H (500 MHz)와 31P (202 MHz) NMR spectra를 찍어 분석하였다. Shift는 residual solvent peak를 reference로 하여 TMS로부터 downfield에서 ppm으로 나타내었다. Phosphorous probe는 aqueous H3PO4로 calibration 했다. Ar 하에서 amine (10 mmol)과 triethylamine (3 ~ 10 equiv. to amine)을 dichloromethane (80 mL)에 녹였다. 플라스크를 water bath에 담근 상태에서, chlorodiphenylphosphine (20 mmol)을 천천히 넣고, 밤새 교반하였다. 진공을 잡아 용매를 날린 후, 다른 용매 (diethyl ether, tetrahydrofuran or hexane)를 넣어 충분히 교반하여 air-free glass filter로 triethylammonium chloride salt를 제거하였다. 여과액에서 용매를 제거하여 product를 얻었다. 각 실시예, 비교예에 사용된 리간드를 만들기 위한 starting amine을 하기 표 1 에 나타내었다.
합성예 Starting amine 리간드
합성예 1 1-Benzyl-3-aminopyrrolidine
Figure pat00012
합성예 2 3-aminotetrahydrofuran HCl
Figure pat00013
합성예 3 cis-3-Amino-1-benzyl-2-methylpyrrolidine
Figure pat00014
합성예 4 2-aminopropane
Figure pat00015
<에틸렌 올리고머화 반응>
실시예 1
아르곤 가스 하에서 Cr(acac)3 (17.5mg, 0.05mmol)와, 상기 합성예 1에 따라 제조된 리간드 1 (0.1 mmol)를 플라스크에 넣고 10ml의 톨루엔을 첨가하고 교반하여 5mM 용액을 제조하였다.
100 mL 용량의 Parr 반응기 안에 magnetic stir bar를 넣고 조립한 뒤 진공을 잡았다 (최소 2시간). 내부를 Ar으로 치환한 뒤, 46 mL의 cyclohexane, 2 mL의 MAO (10 wt% toluene solution, Al/Cr = 300)를 주입했다. 5 mM 촉매 용액 (toluene) 2 mL (10 mmol)를 반응기에 주입했다. 45 oC로 가열된 oil bath에 반응기를 담그고, ethylene을 연결했다. Ethylene을 45 bar로 맞추고, 600 rpm으로 교반을 시작했다. 반응 시간 15분 후, ethylene을 잠그고, 반응기를 꺼내어 dry ice/acetone bath로 식혔다. Vent를 한 후에 반응기를 열어서 nonane (GC internal standard)을 0.5 mL 넣었다. 액체부분을 2 mL정도 취하여 물로 quench하고, organic 부분을 PTFE syringe filter로 필터하여 GC 샘플을 만들었다. Liquid product의 distribution은 GC로 분석했다. 남은 반응액에 ethanol/HCl (10 vol%) 300 mL를 넣어 교반하고, 필터하여 polymer를 얻었다. Polymer는 65 oC vacuum oven에 밤새 말렸다.
실시예 2
상기 합성예에 따라 제조된 리간드(합성예 2)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
상기 합성예에 따라 제조된 리간드(합성예 3)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
리간드로 상기 합성예에 따라 제조된 리간드(합성예 4)를 사용하고, 반응용매로 methylcyclohexane을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 1 내지 3, 및 비교예의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Activity
(kg/molCr/hr) 		1-C6
(wt%) 		1-C8
(wt%) 		Sum
(wt%)
비교예 980 16.3 52.5 68.8
실시예 1 844 15.1 61.0 76.1
실시예 2 1410 20.5 51.2 71.7
실시예 3 380 30.6 54.1 84.7
상기 표 2에 나타난 결과에 따르면, 비교예들에 비하여 실시예들의 경우, 1-헥센 및 1-옥텐에 대한 선택도가 월등히 향상되었음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00016

    상기 화학식 1에서,
    X는 R1-N, O, 또는 S이고,
    R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
    R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
    R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물은,
    Figure pat00017
    ,
    Figure pat00018
    , 및
    Figure pat00019
    로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 리간드 화합물.
  3. 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물;
    크롬 공급원; 및
    조촉매를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계:
    [화학식 1]
    Figure pat00020

    상기 화학식 1에서,
    X는 R1-N, O, 또는 S이고,
    R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
    R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
    R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  4. 제3항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물은,
    Figure pat00021
    ,
    Figure pat00022
    , 및
    Figure pat00023
    로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 올레핀 올리고머화용 촉매계.
  5. 제3항에 있어서, 상기 크롬 공급원은 크롬(III)아세틸아세토노에이트, 삼염화크롬트리스테트라하이드로퓨란, 및 크롬(III)-2-에틸헥사노에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 올레핀 올리고머화용 촉매계.
  6. 제3항에 있어서, 상기 조촉매는 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 올레핀 올리고머화용 촉매계:
    [화학식 2]
    -[Al(R6)-O]c-
    상기 화학식 2에서, R6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 라디칼, 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 라디칼이고, c는 2 이상의 정수이며,
    [화학식 3]
    D(R7)3
    상기 화학식 3에서,
    D는 알루미늄 또는 보론이고, R7는 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌이고,
    [화학식 4]
    [L-H]+[Q(E)4]-
    상기 화학식 4에서,
    L은 중성 루이스 염기이고, [L-H]+는 브론스테드 산이며, Q는 +3 형식 산화 상태의 붕소 또는 알루미늄이고, E는 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 하이드로카빌, 알콕시 작용기 또는 페녹시 작용기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  7. 제3항에 있어서, 상기 올레핀은 에틸렌인 올레핀 올리고머화용 촉매계.
  8. 하기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물, 크롬 공급원, 및 조촉매를 포함하는 올레핀 올리고머화용 촉매계의 존재 하에 올레핀을 다량화 반응시키는 단계를 포함하는 올레핀 올리고머화 방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00024

    상기 화학식 1에서,
    X는 R1-N, O, 또는 S이고,
    R1은 수소, N, O, F, S 또는 P의 헤테로 원소가 하나 이상 포함되거나 포함되지 않은 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 40의 아릴기, 탄소수 3 내지 30의 헤테로아릴기, 또는 아릴알킬기이고,
    R2 내지 R5는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 40의 아릴기이며,
    R6 및 R7은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다량화 반응 온도는 5 내지 200 ℃인 올레핀 올리고머화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 다량화 반응 압력은 1 내지 300 bar인 올레핀 올리고머화 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 리간드 화합물은,
    Figure pat00025
    ,
    Figure pat00026
    , 및
    Figure pat00027
    로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 올레핀 올리고머화 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 올레핀은 에틸렌인 올레핀 올리고머화 방법.
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