KR20160086511A - Chromium compound, catalyst system comprising the same, and ethylene trimerization method using the thereof - Google Patents

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Abstract

Embodiments of the present invention relate to a chromium compound represented by chemical formula 1, [{CH_3(CH_2)_3CH(CH_2CH_3)CO_2}_2Cr(OH)]_4·2H_2O, and relate to a catalyst system comprising the same. The embodiments have excellent catalytic activities in a trimerization reaction of olefin.

Description

크롬 화합물, 이를 포함하는 촉매 시스템 및 이를 이용한 에틸렌 3량화 방법{CHROMIUM COMPOUND, CATALYST SYSTEM COMPRISING THE SAME, AND ETHYLENE TRIMERIZATION METHOD USING THE THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a chromium compound, a catalyst system containing the chromium compound, and an ethylene trimerization method using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명의 구현예들은 크롬 화합물, 이를 포함하는 촉매 시스템 및 이를 이용한 에틸렌 3량화 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a chromium compound, a catalytic system comprising the same, and a process for ethylene trimerization using the same.

에틸렌 등의 올레핀을 3량화하여 1-헥센 등을 제조하기 위한 촉매 시스템으로서, 크롬 3가 화합물, 피롤(pyrrole) 화합물, 비가수분해된 알루미늄 알킬(non-hydrolyzed aluminum alkyl) 및 방향족 탄화수소(unsaturated hydrocarbon)를 사용하는 고활성, 고선택성 에틸렌 3량화 촉매 시스템을 필립스社에서 1994년 공개하였다(미국특허 5,376,612호). 이후, 상기 촉매 시스템을 근간으로 2003년부터 1-헥센을 상업 생산하고 있다. 다양한 크롬 3가 화합물 중 트리스(2-에틸헥사노에이트) 크롬(III)(Cr(EH)3, EH = O2C8H15)을 사용한 촉매 시스템이 특히 우수한 촉매 활성을 보였으며, Cr(EH)3를 사용하는 촉매 시스템을 집중 연구하여 상업화하였다.As a catalyst system for producing 1-hexene or the like by trimerization of olefins such as ethylene, a catalyst comprising chromium (III) compounds, pyrrole compounds, non-hydrolyzed aluminum alkyls and unsaturated hydrocarbons ), A highly active, highly selective ethylene trimerization catalyst system was disclosed by Philips in 1994 (U.S. Patent No. 5,376,612). Since then, commercial production of 1-hexene has been started in 2003 based on the catalyst system. Catalytic systems using tris (2-ethylhexanoate) chromium (III) (Cr (EH) 3 , EH = O 2 C 8 H 15 ) in various chromium trivalent compounds showed particularly good catalytic activity and Cr EH) 3 was intensively studied and commercialized.

상기 Cr(EH)3를 사용한 촉매 시스템은 예를 들면, Cr(EH)3와 2,5-디메틸피롤이 혼합되어 있는 방향족 탄화수소 용매(톨루엔 등)에 트리에틸알루미늄과 에틸알루미늄 디클로라이드의 혼합 용액을 투입함으로써, 방향족 탄화수소 용매에서 제조할 수 있다. 통상적으로, 올레핀의 3량화 반응은 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소 용매에서 수행되기 때문에, 제조된 촉매 시스템의 방향족 탄화수소 용매를 진공 감압하여 제거한 후 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소 용매에 다시 녹인 후 사용하거나, 제조된 방향족 탄화수소 용액상 촉매 시스템을 3량화 반응에 사용하고, 반응 종료 후, 촉매 제조에 사용된 방향족 탄화수소 용매를 분리 제거하여야 한다. 또한, 상기 Cr(EH)3를 사용하여 촉매 제조 시, 촉매 활성화 종이 형성되면서 검은색 침전물이 부산물로 형성되므로 이를 여과로 제거하는 공정이 요구된다(미국특허 5,563,312호 참조). 이러한 톨루엔 등의 방향족 탄화수소 용매 제거 공정 및 여과 공정 등은 상업화 시 부담으로 작용할 수 있다. 방향족 탄화수소 용매 제거 공정을 생략하기 위하여, 상기 촉매 시스템을 3량화 반응이 수행되는 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소 용매 중에서 제조할 경우, 제조되는 촉매의 열적 안정성이 낮아지며, 이에 따라, 3량화 반응 중 촉매가 불활성화되거나 촉매 선택성이 낮아져 3량체 외의 부반응물이 다량 형성되므로(미국특허 5,563,312호 참조), 상기 필립스社 촉매 시스템 등에서는 방향족 탄화수소(unsaturated hydrocarbon)가 필수 성분으로 포함된다.The catalyst system using Cr (EH) 3 can be prepared by, for example, adding a mixed solution of triethylaluminum and ethylaluminum dichloride to an aromatic hydrocarbon solvent (toluene etc.) in which Cr (EH) 3 and 2,5- In an aromatic hydrocarbon solvent. Since the trimerization reaction of olefins is usually carried out in an aliphatic hydrocarbon solvent such as cyclohexane, the aromatic hydrocarbon solvent of the prepared catalyst system is removed by vacuum decompression and then re-dissolved in an aliphatic hydrocarbon solvent such as cyclohexane, After the completion of the reaction, the aromatic hydrocarbon solvent used for preparing the catalyst should be separated and removed. Further, in the production of a catalyst using Cr (EH) 3 , a black precipitate is formed as a byproduct as a catalyst activating species is formed, and therefore, a process for removing the black precipitate by filtration is required (see U.S. Patent No. 5,563,312). Such an aromatic hydrocarbon solvent removing step such as toluene, a filtration step and the like may be burdened in commercialization. When the catalyst system is produced in an aliphatic hydrocarbon solvent such as cyclohexane in which the trimerization reaction is performed in order to omit the step of removing the aromatic hydrocarbon solvent, the thermal stability of the produced catalyst is lowered, (See U.S. Patent No. 5,563,312). In the catalyst system of Phillips, etc., an unsaturated hydrocarbon is included as an essential component.

따라서, 촉매 제조 시 부산물이 생성되지 않아 여과 공정 등이 필요 없고, 지방족 탄화수소 용매에서 촉매 시스템의 제조가 가능한 촉매 시스템의 원료 화합물, 및 에틸렌 3량화 시 촉매 활성이 우수한 촉매 시스템의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a raw material compound of a catalyst system capable of producing a catalyst system in an aliphatic hydrocarbon solvent, and a catalyst system having excellent catalytic activity in ethylene trimerization, since no byproduct is produced during the production of the catalyst, .

본 발명의 목적은 신규한 구조의 크롬 화합물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a chromium compound having a novel structure.

본 발명의 다른 목적은 촉매 제조 공정이 단순하고, 에틸렌 3량화 반응 시 촉매 활성이 우수한, 상기 크롬 화합물을 포함하는 촉매 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a catalyst system comprising the chromium compound, wherein the catalyst preparation process is simple and has excellent catalytic activity in the ethylene trimerization reaction.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 촉매 시스템을 이용한 에틸렌 3량화 반응을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide an ethylene trimerization reaction using the above catalyst system.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.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.An embodiment of the present invention relates to a chromium compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

[{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O[{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O

본 발명의 다른 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물을 포함하는 촉매 시스템에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a catalyst system comprising a chromium compound represented by the following general formula (1).

일 실시예의 촉매 시스템은 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 및 하기 화학식 4로 표시되는 피롤 화합물; 의 반응물을 포함한다.The catalyst system of one embodiment comprises: a chromium compound represented by the following formula (1); An aluminum compound represented by the following formula (3); And a pyrrole compound represented by Formula 4 below; ≪ / RTI >

다른 실시예의 촉매 시스템은 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 및 하기 화학식 5로 표시되는 알루미노-피롤 화합물; 의 반응물을 포함한다.The catalyst system of another embodiment is a chromium compound represented by the following formula (1): ???????? An aluminum compound represented by the following formula (3); And an alumino-pyrrole compound represented by the following formula (5); ≪ / RTI >

[화학식 1][Chemical Formula 1]

[{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O[{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O

[화학식 3] (3)

(R2)nAl(X2)3-n (R 2 ) n Al (X 2 ) 3-n

상기 화학식 3에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X2는 할로겐 원자이며, n의 평균값은 1 내지 3이다;In Formula 3, R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X 2 is a halogen atom, and the average value of n is 1 to 3;

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 4에서, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다;In Formula 4, R 3 , R 4 , R 5, and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms;

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 5에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 화학식 3의 알루미늄 화합물은 트리에틸알루미늄(Et3Al) 및 디에틸알루미늄클로라이드(Et2AlCl)의 혼합물일 수 있다.The aluminum compound of Formula 3 may be a mixture of triethylaluminum (Et 3 Al) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl).

상기 화학식 4의 피롤 화합물은 2,5-디메틸피롤일 수 있다. The pyrrole compound of Formula 4 may be 2,5-dimethylpyrrole.

상기 화학식 5에서 R3 및 R6는 메틸, R4 및 R5는 수소, R2는 에틸일 수 있다. In Formula 5, R 3 and R 6 may be methyl, R 4 and R 5 may be hydrogen, and R 2 may be ethyl.

상기 촉매 시스템은 제조(반응) 시 투입되는 상기 크롬 화합물 및 상기 알루미늄 화합물의 몰비(Cr:Al)가 1 : 10 내지 1 : 50일 수 있다. The catalyst system may have a molar ratio (Cr: Al) of the chromium compound and the aluminum compound introduced at the time of preparation (reaction) from 1:10 to 1:50.

상기 촉매 시스템은 제조(반응) 시 투입되는 상기 크롬 화합물과 상기 피롤 화합물의 몰비(크롬 화합물:피롤 화합물)가 1:1 내지 1:5일 수 있다. In the catalyst system, the molar ratio of the chromium compound and the pyrrole compound (chromium compound: pyrrole compound) to be added during the production (reaction) may be 1: 1 to 1: 5.

상기 촉매 시스템은 지방족 탄화수소 용매를 더욱 포함할 수 있다.The catalyst system may further include an aliphatic hydrocarbon solvent.

또 다른 실시예의 촉매 시스템은 하기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체; 및 상기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 의 혼합물을 포함한다.Another embodiment of the catalyst system comprises a catalyst precursor represented by the following formula (2); And an aluminum compound represented by Formula 3; ≪ / RTI >

[화학식 2](2)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X는 R2 또는 할로겐 원자이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is R 2 or a halogen atom, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms to be.

상기 화학식 2에서, R2는 메틸 또는 에틸이고, X는 R2 또는 염소 원자이고, R3 및 R6는 메틸, R4 및 R5 는 수소 원자일 수 있다.In Formula 2, R 2 is methyl or ethyl, X is R 2 or a chlorine atom, R 3 and R 6 are methyl, and R 4 and R 5 are hydrogen atoms.

본 발명의 또 다른 구현예는 하기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a catalyst precursor represented by the following general formula (2).

[화학식 2](2)

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X는 R2 또는 할로겐 원자이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is R 2 or a halogen atom, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms to be.

본 발명의 또 다른 구현예는 상기 전술한 크롬 화합물을 포함하는 촉매 시스템과 탄소수 2 내지 10의 올레핀 단량체를 접촉시켜 올레핀 중합체를 제조하는 단계를 포함하는 올레핀 중합방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to an olefin polymerization process comprising contacting an olefin polymer having a carbon number of 2 to 10 with a catalyst system comprising the above-mentioned chromium compound to prepare an olefin polymer.

상기 올레핀 단량체는 에틸렌이고, 상기 올레핀 중합체는 올레핀 3량체일 수 있다.
The olefin monomer may be ethylene, and the olefin polymer may be an olefin trimer.

본 발명의 구현예들은 신규한 구조의 크롬 화합물을 제공하는 발명의 효과를 가진다. 또한, 촉매 제조 공정이 단순하고, 에틸렌 3량화 반응 시 촉매 활성이 우수한, 상기 크롬 화합물을 포함하는 촉매 시스템, 및 상기 촉매 시스템을 이용한 1-헥센 제조 방법을 제공하는 발명의 효과를 가진다.The embodiments of the present invention have the effect of the invention of providing a chromium compound having a novel structure. Further, the present invention has the effect of providing a catalyst system comprising the chromium compound and a method for producing 1-hexene using the catalyst system, wherein the catalyst preparation process is simple and excellent in catalytic activity in the ethylene trimerization reaction.

도 1은 본 발명의 제조예 1에 따라 제조된 크롬 화합물의 IR 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 제조예 4에 따라 제조된 촉매 전구체의 단결정 X-ray 회절 분석에 의하여 밝혀진 구조를 나타내었다.
도 3은 본 발명의 제조예 5에 따라 제조된 촉매 전구체의 단결정 X-ray 회절 분석에 의하여 밝혀진 구조를 나타내었다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 촉매 시스템에서 얻어진 중간체 화합물의 단결정 X-ray 회절 분석 결과를 나타내었다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 촉매 시스템의 사진이다.
도 6는 본 발명의 비교예 1에 따라 제조된 촉매 시스템의 여과 전 사진이다.
1 is an IR spectrum of a chromium compound prepared according to Production Example 1 of the present invention.
2 shows the structure revealed by single crystal X-ray diffraction analysis of the catalyst precursor prepared according to Production Example 4 of the present invention.
FIG. 3 shows the structure revealed by single crystal X-ray diffraction analysis of the catalyst precursor prepared according to Production Example 5 of the present invention.
4 shows the result of single crystal X-ray diffraction analysis of the intermediate compound obtained in the catalyst system prepared in Example 3 of the present invention.
5 is a photograph of a catalyst system manufactured according to Embodiment 2 of the present invention.
6 is a photograph before filtration of a catalyst system manufactured according to Comparative Example 1 of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물(이하, 「크롬 화합물」이라 한다)에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a chromium compound represented by the following formula (hereinafter referred to as " chromium compound ").

[화학식 1][Chemical Formula 1]

[{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O[{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O

크롬 화합물은 상기 화학식 1과 같이 {CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH) 화합물 네 분자와 물 두 분자가 합체한 형태의 구조를 형성하고 있어, 올레핀 중합용 촉매 시스템에 이용될 경우, 에틸렌 3량화 반응에 대한 촉매 활성이 우수하다.The chromium compound forms a structure in which four molecules of {CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH) compound and two molecules of water are combined as shown in Formula 1, When used in a catalyst system for polymerization, the catalytic activity for the ethylene trimerization reaction is excellent.

일 실시예의 크롬 화합물은 예를 들면, 하기 화학식 6으로 표시되는 크롬 3가 염 화합물의 수용액 및 하기 화학식 7로 표시되는 2-에틸헥산노익산의 알칼리 금속염의 수용액을 반응(이하, 「크롬 화합물의 제조 반응」이라 한다)시켜 제조할 수 있다.The chromium compound of one embodiment is obtained by, for example, reacting an aqueous solution of a chromium trivalent salt compound represented by the following formula (6) and an aqueous solution of an alkali metal salt of 2-ethylhexanoic acid represented by the following formula (7) Quot; production reaction ").

[화학식 6] [Chemical Formula 6]

Cr(X1)3 Cr (X 1 ) 3

상기 화학식 6에서, X1은 할로겐 원자, NO3(질산 이온) 또는 ClO4(과염소산 이온)이다. 할로겐 원자는 염소 원자(Cl), 요오드 원자(I), 불소 원자(F), 브롬 원자(Br) 등을 예시할 수 있다.In Formula 6, X 1 is a halogen atom, NO 3 (nitrate ion), or ClO 4 (perchlorate ion). Examples of the halogen atom include a chlorine atom (Cl), an iodine atom (I), a fluorine atom (F), and a bromine atom (Br).

구체적으로, 화학식 6으로 표시되는 크롬 3가 염 화합물은 염화크롬(CrCl3), 이의 수화물(CrCl3·6H2O), 질산크롬(Cr(NO3)3), 이의 수화물(Cr(NO3)3·9H2O), 과염소산크롬(Cr(ClO4)3), 이의 수화물 (Cr(ClO4)3·6H2O) 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 구체예에서, 크롬 3가 염 화합물로 수화물(예를 들면, CrCl3·6H2O, Cr(NO3)3·9H2O, Cr(ClO4)3·6H2O 등)을 사용하는 경우, 물에 대한 용해도가 높아 반응성이 향상될 수 있으며, 경제성이 우수할 수 있다.Specifically, chrome trivalent salt compound represented by formula (6) is chloride, chromium (CrCl 3), its hydrate (CrCl 3 · 6H 2 O) , nitric acid, chromium (Cr (NO 3) 3) , its hydrate (Cr (NO 3 ) 3 .9H 2 O), chromium perchlorate (Cr (ClO 4 ) 3 ), hydrate thereof (Cr (ClO 4 ) 3 .6H 2 O), and the like. In one embodiment, chromium 3 is used as a salt compound with a hydrate (for example, CrCl 3 .6H 2 O, Cr (NO 3 ) 3 .9H 2 O, Cr (ClO 4 ) 3 .6H 2 O, etc.) , The solubility in water is high so that the reactivity can be improved and the economical efficiency can be excellent.

[화학식 7](7)

{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}M{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } M

상기 화학식 7에서, M은 알칼리 금속이고, 알칼리 금속은 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li) 등을 예시할 수 있다. 상기 화학식 7의 알칼리 금속염은 예를 들면, 2-에틸헥산노익산과 알칼리 금속 수산화염(NaOH, KOH, LiOH 등)을 물에서 당량으로 반응시켜 쉽게 얻을 수 있다.In the above formula (7), M is an alkali metal, and examples of the alkali metal include sodium (Na), potassium (K), and lithium (Li). The alkali metal salt of formula (7) can be easily obtained, for example, by reacting 2-ethylhexanoic acid with an alkali metal hydroxide (NaOH, KOH, LiOH, etc.) in water in equivalent amounts.

상기 크롬 화합물의 제조 반응(크롬 3가 염 화합물의 수용액 및 상기 2-에틸헥산노에이트 알칼리 금속염의 수용액의 반응)은 반응온도가 20℃ 내지 100℃, 예를 들면 50℃ 내지 100℃, 구체적으로 80℃ 내지 95℃일 수 있다. 상기 반응에서, 크롬 3가 염 화합물 1 당량에 대한, 2-에틸헥산노익산의 알칼리 금속염의 당량비는, 1:3 내지 1:4, 구체적으로는 1:3 내지 1:3.5 또는 1:3 내지 1:3.2일 수 있다. 상기 범위에서, 크롬 화합물이 고수율로 얻어질 수 있다.The reaction for preparing the chromium compound (reaction of an aqueous solution of a chromium trivalent salt compound and an aqueous solution of an alkali metal salt of 2-ethylhexanoate) is carried out at a reaction temperature of 20 to 100 캜, for example, 50 to 100 캜, Lt; 0 > C to 95 < 0 > C. In the above reaction, the equivalent ratio of the alkali metal salt of 2-ethylhexanoic acid to 1 equivalent of the chromium trivalent salt compound is 1: 3 to 1: 4, specifically 1: 3 to 1: 3.5 or 1: 1: 3.2. Within this range, chromium compounds can be obtained in high yield.

상기 온도의 범위 및 상기 당량비의 범위 내에서 크롬 화합물 제조 반응이 수행되는 경우, 크롬 화합물과 부산물인 1 당량의 2-에틸헥산노익산이 생성될 수 있다. When the chromium compound production reaction is carried out within the range of the temperature and the equivalence ratio, one equivalent of 2-ethylhexanoic acid, which is a by-product, can be produced.

상기 크롬 화합물의 제조 반응은 탄화수소 용매(메틸시클로헥산, 미네랄 스피릿 등)를 더욱 포함하여 수행될 수 있다. 상기 반응으로 제조된, 크롬 화합물과 2-에틸헥산노익산은 물에 대한 용해도가 낮은 반면 탄화수소 용매에는 용해도가 높다. 따라서, 크롬 화합물의 제조 반응 시, 탄화수소 용매를 추가로 투입하면 생성된 크롬 화합물과 부산물인 2-에틸헥산노익산은 탄화수소 용매 층에 녹아 들어가고, 다른 부산물 및 미반응물은 수용액 층에 잔존하게 되어 분리정제가 용이할 수 있다. 예를 들면, 탄화수소 용매를 추가로 투입하면 크롬 화합물 제조 반응 후, 탄화수소 용매 층을 취하고 이를 염기성 수용액으로 세척하여 부산물인 2-에틸헥산노익산 을 수용액 층으로 추출하여 제거할 수 있다. 이러한 방법으로, 크롬 화합물을 탄화수소 용매에 용해되어 있는 용액 상태로 쉽게 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 용액을 촉매 시스템 제조에 그대로 사용할 수 있고, 경우에 따라서는 용매를 증류하여 제거한 후 파우더 상으로 사용할 수도 있다.The reaction for preparing the chromium compound may be carried out by further containing a hydrocarbon solvent (methylcyclohexane, mineral spirit, etc.). The chromium compound and 2-ethylhexanoic acid prepared by the above reaction have low solubility in water, but high solubility in hydrocarbon solvent. Therefore, when a hydrocarbon solvent is further added during the reaction for producing the chromium compound, the chromium compound and the by-product, 2-ethylhexanooxy acid, which are produced by the addition of the hydrocarbon solvent, are dissolved in the hydrocarbon solvent layer, and the other by- Purification may be easy. For example, when a hydrocarbon solvent is further added, a hydrocarbon solvent layer may be recovered after the reaction for preparing the chromium compound, followed by washing with a basic aqueous solution to remove the by-product, 2-ethylhexanoic acid, as an aqueous solution layer. In this way, the chromium compound can be easily obtained in the form of a solution in a hydrocarbon solvent. The thus obtained solution can be used as it is in the production of the catalyst system, and in some cases, the solvent may be distilled off and used as a powder phase.

탄화수소 용매는 예를 들면, 탄소수 4 내지 20의 지방족 탄화수소 용매, 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소 용매 또는 이들의 혼합물 등일 수 있다. 구체적으로, 상기 지방족 탄화수소 용매로는 이소부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등을 예시할 수 있고, 상기 방향족 탄화수소 용매로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 큐멘 등을 예시할 수 있다.The hydrocarbon solvent may be, for example, an aliphatic hydrocarbon solvent having 4 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon solvent having 6 to 20 carbon atoms, or a mixture thereof. Specific examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include isobutane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane and methylcyclohexane. Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, Mesitylene, ethylbenzene, cumene, and the like.

상기 방법으로 제조된 크롬 화합물은 IR 스펙트럼에서 3,630 cm-1의 O-H 스트레칭 시그널을 관찰하여 증명할 수 있다. 또한, 투입한 크롬 3가 염 화합물의 질량 대비 얻어진 크롬 화합물의 질량 및 부산물로 생성된 1 당량의 2-에틸헥산노익산의 질량을 측정하여 상기 화학식 1의 조성을 갖는 크롬 화합물의 생성을 추가적으로 증명할 수 있다. The chromium compound prepared by the above method can be demonstrated by observing an OH stretching signal of 3,630 cm -1 in the IR spectrum. Further, it is possible to further demonstrate the production of a chromium compound having the composition represented by the above formula (1) by measuring the mass of the obtained chromium compound and the mass of 1 equivalent of 2-ethylhexanoic acid produced as a by-product relative to the mass of the charged chromium trivalent salt compound have.

일 구체예에서, 크롬 3가 염 화합물로서, 염화크롬(CrCl3)을 사용하여 크롬 화합물을 제조하였을 경우, 수용액 층에 잔존하는 염소 이온(Cl-)의 양을 질산은(AgNO3)으로 적정하거나, 수용액 층의 산도가 중성을 띄는 것으로부터 제조된 크롬 화합물이 {CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)의 기본 조성으로 구성되어 있음을 증명할 수 있다. In one embodiment, when a chromium compound is prepared by using chromium chloride (CrCl 3 ) as a salt compound, the amount of chloride ion (Cl - ) remaining in the aqueous solution layer is titrated with silver nitrate (AgNO 3 ) , It can be proved that the chromium compound prepared from the neutralization of the acidity of the aqueous solution layer is composed of the basic composition of {CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH) .

또한, 상기 방법으로 제조된 크롬 화합물이, {CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH) 분자 네 개와 물 분자 두 개가 합체하여 상기 화학식 1의 [{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O 형태의 구조를 형성하고 있음은 벤젠에서 어는점 내림을 측정하여 계산된 분자량, 원소분석 데이터를 통해 확인할 수 있다. In addition, the chromium compound prepared by the above method, {CH 3 (CH 2) 3 CH (CH 2 CH 3) CO 2} 2 Cr (OH) molecules four dogs [{CH in the formula (1) to two molecules of water dog copolymer 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 · 2H 2 O is the molecular weight and elemental analysis data calculated by measuring the freezing point in benzene .

일 구체예에서, 크롬 화합물의 구조는 하기 화학식 1a의 형태일 수 있다:In one embodiment, the structure of the chromium compound may be of the formula (I)

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure pat00005
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상기 화학식 1a에서 R1은 CH3(CH2)3CH(CH2CH3)-이다. 상기 화학식 1a의 크롬 화합물은 아다멘테인 형태의 구조를 갖는다. 이러한 아다멘테인구조의 크롬 화합물은 예를 들면, 후술하는 실시예 3에서 제조된 촉매 용액으로부터 일부 침전 된 중간체 화합물의 단결정을 X-ray 회절법으로 구조 분석하여 밝혀진, 크롬 원자 4개로 구성된 클러스터 화합물(도 4)의 구조로부터 추론할 수 있다. In the above formula (I), R 1 is CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) -. The chromium compound of Formula 1a has an adamantane type structure. The chromene compound of the adamantane structure can be obtained, for example, by a structural analysis of a single crystal of an intermediate compound precipitated partially from the catalyst solution prepared in Example 3 described below by X-ray diffraction, (Fig. 4).

상기 [{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O의 크롬 화합물이 화학식 1a 형태의 아다멘테인 구조를 갖는 경우, 안정한 형태를 유지할 수 있다. 이러한 경우, 크롬 화합물의 제조에 있어서 신뢰성이 높아 효율적이고 경제적이다. 또한, 상기 구조를 가짐에 의하여 용해도가 높고 또한 용해되었을 때 점도가 낮아 취급성 및 반응에 대한 균일성이 우수하다. 상기 물 분자 두 개를 포함하는 화합물의 구조적 안정성은, 화학식 1의 크롬 화합물에서 배위된 두 분자의 물을 제거하기 위하여 자일렌에 용해시킨 후 Dean-Stark 장치를 활용하여 160℃에서 10 시간동안 환류하였을 때 물 분자가 전혀 제거 되지 않음을 통하여 인지할 수 있다. 또한, 탈수 반응 시도 전 후 IR 스펙트럼, 원소 분석 데이터 및 벤젠에서 어는점 내림을 측정하여 계산된 분자량에 변화가 없음을 확인하였다. 종래의 필립스 촉매 제조에 사용되는 Cr(EH)3의 경우 그 조성이 화합물 제조 배치에 따라 달라져 촉매 제조 시 신뢰성 및 재현성에 문제가 있으나 본 발명에서 제공하는 화학식 1의 크롬 화합물은 안정된 구조로 인해 크롬 화합물 및 촉매 제조 시 재현성 및 신뢰성 확보가 용이하다.The [{CH 3 (CH 2) 3 CH (CH 2 CH 3) CO 2} 2 Cr (OH)] 4 · when the chromium compounds of the 2H 2 O having an Ada-Men retain the structure of formula (1a) form, the stable form . In this case, the reliability of the chromium compound is high, making it efficient and economical. Also, by having the above structure, the solubility is high, and when it is dissolved, viscosity is low, and handling and uniformity of reaction are excellent. The structural stability of the compound containing two water molecules is determined by dissolving the two molecules of water coordinated in the chromium compound of formula (1) in xylene and then refluxing at 160 DEG C for 10 hours using a Dean- The water molecule can not be removed at all. Also, it was confirmed that there was no change in molecular weight calculated by measuring IR spectrum, elemental analysis data and freezing point of benzene before and after the dehydration reaction. In the case of Cr (EH) 3 used in the conventional Phillips catalyst production, its composition varies depending on the preparation of the compound, and there is a problem in reliability and reproducibility in the preparation of the catalyst. However, since the chromium compound of the formula (1) It is easy to ensure reproducibility and reliability in the preparation of compounds and catalysts.

상기 화학식 1의 크롬 화합물 네 분자와 물 두 분자에 의하여 구성된 형태의 화합물은 2-에틸헥산노익산을 사용하여 크롬 화합물을 제조하였을 때에 특이하고 유일하게 형성되었다. Compounds of the type consisting of four molecules of chromium compound and two molecules of water of Formula 1 were unique and unique when chromium compounds were prepared using 2-ethylhexanoic acid.

본 발명의 다른 구현예는, 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물을 포함하는 촉매 시스템에 관한 것이다. 상기 촉매 시스템은 알루미늄 화합물 및 피롤 화합물; 또는 알루미늄 화합물 및 알루미노-피롤 화합물; 을 상기 크롬 화합물과 함께 포함할 수 있다. 이러한 촉매 시스템은 올레핀 중합 반응에 사용 시, 활성도가 높다.Another embodiment of the present invention relates to a catalyst system comprising the chromium compound represented by Formula 1 above. The catalyst system comprises an aluminum compound and a pyrrole compound; Or aluminum compounds and alumino-pyrrole compounds; May be included together with the chromium compound. These catalyst systems are highly active when used in olefin polymerization.

일 실시예의 촉매 시스템은 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 및 하기 화학식 4로 표시되는 피롤 화합물; 의 반응물을 포함한다. 이러한 촉매 시스템은 촉매 제조 시 침전물이 생성되지 않아 여과의 공정이 필요 없으므로 촉매 제조가 용이하다. 또한, 이러한 촉매 시스템은 에틸렌 3량화 반응 시 매우 유용하다.The catalyst system of one embodiment includes the chromium compound represented by Formula 1; An aluminum compound represented by the following formula (3); And a pyrrole compound represented by Formula 4 below; ≪ / RTI > Such a catalyst system does not require a filtration step since a precipitate is not produced in the production of the catalyst, and thus the catalyst is easily produced. Further, such a catalyst system is very useful in the ethylene trimerization reaction.

다른 실시예의 촉매 시스템은 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 및 하기 화학식 5로 표시되는 알루미노-피롤 화합물;의 반응물을 포함할 수 있다. 이러한 촉매 시스템은 에틸렌 3량화 반응 시 매우 유용하고 또한 지방족 탄화수소 용매에서 촉매 제조가 가능하여 더욱 유용하다.The catalyst system of another embodiment is a chromium compound represented by the above formula (1); An aluminum compound represented by the following formula (3); And an alumino-pyrrole compound represented by the following formula (5). Such a catalyst system is very useful in the ethylene trimerization reaction, and is also useful because it is possible to prepare a catalyst in an aliphatic hydrocarbon solvent.

촉매 시스템에서, 크롬 화합물은 전술한 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물과 동일하다. 상기 화학식 1의 크롬 화합물을 사용하는 경우, 지방족 및 방향족 탄화수소 용매에 용해도가 높아 촉매 제조가 용이하고, 이를 사용하여 제조된 촉매 시스템의 촉매 활성도가 높다.In the catalyst system, the chromium compound is the same as the chromium compound represented by the above-mentioned formula (1). When the chromium compound of Formula 1 is used, the catalyst is easily prepared because of its high solubility in aliphatic and aromatic hydrocarbon solvents, and the catalytic activity of the prepared catalyst system is high.

촉매 시스템에서, 알루미늄 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물이다.In the catalyst system, the aluminum compound is a compound represented by the following formula (3).

[화학식 3](3)

(R2)nAl(X2)3-n (R 2 ) n Al (X 2 ) 3-n

상기 화학식 3에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X2는 할로겐 원자이며, n의 평균값은 1 내지 3이다.In the above formula (3), R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X 2 is a halogen atom, and the average value of n is 1 to 3.

상기 화학식 3에서, 탄화수소기는 구체적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있다. 알킬기의 구조는 예를 들면, 선형, 분지형 또는 환형의 형태일 수 있다. 더욱 구체적으로, 탄화수소기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기 등을 예시할 수 있다. In the general formula (3), the hydrocarbon group may specifically be an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The structure of the alkyl group may be, for example, linear, branched or cyclic. More specifically, examples of the hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group.

상기 화학식 3에서, 할로겐 원자는 예를 들면, 염소 원자(Cl), 요오드 원자(I), 불소 원자(F), 브롬 원자(Br)이고, n의 값은, 예를 들면 2 내지 3일 수 있다.(I), fluorine atom (F), bromine atom (Br), and the value of n is, for example, 2 to 3 days have.

구체예에서, 상기 알루미늄 화합물은 단일 화합물이거나, n의 값이 다른 알루미늄 화합물의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 상기 화학식 3의 n이 3인 알루미늄 화합물((R2)3Al) 및/또는 상기 화학식 3의 n이 2인 알루미늄 화합물((R2)2Al(X2)) 등일 수 있다. 이 중, 상기 화학식 3의 R2가 에틸기인 트리에틸알루미늄(Et3Al) 및 디에틸알루미늄클로라이드(Et2AlCl)는 산업계에서 지글러-나타 촉매의 조촉매로 대량으로 사용되는 물질로서, 단가가 저렴하여 경제성을 높이기 위해 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 (R2)2Al(X2)은 상기 (R2)3Al을 다양한 할로겐을 포함하는 유기 및 무기 물질과 반응시켜 얻어질 수 있다.In an embodiment, the aluminum compound may be a single compound or a mixture of aluminum compounds with different values of n, but is not limited thereto. Specifically, the aluminum compound ((R 2 ) 3 Al) in which n is 3 in Formula 3 and / or the aluminum compound ((R 2 ) 2 Al (X 2 )) in which n in Formula 3 is 2 can be used. Among them, triethylaluminum (Et 3 Al) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) in which R 2 is an ethyl group in the above formula (3) are used in large quantities as a promoter of a Ziegler-Natta catalyst in industry, But it is not limited thereto. The (R 2 ) 2 Al (X 2 ) can be obtained by reacting the (R 2 ) 3 Al with organic and inorganic materials containing various halogens.

또한, 상기 (R2)3Al과 (R2)2Al(X2)의 혼합비(몰비)는 1: 0.5 내지 1:2, 예를 들면 1 : 1일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The mixing ratio (molar ratio) of (R 2 ) 3 Al and (R 2 ) 2 Al (X 2 ) may be 1: 0.5 to 1: 2, for example, 1: 1.

일 구체예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 3의 알루미늄 화합물은 트리에틸알루미늄(Et3Al) 및 디에틸알루미늄클로라이드(Et2AlCl)의 혼합물일 수 다. 이러한 경우, 트리에틸알루미늄(Et3Al) : 디에틸알루미늄클로라이드 (Et2AlCl)의 혼합비(몰비)는 1: 0.5 내지 1:2, 예를 들면 1 : 1일 수 있다. 상기 범위에서, 미반응 알루미늄 화합물의 과도하게 남아 있지 않으면서도, 촉매 시스템의 반응 효율을 높일 수 있다.In one exemplary catalytic system, the aluminum compound of Formula 3 may be a mixture of triethylaluminum (Et 3 Al) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl). In this case, the mixing ratio (molar ratio) of triethylaluminum (Et 3 Al): diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) may be 1: 0.5 to 1: 2, for example 1: 1. Within this range, it is possible to increase the reaction efficiency of the catalyst system without remaining excessively unreacted aluminum compounds.

촉매 시스템의 제조(반응) 시 투입되는 상기 크롬 화합물 및 상기 알루미늄 화합물의 몰비(Cr:Al)는 1 : 3 내지 1 : 100, 예를 들면 1 : 10 내지 1 : 50, 구체적으로 1 : 10 내지 1 : 40일 수 있다. 상기 범위에서, 경제성을 높이면서도 촉매 시스템을 고활성으로 구현할 수 있다. 이러한 경우, 에틸렌 3량체인 1-헥센을 고수율, 고순도로 얻을 수 있다.The molar ratio (Cr: Al) of the chromium compound and the aluminum compound introduced in the production (reaction) of the catalyst system is 1: 3 to 1: 100, for example, 1:10 to 1:50, 1:40. Within the above range, the catalyst system can be realized with high activity while improving the economical efficiency. In such a case, 1-hexene as an ethylene trimer can be obtained in high yield and high purity.

촉매 시스템에서, 알루미늄 화합물은 크롬 화합물 및 피롤 화합물과 반응하여 활성화 촉매 종 형성 반응에 참여할 뿐 아니라, 일부는 촉매 시스템 제조 시 또는 올레핀 중합(3량화) 반응 시, 용매 및 단량체에 포함된 물이나 산소와 같은 촉매 독을 제거하는 역할을 할 수 있다. 용매 및 단량체에 포함된 물, 산소 등의 양은 경우에 따라 차이가 날 수 있으므로, 상기 알루미늄 화합물의 투입량은 각 경우에 따라 적절한 최적치를 다르게 설정할 수 있다.In the catalyst system, the aluminum compound reacts with the chromium compound and the pyrrole compound to participate in the activation catalyst species forming reaction, and in addition, some of the water and oxygen included in the solvent and the monomer during the production of the catalyst system or the olefin polymerization (trimerization) The catalyst poison can be removed. The amount of water, oxygen, etc. contained in the solvent and the monomer may vary depending on the case. Therefore, the amount of the aluminum compound to be added may be set to a suitable optimum value depending on each case.

또한, 촉매 시스템을 올레핀 중합에 사용할 경우, 물, 산소 등의 제거를 위해 촉매 시스템과는 별도로, 올레핀 중합 반응 용매에 따로 알루미늄 화합물을 투입할 수 있다. 이 경우, 올레핀 중합 반응 용매에 따로 투입하는 알루미늄 화합물의 양은 상기 몰비에 포함되지 않는다.In addition, when the catalyst system is used for olefin polymerization, an aluminum compound may be separately added to the olefin polymerization reaction solvent separately from the catalyst system for removing water, oxygen, and the like. In this case, the amount of the aluminum compound added separately to the olefin polymerization reaction solvent is not included in the above molar ratio.

일 실시예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물; 하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물과 함께 반응하는 피롤 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.In the catalyst system of one embodiment, the chromium compound represented by Formula 1; The pyrrole compound to be reacted with the aluminum compound represented by the following formula (3) may be a compound represented by the following formula (4).

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00006
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상기 화학식 4에서, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.In Formula 4, R 3 , R 4 , R 5, and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 화학식 4에서, 알킬기는 탄소수가 예를 들면, 1 내지 8, 1 내지 6 또는 1 내지 4일 수 있고, 구조가 선형, 분지형 또는 환형의 형태일 수 있다. 구체적으로, 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기 등을 예시할 수 있다. In Formula 4, the alkyl group may have 1 to 8, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms, for example, and the structure may be linear, branched or cyclic. Specifically, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group.

더욱 구체적으로, 상기 화학식 4의 피롤 화합물로는 예를 들면, 피롤(상기 화학식 4의 R3, R4, R5 및 R6가 수소 원자), 상기 화학식 4의 R3은 수소원자이고, R4, R5, 및 R6중 하나 이상이 탄소수 1 내지 10의 알킬기인 피롤 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.(Wherein R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen atoms), R 3 in the formula (4) is a hydrogen atom, and R 4 , R 5 , and R 6 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, but the present invention is not limited thereto.

일 구체예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 4의 피롤 화합물은 R3 및 R6가 메틸기인 2,5-디메틸피롤을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 원료의 단가가 낮고, 촉매 시스템이 고활성을 구현할 수 있다.In one embodiment of the catalyst system, the pyrrole compound of Formula 4 may use 2,5-dimethylpyrrole wherein R 3 and R 6 are methyl groups. In this case, the unit cost of the raw material is low, and the catalyst system can realize high activity.

촉매 시스템은 제조(반응) 시 투입되는 상기 크롬 화합물과 상기 피롤 화합물의 몰비(크롬 화합물:피롤 화합물)는 1 : 1 내지 1 : 10, 예를 들면 1 : 1 내지 1 : 5, 구체적으로 1 : 1 내지 1 : 3일 수 있다. 상기 범위에서 촉매 시스템의 활성이 우수하여, 에틸렌 3량체인 1-헥센을 고수율, 고순도로 얻을 수 있다.In the catalyst system, the molar ratio (chromium compound: pyrrole compound) of the chromium compound and the pyrrole compound (chromium compound: pyrrole compound) to be added during the production (reaction) is in the range of 1: 1 to 1:10, such as 1: 1 to 1: 1 to 1: 3. In the above range, the activity of the catalyst system is excellent, and 1-hexene, which is an ethylene trimer, can be obtained in high yield and high purity.

다른 실시예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물, 상기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물과 함께 반응하는 알루미노-피롤 화합물은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물일 수 있다.In the catalyst system of another embodiment, the alumino-pyrrole compound to be reacted together with the chromium compound represented by the formula (1) and the aluminum compound represented by the formula (3) may be a compound represented by the following formula (5).

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 5에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다. Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

상기 화학식 5에서, R2는 구체적으로 탄화수소기, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기, 탄소수 1 내지 10 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있다.In Formula 5, R 2 may specifically be a hydrocarbon group, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

상기 화학식 5에서, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자; 또는 탄소수가 예를 들면, 1 내지 8, 1 내지 6 또는 1 내지 4인 알킬기;일 수 있다.In Formula 5, R 3 , R 4 , R 5, and R 6 are each independently a hydrogen atom; Or an alkyl group having 1 to 8, 1 to 6 or 1 to 4 carbon atoms, for example.

상기 화학식 5에서, 알킬기는 구조가 선형, 분지형 또는 환형의 형태일 수 있다. 더욱 구체적으로, 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기 등을 예시할 수 있다.In Formula 5, the alkyl group may have a linear, branched or cyclic structure. More specifically, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group.

일 구체예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 5의 알루미노-피롤 화합물은 R3 및 R6가 메틸기이고, R4 및 R5는 수소, R2는 에틸기일 수 있다. 이러한 알루미노-피롤 화합물을 사용하는 경우 촉매 시스템의 활성이 높다.In an exemplary embodiment of the catalyst system, the alumino-pyrrole compound of Formula 5 is such that R 3 and R 6 are methyl groups, R 4 and R 5 are hydrogen, and R 2 is an ethyl group. When such an alumino-pyrrole compound is used, the activity of the catalyst system is high.

일 구체예의 알루미노-피롤 화합물은 예를 들면, 상기 화학식 4의 피롤 화합물과 (R2)3Al를 반응시키는 방법; 또는 상기 화학식 4의 피롤 화합물에 n-BuLi 등을 사용하여 N-lithio 피롤 화합물을 형성하고 이를, (R2)2AlCl과 반응시키는 방법; 으로 제조할 수 있다. 이 때 반응 용매로 디에틸에테르 등을 사용할 수 있고, 이러한 경우 상기 화학식 5의 화합물의 알루미늄에 디에틸에테르가 배위된 합체로 얻어질 수 있다. 알루미늄에 배위된 디에틸에테르는 촉매 시스템 제조 시 쉽게 탈배위 되기 때문에 디에틸에테르 배위 유무가 제조된 촉매 시스템의 활성에 큰 영향을 주지 않는다.The alumino-pyrrole compound of one embodiment can be obtained by, for example, a method of reacting the pyrrole compound of Formula 4 with (R 2 ) 3 Al; Or a method of forming an N-lithio pyrrole compound by using n-BuLi or the like in the pyrrole compound of Formula 4 and reacting it with (R 2 ) 2 AlCl 3 ; . In this case, diethyl ether or the like can be used as a reaction solvent, and in such a case, the compound of formula (5) can be obtained as a combined product of aluminum and diethyl ether. Since diethyl ether coordinated to aluminum is easily decarboxylated in the preparation of the catalyst system, the presence or absence of diethyl ether coordination does not significantly affect the activity of the prepared catalyst system.

상기 실시예들에 따른 촉매 시스템은 탄화수소 용매를 더욱 포함할 수 있다. 탄화수소 용매 포함 시, 촉매 시스템은 상기 반응물이 탄화수소 용매에 용해된 균일 용액상으로 존재할 수 있다. The catalyst system according to the above embodiments may further include a hydrocarbon solvent. When a hydrocarbon solvent is included, the catalyst system may be present in a homogeneous solution in which the reactant is dissolved in a hydrocarbon solvent.

또한, 배경 기술에서 기술한 바와 같이 필립스 촉매 시스템은 방향족 탄화수소 용매가 필수적으로 요구된다. 그러나, 본 발명의 실시예들에 따른 촉매 시스템은 탄화수소 용매에 대한 용해도가 우수하고, 지방족 탄화 수소 용매 내에서 고활성을 구현할 수 있다. 때문에, 촉매 시스템이 에틸렌 3량화 반응이 수행되는 지방족 탄화수소 용매 중에서 제조될 수 있어, 방향족 탄화수소 용매 제거 공정 및 여과 공정을 생략할 수 있다.Also, as described in the background art, the Philips catalyst system is essentially required to have an aromatic hydrocarbon solvent. However, the catalyst system according to the embodiments of the present invention is excellent in solubility in a hydrocarbon solvent and can realize high activity in an aliphatic hydrocarbon solvent. Therefore, the catalyst system can be produced in the aliphatic hydrocarbon solvent in which the ethylene trimerization reaction is carried out, so that the aromatic hydrocarbon solvent removing step and the filtration step can be omitted.

탄화수소 용매로는 탄소수 4 내지 20의 지방족 탄화수소 용매, 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소 용매, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기 지방족 탄화수소 용매로는 이소부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등을 예시할 수 있고, 상기 방향족 탄화수소 용매의 구체적인 예로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 큐멘 등을 예시할 수 있다. 에틸렌 3량화 반응은 지방족 탄화수소 용매에서 수행되므로, 에틸렌 3량화 반응에 사용되는 용매와 동일한 지방족 탄화수소 용매를 사용하여 촉매 시스템을 제조하는 것이 반응 후 분리 정제 면에서 수월할 수 있다.Examples of the hydrocarbon solvent include an aliphatic hydrocarbon solvent having 4 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon solvent having 6 to 20 carbon atoms, a mixture thereof, and the like. Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include isobutane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane and methylcyclohexane. Specific examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, Tylene, ethylbenzene, cumene, and the like. Since the ethylene trimerization reaction is carried out in an aliphatic hydrocarbon solvent, it is possible to prepare a catalyst system using the same aliphatic hydrocarbon solvent as the solvent used in the ethylene trimerization reaction, in view of separation and purification after the reaction.

일 실시예의 촉매 시스템은 예를 들면, 탄화수소 용매 중에서 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물, 상기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물, 및 하기 화학식 4로 표시되는 피롤 화합물을 접촉 및 반응시켜 얻을 수 있다. 구체적으로, 일 실시예의 촉매 시스템은 상기 크롬 화합물과 상기 피롤 화합물을 상기 탄화수소 용매에 녹인 혼합 용액에 상기 알루미늄 화합물을 투입하여 접촉 및 반응시킴으로써 제조할 수 있다.The catalyst system of one embodiment can be obtained, for example, by contacting and reacting a chromium compound represented by Formula 1, an aluminum compound represented by Formula 3, and a pyrrole compound represented by Formula 4 in a hydrocarbon solvent. Specifically, the catalyst system of one embodiment can be produced by contacting and reacting the chromium compound and the pyrrole compound in a mixed solvent of the hydrocarbon solvent and the aluminum compound.

다른 실시예의 촉매 시스템은 예를 들면, 탄화수소 용매 중에서 상기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물, 상기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물, 및 하기 화학식 5로 표시되는 알루미노-피롤 화합물을 접촉 및 반응시켜 얻을 수 있다.The catalyst system of another embodiment is obtained by, for example, contacting and reacting a chromium compound represented by the formula (1), an aluminum compound represented by the formula (3) and an alumino-pyrrole compound represented by the following formula (5) in a hydrocarbon solvent have.

또 다른 실시예의 촉매 시스템은 하기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체; 및 상기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 의 혼합물을 포함할 수 있다. Another embodiment of the catalyst system comprises a catalyst precursor represented by the following formula (2); And an aluminum compound represented by Formula 3; ≪ / RTI >

촉매 시스템에서, 촉매 전구체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.In the catalyst system, the catalyst precursor may be a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2](2)

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X는 R2 또는 할로겐 원자이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is R 2 or a halogen atom, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms to be.

상기 화학식 2에서, R2는 구체적으로 탄화수소기, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 15의 알킬기, 탄소수 1 내지 10 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기일 수 있다.In Formula 2, R 2 may specifically be a hydrocarbon group, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

상기 화학식 2에서, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자; 또는 탄소수가 예를 들면, 1 내지 8, 1 내지 6 또는 1 내지 4인 알킬기일 수 있다.In Formula 2, R 3 , R 4 , R 5, and R 6 are each independently a hydrogen atom; Or an alkyl group having 1 to 8, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms, for example.

상기 화학식 5에서, 알킬기는 구조가 선형, 분지형 또는 환형의 형태일 수 있다. 구체적으로, 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기 등을 예시할 수 있다.In Formula 5, the alkyl group may have a linear, branched or cyclic structure. Specifically, examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isobutyl group.

일 구체예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 2의 촉매 전구체는 R2가 메틸기 또는 에틸기이고, X가 R2와 동일하거나 염소 원자이고, R3 및 R6가 메틸기, R4 및 R5 가 수소 원자일 수 있다. 이러한 촉매 전구체를 사용하는 경우 촉매 시스템의 활성이 높다. In one specific example of the catalyst system, the catalyst precursor of Formula 2 is a compound wherein R 2 is a methyl group or an ethyl group, X is the same as R 2 or a chlorine atom, R 3 and R 6 are methyl groups, R 4 and R 5 are hydrogen atoms . When such a catalyst precursor is used, the activity of the catalyst system is high.

상기 또 다른 실시예의 촉매 시스템에서, 알루미늄 화합물은 전술한 실시예들의 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물과 동일하다.In the catalyst system of another embodiment described above, the aluminum compound is the same as the aluminum compound represented by the general formula (3) in the foregoing embodiments.

일 구체예의 촉매 시스템에서, 상기 화학식 2의 촉매 전구체 및 상기 화학식 3의 알루미늄 화합물의 몰비(Cr:Al)는 1 : 3 내지 1 : 100, 예를 들면 1 : 10 내지 1 : 50, 1 : 10 내지 1 : 40, 1 : 10 내지 1 : 30 또는 1 : 10 내지 1 : 20일 수 있다. 상기 범위에서, 경제성을 높이면서도 촉매 시스템을 고활성으로 구현할 수 있다. 이러한 경우, 에틸렌 3량체인 1-헥센을 고수율, 고순도로 얻을 수 있다. 또한, 미반응물의 양을 줄여 촉매 시스템의 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.In one embodiment of the catalyst system, the molar ratio (Cr: Al) of the catalyst precursor of Formula 2 and the aluminum compound of Formula 3 is 1: 3 to 1: 100, such as 1:10 to 1:50, 1:10 To 1:40, 1:10 to 1:30, or 1:10 to 1:20. Within the above range, the catalyst system can be realized with high activity while improving the economical efficiency. In such a case, 1-hexene as an ethylene trimer can be obtained in high yield and high purity. In addition, the amount of unreacted material can be reduced to further improve the efficiency of the catalyst system.

일 구체예의 촉매 시스템은, 하기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체; 및 상기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 의 혼합물을 포함하며, 상기 혼합물이 전술한 일 실시예의 촉매 시스템의 반응물 또는 다른 실시예의 촉매 시스템의 반응물일 수 있다.
The catalyst system of one embodiment comprises a catalyst precursor represented by the following formula (2); And an aluminum compound represented by Formula 3; , And the mixture may be a reactant of the catalyst system of one embodiment described above or a catalyst system of another embodiment.

본 발명의 또 다른 구현예는 상기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체에 관한 것이다. 이러한 촉매 전구체는 상기 화학식 1의 크롬 화합물로부터 유래될 수 있다. 상기 촉매 전구체의 구체적인 내용은 전술한 촉매 시스템에서 정의한 바와 같다.Another embodiment of the present invention relates to a catalyst precursor represented by the above formula (2). Such a catalyst precursor may be derived from the chromium compound of the above formula (1). The specific contents of the catalyst precursor are as defined in the above-described catalyst system.

일 실시예의 촉매 전구체는 예를 들면, 전술한 실시예들의 촉매 시스템 내에서 반응을 통해 제조하는 방법; 또는 상기 화학식 1의 크롬 화합물과 상기 화학식 5의 화합물의 반응을 통해 얻어지는 방법; 등으로 얻어질 수 있으나 이에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 하기 제조예 4 또는 제조예 5에서 기술한 바와 같이 합성할 수 도 있다.
The catalyst precursor of one embodiment may be prepared, for example, by way of reaction in the catalyst system of the preceding embodiments; Or a method of reacting the chromium compound of Formula 1 with the compound of Formula 5; And the like. For example, it may be synthesized as described in Production Example 4 or Production Example 5 below.

본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 촉매 시스템을 이용한 올레핀 중합방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention relates to a process for olefin polymerization using the catalyst system described above.

상기 촉매 시스템과 탄소수 2 내지 10의 올레핀 단량체를 접촉시켜 올레핀 중합체(3량체)를 제조하는 단계를 포함한다. And contacting the catalyst system with an olefin monomer having 2 to 10 carbon atoms to prepare an olefin polymer (trimer).

본 발명의 촉매 시스템은, 균일 용액 상태뿐만 아니라, 담체에 담지된 형태, 담체의 불용성 입자 형태 등으로 존재할 수 있으므로, 상기 올레핀 중합(3량화) 반응은 액상, 슬러리상, 괴상(bulk phase), 또는 기상 중합 반응일 수 있다. 또한, 각각의 중합 반응 조건은, 사용되는 촉매 조성물의 상태(균일상 또는 불균일상(담지형)), 중합 방법(용액중합, 슬러리 중합, 기상중합), 목적하는 중합결과 또는 중합체의 형태에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 그의 변형 정도는 당업자에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 상기 중합이 액상 또는 슬러리상에서 실시되는 경우, 탄화수소 용매 또는 올레핀 단량체 자체를 매질로 사용할 수 있다. 상기 탄화수소 용매로는 탄소수 4 내지 20의 지방족 탄화수소 용매, 탄소수 6 내지 20의 방향족 탄화수소 용매, 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 지방족 탄화수소 용매로는 이소부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등을 예시할 수 있고, 상기 방향족 탄화수소 용매의 구체적인 예로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 큐멘 등을 예시할 수 있다. 통상적으로, 상기 올레핀 중합(3량화) 반응은 환경적인 측면에서 지방족 탄화수소 용매에서 수행될 수 있다. 또한, 반응 후 생성물인 올레핀 중합체과의 분리를 생각했을 때 사용되는 탄화수소 용매의 끓는점은 생성물의 끓는점과 10 내지 50℃ 차이가 나는 것이 바람직하다. 예를 들면, 올레핀 단량체가 에틸렌이고, 생성물이 1-헥센(끓는점(boiling point): 63℃)일 경우, 단가가 낮고 끓는점이 80.74℃인 시클로헥산 또는 끓는점이 101℃인 메틸시클로헥산을 사용할 수 있다.Since the catalyst system of the present invention can exist not only in a homogeneous solution state but also in a form supported on a carrier and an insoluble particle form of a carrier, the olefin polymerization (trimerization) reaction can be carried out in liquid phase, slurry phase, bulk phase, Or a gas phase polymerization reaction. Each of the polymerization reaction conditions may be varied depending on the state of the used catalyst composition (homogeneous or heterogeneous phase (supported type)), polymerization method (solution polymerization, slurry polymerization, gas phase polymerization) And can be variously modified. The degree of deformation thereof can be easily performed by a person skilled in the art. When the polymerization is carried out in liquid phase or slurry, the hydrocarbon solvent or olefin monomer itself may be used as the medium. As the hydrocarbon solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent having 4 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon solvent having 6 to 20 carbon atoms, a mixture thereof, or the like can be used. Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include isobutane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane and methylcyclohexane. Specific examples of the aromatic hydrocarbon solvent include benzene, toluene, xylene, Tylene, ethylbenzene, cumene, and the like. Normally, the olefin polymerization (trimerization) reaction can be carried out in an aliphatic hydrocarbon solvent in terms of environment. The boiling point of the hydrocarbon solvent used when separating the product from the olefin polymer after the reaction is considered to be preferably 10 to 50 ° C to the boiling point of the product. For example, if the olefin monomer is ethylene and the product is 1-hexene (boiling point: 63 占 폚), cyclohexane having a low unit cost and boiling point of 80.74 占 폚 or methylcyclohexane having a boiling point of 101 占 폚 can be used have.

구체예에서, 상기 올레핀 단량체의 예로는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 바람직하게는 에틸렌을 단독으로 사용할 수 있다.In an embodiment, examples of the olefin monomer include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, mixtures thereof and the like. Preferably ethylene can be used alone.

본 발명의 올레핀 중합(3량화)방법에 있어서, 상기 촉매 시스템의 사용량은 특별히 한정되지 않으나, 본 발명의 촉매 시스템은 고활성을 나타내므로, 기존 촉매 시스템에 비해 적은 양을 투입하여 반응시킬 수 있다. 구체예에서, 상기 올레핀 중합방법이 용액 중합인 경우, 탄화수소 용매에 대하여, 촉매 시스템의 몰 농도(크롬 기준)가 0.01 내지 0.1 mmol/L, 예를 들면 0.01 내지 0.03 mmol/L가 되도록 투입한 후, 에틸렌 등의 올레핀 단량체를 연속적으로 투입하여 30분 내지 1시간 반응시킴으로써, 용액의 부피가 생성된 1-헥센 등의 올레핀 중합체(3량체)가 더해 짐에 의하여 약 2배가 되게 제조할 수 있다. 참고로, 공지된 필립스사 특허에서는 촉매 활성이 본 발명의 촉매 시스템에 비해 낮은 이유로 촉매 농도가 0.25 mmol/L인 수준에서 중합 반응을 수행하였다(미국특허 5,856,257호 참조).In the olefin polymerization (trimerization) method of the present invention, the amount of the catalyst system to be used is not particularly limited, but the catalyst system of the present invention exhibits high activity, . In an embodiment, when the olefin polymerization method is a solution polymerization, the molar concentration (based on chromium) of the catalyst system is 0.01 to 0.1 mmol / L, for example, 0.01 to 0.03 mmol / L, , An olefin polymer (trimer) such as 1-hexene in which the volume of the solution is produced by continuously feeding an olefin monomer such as ethylene and reacting for 30 minutes to 1 hour can be made about twice as much. For reference, in the known Philips patent, polymerization was carried out at a catalyst concentration of 0.25 mmol / L for reasons of lower catalytic activity than the catalyst system of the present invention (see U.S. Patent No. 5,856,257).

또한, 상기 중합 시 온도는 반응 물질, 반응 조건 등에 따라 변할 수 있으나, 0 내지 150℃, 예를 들면 60 내지 130℃일 수 있다. 예를 들면, 상기 중합은 배치식, 반연속식 또는 연속식으로 수행될 수 있다. 상기 중합은 상이한 반응 조건을 갖는 둘 이상의 단계로도 수행될 수도 있다. The polymerization temperature may vary depending on the reactants, reaction conditions and the like, and may be 0 to 150 ° C, for example, 60 to 130 ° C. For example, the polymerization can be carried out batchwise, semi-continuously or continuously. The polymerization may also be carried out in two or more stages with different reaction conditions.

이하, 본 발명의 실시예들을 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 해설될 수는 없다.
Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the present invention. It should be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

실시예Example

제조예 1: 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물의 제조Production Example 1: Preparation of chromium compound represented by the formula (1)

1구 플라스크에, 2-에틸헥사노익산(2.44 g, 16.9 mmol)을 투입 후 NaOH(0.68 g, 16.9 mmol)를 증류수(13 mL)에 용해시켜 투입하여 2-에틸헥사노에이트 나트륨염(소듐 2-에틸헥사노에이트)을 형성하였다. 메틸시클로헥산(7 mL)을 추가로 넣어 2상을 만든 뒤 95℃에서 교반하며, 수화된 크롬(III) 클로라이드(CrCl3·6H2O, 1.50 g, 96%, 5.40 mmol)를 증류수(1 mL)에 용해시켜 천천히 투여하였다. 반응이 빠르게 진행되며 생성물은 유기 층으로 녹아 들어갔다. 2시간 동안 반응 후 모든 생성물은 유기 층에 녹아 점성의 군청색을 띄었고 물 층은 투명해졌다. 물 층의 pH는 중성을 나타내었고, 과량의 질산은(AgNO3, 3.03 g, 17.8 mmol)를 투입하였을 때 침전되는 염화은(AgCl)의 무게(2.28 g)로 미루어 볼 때 CrCl3에서 거의 모든 Cl 이온이 제거됨을 알 수 있었다(계산치, 2.32 g). 헥산(5 mL)을 추가로 넣어 유기 층을 희석시켜준 뒤 유기 층만 취하여 NaOH(0.22 g, 5.40 mmol)가 용해된 증류수(3 mL)에 투입 후 30분 동안 강하게 교반하였다. 부산물로 생성된 2-에틸헥사노익산(크롬 3가 염 화합물 대비 1 당량)이 소듐 염의 형태로 물 층으로 제거되었다. 유기 층만 취하여 황산마그네슘으로 남은 물을 제거한 후 상온에서 진공 건조(0.3 mmHg)로 유기용매를 제거하였다. 군청색 고체 형태의 크롬 화합물([{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O) 1.94 g을 얻었다. 수율을 [{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O 구조를 근간으로 계산하였을 때 98% 이었다.2-ethyl hexanoic acid (2.44 g, 16.9 mmol) was added to a one-necked flask, and NaOH (0.68 g, 16.9 mmol) was dissolved in distilled water (13 mL) Ethylhexanoate) was formed. The hydrated chromium (III) chloride (CrCl 3 .6H 2 O, 1.50 g, 96%, 5.40 mmol) was dissolved in distilled water (1 mL) at 95 ° C, mL) and administered slowly. The reaction proceeded rapidly and the product dissolved into the organic layer. After 2 hours of reaction, all of the product dissolved in the organic layer and became viscous dark blue and the water layer became transparent. The pH of the water layer showed the neutrality, an excess of silver nitrate (AgNO 3, 3.03 g, 17.8 mmol) substantially all Cl ion in the CrCl 3 judging by weight (2.28 g) of the silver chloride (AgCl) which is precipitated when added to (Calculated value, 2.32 g). Hexane (5 mL) was further added to dilute the organic layer. Only the organic layer was removed. The organic layer was then added to distilled water (3 mL) in which NaOH (0.22 g, 5.40 mmol) was dissolved and stirred vigorously for 30 minutes. The 2-ethylhexanoic acid (one equivalent of chromium trivalent salt compound) produced as a byproduct was removed as a water layer in the form of sodium salt. Only the organic layer was removed, and the remaining water was removed with magnesium sulfate. Then, the organic solvent was removed by vacuum drying (0.3 mmHg) at room temperature. Ultramarine chromium compound in solid form ([{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3) CO 2} 2 Cr (OH)] 4 · 2H 2 O) to give a 1.94 g. The yield was 98% based on the structure of [{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O.

제조된 크롬 화합물의 IR 스펙트럼을 도 1에 나타내었다. IR 스펙트럼 분석 결과 3630 cm-1에서 O-H 스트레칭 시그널을 확인 할 수 있었다. 벤젠에 용해시킨 후 어는점 내림법을 이용하여 분자량 측정 결과 1580으로 4량체에 가까운 분자량을 얻을 수 있었고 원소분석 결과가 [{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O 의 구조와 일치하였다(C, 52.48; H, 8.88; [{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O에 대한 계산치 C, 52.73; H, 8.85).The IR spectrum of the prepared chromium compound is shown in Fig. IR spectrum analysis revealed an OH stretching signal at 3630 cm -1 . Benzene. The molecular weight was found to be 1580 by using freezing point lowering method. The elemental analysis showed that [{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 · in agreement with the structure of the 2H 2 O (C, 52.48; H, 8.88; [{CH 3 (CH 2) 3 CH (CH 2 CH 3) CO 2} 2 Cr (OH)] 4 · calcd for 2H 2 O C, 52.73; H , 8.85).

상기 제조예1에서 제조된 크롬 화합물을 자일렌에 용해시킨 후 160℃에서 10 시간 동안 환류시켰을 때 색상의 변화가 거의 없이 군청색을 유지하였다. 또한 원소분석 데이타 값에도 거의 변화가 없음을 확인하였다.
When the chromium compound prepared in Preparation Example 1 was dissolved in xylene and refluxed at 160 ° C for 10 hours, the color of the chrome compound remained almost unchanged. It is also confirmed that there is almost no change in the element analysis data value.

제조예 2: 알루미노-피롤 화합물(B1)의 제조Production Example 2: Preparation of alumino-pyrrole compound (B1)

불활성 분위기(질소) 하에서, 1구 플라스크에 트리에틸알루미늄(7.20 g, 63.1 mmol)을 톨루엔(60 mL)에 용해시켜 투입한 후, 2,5-디메틸피롤(1.50 g, 15.8 mmol)을 추가로 넣고 5시간 동안 상온에서 교반하였다. 다음으로, 톨루엔과 미반응 트리에틸알루미늄을 감압 증류(0.3 mmHg, 70℃)로 제거함으로써, N-Al 공유결합이 형성된 피롤 알루미늄 화합물(1-(디에틸알루미노)-2,5-디메틸피롤) 2.80 g을 얻었다. 상기와 같은 방법으로, 상기 화학식 5의 구조를 가지며 R2은 에틸기, R3 및 R6은 메틸기, R4 및 R5는 수소인 알루미노-피롤 화합물(B1)을 제조하였다. 1H NMR 분석 결과는 다음과 같았다. {수율: 99%, 1H NMR (C6D6): δ 5.51 (s, 2H, Ar-H), 2.01 (s, 6H, CH3), 1.35 (t, J = 8 Hz, 6H, CH3), 0.35 (q, J = 8 Hz, 4H, CH2) ppm}.
Triethylaluminum (7.20 g, 63.1 mmol) was dissolved in toluene (60 mL) and added to a one-necked flask under an inert atmosphere (nitrogen), and 2,5-dimethylpyrrole (1.50 g, 15.8 mmol) And the mixture was stirred at room temperature for 5 hours. Next, toluene and unreacted triethyl aluminum were removed by vacuum distillation (0.3 mmHg, 70 DEG C) to obtain a pyrrole aluminum compound (1- (diethylalumino) -2,5-dimethylpyrrole ). In the same manner as described above, an alumino-pyrrole compound (B1) having the structure of Formula 5, R 2 being an ethyl group, R 3 and R 6 being a methyl group, and R 4 and R 5 being hydrogen was prepared. The results of 1 H NMR analysis were as follows. {Yield: 99%, 1 H NMR ( C 6 D 6): δ 5.51 (s, 2H, Ar-H), 2.01 (s, 6H, CH 3), 1.35 (t, J = 8 Hz, 6H, CH 3), 0.35 (q, J = 8 Hz, 4H, CH 2) ppm}.

제조예 3: 알루미노-피롤 화합물(B2)의 제조Production Example 3: Preparation of alumino-pyrrole compound (B2)

불활성 분위기(질소) 하에서, 1구 플라스크에 2,5-디메틸피롤(3.00 g, 31.5 mmol)를 디에틸에테르(30 mL)에 녹인 용액을 -78oC 로 냉각 후, n-부틸리튬(13.7 g, 31.5 mmol, 1.6 M 헥산 용액)을 천천히 주입하였다. 상온에서 밤샘 교반 후, 상기 혼합물을 다시 -78oC 로 냉각 후, 디메틸알루미늄클로라이드(Me2AlCl, 20.6 g, 31.5 mmol, 1.0 M 헥산 용액)을 천천히 주입하였다. 밤샘 교반 후, 여과하여 노란색 용액을 얻은 뒤 상기 용액을 진공 건조하여 (1-(디메틸알루미노)-2,5-디메틸피롤) 화합물 6.67 g을 얻었다. 상기와 같은 방법으로, 상기 화학식 5의 구조를 가지며 R2, R3 및 R6은 메틸기, R4 및 R5는 수소인 알루미노-피롤 화합물(B2)을 제조하였다. 1H NMR 분석 결과 1당량의 디에틸에테르가 붙어있는 것을 확인하였다 (수율 94%). 1H NMR (C6D6): δ 6.23 (s, 2H, CH), 3.15 (q, J = 7.2 Hz, 4H, CH2), 2.44 (s, 6H, CH3), 0.55 (t, J = 6.8 Hz, 6H, CH3), -0.33 (s, 6H, CH3) ppm}.
A solution of 2,5-dimethylpyrrole (3.00 g, 31.5 mmol) in diethyl ether (30 mL) was cooled to -78 ° C in a one-necked flask under an inert atmosphere (nitrogen) g, 31.5 mmol, 1.6 M hexane solution) was slowly injected. After stirring overnight at room temperature, the mixture was cooled again to -78 ° C and dimethylaluminum chloride (Me 2 AlCl, 20.6 g, 31.5 mmol, 1.0 M hexane solution) was slowly added. After stirring overnight, the solution was filtered to obtain a yellow solution. The solution was vacuum-dried to obtain 6.67 g of (1- (dimethylalumino) -2,5-dimethylpyrrole) compound. In the same manner as above, an alumino-pyrrole compound (B2) having the structure of Formula 5 and having R 2 , R 3, and R 6 as a methyl group and R 4 and R 5 as hydrogen was prepared. 1 H NMR analysis confirmed that 1 equivalent of diethyl ether was attached (94% yield). 1 H NMR (C 6 D 6 ): δ 6.23 (s, 2H, CH), 3.15 (q, J = 7.2 Hz, 4H, CH 2), 2.44 (s, 6H, CH 3), 0.55 (t, J = 6.8 Hz, 6H, CH 3 ), -0.33 (s, 6H, CH 3 ) ppm}.

제조예 4: 촉매 전구체 (P1)의 제조Preparation Example 4: Preparation of Catalyst Precursor (P1)

불활성 분위기(질소) 하에서, 25 mL 1구 플라스크에 상기 제조예 1에서 제조된 크롬 화합물(200 mg, 0.563 mmol)을 펜탄(9.0 mL)에 용해시켜 투입한 후, 상기 제조예 3에서 제조된 알루미노-피롤 화합물(380 mg, 1.69 mmol)을 톨루엔(1.0 mL)에 녹여 서서히 투입시켜 두 용액이 층을 이루도록 하였다. 상기와 같은 방법으로, 상기 화학식 2의 구조를 가지며 R2, X, R3 및 R6은 메틸기, R4 및 R5는 수소인 촉매 전구체(P1)을 제조하였다.The chromium compound (200 mg, 0.563 mmol) prepared in Preparation Example 1 was dissolved in pentane (9.0 mL) and added to a 25 mL single-necked flask under an inert atmosphere (nitrogen) The p-toluenesulphonyl chloride (380 mg, 1.69 mmol) was dissolved in toluene (1.0 mL) and slowly poured into the two solutions. In the same manner as above, a catalyst precursor (P1) having the structure of Formula 2 and having R 2 , X, R 3, and R 6 as a methyl group and R 4 and R 5 as hydrogen was prepared.

상기와 같이 두 용액이 층을 이룬 상태로 일주일 간 천천히 반응시키면서 결정을 침적시켰다 (143 mg, 수율 65%). 얻어진 단결정을 X-ray 회절법으로 구조 분석하여 도 2에 나타내었다.
The crystals were immersed (143 mg, yield 65%) while slowly reacting the two solutions in a layered state for one week as described above. The obtained single crystals were analyzed by X-ray diffractometry and shown in Fig.

제조예 5: 촉매 전구체 (P2)의 제조Production Example 5: Preparation of Catalyst Precursor (P2)

불활성 분위기(질소) 하에서, 1구 플라스크에 리튬 디이소프로필아미드 (LiNiPr2, 1.50 g, 14.0 mmol)를 톨루엔(15 mL)에 녹여 투입 후, 디에틸알루미늄 클로라이드(Et2AlCl, 0.844 g, 7.00 mmol)을 상온에서 천천히 투입하여, 혼합 용액을 제조하였다. 상온에서 6 시간 교반 후, 생성된 염화리튬을 여과하여 제거한 뒤 얻어진 용액을 진공 건조하여 흰 고체 LiAlEt2(NiPr2)2를 1.64 g 얻었다{수율 80%, 1H NMR (C6D6): δ 3.14 (m, 4H, CH), 1.56 (t, J = 8.0 Hz, 6H, CH3), 1.01 (d, J = 6.4 Hz, 24H, CH3), 0.34 (q, J = 7.6 Hz, 4H, CH2) ppm. 13C NMR (C6D6): δ 46.06, 26.25, 11.11, -8.18 ppm}. LiAlEt2(NiPr2)2 (1.00 g, 3.42 mmol)을 톨루엔(15 mL)에 용해시켜 -30℃ 로 냉각한 후, CrCl3(THF)3 (1.28 g, 3.42 mmol)을 투입하였다. 상온에서 8 시간 교반하는 동안 용액의 색깔은 진한 녹색에서 푸른색으로 변하였다. 진공 펌프를 이용하여 용매를 제거한 뒤 헥산(20 mL)를 투입하였다. 여과를 통해 침전된 염화리튬을 제거한 후, -30℃ 로 냉각시켜 결정을 얻었다 (770 mg). 상기 방법으로 얻어진 결정(100 mg, 0.245 mmol)을 톨루엔(1 mL)에 녹인 용액 후, 상기 실시예 4에 따라서 제조된 화학식 5의 화합물(132 mg, 0.735 mmol)을 톨루엔(1 mL)에 녹여 상온에서 투입시켰다.Lithium diisopropylamide (LiNiPr 2 , 1.50 g, 14.0 mmol) was dissolved in toluene (15 mL) and then diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl, 0.844 g, 7.00 mmol) was slowly added at room temperature to prepare a mixed solution. The obtained lithium chloride was filtered off and the resulting solution was vacuum dried to obtain 1.64 g of white solid LiAlEt 2 (NiPr 2 ) 2 (yield 80%, 1 H NMR (C 6 D 6 ): δ 3.14 (m, 4H, CH ), 1.56 (t, J = 8.0 Hz, 6H, CH 3), 1.01 (d, J = 6.4 Hz, 24H, CH 3), 0.34 (q, J = 7.6 Hz, 4H , CH 2 ) ppm. 13 C NMR (C 6 D 6 ): δ 46.06, 26.25, 11.11, -8.18 ppm}. LiAlEt 2 (NiPr 2) 2 (1.00 g, 3.42 mmol) was dissolved in toluene (15 mL), cooled to -30 ° C and then CrCl 3 (THF) 3 (1.28 g, 3.42 mmol) was added. During 8 hours of stirring at room temperature, the color of the solution changed from dark green to blue. The solvent was removed using a vacuum pump and hexane (20 mL) was added. The precipitated lithium chloride was removed by filtration, and then cooled to -30 DEG C to obtain crystals (770 mg). After dissolving the crystals obtained in the above manner (100 mg, 0.245 mmol) in toluene (1 mL), the compound of Formula 5 (132 mg, 0.735 mmol) prepared in Example 4 was dissolved in toluene Lt; / RTI >

상기와 같은 방법으로, 상기 화학식 2의 구조를 가지며 R2는 에틸, X는 염소원자, R3 및 R6은 메틸기, R4 및 R5는 수소인 촉매 전구체(P2)을 제조하였다. In the same manner as above, a catalyst precursor (P2) having the structure of Formula (2) wherein R 2 is ethyl, X is chlorine atom, R 3 and R 6 are methyl groups, and R 4 and R 5 are hydrogen is prepared.

상기 반응액을 1 시간 교반 후, 펜탄을 밤새 확산시켜 용해도를 낮춰주어 결정을 침적시켰다 (90 mg). 얻어진 단결정 화합물을 X-ray 회절 분석하여 도 3에 구조를 나타내었다.
After the reaction solution was stirred for 1 hour, the pentane was diffused overnight to lower the solubility of the crystals to immerse the crystals (90 mg). X-ray diffraction analysis of the obtained single crystal compound showed the structure in Fig.

실시예 1: 촉매 시스템 (1)의 제조 Example 1: Preparation of Catalyst System (1)

상기 제조예 1에서 제조된 크롬 화합물(110 mg, 0.30 mmol)을 톨루엔(3 mL)에 용해시킨 후, 2,5-디메틸피롤(86 mg, 0.90 mmol)을 첨가하고, 온도를 0℃로 낮추었다. 여기에 트리에틸알루미늄(377 mg, 3.30 mmol)과 디에틸알루미늄 클로라이드(289 mg, 2.40 mmol)이 혼합되어 용해되어 있는 톨루엔(2 mL) 용액을 천천히 투입하였다. 0℃에서 1시간 동안 반응 시켰을 때 침전물이 거의 없는 짙은 노란색 용액이 형성되었다. 온도가 상온으로 올라간 후 짙은 노란색 용액이 진한 주황색 용액으로 변화되는 것을 확인 할 수 있었다(농도: 50 μmol 크롬/ g-용액).
(110 mg, 0.30 mmol) prepared in Preparation Example 1 was dissolved in toluene (3 mL), 2,5-dimethylpyrrole (86 mg, 0.90 mmol) was added and the temperature was lowered to 0 ° C . A solution of toluene (2 mL) in which triethylaluminum (377 mg, 3.30 mmol) and diethylaluminum chloride (289 mg, 2.40 mmol) were mixed and dissolved was slowly added. When reacted at 0 ° C for 1 hour, a dark yellow solution with almost no precipitate formed. After the temperature rises to room temperature, the dark yellow solution turns into a dark orange solution (concentration: 50 μmol chromium / g-solution).

실시예 2: 촉매 시스템 (2)의 제조Example 2: Preparation of catalyst system (2)

1구 플라스크에 상기 제조예 2에서 합성한 화학식 5(R2 = 에틸, R3 = R6 = 메틸, R4 = R5 = 수소)의 알루미노-피롤 화합물(81 mg, 0.45 mmol)을 메틸시클로헥산(1 mL)에 용해시켜 투입하고, 트리에틸알루미늄(137 mg, 1.20 mmol) 및 디에틸알루미늄 클로라이드(145 mg, 1.20 mmol)을 메틸시클로헥산(2 mL)에 녹여 투입하여, 혼합 용액을 제조하였다. 제조된 혼합 용액에 상기 제조예 1에서 제조된 크롬 화합물(55 mg, 0.15 mmol)을 메틸시클로헥산(1 mL)에 용해시켜 투입하고 반응시킴으로써, 침전물이 거의 없는 짙은 녹색의 투명 용액인 촉매 시스템을 제조하였다(농도: 50 mmol 크롬/g-용액). 제조된 촉매 시스템의 사진을 도 5에 나타내었다.
(R 2 = ethyl, R 3 = R 6 = methyl, R 4 = R 5 = hydrogen) synthesized in Preparation Example 2 Triethyl aluminum (137 mg, 1.20 mmol) and diethyl aluminum chloride (145 mg, 1.20 mmol) were dissolved in methyl cyclohexane (1 mL), and methyl allyl-pyrrole compound (81 mg, 0.45 mmol) Was dissolved in cyclohexane (2 mL), and the mixture was added to prepare a mixed solution. Manufactured blend , A chromium compound (55 mg, 0.15 mmol) prepared in Preparation Example 1 was dissolved in methylcyclohexane (1 mL), and the mixture was reacted to prepare a catalyst system of a dark green transparent solution having almost no precipitate Concentration: 50 mmol chromium / g-solution). A photograph of the prepared catalyst system is shown in Fig.

실시예 3: 촉매 시스템 (3)의 제조 Example 3: Preparation of catalyst system (3)

상기 제조예 2에서 제조된 화학식 5(R2 = 에틸, R3 = R6 = 메틸, R4 = R5 = 수소)로 표시되는 알루미노-피롤 화합물 대신에 제조예 3에서 제조된 화학식 5(R2 = 메틸, R3 = R6 = 메틸, R4 = R5 = 수소)로 표시되는 알루미노-피롤 화합물을 사용하고, 트리에틸알루미늄 및 디에틸알루미늄 클로라이드 대신에 트리메틸알루미늄 및 디메틸알루미늄 클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 제조하였다(농도: 50 μmol 크롬/ g-용액). 제조된 촉매 시스템을 1개월 동안 상온에 보관했을 때 반응 중간체의 단결정이 일부 침전 되었고 그 구조를 X-ray 회절법으로 분석하였을 때 도 4에 나타낸 것과 같이 크롬 원자 4개로 구성된 클러스터 화합물을 확인할 수 있었다.
Pyrrole compound represented by the formula 5 (R 2 = ethyl, R 3 = R 6 = methyl and R 4 = R 5 = hydrogen) prepared in Preparation Example 2 was used instead of the alumino-pyrrole compound represented by the formula 5 Pyrrol compounds represented by the following general formula (1) wherein R 2 = methyl, R 3 = R 6 = methyl and R 4 = R 5 = hydrogen are used, trimethylaluminum and dimethylaluminum chloride are used instead of triethylaluminum and diethylaluminum chloride (Concentration: 50 占 퐉 ol chromium / g-solution), except that the solution was used. When the prepared catalyst system was stored at room temperature for one month, some single crystals of the reaction intermediate were precipitated. When the structure of the catalyst intermediate was analyzed by X-ray diffraction, a cluster compound composed of four chromium atoms was confirmed as shown in FIG. 4 .

실시예 4: 촉매 전구체를 포함하는 촉매 시스템(4)의 제조Example 4: Preparation of Catalyst System (4) Containing Catalyst Precursor

1구 플라스크에 상기 제조예 4에서 합성한 화학식 2 (R2 = X = 메틸, R3 = R6 = 메틸, R4 = R5 = 수소)로 표시되는 화합물(10 mg,25.5 μmol)을 메틸시클로헥산(0.3 mL)에 투입하고, 트리에틸알루미늄(137 mg, 1.20 mmol) 및 디에틸알루미늄 클로라이드(145 mg, 1.20 mmol)을 메틸시클로헥산(0.7 mL)에 녹여 투입하여, 짙은 녹색의 투명 용액인 촉매 시스템을 제조하였다(농도: 50 μmol 크롬/ g-용액).
(10 mg, 25.5 μmol) represented by the formula 2 (R 2 = X = methyl, R 3 = R 6 = methyl and R 4 = R 5 = hydrogen) synthesized in Preparation Example 4 was dissolved in methyl (137 mg, 1.20 mmol) and diethyl aluminum chloride (145 mg, 1.20 mmol) were dissolved in methylcyclohexane (0.7 mL), and the solution was added to a dark green transparent solution (Concentration: 50 μmol chromium / g-solution).

실시예 5: 촉매 전구체를 포함하는 촉매 시스템(5)의 제조Example 5: Preparation of a catalyst system (5) comprising a catalyst precursor

상기 제조예 5에서 제조된 화학식 2(R2 = X = 메틸, R3 = R6 = 메틸, R4 = R5 = 수소)로 표시되는 화합물 대신에 상기 제조예 5에서 제조된 화학식 2(R2 = 에틸, X = 염소, R3 = R6 = 메틸, R4 = R5 = 수소)로 표시되는 화합물을 사용한 것 제외하고는 상기 실시예 4과 동일한 방법으로 짙은 녹색의 투명 용액인 촉매 시스템을 제조하였다(농도: 50 μmol 크롬/ g-용액).
Except that the compound represented by the formula 2 (R 2 = X = methyl, R 3 = R 6 = methyl and R 4 = R 5 = hydrogen) prepared in Preparation Example 5 was used instead of the compound represented by the formula 2 2 = ethyl, X = chlorine, R 3 = R 6 = methyl, R 4 = R 5 = hydrogen), and it is the embodiment except that there was used the compound shown in example 4 and the transparent solution was dark green in the same manner as the catalyst system (Concentration: 50 μmol chromium / g-solution).

비교예 1: 필립스 사 촉매 시스템의 제조Comparative Example 1: Production of Phillips' four catalyst system

미국특허 5,856,257호에 공지된 방법을 준용하여 제조하였다. 트리스(2-에틸헥사노에이트) 크롬(III)(Cr(EH)3)(145 mg, 0.30 mmol)을 톨루엔(3 mL)에 용해시킨 후, 2,5-디메틸피롤(86 mg, 0.90 mmol)을 첨가하고, 온도를 0℃로 낮추었다. 여기에 트리에틸알루미늄(377 mg, 3.30 mmol)과 디에틸알루미늄 클로라이드(289 mg, 2.40 mmol)이 혼합되어 용해되어 있는 톨루엔(2 mL) 용액을 천천히 투입하였다. 0℃에서 1시간 동안 반응 시켰을 때 검은색 침전물이 형성되었다. 여과를 통해 생성된 침전물을 제거하여 투명한 진한 주황색의 촉매 시스템 용액을 얻었다. 제조된 촉매 시스템의 여과 전 사진을 도 6에 나타내었다.
And the method disclosed in U.S. Patent No. 5,856,257. After dissolving tris (2-ethylhexanoate) chromium (III) (Cr (EH) 3 ) (145 mg, 0.30 mmol) in toluene (3 mL), 2,5-dimethylpyrrole (86 mg, 0.90 mmol ) Was added and the temperature was lowered to 0 < 0 > C. A solution of toluene (2 mL) in which triethylaluminum (377 mg, 3.30 mmol) and diethylaluminum chloride (289 mg, 2.40 mmol) were mixed and dissolved was slowly added. Black precipitate formed when reacted at 0 ℃ for 1 hour. The precipitate formed by filtration was removed to obtain a clear deep orange catalyst system solution. The pre-filtration photograph of the prepared catalyst system is shown in Fig.

비교예 2: 필립스 사 촉매 시스템의 제조Comparative Example 2: Production of Phillips' four catalyst system

크롬(III)(Cr(EH)3)을 같은 제조사의 다른 제품번호의 제품을 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
Chromium (III) (Cr (EH) 3 ) was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the products of different product numbers from the same manufacturer were used.

실시예 6 내지 10: 실시예의 촉매 시스템을 이용한 에틸렌 3량화 반응Examples 6 to 10: Ethylene trimerization reaction using the catalyst system of the examples

드라이 박스 안에서 고압 중합 반응기에 메틸시클로헥산(20 mL)과 트리에틸알루미늄(0.024 mmol)을 스캐빈저로 투입한 후, 드라이 박스 밖으로 꺼내 온도를 90℃로 올렸다. 상기 실시예 1 내지 5 에서 제조한 촉매 시스템(0.25 μmol 내지 1.00 μmol)을 정량하여 취한 후, 메틸시클로헥산을 첨가하여 전체 용액이 2 mL가 되도록 하였다. 매우 적은 양의 촉매를 취한 이유로 추가로 트리에틸알루미늄(크롬대비 8 당량)과 디에틸알루미늄 클로라이드(크롬대비 8 당량)을 스캐빈저로 넣어준 후 이 촉매 용액을 주사기를 취하여 반응기에 주입한 뒤 50 bar의 압력으로 에틸렌을 주입하여 30분 동안 중합하였다. 0℃로 빠르게 감온 후 에틸렌 가스를 벤트하여 제거하고, 에탄올 5 mL과 10% 염산 5 mL을 넣어 반응을 종결하였다. 일부 샘플을 취하여 기체크로마토그래피를 통해 생성된 1-헥센의 양을 측정하였다. 또한, 전체 용액을 여과하여 형성된 고형의 고분자의 양을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Methylcyclohexane (20 mL) and triethylaluminum (0.024 mmol) were charged into a high-pressure polymerization reactor in a dry box and then taken out of the dry box, and the temperature was raised to 90 ° C. The catalyst systems (0.25 μmol to 1.00 μmol) prepared in Examples 1 to 5 were quantitatively taken and then methylcyclohexane was added to make the total solution 2 mL. In addition, triethylaluminum (8 equivalents to chromium) and diethylaluminum chloride (8 equivalents to chromium) were added to the scavenger as a reason for taking a very small amount of the catalyst, the catalyst solution was injected into the reactor after taking the syringe Ethylene was injected at a pressure of 50 bar and polymerized for 30 minutes. After rapidly heating to 0 ° C, ethylene gas was removed by venting, and 5 mL of ethanol and 5 mL of 10% hydrochloric acid were added to terminate the reaction. Some samples were taken to determine the amount of 1-hexene produced via gas chromatography. Further, the total solution was filtered to measure the amount of the solid polymer formed. The results are shown in Table 1 below.

비교예 3 내지 4: 비교예의 촉매 시스템을 이용한 에틸렌 3량화 반응Comparative Examples 3 to 4: Ethylene trimerization reaction using the catalytic system of Comparative Example

드라이 박스 안에서 고압 중합 반응기에 메틸시클로헥산(20 mL)과 트리에틸알루미늄(0.024 mmol)을 스캐빈저로 투입한 후 드라이 박스 밖으로 꺼내 온도를 90℃로 올렸다. 상기 비교예 1 내지 2에서 제조한 촉매 시스템 용액(1.00 μmol 내지 2.00 μmol)을 정량하여 취한 후, 메틸시클로헥산을 첨가하여 전체 용액이 2 mL가 되도록 하였다. 이 촉매 용액을 주사기를 취하여 반응기에 주입한 뒤 50 bar의 압력으로 에틸렌을 주입하여 30분 동안 중합하였다. 0℃로 빠르게 감온 후 에틸렌 가스를 벤트하여 제거하고, 에탄올 5 mL과 10% 염산 5 mL을 넣어 반응을 종결하였다. 일부 샘플을 취하여 기체크로마토그래피를 통해 생성된 1-헥센의 양을 측정하였다. 또한, 전체 용액을 여과하여 형성된 고형의 고분자의 양을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
In a dry box, methylcyclohexane (20 mL) and triethylaluminum (0.024 mmol) were charged into a high-pressure polymerization reactor and then taken out of the dry box, and the temperature was raised to 90 ° C. The catalyst system solutions (1.00 μmol to 2.00 μmol) prepared in Comparative Examples 1 and 2 were quantified and then methylcyclohexane was added to make the total solution 2 mL. The catalyst solution was injected into the reactor by injecting the injector, and ethylene was injected at a pressure of 50 bar to polymerize for 30 minutes. After rapidly heating to 0 ° C, ethylene gas was removed by venting, and 5 mL of ethanol and 5 mL of 10% hydrochloric acid were added to terminate the reaction. Some samples were taken to determine the amount of 1-hexene produced via gas chromatography. Further, the total solution was filtered to measure the amount of the solid polymer formed. The results are shown in Table 1 below.

비교예 5: 화학식 1의 구조를 갖지 않는 크롬화합물의 제조 ({CHComparative Example 5: Preparation of a chromium compound having no structure (1) ({CH 33 CHCH 22 CH(CHCH (CH 22 CHCH 33 )CO) CO 22 }} 22 Cr(OH)의 제조)Preparation of Cr (OH)

2-에틸헥사노익산 대신에 2-에틸부티릭산(16.9 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 화합물을 제조하였다. 군청색 고체 형태의 화합물이 1.62 g 얻어졌다(수율 100%). A compound was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 2-ethylbutyric acid (16.9 mmol) was used instead of 2-ethylhexanoic acid. 1.62 g of a compound in the form of a dark blue solid was obtained (100% yield).

상기 화합물을 벤젠에 용해시킨 후 어는점 내림법을 이용하여 분자량 측정 결과 3330으로 {CH3CH2CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH) 분자 약 11개가 벤젠에서 집합체(즉, [{CH3CH2CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]11)로 존재하였다.After dissolving the above compound in benzene freezing point to molecular weight measurement result 3330 by the descending method {CH 3 CH 2 CH (CH 2 CH 3) CO 2} 2 Cr (OH) aggregate at about 11 dogs molecular benzene (i. E., [ {CH 3 CH 2 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 11 ).

비교예 5에서 제조된 화합물은 원소분석 결과 물 분자가 포함되지 않은 {CH3CH2CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)의 구조와 일치하였다(C, 48.52; H, 7.85; {CH3CH2CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)에 대한 계산치 C, 48.15; H, 7.75).The compound prepared in Comparative Example 5 corresponds to the structure of {CH 3 CH 2 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH) in which no water molecule is contained in the elemental analysis (C, 48.52; H, 7.85 ; {CH 3 CH 2 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 C (OH) calculated for C, 48.15; H, 7.75).

비교예 5에서 제조된 화합물은 자일렌에 용해시킨 후 160℃에서 10 시간 동안 환류시켰을 때 변성되어 색이 군청색에서 녹색으로 변하였고 또한 원소분석 데이타 값에도 변화가 생겼다(C, 50.85; H, 7.96).The compound prepared in Comparative Example 5 was dissolved in xylene and then refluxed at 160 ° C for 10 hours to change color to change from gray to green and to change in elemental analysis data (C, 50.85, H, 7.96 ).

이를 통해, 비교예 5에서 제조된 화합물은 화학식 1의 크롬 화합물과 전혀 다른 구조를 가짐을 알 수 있었다. 또한, 비교예 5에서 제조된 화합물은 11량체로 존재함에 의하여 큰 점성을 갖고 있어, 촉매 시스템에 적용하기에 적절하지 않음을 확인 하였다.
As a result, it was found that the compound prepared in Comparative Example 5 had a completely different structure from the chromium compound of Formula (1). In addition, it was confirmed that the compound prepared in Comparative Example 5 had a large viscosity by being present in the form of an 11-dimer, which is not suitable for application to a catalyst system.

비교예 6: 화학식 1의 구조를 갖지 않는 크롬화합물의 제조Comparative Example 6: Preparation of chromium compound having no structure of formula (1)

상기 2-에틸헥사노익산 대신에 2,2-디메틸프로피오닉산을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 실험하였다. 화합물 합성 후 120℃에서 진공감압하여 용매 및 부산물로 생성된 2,2-디메틸프로피오닉산을 제거하는 과정에서 탄화수소 용매에 용해되지 않는 겔이 형성되었다.The procedure of Production Example 1 was repeated except that 2,2-dimethylpropionic acid was used instead of 2-ethylhexanoic acid. After the compound was synthesized, vacuum decompression was performed at 120 ° C to remove the 2,2-dimethylpropionic acid produced as a solvent and a by-product, thereby forming a gel that was not dissolved in the hydrocarbon solvent.

이를 통해, 비교예 6에서 제조된 화합물은 제조예 1에서 제조된 화학식 1의 크롬 화합물과 전혀 다른 화합물이 생성 되었음을 알 수 있었다. 또한, 비교예 6의 화합물은 탄화수소 용매에 대해 불용성임을 알 수 있었다.
As a result, it was found that the compound prepared in Comparative Example 6 was completely different from the chromium compound of Formula 1 prepared in Preparation Example 1. In addition, it was found that the compound of Comparative Example 6 was insoluble in a hydrocarbon solvent.

비교예 7: 화학식 1의 구조를 갖지 않는 크롬화합물의 제조Comparative Example 7: Preparation of chromium compound having no structure of formula (1)

상기 2-에틸헥사노익산 대신에 헵타노익산을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 실험하였다. 화합물 합성 후 120℃에서 진공감압하여 용매 및 부산물로 생성된 헵타노익산을 제거하는 과정에서 탄화수소 용매에 용해되지 않는 겔이 형성되었다.Except that heptanoic acid was used in place of 2-ethylhexanoic acid. After the synthesis of the compound, vacuum decompression was performed at 120 ° C to remove the heptanoic acid produced as a solvent and a by-product, and a gel not soluble in the hydrocarbon solvent was formed.

이를 통해, 비교예 7에서 제조된 화합물은 제조예 1에서 제조된 화학식 1의 크롬 화합물과 전혀 다른 화합물이 생성 되었음을 알 수 있었다. 또한, 비교예 7의 화합물은 탄화수소 용매에 대해 불용성임을 알 수 있었다.
As a result, it was found that the compound prepared in Comparative Example 7 was completely different from the chromium compound of Formula 1 prepared in Preparation Example 1. It was also found that the compound of Comparative Example 7 was insoluble in hydrocarbon solvents.

비교예 8: 화학식 1의 구조를 갖지 않는 크롬화합물의 제조 Comparative Example 8: Preparation of chromium compound having no structure of formula (1)

2-에틸헥사노익산 대신에 벤조익산을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 실험하였다. 반응 진행 중에 탄화수소 용매에 용해되지 않는 군청색 겔이 형성되었다.The procedure of Production Example 1 was repeated except that benzoic acid was used instead of 2-ethylhexanoic acid. During the course of the reaction, a milky blue gel that did not dissolve in the hydrocarbon solvent was formed.

이를 통해, 비교예 8에서 제조된 화합물은 제조예 1에서 제조된 화학식 1의 크롬 화합물과 전혀 다른 화합물이 생성 되었음을 알 수 있었다. 또한, 비교예 8의 화합물은 탄화수소 용매에 대해 불용성임을 알 수 있었다.
As a result, it was found that the compound prepared in Comparative Example 8 was completely different from the chromium compound of Formula 1 prepared in Preparation Example 1. Further, it was found that the compound of Comparative Example 8 was insoluble in a hydrocarbon solvent.

비교예 9: 화학식 1의 구조를 갖지 않는 크롬화합물의 제조 Comparative Example 9: Preparation of chromium compound having no structure of formula (1)

2-에틸헥사노익산 대신에 시클로헥산카복실산을 사용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 실험하였다. 반응 진행 중에 탄화수소 용매에 용해되지 않는 군청색 겔이 형성되었다.The procedure of Production Example 1 was repeated except that cyclohexanecarboxylic acid was used instead of 2-ethylhexanoic acid. During the course of the reaction, a milky blue gel that did not dissolve in the hydrocarbon solvent was formed.

이를 통해, 비교예 9에서 제조된 화합물은 제조예 1에서 제조된 화학식 1의 크롬 화합물과 전혀 다른 화합물이 생성 되었음을 알 수 있었다. 또한, 비교예 9의 화합물은 탄화수소 용매에 대해 불용성임을 알 수 있었다.
As a result, it was found that the compound prepared in Comparative Example 9 was completely different from the chromium compound of Formula 1 prepared in Preparation Example 1. Further, it was found that the compound of Comparative Example 9 was insoluble in a hydrocarbon solvent.

물성 평가 방법Property evaluation method

(1) 활성(단위: Kg(1-헥센)/g(촉매(Cr))/hr): 얻어진 1-헥센의 질량을 측정하여 투입한 촉매 양으로 나눈 값.(1) Activity (unit: Kg (1-hexene) / g (catalyst (Cr)) / hr): The mass of 1-hexene obtained is divided by the amount of catalyst added.

(2) 화합물의 구조 확인: 비교예 5 내지 9에서 제조된 화합물에 대하여, 벤젠 어는점 내림 측정 및 원소분석을 수행하였다. 결과 값을 토대로, 제조예 1에서 얻어진 화학식 1의 구조와 일치하는지의 여부를 평가하였다. 화학식 1의 구조와 일치하는 경우는 「○」, 일치하지 않는 경우는 「Ⅹ」로 평가하여 하기 표 2에 기재하였다.(2) Identification of structure of compounds: For the compounds prepared in Comparative Examples 5 to 9, benzene free point measurement and elemental analysis were carried out. Based on the result, it was evaluated whether or not it was consistent with the structure of the formula (1) obtained in Preparation Example 1. The results are shown in Table 2 below. &Quot;? &Quot;

(3) 화합물의 안정성 평가: 제조예 1 및 비교예 5에서 제조된 화합물을, 각각 자일렌에 용해시킨 후 160℃에서 10 시간 동안 환류시켜 안정성을 평가하였다. 10시간 환류 후 색상 및 원소분석 결과에 변화가 거의 없는 경우는「○」, 10시간 환류 후 변성되어 색상 및 원소분석 결과가 크게 변하는 경우는 「Ⅹ」로 평가하여 하기 표 2에 기재하였다.(3) Evaluation of stability of compounds: The compounds prepared in Preparation Example 1 and Comparative Example 5 were respectively dissolved in xylene and refluxed at 160 DEG C for 10 hours to evaluate the stability. When there is little change in the color and elemental analysis results after 10 hours of reflux, the results are shown as "? &Quot;, and when the color and elemental analysis results are greatly changed after 10 hours of refluxing, the results are evaluated as " X "

실시예Example 비교예Comparative Example 66 77 88 99 1010 33 44 촉매 시스템Catalyst system 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 촉매량 (μmol)The amount of catalyst (μmol) 0.250.25 0.250.25 1.001.00 1.001.00 1.001.00 1.001.00 1.001.00 1-헥센 수득 양 (g)The amount of 1-hexene obtained (g) 6.96.9 7.17.1 5.65.6 12.412.4 6.46.4 7.27.2 3.23.2 활성
(Kg(1-헥센)/g(Cr)/h)
activation
(Kg (1-hexene) / g (Cr) / h)
10701070 1,1001,100 220220 500500 260260 280280 120120
2량체 C4 (wt%)Dimer C 4 (wt%) 4.264.26 0.700.70 0.240.24 3.213.21 0.860.86 0.520.52 1.001.00 3량체 C6 (wt%)The trimer C 6 (wt%) 88.0888.08 94.1294.12 92.3892.38 88.0888.08 93.6093.60 92.9792.97 93.0493.04 4량체 C8 (wt%)Tetramer C 8 (wt%) 0.290.29 0.480.48 0.390.39 0.390.39 0.320.32 0.380.38 0.640.64 5량체 C10 (wt%)Pentamer C 10 (wt%) 7.377.37 4.704.70 6.996.99 8.328.32 5.225.22 6.086.08 5.335.33 3량체 중 1-헥센 함량 (wt%)The content of 1-hexene in the trimer (wt%) 99.2199.21 98.4298.42 98.7798.77 98.298.2 98.5698.56 98.8598.85 97.7897.78 PE 수득 양 (mg)PE yield (mg) 2727 2727 3535 1717 66 3232 1111

제조예1Production Example 1 비교예5Comparative Example 5 비교예6Comparative Example 6 비교예7Comparative Example 7 비교예8Comparative Example 8 비교예9Comparative Example 9 화합물의 화학구조 확인Identification of chemical structure of compounds X X X X X 탄화수소용매에 대한 용해성Solubility in hydrocarbon solvents X X X X 화합물의 안정성평가Evaluation of the stability of the compound 우수Great 불량Bad -- -- -- --

상기 결과로부터, 본원 화학식 1의 크롬화합물 또는 화학식 2의 크롬계 촉매 전구체를 포함한 실시예 6 내지 10의 촉매 시스템은, 그렇지 않은 비교예 3 내지 4의 촉매 시스템에 비하여, 촉매 활성이 대폭(최대 4배) 향상되어 촉매 비용을 현격히 줄일 수 있음을 알 수 있었다. From the above results, the catalyst systems of Examples 6 to 10 containing the chromium compounds of Formula 1 or the chromium-based catalyst precursors of Formula 2 showed significantly higher catalytic activity than the catalyst systems of Comparative Examples 3 to 4 And the catalyst cost can be remarkably reduced.

또한, 실시예 6 내지 10의 촉매 시스템은 지방족 탄화수소 용매에서 촉매 제조가 가능하여, 지방족 탄화수소 용매에서 에틸렌을 3량화하기 위한 방향족 탄화수소 용매의 제거 과정이 필요 없고, 촉매 제조 시 침전물이 생성되지 않아 여과의 공정이 필요 없는 등 촉매 시스템 제조 공정이 단순하고 용이함을 알 수 있었다.  In addition, the catalyst systems of Examples 6 to 10 are capable of producing a catalyst in an aliphatic hydrocarbon solvent, so that there is no need to remove the aromatic hydrocarbon solvent for trimerization of ethylene in the aliphatic hydrocarbon solvent, And the catalyst system manufacturing process is simple and easy.

또한, 제조예 1과 같이 제조된 화학식 1의 구조를 갖는 크롬 화합물은 안정성이 우수하고, 탄화수소 용매에 대한 용해성이 우수하여, 촉매 시스템에 적용하기에 적합한 특성을 가짐을 알 수 있었다.In addition, it was found that the chromium compound having the structure of the formula (1) prepared in the same manner as in Production Example 1 is excellent in stability and solubility in hydrocarbon solvents and has characteristics suitable for application to a catalyst system.

반면, 비교예 5 내지 9와 같이 제조된, 본원 발명의 화학식 1의 구조를 가지지 않는 화합물들은, 점성 높아 촉매시스템에 적용하기 적합하지 않거나 탄화수소 용매에 불용성이고, 안정성이 낮음을 알 수 있었다.
On the other hand, it was found that the compounds having no structure of the formula 1 of the present invention prepared as in Comparative Examples 5 to 9 were highly viscous and thus unsuitable for use in a catalyst system or insoluble in a hydrocarbon solvent and low in stability.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (16)

하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물:
[화학식 1]
[{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O
A chromium compound represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
[{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O
하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물;
하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 및
하기 화학식 4로 표시되는 피롤 화합물; 의 반응물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매 시스템:
[화학식 1]
[{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O
[화학식 3]
(R2)nAl(X2)3-n
상기 화학식 3에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X2는 할로겐 원자이며, n의 평균값은 1 내지 3이다;
[화학식 4]
Figure pat00009

상기 화학식 4에서, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
A chromium compound represented by the following formula (1);
An aluminum compound represented by the following formula (3); And
A pyrrole compound represented by the following formula (4); ≪ / RTI > a catalyst system for olefin polymerization comprising:
[Chemical Formula 1]
[{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O
(3)
(R 2 ) n Al (X 2 ) 3-n
In Formula 3, R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X 2 is a halogen atom, and the average value of n is 1 to 3;
[Chemical Formula 4]
Figure pat00009

In Formula 4, R 3 , R 4 , R 5, and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
제2항에 있어서, 상기 알루미늄 화합물은 트리에틸알루미늄(Et3Al) 및 디에틸알루미늄클로라이드(Et2AlCl)의 혼합물이고;
상기 피롤 화합물은 2,5-디메틸피롤인 촉매 시스템.
The method of claim 2, wherein the aluminum compound is triethylaluminum (Et 3 Al) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) and mixtures thereof;
Wherein the pyrrole compound is 2,5-dimethylpyrrole.
제2항에 있어서, 상기 촉매 시스템은 제조(반응) 시 투입되는 상기 크롬 화합물 및 상기 알루미늄 화합물의 몰비(Cr:Al)가 1 : 10 내지 1 : 50인 올레핀 중합용 촉매 시스템.The catalyst system for olefin polymerization according to claim 2, wherein the catalyst system has a molar ratio (Cr: Al) of the chromium compound and the aluminum compound introduced at the time of production (reaction) in the range of 1:10 to 1:50. 제2항에 있어서, 상기 촉매 시스템은 제조(반응) 시 투입되는 상기 크롬 화합물과 상기 피롤 화합물의 몰비(크롬 화합물:피롤 화합물)가 1:1 내지 1:5 인 올레핀 중합용 촉매 시스템.3. The catalyst system for olefin polymerization according to claim 2, wherein the catalyst system has a molar ratio (chromium compound: pyrrole compound) of the chromium compound and the pyrrole compound introduced at the time of production (reaction) in the range of 1: 1 to 1: 하기 화학식 1로 표시되는 크롬 화합물;
하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 및
하기 화학식 5로 표시되는 알루미노-피롤 화합물; 의 반응물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매 시스템:
[화학식 1]
[{CH3(CH2)3CH(CH2CH3)CO2}2Cr(OH)]4·2H2O
[화학식 3]
(R2)nAl(X2)3-n
상기 화학식 3에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X2는 할로겐 원자이며, n의 평균값은 1 내지 3이다;
[화학식 5]
Figure pat00010

상기 화학식 5에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
A chromium compound represented by the following formula (1);
An aluminum compound represented by the following formula (3); And
An alumino-pyrrole compound represented by the following formula (5); ≪ / RTI > a catalyst system for olefin polymerization comprising:
[Chemical Formula 1]
[{CH 3 (CH 2 ) 3 CH (CH 2 CH 3 ) CO 2 } 2 Cr (OH)] 4 .2H 2 O
(3)
(R 2 ) n Al (X 2 ) 3-n
In Formula 3, R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X 2 is a halogen atom, and the average value of n is 1 to 3;
[Chemical Formula 5]
Figure pat00010

Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
제6항에 있어서, 상기 알루미늄 화합물은 트리에틸알루미늄(Et3Al) 및 디에틸알루미늄클로라이드(Et2AlCl)의 혼합물이고;
상기 화학식 5에서 R3 및 R6는 메틸기, R4 및 R5는 수소 원자, R2는 에틸기인 촉매 시스템.
7. The method of claim 6 wherein the aluminum compound is triethylaluminum (Et 3 Al) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) and mixtures thereof;
In the formula (5), R 3 and R 6 are methyl groups, R 4 and R 5 are hydrogen atoms, and R 2 is an ethyl group.
제6항에 있어서, 상기 촉매 시스템은 지방족 탄화수소 용매를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 올레핀 중합용 촉매 시스템.7. The catalyst system for olefin polymerization according to claim 6, wherein the catalyst system further comprises an aliphatic hydrocarbon solvent. 하기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체; 및
하기 화학식 3으로 표시되는 알루미늄 화합물; 의 혼합물을 포함하는 올레핀 중합용 촉매 시스템:
[화학식 2]
Figure pat00011

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X는 R2 또는 할로겐 원자이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
[화학식 3]
(R2)nAl(X2)3-n
상기 화학식 3에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X2는 할로겐 원자이며, n의 평균값은 1 내지 3이다.
A catalyst precursor represented by the following formula (2); And
An aluminum compound represented by the following formula (3); A catalyst system for olefin polymerization comprising:
(2)
Figure pat00011

Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is R 2 or a halogen atom, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms to be.
(3)
(R 2 ) n Al (X 2 ) 3-n
In the above formula (3), R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X 2 is a halogen atom, and the average value of n is 1 to 3.
제9항에 있어서, 상기 화학식 2에서, R2는 메틸 또는 에틸이고, X는 R2 또는 염소 원자이고, R3 및 R6는 메틸, R4 및 R5 는 수소 원자이다.[10] The method according to claim 9, wherein in Formula 2, R 2 is methyl or ethyl, X is R 2 or a chlorine atom, R 3 and R 6 are methyl, and R 4 and R 5 are hydrogen atoms. 제9항에 있어서, 상기 알루미늄 화합물은 트리에틸알루미늄(Et3Al) 및 디에틸알루미늄클로라이드(Et2AlCl)의 혼합물인 촉매 시스템.10. The method of claim 9, wherein the aluminum compound is triethylaluminum (Et 3 Al) and diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) mixture of the catalyst system. 제9항에 있어서, 상기 반응물은 촉매 전구체 및 알루미늄 화합물의 몰비(Cr:Al)가 1 : 10 내지 1 : 50인 올레핀 중합용 촉매 시스템.The catalyst system of claim 9, wherein the reactant has a molar ratio (Cr: Al) of a catalyst precursor and an aluminum compound of 1:10 to 1:50. 하기 화학식 2로 표시되는 촉매 전구체:
[화학식 2]
Figure pat00012

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, X는 R2 또는 할로겐 원자이고, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
A catalyst precursor represented by the following formula (2):
(2)
Figure pat00012

Wherein R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is R 2 or a halogen atom, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms to be.
제13항에 있어서, R2는 메틸 또는 에틸이고, X는 R2 또는 염소 원자이고, R3 및 R6는 메틸, R4 및 R5는 수소 원자인 촉매 전구체.The catalyst precursor according to claim 13, wherein R 2 is methyl or ethyl, X is R 2 or a chlorine atom, R 3 and R 6 are methyl, and R 4 and R 5 are hydrogen atoms. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 촉매 시스템과 탄소수 2 내지 10의 올레핀 단량체를 접촉시켜 올레핀 중합체를 제조하는 단계를 포함하는 올레핀 중합방법.A process for olefin polymerization comprising contacting an olefin polymer with a catalyst system according to any one of claims 2 to 12 and an olefin monomer having 2 to 10 carbon atoms. 제15항에 있어서, 상기 올레핀 단량체는 에틸렌이고, 상기 올레핀 중합체는 올레핀 3량체인 올레핀 중합방법.
The olefin polymerization process according to claim 15, wherein the olefin monomer is ethylene, and the olefin polymer is an olefin trimer.
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