WO2003048176A1 - Catalyst for producing (co)polymers of (meth)acrylic compounds - Google Patents

Catalyst for producing (co)polymers of (meth)acrylic compounds Download PDF

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WO2003048176A1
WO2003048176A1 PCT/EP2002/012309 EP0212309W WO03048176A1 WO 2003048176 A1 WO2003048176 A1 WO 2003048176A1 EP 0212309 W EP0212309 W EP 0212309W WO 03048176 A1 WO03048176 A1 WO 03048176A1
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WO
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general formula
groups
complex
iiia
rare earth
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Application number
PCT/EP2002/012309
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hans GÖRLITZER
Dorothea Staschik
Alfons Kress
Original Assignee
Röhm GmbH & Co. KG
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F17/00Metallocenes

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds and of methacrylic compounds.
  • the invention further relates to a method for producing a catalyst for a method for producing polymers and / or copolymers of acrylic compounds and of methacrylic compounds.
  • the invention is directed to a process for the preparation of polymers and / or copolymers with high syndiotacticity and narrow molecular weight distribution, in which novel lanthanoidocene complexes are very effectively used for the polymerization or copolymerization of acrylic compounds and methacrylic compounds.
  • the technology requires polymerization processes that allow the targeted control of the molecular weight and in particular the molecular weight distribution.
  • the corresponding polymerization processes should be as insensitive as possible to impurities of any kind, so that a time-consuming and costly cleaning of the components to be used is, if possible, not necessary and large-scale implementation of the process is made possible.
  • the object of the present invention was to provide an efficient process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds, which permits the use of catalysts which are easy to prepare and handle.
  • the new method should, in particular, enable the production of polymer strands with a high syndiotacticity and a narrow molecular weight distribution M w / M n , preferably ⁇ 1.5.
  • the method should be simple, inexpensive and can be carried out on an industrial scale. Furthermore, the process of the invention should be able to be carried out under conditions of pressure, temperature and solvent which make technical implementation easier.
  • the task was solved by the provision of a new catalyst complex.
  • the catalyst complex contains synthetically much simpler and cheaper to produce ligands than the Cp * already known in the prior art.
  • the new catalyst complex has good polymerization properties.
  • the homo-polymethyl methacrylate (PMMA) produced has a lower isotactic content at a higher polymerization temperature (+ 5 ° C.) than that produced with [Cp 2 Y ( ⁇ -Me)] 2 (Yasuda et al., Macromolecules, 1993, 26, 7134 - 7143) with comparable syndiotacticity.
  • R 1 is hydrogen or (-CC 20 ) alkyl
  • R 2 stands for CSR 3 or COR 3 , where
  • R 3 is OR 4 , SR 4 or NR 4 R 5 , where
  • R 4 and R 5 are independently the same or different 1 to 20
  • alkyl, cycloalkyl or aryl groups optionally one or more CC double bonds, CC triple bonds, tertiary amino groups, carboxylalkyl groups, carboxycarbonylalkyl groups, N, N-dialkylated amide groups, N-arylated-N-alkylated amide groups, keto groups, epoxy groups, ether groups, May contain acetal groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thioether groups, tertiary phosphine groups, alkyl dialkoxysilyl groups, dialkyl phosphonate groups and trialkyl phosphate groups,
  • Cp denotes an unsubstituted or substituted cyclopentadienyl group
  • Ln represents a rare earth metal in the +3 oxidation state
  • R 6 denotes an amide ligand capable of forming agostic interactions, the amide ligand being a
  • R 9 represents a linear or branched alkyl radical, a cycloalkyl radical or an aromatic radical, where the cycloalkyl radical can be substituted by one or more alkyl groups and n represents an integer greater than or equal to 1,
  • the process according to the invention is largely insensitive to impurities which are present in the solvent and / or in the monomer, so that their careful cleaning before the polymerization is no longer absolutely necessary. This is particularly surprising because the catalyst complexes known to date from the prior art are extremely sensitive to the presence of impurities, for example the conversion, the rate and the selectivity of the polymerization decrease. Therefore, careful removal of even the smallest amounts of impurities is generally essential to carry out the previously known polymerization processes.
  • the main features of this method are disclosed in German Patent Application No. 101 44 140.1.
  • the invention enables the achievement of polymer strands with high syndiotacticity.
  • the polymers or copolymers obtainable by the process according to the invention have a narrow molecular weight distribution, preferably ⁇ 1.5.
  • copolymers which can be prepared by the process according to the invention can be controlled well and reproducibly in their composition.
  • organometail rare earth metal (III) complexes to be used according to the invention as catalyst precursors ensure the freedom from alkali metal complexes due to their synthesis route.
  • the catalyst stages to be used in the polymerization process according to the invention are accessible by simple synthesis routes.
  • acrylic compounds of the formula (I) can be polymerized.
  • the method according to the invention allows the polymerization of one type of monomer or the copolymerization of more than one type of monomer, be it in a mixture or sequentially. This makes homopolymers, statistical (random) copolymers or block copolymers accessible.
  • R 1 is hydrogen or a (-C 20 ) alkyl, advantageously a (C 20 ) alkyl, preferably a (C 8 ) alkyl, in particular a (C 1 -C 8 ) alkyl.
  • Monomers in which R 1 is a methyl group are most preferably used in the process of the invention.
  • R 2 in formula (I) stands for CSR 3 or COR 3 , so that the compounds polymerizable according to the invention include acrylic carbonyl compounds and acrylic thiocarbonyl compounds.
  • R 2 in the formula (I) is particularly advantageously COR 3 .
  • R 3 means OR 4 , SR 4 or NR 4 R 5 , preferably OR 4 or SR 4 , particularly preferably OR 4 .
  • R 4 and R 5 in turn independently of one another are identical or different for linear or branched alkyl, cycloalkyl or aryl groups, each having 1 to 20 carbon atoms. They can optionally contain one or more CC double bonds, CC triple bonds, tertiary amino groups, carboxylalkyl groups, carboxycarbonylalkyl groups, N, N-dialkylated amide groups, N-arylated- N-alkylated amide groups, keto groups, epoxy groups, ether groups, acetal groups, sulfonyl groups, Contain sulfinyl groups, thioether groups, tertiary phosphine groups, alkyl dialkoxysilyl groups, dialkyl phosphonate groups and trialkyl phosphate groups.
  • Alkyl acrylates derived from saturated linear or branched alcohols such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert.-butyl acrylate, pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl acrylate, n-acrylate, Tetradecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc .;
  • Alkyl acrylates derived from unsaturated alcohols such as. B. Olyl acrylate, 2-propynyl acrylate, allyl acrylate, vinyl acrylate, etc .;
  • Amides of acrylic acid such as N, N-bis (2-diethylaminoethyl) acrylamide, N-methyl-N-phenylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide;
  • Amino alkyl acrylates such as tris (2-methacryloxyethyl) amine, 3-diethylaminopropyl acrylate;
  • Aryl acrylates such as nonylphenyl acrylate, benzyl acrylate, phenyl acrylate, where the aryl radicals can in each case be unsubstituted or up to four times substituted; carbonyl-containing acrylates, such as 2-carboxyethyl acrylate, carboxymethyl acrylate, N- (2-acryloyloxyethyl) -2-pyrrolidinone, N- (3-acryloyloxypropyl) -2-pyrrolidinone, N-acryloylmorpholine, acetonylacrylate, N-acryloyl-2-pyrrolidinone;
  • Cycloalkyl acrylates such as 3-vinylcyclohexyl acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl acrylate, bornyl acrylate, cyclopenta-2,4-dienyl acrylate, isobornyl acrylate, 1-methylcyclohexyl acrylate;
  • Glycol diacrylates such as 1, 4-butanediol diacrylate, methylene diacrylate, 1, 3-butanediol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 2,5-dimethyl-1, 6-hexanediol diacrylate, 1, 10-decanediol diacrylate, 1, 2-propanediol diacrylate diacrylate, diethylene glycol;
  • Acrylates of ether alcohols such as tetrahydrofurfuryl acrylate, vinyloxyethoxyethyl acrylate, methoxyethoxyethyl acrylate, 1-butoxypropyl acrylate, 1-methyl- (2-vinyloxy) ethyl acrylate, cyclohexyloxymethyl acrylate, methoxymethoxyethyl acrylate, benzylethymethyl acrylate, benzyloxymethyl acrylate, Ethoxyethoxymethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, allyloxymethyl acrylate, 1-ethoxybutyl acrylate, methoxymethyl acrylate, 1-ethoxyethyl acrylate, ethoxymethyl acrylate;
  • Oxiranyl acrylates such as 10,11-epoxyundecyl acrylate, 2,3-epoxycyclohexyl acrylate, 2,3-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, glycidyl acrylate;
  • Phosphorus and / or silicon-containing acrylates such as 2- (dibutylphosphono) ethyl acrylate, 2- (dimethylphosphato) propyl acrylate, methyldiethoxyacryloylethoxysilane, 2- (ethylenephosphito) propylacrylate, dimethylphosphinoyl acrylate, diethylphosphonophonophylacrylate, dietl; sulfur-containing acrylates, such as ethylsulfinylethyl acrylate, ethylsulfonylethyl acrylate, methylsulfinylmethyl acrylate, bis (acryloyloxyethyl) sulfide;
  • Triacrylates such as trimethyloylpropane triacrylate
  • Alkyl methacrylates derived from saturated linear or branched alcohols such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert.-butyl methacrylate, pentyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-decyl methacrylate, Tetradecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, etc .;
  • Alkyl methacrylates derived from unsaturated alcohols such as. B. oleyl methacrylate, 2-propynyl methacrylate, allyl methacrylate, vinyl methacrylate, etc .; Amides of methacrylic acid, such as N, N-bis (2-
  • Aminoalkyl methacrylates such as tris (2-methacryloxyethyl) amine, 3-diethylaminopropyl methacrylate;
  • Aryl methacrylates such as nonylphenyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, it being possible for the aryl radicals to be unsubstituted or substituted up to four times; carbonyl-containing methacrylates, such as 2-carboxyethyl methacrylate, carboxymethyl methacrylate, N- (2-methacryloyloxyethyl) -2-pyrrolidinone, N- (3-methacryloyloxypropyl) -2-pyrrolidinone, N-methacryloylmorpholine, acetonyl methacrylate, N-methacryloyl-2-pyrrolidinone
  • Cycloalkyl methacrylates such as 3-vinylcyclohexyl methacrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate, bomyl methacrylate, cyclopenta-2,4-dienyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 1-methylcyclohexyl methacrylate;
  • Glycol dimethacrylates such as 1,4-butanediol dimethacrylate, methylene dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 2,5-dimethyl-1, 6-hexanediol dimethacrylate, 1, 10-decanediol dimethacrylate, 1, 2-propanediol dimethacrylate, ethylenedimethacrylate;
  • Methacrylates of ether alcohols such as tetrahydrofurfuryl methacrylate, vinyloxyethoxyethyl methacrylate, methoxyethoxyethyl methacrylate, 1 - butoxypropyl methacrylate, 1-methyl- (2-vinyloxy) ethyl methacrylate, cyclohexyloxymethyl methacrylate, methoxymethoxyethyl methacrylate, ethoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy me
  • Oxiranyl methacrylates such as 10,11-epoxyundecyl methacrylate, 2,3-epoxycyclohexyl methacrylate, 2,3-epoxybutyl methacrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, glycidyl methacrylate;
  • Phosphorus and / or silicon-containing methacrylates such as 2- (dibutylphosphono) ethyl methacrylate, 2- (dimethylphosphato) propyl methacrylate, methyldiethoxymethacryloylethoxysilane, 2- (ethylenephosphito) propyl methacrylate, dimethylphosphinomethyl methacrylate,
  • Trimethacrylates such as trimethyloylpropane trimethacrylate.
  • R 1 is (-C 4 ) alkyl and R 2 is COR 3 , where R 3 are OR 4 and R 4 are (-C 8 ) alkyl.
  • exoolefinic acrylic compounds which are characterized in that R 1 and R 4 are fused to a cyclic ester or amide, 5, 6 and 7-membered heterocycles being particularly preferred.
  • process modifications which are characterized in that compounds of the general formula (I) are used in which R 1 is methyl and R 2 is COR 3 , where R 3 is OR 4 and R 4 (dC 4 ) alkyl are.
  • methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, 1, 1-diphenylmethyl methacrylate, triphenylmethyl methacrylate, methyl- ⁇ -ethyl acrylate, ethyl- ⁇ -ethyl acrylate and methyl ⁇ -acrylate has been used in the process according to the invention.
  • propyl acrylate, in particular methyl methacrylate R 1 is methyl and R 2 for COOCH 3 ) has been found to be particularly advantageous.
  • (-C 4 ) alkyl is an unbranched or branched hydrocarbon radical having one to four carbon atoms, such as, for example, methyl, ethyl or propyl - To understand isopropyl, 1-butyl, 2-butyl-2-methylpropyl or tert-butyl radical;
  • (-CC 8 ) alkyl the aforementioned alkyl radicals, and for example the pentyl, 2-methylbutyl, 1, 1-dimethylpropyl, hexyl, heptyl, octyl, iso-octyl or the 1,1,3,3-tetramethylbutyl residue;
  • (C 1 -C 2 o) alkyl the abovementioned alkyl radicals, and for example the nonyl, 1-decyl, 2-decyl, undecyl, dodecyl, pentadecyl or eicosyl radical;
  • cycloalkyl a cyclic radical having 3 to 20 carbon atoms, preferably a (C 3 -C 8 ) cycloalkyl radical, more preferably a (C 3 -C 5 ) cycloalkyl radical;
  • alkylaryl radicals such as diphenylmethyl or triphenylmethyl
  • (-C-C4) alkylthio- (C 1 -C 4 ) alkyl "for example methylthiomethyl, ethylthiomethyl, propylthiomethyl, 2-methylthioethyl, 2-ethylthioethyl or 3-methylthiopropyl;
  • aryl is an isocyclic aromatic radical having preferably 6 to 14, in particular 6 to 12, carbon atoms, such as, for example, phenyl, naphthyl or biphenyl, preferably phenyl;
  • alkenyl means an alkyl radical with at least one C — C double bond, such as oleyl, allyl or vinyl;
  • alkynyl an alkyl radical with at least one C-C triple bond, such as 2-propynyl
  • N, N-dialkylaminoalkyl radicals such as N, N-diethylaminoethyl
  • N-alkyl-N-arylaminoalkyl such as N-methyl-N-phenyl
  • alkylcarbonylalkyl such as acetonyl
  • alkenylcycloalkyl radicals, such as vinylcyclohexyl
  • alkylcycloalkyl such as trimethylcyclohexyl
  • alkoxyalkyl such as ethoxyethyl or butoxypropyl
  • epoxyalkyl radicals such as 2,3-epoxybutyl or 10,11-epoxyundecyl
  • dialkylphosphinoalkyl radicals such as dimethylphosphinomethyl
  • alkylphosphitoalkyl radicals such as diethylphosphitoethyl
  • dialkylphosphatoalkyl radicals such as diethylphosphatoethyl
  • alkylsulfinylalkyl radicals, such as methylsulfinylmethyl
  • alkylsulfonylalkyl radicals, such as ethylsulfonylethyl
  • alkylthioalkyl such as the methyl or the ethylthioethyl group
  • alkyldialkoxysilylalkyl radicals, such as methyldiethoxysilyl
  • the compounds of the formula (I) are reacted in the presence of a catalytically active structure, ie oligomerized or polymerized.
  • the catalytically active structure is obtainable in situ from at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) and at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID).
  • the compounds of the formulas (II) and (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) can be understood as catalyst precursors. These are compounds which are capable of forming catalytically active structures in the polymerization system.
  • the compounds of the general formula (II) which are used in the present invention can in principle be referred to as metallocene complexes, which are preferably achiral.
  • Ln denotes a rare earth metal in the +3 oxidation state.
  • These include the metals of the lanthanide group with atomic numbers 57 to 71 in the periodic table of the elements as well as yttrium (Y, atomic number 39) and scandium (Sc, atomic number 21).
  • the designation Ln in the formula (II) includes the metals La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and Y and Sc.
  • lanthanum, cerium, neodymium, samarium, ytterbium, lutetium and yttrium are particularly preferred for complex compounds which are particularly useful for the process of the invention.
  • Yttrium, lanthanum, neodymium, samarium, ytterbium and lutetium are also of particular interest for certain compounds of the formula (II).
  • Very particularly useful results in the polymerization of compounds of the formula (I), preferably methyl methacrylate (MMA), are achieved with lanthanum and yttrium as Ln.
  • Cp represents an unsubstituted or a substituted cyclopentadienyl group.
  • the Cp radical is coordinated as an electron-donating ligand to the component Ln of the compound of the general formula (II).
  • the complex compounds of formula (II) essentially have two ligands Cp.
  • Preferred substituents on the cyclopentadienyl radical include, inter alia, silyl alkyl radicals having one to 20 carbon atoms, preferably one to eight carbons, aryl radicals having five to 20 carbon atoms, preferably 6 carbon atoms, where a cyclopentadienyl ring can have up to five substituents.
  • cyclopentadienyl radicals can carry one or more substituents of the formula (R 7 ).
  • n in formula (IV) can mean one, two or three.
  • R 7 can have the following meanings:
  • R 7 Si (R 8 ) 3 , where:
  • R 8 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as the methyl group, the ethyl group, the propyl group, the isopropyl group, the butyl group, the isobutyl group, the tert. Butyl group, the pentyl group or the hexyl group, at least one R 8 must be different hydrogen.
  • the methyl group is preferred. 1,3-bis (trimethylsilyl) cyclopentadiene is particularly preferred as the ligand of the formula (IV).
  • a catalytically active structure which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex, in which the two cyclopentadienyl rings are bridged and represent a double-negatively charged ligand.
  • ligands can be represented by the formula (IIA) [(Cp) A (Cp)] LnR 6 (IIA), wherein Cp, Ln and R 6 have the meaning given above and A is a radical bridging the two Cp units.
  • the residue A is covalently bound to the two residues Cp.
  • Fragment A therefore has the role of a spacer.
  • Fragments containing Si, Ge or C are preferred. Fragments of Si or C are particularly useful.
  • A (CH 3 ) 2 Si gives the best results.
  • R 6 in the compound of the formula (II) or formula (IIA) denotes an amide ligand capable of forming agostic interactions.
  • ligands capable of forming agostic interactions is to be understood here as a ligand, residue or fragment which can also coordinate the metal center sterically or electronically via a non-covalent, weak bond.
  • the radical R 6 can be capable of forming a mono- or diagostic interaction with the metal center.
  • “monoagostic” interaction here means an interaction in which the ligand R 6 additionally interacts with the metal center via a further ligand fragment, so to speak forms a bidentate ligand ( ⁇ 2 coordination), while “diagostic” interaction such an interaction is understood in which the ligand R 6 additionally via two further ligand fragments interacts with the metal center (R 6 as a tridentate ligand, ⁇ 3 coordination).
  • SiH "CH” and “SiCH3" ligand fragments are particularly capable of agostic interaction.
  • the same amide ligand can interact mono- or diagostically. So z.
  • the [N (SiHMe2) 2] ligand in (C ⁇ Me4H) 2-Y- N (SiHMe2) 2 exhibits a monoagostic interaction with the yttrium center, while in (C5Me4-SiMe2-C5Me4) 2 -La-N (SiHMe2) 2 is bound diagostically.
  • lanthanoidocenamide complexes are particularly preferred which contain 1,3-bis (trimethylsilyl) cyclopentadiene cyclopentadienyl ligands or two similarly substituted, non-bridged cyclopentadienyl ligands, since these complexes support the highly syndiotactic polymerization of acrylic and methacrylic acid esters.
  • Residues R 6 which are able to perform the interaction required in the context of the invention, include, among others, simply negatively charged residues of the formula (") NR 7 R 8 , in which R 7 and R 8 independently of one another are identical or different (-C 2 O ) -Alkyl, cycloalkyl, (dC 4 ) -alkylthio- (CrC 4 ) -alkyl, alkylaryl or aryl, R 7 and R 8 are preferably independently of one another identical or differently branched alkyl radicals having three to four carbon atoms, such as isopropyl, or Dialkylsilyl radicals in which the alkyl radicals have one to four carbon atoms, the same or different from one another, such as the dimethylsilyl or also the methylethylsilyl radical
  • the radicals R 7 and R 8 are also particularly advantageous from one another, for example R 7 an isopropyl radical and R 8 a dimethylsilyl radical
  • the compounds of the general formula (II) are accessible according to new synthetic routes.
  • the complexes of the formula (II) can be synthesized according to an amine elimination from free protonated ligand, usually a substituted cyclopentadienyl ligand of the formula [CpH] or [HCp-A-CpH], and a rare earth damide (Equation 1).
  • This synthesis route according to the invention ensures the use of alkali metal complex (at complex) free catalyst precursors.
  • the complexes thus obtained can be used without further purification / isolation in the context of the present invention.
  • Monohalosilane can be obtained in the second reaction step by a dihalosilane.
  • the lanthanoidocenamide complexes obtained according to Scheme 3 in high yields can either be used after isolation by recrystallization in the purest form (spectroscopic and structural characterization) or directly as the toluene solution thus obtained without further purification in the context of the present invention.
  • the possibly incompletely converted reactant compounds Ln [N (SiHMe2) 2] 3 (thf) ⁇ and cyclopentadiene are polymerization-inactive.
  • the amine liberated in the reaction is characterized by poor complexation behavior owing to its steric nature and can therefore compete poorly with the monomer for the active center. They can be used for polymerization directly in this "amidic" form.
  • At least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is required to produce the structure which is effective according to the invention.
  • the metal organyl compound of the general formula (IIIA) includes boron and aluminum alkyls, cycloalkyls and aryls.
  • the metal organyl compound of the general formula (IIIB) and (IIIC) comprise alumoxanes, the formula (IIIB) describing the cyclic form and the formula (IIIC) the linear form.
  • the metal organyl compound of the general formula (IIID) includes zinc alkyls, cycloalkyls and aryls.
  • Met denotes AI or B, preferably AI.
  • the R 9 radical represents a linear or branched alkyl radical, a cycloalkyl radical or an aryl radical. Linear or branched alkyl radicals are particularly preferred according to the invention. R 9 preferably has 1 to 12, advantageously 1 to 8, in particular 1 to 4, carbon atoms. Methyl, ethyl and isobutyl groups have proven to be particularly useful.
  • the index n is an integer greater than or equal to 1, preferably between 1 and 20.
  • the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) can be used individually or as a mixture of several metal organanyl compounds of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) can be used.
  • metal organyl compounds of the general formula (IIIA) are preferred.
  • Particularly suitable metal organyl compounds of the general formula (IIIA) include boron trimethyl, boron triethyl, boron tri-n-propyl, boron triisopropyl, boron tri-n-butyl, boron triisobutyl, aluminum trimethyl, aluminum triethyl, aluminum tri-n-propyl, aluminum triisopropyl, aluminum tri-n-butyl and aluminum triisobutyl in particular aluminum trimethyl, aluminum triethyl and aluminum triisobutyl.
  • the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is advantageously larger in a molar excess of greater than 2: 1, preferably greater than 4: 1 than 6: 1, each based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) used.
  • the catalytically active structure is generally in a concentration in the range from 10 '5 mol / l to 3 mol / l, preferably in the range from 10 "4 mol / l to 10 " 1 mol / l and particularly preferably in the range from 10 " 3 mol / l to 10 "2 mol / l are used without any limitation.
  • the corresponding information relates to the Ln contained in the catalytically active structure.
  • the molecular weight of the polymer results from the ratio of catalytically active structure to monomer if the entire monomer is reacted. This ratio is preferably in the range from 10 "6 to 1 to 0.5 to 1, particularly preferably in the range from 10 " 4 to 1 to 10 "2 to 1.
  • the structure according to the invention preferably takes place in the presence of a non-polar solvent, expediently in a homogeneous system.
  • the dielectric constant which is preferably ⁇ 4, preferably ⁇ 3 and very particularly preferably ⁇ 2, can serve as a measure of the polarity of the solvent. 5. This value is determined at 20 ° C., the person skilled in the art finding valuable information regarding the measurement in Ulimanns Encyklopadie der Technische Chemie, 1966, Volume II / 2, pages 455 to 479.
  • Particularly suitable solvents include hydrocarbon solvents, especially aromatic solvents such as toluene, mesitylene, benzene, 1, 2-xylene, 1, 3-xylene and 1, 4-xylene, saturated hydrocarbons, such as cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane , Dodecan, which can also be branched, mineral oils and synthetic oils. Toluene, mesitylene, benzene, 1, 2-xylene, 1, 3-xylene and 1, 4-xylene are particularly preferred. According to the invention, the solvents can be used individually and as a mixture.
  • aromatic solvents such as toluene, mesitylene, benzene, 1, 2-xylene, 1, 3-xylene and 1, 4-xylene
  • saturated hydrocarbons such as cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane , Dodecan, which can also be branched, mineral oils and
  • Mineral oils are known per se and are commercially available. They are generally obtained from petroleum or crude oil by distillation and / or refining and, if appropriate, further purification and upgrading processes, the term mineral oil in particular referring to the higher-boiling proportions of the crude or petroleum. In general, the boiling point of mineral oil is higher than 200 ° C, preferably higher than 300 ° C, at 5000 Pa. It is also possible to produce by smoldering shale oil, coking hard coal, distilling with the exclusion of air from brown coal and hydrogenating hard coal or brown coal. To a small extent, mineral oils are also made from raw materials of vegetable (e.g. jojoba, rapeseed) or animal (e.g. claw oil) origin.
  • vegetable e.g. jojoba, rapeseed
  • animal e.g. claw oil
  • mineral oils have different proportions of aromatic, cyclic, branched and linear hydrocarbons depending on their origin. Valuable information on mineral oils can be found, for example, in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 th Edition on CD-ROM, 1997, keyword "lubricants and related products”.
  • Synthetic oils include organic esters, organic ethers such as silicone oils, and synthetic hydrocarbons, especially polyolefins. They are usually somewhat more expensive than mineral oils, but have advantages in terms of their performance. For clarification, reference should be made to the 5 API classes of the base oil types (API: American Petroleum Institute), whereby these base oils can be used particularly preferably as solvents.
  • the solvents are used before and / or during the polymerization, preferably in an amount of from 1 to 99% by weight, particularly preferably from 5 to 95% by weight and entirely particularly preferably from 10 to 60% by weight, based on the total weight of the mixture.
  • the temperatures at which the polymerization reactions are carried out are generally between -100 ° C. or the solidification point and the boiling point of the solvent used. Temperatures between -50 ° C and +100 ° C are preferred, particularly preferably between -40 ° C and +50 ° C, even more preferably between - 20 ° C and +25 ° C.
  • the process according to the invention shows a significantly reduced sensitivity to impurities.
  • the polymerization reaction of the invention may be carried out under conditions which make undesired termination difficult.
  • the exclusion of moisture is particularly favorable.
  • the polymerization reaction is preferably carried out under an inert gas atmosphere (nitrogen and / or argon).
  • step (c) the one or more compound (s) of the formula (I), preferably likewise in a mixture with the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID), are in substance or as a solution to add the resulting mixture from step (b) batchwise or continuously.
  • the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is used in an amount such that the sum of those used in step (a) and optionally in step (b) Amounts of the at least one organometallic compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) a molar excess of greater than 2: 1, preferably greater than 4: 1, advantageously greater than 6: 1, each based on the amount of at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) used in step (a).
  • the polymerization reaction according to the invention is a "living" polymerization and can thus be used for the production of block copolymers.
  • the polymerization leads to the consumption of the monomers of the formula (I) and can be stopped early by adding terminating agents.
  • the termination reaction can also be used for labeling or Functionalization of the polymers or copolymers are used, and demolition agents are protic, deuteric or tritiated substances, such as alcohols, preferably methanol.
  • the product obtained can be processed further or isolated (precipitation, rotation and the like).
  • the invention also relates to polymers or copolymers which can be obtained by the process of the invention and which are distinguished by a high
  • syndiotacticity based on the 1 H-NMR analysis of the ⁇ -CH3 groups, distinguished.
  • the syndiotacticity is preferably rr> 40%, particularly preferably rr> 80% and very particularly preferably rr> 96%.
  • the polymers and / or copolymers produced in the context of the invention generally have a molecular weight in the range from 1,000 to 1,000,000 g / mol, preferably in the range from 5 * 10 3 to 500 * 10 3 g / mol and particularly preferably in the range from 10 * 10 3 to 300 * 10 3 g / mol, without any limitation. These values are based on the weight average molecular weight of the polydisperse polymers in the composition.
  • polymers with a narrow molecular weight distribution can be produced.
  • Polymers and / or copolymers obtained by the process according to the invention preferably have a polydispersity, which is given by M w / M n , in the range from 1 to ⁇ 1.5, suitably 1 to ⁇ 1.4, preferably 1 to 1, 3, particularly preferably 1 to ⁇ 1, 2 and particularly preferably 1, 01 to ⁇ 1, 1.
  • the molecular weight distributions were determined via SEC (device configuration: ThermoQuest equipped with SEC columns (10 6 ⁇ , 10 5 ⁇ ; each 10 ⁇ m from Polymer Laboratories). Helium-degassed THF was used as eluent. The molecular weights were against polystyrene (Polymer Laboratories) The (triad) tacticities were recorded from 1 H-NMR spectra (FT; 500 MHz; 1 H), recorded at ambient temperature in CDCI 3 , with evaluation of the ⁇ -CH 3 signals calculated. The monomer ratio was also determined by NMR spectroscopy. The DSC measurements were carried out under nitrogen at a heating rate of 10 K / min in the range 20-160 or 220 ° C. (Mettler DSC 820 device).
  • the ligand bis (trimetylsilyl) cyclopentadiene used in the present invention was obtained commercially from Aldrich.
  • a suitable base e.g. sodium hydride, butyllithium, etc.
  • the product is dissolved in 150 ml of dichloromethane, the polymerization is stopped by adding 100 ml of methanol, and the solvent is then removed in vacuo on a rotary evaporator.
  • the PMMA formed is obtained in quantitative yield as a white, powdery solid with a yield> 99% of theory.
  • the polymerization can also be stopped by stirring in 100 ml of methanol and the precipitated polymer can be filtered off.
  • Trimethylaluminum based on the amount of catalyst added 23.9 mg (37.4 ⁇ mol, 0.2 mol%,

Abstract

The invention relates to a catalyst complex and a method for producing polymers and/or copolymers of acrylic or methacrylic compounds using said catalyst complex. The inventive method comprises the following steps: polymerizing one or more polymerizable, monomeric compounds of the general formula (I) in the presence of a catalytic structure in an unpolar solvent for the catalytic compound at temperatures in the range of from 100 °C and the boiling point of the solvent, said catalytic structure being obtainable in situ from at least one organometallic rare earth (III) complex of the general formula (II) and at least one organometal compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and/or (IIID), using at least one organometal compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and/or (IIID) in a molar excess of greater than 2:1 based on the at least one organometallic rare earth (III) complex of the general formula (II). The groups R1, R2, Cp, Ln, R6, Met, R9 and n are defined as in the description. The invention further relates to the polymers and copolymers obtained that have a high syndiotacticity and a narrow molecular weight distribution.

Description

KATALYSATOR ZUR HERSTELLUNG VON (CO) POLYMERISATEN VON (METH) ACRYLVERBINDUNGEN CATALYST FOR PRODUCING (CO) POLYMERISATES OF (METH) ACRYLIC COMPOUNDS
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acrylverbindungen und von Methacrylverbindungen. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators für ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acrylverbindungen und von Methacrylverbindungen. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten mit hoher Syndiotaktizitat und enger Molekulargewichtsverteilung, bei welchem man sehr effektiv neuartige Lanthanoidocen-Komplexe zur Polymerisation oder Copolymerisation von Acrylverbindungen und von Methacrylverbindungen einsetzt.The invention relates to a process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds and of methacrylic compounds. The invention further relates to a method for producing a catalyst for a method for producing polymers and / or copolymers of acrylic compounds and of methacrylic compounds. In particular, the invention is directed to a process for the preparation of polymers and / or copolymers with high syndiotacticity and narrow molecular weight distribution, in which novel lanthanoidocene complexes are very effectively used for the polymerization or copolymerization of acrylic compounds and methacrylic compounds.
Stand der TechnikState of the art
Die Steuerung der Stereoselektivität (syndiotaktisch oder isotaktisch) und damit verbunden die Beeinflußung der physikalischen Eigenschaften von Polymeren aus Acrylverbindungen ist grundsätzlich von großer technischer Bedeutung.The control of the stereoselectivity (syndiotactic or isotactic) and the associated influencing of the physical properties of polymers from acrylic compounds is fundamentally of great technical importance.
Aus Yasuda, H.; Tamai, H. Prog. Polym. Sei. 1993, 18, 1097; Yasuda, H.; Ihara, E. Macromol. Chem. Phys. 1995, 196, 2417; und Yasuda, H.; Ihara, E.; Hayakawa, T.; Kakehi, T. J. Macromol. Symp. - Pure Appl. Chem. 1997, A34, 1929; ist es bekannt, daß Organolanthanoidverbindungen sehr effizient die "Lebend-Polymerisation" von Alkylmethacrylsäureestern katalysieren. Die hierfür eingesetzten achiralen Bis(cyclopentadienyl)- Seltenerdmetall-Komplexe des Typs [Cp*2LnR]2 (Cp* = C5(CH3)5; Ln = Sm, Y, Lu; R = CH3, H) oder Cp*2LnCH3(thf) ergeben in hohen Ausbeuten hochmolekulares Polymethylmethacrylat (PMMA, Mn > 400.000) mit extrem enger Molekulargewichtsverteilung (Mw Mn < 1.05) und hoher Syndiotaktizitat (Polymerisationstemperatur -95 °C: rr = 95.3%; 0 °C: rr = 82.9%; 40 °C: rr = 77.3%). Diese Katalysatoren sind äußerst aufwendig in ihrer Herstellung und Handhabung und erfordern zur Erzielung der beschriebenen guten Polymereigenschaften technisch nicht unkompliziert realisierbare Tieftemperaturbedingungen. Andere achirale Seltenerdmetall-Katalysatorvorstufen weisen eine bedeutend geringere Polymerisationsaktivität und Stereoselektivität auf (Habaue, S.; Yoshikawa, M.; Okamoto Y. Polym. J. 1995, 27, 986; Nakayama, Y.; Shibahara, T.; Fukomoto, H.; Nakamura, A.; Mashima, K. Macromolecules 1996, 29, 8014). Die bisher vorrangig eingesetzten Bis(cyclopentadienyl)- Katalysatorvorstufen [Cp*2LnH]2 (Evans, W.J.; Bloom, I.; Hunter, W.E.; Atwood, J.L. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 1401), Cp*2Ln(AIMe4) (Busch, M.A.; Harlow, R.; Watson, P.A. Inorg. Chim. Acta 1987, 140,15) oder Cp*2LnCH3(thf) (Evans, W.J.; Chamberlain, L; Ulibarri, T.A.; Ziller, J.W. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6423) (Cp* = C5(CH3)5; Ln = Sm, Y, Lu) sind jedoch nur in mäßigen bis schlechten Ausbeuten über mehrstufige Synthesen erhältlich. Die Katalyatorvorstufen müssen zudem vor ihrer Verwendung in reiner Form isoliert werden, da die angewandte Darstellungsweise (Salzmetathesereaktionen) den Einschluß von Alkalimetall(M)-Komponenten und at-Komplex-Bildung begünstigt. Diese Alkalimetall-Produktverunreinigungen können den Polymerisationsverlauf (syndiotaktisch oder isotaktisch) entscheidend beeinflussen. Darüber hinaus ist auch die Verwendung von Bis(cyclopentadienyl)-Katalysatoren mit Amid-Liganden bekannt, die aber ebenfalls eine begrenzte Aktivität und Selektivität aufweisen (Mao, L.; Shen, Q.; Sun, J.; J. Organomet. Chem. 1998, 566, 9-14). Yasuda et al. (Macromolecules, 1993, 26, 7134 - 7143) legen nahe, das lediglich Lanthanoidocene mit sterisch sehr anspruchsvollen Cyclopentadienyl-Liganden in der Polymerisation von Acrylaten oder Methacrylaten hohe Syndiotaktizitäten der entstehenden Polymere oder Copolymere zu erzeugen in der Lage sind. Der gängigste Vertreter der sterisch sehr anspruchsvollen Cyclopentadienyl-Liganden, das Pentamethylcyclopentadien (Cp*) ist allerdings ausgesprochen teuer. Für die Ausarbeitung eines Polymerisationsverfahrens im industriell nutzbaren Maßstab ist dies ein gravierender Nachteil.From Yasuda, H .; Tamai, H. Prog. Polym. Be. 1993, 18, 1097; Yasuda, H .; Ihara, E. Macromol. Chem. Phys. 1995, 196, 2417; and Yasuda, H .; Ihara, E .; Hayakawa, T .; Kakehi, TJ Macromol. Symp. - Pure Appl. Chem. 1997, A34, 1929; it is known that organolanthanoid compounds very efficiently catalyze the "living polymerization" of alkyl methacrylic acid esters. The achiral bis (cyclopentadienyl) rare earth metal complexes of the type [Cp * 2 LnR] 2 (Cp * = C 5 (CH 3 ) 5 ; Ln = Sm, Y, Lu; R = CH 3 , H) or Cp * 2 LnCH 3 (thf) give in high yields high molecular polymethyl methacrylate (PMMA, Mn> 400,000) with extremely narrow molecular weight distribution (Mw Mn <1.05) and high syndiotacticity (polymerization temperature -95 ° C: rr = 95.3%; 0 ° C: rr = 82.9%; 40 ° C: rr = 77.3 %). These catalysts are extremely complex to manufacture and handle and, in order to achieve the good polymer properties described, require low-temperature conditions that are not technically straightforward to achieve. Other achiral rare earth metal catalyst precursors have significantly lower polymerization activity and stereoselectivity (Habaue, S .; Yoshikawa, M .; Okamoto Y. Polym. J. 1995, 27, 986; Nakayama, Y .; Shibahara, T .; Fukomoto, H .; Nakamura, A .; Mashima, K. Macromolecules 1996, 29, 8014). The previously used bis (cyclopentadienyl) catalyst precursors [Cp * 2 LnH] 2 (Evans, WJ; Bloom, I .; Hunter, WE; Atwood, JLJ Am. Chem. Soc. 1983, 105, 1401), Cp * 2 Ln (AIMe 4 ) (Busch, MA; Harlow, R .; Watson, PA Inorg. Chim. Acta 1987, 140.15) or Cp * 2 LnCH 3 (thf) (Evans, WJ; Chamberlain, L; Ulibarri, TA ; Ziller, JWJ Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6423) (Cp * = C 5 (CH 3 ) 5 ; Ln = Sm, Y, Lu), however, can only be obtained in moderate to poor yields via multi-stage syntheses. The catalyst precursors must also be isolated in their pure form before use, since the method of preparation (salt metathesis reactions) favors the inclusion of alkali metal (M) components and at-complex formation. These alkali metal product impurities can have a decisive influence on the course of polymerization (syndiotactic or isotactic). In addition, the use of bis (cyclopentadienyl) catalysts with amide ligands is also known, but these also have limited activity and selectivity (Mao, L .; Shen, Q .; Sun, J .; J. Organomet. Chem. 1998, 566, 9-14). Yasuda et al. (Macromolecules, 1993, 26, 7134 - 7143) suggest that only lanthanoidocenes with sterically very demanding cyclopentadienyl ligands in the polymerization of acrylates or methacrylates have high syndiotacticities Are able to produce polymers or copolymers. However, the most common representative of the sterically very demanding cyclopentadienyl ligands, pentamethylcyclopentadiene (Cp *), is extremely expensive. This is a serious disadvantage for the development of a polymerization process on an industrially usable scale.
Aufgabetask
Von großer technischer Bedeutung erscheint es nun, die Synthese der Katalysatorvorstufen zu verbessern und preiswerter zu gestalten und diese eventuell zusammen mit der Polymerisationsreaktion in einer Art "Eintopf-Verfahren" zu kombinieren.It now appears to be of great technical importance to improve the synthesis of the catalyst precursors and to make them less expensive, and possibly to combine them with the polymerization reaction in a type of "one-pot process".
Darüber hinaus werden von der Technik Polymerisationsverfahren gefordert, die die gezielte Steuerung des Molekulargewichts und insbesondere der Molekulargewichtsverteilung erlauben. Gleichzeitig sollen die entsprechenden Polymerisationsverfahren gegenüber Verunreinigungen jedwelcher Art möglichst unempfindlich sein, so daß eine zeit- und kostenintensive Reinigung der einzusetzenden Komponenten nach Möglichkeit nicht erforderlich ist und eine großtechnische Umsetzung des Verfahrens ermöglicht wird.In addition, the technology requires polymerization processes that allow the targeted control of the molecular weight and in particular the molecular weight distribution. At the same time, the corresponding polymerization processes should be as insensitive as possible to impurities of any kind, so that a time-consuming and costly cleaning of the components to be used is, if possible, not necessary and large-scale implementation of the process is made possible.
In Anbetracht des hierin identifizierten und diskutierten Standes der Technik lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acrylverbindungen zur Verfügung zu stellen, welches die Verwendung leicht herstellbarer und handhabbarer Katalysatoren erlaubt.In view of the prior art identified and discussed herein, the object of the present invention was to provide an efficient process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds, which permits the use of catalysts which are easy to prepare and handle.
Weiterhin war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acrylverbindungen anzugeben, das eine hohe Kontrolle über die erwünschten physikalischen Eigenschaften der resultierenden Polymere ermöglicht. Insbesondere sollen unerwünschte Nebenreaktionen vermindert werden und es soll die Regulation der stereospezifischen Polymerisation von Acrylverbindungen verbessert werden.Furthermore, it was an object of the present invention to provide a process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds which has high control over the desired physical properties of the resulting polymers allows. In particular, undesired side reactions are to be reduced and the regulation of the stereospecific polymerization of acrylic compounds is to be improved.
Dabei soll das neue Verfahren unter anderem und insbesondere die Produktion von Polymersträngen mit hoher Syndiotaktizitat und einer engen Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn, vorzugsweise < 1 ,5, ermöglichen.Among other things, the new method should, in particular, enable the production of polymer strands with a high syndiotacticity and a narrow molecular weight distribution M w / M n , preferably <1.5.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist auch darin zu erblicken, ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten Acrylverbindungen bereitzustellen, welches die Polymerisation und/oder Copolymerisation eines möglichst breiten Spektrums an monomeren Verbindungen erlaubt.It is also an object of the present invention to provide a process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds which allows the polymerization and / or copolymerization of the broadest possible range of monomeric compounds.
Außerdem soll das Verfahren auf einfache Art und Weise, kostengünstig und großtechnisch ausführbar sein. Weiterhin soll das Verfahren der Erfindung bei Bedingungen von Druck, Temperatur und Lösungsmittel durchführbar sein, welche eine technische Umsetzung einfacher gestalten.In addition, the method should be simple, inexpensive and can be carried out on an industrial scale. Furthermore, the process of the invention should be able to be carried out under conditions of pressure, temperature and solvent which make technical implementation easier.
Es bestand also ferner die Aufgabe, anstelle der bekannten und teuren Liganden neue Liganden und Komplexe zu finden, die preiswert und einfach zugänglich sind und die trotzdem in der Lage sind, in einem Polymerisations- oder Copolymerisationsverfahren die geforderten hohen Syndiotaktizitäten zu liefern. Ferner bestand die Aufgabe, ein einfaches und billiges Verfahren zur Herstellung der Liganden zu finden. Ferner bestand die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung der Komplexe zu finden und ein Polymerisations- oder Copolymerisationsverfahren mit den neuen Komplexen zu entwickeln. LösungThere was also the task, instead of the known and expensive ligands, of finding new ligands and complexes which are inexpensive and easily accessible and which are nevertheless capable of delivering the required high syndiotacticities in a polymerization or copolymerization process. A further task was to find a simple and inexpensive process for the preparation of the ligands. Furthermore, the task was to find a process for the preparation of the complexes and to develop a polymerization or copolymerization process with the new complexes. solution
Gelöst wurde die Aufgabe durch die Zurverfügungstellung eines neuen Katalysatorkomplexes. Der Katalysatorkomplex enthält synthetisch wesentlich einfacher und billiger herzustellende Liganden als das im Stand der Technik bereits bekannte Cp*. Der neue Katalysatorkomplex besitzt gute Polymerisationseigenschaften. Das hergestellte homo- Polymethylmethacrylat (PMMA) besitzt bei höherer Polymerisationstemperatur (+ 5 Grad °C) einen geringeren isotaktischen Anteil als mit [Cp2Y(μ-Me)]2 hergestelltes (Yasuda et al., Macromolecules, 1993, 26, 7134 - 7143) bei vergleichbarer Syndiotaktizitat. Die Herstellung von Block-Copolymeren (MMA-co-nBuMA (nBuMA = n- Butylmethacrylat) oder MMA-co-EHMA (EHMA = 2-Ethylhexylmethacrylat) gelingt mit dem neuen Katalysatorkomplex problemlos.The task was solved by the provision of a new catalyst complex. The catalyst complex contains synthetically much simpler and cheaper to produce ligands than the Cp * already known in the prior art. The new catalyst complex has good polymerization properties. The homo-polymethyl methacrylate (PMMA) produced has a lower isotactic content at a higher polymerization temperature (+ 5 ° C.) than that produced with [Cp 2 Y (μ-Me)] 2 (Yasuda et al., Macromolecules, 1993, 26, 7134 - 7143) with comparable syndiotacticity. Block copolymers (MMA-co-nBuMA (nBuMA = n-butyl methacrylate) or MMA-co-EHMA (EHMA = 2-ethylhexyl methacrylate) can be easily produced with the new catalyst complex.
Diese und nicht näher genannte weitere Aufgaben, die sich jedoch für den Fachmann ohne weiteres aus der einleitenden Erörterung des Standes der Technik ergeben, werden erfindungsgemäß durch einen Katalysator und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der folgenden Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Abwandlungen des erfindungsgemäßen Katalysatorkomplexes und des Verfahrens werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen unter Schutz gestellt. Der Anspruch der Produktkategorie schützt das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche Polymerisat oder Copolymerisat.These and other unspecified tasks, which, however, are readily apparent to the person skilled in the art from the introductory discussion of the prior art, are achieved according to the invention by a catalyst and a method having the features of claim 1 and the following claims. Appropriate modifications of the catalyst complex according to the invention and of the process are protected in the claims which refer back to claim 1. The claim of the product category protects the polymer or copolymer obtainable by the process according to the invention.
Dadurch, daß man gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acrylverbindungen, eine oder mehrere polymerisierbare, monomere Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
Figure imgf000008_0001
The fact that according to the present invention, in a process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds, one or more polymerizable, monomeric compounds of the general formula (I)
Figure imgf000008_0001
worinwherein
R1 Wasserstoff oder (Cι-C20)-Alkyl bedeutet undR 1 is hydrogen or (-CC 20 ) alkyl and
R2 für CSR3 oder COR3 steht, wobeiR 2 stands for CSR 3 or COR 3 , where
R3 OR4 , SR4 oder NR4R5 ist, wobeiR 3 is OR 4 , SR 4 or NR 4 R 5 , where
R4 und R5 unabhängig voneinander gleich oder verschieden 1 bis 20R 4 and R 5 are independently the same or different 1 to 20
Kohlenstoffatome aufweisende lineare oder verzweigteLinear or branched carbon atoms
Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppen sind,Are alkyl, cycloalkyl or aryl groups,
wobei die Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppen gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Doppelbindungen, C-C-Dreifachbindungen, tertiäre Aminogruppen, Carboxylalkylgruppen, Carboxycarbonylalkylgruppen, N,N-dialkylierte Amidgruppen, N-arylierte-N-alkylierte Amidgruppen, Ketogruppen, Epoxidgruppen, Ethergruppen, Acetalgruppen, Sulfonylgruppen, Sulfinylgruppen, Thioethergruppen, tertiäre Phosphingruppen, Alkyldialkoxysilylgruppen, Dialkylphosphonatgruppen und Trialkylphosphatgruppen enthalten können,where the alkyl, cycloalkyl or aryl groups optionally one or more CC double bonds, CC triple bonds, tertiary amino groups, carboxylalkyl groups, carboxycarbonylalkyl groups, N, N-dialkylated amide groups, N-arylated-N-alkylated amide groups, keto groups, epoxy groups, ether groups, May contain acetal groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thioether groups, tertiary phosphine groups, alkyl dialkoxysilyl groups, dialkyl phosphonate groups and trialkyl phosphate groups,
in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Struktur in einem unpolaren Lösungsmittel für die katalytisch wirksame Verbindung bei Temperaturen im Bereich zwischen -100°C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels polymerisiert,polymerized in the presence of a catalytically active structure in a non-polar solvent for the catalytically active compound at temperatures in the range between -100 ° C. and the boiling point of the solvent,
wobei die katalytisch wirksame Struktur in situ aus mindestens einem organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) Cp2LnR6 (II),wherein the catalytically active structure in situ from at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) Cp 2 LnR 6 (II),
worinwherein
Cp eine unsubstituierte oder substituierte Cyclopentadienylgruppe bezeichnet, Ln ein Seltenerdmetall in der Oxidationsstufe +3 darstellt, undCp denotes an unsubstituted or substituted cyclopentadienyl group, Ln represents a rare earth metal in the +3 oxidation state, and
R6 einen zur Ausbildung agostischer Wechselwirkungen befähigten Amid-Liganden bedeutet, wobei der Amidligand einR 6 denotes an amide ligand capable of forming agostic interactions, the amide ligand being a
Si-Atom aufweist,Has Si atom,
und mindestens einer Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) erhältlich istand at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is available
Met(R9)3 (IIIA)Met (R 9 ) 3 (IIIA)
(R9-AI-O)n (IIIB)(R 9 -AI-O) n (IIIB)
(R9-AI-O-)n-AI(R9)2 (IIIC)(R 9 -AI-O-) n -AI (R 9 ) 2 (IIIC)
Zn(R9)2 (IIID), worinZn (R 9 ) 2 (IIID), wherein
Met AI oder B bezeichnet,Designated Met AI or B,
R9 einen linearen oder verzweigten Alkylrest, einen Cycloalkylrest oder einen aromatischen Rest bedeutet, wobei der Cycloalkylrest durch eine oder mehrere Alkylgruppen substituiert sein kann, und n eine ganze Zahl größer gleich 1 darstellt,R 9 represents a linear or branched alkyl radical, a cycloalkyl radical or an aromatic radical, where the cycloalkyl radical can be substituted by one or more alkyl groups and n represents an integer greater than or equal to 1,
wobei man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einem molaren Überschuß von größer oder gleich 2:1 bezogen auf den mindestens einen organometallische Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) einsetzt,wherein the at least one organometallic compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) in a molar excess of greater than or equal to 2: 1, based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II),
gelingt es auf nicht ohne weiteres absehbare Weise ein Verfahren bereitzustellen, welches die Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acrylverbindungen und/oder Methacrylverbindungen auf einfache und effiziente Art und Weise ermöglicht.it is possible to provide a process which is not readily foreseeable and which enables the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic compounds and / or methacrylic compounds in a simple and efficient manner.
Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren weitgehend unempfindlich gegenüber Verunreinigungen, die im Lösungsmittel und/oder im Monomer enthalten sind, so daß ihre sorgfältige Reinigung vor der Polymerisation nicht mehr unbedingt erforderlich ist. Dies ist insbesondere deswegen überraschend, weil die bisher aus dem Stand der Technik bekannten Katalysatorkomplexe überaus empfindlich auf die Gegenwart von Verunreinigungen reagieren, beispielsweise nimmt der Umsatz, die Geschwindigkeit und Selektivität der Polymerisation ab. Daher ist zur Durchführung der bisher bekannten Polymerisationsverfahren eine sorgfältige Abtrennung auch geringster Mengen an Verunreinigungen in der Regel unabdingbar. Dieses Verfahren ist in seinen Grundzügen in der Deutschen Patentanmeldung Nr. 101 44 140.1 offenbart.The process according to the invention is largely insensitive to impurities which are present in the solvent and / or in the monomer, so that their careful cleaning before the polymerization is no longer absolutely necessary. This is particularly surprising because the catalyst complexes known to date from the prior art are extremely sensitive to the presence of impurities, for example the conversion, the rate and the selectivity of the polymerization decrease. Therefore, careful removal of even the smallest amounts of impurities is generally essential to carry out the previously known polymerization processes. The main features of this method are disclosed in German Patent Application No. 101 44 140.1.
Zugleich lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Reihe weiterer Vorteile erzielen. Hierzu gehören unter anderem:At the same time, a number of further advantages can be achieved by the method according to the invention. These include:
• Das Spektrum an polymeriserbaren Monomeren der allgemeinen Formel (I) ist erstaunlich breit.• The spectrum of polymerizable monomers of the general formula (I) is surprisingly wide.
Hinsichtlich Druck, Temperatur und Lösungsmittel ist die Durchführung der Reaktion relativ unproblematisch, auch bei moderaten Temperaturen werden noch unter bestimmten Umständen akzeptable Ergebnisse erzielt. • Die Erfindung erlaubt eine ausgezeichnete Kontrolle über die erwünschten physikalischen Eigenschaften der resultierenden Polymere.With regard to pressure, temperature and solvent, the implementation of the reaction is relatively unproblematic; acceptable results are still achieved under certain circumstances even at moderate temperatures. • The invention allows excellent control over the desired physical properties of the resulting polymers.
• Die Erfindung ermöglicht die Erzielung von Polymersträngen mit hoher Syndiotaktizitat.• The invention enables the achievement of polymer strands with high syndiotacticity.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist arm an Nebenreaktionen.• The process according to the invention is poor in side reactions.
• Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen Polymere oder Copolymere weisen eine enge Molekulargewichtsverteilung, vorzugsweise < 1,5, auf.The polymers or copolymers obtainable by the process according to the invention have a narrow molecular weight distribution, preferably <1.5.
• Die durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbaren Copolymeren lassen sich in ihrer Zusammensetzung gut und reproduzierbar steuern.• The copolymers which can be prepared by the process according to the invention can be controlled well and reproducibly in their composition.
• Die gemäß der Erfindung als Katalysatorvorstufen einzusetzenden organometailischen Seltenerdmetall(lll)- Komplexe gewährleisten aufgrund ihrer Syntheseroute die Freiheit von Alkalimetall- Komplexen.• The organometail rare earth metal (III) complexes to be used according to the invention as catalyst precursors ensure the freedom from alkali metal complexes due to their synthesis route.
• Die im erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren einzusetzenden Katalysatoπtorstufen sind nach einfachen Syntheserouten zugänglich.• The catalyst stages to be used in the polymerization process according to the invention are accessible by simple synthesis routes.
• Die erfindungsgemäß eingesetzten Cp-Liganden des Komplexes gemäß Formel (II) sind einfach und billig zu synthetisieren.• The Cp ligands of the complex of formula (II) used according to the invention are simple and inexpensive to synthesize.
Gemäß der Erfindung lassen sich Acrylverbindungen der Formel (I) polymerisieren. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet dabei, die Polymerisation einer Monomersorte oder die Copolymerisation von mehr als einer Monomersorte, sei es in Mischung oder sequentiell. Hierdurch werden Homopolymere, statistische (random) Copolymere beziehungsweise Blockcopolymere zugänglich. In der Formel (I) bedeutet R1 Wasserstoff oder ein (Cι-C20)-Alkyl, zweckmäßigerweise ein (Cι-C20)-Alkyl, vorzugsweise ein (Cι-C8)-Alkyl, insbesondere ein (Cι-C )-Alkyl. Bei weitem bevorzugt werden im Verfahren der Erfindung Monomere eingesetzt, worin R1 eine Methylgruppe ist.According to the invention, acrylic compounds of the formula (I) can be polymerized. The method according to the invention allows the polymerization of one type of monomer or the copolymerization of more than one type of monomer, be it in a mixture or sequentially. This makes homopolymers, statistical (random) copolymers or block copolymers accessible. In formula (I), R 1 is hydrogen or a (-C 20 ) alkyl, advantageously a (C 20 ) alkyl, preferably a (C 8 ) alkyl, in particular a (C 1 -C 8 ) alkyl. Monomers in which R 1 is a methyl group are most preferably used in the process of the invention.
R2 in der Formel (I) steht für CSR3 oder COR3, so daß die gemäß der Erfindung polymerisierbaren Verbindungen Acrylcarbonylverbindungen und Acrylthiocarbonylverbindungen umfassen. Besonders vorteilhaft bedeutet R2 in der Formel (I) COR3.R 2 in formula (I) stands for CSR 3 or COR 3 , so that the compounds polymerizable according to the invention include acrylic carbonyl compounds and acrylic thiocarbonyl compounds. R 2 in the formula (I) is particularly advantageously COR 3 .
Hierbei bedeutet R3 OR4 , SR4 oder NR4R5, bevorzugt OR4 oder SR4, besonders bevorzugt OR4.Here R 3 means OR 4 , SR 4 or NR 4 R 5 , preferably OR 4 or SR 4 , particularly preferably OR 4 .
R4 und R5 wiederum stehen unabhängig voneinander gleich oder verschieden für lineare oder verzweigte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppen, die jeweils 1 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen. Dabei können sie gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Doppelbindungen, C- C-Dreifachbindungen, tertiäre Aminogruppen, Carboxylalkylgruppen, Carboxycarbonylalkylgruppen, N,N-dialkylierte Amidgruppen, N-arylierte- N-alkylierte Amidgruppen, Ketogruppen, Epoxidgruppen, Ethergruppen, Acetalgruppen, Sulfonylgruppen, Sulfinylgruppen, Thioethergruppen, tertiäre Phosphingruppen, Alkyldialkoxysilylgruppen, Dialkylphosphonatgruppen und Trialkylphosphatgruppen enthalten. Sie umfassen insbesondere Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, N,N- Dialkylaminoalkyl-, N-Alkyl-N-Arylaminoalkyl-, Carboxyalkyl-, Carboxycarbonylalkyl-, Alkylcarbonylalkyl-, Alkenylcycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Alkoxyalkyl-, 2,2-Dialkyl-1 ,3-dioxolan-4-yl-alkyl-, Epoxyalkyl-, Dialkylphosphinoalkyl-, Alkylphosphitoalkyl-, Dialkylphosphatoalkyl-, Alkylsulfinylalkyl-, Alkylsulfonylalkyl-, Alkylthioalkyl-, Alkyldialkoxysilylalkyl-, Alkylaryl- und Arylgruppen. Dabei haben sich die folgenden Verbindungen als besonders geeignet erwiesen: Alkylacrylate, die sich von gesättigten linearen oder verzweigten Alkoholen ableiten, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, tert.-Butylacrylat, Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Octylacrylat, n-Decylacrylat, Isooctylacrylat, Amylacrylat, Tetradecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, usw.;R 4 and R 5 in turn independently of one another are identical or different for linear or branched alkyl, cycloalkyl or aryl groups, each having 1 to 20 carbon atoms. They can optionally contain one or more CC double bonds, CC triple bonds, tertiary amino groups, carboxylalkyl groups, carboxycarbonylalkyl groups, N, N-dialkylated amide groups, N-arylated- N-alkylated amide groups, keto groups, epoxy groups, ether groups, acetal groups, sulfonyl groups, Contain sulfinyl groups, thioether groups, tertiary phosphine groups, alkyl dialkoxysilyl groups, dialkyl phosphonate groups and trialkyl phosphate groups. They include in particular alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkynyl, N, N-dialkylaminoalkyl, N-alkyl-N-arylaminoalkyl, carboxyalkyl, carboxycarbonylalkyl, alkylcarbonylalkyl, alkenylcycloalkyl, alkylcycloalkyl, alkoxyalkyl, 2 , 2-Dialkyl-1, 3-dioxolan-4-yl-alkyl, epoxyalkyl, dialkylphosphinoalkyl, alkylphosphitoalkyl, dialkylphosphatoalkyl, alkylsulfinylalkyl, alkylsulfonylalkyl, alkylthioalkyl, alkyldialkoxysilylalkyl, alkylaryl and aryl groups. The following compounds have proven to be particularly suitable: Alkyl acrylates derived from saturated linear or branched alcohols, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert.-butyl acrylate, pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl acrylate, n-acrylate, Tetradecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc .;
Alkylacrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleylacrylat, 2-Propynylacrylat, Allylacrylat, Vinylacrylat usw.;Alkyl acrylates derived from unsaturated alcohols, such as. B. Olyl acrylate, 2-propynyl acrylate, allyl acrylate, vinyl acrylate, etc .;
Amide der Acrylsäure, wie N,N-bis(2-Diethylaminoethyl)acrylamid, N- Methyl-N-phenylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid;Amides of acrylic acid, such as N, N-bis (2-diethylaminoethyl) acrylamide, N-methyl-N-phenylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide;
Aminoalkylacrylate, wie tris(2-Methacryloxyethyl)amin, 3- Diethylaminopropylacrylat;Amino alkyl acrylates such as tris (2-methacryloxyethyl) amine, 3-diethylaminopropyl acrylate;
Arylacrylate, wie Nonylphenylacrylat, Benzylacrylat, Phenylacrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; carbonylhaltige Acrylate, wie 2-Carboxyethylacrylat, Carboxymethylacrylat, N-(2-Acryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N-(3- Acryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon, N-Acryloylmorpholin, Acetonylacrylat, N-Acryloyl-2-pyrrolidinon;Aryl acrylates, such as nonylphenyl acrylate, benzyl acrylate, phenyl acrylate, where the aryl radicals can in each case be unsubstituted or up to four times substituted; carbonyl-containing acrylates, such as 2-carboxyethyl acrylate, carboxymethyl acrylate, N- (2-acryloyloxyethyl) -2-pyrrolidinone, N- (3-acryloyloxypropyl) -2-pyrrolidinone, N-acryloylmorpholine, acetonylacrylate, N-acryloyl-2-pyrrolidinone;
Cycloalkylacrylate, wie 3-Vinylcyclohexylacrylat, 3,3,5- Trimethylcyclohexylacrylat, Bornylacrylat, Cyclopenta-2,4-dienylacrylat, Isobornylacrylat, 1 -Methylcyclohexylacrylat;Cycloalkyl acrylates, such as 3-vinylcyclohexyl acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl acrylate, bornyl acrylate, cyclopenta-2,4-dienyl acrylate, isobornyl acrylate, 1-methylcyclohexyl acrylate;
Glycoldiacrylate, wie 1 ,4-Butandioldiacrylat, Methylendiacrylat, 1 ,3- Butandioldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, 2,5-Dimethyl-1 ,6- hexandioldiacrylat, 1 ,10-Decandioldiacrylat, 1 ,2-Propandioldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldiacrylat;Glycol diacrylates such as 1, 4-butanediol diacrylate, methylene diacrylate, 1, 3-butanediol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 2,5-dimethyl-1, 6-hexanediol diacrylate, 1, 10-decanediol diacrylate, 1, 2-propanediol diacrylate diacrylate, diethylene glycol;
Acrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfurylacrylat, Vinyloxyethoxyethylacrylat, Methoxyethoxyethylacrylat, 1- Butoxypropylacrylat, 1 -Methyl-(2-vinyloxy)ethylacrylat, Cyclohexyloxymethylacrylat, Methoxymethoxyethylacrylat, Benzyloxymethylacrylat, Furfurylacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 2- Ethoxyethoxymethylacrylat, 2-Ethoxyethylacrylat, Allyloxymethylacrylat, 1- Ethoxybutylacrylat, Methoxymethylacrylat, 1 -Ethoxyethylacrylat, Ethoxymethylacrylat;Acrylates of ether alcohols, such as tetrahydrofurfuryl acrylate, vinyloxyethoxyethyl acrylate, methoxyethoxyethyl acrylate, 1-butoxypropyl acrylate, 1-methyl- (2-vinyloxy) ethyl acrylate, cyclohexyloxymethyl acrylate, methoxymethoxyethyl acrylate, benzylethymethyl acrylate, benzyloxymethyl acrylate, Ethoxyethoxymethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, allyloxymethyl acrylate, 1-ethoxybutyl acrylate, methoxymethyl acrylate, 1-ethoxyethyl acrylate, ethoxymethyl acrylate;
Acrylate von Acetalalkoholen, wie 2,2-Dimethyl-1 ,3-dioxolan-4-yl- methylacrylat;Acrylates of acetal alcohols, such as 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl methyl acrylate;
Oxiranylacrylate, wie 10,11-Epoxyundecylacrylat, 2,3- Epoxycyclohexylacrylat, 2,3-Epoxybutylacrylat, 3,4-Epoxybutylacrylat, Glycidylacrylat;Oxiranyl acrylates, such as 10,11-epoxyundecyl acrylate, 2,3-epoxycyclohexyl acrylate, 2,3-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, glycidyl acrylate;
Phosphor- und/oder Silicium-haltige Acrylate, wie 2- (Dibutylphosphono)ethylacrylat, 2-(Dimethylphosphato)propylacrylat, Methyldiethoxyacryloylethoxysilan, 2-(Ethylenphosphito)propylacrylat, Dimethylphosphinoylacrylat, Dimethylphosphonoethylacrylat, Diethylacryloylphosphonat, Diethylphosphatoethylacrylat, Dipropylacryloylphosphat; schwefelhaltige Acrylate, wie Ethylsulfinylethylacrylat, Ethylsulfonylethylacrylat, Methylsulfinylmethylacrylat, Bis(acryloyloxyethyl)sulfid;Phosphorus and / or silicon-containing acrylates, such as 2- (dibutylphosphono) ethyl acrylate, 2- (dimethylphosphato) propyl acrylate, methyldiethoxyacryloylethoxysilane, 2- (ethylenephosphito) propylacrylate, dimethylphosphinoyl acrylate, diethylphosphonophonophylacrylate, dietl; sulfur-containing acrylates, such as ethylsulfinylethyl acrylate, ethylsulfonylethyl acrylate, methylsulfinylmethyl acrylate, bis (acryloyloxyethyl) sulfide;
Triacrylate, wie Trimethyloylpropantriacrylat;Triacrylates such as trimethyloylpropane triacrylate;
Alkylmethacrylate, die sich von gesättigten linearen oder verzweigten Alkoholen ableiten, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, tert.-Butylmethacrylat, Pentylmethacrylat, n- Hexylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Decylmethacrylat, Isooctylmethacrylat, Amylmethacrylat, Tetradecylmethacrylat, 2- Ethylhexylmethacrylat, usw.;Alkyl methacrylates derived from saturated linear or branched alcohols, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert.-butyl methacrylate, pentyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-decyl methacrylate, n-decyl methacrylate, Tetradecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, etc .;
Alkylmethacrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleylmethacrylat, 2-Propynylmethacrylat, Allylmethacrylat, Vinylmethacrylat usw.; Amide der Methacrylsäure, wie N,N-bis(2-Alkyl methacrylates derived from unsaturated alcohols, such as. B. oleyl methacrylate, 2-propynyl methacrylate, allyl methacrylate, vinyl methacrylate, etc .; Amides of methacrylic acid, such as N, N-bis (2-
Diethylaminoethyl)methacrylamid, N-Methyl-N-phenylmethacrylamid, N,N- Diethylmethacrylamid, N,N-Dimethylmethacrylamid;Diethylaminoethyl) methacrylamide, N-methyl-N-phenyl methacrylamide, N, N-diethyl methacrylamide, N, N-dimethyl methacrylamide;
Aminoalkylmethacrylate, wie tris(2-Methacryloxyethyl)amin, 3- Diethylaminopropylmethacrylat;Aminoalkyl methacrylates such as tris (2-methacryloxyethyl) amine, 3-diethylaminopropyl methacrylate;
Arylmethacrylate, wie Nonylphenylmethaciylat, Benzylmethacrylat, Phenylmethacrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; carbonylhaltige Methacrylate, wie 2-Carboxyethylmethacrylat, Carboxymethylmethacrylat, N-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N- (3-Methacryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon, N-Methacryloylmorpholin, Acetonylmethacrylat, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon;Aryl methacrylates, such as nonylphenyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, it being possible for the aryl radicals to be unsubstituted or substituted up to four times; carbonyl-containing methacrylates, such as 2-carboxyethyl methacrylate, carboxymethyl methacrylate, N- (2-methacryloyloxyethyl) -2-pyrrolidinone, N- (3-methacryloyloxypropyl) -2-pyrrolidinone, N-methacryloylmorpholine, acetonyl methacrylate, N-methacryloyl-2-pyrrolidinone
Cycloalkylmethacrylate, wie 3-Vinylcyclohexylmethacrylat, 3,3,5- Trimethylcyclohexylmethacrylat, Bomylmethacrylat, Cyclopenta-2,4- dienylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, 1 -Methylcyclohexylmethacrylat;Cycloalkyl methacrylates, such as 3-vinylcyclohexyl methacrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate, bomyl methacrylate, cyclopenta-2,4-dienyl methacrylate, isobornyl methacrylate, 1-methylcyclohexyl methacrylate;
Glycoldimethacrylate, wie 1 ,4-Butandioldimethacrylat, Methylendimethacrylat, 1 ,3-Butandioldimethacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandioldimethacrylat, 1 , 10-Decandioldimethacrylat, 1 ,2-Propandioldimethacrylat, Diethylenglycoldimethacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat;Glycol dimethacrylates such as 1,4-butanediol dimethacrylate, methylene dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 2,5-dimethyl-1, 6-hexanediol dimethacrylate, 1, 10-decanediol dimethacrylate, 1, 2-propanediol dimethacrylate, ethylenedimethacrylate;
Methacrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Vinyloxyethoxyethylmethacrylat, Methoxyethoxyethylmethacrylat, 1 - Butoxypropylmethacrylat, 1 -Methyl-(2-vinyloxy)ethylmethacrylat, Cyclohexyloxymethylmethacrylat, Methoxymethoxyethylmethacrylat, Benzyloxymethylmethacrylat, Furfurylmethacrylat, 2- Butoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat, 2- Ethoxyethylmethacrylat, Allyloxymethylmethacrylat, 1- Ethoxybutylmethacrylat, Methoxymethylmethacrylat, 1- Ethoxyethylmethacrylat, Ethoxymethylmethacrylat; Methacrylate von Acetalalkoholen, wie 2,2-Dimethyl-1 ,3-dioxolan-4-yl- methylmethacrylat;Methacrylates of ether alcohols, such as tetrahydrofurfuryl methacrylate, vinyloxyethoxyethyl methacrylate, methoxyethoxyethyl methacrylate, 1 - butoxypropyl methacrylate, 1-methyl- (2-vinyloxy) ethyl methacrylate, cyclohexyloxymethyl methacrylate, methoxymethoxyethyl methacrylate, ethoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy methoxy Ethoxybutyl methacrylate, methoxymethyl methacrylate, 1-ethoxyethyl methacrylate, ethoxymethyl methacrylate; Methacrylates of acetal alcohols, such as 2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl-methyl methacrylate;
Oxiranylmethacrylate, wie 10,11-Epoxyundecylmethacrylat, 2,3- Epoxycyclohexylmethacrylat, 2,3-Epoxybutylmethacrylat, 3,4- Epoxybutylmethacrylat, Glycidylmethacrylat;Oxiranyl methacrylates such as 10,11-epoxyundecyl methacrylate, 2,3-epoxycyclohexyl methacrylate, 2,3-epoxybutyl methacrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, glycidyl methacrylate;
Phosphor- und/oder Silicium-haltige Methacrylate, wie 2- (Dibutylphosphono)ethylmethacrylat, 2- (Dimethylphosphato)propylmethacrylat, Methyldiethoxymethacryloylethoxysilan, 2- (Ethylenphosphito)propylmethacrylat, Dimethylphosphinomethylmethacrylat,Phosphorus and / or silicon-containing methacrylates, such as 2- (dibutylphosphono) ethyl methacrylate, 2- (dimethylphosphato) propyl methacrylate, methyldiethoxymethacryloylethoxysilane, 2- (ethylenephosphito) propyl methacrylate, dimethylphosphinomethyl methacrylate,
Dimethylphosphonoethylmethacrylat, Diethylmethacryloylphosphonat, Diethylphosphatoethylmethacrylat, Dipropylmethacryloylphosphat; schwefelhaltige Methacrylate, wie Ethylsulfinylethylmethacrylat, Ethylsulfonylethylmethacrylat, Methylsulfinylmethylmethacrylat, Bis(methacryloyloxyethyl)sulfid; undDimethylphosphonoethyl methacrylate, diethyl methacryloyl phosphonate, diethyl phosphatoethyl methacrylate, dipropyl methacryloyl phosphate; sulfur-containing methacrylates, such as ethylsulfinylethyl methacrylate, ethylsulfonylethyl methacrylate, methylsulfinylmethyl methacrylate, bis (methacryloyloxyethyl) sulfide; and
Trimethacrylate, wie beispielsweise Trimethyloylpropantrimethacrylat.Trimethacrylates such as trimethyloylpropane trimethacrylate.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt werden (Cι-C20)-Alkyl, Cycloalkyl, (Cι-C )-Alkyloxo-(Cι-C4)-alkyl, (C C4)-Alkylthio-(Cι-C4)-alkyl, Alkylaryl und Aryl, zweckmäßigerweise (CrC8)-Alkyl, (C3-C8)-Cycloalkyl oder (C6-Cι4)- Aryl, insbesondere (Cι-C )-Alkyl. Dabei hat es sich als ganz besonders vorteilhaft erwiesen, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einsetzt, worinAccording to the invention, particular preference is given to (-C 20 ) alkyl, cycloalkyl, (C 1 -C 4 ) alkyloxo (C 1 -C 4 ) alkyl, (CC 4 ) alkylthio (C 1 -C 4 ) alkyl, alkylaryl and Aryl, expediently (CrC 8 ) alkyl, (C 3 -C 8 ) cycloalkyl or (C 6 -Cι 4 ) aryl, in particular (Cι-C) alkyl. It has proven to be very particularly advantageous to use compounds of the general formula (I) in which
R1 (Cι-C4)-Alkyl bedeutet und R2 für COR3 steht, wobei R3 OR4 und R4 (Cι-C8)-Alkyl sind.R 1 is (-C 4 ) alkyl and R 2 is COR 3 , where R 3 are OR 4 and R 4 are (-C 8 ) alkyl.
Von besonderem Interesse sind exoolefinische Acrylverbindungen, die sich dadurch auszeichnen, daß R1 und R4 zu einem cyclischen Ester oder Amid fusioniert sind, worin 5-, 6- und 7-gliedrige Heterocyclen besonders bevorzugt sind. Von besonderem Interesse sind auch Verfahrensabwandlungen, die sich dadurch auszeichnen, daß man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einsetzt, worin R1 Methyl bedeutet und R2 für COR3 steht, wobei R3 OR4 und R4 (d-C4)-Alkyl sind.Of particular interest are exoolefinic acrylic compounds which are characterized in that R 1 and R 4 are fused to a cyclic ester or amide, 5, 6 and 7-membered heterocycles being particularly preferred. Also of particular interest are process modifications which are characterized in that compounds of the general formula (I) are used in which R 1 is methyl and R 2 is COR 3 , where R 3 is OR 4 and R 4 (dC 4 ) alkyl are.
Daneben hat sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Einsatz von Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n- Butylmethacrylat, t-Butylmethacrylat, Benzylmethacrylat, 1 ,1-Diphenylmethylmethacrylat, Triphenylmethylmethacrylat, Methyl-α- ethylacrylat, Ethyl-α-ethylacrylat und Methyl-α-propylacrylat, insbesondere von Methylmethacrylat (R1 Methyl bedeutet und R2 für COOCH3) als ganz besonders vorteilhaft herausgestellt.In addition, the use of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, 1, 1-diphenylmethyl methacrylate, triphenylmethyl methacrylate, methyl-α-ethyl acrylate, ethyl-α-ethyl acrylate and methyl α-acrylate has been used in the process according to the invention. propyl acrylate, in particular methyl methacrylate (R 1 is methyl and R 2 for COOCH 3 ) has been found to be particularly advantageous.
In der obigen Formel (I) sowie auch im gesamten Rahmen der Erfindung ist unter dem Ausdruck ,,(Cι-C4)-Alkyl" ein unverzweigter oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest mit ein bis vier Kohlenstoffatomen, wie z.B. der Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1-Butyl-, 2-Butyl-2-Methylpropyl- oder tert.-Butylrest zu verstehen;In the above formula (I) and also in the entire scope of the invention, the term "(-C 4 ) alkyl" is an unbranched or branched hydrocarbon radical having one to four carbon atoms, such as, for example, methyl, ethyl or propyl - To understand isopropyl, 1-butyl, 2-butyl-2-methylpropyl or tert-butyl radical;
unter dem Ausdruck „(Cι-C8)-Alkyl" die vorgenannten Alkylreste, sowie zum Beispiel der Pentyl-, 2-Methylbutyl-, 1 ,1-Dimethylpropyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl- , iso-Octyl- oder der 1,1 ,3,3-Tetramethylbutyl-Rest;under the expression "(-CC 8 ) alkyl" the aforementioned alkyl radicals, and for example the pentyl, 2-methylbutyl, 1, 1-dimethylpropyl, hexyl, heptyl, octyl, iso-octyl or the 1,1,3,3-tetramethylbutyl residue;
unter dem Ausdruck ,,(C1-C2o)-Alkyl" die vorgenannten Alkylreste, sowie zum Beispiel der Nonyl-, 1 -Decyl-, 2-Decyl, Undecyl-, Dodecyl-, Pentadecyl- oder Eicosylrest;under the expression "(C 1 -C 2 o) alkyl" the abovementioned alkyl radicals, and for example the nonyl, 1-decyl, 2-decyl, undecyl, dodecyl, pentadecyl or eicosyl radical;
unter dem Ausdruck „Cycloalkyl" einen zyklischen Rest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen (C3-C8)-Cycloalkylrest, außerdem bevorzugt einen (C3-C5)-Cycloalkylrest;under the expression "cycloalkyl" a cyclic radical having 3 to 20 carbon atoms, preferably a (C 3 -C 8 ) cycloalkyl radical, more preferably a (C 3 -C 5 ) cycloalkyl radical;
unter dem Ausdruck ,,(C3-C5)-Cycloalkyl" die Cyclopropyl-, Cyclobutyl- oder Cyclopentylgruppe; unter dem Ausdruck ,,(C3-Cδ)-Cycloalkyl" die oben unter „(C3-C5)- Cycloalkyl" genannten Reste, sowie der Cyclohexyl-, Cycloheptyl- oder Cyclooctylrest, aber auch bicyclische Systeme, wie zum Beispiel die Norbornylgruppe oder der Bicyclo[2,2,2]-octan-Rest;under the expression "(C 3 -C 5 ) cycloalkyl" the cyclopropyl, cyclobutyl or cyclopentyl group; under the expression "(C 3 -Cδ) cycloalkyl" the radicals mentioned above under "(C 3 -C 5 ) cycloalkyl", and the cyclohexyl, cycloheptyl or cyclooctyl radical, but also bicyclic systems, such as, for example Norbornyl group or the bicyclo [2,2,2] octane radical;
unter dem Ausdruck „Alkylaryl" Reste wie Diphenylmethyl oder Triphenylmethyl;under the term "alkylaryl" radicals such as diphenylmethyl or triphenylmethyl;
unter dem Ausdruck ,,(Cι-C4)-Alkylthio-(C1-C4)-alkyl" beispielsweise Methylthiomethyl, Ethylthiomethyl, Propylthiomethyl, 2-Methylthioethyl, 2- Ethylthioethyl oder 3-Methylthiopropyl;under the expression ,, (-C-C4) alkylthio- (C 1 -C 4 ) alkyl "for example methylthiomethyl, ethylthiomethyl, propylthiomethyl, 2-methylthioethyl, 2-ethylthioethyl or 3-methylthiopropyl;
unter dem Ausdruck „Aryl" ein isocyclischer aromatischer Rest mit vorzugsweise 6 bis 14, insbesondere 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Phenyl, Naphthyl oder Biphenyl, vorzugsweise Phenyl;the term “aryl” is an isocyclic aromatic radical having preferably 6 to 14, in particular 6 to 12, carbon atoms, such as, for example, phenyl, naphthyl or biphenyl, preferably phenyl;
unter dem Ausdruck „Alkenyl" ein Alkylrest mit mindestens einer C-C- Doppelbindung, wie Oleyl, Allyl oder Vinyl;the term “alkenyl” means an alkyl radical with at least one C — C double bond, such as oleyl, allyl or vinyl;
unter dem Ausdruck „Alkinyl" ein Alkylrest mit mindestens einer C-C- Dreifachbindung, wie 2-Propynyl;under the term "alkynyl" an alkyl radical with at least one C-C triple bond, such as 2-propynyl;
unter dem Ausdruck „N,N- Dialkylaminoalkyl" Reste, wie N,N- Diethylaminoethyl;under the expression "N, N-dialkylaminoalkyl" radicals, such as N, N-diethylaminoethyl;
unter dem Ausdruck „N-Alkyl-N-Arylaminoalkyl" Reste, wie N-Methyl-N- Phenyl;under the expression "N-alkyl-N-arylaminoalkyl" radicals, such as N-methyl-N-phenyl;
unter dem Ausdruck „Carboxyalkyl" Reste, wie Carboxyethyl oder Carboxymethyl;under the term "carboxyalkyl" radicals, such as carboxyethyl or carboxymethyl;
unter dem Ausdruck „Alkylcarbonylalkyl" Reste, wie Acetonyl;under the term "alkylcarbonylalkyl" radicals, such as acetonyl;
unter dem Ausdruck „Alkenylcycloalkyl" Reste, wie Vinylcyclohexyl;under the term "alkenylcycloalkyl" radicals, such as vinylcyclohexyl;
unter dem Ausdruck „Alkylcycloalkyl" Reste, wie Trimethylcyclohexyl; unter dem Ausdruck „Alkoxyalkyl" Reste, wie Ethoxyethyl oder Butoxypropyl;under the term "alkylcycloalkyl" radicals, such as trimethylcyclohexyl; under the term "alkoxyalkyl" radicals, such as ethoxyethyl or butoxypropyl;
unter dem Ausdruck „2,2-DialkyM ,3-dioxolan-4-yl-alkyl" Reste, wie 2,2- Dimethyl-1 ,3-dioxolan-4-yl-methyl;under the expression "2,2-DialkyM, 3-dioxolan-4-yl-alkyl" radicals, such as 2,2-dimethyl-1, 3-dioxolan-4-yl-methyl;
unter dem Ausdruck „Epoxyalkyl" Reste, wie 2,3-Epoxybutyl oder 10,11- Epoxyundecyl;under the term "epoxyalkyl" radicals, such as 2,3-epoxybutyl or 10,11-epoxyundecyl;
unter dem Ausdruck „Dialkylphosphinoalkyl" Reste, wie Dimethylphosphinomethyl;under the term "dialkylphosphinoalkyl" radicals, such as dimethylphosphinomethyl;
unter dem Ausdruck „Alkylphosphitoalkyl" Reste, wie Diethylphosphitoethyl;under the term "alkylphosphitoalkyl" radicals, such as diethylphosphitoethyl;
unter dem Ausdruck „Dialkylphosphatoalkyl" Reste, wie Diethylphosphatoethyl;under the term "dialkylphosphatoalkyl" radicals, such as diethylphosphatoethyl;
unter dem Ausdruck „Alkylsulfinylalkyl" Reste, wie Methylsulfinylmethyl;under the term "alkylsulfinylalkyl" radicals, such as methylsulfinylmethyl;
unter dem Ausdruck „Alkylsulfonylalkyl" Reste, wie Ethylsulfonylethyl;under the term "alkylsulfonylalkyl" radicals, such as ethylsulfonylethyl;
unter dem Ausdruck „Alkylthioalkyl" Reste, wie die Methyl- oder die Ethylthioethylgruppe;under the term "alkylthioalkyl" radicals, such as the methyl or the ethylthioethyl group;
unter dem Ausdruck „Alkyldialkoxysilylalkyl" Reste, wie Methyldiethoxysilyl;under the term "alkyldialkoxysilylalkyl" radicals, such as methyldiethoxysilyl;
Die Verbindungen der Formel (I) werden gemäß der Erfindung in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Struktur umgesetzt, d.h. oligomerisiert oder polymerisiert. Dabei ist die katalytisch wirksame Struktur in situ erhältlich aus mindestens einem organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) und mindestens einer Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID). Die Verbindungen der Formel (II) und (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) können als Katalysatorvorstufen verstanden werden. Es handelt sich also um solche Verbindungen, die in der Lage sind, im Polymerisationssystem katalytisch wirksame Strukturen zu formen. Die Verbindungen der allgemeinen Formel (II), welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können grundsätzlich als Metallocenkomplexe bezeichnet werden, die vorzugsweise achiral sind.According to the invention, the compounds of the formula (I) are reacted in the presence of a catalytically active structure, ie oligomerized or polymerized. The catalytically active structure is obtainable in situ from at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) and at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID). The compounds of the formulas (II) and (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) can be understood as catalyst precursors. These are compounds which are capable of forming catalytically active structures in the polymerization system. The compounds of the general formula (II) which are used in the present invention can in principle be referred to as metallocene complexes, which are preferably achiral.
Ln bedeutet in den Verbindungen der Formel (II) ein Seltenerdmetall in der Oxidationsstufe +3. Hierzu gehören die Metalle der Lanthanidengruppe mit den Ordnungszahlen 57 bis 71 im Periodensystem der Elemente sowie Yttrium (Y, Ordnungszahl 39) und Scandium (Sc, Ordnungszahl 21 ). Im einzelnen umfasst die Bezeichnung Ln in der Formel (II) die Metalle La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu sowie Y und Sc. Von diesen Metallen sind für Komplexverbindungen, die für das Verfahren der Erfindung besonders nützlich sind, Lanthan, Cer, Neodym, Samarium, Ytterbium, Lutetium und Yttrium besonders bevorzugt. Für bestimmte Verbindungen der Formel (II) sind auch Yttrium, Lanthan, Neodym, Samarium, Ytterbium und Lutetium von besonderem Interesse. Ganz besonders zweckmäßige Resultate bei der Polymerisation von Verbindungen der Formel (I), vorzugsweise von Methylmethacrylat (MMA), erzielt man mit Lanthan und Yttrium als Ln.In the compounds of the formula (II), Ln denotes a rare earth metal in the +3 oxidation state. These include the metals of the lanthanide group with atomic numbers 57 to 71 in the periodic table of the elements as well as yttrium (Y, atomic number 39) and scandium (Sc, atomic number 21). Specifically, the designation Ln in the formula (II) includes the metals La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and Y and Sc. Of these metals, lanthanum, cerium, neodymium, samarium, ytterbium, lutetium and yttrium are particularly preferred for complex compounds which are particularly useful for the process of the invention. Yttrium, lanthanum, neodymium, samarium, ytterbium and lutetium are also of particular interest for certain compounds of the formula (II). Very particularly useful results in the polymerization of compounds of the formula (I), preferably methyl methacrylate (MMA), are achieved with lanthanum and yttrium as Ln.
In der Formel (II) steht Cp für eine unsubstituierte oder eine substituierte Cyclopentadienylgruppe. Der Cp-Rest ist als elektronenliefernder Ligand an den Bestandteil Ln der Verbindung der allgemeinen Formel (II) koordiniert. Die Komplex-Verbindungen der Formel (II) weisen essentiell zwei Liganden Cp auf.In the formula (II), Cp represents an unsubstituted or a substituted cyclopentadienyl group. The Cp radical is coordinated as an electron-donating ligand to the component Ln of the compound of the general formula (II). The complex compounds of formula (II) essentially have two ligands Cp.
Zu bevorzugten Substituenten am Cyclopentadienylrest gehören unter anderem Silyl-Alkylreste mit ein bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ein bis acht Kohlenstoffen, Arylreste mit fünf bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 6 Kohlenstoffatomen, wobei ein Cyclopentadienylring bis zu fünf Substituenten aufweisen kann.Preferred substituents on the cyclopentadienyl radical include, inter alia, silyl alkyl radicals having one to 20 carbon atoms, preferably one to eight carbons, aryl radicals having five to 20 carbon atoms, preferably 6 carbon atoms, where a cyclopentadienyl ring can have up to five substituents.
Ferner können die Cyclopentadienlyreste ein oder mehrere Substituenten der Formel (R7) tragen.Furthermore, the cyclopentadienyl radicals can carry one or more substituents of the formula (R 7 ).
Cp(R7)n (IV)Cp (R 7 ) n (IV)
Der Wert für n in der Formel (IV) kann eins, zwei oder drei bedeuten.The value for n in formula (IV) can mean one, two or three.
R7 kann folgende Bedeutungen annehmen:R 7 can have the following meanings:
R7 = Si(R8)3, wobei gilt:R 7 = Si (R 8 ) 3 , where:
R8 stellt unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar, wie beispielsweise die Methylgruppe, die Ethylgruppe, die Propylgruppe, die Isopropylgruppe, die Butylgruppe, die Isobutylgruppe, die tert. Buthylgruppe, die Pentylgruppe oder die Hexylgruppe, wobei mindestens ein R8 ungleiche Wasserstoff sein muß. Bevorzugt ist die Methylgruppe. Als Ligand der Formel (IV) ist 1 ,3-Bis(trimethylsilyl)cyclopentadien besonders bevorzugt.R 8 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as the methyl group, the ethyl group, the propyl group, the isopropyl group, the butyl group, the isobutyl group, the tert. Butyl group, the pentyl group or the hexyl group, at least one R 8 must be different hydrogen. The methyl group is preferred. 1,3-bis (trimethylsilyl) cyclopentadiene is particularly preferred as the ligand of the formula (IV).
Bei der erfindungsgemäßen Polymerisationsreaktion sind ebenfalls solche Abwandlungen vorteilhaft, bei welchen man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex erhältlich ist, worin die zwei Cyclopentadienylringe verbrückt sind und einen zweifachnegativ geladenen Liganden repräsentieren. Diese Liganden können durch die Formel (IIA) dargestellt werden [(Cp)A(Cp)]LnR6 (IIA), worin Cp, Ln und R6 die zuvor genannte Bedeutung haben und A ein die zwei Cp-Einheiten verbrückender Rest ist.In the polymerization reaction according to the invention, such modifications are also advantageous in which a catalytically active structure is used which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex, in which the two cyclopentadienyl rings are bridged and represent a double-negatively charged ligand. These ligands can be represented by the formula (IIA) [(Cp) A (Cp)] LnR 6 (IIA), wherein Cp, Ln and R 6 have the meaning given above and A is a radical bridging the two Cp units.
Der Rest A ist mit den beiden Resten Cp kovalent gebunden. Dem Fragment A kommt mithin die Rolle eines Spacers zu. Bevorzugt werden Fragmente, die Si, Ge oder C enthalten. Besonders zweckmäßig sind Fragmente des Si oder C.The residue A is covalently bound to the two residues Cp. Fragment A therefore has the role of a spacer. Fragments containing Si, Ge or C are preferred. Fragments of Si or C are particularly useful.
Besonders bevorzugt sind für A Diyle auf Basis von Si. Die entsprechenden Reste sind leicht verfügbar und geben im allgemeinen gute Ergebnisse. Dialkylsilylreste, worin die Alkyle ein bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen sind bevorzugt. Sehr häufig erzielt man mit dem Dimethylsilyl-, Diethylsilyl- oder Diisopropylsilylrest hervorragende Ergebnisse. Beste Resultate liefert A = (CH3)2Si.Particularly preferred for A are diyls based on Si. The corresponding residues are readily available and generally give good results. Dialkylsilyl radicals in which the alkyls have one to 20 carbon atoms are preferred. Excellent results are very often achieved with the dimethylsilyl, diethylsilyl or diisopropylsilyl radical. A = (CH 3 ) 2 Si gives the best results.
R6 in der Verbindung der Formel (II) bzw. Formel (IIA) bezeichnet einen zur Ausbildung agostischer Wechselwirkungen befähigten Amid- Liganden. Hierbei ist unter der Bezeichnung „zur Ausbildung agostischer Wechselwirkungen befähigten Liganden" ein Ligand, Rest oder Fragment zu verstehen, der das Metallzentrum sterisch beziehungsweise elektronisch zusätzlich über eine nicht-kovalente, schwache Bindung koordinativ absättigen kann.R 6 in the compound of the formula (II) or formula (IIA) denotes an amide ligand capable of forming agostic interactions. The term “ligands capable of forming agostic interactions” is to be understood here as a ligand, residue or fragment which can also coordinate the metal center sterically or electronically via a non-covalent, weak bond.
Der Rest R6 kann zur Ausbildung einer mono- bzw. diagostischen Wechselwirkung mit dem Metallzentrum befähigt sein. Hierbei versteht man im Sinne der Erfindung unter „monoagostischer" Wechselwirkung eine solche Wechselwirkung, bei der der Ligand R6 zusätzlich über ein weiteres Ligandfragment mit dem Metallzentrum wechselwirkt, sozusagen einen zweizähnigen Liganden ausbildet (η2-Koordination), während unter „diagostischer" Wechselwirkung eine solche Wechselwirkung verstanden wird, bei der der Ligand R6 zusätzlich über zwei weitere Ligandfragmente mit dem Metallzentrum wechselwirkt (R6 als dreizähniger Ligand, η3- Koordination).The radical R 6 can be capable of forming a mono- or diagostic interaction with the metal center. For the purposes of the invention, “monoagostic” interaction here means an interaction in which the ligand R 6 additionally interacts with the metal center via a further ligand fragment, so to speak forms a bidentate ligand (η 2 coordination), while “diagostic” interaction such an interaction is understood in which the ligand R 6 additionally via two further ligand fragments interacts with the metal center (R 6 as a tridentate ligand, η 3 coordination).
Zur agostischen Wechselwirkung sind insbesondere "SiH", "CH" und "SiCH3" Ligandenfragmente befähigt. Je nach Art des Cyclopentadienyl- Ligandengerüstes und des Metallzentrums (elektronische und sterische Effekte) kann der gleiche Amid-Ligand mono- bzw. diagostisch wechselwirken. So bildet z. B. der [N(SiHMe2)2] Ligand in (CδMe4H)2-Y- N(SiHMe2)2 eine monoagostische Wechelwirkung zum Yttriumzentrum aus, während er in (C5Me4-SiMe2-C5Me4)2 -La-N(SiHMe2)2 diagostisch gebunden ist."SiH", "CH" and "SiCH3" ligand fragments are particularly capable of agostic interaction. Depending on the type of cyclopentadienyl ligand framework and the metal center (electronic and steric effects), the same amide ligand can interact mono- or diagostically. So z. For example, the [N (SiHMe2) 2] ligand in (CδMe4H) 2-Y- N (SiHMe2) 2 exhibits a monoagostic interaction with the yttrium center, while in (C5Me4-SiMe2-C5Me4) 2 -La-N (SiHMe2) 2 is bound diagostically.
Im Verfahren der vorliegenden Erfindung sind Lanthanoidocenamid- Komplexe besonders bevorzugt, die 1,3-Bis(trimethylsilyl)cyclopentadien Cyclopentadienyl-Liganden oder zwei ähnlich substituierte, nicht verbrückte Cyclopentadienyl-Liganden enthalten, da diese Komplexe die hochsyndiotaktische Polymerisation von Acryl- und Methacrylsäureestern unterstützen.In the process of the present invention, lanthanoidocenamide complexes are particularly preferred which contain 1,3-bis (trimethylsilyl) cyclopentadiene cyclopentadienyl ligands or two similarly substituted, non-bridged cyclopentadienyl ligands, since these complexes support the highly syndiotactic polymerization of acrylic and methacrylic acid esters.
Zu Resten R6, welche die im Rahmen der Erfindung erforderliche Wechselwirkung zu leisten vermögen, gehören unter anderem einfachnegativ geladene Reste der Formel (")NR7R8, worin R7 und R8 unabhängig voneinander gleich oder verschieden (Cι-C2o)-Alkyl, Cycloalkyl, (d-C4)- Alkylthio-(CrC4)-alkyl, Alkylaryl oder Aryl sind. Bevorzugt sind R7 und R8 unabhängig voneinander gleich oder verschieden verzweigte Alkylreste mit drei bis vier Kohlenstoffatomen, wie etwa Isopropyl, oder Dialkylsilylreste, in denen die Alkylreste gleich oder verschieden voneinander ein bis vier Kohlenstoffatome aufweisen, wie etwa der Dimethylsilyl- oder auch der Methylethylsilylrest. Besonders zweckmäßig sind die Reste R7 und R8 auch voneinander verschieden, beispielsweise R7 ein Isopropylrest und R8 ein Dimethylsilylrest. Hierbei ist es weiters von großem Interesse, daß man eine oder mehrere Verbindung(en) der allgemeinen Formel (II) bzw. (IIA) einsetzt, worin R6 Bis(dimethylsilyl)amid [(')N(SiHMe2)2], Isopropyldimethylsilylamid [(")N(iPr)(SiHMe2)]I Diisopropylamid [ΘN(iPr)2] oder Bis(methylsilyl)amid [(")N(SiH2Me)2] repräsentiert.Residues R 6 , which are able to perform the interaction required in the context of the invention, include, among others, simply negatively charged residues of the formula (") NR 7 R 8 , in which R 7 and R 8 independently of one another are identical or different (-C 2 O ) -Alkyl, cycloalkyl, (dC 4 ) -alkylthio- (CrC 4 ) -alkyl, alkylaryl or aryl, R 7 and R 8 are preferably independently of one another identical or differently branched alkyl radicals having three to four carbon atoms, such as isopropyl, or Dialkylsilyl radicals in which the alkyl radicals have one to four carbon atoms, the same or different from one another, such as the dimethylsilyl or also the methylethylsilyl radical The radicals R 7 and R 8 are also particularly advantageous from one another, for example R 7 an isopropyl radical and R 8 a dimethylsilyl radical , It is also of great interest here that one or more compounds of the general formula (II) or (IIA) are used, in which R 6 bis (dimethylsilyl) amide [ (') N (SiHMe 2 ) 2 ], Isopropyldimethylsilylamide [ (") N (iPr) (SiHMe 2 )] I diisopropylamide [ Θ N (iPr) 2 ] or bis (methylsilyl) amide [ (") N (SiH 2 Me) 2].
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (II) sind gemäß der Erfindung nach neuen Syntheserouten zugänglich. So lassen sich die Komplexe der Formel (II) beispielsweise gemäß einer Amineliminierung aus freiem protonierten Liganden, in der Regel einem substituierten Cyclopentadienyligand der Formel [CpH] oder [HCp-A-CpH], und einem Seltenerdamid synthetisieren (Gleichung 1 ).According to the invention, the compounds of the general formula (II) are accessible according to new synthetic routes. For example, the complexes of the formula (II) can be synthesized according to an amine elimination from free protonated ligand, usually a substituted cyclopentadienyl ligand of the formula [CpH] or [HCp-A-CpH], and a rare earth damide (Equation 1).
Ln(NR2)3(L)x + 2 CpH → Cp2LnNR2 + 2 HNR2 + xL (1 a)Ln (NR 2 ) 3 (L) x + 2 CpH → Cp 2 LnNR 2 + 2 HNR 2 + xL (1 a)
Ln(NR2)3(L)x + [HCp-A-CpH] → [Cp-A-Cp]LnNR2 + 2 HNR2 + xL) (1 b)Ln (NR 2 ) 3 (L) x + [HCp-A-CpH] → [Cp-A-Cp] LnNR 2 + 2 HNR 2 + xL) (1 b)
Diese Syntheseroute gemäß der Erfindung gewährleistet den Einsatz von Alkalimetall-Komplex (at-Komplex) freien Katalysatorvorstufen.This synthesis route according to the invention ensures the use of alkali metal complex (at complex) free catalyst precursors.
Herkömmliche Lanthanidocen-Komplexe wurden gemäß einer Salzmetathese-Reaktionssequenz synthetisiert (Gleichung 2),Conventional lanthanidocene complexes were synthesized according to a salt metathesis reaction sequence (Equation 2),
LnCl3 + 2 MCp* → [Cp* 2LnCI(MCI)] + MCI (2a)LnCl3 + 2 MCp * → [Cp * 2 LnCI (MCI)] + MCI (2a)
[Cp 2LnCI(MCI)] + MCH(SiMe3)2 - Cp* 2LnCH(SiMe3)2 + 2 MCI (2b)[Cp 2 LnCI (MCI)] + MCH (SiMe 3 ) 2 - Cp * 2 LnCH (SiMe 3 ) 2 + 2 MCI (2b)
Cp* 2LnCH(SiMe3)2 + H2 - [Cp* 2LnH]2 + CH2(SiMe3)2 (2c)Cp * 2 LnCH (SiMe 3 ) 2 + H2 - [Cp * 2 LnH] 2 + CH 2 (SiMe 3 ) 2 (2c)
[Cp2LnCI(MCI)] + MAIMe4 → Cp2Ln(AIMe4) + 2 MCI (2d)[Cp 2 LnCI (MCI)] + MAIMe 4 → Cp 2 Ln (AIMe4) + 2 MCI (2d)
Cp2Ln(AIMe4) + 2 THF → Cp2LnCH3(thf) + AIMe3(thf) (2e)Cp 2 Ln (AIMe 4 ) + 2 THF → Cp 2 LnCH 3 (thf) + AIMe 3 (thf) (2e)
wobei die Anwesenheit von Alkalimetall-Komponenten und deren Einflußnahme auf den isotaktischen Polymerisationsverlauf nicht ausgeschlossen werden kann. Die im Verfahren der Erfindung nutzbringenden Lanthanidocen-Komplexe können gemäß der Reaktion von Seltenerdamiden des Typs Ln[N(SiHMe2)2]3(thf)χ (Ln = Elemente mit der Ordnungszahl 21 , 39, 57- 71 mit x = 1: Ln = Sc; x = 2: Ln = Y, La, Ce-Lu) mit protonierten Cyclopentadienylliganden des Typs [CpH] bzw. des verbrückten Typs [HCp-A-CpH] in Toluol bzw. Mesitylen in einer Amineliminierungsreaktion mit hohen Ausbeuten (> 90%) erhalten werden (Gleichung 1a, b). Die so erhaltenen Komplexe können ohne weitere Aufreinigung/Isolierung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.the presence of alkali metal components and their influence on the isotactic course of polymerization cannot be excluded. The lanthanidocene complexes useful in the process of the invention can, according to the reaction of rare earth damides of the type Ln [N (SiHMe2) 2] 3 (thf) χ (Ln = elements with the atomic number 21, 39, 57-71 with x = 1: Ln = Sc; x = 2: Ln = Y, La, Ce-Lu) with protonated cyclopentadienyl ligands of the type [CpH] or of the bridged type [HCp-A-CpH] in toluene or mesitylene in an amine elimination reaction with high yields (> 90%) can be obtained (Equation 1a, b). The complexes thus obtained can be used without further purification / isolation in the context of the present invention.
Ln(NR2)3(L)x + 2 CpH - Cp2LnNR2 + 2 HNR2 + xL (1a)Ln (NR 2 ) 3 (L) x + 2 CpH - Cp 2 LnNR 2 + 2 HNR 2 + xL (1a)
Ln(NR2)3(L)x + [HCp-A-CpH] → [Cp-A-Cp]LnNR2 + 2 HNR2 + xL (1 b)Ln (NR 2 ) 3 (L) x + [HCp-A-CpH] → [Cp-A-Cp] LnNR 2 + 2 HNR 2 + xL (1 b)
Diese Syntheseroute gewährleistet den Einsatz von Alkalimetall-Komplex (at-Komplex) freien Katalysatorvorstufen. Die Anwesenheit von Alkalimetall-Komponenten und deren Einflußnahme auf einen isotaktischen Polymerisationsverlauf kann folglich ausgeschlossen werden. Die eingesetzten Amid-Liganden sind zur Ausbildung von agostischen Wechselwirkungen mit den Seltenerdmetall-Zentren befähigt. Der Ligand L stellt einen neutralen schwach-gebundenen Donorliganden dar. Beispiele hierfür sind Tetrahydrofuran (THF) und Diethylether (OEt2). Die Darstellung der Katalysatoπ/orstufe findet vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 200 °C statt, ohne daß hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Schema 1This synthetic route ensures the use of alkali metal complex (at complex) free catalyst precursors. The presence of alkali metal components and their influence on an isotactic course of polymerization can consequently be excluded. The amide ligands used are capable of forming agostic interactions with the rare earth centers. Ligand L is a neutral, weakly bound donor ligand. Examples include tetrahydrofuran (THF) and diethyl ether (OEt2). The representation of the catalyst / stage preferably takes place at a temperature in the range from 0 to 200 ° C., without this being intended to impose a restriction. Scheme 1
Synthese des erfindungsgemäßen Liganden:Synthesis of the ligand according to the invention:
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0001
Auf analoge Weise gelingt auch die Synthese trisubstituierterThe synthesis of trisubstituted is also possible in an analogous manner
Cydopentadiensysteme.Cydopentadiensysteme.
Die ansa-Liganden des Typs (Cp) A (Cp) können leicht durch Ersatz desThe type (Cp) A (Cp) ansa ligands can easily be replaced by the
Monohalogensilans im 2. Reaktionsschritt durch ein Dihalogensilan erhalten werden.Monohalosilane can be obtained in the second reaction step by a dihalosilane.
Schema 2Scheme 2
Synthese des erfindungsgemäßen Katalysatorkomplexes, Variante 1 :Synthesis of the catalyst complex according to the invention, variant 1:
+ 2 eq. Na[Cp(SiMe3)2]+ 2 eq. Na [Cp (SiMe 3 ) 2 ]
YCI3(THF)35 - — 2S— -YCI 3 (THF) 35 - - 2S - -
31 '" THF, refl., 2.5 h
Figure imgf000026_0002
31 '"THF, refl., 2.5 h
Figure imgf000026_0002
Schema 3Scheme 3
Synthese des erfindungsgemäßen Katalysatorkomplexes, Variante 2:Synthesis of the catalyst complex according to the invention, variant 2:
Figure imgf000026_0003
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren werden gemäß Schema 3 dargestellt.
Figure imgf000026_0003
The catalysts of the invention are shown in Scheme 3.
Erläuterung der verwendeten Abkürzungen in den Schemata:Explanation of the abbreviations used in the diagrams:
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0001
Die nach Schema 3 in hohen Ausbeuten erhaltenen Lanthanoidocenamid- Komplexe können entweder nach Isolierung über Umkristallisation in Reinstform (spektroskopische und strukturelle Charakterisierung) oder aber direkt als so erhaltene Toluol-Lösung ohne weitere Aufreinigung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Die eventuell nicht vollständig umgesetzten Eduktverbindungen Ln[N(SiHMe2)2]3(thf)χ und Cyclopentadien sind polymerisationsinaktiv. Das bei der Reaktion freigesetzte Amin ist in Folge seines sterischen Anspruchs durch schlechtes Komplexierungsverhalten gekennzeichnet und kann daher mit dem Monomeren schlecht um das aktive Zentrum konkurrieren. Sie können direkt in dieser "amidischen" Form zur Polymerisation verwendet werden.The lanthanoidocenamide complexes obtained according to Scheme 3 in high yields can either be used after isolation by recrystallization in the purest form (spectroscopic and structural characterization) or directly as the toluene solution thus obtained without further purification in the context of the present invention. The possibly incompletely converted reactant compounds Ln [N (SiHMe2) 2] 3 (thf) χ and cyclopentadiene are polymerization-inactive. The amine liberated in the reaction is characterized by poor complexation behavior owing to its steric nature and can therefore compete poorly with the monomer for the active center. They can be used for polymerization directly in this "amidic" form.
Neben dem mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)- Komplex der allgemeinen Formel (II) wird zur Herstellung der erfindungsgemäß wirksamen Struktur mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) benötigt. Die Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA) umfaßt Bor- und Aluminiumalkyle, -cycloalkyle und -aryle. Die Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIB) und (IIIC) umfassen Alumoxane, wobei die Formel (IIIB) die zyklische Form und die Formel (IIIC) die lineare Form beschreibt. Die Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIID) umfaßt Zinkalkyle, -cycloalkyle und -aryle.In addition to the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II), at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is required to produce the structure which is effective according to the invention. The metal organyl compound of the general formula (IIIA) includes boron and aluminum alkyls, cycloalkyls and aryls. The metal organyl compound of the general formula (IIIB) and (IIIC) comprise alumoxanes, the formula (IIIB) describing the cyclic form and the formula (IIIC) the linear form. The metal organyl compound of the general formula (IIID) includes zinc alkyls, cycloalkyls and aryls.
Dementsprechend bezeichnet Met AI oder B, vorzugsweise AI. Der Rest R9 repräsentiert einen linearen oder verzweigten Alkylrest, einen Cycloalkylrest oder einen Arylrest. Lineare oder verzweigte Alkylreste werden erfindungsgemäß besonders bevorzugt. R9 weist vorzugsweise 1 bis 12, zweckmäßigerweise 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4, Kohlenstoffatome auf. Dabei haben sich Methyl-, Ethyl, und iso- Butylgruppen als ganz besonders zweckmäßig erwiesen. Der Index n ist eine ganze Zahl größer gleich 1 , vorzugsweise zwischen 1 und 20.Accordingly, Met denotes AI or B, preferably AI. The R 9 radical represents a linear or branched alkyl radical, a cycloalkyl radical or an aryl radical. Linear or branched alkyl radicals are particularly preferred according to the invention. R 9 preferably has 1 to 12, advantageously 1 to 8, in particular 1 to 4, carbon atoms. Methyl, ethyl and isobutyl groups have proven to be particularly useful. The index n is an integer greater than or equal to 1, preferably between 1 and 20.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) einzeln oder als Mischung mehrerer Metallorganylverbindungen der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) eingesetzt werden.In the context of the present invention, the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) can be used individually or as a mixture of several metal organanyl compounds of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) can be used.
Erfindungsgemäß wird die Verwendung von Metallorganylverbindungen der allgemeinen Formel (IIIA) bevorzugt. Besonders geeignete Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA) umfassen Bortrimethyl, Bortriethyl, Bortri-n-propyl, Bortriisopropyl, Bortri-n-butyl, Bortriisobutyl, Aluminiumtrimethyl, Aluminiumtriethyl, Aluminiumtri-n- propyl, Aluminiumtriisopropyl, Aluminiumtri-n-butyl und Aluminiumtriisobutyl, insbesondere Aluminiumtrimethyl, Aluminiumtriethyl und Aluminiumtriisobutyl.According to the invention, the use of metal organyl compounds of the general formula (IIIA) is preferred. Particularly suitable metal organyl compounds of the general formula (IIIA) include boron trimethyl, boron triethyl, boron tri-n-propyl, boron triisopropyl, boron tri-n-butyl, boron triisobutyl, aluminum trimethyl, aluminum triethyl, aluminum tri-n-propyl, aluminum triisopropyl, aluminum tri-n-butyl and aluminum triisobutyl in particular aluminum trimethyl, aluminum triethyl and aluminum triisobutyl.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einem molaren Überschuß von größer als 2:1 , vorzugsweise größer als 4:1 , zweckmäßigerweise größer als 6:1 , jeweils bezogen auf den mindestens einen organometallische Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) eingesetzt.In the context of the present invention, the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is advantageously larger in a molar excess of greater than 2: 1, preferably greater than 4: 1 than 6: 1, each based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) used.
Die katalytisch wirksame Struktur wird im allgemeinen in einer Konzentration im Bereich von 10'5 mol/l bis 3 mol/l, vorzugsweise im Bereich von 10"4 mol/l bis 10"1 mol/l und besonders bevorzugt im Bereich von 10"3 mol/l bis 10"2 mol/l eingesetzt, ohne daß hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Dabei beziehen sich die entsprechenden Angaben auf das in der katalytisch wirksamen Struktur enthaltene Ln. Aus dem Verhältnis katalytisch wirksamer Struktur zu Monomer ergibt sich das Molekulargewicht des Polymeren, falls das gesamte Monomer umgesetzt wird. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 10"6 zu 1 bis 0,5 zu 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 10"4 zu 1 bis 10"2 zu 1. Auch an dieser Stelle beziehen sich die entsprechenden Angaben auf das in der katalytisch wirksamen Struktur enthaltene Ln. Das erfindungsgemäße Verfahren findet vorzugsweise in Gegenwart eines unpolaren Lösungsmittels, zweckmäßigerweise in einem homogenen System statt. Als Maß für die Polarität des Lösungsmittels kann die Dielektrizitätskonstante dienen, die bevorzugt < 4, vorzugsweise < 3 und ganz besonders bevorzugt < 2,5 ist. Dieser Wert wird bei 20°C bestimmt, wobei der Fachmann bezüglich der Messung wertvolle Hinweise in Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, 1966, Band II/2, Seiten 455 bis 479 findet.The catalytically active structure is generally in a concentration in the range from 10 '5 mol / l to 3 mol / l, preferably in the range from 10 "4 mol / l to 10 " 1 mol / l and particularly preferably in the range from 10 " 3 mol / l to 10 "2 mol / l are used without any limitation. The corresponding information relates to the Ln contained in the catalytically active structure. The molecular weight of the polymer results from the ratio of catalytically active structure to monomer if the entire monomer is reacted. This ratio is preferably in the range from 10 "6 to 1 to 0.5 to 1, particularly preferably in the range from 10 " 4 to 1 to 10 "2 to 1. Here too, the corresponding information relates to that in the catalytic The structure according to the invention preferably takes place in the presence of a non-polar solvent, expediently in a homogeneous system. The dielectric constant, which is preferably <4, preferably <3 and very particularly preferably <2, can serve as a measure of the polarity of the solvent. 5. This value is determined at 20 ° C., the person skilled in the art finding valuable information regarding the measurement in Ulimanns Encyklopadie der Technische Chemie, 1966, Volume II / 2, pages 455 to 479.
Besonders geeignete Lösungsmittel umfassen Kohlenwasserstoff lösungsmittel, insbesondere aromatische Lösungsmittel, wie Toluol, Mesitylen, Benzol, 1 ,2-Xylol, 1 ,3-Xylol und 1 ,4- Xylol, gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Cyclohexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Dodecan, die auch verzweigt vorliegen können, Mineralöle und synthetische Öle. Dabei werden Toluol, Mesitylen, Benzol, 1 ,2-Xylol, 1 ,3-Xylol und 1 ,4-Xylol besonders bevorzugt. Erfindungsgemäß können die Lösungsmittel einzeln sowie als Mischung verwendet werden.Particularly suitable solvents include hydrocarbon solvents, especially aromatic solvents such as toluene, mesitylene, benzene, 1, 2-xylene, 1, 3-xylene and 1, 4-xylene, saturated hydrocarbons, such as cyclohexane, heptane, octane, nonane, decane , Dodecan, which can also be branched, mineral oils and synthetic oils. Toluene, mesitylene, benzene, 1, 2-xylene, 1, 3-xylene and 1, 4-xylene are particularly preferred. According to the invention, the solvents can be used individually and as a mixture.
Mineralöle sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Sie werden im allgemeinen aus Erdöl oder Rohöl durch Destillation und/oder Raffination und gegebenenfalls weitere Reinigungs- und Veredelungsverfahren gewonnen, wobei unter den Begriff Mineralöl insbesondere die höhersiedenden Anteile des Roh- oder Erdöls fallen. Im allgemeinen liegt der Siedepunkt von Mineralöl höher als 200 °C, vorzugsweise höher als 300 °C, bei 5000 Pa. Die Herstellung durch Schwelen von Schieferöl, Verkoken von Steinkohle, Destillation unter Luftabschluß von Braunkohle sowie Hydrieren von Stein- oder Braunkohle ist ebenfalls möglich. Zu einem geringen Anteil werden Mineralöle auch aus Rohstoffen pflanzlichen (z. B. aus Jojoba, Raps) od. tierischen (z. B. Klauenöl) Ursprungs hergestellt. Dementsprechend weisen Mineralöle, je nach Herkunft unterschiedliche Anteile an aromatischen, cyclischen, verzweigten und linearen Kohlenwasserstoffen auf. Wertvolle Hinweise zu Mineralölen finden sich beispielsweise in Ulimanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM, 1997, Stichwort "lubricants and related products".Mineral oils are known per se and are commercially available. They are generally obtained from petroleum or crude oil by distillation and / or refining and, if appropriate, further purification and upgrading processes, the term mineral oil in particular referring to the higher-boiling proportions of the crude or petroleum. In general, the boiling point of mineral oil is higher than 200 ° C, preferably higher than 300 ° C, at 5000 Pa. It is also possible to produce by smoldering shale oil, coking hard coal, distilling with the exclusion of air from brown coal and hydrogenating hard coal or brown coal. To a small extent, mineral oils are also made from raw materials of vegetable (e.g. jojoba, rapeseed) or animal (e.g. claw oil) origin. Accordingly, mineral oils have different proportions of aromatic, cyclic, branched and linear hydrocarbons depending on their origin. Valuable information on mineral oils can be found, for example, in Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5 th Edition on CD-ROM, 1997, keyword "lubricants and related products".
Synthetische Öle sind unter anderem organische Ester, organische Ether, wie Siliconöle, und synthetische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Polyolefine. Sie sind meist etwas teurer als die mineralischen Öle, haben aber Vorteile hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit. Zur Verdeutlichung soll noch auf die 5 API-Klassen der Grundöltypen (API: American Petroleum Institute) hingewiesen werden, wobei diese Grundöle besonders bevorzugt als Lösungsmittel eingesetzt werden können.Synthetic oils include organic esters, organic ethers such as silicone oils, and synthetic hydrocarbons, especially polyolefins. They are usually somewhat more expensive than mineral oils, but have advantages in terms of their performance. For clarification, reference should be made to the 5 API classes of the base oil types (API: American Petroleum Institute), whereby these base oils can be used particularly preferably as solvents.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Lösungsmittel vor und/oder während der Polymerisation, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 bis 95 Gew.% und ganz besonders bevorzugt von 10 bis 60 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, eingesetzt.In the context of the present invention, the solvents are used before and / or during the polymerization, preferably in an amount of from 1 to 99% by weight, particularly preferably from 5 to 95% by weight and entirely particularly preferably from 10 to 60% by weight, based on the total weight of the mixture.
Die Temperaturen, bei welchen die Polymerisationsreaktionen durchgeführt werden, liegen im allgemeinen zwischen -100 °C oder dem Erstarrungspunkt und dem Siedepunkt des eingesetzten Lösungsmittels. Bevorzugt sind Temperaturen zwischen -50 °C und +100 °C, besonders bevorzugt zwischen -40 °C und +50 °C, noch mehr bevorzugt zwischen - 20°C und +25 °C.The temperatures at which the polymerization reactions are carried out are generally between -100 ° C. or the solidification point and the boiling point of the solvent used. Temperatures between -50 ° C and +100 ° C are preferred, particularly preferably between -40 ° C and +50 ° C, even more preferably between - 20 ° C and +25 ° C.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt im Vergleich mit herkömmlichen „lebenden Polymerisationssystemen" eine deutlich verminderte Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen.In comparison with conventional “living polymerization systems”, the process according to the invention shows a significantly reduced sensitivity to impurities.
Dennoch kann es zweckmäßig sein, die Polymerisationsreaktion der Erfindung unter solchen Bedingungen durchzuführen, welche einen unerwünschten Abbruch erschweren. Besonders günstig ist der Ausschluß von Feuchtigkeit. Vorzugsweise wird die Polymerisationsreaktion unter Inertgasatmosphäre (Stickstoff und/oder Argon) ausgeführt.Nevertheless, it may be appropriate to carry out the polymerization reaction of the invention under conditions which make undesired termination difficult. The exclusion of moisture is particularly favorable. The polymerization reaction is preferably carried out under an inert gas atmosphere (nitrogen and / or argon).
Im Rahmen einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden ErfindungIn the context of a very particularly preferred embodiment of the present invention
(a) wird in einem Reaktor das unpolare Lösungsmittel und die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) homogen gemischt(a) the non-polar solvent and the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) are mixed homogeneously in a reactor
(b) der mindestens eine organometallische Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) zugegeben und(b) the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) is added and
(c) die eine oder mehrere Verbindung(en) der Formel (I), vorzugsweise ebenfalls in Mischung mit der mindestens einen Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID), werden in Substanz oder als Lösung zur resultierenden Mischung aus Schritt (b) batchweise oder kontinuierlich zugeben.(c) the one or more compound (s) of the formula (I), preferably likewise in a mixture with the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID), are in substance or as a solution to add the resulting mixture from step (b) batchwise or continuously.
Dabei setzt man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einer solchen Menge ein, daß die Summe der in Schritt (a) und gegebenenfalls in Schritt (b) eingesetzten Mengen der mindestens einen Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) einen molaren Überschuß von größer als 2:1 , vorzugsweise größer als 4:1 , zweckmäßigerweise größer als 6:1 , jeweils bezogen auf die im Schritt (a) eingesetzte Menge des mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplexes der allgemeinen Formel (II) ergibt.The at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is used in an amount such that the sum of those used in step (a) and optionally in step (b) Amounts of the at least one organometallic compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) a molar excess of greater than 2: 1, preferably greater than 4: 1, advantageously greater than 6: 1, each based on the amount of at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) used in step (a).
Die Polymerisationsreaktion gemäß der Erfindung ist eine „lebende" Polymerisation und kann somit zur Herstellung von Blockcopolymerisaten eingesetzt werden. Die Polymerisation führt zum Verbrauch der Monomeren gemäß Formel (I) und kann durch Zugabe von Abbruchmittel frühzeitig gestoppt werden. Die Abbruchreaktion kann auch zur Markierung oder Funktionalisierung der Polymerisate oder Copolymerisate Verwendung finden. Abbruchmittel sind protische, deuterische oder tritiierte Substanzen, wie etwa Alkohole, vorzugsweise Methanol.The polymerization reaction according to the invention is a "living" polymerization and can thus be used for the production of block copolymers. The polymerization leads to the consumption of the monomers of the formula (I) and can be stopped early by adding terminating agents. The termination reaction can also be used for labeling or Functionalization of the polymers or copolymers are used, and demolition agents are protic, deuteric or tritiated substances, such as alcohols, preferably methanol.
Nach Beendigung der Polymerisation durch Verbrauch des Monomeren oder durch Abbruch kann das erhaltene Produkt weiterverarbeitet oder isoliert werden (Ausfällung, Abrotation und dergleichen).After the end of the polymerization by consumption of the monomer or by termination, the product obtained can be processed further or isolated (precipitation, rotation and the like).
Gegenstand der Erfindung sind auch Polymerisate oder Copolymerisate erhältlich nach dem Verfahren der Erfindung, die sich durch eine hoheThe invention also relates to polymers or copolymers which can be obtained by the process of the invention and which are distinguished by a high
Syndiotaktizitat, bezogen auf die 1 H-NMR-Analyse der α-CH3-Gruppen, auszeichnen. Vorzugsweise ist die Syndiotaktizitat rr > 40%, besonders bevorzugt rr > 80% und ganz besonders bevorzugt rr > 96%.Syndiotacticity based on the 1 H-NMR analysis of the α-CH3 groups, distinguished. The syndiotacticity is preferably rr> 40%, particularly preferably rr> 80% and very particularly preferably rr> 96%.
Die im Rahmen der Erfindung hergestellten Polymere und/oder Copolymere weisen im allgemeinen ein Molekulargewicht im Bereich von 1 000 bis 1 000 000 g/mol, vorzugsweise im Bereich von 5*103 bis 500*103 g/mol und besonders bevorzugt im Bereich von 10*103 bis 300*103 g/mol auf, ohne daß hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Diese Werte beziehen sich auf das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der polydispersen Polymere in der Zusammensetzung.The polymers and / or copolymers produced in the context of the invention generally have a molecular weight in the range from 1,000 to 1,000,000 g / mol, preferably in the range from 5 * 10 3 to 500 * 10 3 g / mol and particularly preferably in the range from 10 * 10 3 to 300 * 10 3 g / mol, without any limitation. These values are based on the weight average molecular weight of the polydisperse polymers in the composition.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Polymere mit enger Molekulargewichtsverteilung hergestellt werden können. Vorzugsweise weisen Polymere und/oder Copolymere, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wurden, eine Polydispersität, die durch Mw/Mn gegeben ist, im Bereich von 1 bis < 1,5, zweckmäßigerweise 1 bis < 1 ,4, bevorzugt 1 bis 1 ,3, besonders bevorzugt 1 bis < 1 ,2 und besonders bevorzugt 1 ,01 bis < 1 ,1 , auf.The particular advantage of the process according to the invention is that polymers with a narrow molecular weight distribution can be produced. Polymers and / or copolymers obtained by the process according to the invention preferably have a polydispersity, which is given by M w / M n , in the range from 1 to <1.5, suitably 1 to <1.4, preferably 1 to 1, 3, particularly preferably 1 to <1, 2 and particularly preferably 1, 01 to <1, 1.
BeispieleExamples
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen, allerdings soll die Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt sein.The following examples are intended to illustrate the invention, but the invention is not intended to be limited to the examples.
Arbeitsmethoden :Working methods:
Die Molekulargewichtsverteilungen wurden über SEC bestimmt (Gerätekonfiguration: ThermoQuest ausgestattet mit SEC-Säulen (106 Ä, 105Ä; jeweils 10 μm von Polymer Laboratories). Helium-entgastes THF wurde als Eluent eingesetzt. Die Molekulargewichte wurden gegen Polystyrol (Polymer Laboratories) kalibriert. Die (Triaden)-Taktizitäten wurden aus 1H-NMR-Spektren (FT; 500 MHz; 1H); aufgenommen bei Umgebungstemperatur in CDCI3, unter Auswertung der α-CH3-Signale berechnet. Die Bestimmung des Monomerverhältnisses erfolgte ebenfalls NMR-spektroskopisch. Die DSC-Messungen wurden unter Stickstoff mit einer Aufheizrate von 10 K/min im Bereich 20 - 160 bzw. 220 °C durchgeführt (Gerät Mettler DSC 820).The molecular weight distributions were determined via SEC (device configuration: ThermoQuest equipped with SEC columns (10 6 Ä, 10 5 Ä; each 10 μm from Polymer Laboratories). Helium-degassed THF was used as eluent. The molecular weights were against polystyrene (Polymer Laboratories) The (triad) tacticities were recorded from 1 H-NMR spectra (FT; 500 MHz; 1 H), recorded at ambient temperature in CDCI 3 , with evaluation of the α-CH 3 signals calculated. The monomer ratio was also determined by NMR spectroscopy. The DSC measurements were carried out under nitrogen at a heating rate of 10 K / min in the range 20-160 or 220 ° C. (Mettler DSC 820 device).
Alle Arbeitsschritte wurden unter rigorosem Ausschluß von Luftfeuchtigkeit in ausgeheizten Glasgeräten unter Anwendung von Schlenk-, Hochvakuum- und Glovebox-Techniken durchgeführt. Die Lösungsmittel wurden nach Standardmethoden gereinigt und über Na/K- Legierung getrocknet; Monomere wurden über Calciumhydrid gerührt und anschließend destilliert.All work steps were carried out with rigorous exclusion of air humidity in heated glass devices using Schlenk, high vacuum and glovebox techniques. The solvents were cleaned using standard methods and dried over Na / K alloy; Monomers were stirred over calcium hydride and then distilled.
Synthese der LigandenSynthesis of the ligands
Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Ligand Bis(trimetylsilyl)cyclopentadien wurde kommerziell von Aldrich bezogen. Allerdings ist die Synthese der Monosilyl- wie auch der Bis(silyl)-Derivate sehr leicht durch die Deprotonierung frisch destillierten Cyclopentadiens mit einem bzw. zwei Äquivalenten einer geeigneten Base (z.B. Natriumhydrid, Butyllithium, etc.) und anschließender Umsetzung mit dem jeweiligen Silylhalogenid möglich, was einen wesentlichen Vorteil darstellt.The ligand bis (trimetylsilyl) cyclopentadiene used in the present invention was obtained commercially from Aldrich. However, the synthesis of the monosilyl and bis (silyl) derivatives is very easy by deprotonating freshly distilled cyclopentadiene with one or two equivalents of a suitable base (e.g. sodium hydride, butyllithium, etc.) and then reacting it with the respective silyl halide , which is a major advantage.
Beispiel 1example 1
Synthese des neuen KatalysatorkomplexesSynthesis of the new catalyst complex
2,258 g (10,73 mmol, 2,5 eq.) des Liganden 1 ,3- Bis(trimethylsilyl)cyclopentadien wurden in einem 100ml-Rundkolben vorgelegt, ca. 50 ml Toluol und 2,705 g (4,29 mmol) des Yttrium- Silylamids Y(bdsa)3(thf)2 zugegeben und über Nacht im Rückfluß gekocht (Metallbad, ca.125°C). Nach dem Abkühlen wurden alle flüchtigen Bestandteile im Vakuum abgezogen. Der bräunliche, leicht zähe Rückstand wurde in Hexan aufgenommen, noch einmal getrocknet (Probe war danach weniger „klebrig") und abschließend aus Hexan umkristallisiert, wodurch die Verbindung in Form farbloser Kristalle erhalten wird (Ausbeuten ca. 60%).2.258 g (10.73 mmol, 2.5 eq.) Of the ligand 1, 3- bis (trimethylsilyl) cyclopentadiene were placed in a 100 ml round bottom flask, approx. 50 ml toluene and 2.705 g (4.29 mmol) of the yttrium Silylamids Y (bdsa) 3 (thf) 2 added and refluxed overnight (metal bath, approx. 125 ° C). After cooling, all became volatile Components removed in a vacuum. The brownish, slightly viscous residue was taken up in hexane, dried again (sample was then less "sticky") and finally recrystallized from hexane, whereby the compound is obtained in the form of colorless crystals (yields approx. 60%).
Eigenschaften des neuen Katalysatorkomplexes:Properties of the new catalyst complex:
1H-NMR (500 MHz, C6D6, 25 °C): δ=6,82 [t, 4J=1.9 Hz, 2H, C5r 3(SiMe3)2], 6,77 [d, 4J=1.9 Hz, 4H, Csr^SiMe^], 3,77 [ψ-okt, 3JH,H«3 ,H=2.8 HZ, 2H, SiH(CH3)2], 0,23 [d, 3J=2.5 Hz, 12H, SiH(CH3)2], 0,20 [s, 36H, Si(Cry3)3] ppm. 1 H-NMR (500 MHz, C 6 D 6 , 25 ° C): δ = 6.82 [t, 4 J = 1.9 Hz, 2H, C 5 r 3 (SiMe 3 ) 2 ], 6.77 [d , 4 J = 1.9 Hz, 4H, Csr ^ SiMe ^], 3.77 [ψ-oct, 3 J H , H « 3 , H = 2.8 HZ, 2H, SiH (CH 3 ) 2 ], 0.23 [ d, 3 J = 2.5 Hz, 12H, SiH (CH 3 ) 2 ], 0.20 [s, 36H, Si (Cry 3 ) 3 ] ppm.
13C-{1H}-NMR (125 MHz, C6D6, 25 °C): 5=123,41 [C5H3(SiMe3)2], 2,45 [SiH(CH3)2], 0,86 [Si(CH3)3] ppm (weiter Resonanzen des Cp-Ringes vermutl. unter dem Restsignal des Lösungsmittels verborgen). 13 C- { 1 H} -NMR (125 MHz, C 6 D 6 , 25 ° C): 5 = 123.41 [C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2 ], 2.45 [SiH (CH 3 ) 2 ], 0.86 [Si (CH 3 ) 3 ] ppm (further resonances of the Cp ring presumably hidden under the residual signal of the solvent).
Beispiele 2-17Examples 2-17
Herstellung von Methylmethaciylat-HomopolymerenManufacture of methyl methacrylate homopolymers
Beispiele 2 bis 5: Variation der KatalysatormengeExamples 2 to 5: Variation of the amount of catalyst
In einer Glovebox werden 18 ml Toluol in ein zylindrisches 20 ml- Schraubdeckelglas (02,7 cm) gefüllt und mit 4 Äquivalenten Trimethylaluminium bezogen auf die Katalysatormenge versetzt. Zu der so erhaltenen Mischung wird die in Tabelle 1 angegebene Menge des Katalysatorkomplexes gegeben, darin gelöst und die so erhaltene Katalysatorlösung für einige Stunden im Kühlschrank der Glovebox auf -35 °C temperiert.In a glove box, 18 ml of toluene are filled into a cylindrical 20 ml screw-top glass jar (02.7 cm) and mixed with 4 equivalents of trimethyl aluminum based on the amount of catalyst. The amount of the catalyst complex given in Table 1 is added to the mixture thus obtained, dissolved therein and the catalyst solution thus obtained is heated to -35 ° C. in the refrigerator of the glove box for a few hours.
Unter intensivem Rühren mittels eines Magnetrührers werden zu der gekühlten Lösung 2,0 ml (18,7 mmol, pMMA = 0,936 g/ml, M = 100,12 g/mol) ebenfalls vorgekühltes Methylmethacrylat (Fa. Röhm GmbH & Co. KG) schnell zugespritzt. Binnen weniger Minuten wird die Polymerisationslösung viskos und erstarrt teilweise zu einem Gel. Zur Sicherstellung des vollständigen Umsatzes wird der Ansatz eine halbe Stunde bei -35°C und eine halbe Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Zur Aufarbeitung wird das Produkt in 150 ml Dichlormethan gelöst, die Polymerisation durch Zusatz von 100 ml Methanol gestoppt und danach das Lösungsmittel an einem Rotationsverdampfer im Vakuum entfernt. Das gebildete PMMA wird in quantitativer Ausbeute als weißer, pulvriger Feststoff mit einer Ausbeute > 99 % der Theorie erhalten. Alternativ kann die Polymerisation im Falle fließfähiger Polymerlösungen auch durch Einrühren in 100 ml Methanol gestoppt und das ausgefallene Polymer abfiltriert werden.With intensive stirring using a magnetic stirrer, 2.0 ml (18.7 mmol, pMMA = 0.936 g / ml, M = 100.12 g / mol) likewise precooled methyl methacrylate (from Röhm GmbH & Co. KG) are added to the cooled solution. injected quickly. The polymerization solution becomes viscous within a few minutes and partially solidifies into a gel. to To ensure complete conversion, the batch is stirred for half an hour at -35 ° C. and for half an hour at room temperature. For working up, the product is dissolved in 150 ml of dichloromethane, the polymerization is stopped by adding 100 ml of methanol, and the solvent is then removed in vacuo on a rotary evaporator. The PMMA formed is obtained in quantitative yield as a white, powdery solid with a yield> 99% of theory. Alternatively, in the case of flowable polymer solutions, the polymerization can also be stopped by stirring in 100 ml of methanol and the precipitated polymer can be filtered off.
Tabelle 1.Table 1.
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Beispiele 6 bis 17: Variation von Temperatur und AIMe3-MengeExamples 6 to 17: Variation of temperature and AIMe 3 amount
In einer Glovebox werden 18 ml Toluol in ein zylindrisches 20 ml- Schraubdeckelglas (0 2,7 cm) gefüllt und mit einer definierten Menge Trimethylaluminium, bezogen auf die Menge des Katalysatorkomplexes (vgl. Tabelle 2) versetzt. Zu der so erhaltenen Mischung werden 23,9 mg (37,4 μmol, 0,2 Mol-%, M = 640,17 g/mol) des Katalysatorkomplexes gegeben, darin gelöst und die so erhaltene Katalysatorlösung für einige Stunden im Kühlschrank der Glovebox auf die jeweils angegebene Temperatur temperiert.In a glove box, 18 ml of toluene are poured into a cylindrical 20 ml screw-top glass jar (0 2.7 cm) and a defined amount of trimethyl aluminum, based on the amount of the catalyst complex (see Table 2), is added. 23.9 mg (37.4 μmol, 0.2 mol%, M = 640.17 g / mol) of the catalyst complex are added to the mixture thus obtained, dissolved therein and the catalyst solution thus obtained is left in the refrigerator of the glove box for a few hours tempered to the specified temperature.
Unter intensivem Rühren mittels eines Magnetrührers werden zu der gekühlten Lösung 2,0 ml (18,7 mmol, pMMA = 0,936 g/ml, M = 100,12 g/mol) ebenfalls vortemperiertes Methylmethacrylat (Fa. Röhm GmbH & Co. KG) schnell zugespritzt. Binnen weniger Minuten wird die Polymerisationslösung viskos und erstarrt teilweise zu einem Gel. Zur Sicherstellung des vollständigen Umsatzes wird der Ansatz eine halbe Stunde bei der angegebenen Reaktionstemperatur und eine weitere halbe Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 2-5 beschrieben. Tabelle 2.With intensive stirring using a magnetic stirrer, 2.0 ml (18.7 mmol, pMMA = 0.936 g / ml, M = 100.12 g / mol) likewise preheated methyl methacrylate (from Röhm GmbH & Co. KG) are added to the cooled solution. injected quickly. Within a few minutes the Polymerization solution viscous and partially solidifies to a gel. To ensure complete conversion, the batch is stirred for half an hour at the specified reaction temperature and for a further half hour at room temperature. Working up is carried out as described in Example 2-5. Table 2.
Taktizität [%]Tacticity [%]
Bsp. T AIMe3 Ausb. Λ M Mn syn. het. iso. TgExample T AIMe 3 educ. Λ MM n syn. het. iso. Tg
[°C] leq-] [%] [g/mol] [°C][° C] l e q-] [%] [g / mol] [° C]
6 -35 2 > 99 126.100 1 ,17 76,5 22 1 ,56 -35 2> 99 126,100 1, 17 76.5 22 1, 5
7 -35 4 > 99 134.150 1 ,18 76,5 22,5 1 1217 -35 4> 99 134,150 1, 18 76.5 22.5 1 121
8 -35 6 > 99 115.500 1 ,19 76,5 22,5 1 1168 -35 6> 99 115,500 1, 19 76.5 22.5 1 116
9 -15 2 > 99 133.850 1 ,31 75,5 23 1 ,5 1059 -15 2> 99 133,850 1, 31 75.5 23 1, 5 105
10 -15 4 > 99 131.450 1 ,30 76,5 22,5 1 11010 -15 4> 99 131,450 1, 30 76.5 22.5 1 110
11 -15 6 > 99 133.450 1,33 75,5 23 1 ,5 10711 -15 6> 99 133,450 1.33 75.5 23 1, 5 107
12 5 2 80 127.150 1 ,51 74,5 24 1 ,5 12712 5 2 80 127.150 1, 51 74.5 24 1, 5 127
13 5 4 78 112.950 1 ,42 74 24,5 1 ,5 11413 5 4 78 112.950 1, 42 74 24.5 1, 5 114
14 5 6 81 108.200 1 ,48 75 23,5 1 ,5 11514 5 6 81 108.200 1, 48 75 23.5 1, 5 115
15 25 2 59 93.600 1 ,44 74 24,5 1 ,5 11715 25 2 59 93,600 1, 44 74 24.5 1, 5 117
16 25 4 60 91.250 1 ,48 73,5 25 1 ,5 11116 25 4 60 91,250 1, 48 73.5 25 1, 5 111
17 25 6 60 92.300 1 ,47 74 24 2 11317 25 6 60 92,300 1, 47 74 24 2 113
Beispiele 18-21Examples 18-21
Herstellung von (Methylmethacrylat)-(n-Butylmethacrylat)-Production of (methyl methacrylate) - (n-butyl methacrylate) -
Blockcopolymerenblock copolymers
In einer Glovebox werden 18 ml Toluol in ein zylindrisches 20 ml-In a glove box, 18 ml of toluene are placed in a cylindrical 20 ml
Schraubdeckelglas (02,7 cm) gefüllt und mit 4 ÄquivalentenScrew cap glass (02.7 cm) filled and with 4 equivalents
Trimethylaluminium bezogen auf die Katalysatormenge versetzt. Zu der so erhaltenen Mischung werden 23,9 mg (37,4 μmol, 0,2 Mol-%,Trimethylaluminum based on the amount of catalyst added. 23.9 mg (37.4 μmol, 0.2 mol%,
M = 640,17 g/mol) des Katalysatorkomplexes gegeben, darin gelöst und die so erhaltene Katalysatorlösung für einige Stunden im Kühlschrank derM = 640.17 g / mol) of the catalyst complex, dissolved therein and the catalyst solution thus obtained for a few hours in the refrigerator
Glovebox auf -35 °C temperiert.Glovebox tempered to -35 ° C.
Unter intensivem Rühren mittels eines Magnetrührers werden zu der gekühlten Lösung das in Tabelle 3 angegebene Volumen ebenfalls vorgekühlten Methylmethacrylats (Fa. Röhm GmbH & Co. KG) schnell zugespritzt. Nach einer Reaktionszeit von 10 Minuten wird das in Tabelle 3 angegebene Volumen vorgekühlten n-Butylmethacrylats (Fa. Röhm GmbH & Co. KG) zugespritzt. (Im Falle des Kontrollexperiments, Bsp. 18, wird die Polymerisation durch Zugabe von Methanol abgebrochen.) Nach weiteren 30 Minuten Rührens bei -35°C rührt man noch eine halbe Stunde bei Raumtemperatur. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 2-5 beschrieben. V V vWith intensive stirring using a magnetic stirrer, the volume given in Table 3 is also added to the cooled solution Pre-cooled methyl methacrylate (Röhm GmbH & Co. KG) quickly injected. After a reaction time of 10 minutes, the volume of precooled n-butyl methacrylate (from Röhm GmbH & Co. KG) given in Table 3 is injected. (In the case of the control experiment, Example 18, the polymerization is terminated by adding methanol.) After stirring for a further 30 minutes at -35 ° C., stirring is continued for half an hour at room temperature. Working up is carried out as described in Example 2-5. VV v
Tabelle 3.Table 3.
Bsp. MMA nBMA Ausb. Mw M Mn Mol-% MMA Mol-%E.g. MMA nBMA educ. M w MM n mol% MMA mol%
[ml][Ml]
[ml] [%] [g/mol] ist (theor.) nBMA ist (theor.)[ml] [%] [g / mol] is (theor.) nBMA is (theor.)
18 2 — > 99 117.900 1 ,08 100 (100) —18 2 -> 99 117,900 1, 08 100 (100) -
19 2 1 191.650 1 ,17 76,7 (74,8) 23,3 (25,2) 20 2 2 301.850 1 ,28 60,3 (59,8) 39,7 (40,2) 21 1 1 ,5
Figure imgf000038_0001
156.300 1,10 50,1 (49,8) 49,9 (50,2)
19 2 1 191,650 1, 17 76.7 (74.8) 23.3 (25.2) 20 2 2 301,850 1, 28 60.3 (59.8) 39.7 (40.2) 21 1 1, 5
Figure imgf000038_0001
156,300 1.10 50.1 (49.8) 49.9 (50.2)
Beispiele 22-24Examples 22-24
Herstellung von (Methylmethacrylat)-(2-Ethylhexylmethacrylat)-Production of (methyl methacrylate) - (2-ethylhexyl methacrylate) -
Blockcopolymerenblock copolymers
Die Herstellung erfolgt analog wie für die Beispiele 19-21 beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.The preparation is carried out analogously to that described for Examples 19-21. The results are summarized in Table 4.
Tabelle 4.Table 4.
Figure imgf000038_0002
Figure imgf000038_0002

Claims

Patentansprüche claims
1. Verbindungen der Formel II,1. Compounds of the formula II
Cp2LnR6 (II), wobei gilt:Cp 2 LnR 6 (II), where:
R6 ist ein zur Ausbildung agostischer Wechselwirkungen befähigter Amid- Ligand, wobei der Amid-Ligand ein Si-Atom aufweist,R 6 is an amide ligand capable of forming agostic interactions, the amide ligand having an Si atom,
Ln bedeutet La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y oder ScLn means La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y or Sc
Cp ist eine Verbindung der Formel IV,Cp is a compound of formula IV
Cp(R7)n (IV) wobei gilt: der Wert für n in der Formel (IV) kann eins, zwei oder drei annehmen und R7kann folgende Bedeutungen annehmen:Cp (R 7 ) n (IV) where: the value for n in the formula (IV) can take one, two or three and R 7 can have the following meanings:
R7 = Si(R8)3, wobei gilt:R 7 = Si (R 8 ) 3 , where:
R8 stellt unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen dar, wobei mindestens ein R8 eine Alkylgruppe darstellt. R 8 independently represents either hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, at least one R 8 representing an alkyl group.
2. Verbindung der Formel II,2. compound of formula II,
Cp2LnR6 (II), wobei gilt: R6, R7, R8 und Cp haben die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen undCp 2 LnR 6 (II), where: R 6 , R 7 , R 8 and Cp have the meanings given in claim 1 and
Ln bedeutet Y, La, Sm oder Lu.Ln means Y, La, Sm or Lu.
3. Verbindungen nach Anspruch 1 oder 23. Compounds according to claim 1 or 2
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
R8 die Methylgruppe und n=2 bedeuten.R 8 is the methyl group and n = 2.
4. Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acryl- oder Methacrylverbindungen, bei welchem man eine oder mehrere polymerisierbare, monomere Verbindungen der allgemeinen Formel (I)4. Process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic or methacrylic compounds, in which one or more polymerizable, monomeric compounds of the general formula (I)
R2 (i),* γ R2 (i),
Rl worinRl wherein
R1 Wasserstoff oder (Cι-C2o)-Alkyl bedeutet undR 1 is hydrogen or (-CC 2 o) alkyl and
R2 für CSR3 oder COR3 steht, wobeiR 2 stands for CSR 3 or COR 3 , where
R3 OR4 , SR4 oder NR R5 ist, wobeiR 3 is OR 4 , SR 4 or NR R 5 , where
R4 und R5 unabhängig voneinander gleich oder verschieden 1 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisende lineare oder verzweigte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppen sind,R 4 and R 5 are independently the same or different 1 to 20 Are linear or branched alkyl, cycloalkyl or aryl groups containing carbon atoms,
wobei die Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppen gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Doppelbindungen, C-C-Dreifachbindungen, tertiäre Aminogruppen, Carboxylalkylgruppen, Carboxycarbonylalkylgruppen, N,N-dialkylierte Amidgruppen, N- arylierte-N-alkylierte Amidgruppen, Ketogruppen, Epoxidgruppen, Ethergruppen, Acetalgruppen, Sulfonylgruppen, Sulfinylgruppen, Thioethergruppen, tertiäre Phosphingruppen, Alkyldialkoxysilylgruppen, Dialkylphosphonatgruppen und Trialkylphosphatgruppen enthalten können,where the alkyl, cycloalkyl or aryl groups optionally one or more CC double bonds, CC triple bonds, tertiary amino groups, carboxylalkyl groups, carboxycarbonylalkyl groups, N, N-dialkylated amide groups, N-arylated-N-alkylated amide groups, keto groups, epoxy groups, ether groups, May contain acetal groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thioether groups, tertiary phosphine groups, alkyl dialkoxysilyl groups, dialkyl phosphonate groups and trialkyl phosphate groups,
in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Struktur in einem unpolaren Lösungsmittel für die katalytisch wirksame Verbindung bei Temperaturen im Bereich zwischen -100°C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels polymerisiert,polymerized in the presence of a catalytically active structure in a non-polar solvent for the catalytically active compound at temperatures in the range between -100 ° C. and the boiling point of the solvent,
wobei die katalytisch wirksame Struktur in situ aus mindestens einem organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex, nach Anspruch 1 , und mindestens einer Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) erhältlich istwherein the catalytically active structure is obtainable in situ from at least one organometallic rare earth metal (III) complex, according to claim 1, and at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID)
Met(R9)3 (IIIA)Met (R 9 ) 3 (IIIA)
(R9-AI-O)n (IIIB)(R 9 -AI-O) n (IIIB)
(R9-AI-O-)n-AI(R9)2 (IIIC)(R 9 -AI-O-) n -AI (R 9 ) 2 (IIIC)
Zn(R9)2 (IIID),Zn (R 9 ) 2 (IIID),
worin Met AI oder B bezeichnet,wherein Designated Met AI or B,
R9 einen linearen oder verzweigten Alkylrest, einenR 9 is a linear or branched alkyl radical, one
Cycloalkylrest oder einen aromatischen Rest bedeutet und n eine ganze Zahl größer gleich 1 darstellt,Denotes cycloalkyl radical or an aromatic radical and n represents an integer greater than or equal to 1,
wobei man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einem molaren Überschuß von größer oder gleich als 2:1 bezogen auf den mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) nach Anspruch 1 , 2 oder 3 einsetzt.wherein the at least one organometallic compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) in a molar excess of greater than or equal to 2: 1 based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) according to claim 1, 2 or 3.
5. Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und/oder Copolymerisaten von Acryl- oder Methacrylverbindungen, bei welchem man eine oder mehrere polymerisierbare, monomere Verbindungen der allgemeinen Formel (I)5. Process for the preparation of polymers and / or copolymers of acrylic or methacrylic compounds, in which one or more polymerizable, monomeric compounds of the general formula (I)
Figure imgf000042_0001
worin
Figure imgf000042_0001
wherein
R1 Wasserstoff oder (Cι-C20)-Alkyl bedeutet undR 1 is hydrogen or (-CC 20 ) alkyl and
R2 für CSR3 oder COR3 steht, wobeiR 2 stands for CSR 3 or COR 3 , where
R3 OR4 , SR4 oder NR4R5 ist, wobeiR 3 is OR 4 , SR 4 or NR 4 R 5 , where
R4 und R5 unabhängig voneinander gleich oder verschieden 1 bis 20R 4 and R 5 are independently the same or different 1 to 20
Kohlenstoffatome aufweisende lineare oder verzweigte Alkyl-,Linear or branched alkyl having carbon atoms,
Cycloalkyl- oder Arylgruppen sind,Are cycloalkyl or aryl groups,
wobei die Alkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppen gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Doppelbindungen, C-C-Dreifachbindungen, tertiäre Aminogruppen, Carboxylalkylgruppen, Carboxycarbonylalkylgruppen, N,N-dialkylierte Amidgruppen, N- arylierte-N-alkylierte Amidgruppen, Ketogruppen, Epoxidgruppen, Ethergruppen, Acetalgruppen, Sulfonylgruppen, Sulfinylgruppen, Thioethergruppen, tertiäre Phosphingruppen, Alkyldialkoxysilylgruppen, Dialkylphosphonatgruppen und Trialkylphosphatgruppen enthalten können,where the alkyl, cycloalkyl or aryl groups optionally one or more CC double bonds, CC triple bonds, tertiary amino groups, carboxylalkyl groups, carboxycarbonylalkyl groups, N, N-dialkylated amide groups, N-arylated-N-alkylated amide groups, keto groups, epoxy groups, ether groups, acetal groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thioether groups, tertiary phosphine groups, alkyldialkoxyskylphosphonyl groups,
in Gegenwart einer katalytisch wirksamen Struktur in einem unpolaren Lösungsmittel für die katalytisch wirksame Verbindung bei Temperaturen im Bereich zwischen -100°C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels polymerisiert,polymerized in the presence of a catalytically active structure in a non-polar solvent for the catalytically active compound at temperatures in the range between -100 ° C. and the boiling point of the solvent,
wobei die katalytisch wirksame Struktur in situ aus mindestens einem organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex nach Anspruch 2 und mindestens einer Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) erhältlich istwherein the catalytically active structure is obtainable in situ from at least one organometallic rare earth metal (III) complex according to claim 2 and at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID)
Met(R9)3 (IIIA)Met (R 9 ) 3 (IIIA)
(R9-AI-O)n (IIIB)(R 9 -AI-O) n (IIIB)
(R9-AI-O-)n-AI(R9)2 (IIIC)(R 9 -AI-O-) n -AI (R 9 ) 2 (IIIC)
Zn(R9)2 (IIID), worinZn (R 9 ) 2 (IIID), wherein
Met AI oder B bezeichnet,Designated Met AI or B,
R9 einen linearen oder verzweigten Alkylrest, einenR 9 is a linear or branched alkyl radical, one
Cycloalkylrest oder einen aromatischen Rest bedeutet und n eine ganze Zahl größer gleich 1 darstellt, wobei man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einem molaren Überschuß von größer oder gleich als 2:1 bezogen auf den mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) nach Anspruch 1 , 2 oder 3 einsetzt.Denotes cycloalkyl radical or an aromatic radical and n represents an integer greater than or equal to 1, wherein the at least one organometallic compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) in a molar excess of greater than or equal to 2: 1 based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) according to claim 1, 2 or 3.
6. Verfahren nach Anspruch 5,6. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einem molaren Überschuß von größer als 6:1 bezogen auf den mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)- Komplex der allgemeinen Formel (II) nach Anspruch 1 einsetzt.the at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) in a molar excess of greater than 6: 1, based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) according to claim 1.
7. Verfahren nach Anspruch 5,7. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einem molaren Überschuß von größer als 6:1 bezogen auf den mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(III)- Komplex der allgemeinen Formel (II) nach Anspruch 2 einsetzt.the at least one metal organanyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) in a molar excess of greater than 6: 1, based on the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) according to claim 2.
8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man8. The method according to claim 4 or 5, characterized in that one
(a) in einem Reaktor das unpolare Lösungsmittel und die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) homogen mischt,(a) the non-polar solvent and the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) are mixed homogeneously in a reactor,
(b) den mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)- Komplex der allgemeinen Formel (II) nach Anspruch 1 zugibt und(b) adding the at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) according to claim 1 and
(c) die eine oder mehrere Verbindung(en) der Formel (I), vorzugsweise ebenfalls in Mischung mit der mindestens einen Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID), in Substanz oder als Lösung zur resultierenden Mischung aus Schritt (b) batchweise oder kontinuierlich zugibt, wobei man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einer solchen Menge einsetzt, daß die Summe der in Schritt (a) und gegebenenfalls in Schritt (c) eingesetzten Mengen der mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) einen molaren Überschuß von größer als 2:1 bezogen auf die im Schritt (b) eingesetzte Menge des mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(III)-Komplexes der allgemeinen Formel (II) nach Anspruch 1 ergibt. (c) the one or more compound (s) of the formula (I), preferably likewise in a mixture with the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID), in substance or as a solution to the resulting mixture from step (b) is added batchwise or continuously, the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) being used in such an amount that the sum the amounts of the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) used in step (a) and if appropriate in step (c) a molar excess of greater than 2: 1, based on the amount of at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) according to claim 1 used in step (b).
9. Verfahren nach Anspruch 4,9. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man die mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) in einer solchen Menge einsetzt, daß die Summe der in Schritt (a) und gegebenenfalls in Schritt (b) eingesetzten Mengen der mindestens einen Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA), (IIIB), (IIIC) und/oder (IIID) einen molaren Überschuß von größer oder gleich als 6:1 bezogen auf die im Schritt (a) eingesetzte Menge des mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplexes der allgemeinen Formel (II) ergibt.the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) is used in such an amount that the sum of the amounts used in step (a) and optionally in step (b) of the at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), (IIIB), (IIIC) and / or (IIID) a molar excess of greater than or equal to 6: 1, based on the amount of the at least one organometallic rare earth metal used in step (a) ( III) complex of the general formula (II).
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,10. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einsetzt, worincompounds of the general formula (I) are used, in which
R1 (d-C4)-Alkyl bedeutet undR 1 means (dC 4 ) alkyl and
R2 für COR3 steht, wobeiR 2 stands for COR 3 , where
R3 OR4 und R4 (Cι-C8)-Alkyl sind.R 3 OR 4 and R 4 are (-C 8 ) alkyl.
11. Verfahren nach Anspruch 8,11. The method according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einsetzt, worincompounds of the general formula (I) are used, in which
R1 Methyl bedeutet undR 1 is methyl and
R2 für COR3 steht, wobeiR 2 stands for COR 3 , where
R3 OR4 und R4 (d-C4)-Alkyl sind.R 3 are OR 4 and R 4 (dC 4 ) alkyl.
12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß12. The method according to claim 6, characterized in that
man Verbindungen der allgemeinen Formel (I) einsetzt, worin R1 Methyl bedeutet und R2 für COOCH3 steht.compounds of the general formula (I) are used in which R 1 is methyl and R 2 is COOCH 3 .
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,13. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen SeltenerdmetalI(lll)-Komplex der Formel (IIA) erhältlich istone uses a catalytically active structure which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the formula (IIA)
[(Cp)A(Cp)LnR6 (IIA), worin Cp, Ln und R6 die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben und A ein die zwei Cp-Einheiten verbrückender Silylrest ist.[(Cp) A (Cp) LnR 6 (IIA), wherein Cp, Ln and R 6 have the meaning given in Claim 1 and A is a silyl radical bridging the two Cp units.
14. Verfahren nach Anspruch 9,14. The method according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der Formel (IIA) erhältlich ist, worin A ein Dimethylsilyl-Rest ist.a catalytically active structure is used which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the formula (IIA) in which A is a dimethylsilyl radical.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß15. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(HI)-Komplex der Formel (II) erhältlich ist, worin R6 einen einfach-negativ geladenen Amid-Liganden darstellt.one uses a catalytically active structure which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (HI) complex of the formula (II), in which R 6 represents a single-negatively charged amide ligand.
16. Verfahren nach Anspruch 11 ,16. The method according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komρlex der Formel (II) erhältlich ist, worin R6 Bis(dimethylsilyl)amid, Isopropyldimethylsilylamid, oder Bis(methylsilyl)amid repräsentiert.one uses a catalytically active structure which is obtainable from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the formula (II) in which R 6 represents bis (dimethylsilyl) amide, isopropyldimethylsilylamide or bis (methylsilyl) amide.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,17. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) erhältlich ist, worin Ln La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y oder Sc ist.a catalytically active structure is used which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II), in which Ln La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y or Sc.
18. Verfahren nach Anspruch 16,18. The method according to claim 16,
dadurch gekennzeichnet, daß man /048176characterized in that one / 048176
4747
eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)- Komplex der allgemeinen Formel (II) erhältlich ist, worin Ln Y, LA, SM oder Lu repräsentiert.uses a catalytically active structure which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) in which Ln represents Y, LA, SM or Lu.
19. Verfahren nach Anspruch 17,19. The method according to claim 17,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) erhältlich ist, worin Ln Lanthan oder Yttrium ist.a catalytically active structure is used which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II) in which Ln is lanthanum or yttrium.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,20. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens einen organometallischen Seltenerdmetall(lll)-Komplex der allgemeinen Formel (II) erhältlich ist, worin Cp 1 ,3-Bis(trimethylsilyl)cyclopentadien ist.a catalytically active structure is used which can be obtained from a mixture comprising at least one organometallic rare earth metal (III) complex of the general formula (II), in which Cp is 1,3-bis (trimethylsilyl) cyclopentadiene.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,21. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA) erhältlich ist, worin R7 ein linearer oder verzweigter Alkylrest ist. a catalytically active structure is used which can be obtained from a mixture comprising at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), in which R 7 is a linear or branched alkyl radical.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,22. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend mindestens eine Metallorganylverbindung der allgemeinen Formel (IIIA) erhältlich ist, worin Met AI ist.one uses a catalytically active structure which can be obtained from a mixture comprising at least one metal organyl compound of the general formula (IIIA), in which Met is Al.
23. Verfahren nach Anspruch 18,23. The method according to claim 18,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man eine katalytisch wirksame Struktur einsetzt, welche aus einer Mischung enthaltend Trimethylaluminium, Triethylaluminium und/oder Triisobutylaluminium erhältlich ist.one uses a catalytically active structure which is obtainable from a mixture comprising trimethyl aluminum, triethyl aluminum and / or triisobutyl aluminum.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,24. The method according to one or more of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man die Polymerisation in einem unpolaren Lösungsmittel durchführt.the polymerization is carried out in a non-polar solvent.
25. Verfahren nach Anspruch 19,25. The method according to claim 19,
dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that
man die Polymerisation in Toluol durchführt.the polymerization is carried out in toluene.
26. Polymerisat oder Copolymerisat, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,26. polymer or copolymer, obtainable by a process according to one or more of the preceding claims,
gekennzeichnet durch eine Syndiotaktizitat von rr > 40%, bezogen auf die 1 H-NMR-Analyse der α- CH3-Gruppen.characterized by a Syndiotacticity of rr> 40%, based on the 1 H-NMR analysis of the α-CH3 groups.
27. Polymerisat oder Copolymerisat nach Anspruch 22,27. The polymer or copolymer according to claim 22,
gekennzeichnet durchmarked by
eine Polydispersität, die durch Mw/M„ gegeben ist, im Bereich von 1 bis < 1 ,5.a polydispersity, which is given by M w / M ", in the range from 1 to <1.5.
28. Verwendung des Polymerisats oder Copolymerisats nach Anspruch 26 oder Anspruch 27 zur Herstellung von PVC-Verarbeitungshilfsmitteln.28. Use of the polymer or copolymer according to claim 26 or claim 27 for the production of PVC processing aids.
29. Verwendung des Polymerisats oder Copolymerisats nach Anspruch 26 oder Anspruch 27 zur Herstellung von PET-Verarbeitungshilfsmitteln.29. Use of the polymer or copolymer according to claim 26 or claim 27 for the production of PET processing aids.
30. Verwendung des Polymerisats oder Copolymerisats nach Anspruch 26 oder Anspruch 27 zur Herstellung von Spritzgussteilen. 30. Use of the polymer or copolymer according to claim 26 or claim 27 for the production of injection molded parts.
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