RU2004114267A -
COMPOSITIONS OF METAL COMPLEXES AND THEIR APPLICATION AS CATALYSTS IN THE PRODUCTION OF POLYDIENES
- Google Patents
COMPOSITIONS OF METAL COMPLEXES AND THEIR APPLICATION AS CATALYSTS IN THE PRODUCTION OF POLYDIENES
Download PDF
Info
Publication number
RU2004114267A
RU2004114267ARU2004114267/04ARU2004114267ARU2004114267ARU 2004114267 ARU2004114267 ARU 2004114267ARU 2004114267/04 ARU2004114267/04 ARU 2004114267/04ARU 2004114267 ARU2004114267 ARU 2004114267ARU 2004114267 ARU2004114267 ARU 2004114267A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization
(AREA)
Claims (25)
1. Композиции металлокомплексных катализаторов, содержащие1. Compositions of metal complex catalysts containingа) по меньшей мере один комплекс металла в соответствии с формулой I) или формулой II);a) at least one metal complex in accordance with formula I) or formula II);b) по меньшей мере одно соединение-активатор;b) at least one activator compound;c) необязательно галогенидное соединение переходного металла;c) optionally a halide compound of a transition metal;d) необязательно модификатор катализатора;d) optionally a catalyst modifier;e) необязательно один (или несколько) неорганический(их) или полимерный(ых) материал(ов)-носитель(ей),e) optionally one (or several) inorganic (s) or polymer (s) carrier material (s),в которых формулы I) и II) соединений а) представляют собойin which formulas I) and II) of compounds a) are
где М представляет собой лантаноид или ванадий;where M is a lanthanide or vanadium;Z, Z1 и Z2 представляют собой двухвалентные мостиковые группы, соединяющие две группы, каждая из которых содержит атомы Р или N, где Z, Z1 и Z2, выбранные независимо друг от друга, представляют собой (CR112)j, или (SiR122)k, или (CR292)lO(CR302)m, или (SiR312)nO(SiR312)o, или 1,2-дизамещенную ароматическую циклическую систему, где заместители R11, R12, R29, R30, R31 и R32, выбранные независимо друг от друга, представляют собой водород или представляют собой группу, содержащую от 1 до 80 не являющихся водородом атомов, которая представляет собой гидрокарбил, галогензамещенный гидрокарбил или гидрокарбилсилил,Z, Z 1 and Z 2 are divalent bridge groups connecting two groups, each of which contains P or N atoms, where Z, Z 1 and Z 2 , selected independently from each other, are (CR 112 ) j , or (SiR 122 ) k , or (CR 292 ) l O (CR 302 ) m , or (SiR 312 ) n O (SiR 312 ) o , or a 1,2-disubstituted aromatic ring system, where the substituents R 11 , R 12 , R 29 , R 30 , R 31 and R 32 , selected independently from each other, are hydrogen or represent a group containing from 1 to 80 non-hydrogen atoms, which is hydrocarbyl, halogen substituted hydrocarbyl or hydrocarbylsilyl,R', R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, выбранные независимо друг от друга, все представляют собой группы R и представляют собой водород, или представляют собой группу, содержащую от 1 до 80 не являющихся водородом атомов, которая представляет собой гидрокарбил, галогензамещенный гидрокарбил, гидрокарбилсилил или гидрокарбилстаннил;R ', R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , R 20 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 , R 25 , R 26 , R 27 , R 28 , selected independently from each other, all represent groups R and represent hydrogen, or represent a group containing from 1 to 80 non-hydrogen atoms, which is hydrocarbyl, halogen-substituted hydrocarbyl, hydrocarbylsilyl or hydrocarbyl stannyl;[ER"p] представляет собой соединение, осуществляющее связь с нейтральным основанием Льюиса,[ER " p ] is a compound having a bond with a neutral Lewis base,E представляет собой атом кислорода, серы, азота или фосфора;E represents an atom of oxygen, sulfur, nitrogen or phosphorus;R" представляет собой атом водорода или представляет собой группу, содержащую от 1 до 80 не являющихся водородом атомов, которая представляет собой гидрокарбил, галогензамещенный гидрокарбил или гидрокарбилсилил;R "represents a hydrogen atom or represents a group containing from 1 to 80 non-hydrogen atoms, which is hydrocarbyl, halogenated hydrocarbyl or hydrocarbylsilyl;р равно 2, если Е представляет собой атом кислорода или серы; и р равно 3, если Е представляет собой атом азота или фосфора;p is 2, if E represents an oxygen or sulfur atom; and p is 3 if E is a nitrogen or phosphorus atom;q представляет собой число от нуля до шести;q is a number from zero to six;Х представляет собой галоген (фтор, хлор, бром или йод);X represents halogen (fluorine, chlorine, bromine or iodine);M' представляет собой металл из группы 1 или 2;M 'represents a metal from group 1 or 2;N, P, O, S представляют собой элементы из Периодической таблицы элементов;N, P, O, S are elements from the Periodic table of elements;b, c имеют значение ноль, 1, 2, 3, 4, 5 или 6;b, c are zero, 1, 2, 3, 4, 5, or 6;a, d, e, f имеют значение ноль, 1 или 2;a, d, e, f are zero, 1 or 2;g, h, i, r, s, t, u, v имеют значение ноль, 1, 2 или 3;g, h, i, r, s, t, u, v are zero, 1, 2, or 3;j, k, l, m, n, o имеют значение 1 или 2;j, k, l, m, n, o are 1 or 2;w, y, z представляют собой числа от 1 до 1000;w, y, z are numbers from 1 to 1000;сумма a + b + c + d + e + f + g + h + i + r + s + t + u + v меньше или равна 6, а сумма a + b + c + d + e + g + h + i + r + s + t + u + v равна 3, 4 или 5;the sum of a + b + c + d + e + f + g + h + i + r + s + t + u + v is less than or equal to 6, and the sum of a + b + c + d + e + g + h + i + r + s + t + u + v is 3, 4 or 5;где степень окисления атома металла М составляет от 0 до +6, иwhere the oxidation state of the metal atom M is from 0 to +6, andкомплекс металла может содержать не более одного типа лиганда, выбранного из следующей группы: R', (OR5) и X, и не могут содержать аллильный, бензильный или карбоксилатный лиганд, иa metal complex may contain no more than one type of ligand selected from the following group: R ', (OR 5 ) and X, and may not contain an allyl, benzyl or carboxylate ligand, andпо меньшей мере одно соединение-активатор b) выбрано из группы, включающей 1) фторированное или перфторированное три(арил)борное или -алюминиевое соединение, выбранное из трис(пентафторфенил)бора, трис(пентафторфенил)алюминия, трис(о-нонафторбифенил)бора, трис(о-нонафторбифенил)алюминия, трис[3,5-бис(трифторметил)фенил)]бора и трис[3,5-бис(трифторметил)фенил]алюминия; 2) полимерные алюмоксаны; 3) олигомерные алюмоксаны; 4) неполимерные, совместимые, некоординирующие, образующие ионы соединения (включая использование таких соединений в окислительных условиях).at least one activator compound b) is selected from the group consisting of 1) fluorinated or perfluorinated tri (aryl) boron or aluminum compound selected from tris (pentafluorophenyl) boron, tris (pentafluorophenyl) aluminum, tris (o-nonafluorobiphenyl) boron , tris (o-nonafluorobiphenyl) aluminum, tris [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl)] boron and tris [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] aluminum; 2) polymer aluminoxanes; 3) oligomeric aluminoxanes; 4) non-polymeric, compatible, non-coordinating, ion-forming compounds (including the use of such compounds under oxidizing conditions).2. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых по меньшей мере одно соединение-активатор включает неполимерное, совместимое, некоординирующее, образующее ион соединение, которое представляет собой аммониевую, фосфониевую, оксониевую, карбониевую, силилиевую, сульфониевую или ферроцениевую соль совместимого некоординирующего аниона.2. The metal complex catalyst compositions of claim 1, wherein the at least one activator compound comprises a non-polymer, compatible, non-coordinating, ion forming compound that is an ammonium, phosphonium, oxonium, carbonium, silylium, sulfonium or ferrocenic salt of a compatible non-coordinating anion .3. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых соединение-активатор b) содержит не полимерное, совместимое, не координирующее, образующее ион соединение, выбранное из группы, включающей соединение-активатор:3. The metal complex catalyst compositions of claim 1, wherein the activator compound b) comprises a non-polymer, compatible, non-coordinating, ion forming compound selected from the group consisting of an activator compound:(А) представленное общей формулой(A) represented by the general formula(L*-H)d+Ad- или(L * -H) d+ A d- or(В) которое представляет собой соль катиона-окислителя и не координирующего совместимого аниона, представленную формулой(B) which is a salt of an oxidizing cation and a non-coordinating compatible anion represented by the formula(Oxe+)d(Ad-)e, или(Ox e + ) d (A d- ) e , or(С) которое представляет собой соль иона силилия и некоординирующего совместимого аниона, представленную формулой(C) which is a salt of a silylium ion and a non-coordinating compatible anion represented by the formulaR3Si+A-R 3 Si + A -где L* представляет собой нейтральное основание Льюиса;where L * represents a neutral Lewis base;(L*-H)+ представляет собой кислоту Бренстэда;(L * -H) + is Bronstad acid;Oxe+ представляет собой катионный окисляющий агент, имеющий заряд е+;Ox e + is a cationic oxidizing agent having an e + charge;d принимает целые значения от 1 до 3;d takes integer values from 1 to 3;е принимает целые значения от 1 до 3;e takes integer values from 1 to 3;Ad- представляет собой некоординирующий совместимый анион, имеющий заряд d-,A d- is a non-coordinating compatible anion having a charge of d-,R представляет собой С1-10-гидрокарбил;R represents C 1-10 -hydrocarbyl;А- представляет собой некоординирующий совместимый анион, имеющий заряд -1; комбинации перечисленных выше соединений-активаторов.A - is a non-coordinating compatible anion having a charge of -1; combinations of the activator compounds listed above.4. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых комплекс металла в соответствии с формулами I) и II) содержит один из следующих атомов металла лантаноидный металл.4. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, in which the metal complex in accordance with formulas I) and II) contains one of the following metal atoms lanthanide metal.5. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых комплекс металла в соответствии с формулами I) и II) содержит неодим.5. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, in which the metal complex in accordance with formulas I) and II) contains neodymium.6. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, где только один из индексов a, b, c, d, e, g, h, i, r, s, t, u, v не равен нулю, а R1 идентичен R2; R3 идентичен R4; R14 идентичен R15; R25 идентичен R26; R27 идентичен R28.6. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, where only one of the indices a, b, c, d, e, g, h, i, r, s, t, u, v is not equal to zero, and R 1 is identical to R 2 ; R 3 is identical to R 4 ; R 14 is identical to R 15 ; R 25 is identical to R 26 ; R 27 is identical to R 28 .7. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых комплекс металла представляет собой один из следующих комплексов:7. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, in which the metal complex is one of the following complexes:
где Z представляет собой (CR2)2, (SiR2)2, (CR2)O(CR2), (SiR2)O(SiR2) или 1,2-дизамещенную ароматическую циклическую систему; R, R14, R17, R20, R23, R27, выбранные независимо друг от друга, представляют собой атом водорода, алкил, бензил, арил, силил, станнил; Х представляет собой атом фтора, хлора или брома; b, c равны 1 или 2; f равно 1 или 2; M' представляет собой Li, Na, K, иwhere Z represents (CR 2 ) 2 , (SiR 2 ) 2 , (CR 2 ) O (CR 2 ), (SiR 2 ) O (SiR 2 ) or a 1,2-disubstituted aromatic ring system; R, R 14 , R 17 , R 20 , R 23 , R 27 , selected independently from each other, represent a hydrogen atom, alkyl, benzyl, aryl, silyl, stannyl; X represents a fluorine, chlorine or bromine atom; b, c are 1 or 2; f is 1 or 2; M 'represents Li, Na, K, andгде M, R, X, Z имеют значения, определенные выше.where M, R, X, Z have the meanings defined above.8. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, где комплекс металла представляет собой один из следующих комплексов:8. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, where the metal complex is one of the following complexes:
где (C6H4) представляет собой 1,2-замещенный ароматический цикл, и Ме означает метил, Ph означает фенил, ТГФ(THF) означает тетрагидрофуран, а n является числом от 1 до 1000.where (C 6 H 4 ) represents a 1,2-substituted aromatic ring and Me means methyl, Ph means phenyl, THF (THF) means tetrahydrofuran, and n is a number from 1 to 1000.9. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, где комплекс металла получают реакцией трихлорида неодима, аддукта трихлорида неодима и диметоксиэтана, аддукта трихлорида неодима и триэтиламина или аддукта трихлорида неодима и тетрагидрофурана с одним из следующих соединений металла:9. The metal complex catalyst compositions of claim 1, wherein the metal complex is prepared by the reaction of neodymium trichloride, adduct of neodymium trichloride and dimethoxyethane, adduct of neodymium trichloride and triethylamine or adduct of neodymium trichloride and tetrahydrofuran with one of the following metal compounds:
10. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых соединение-активатор содержит метилалюмоксан (МАО) или модифицированный триизобутилалюминием метилалюмоксан или изобутилалюмоксан.10. The metal complex catalyst compositions of claim 1, wherein the activator compound contains methylaluminoxane (MAO) or triisobutylaluminum modified methylaluminoxane or isobutylaluminoxane.11. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.3, в которых соединение-активатор представлено следующей общей формулой11. The composition of the metal complex catalysts according to claim 3, in which the activator compound is represented by the following general formula(L*-H)d+Ad-,(L * -H) d+ A d- ,где L* и (L*-H)+ имеют значения, определенные в п. 2, и Ad- соответствует формулеwhere L * and (L * -H) + have the meanings defined in paragraph 2, and A d- corresponds to the formula[M*Q4],[M * Q 4 ],где M* представляет собой бор или алюминий в формальной степени окисления +3; и Q представляет собой гидрокарбильную, гидрокарбилокси-, фторированную гидрокарбильную, фторированную гидрокарбилокси- или фторированную силилгидрокарбильную группу, содержащую до 20 не являющихся водородом атомов, при условии, что не более чем одно из имеющихся Q представляет собой гидрокарбил; илиwhere M * represents boron or aluminum in a formal oxidation state of +3; and Q represents a hydrocarbyl, hydrocarbyloxy, fluorinated hydrocarbyl, fluorinated hydrocarbyloxy or fluorinated silyl hydrocarbyl group containing up to 20 non-hydrogen atoms, provided that no more than one of the available Q is hydrocarbyl; orсоединение-активатор представляет собой соль катионного окисляющего агента и некоординирующего совместимого аниона, представленную формулойthe activator compound is a salt of a cationic oxidizing agent and a non-coordinating compatible anion represented by the formula(Oxe+)d(Ad-)e,(Ox e + ) d (A d- ) e ,где Oxe+, d и е имеют те же значения, которые определены в п.2, а Ad- представляет собой тетракис(пентафторфенил)борат.where Ox e + , d and e have the same meanings as defined in claim 2, and A d- is tetrakis (pentafluorophenyl) borate.12. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.11, в которых каждое из имеющихся Q представляет собой фторированную арильную группу.12. The composition of the metal complex catalysts according to claim 11, in which each of the available Q represents a fluorinated aryl group.13. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых галогенидное соединение переходного металла с) присутствует в составе композиции и содержит атом металла группы 3-10, лантаноидный металл или актиноидный металл, связанный с одним-шестью атомами галогена, выбранными из группы, включающей атомы фтора, хлора, брома или йода.13. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, in which the transition metal halide compound c) is present in the composition and contains a metal atom of group 3-10, a lanthanide metal or actinoid metal bonded to one to six halogen atoms selected from the group including fluorine, chlorine, bromine or iodine atoms.14. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.13, в которых галогенидное соединение переходного металла с) представляет собой одно из следующих соединений: ScCl3, TiCl2, TiCl3, TiCl4, TiCl2*2LiCl, ZrCl2, ZrCl2*2LiCl, ZrCl4, VCl3, VCl5, CrCl2, CrCl3, CrCl5 и CrCl6.14. The metal complex catalyst compositions of claim 13, wherein the transition metal halide compound c) is one of the following compounds: ScCl 3 , TiCl 2 , TiCl 3 , TiCl 4 , TiCl 2 * 2LiCl, ZrCl 2 , ZrCl 2 * 2LiCl, ZrCl 4 , VCl 3 , VCl 5 , CrCl 2 , CrCl 3 , CrCl 5 and CrCl 6 .15. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.13, в которых галогенидное соединение переходного металла с) присутствует в составе композиции и представляет собой соединение, полученное реакцией галогенидного соединения переходного металла с) по пп.13 или 14 с основанием Льюиса.15. The metal complex catalyst composition of claim 13, wherein the transition metal halide compound c) is present in the composition and is a compound obtained by reacting the transition metal halide compound c) of paragraph 13 or 14 with a Lewis base.16. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.15, в которых галогенидное соединение переходного металла с) представляет собой соединение, полученное реакцией галогенидного соединения переходного металла с) по пп.13 или 14 с одним из соединений из числа н-бутиллития, трет-бутиллития, метиллития, диэтилмагния или этилмагнийгалогенида.16. The metal complex catalyst compositions of claim 15, wherein the transition metal halide compound c) is a compound obtained by reacting the transition metal halide compound c) of claims 13 or 14 with one of n-butyl lithium, tert-butyl lithium compounds, methyl lithium, diethyl magnesium or ethyl magnesium halide.17. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых необязательный модификатор катализатора d) присутствует в составе композиции и представляет собой нейтральную кислоту Льюиса, выбранную из С1-30-гидрокарбилзамещенных соединений группы 13 или их галогенированных (включая пергалогенированные) производных.17. The metal complex catalyst compositions of claim 1, wherein the optional catalyst modifier d) is present in the composition and is a neutral Lewis acid selected from C 1-30 hydrocarbyl substituted compounds of group 13 or their halogenated (including perhalogenated) derivatives.18. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.17, в которых необязательный катализатор модификатора d) выбран из (гидрокарбил)алюминиевых соединений и их галогенированных (в том числе пергалогенированных) производных, содержащих от 1 до 20 атомов углерода в каждой гидрокарбильной или галогенированной гидрокарбильной группе, где (гидрокарбил)алюминиевые соединения выбраны из соединений триалкилалюминия и алкилалюминийгидридов.18. The metal complex catalyst compositions of claim 17, wherein the optional modifier catalyst d) is selected from (hydrocarbyl) aluminum compounds and their halogenated (including perhalogenated) derivatives containing from 1 to 20 carbon atoms in each hydrocarbyl or halogenated hydrocarbyl group, where (hydrocarbyl) aluminum compounds are selected from trialkylaluminum and alkylaluminum hydrides.19. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.17, в которых соединение-активатор b) представляет собой соединение три(гидрокарбил)бора, содержащее от 1 до 20 атомов углерода в каждой гидрокарбильной группе, и модификатор катализатора d) представляет собой соединение триалкилалюминия, содержащее от 1 до 4 атомов углерода в каждой алкильной группе.19. The metal complex catalyst compositions of claim 17, wherein the activator compound b) is a tri (hydrocarbyl) boron compound containing from 1 to 20 carbon atoms in each hydrocarbyl group, and the catalyst modifier d) is a trialkyl aluminum compound containing from 1 to 4 carbon atoms in each alkyl group.20. Композиции металлокомплексных катализаторов по п.1, в которых материал-носитель е) присутствует в составе композиции и20. The composition of the metal complex catalysts according to claim 1, in which the carrier material e) is present in the composition andпредставляет собой глину, диоксид кремния, древесный уголь, графит, вспученную глину, набухший графит, углеродную сажу, слоистые силикаты или оксид алюминия.represents clay, silicon dioxide, charcoal, graphite, expanded clay, swollen graphite, carbon black, layered silicates or alumina.21. Способ получения полидиенов, отличающийся тем, что получение полидиенов проводят с использованием композиции металлокомплексных катализаторов по любому из предыдущих пунктов.21. The method of producing polydienes, characterized in that the production of polydienes is carried out using the composition of metal complex catalysts according to any one of the preceding paragraphs.22. Способ получения полидиенов по п.21, где мольное отношение соединения-активатора b) к центральному металлу в комплексе металла а) находится в интервале от 11:10 до 5000:1.22. The method of producing polydienes according to item 21, where the molar ratio of the activator compound b) to the central metal in the metal complex a) is in the range from 11:10 to 5000: 1.23. Способ получения полидиенов по п.21, где мольное отношение галогенидного соединения переходного металла с) к центральному металлу в комплексе металла а) находится в интервале от 1:100 до 1000:1.23. The method of producing polydienes according to item 21, where the molar ratio of the transition metal halide compound c) to the central metal in the metal complex a) is in the range from 1: 100 to 1000: 1.24. Способ получения полидиенов по п.21, где диолефиновый(е) мономер(ы) выбран(ы) из группы, включающей 1,3-бутадиен, изопрен (2-метил-1,3-бутадиен), 2,3-диметил-1,3-бутадиен, 1,3-пентадиен, 2,4-гексадиен, 1,3-гексадиен, 1,3-гептадиен, 1,3-октадиен, 2-метил-2,4-пентадиен, циклопентадиен, 2,4-гексадиен, 1,3-циклооктадиен, норборнадиен.24. The method of producing polydienes according to item 21, where the diolefin (e) monomer (s) is selected (s) from the group comprising 1,3-butadiene, isoprene (2-methyl-1,3-butadiene), 2,3- dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,4-hexadiene, 1,3-hexadiene, 1,3-heptadiene, 1,3-octadiene, 2-methyl-2,4-pentadiene, cyclopentadiene, 2,4-hexadiene, 1,3-cyclooctadiene, norbornadiene.25. Способ получения полидиенов по п.24, где отношение комплекса катализатора на носителе к материалу-носителю е) находится в интервале приблизительно от 0,5 до 100000.25. The method of producing polydienes according to paragraph 24, where the ratio of the catalyst complex on the carrier to the carrier material e) is in the range from about 0.5 to 100000.
RU2004114267/04A2001-10-122002-10-07
COMPOSITIONS OF METAL COMPLEXES AND THEIR APPLICATION AS CATALYSTS IN THE PRODUCTION OF POLYDIENES
RU2004114267A
(en)
Novel fourth group transition metal compound having cyclopentadienyl ligand, method of preparing compound, and method of preparing olefin polymer using compound