WO2010050256A1 - 新規な金属錯体ならびにそれを用いたα-オレフィン重合体の製造方法およびα-オレフィンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to ⁇ -olefin polymers, reaction products and metal complexes useful for the production of ⁇ -olefin and (meth) acrylate copolymers, and novel ⁇ -olefin polymers using the same.
- the present invention relates to a production method and a production method of an ⁇ -olefin / (meth) acrylic acid ester copolymer.
- a method of copolymerizing ethylene and vinyl acetate or (meth) acrylic acid ester which is a polar group-containing vinyl monomer by radical polymerization at high temperature and high pressure is well known.
- this method has a drawback in that the strength of the obtained copolymer is low because a copolymer having low crystallinity is formed by a large number of branch formations. Brookhard et al. Have reported that a copolymer of ethylene and an acrylate ester can be produced using a palladium complex using an ⁇ -diimine ligand as a catalyst.
- the obtained copolymer has a rich branched structure, and the branches have various carbon numbers including methyl group and ethyl group, and the number of branches is very large.
- the obtained copolymer had low crystallinity (see, for example, Non-Patent Document 1).
- a nickel catalyst using a ligand having phosphorus and oxygen as coordination atoms so-called a SHOP-based catalyst can be used for ethylene polymerization in a polar solvent, and a linear polymer with few branches can be obtained. It is known. In anticipation of such polar group resistance of the SHOP catalyst, copolymerization of ethylene and a polar monomer using the SHOP catalyst has been attempted. However, it has been reported that the copolymerization with ethylene proceeds only when the polar group in the polar monomer is separated from the olefin, and the (meth) acrylic in which the polar group is directly bonded to the olefin.
- Non-Patent Document 5 Nozaki et al.
- Non-Patent Document 6 Nozaki et al.
- Goodall et al. For example, see Patent Document 3
- a palladium complex having a phosphinosulfonic acid ligand It has been reported that a copolymer of ethylene and methyl acrylate can be obtained by using it as a catalyst.
- the catalyst used in these known documents is a scarce resource and uses expensive palladium, so that there is a great problem for industrial applications.
- the problem to be solved by the present invention is to produce an ⁇ -olefin polymer or ⁇ -olefin / (meth) acrylate copolymer having few branches and crystallinity, particularly a polymer having a high molecular weight. And a process for producing an ⁇ -olefin polymer or an ⁇ -olefin / (meth) acrylic acid ester copolymer using the same.
- two substituents on phosphorus, arsenic or antimony (denoted as E 1 in the present invention) which are ligands having an aryl group as a nucleus and bonded to the aryl group.
- a transition metal complex using a ligand having a specific structure in which at least one of R 4 is an aryl group containing two or more hetero atom-containing groups is used as a catalyst component, and polymerization of ⁇ -olefin or ⁇ -olefin ( It has been found that a polymer with a remarkably high molecular weight can be obtained when copolymerized with a (meth) acrylic acid ester, and the present invention has been achieved.
- a metal complex represented by the following general formula (D) is provided.
- M represents a transition metal belonging to Group 9, 10 or 11 of the periodic table.
- R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group that may contain a hetero atom having 1 to 20 carbon atoms.
- L 1 represents a ligand coordinated to M. R 3 and L 1 may be bonded to each other to form a ring.
- X 1 represents oxygen or sulfur.
- E 1 represents phosphorus, arsenic or antimony.
- Each R 4 independently represents hydrogen or a hydrocarbon group which may contain a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 4 contains two or more heteroatom-containing groups; It is a hydrocarbon group.
- R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are each independently hydrogen, halogen, a hydrocarbon group that may contain 1 to 30 carbon atoms, OR 2 , CO 2 R 2 , CO 2.
- R 1 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- M ′ represents an alkali metal, an alkaline earth metal, ammonium, quaternary ammonium or phosphonium, x represents an integer from 0 to 3, and y represents an integer from 0 to 2.
- a plurality of groups appropriately selected from R 4 , R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are connected to each other to form an alicyclic ring, an aromatic ring, or a hetero atom selected from oxygen, nitrogen, and sulfur. You may form the heterocyclic ring to contain. At this time, the number of ring members is 5 to 8, and it may or may not have a substituent on the ring. ]
- M in the general formula (D) is nickel (II), palladium (II), platinum (II), cobalt (II), or A metal complex is provided that is rhodium (III).
- M in the general formula (D) is a transition metal belonging to Group 10 of the periodic table.
- the transition metal includes a compound represented by the following general formula (A) or (B) and a transition metal belonging to Group 9 or 10 or 11 of the periodic table A method for producing a metal complex obtained by contacting the complex (C) is provided.
- Z represents hydrogen or a leaving group.
- M represents the valence of Z.
- X 1 , E 1 , R 4 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 is as defined in claim 1.
- a method for producing an ⁇ -olefin polymer characterized in that in the production method of the fifth invention, polymerization is carried out in the presence of a Lewis base.
- the seventh invention of the present invention in the production method of the fifth invention, there is provided a method for producing an ⁇ -olefin polymer in which polymerization is carried out in the absence of an organoaluminum compound.
- an ⁇ is characterized in that (a) an ⁇ -olefin and (b) (meth) acrylic acid ester are copolymerized in the presence of the metal complex of the first invention.
- a method for producing an olefin / (meth) acrylic acid ester copolymer is provided;
- an ⁇ -olefin / (meth) acrylate ester copolymer characterized in that in the production method according to the eighth aspect, polymerization is performed in the presence of a Lewis base. A manufacturing method is provided.
- polymerization is performed in the absence of an organoaluminum compound, and the ⁇ -olefin / (meth) acrylic acid ester copolymer is characterized in that A method for producing a coalescence is provided.
- a copolymer of (meth) acrylic acid ester and ⁇ -olefin which can be easily obtained industrially can be produced, and the molecular weight of the obtained copolymer is high.
- High molecular weights can be obtained not only in copolymers but also in ⁇ -olefin polymers.
- the molecular weight is one of the dominant factors in the physical properties of the polymer, and by increasing the molecular weight, the interaction between the polymer chains is strengthened. Therefore, the polymer and copolymer obtained in the present invention are mechanical and thermal. Excellent physical properties and applicable as a useful molded product.
- a nickel-centered catalyst can be used in place of rare and expensive palladium.
- the present invention provides a novel process for producing such ⁇ -olefin polymers and ⁇ -olefin / (meth) acrylic acid ester copolymers, and is extremely useful industrially.
- the present invention relates to a transition metal complex (C) containing a specific compound (A) and / or (B) and a transition metal belonging to Groups 9, 10 and 11 of the periodic table such as nickel, palladium, cobalt, copper or rhodium.
- (A) a method for producing an ⁇ -olefin polymer, and (a) ⁇ -olefin, which is obtained in the presence of the catalyst component using the metal complex (D) as a catalyst component.
- This is a method for producing an ⁇ -olefin / (meth) acrylic acid ester copolymer in which an olefin and (b) (meth) acrylic acid ester are copolymerized.
- polymerization is a generic term for homopolymerization of one type of monomer and copolymerization of a plurality of types of monomers. Simply referred to as “polymerization”.
- Component monomer of polymer (a) ⁇ -olefin is an ⁇ -olefin represented by the general formula CH 2 ⁇ CHR 7 .
- R 7 is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and may have a branch, a ring, and / or an unsaturated bond.
- a preferable component (a) includes an ⁇ -olefin in which R 7 is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
- More preferable component (a) is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, vinyl. Examples thereof include cyclohexene and styrene.
- a single component (a) may be used, or a plurality of components (a) may be used in combination.
- (B) (Meth) acrylic acid ester Component (b) in the present invention is a (meth) acrylic acid ester represented by the general formula CH 2 ⁇ C (R 8 ) CO 2 (R 9 ).
- R 8 is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may have a branch, a ring, and / or an unsaturated bond.
- R 9 is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and may have a branch, a ring, and / or an unsaturated bond. Further, it may contain a hetero atom at an arbitrary position in R 9 .
- the carbon number of R 8 is 11 or more, there is a tendency that sufficient polymerization activity is not expressed.
- R 8 is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- a preferred component (b) is (meth) acrylic acid ester wherein R 8 is hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
- More preferred component (b), methacrylic acid ester, or R 8 R 8 is a methyl group and acrylic acid esters is hydrogen.
- R 9 has 1 to 30 carbon atoms
- R 9 preferably has 1 to 12 carbon atoms, and more preferably 1 to 8 carbon atoms.
- examples of the hetero atom that may be contained in R 9 include oxygen, sulfur, selenium, phosphorus, nitrogen, silicon, fluorine, and boron. Of these heteroatoms, oxygen, silicon and fluorine are preferred, and oxygen is more preferred. R 9 preferably does not contain a hetero atom.
- More preferable components (b) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, (meth ) Isobutyl acrylate, t-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate
- reaction product of the present invention is represented by the following general formula (D).
- M represents a transition metal belonging to Group 9, 10 or 11 of the periodic table.
- R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group that may contain a hetero atom having 1 to 20 carbon atoms.
- L 1 represents a ligand coordinated to M. R 3 and L 1 may be bonded to each other to form a ring.
- X 1 represents oxygen or sulfur.
- E 1 represents phosphorus, arsenic or antimony.
- Each R 4 independently represents hydrogen or a hydrocarbon group which may contain a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 4 contains two or more heteroatom-containing groups; It is a hydrocarbon group.
- R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are each independently hydrogen, halogen, a hydrocarbon group that may contain 1 to 30 carbon atoms, OR 2 , CO 2 R 2 , CO 2.
- R 1 represents hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- R 2 represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
- M ′ represents an alkali metal, an alkaline earth metal, ammonium, quaternary ammonium or phosphonium, x represents an integer from 0 to 3, and y represents an integer from 0 to 2.
- a plurality of groups appropriately selected from R 4 , R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are connected to each other to form an alicyclic ring, an aromatic ring, or a hetero atom selected from oxygen, nitrogen, and sulfur. You may form the heterocyclic ring to contain. At this time, the number of ring members is 5 to 8, and it may or may not have a substituent on the ring.
- M is a transition metal belonging to Group 9 or Group 10 or Group 11 of the Periodic Table, but is preferably Group 10 nickel, palladium, platinum and Group 9 cobalt, rhodium and Group 11 copper. More preferably, Group 10 nickel, palladium, or platinum, and most preferably Group 10 nickel or palladium.
- the valence of M is preferably divalent.
- the valence of M means a formal oxidation number used in organometallic chemistry. That is, when an electron pair in a bond involving an element is assigned to an element having a high electronegativity, the number of charges remaining on the atom of the element is indicated.
- E 1 is phosphorus
- X 1 is oxygen
- M is nickel
- R 3 is a phenyl group
- L 1 is pyridine
- nickel is phosphorus
- oxygen carbon of the phenyl group
- the formal oxidation number of nickel that is, the valence of nickel is divalent. This is because, based on the above definition, in these bonds, electron pairs are assigned to phosphorus, oxygen, carbon, and nitrogen, which have a greater electronegativity than nickel, and the charge is 0 for phosphorus, -1 for oxygen, and the phenyl group.
- nickel (II), palladium (II), platinum (II), and cobalt (II) are preferable, and copper (I) or rhodium (III) is also preferable other than divalent.
- R 3 represents hydrogen or a hydrocarbon group that may contain a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms.
- the polymerization or copolymerization reaction in the present invention is considered to be initiated by the insertion of component (a) or component (b) in the present invention into the bond between M and R 3 . Therefore, when the number of carbon atoms in R 3 is excessively large, this initiation reaction tends to be inhibited. For this reason, R 3 preferably has 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms.
- R 3 include hydride group, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group, Examples thereof include an n-dodecyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, a p-methylphenyl group, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, and a triphenylsilyl group.
- L 1 represents a ligand coordinated to M.
- the ligand L 1 in the present invention is a hydrocarbon compound having 1 to 20 carbon atoms having oxygen, nitrogen, and sulfur as atoms capable of coordination bonding.
- L 1 a hydrocarbon compound having a carbon-carbon unsaturated bond capable of coordinating to the transition metal (which may contain a hetero atom) can also be used.
- L 1 has 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms.
- the L 1 to the general formula (D) coordinate bond with M in the compound having no charge is preferable.
- L 1 forms a coordinate bond with M, but in the present invention, a compound that removes L 1 from M in order to promote polymerization of component (a) and copolymerization of component (a) and component (b) (Scavenger) is not necessary.
- SHOP metal complex a complex similar to that of the present invention can be synthesized by using phosphine such as trimethylphosphine or triphenylphosphine instead of L 1 in the present invention.
- phosphine such as trimethylphosphine or triphenylphosphine
- a scavenger that removes the ligand from M is essential for the expression of the olefin polymerization ability (Non-patent Document 7).
- scavengers used for such purposes Ni (COD) 2 (COD: cyclooctadiene), B (C 6 F 5 ) 3 , aluminoxanes, rhodium complexes and the like are known.
- Preferred L 1 in the present invention includes pyridines, piperidines, alkyl ethers, aryl ethers, alkylaryl ethers, cyclic ethers, alkyl nitrile derivatives, aryl nitrile derivatives, alcohols, amides, aliphatic esters. , Aromatic esters, amines, cyclic unsaturated hydrocarbons and the like. More preferred L 1, pyridines, cyclic ethers, aliphatic esters, aromatic esters, include cyclic olefins, particularly preferred L 1, pyridine, lutidine (dimethylpyridine), picoline (methylpyridine) , R 1 CO 2 R 2 (wherein R 1 and R 2 are as defined above).
- R 3 and L 1 may be bonded to each other to form a ring. Examples of such include a cyclooct-1-enyl group, which is also a preferred embodiment in the present invention.
- X 1 represents oxygen or sulfur. Of these, oxygen is preferred.
- E 1 represents phosphorus, arsenic or antimony. Of these, phosphorus is preferred.
- each R 4 independently represents hydrogen or a hydrocarbon group that may contain a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 4 represents a heteroatom-containing group. It is a hydrocarbon group containing at least one group. R 4 is in the vicinity of the metal M and interacts with M sterically and / or electronically. In order to exert such an effect, R 4 is preferably bulky. R 4 preferably has 3 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms. In R 4 , examples of the hetero atom contained in the hetero atom-containing group include oxygen, nitrogen, phosphorus, sulfur, selenium, silicon, fluorine, and boron. Of these heteroatoms, oxygen, silicon and fluorine are preferred.
- heteroatom-containing group containing these heteroatoms include an oxygen group, an alkoxy group, an aryloxy group, an acyl group, an aroyl group, and a carboxylate group, and a nitrogen-containing group includes an amino group and an amide group.
- Sulfur-containing groups include thioalkoxy groups and thioaryloxy groups
- phosphorus-containing substituents include phosphino groups
- selenium-containing groups include selenyl groups
- silicon-containing groups Includes a trialkylsilyl group, a dialkylarylsilyl group, and an alkyldiarylsilyl group.
- fluorine-containing group examples include a fluoroalkyl group and a fluoroaryl group.
- boron-containing group examples include an alkylboron group and an arylboron group. Is mentioned. Of these heteroatom-containing groups, an alkoxy group or an aryloxy group is most preferable.
- heteroatom contained in the above hetero atom-containing group those capable of coordinating with a transition metal are preferable.
- Specific examples of such heteroatom-containing groups containing a heteroatom capable of transition metal include the following. That is, as an oxygen-containing group, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, t-butoxy group, phenoxy group, p-methylphenoxy group, p-methoxyphenoxy group, acetyl group, Examples thereof include a benzoyl group, an acetoxy group, an ethyl carboxylate group, a t-butyl carboxylate group, and a phenyl carboxylate group.
- nitrogen-containing group examples include a dimethylamino group, a diethylamino group, a di-n-propylamino group, and a cyclohexylamino group.
- Sulfur-containing groups include thiomethoxy, thioethoxy, thio-n-propoxy, thioisopropoxy, thio-n-butoxy, thio-t-butoxy, thiophenoxy, p-methylthiophenoxy, p- A methoxythiophenoxy group etc. can be mentioned.
- Examples of the phosphorus-containing substituent include a dimethylphosphino group, a diethylphosphino group, a di-n-propylphosphino group, and a cyclohexylphosphino group.
- Examples of the selenium-containing group include a methylselenyl group, an ethylselenyl group, an n-propylselenyl group, an n-butylselenyl group, a t-butylselenyl group, and a phenylselenyl group.
- R 4 it is sufficient that at least one R 4 has two or more heteroatom-containing groups, and it is particularly preferable that R 4 contains two heteroatom-containing groups.
- R 4 contains two heteroatom-containing groups.
- the combination of R 4 when two R 4 has at least two heteroatom-containing groups both, and one of R 4 has two or more heteroatom-containing groups There are two cases where the remaining one R 4 has one or less heteroatom-containing groups, but two R 4 have two or more heteroatom-containing groups. Preferably it is.
- each R 4 independently represents hydrogen or a hydrocarbon group that may contain a heteroatom having 1 to 20 carbon atoms. More specifically, R 4 contains hydrogen or a heteroatom. May be a linear hydrocarbon group, a branched hydrocarbon group that may contain a heteroatom, an alicyclic hydrocarbon group that may contain a heteroatom, or a heteroatom Good aryl groups are mentioned. As described above, R 4 is preferably bulky. Therefore, among these, an alicyclic hydrocarbon group which may contain a hetero atom, or an aryl group which may contain a hetero atom is preferable, and an aryl group which may contain a hetero atom is preferred. Most preferred. Examples of such an aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group.
- the bonding mode when the hetero atom-containing group described above is bonded to the aromatic skeleton of these aryl groups, the bonding mode may be that the hetero atom-containing group may be directly bonded to the aromatic skeleton, or a methylene group. It may be bonded to the aromatic skeleton through a spacer such as When the heteroatom-containing group is bonded to the aromatic skeleton via a methylene group, the number of methylene groups is preferably one.
- the substitution position is preferably ortho to the carbon bonded to E 1 in the aromatic skeleton in R 4 . By doing so, it is possible to take a spatial arrangement so that the hetero atom in R 4 interacts with M.
- preferable R 4 include 2,6-dimethoxyphenyl group, 2,4,6-trimethoxyphenyl group, 4-methyl-2,6-dimethoxyphenyl group, 4-t-butyl-2,6. -Dimethoxyphenyl group, 1,3-dimethoxy-2-naphthyl group, 2,6-diethoxyphenyl group, 2,4,6-triethoxyphenyl group, 4-methyl-2,6-diethoxyphenyl group, 4 -T-butyl-2,6-diethoxyphenyl group, 1,3-diethoxy-2-naphthyl group, 2,6-diphenoxyphenyl group, 2,4,6-triphenoxyphenyl group, 4-methyl-2 , 6-diphenoxyphenyl group, 4-t-butyl-2,6-diphenoxyphenyl group, 1,3-diphenoxy-2-naphthyl group, 2,6-dimethoxymethylphenyl group, 2,4,6-tri Methoxy
- R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are as described above. Among these, the bulkiness of R 11 is preferred because it tends to give a high molecular weight polymer.
- R 11 has 1 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 30 carbon atoms. Specific examples of R 11 include hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, phenyl, 1-naphthyl groups.
- 2-naphthyl group 1-anthracenyl group, 2-anthracenyl group, 9-anthracenyl group, 4-t-butylphenyl group, 2,4-di-t-butylphenyl group, 9-fluorenyl group, cyclohexyl group, etc.
- a heteroatom-containing hydrocarbon group such as trifluoromethyl group, trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tri-n-propylsilyl group, triphenylsilyl group, 2,6-difluorophenyl group, 2,4,6-trifluoro
- phenyl group, a pentafluorophenyl group, a cyclohexylamino group, etc. can be mentioned.
- particularly preferred R 11 includes t-butyl group, trimethylsilyl group, phenyl group, 9-anthracenyl group, 4-t-butylphenyl group, and 2,4-di-t-butylphenyl group.
- the metal complex (D) of the present invention is exemplified below, but is not limited to the following examples.
- Me represents a methyl group
- Et represents an ethyl group
- iPr represents an isopropyl group
- tBu represents a tertiary butyl group
- Cy represents a cyclohexyl group.
- a stereoisomer of the complex represented by the general formula (D) may be formed.
- M may take a coordination number other than 4. This is also a kind of isomer.
- the complex of the present invention may be such an isomer or a mixture of such isomers.
- an example is shown for the case where M has a coordination number of 5.
- the complex of the present invention comprises a compound represented by the following general formula (A) and / or (B) and a transition metal complex (C) containing a group 9, 10 or 11 transition metal. It can be obtained by contacting.
- Z is hydrogen or a leaving group.
- m represents the valence of Z.
- X 1 , E 1 , R 4 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 are as described above.
- Z is hydrogen or a leaving group, and specific examples include hydrogen, R 1 SO 2 group (where R 1 is as described above), CF 3 SO 2 group, and the like.
- any counter cation can be used as long as the reaction with the transition metal complex (C) of the present invention is not inhibited.
- Specific examples of the counter cation include ammonium, quaternary ammonium, phosphonium, and metal ions of Groups 1 to 14 of the periodic table.
- NH 4 + , R 1 4 N + (wherein R 1 is as described above, and four R 1 may be the same or different)
- R 1 4 P + where R 1 is R, 1 is as described above, and four R 1 s may be the same or different
- R 1 4 N + Li + , Na + , K + .
- the substances represented by the general formulas (A) to (C) can be synthesized based on a known synthesis method.
- the metal complex (D) is contained in the reaction product of the compound represented by the above (A) or (B) and the transition metal complex component (C) containing the metal M of the present invention.
- transition metal complex component (C) used in the present invention those capable of reacting with the compound represented by the general formula (A) or (B) to form a complex having a polymerization ability are used. These are sometimes called precursors (precursors).
- precursors precursors
- the transition metal complex (C) containing nickel, bis-1,5-cyclooctadiene nickel (0) a complex represented by the general formula (CH 2 CR 1 CH 2 ) 2 Ni (here, R 1 Is as described above.)
- a complex represented by the general formula NiR 1 2 L 1 2 (wherein R 1 and L 1 are as described in the present specification) and the like can be used.
- transition metal complex (C) containing a group 9, 10 or 11 transition metal the general formula MR 10 p L 1 q (where M is a group 9, 10 or 11 transition metal, R 10 and L 1 are as described herein, and p and q are integers of 0 or more that satisfy the valence of M.).
- transition metals those preferably used are bis-1,5-cyclooctadiene nickel (0), a complex represented by the general formula (CH 2 CR 1 CH 2 ) 2 Ni (where R 1 is are as described herein.), the general formula Ni (CH 2 SiR 1 3) R 1, L 1 complex represented by 2 L 1 2 (wherein is as described herein. ), R 1, L 1 complex (here represented by the general formula NiR 1 2 L 1 2 is as described herein.), Pd (dba) 2 , Pd 2 (dba) 3, Pd 3 (dba) 4 (where dba represents dibenzylideneacetone), Pd (OCOCH 3 ) 2 .
- bis-1,5-cyclooctadiene nickel (0) (CH 2 CHCH 2 ) 2 Ni, (CH 2 CMeCH 2 ) 2 Ni, Ni (CH 2 SiMe 3 ) 2 (Py) 2 (hereinafter, Py represents pyridine), Ni (CH 2 SiMe 3 ) 2 (Lut) 2 (hereinafter, Lut represents 2,6-lutidine), NiPh 2 (Py) 2 , Ni (Ph) 2 (Lut) 2 , Pd (dba) 2 , Pd 2 (dba) 3 , Pd 3 (dba) 4 (where dba represents dibenzylideneacetone), Pd (OCOCH 3 ) 2 .
- an organic solvent such as toluene at 0 to 100 ° C. under reduced pressure to increased pressure for 1 to 86400 seconds.
- a toluene solution of Ni (COD) 2 is used as (C)
- the formation of a reaction product can be confirmed by changing the color of the solution from yellow to, for example, red.
- the complex of the present invention is a component constituting (C), wherein components other than the transition metal of (C) are substituted with a portion other than Z of component (A) or component (B) (D) is generated.
- This substitution reaction preferably proceeds quantitatively, but may not proceed completely in some cases.
- other components derived from (A), (B), (C) coexist, but when performing the polymerization reaction or copolymerization reaction of the present invention, these other components
- the component may or may not be removed. Generally, it is preferable to remove these other components because high activity can be obtained.
- L 1 of the present invention when performing the reaction, it may coexist L 1 of the present invention.
- the stability of the purified complex (D) may be increased by allowing Lewis basic L 1 to coexist in the system. , to the extent that L 1 does not inhibit the polymerization reaction or copolymerization reaction of the present invention, it is preferable to coexist L 1.
- the reaction is carried out in a separate container from the reactor used for the polymerization of ⁇ -olefin and the copolymerization of ⁇ -olefin and (meth) acrylate, and the resulting complex (D) May be subjected to polymerization of ⁇ -olefin, copolymerization of ⁇ -olefin and (meth) acrylate, or the reaction may be performed in the presence of these monomers.
- the reaction may be performed in a reactor used for polymerization of ⁇ -olefin or copolymerization of ⁇ -olefin and (meth) acrylate. At this time, these monomers may exist or may not exist.
- a single component may be used, or a plurality of types of components may be used in combination. Particularly, for the purpose of widening the molecular weight distribution and the comonomer content distribution, a combination of these plural types is useful.
- (A) that can be used in the present invention will be exemplified, but the present invention is not limited to the following examples.
- Et represents an ethyl group
- iPr represents an isopropyl group
- Ph represents a phenyl group
- Cy represents a cyclohexyl group
- tBu represents a tertiary butyl group.
- the metal complex represented by the general formula (D) can be used as a catalyst component for polymerization or copolymerization.
- the metal complex represented by the general formula (D) can be formed by the reaction of the general formula (A) or (B) with the transition metal complex component (C).
- the metal complex represented by the general formula (D) is used as a catalyst component, an isolated one may be used, or one supported on a carrier may be used. The reaction may be performed in the presence or absence of these monomers in the reactor used for the polymerization of the supported ⁇ -olefin or the copolymerization of the ⁇ -olefin and the (meth) acrylic acid ester. You may carry out in another container.
- any carrier can be used as long as the gist of the present invention is not impaired.
- inorganic oxides and polymer carriers can be preferably used. Specific examples include SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , B 2 O 3 , CaO, ZnO, BaO, ThO 2, or a mixture thereof, and SiO 2 —Al 2 O 3.
- SiO 2 —V 2 O 5 , SiO 2 —TiO 2 , SiO 2 —MgO, SiO 2 —Cr 2 O 3 and other mixed oxides can also be used, inorganic silicate, polyethylene carrier, polypropylene carrier, A polystyrene carrier, polyacrylic acid carrier, polymethacrylic acid carrier, polyacrylic acid ester carrier, polyester carrier, polyamide carrier, polyimide carrier and the like can be used. These carriers are not particularly limited in particle size, particle size distribution, pore volume, specific surface area, etc., and any one can be used.
- clay, clay mineral, zeolite, diatomaceous earth, etc. can be used as the inorganic silicate.
- a synthetic product may be used for these, and the mineral produced naturally may be used.
- Specific examples of clays and clay minerals include allophanes such as allophane, kaolins such as dickite, nacrite, kaolinite and anorcite, halloysites such as metahalloysite and halloysite, and serpentine such as chrysotile, lizardite and antigolite. Stone group, montmorillonite, sauconite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, etc.
- Examples include clay, gyrome clay, hysingelite, pyrophyllite, and ryokdeite group. These may form a mixed layer.
- Examples of the artificial compound include synthetic mica, synthetic hectorite, synthetic saponite, and synthetic teniolite.
- kaolins such as dickite, nacrite, kaolinite, anorcite, halosites such as metahalosite, halosite, chrysotile, lizardite, serpentine such as antigolite, montmorillonite, Smectites such as sauconite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, vermiculite minerals such as vermiculite, mica minerals such as illite, sericite, sea chlorite, synthetic mica, synthetic hectorite, synthetic saponite, synthetic teniolite
- montmorillonite sauconite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite and other smectites, vermiculite and other vermiculite minerals, synthetic mica, synthetic hectorite, synthetic saponite, synthetic Taeniolite.
- These carriers may be used as they are, but may be treated with hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, etc. and / or LiCl, NaCl, KCl, CaCl 2 , MgCl 2 , Li 2 SO 4 , MgSO 4 , ZnSO 4 , Ti ( Salt treatment such as SO 4 ) 2 , Zr (SO 4 ) 2 , Al 2 (SO 4 ) 3 may be performed.
- Salt treatment such as SO 4 ) 2 , Zr (SO 4 ) 2 , Al 2 (SO 4 ) 3
- the corresponding acid and base may be mixed to produce a salt in the reaction system.
- shape control such as pulverization and granulation and drying treatment may be performed.
- the polymerization reaction may be carried out by using a hydrocarbon solvent such as propane, n-butane, isobutane, n-hexane, n-heptane, toluene, xylene, cyclohexane and methylcyclohexane, a liquid such as a liquefied ⁇ -olefin, diethyl ether,
- a hydrocarbon solvent such as propane, n-butane, isobutane, n-hexane, n-heptane, toluene, xylene, cyclohexane and methylcyclohexane
- a liquid such as a liquefied ⁇ -olefin, diethyl ether
- the reaction is carried out in the presence or absence of a polar solvent such as ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, methyl benzo
- the above-mentioned hydrocarbon solvent and ionic liquid are more preferable.
- the polymerization reaction can be carried out in the presence or absence of a known additive.
- a polymerization inhibitor that inhibits radical polymerization of the component (b) and an additive that has an action of stabilizing the produced copolymer are preferable.
- preferable additives include quinone derivatives and hindered phenol derivatives. Specifically, monomethyl ether hydroquinone, 2,6-di-t-butyl 4-methylphenol (BHT), reaction product of trimethylaluminum and BHT, reaction product of tetravalent titanium alkoxide and BHT, etc. Can be used.
- inorganic and / or organic fillers may be used and polymerization may be performed in the presence of these fillers. Further, it may be used L 1 and an ionic liquid of the present invention as an additive.
- a preferred additive in the present invention is Lewis base.
- the amount of the Lewis base is 0.0001 equivalent to 1000 equivalents, preferably 0.1 equivalents to 100 equivalents, more preferably 0.3 equivalents, relative to the transition metal M in the catalyst component present in the polymerization system. Thirty equivalents.
- Arbitrary methods can be used. For example, it may be mixed with the catalyst component of the present invention, added with a monomer, or added to the polymerization system independently of the catalyst component or the monomer.
- a plurality of Lewis bases may be used in combination.
- the same Lewis base as L 1 of the present invention may be used, or may be different.
- Lewis bases include aromatic amines, aliphatic amines, alkyl ethers, aryl ethers, alkylaryl ethers, cyclic ethers, alkyl nitriles, aryl nitriles, alcohols, amides, aliphatic esters , Aromatic esters, phosphates, phosphites, thiophenes, thianthrenes, thiazoles, oxazoles, morpholines, cyclic unsaturated hydrocarbons, and the like.
- Lewis bases are aromatic amines, aliphatic amines, cyclic ethers, aliphatic esters, aromatic esters, and among them, preferred Lewis bases are pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, piperidine. Derivatives, imidazole derivatives, aniline derivatives, piperidine derivatives, triazine derivatives, pyrrole derivatives, furan derivatives.
- Lewis base compounds include pyridine, pentafluoropyridine, 2,6-lutidine, 2,4-lutidine, 3,5-lutidine, pyrimidine, N, N-dimethylaminopyridine, N-methylimidazole, 2, 2'-bipyridine, aniline, piperidine, 1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (trifluoromethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (2-pyridyl) -S-triazine, quinoline, 8-methylquinoline, phenazine, 1,10-phenanthroline, N-methylpyrrole, 1,8-diazabicyclo- [5.4.0] -undec-7-ene, 1,4 -Diazabicyclo- [2,2,2] -octane, triethylamine, benzonitrile, picoline, triphenylamine, N-methyl-2-pyrrolide , 4-methylmorpholine, benzo
- the polymerization mode is not particularly limited. Slurry polymerization in which at least a part of the generated polymer in the medium becomes a slurry, bulk polymerization using the liquefied monomer itself as a medium, gas phase polymerization performed in a vaporized monomer, or a polymer generated in a monomer liquefied at high temperature and high pressure High-pressure ionic polymerization in which at least a part of the polymer is dissolved is preferably used. Further, any of batch polymerization, semi-batch polymerization, and continuous polymerization may be used. Moreover, living polymerization may be sufficient and it may superpose
- CSA chain transfer agent
- Unreacted monomers and media may be separated from the produced copolymer and recycled. In recycling, these monomers and media may be purified and reused, or may be reused without purification.
- a conventionally known method can be used to separate the produced copolymer from the unreacted monomer and the medium. For example, methods such as filtration, centrifugation, solvent extraction, and reprecipitation using a poor solvent can be used.
- the polymerization temperature, polymerization pressure, and polymerization time are not particularly limited, but usually optimum settings can be made in consideration of productivity and process capability from the following ranges. That is, the polymerization temperature is usually ⁇ 20 ° C. to 290 ° C., preferably 0 ° C.
- the copolymerization pressure is 0.1 MPa to 100 MPa, preferably 0.3 MPa to 90 MPa
- the polymerization time is 0.1 minutes to 10 minutes.
- the time can be selected from the range of preferably 0.5 minutes to 7 hours, more preferably 1 minute to 6 hours.
- the polymerization is generally carried out in an inert gas atmosphere.
- a nitrogen, argon or carbon dioxide atmosphere can be used, and a nitrogen atmosphere is preferably used.
- a small amount of oxygen or air may be mixed.
- various supply methods can be used depending on the purpose. For example, in the case of batch polymerization, it is possible to take a technique in which a predetermined amount of monomer is supplied to a polymerization reactor in advance and a catalyst is supplied thereto. In this case, an additional monomer or an additional catalyst may be supplied to the polymerization reactor.
- a method can be used in which a predetermined amount of monomer and catalyst are continuously or intermittently supplied to the polymerization reactor to continuously carry out the polymerization reaction.
- a method of controlling a copolymer by supplying a plurality of monomers to a reactor and changing the supply ratio thereof can be generally used.
- Other methods include controlling the copolymer composition using the difference in monomer reactivity ratio due to the difference in catalyst structure, and controlling the copolymer composition using the polymerization temperature dependence of the monomer reactivity ratio.
- a conventionally known method can be used for controlling the molecular weight of the polymer.
- a method for controlling the molecular weight by controlling the polymerization temperature a method for controlling the molecular weight by controlling the monomer concentration, a method for controlling the molecular weight by using a chain transfer agent, and a molecular weight by controlling the ligand structure in the transition metal complex.
- a chain transfer agent a conventionally known chain transfer agent can be used.
- hydrogen, metal alkyl, etc. can be used.
- the molecular weight can be adjusted by controlling the ratio of the component (b) to the component (a) and the concentration of the component (b). .
- the molecular weight is adjusted by controlling the ligand structure in the transition metal complex, the type, number, and arrangement of the hetero atom-containing groups in R 4 described above are controlled, and the bulky substituent around the metal M
- the tendency of the molecular weight to be improved can be utilized by arranging a hetero atom in the above R 10 to R 13 .
- the copolymer of the present invention has good paintability, printability, antistatic properties, inorganic filler dispersibility, adhesion to other resins, and compatibility with other resins due to the effects based on the polar groups of the copolymer. Etc. are expressed. Utilizing these properties, the copolymer of the present invention can be used for various applications. For example, it can be used as a film, sheet, adhesive resin, binder, compatibilizing agent, wax, and the like.
- Tm, Tc Obtained by the following DSC measurement. Using a PYRIS Diamond DSC differential scanning calorimeter manufactured by PerkinElmer, the sample (about 5 mg) was melted at 210 ° C. for 5 minutes, cooled to ⁇ 20 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and then at ⁇ 20 ° C. for 5 minutes. After being held, a melting curve was obtained by raising the temperature to 210 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The peak top temperature of the main exothermic peak in the temperature lowering stage was defined as the crystallization temperature Tc. In addition, the peak top temperature of the main endothermic peak in the final temperature increase stage performed to obtain the melting curve was defined as the melting point Tm.
- Weight average molecular weight Mw , number average molecular weight Mn, and molecular weight distribution Mw / Mn determined by the following GPC measurement.
- BHT concentration 0.5 g / L
- the polymer was dissolved by heating to 135 ° C. in the high-temperature GPC pretreatment apparatus PL-SP 260VS and filtered through a glass filter to prepare a sample.
- Ligand B-14 was synthesized according to the following scheme.
- Intermediate B-7_6 was synthesized according to the above scheme. 0.75 g (3.0 mmol) of intermediate B-7_5 was dissolved in THF (30 ml), and n-butyllithium (2.5 M, 1.2 ml, 3.0 mmol) was added thereto at 0 ° C. under an argon atmosphere. It was dripped at. The temperature was gradually raised to room temperature, and the reaction was carried out at room temperature for 3 hours. Next, a solution of bis (2-methoxyphenyl) chlorophosphine (700 mg, 2.50 mmol) dissolved in 15 ml of THF was added dropwise to the reaction mixture at 0 ° C. The temperature was gradually raised to room temperature, and the mixture was stirred at room temperature overnight.
- intermediate B- 7_6 was obtained. The same operation was repeated to finally obtain 8 g of intermediate B-7_6.
- Ligand B-7 was synthesized according to the above scheme.
- the intermediate B-7_HCl obtained in Synthesis Example 5 (3) 7.3 g was dissolved in diethyl ether (500 ml), and ammonia gas was bubbled at ⁇ 78 ° C. for 30 minutes. Next, the temperature was gradually raised to room temperature, and the mixture was stirred at room temperature overnight. After completion of stirring, the solvent was distilled off to obtain crude B-7.
- the crude B-7 obtained here was dispersed in diethyl ether (10 ml), and then 100 ml of n-hexane was added for suspension washing. After removing the solid components, the solvent was removed under reduced pressure to obtain the target ligand B-7. Yield: 5.2g.
- the resulting solution was filtered with a cannula, and the resulting dark yellow filtrate was concentrated under reduced pressure to 1 ⁇ 4 of the original volume.
- n-hexane about 3 ml was added dropwise until the liquid became cloudy.
- the turbid liquid was heated to 65 ° C. to obtain a transparent solution.
- the obtained transparent solution was slowly cooled to room temperature over 2 to 3 hours, and yellow fine crystals were precipitated at around room temperature. The resulting crystals were kept overnight in the mother liquor.
- Methoxymethylphenol 4 (2.87 g, 20.8 mmol) was dissolved in dry THF (20 ml) and added dropwise to an n-hexane solution of n-butyllithium (8.3 ml, 20.8 ml) at 0 ° C. The resulting mixture was stirred at 0 ° C. for 30 minutes, then warmed to room temperature and stirred at room temperature for 2 hours. To this reaction solution, the THF solution of B-27DM_3 obtained in Synthesis Example 4 (1) was added at 0 ° C., and further stirred overnight at room temperature. The reaction was quenched with water and THF was removed under reduced pressure.
- Ligand B-27DM was synthesized according to the following scheme.
- Ligand B-30 was synthesized according to the following scheme.
- 2,6-dimethoxyiodobenzene (10 g, 37.9 mmol) was dissolved in dry THF, and isopropylmagnesium chloride (18.9 ml, 2M, THF solution) was added dropwise at ⁇ 50 ° C.
- the resulting reaction mixture was heated with stirring and stirred at room temperature for 1 hour. Cool to ⁇ 78 ° C. and add phosphorus trichloride (1.6 ml, 18.9 mmol) slowly. While stirring, the temperature was gradually raised to room temperature, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The solvent was removed under reduced pressure to obtain a solid of B-56DM_3.
- THF 150 ml was added to obtain a THF solution of B-56DM_3.
- Ligand B-56DM was synthesized according to the following scheme.
- Example 1 Ethylene homopolymerization and ethylene / acrylic acid ester copolymerization using ligand B-14 obtained in Synthesis Example 1 (1) Complex Formation The following operations were all carried out in a high purity argon atmosphere.
- bis-1,5-cyclooctadiene nickel (0) is referred to as Ni (COD) 2 .
- B-14 (10.8 mg) obtained in Synthesis Example 1 was weighed into a 4 ml vial with a screw cap.
- Ni (COD) 2 (20 mg) was weighed into an 8 ml vial and dissolved in toluene (7.22 ml) to prepare a 10 mM Ni (COD) 2 toluene solution.
- the resulting solution was yellow and transparent.
- the Ni (COD) 2 toluene solution (2.36 ml) obtained here was added to a vial containing B-14, sealed with a screw cap, and then shaken for 30 seconds to obtain a solution. Thereafter, the color of the solution gradually changed from dark yellow to red, and no precipitation was observed. After standing at room temperature for 3 hours, 0.5 ml of the resulting solution was dispensed into a 2 ml vial, diluted with toluene (1.5 ml), and the reaction product of B-14 and Ni (COD) 2 A 2.5 mM solution was obtained.
- the concentration of the reaction product was calculated on the assumption that B-14 and Ni (COD) 2 reacted 1: 1 to form a nickel complex.
- the inner cylinder was taken out, and the solvent and unreacted comonomer were removed under reduced pressure, followed by drying until a constant weight was obtained.
- the types and amounts of comonomers used for copolymerization are listed in Table 1.
- the comonomer was used after purification at room temperature in a high-purity argon atmosphere using a column packed with Aldrich Inhibitor Remover manufactured by Aldrich.
- Table 1 also shows the amount of toluene used for the polymerization, the polymerization temperature, and the autoclave internal pressure during the polymerization.
- tBA represents tbutyl acrylate.
- active Vp represents the copolymer yield (kg) per 1 hour of polymerization time per 1 mol of complexes used for polymerization. Vp was calculated on the assumption that B-14 and Ni (COD) 2 reacted one-to-one to form a nickel complex. The GPC and DSC measurement results for the obtained polymer are also shown in Table 1.
- Example 25 Isolation and X-ray crystal structure analysis of complex obtained by reaction of ligand B-14 obtained in Synthesis Example 1 with Ni (COD) 2 First, in the same manner as in the formation of Examples 1 to 24 (1) complex, B-14 and Ni (COD) 2 were reacted to obtain a toluene solution of a nickel complex of B-14. After the solvent was distilled off under reduced pressure, the complex was redissolved at room temperature using a mixed solvent consisting of toluene / n-pentane 1/1 (v / v).
- a single crystal having a size of about 0.5 ⁇ 0.4 ⁇ 0.35 mm is selected from the obtained single crystal and set in a glass capillary.
- the capillary is mounted on a pedestal of a triaxial goniometer, and 1K.
- a Bruker SMART 100 CCD diffractometer with a CCD detector was mounted at -170 ° C.
- the single crystal was set at a distance of 50 mm from the diffractometer.
- Diffraction intensity measurement was performed using Mo-K ⁇ rays monochromatized with graphite. First, the lattice constant was determined, and reflection data of 1800 frames was obtained using the program SAINT. For the obtained data, Lorentz correction, absorption correction, and sample decay correction were performed.
- the unit crystal of the obtained single crystal was triclinic and the space group was P-1.
- the structure was determined by the direct method using the program SHELX97, and the reflection F 2 observed by the SHELX97 was refined by the full matrix least square method.
- the structure was refined with an anisotropic temperature factor, the position of the hydrogen atom was determined by calculation, and the structure was refined with an isotropic temperature factor.
- R 2 (I> 2 ⁇ (I)) 0.1727 converged.
- the obtained complex has the chemical formula C 34 H 43 O 5 PNi and has a slightly distorted planar 4-coordinate structure shown in the following ORTEP diagram. .
- the distance between oxygen and nickel located in the axial position with respect to the plane formed by Ni and the ligand was 2.95 mm.
- Examples 34 to 65 Homopolymerization of ethylene using the ligand B-14 obtained in Synthesis Example 1 and copolymerization of ethylene / acrylic acid ester (1) Formation of complex This was carried out in the same manner as in Examples 1-24. (2) Ethylene homopolymerization and ethylene / acrylic acid ester copolymerization Except for the addition of Lewis base as an additive to the autoclave, ethylene homopolymerization and ethylene / acrylic acid ester copolymerization were carried out in the same manner as in Examples 1-24. Polymerization was performed. The results are shown in Table 6. In Table 6, DMAP represents N, N-dimethylaminopyridine, 2,2′-BiPy represents 2,2′-bipyridine, and NMI represents N-methylimidazole.
- a copolymer of (meth) acrylic acid ester and ⁇ -olefin which can be easily obtained industrially can be produced, and the resulting copolymer has a high molecular weight.
- High molecular weights can be obtained not only in copolymers but also in ⁇ -olefin polymers.
- the molecular weight is one of the dominant factors in the physical properties of the polymer, and by increasing the molecular weight, the interaction between the polymer chains is strengthened. Therefore, the polymer and copolymer obtained in the present invention are mechanical and thermal. Excellent physical properties and applicable as a useful molded product.
- a nickel-centered catalyst can be used in place of rare and expensive palladium.
- the present invention provides a novel process for producing such ⁇ -olefin polymers and ⁇ -olefin / (meth) acrylic acid ester copolymers, and is extremely useful industrially.
Abstract
Description
また、Brookhartらは、α-ジイミン配位子を用いたパラジウム錯体を触媒として、エチレンとアクリル酸エステルの共重合体が製造できることを報告している。しかしながら、得られた共重合体は分岐構造に富むものであり、分岐は、メチル基、エチル基をはじめ、種々の炭素数であって、かつ、分岐の数も非常に多く、結果として、得られた共重合体は結晶性の低いものであった(例えば、非特許文献1参照。)。
なお、以下の説明において、「重合」という用語は、1種類のモノマーの単独重合と複数種のモノマーの共重合を総称するものであり、特に両者を区別する必要がない場合には、総称して単に「重合」と記載する。
(a)α-オレフィン
本発明における成分(a)は、一般式CH2=CHR7で表されるα-オレフィンである。ここで、R7は水素または炭素数1~20の炭化水素基であり、分岐、環、および/または不飽和結合を有していてもよい。R7の炭素数が20より大きいと十分な重合活性が発現しない傾向がある。このため、なかでも、好ましい(a)成分としては、R7が水素または炭素数1~10の炭化水素基であるα-オレフィンが挙げられる。
さらに好ましい(a)成分としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、ビニルシクロヘキセン、スチレンが挙げられる。なお、単独の(a)成分を使用してもよいし、複数の(a)成分を併用してもよい。
本発明における成分(b)は、一般式CH2=C(R8)CO2(R9)で表される(メタ)アクリル酸エステルである。ここで、R8は水素または炭素数1~10の炭化水素基であり、分岐、環、および/または不飽和結合を有していてもよい。R9は炭素数1~30の炭化水素基であり、分岐、環、および/または不飽和結合を有していてもよい。さらに、R9内の任意の位置にヘテロ原子を含有していてもよい。
R8の炭素数が11以上であると、十分な重合活性が発現しない傾向がある。したがって、R8は水素または炭素数1~10の炭化水素基であるが、好ましい(b)成分としては、R8が水素または炭素数1~5の炭化水素基である(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。より好ましい(b)成分としては、R8がメチル基であるメタクリル酸エステルまたはR8が水素であるアクリル酸エステルが挙げられる。同様に、R9の炭素数が30を超えると重合活性が低下する傾向がある。よって、R9の炭素数は1~30であるが、R9は、好ましくは炭素数1~12であり、さらに好ましくは炭素数1~8である。
また、R9内に含まれていても良いヘテロ原子としては、酸素、硫黄、セレン、リン、窒素、ケイ素、フッ素、ホウ素等が挙げられる。これらのヘテロ原子のうち、酸素、ケイ素、フッ素が好ましく、酸素が更に好ましい。また、R9はヘテロ原子を含まないものも好ましい。
本発明の反応生成物は、下記一般式(D)で表される。
Mの価数については2価が好ましい。ここでMの価数とは、有機金属化学で用いられる形式酸化数(formal oxidation number)を意味する。すなわち、ある元素が関与する結合中の電子対を電気陰性度の大きい元素に割り当てたとき、その元素の原子上に残る電荷の数を指す。例えば、本発明の一般式(D)において、E1がリン、X1が酸素、Mがニッケル、R3がフェニル基、L1がピリジンであり、ニッケルがリン、酸素、フェニル基の炭素、ピリジンの窒素と結合を形成している場合、ニッケルの形式酸化数、すなわちニッケルの価数は2価となる。なぜならば、上述の定義に基づき、これらの結合において、電子対はニッケルよりも電気陰性度の大きいリン、酸素、炭素、窒素に割り当てられ、電荷はリンが0、酸素が-1、フェニル基が-1、ピリジンが0で、錯体は全体として電気的に中性であるため、ニッケル上に残る電荷は+2となるからである。
2価の遷移金属としては例えばニッケル(II)、パラジウム(II)、白金(II)、コバルト(II)が好ましく、2価以外では、銅(I)またはロジウム(III)も好ましい。
R3の具体的な例としては、ヒドリド基、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-デシル基、n-ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、p-メチルフェニル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基等を挙げることができる。
L1はMと配位結合を形成するが、本発明においては、(a)成分の重合や(a)成分と(b)成分の共重合を進行させるために、L1をMから取り除く化合物(スカベンジャー)を使用する必要がない。
なお、R3とL1が互いに結合して環を形成してもよい。そのような例として、シクロオクタ-1-エニル基を挙げることができ、これも本発明における好ましい様態である。
本発明において、X1は酸素または硫黄を表す。これらのうち、酸素が好ましい。また、本発明において、E1はリン、砒素またはアンチモンを表す。これらのうち、リンが好ましい。
R4において、ヘテロ原子含有基中に含まれるヘテロ原子としては、酸素、窒素、リン、硫黄、セレン、ケイ素、フッ素、ホウ素が挙げられる。これらのヘテロ原子のうち、酸素、ケイ素、フッ素が好ましい。また、これらのヘテロ原子を含むヘテロ原子含有基としては、酸素含有基として、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アロイル基、カルボキシレート基が挙げられ、窒素含有基としては、アミノ基、アミド基が挙げられ、硫黄含有基としては、チオアルコキシ基やチオアリーロキシが挙げられ、リン含有置換基としては、フォスフィノ基が挙げられ、セレン含有基としては、セレニル基が挙げられ、ケイ素含有基としては、トリアルキルシリル基、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基が挙げられ、フッ素含有基としては、フルオロアルキル基、フルオロアリール基が挙げられ、ホウ素含有基としては、アルキルホウ素基、アリールホウ素基が挙げられる。これらのヘテロ原子含有基のうち、もっとも好ましいのは、アルコキシ基またはアリーロキシ基である。
これらのうち、特に好ましいR11として、t-ブチル基、トリメチルシリル基、フェニル基、9-アンスラセニル基、4-t-ブチルフェニル基、2,4-ジ-t-ブチルフェニル基が挙げられる。
本発明の錯体は、下記一般式(A)および/または(B)で表される化合物と、9族または10族または11族の遷移金属を含む遷移金属錯体(C)を接触させることにより得ることができる。
Zは水素、または脱離基であるが、具体的には、水素、R1SO2基(ここでR1は前記したとおりである)、CF3SO2基などを挙げることができる。
また、9族または10族または11族の遷移金属を含む遷移金属錯体(C)については、一般式MR10 pL1 q(ここで、Mは9族または10族または11族の遷移金属、R10およびL1は本明細書に記載した通りであり、pおよびqはMの価数を満たす0以上の整数である。)を使用することができる。
特に好ましくは、ビス-1,5-シクロオクタジエンニッケル(0)、(CH2CHCH2)2Ni、(CH2CMeCH2)2Ni、Ni(CH2SiMe3)2(Py)2(以下Pyはピリジンを表す。)、Ni(CH2SiMe3)2(Lut)2(以下Lutは2,6-ルチジンを表す。)、NiPh2(Py)2、Ni(Ph)2(Lut)2,Pd(dba)2、Pd2(dba)3、Pd3(dba)4(ここで、dbaはジベンジリデンアセトンを表す。)、Pd(OCOCH3)2である。
本発明において、一般式(D)で表される金属錯体を、重合または共重合の触媒成分として使用することができる。前記したように、一般式(D)で表される金属錯体は、一般式(A)または(B)と遷移金属錯体成分(C)との反応によって形成させることができる。一般式(D)で表される金属錯体を触媒成分に用いる場合、単離したものを用いてもよいし、担体に担持したものを用いてもよい。こうした担持α-オレフィンの重合やα-オレフィンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合に使用する反応器中で、これらのモノマーの存在下または非存在下で行ってもよいし、該反応器とは別の容器中で行ってもよい。
重合温度、重合圧力および重合時間に特に制限はないが、通常は、以下の範囲から生産性やプロセスの能力を考慮して、最適な設定を行うことができる。すなわち、重合温度は通常-20℃から290℃、好ましくは0℃から250℃、共重合圧力は、0.1MPaから100MPa、好ましくは、0.3MPaから90MPa、重合時間は、0.1分から10時間、好ましくは、0.5分から7時間、さらに好ましくは1分から6時間の範囲から選ぶことができる。
重合反応器への触媒とモノマーの供給に関しても特に制限はなく、目的に応じてさまざまな供給法をとることができる。たとえばバッチ重合の場合、あらかじめ所定量のモノマーを重合反応器に供給しておき、そこに触媒を供給する手法をとることが可能である。この場合、追加のモノマーや追加の触媒を重合反応器に供給してもよい。また、連続重合の場合、所定量のモノマーと触媒を重合反応器に連続的に、または間歇的に供給し、重合反応を連続的に行う手法をとることができる。
重合体の分子量制御には、従来公知の方法を使用することができる。すなわち、重合温度を制御して分子量を制御する方法、モノマー濃度を制御して分子量を制御する方法、連鎖移動剤を使用して分子量を制御する方法、遷移金属錯体中のリガンド構造の制御により分子量を制御する等が挙げられる。連鎖移動剤を使用する場合には、従来公知の連鎖移動剤を用いることができる。例えば、水素、メタルアルキルなどを使用することができる。
また、(b)成分自身が一種の連鎖移動剤となる場合には、(b)成分の(a)成分に対する比率や、(b)成分の濃度を制御することによっても分子量調節が可能である。遷移金属錯体中のリガンド構造を制御して分子量調節を行う場合には、前記したR4中のヘテロ原子含有基の種類、数、配置を制御したり、金属Mのまわりにかさだかい置換基を配置したり、前記したR10~R13中にヘテロ原子を導入したりすることによって、一般に分子量が向上する傾向を利用することができる。なお、金属Mに対して、アリール基やヘテロ原子含有置換基などの電子供与性基が相互作用可能となるように電子供与性基を配置することが好ましい。こうした電子供与性基が金属Mと相互作用可能であるかどうかは、一般に、分子模型や分子軌道計算で電子供与性基と金属Mとの距離を測定することによって判断できる。
以下の合成例で、とくに断りのない限り、操作は精製窒素雰囲気下で行い、溶媒は脱水・脱酸素したものを用いた。
(1)Tm、Tc:以下のDSC測定により求めた。
PerkinElmer社製PYRIS Diamond DSC示差走査熱量測定装置を使用して、試料(約5mg)を210℃で5分間融解後、10℃/minの速度で-20℃まで降温し、-20℃で5分保持した後に、10℃/minの速度で210℃まで昇温することにより融解曲線を得た。降温段階における主発熱ピークのピークトップ温度を結晶化温度Tcとした。また、融解曲線を得るために行った最後の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点Tmとした。
はじめに、試料約20(mg)をポリマーラボラトリー社製高温GPC用前処理装置PL-SP 260VS用のバイアル瓶に採取し、安定剤としてBHTを含有するo-ジクロロベンゼン(BHT濃度=0.5g/L)を加え、ポリマー濃度が0.1(重量%)になるように調整した。ポリマーを上記高温GPC用前処理装置PL-SP 260VS中で135℃に加熱して溶解させ、グラスフィルターにて濾過して試料を調製した。なお、本発明におけるGPC測定において、グラスフィルターに捕捉されたポリマーはなかった。次に、カラムとして、東ソー社製TSKgel GMH-HT(30cm×4本)およびRI検出器を装着したウォーターズ社製GPCV 2000を使用してGPC測定を行った。測定条件としては、試料溶液注入量:約520(μl)、カラム温度:135℃、溶媒:o-ジクロロベンゼン、流量:1.0(ml/min)を採用した。分子量の算出は以下のように行った。すなわち、標準試料として市販の単分散のポリスチレンを使用し、該ポリスチレン標準試料およびエチレン系重合体の粘度式から、保持時間と分子量に関する校正曲線を作成し、該校正曲線に基づいて分子量の算出を行った。なお、粘度式としては、[η]=K×Mαを使用し、ポリスチレンに対しては、K=1.38E-4、α=0.70を使用し、エチレン系重合体に対しては、K=4.77E-4、α=0.70を使用した。
(合成例1):リガンドB-14の合成
以下のスキームにしたがってリガンドB-14を合成した。
無水THF(500ml)に50g(0.36mol)の2,6-ジメトキシベンゼン1を溶解させた。ここに、窒素雰囲気下でn-ブチルリチウムのn-ヘキサン溶液(166ml、0.42mol)を0℃で徐々に加えた。ここで得られた溶液に、無水THF(200ml)に溶解させたヨウ素(96.5g、0.38mol)の溶液を0℃で40分間かけて滴下した。得られた溶液を室温で終夜攪拌した。終了後、80mlのメタノールを滴下し、得られた混合物を減圧下に濃縮し、水(200ml)を加えた後、酢酸エチル(250ml)で3回抽出した。有機層を集め、Na2S2O3および食塩水で該有機層を洗浄した後、硫酸ナトリウムを用いて乾燥した。乾燥後、無機塩を濾別し、減圧下に濃縮を行い、残渣をメタノール(50ml)で4回洗浄して乾燥させたところ、中間体2が黄色の固体として得られた。収量:63g(収率:66%)。
中間体2(5g、18.9mmol)を無水THFに溶解させ、イソプロピルマグネシムクロライド(9.5ml、濃度:2M、溶媒:無水THF)を-50℃で徐々に添加し、得られた混合物を室温で1時間攪拌した。次に、該混合物を-78℃に冷却し、三塩化リン(1.3g、9.5mmol)をゆっくり添加した。その後、室温で終夜攪拌し、得られた中間体4を含む反応生成物は、さらに精製することなく次の反応に使用した。
上記スキームで示した化合物5(1.84g、9.5mmol)を無水THF(20ml)に溶解させ、窒素雰囲気下でn-ブチルリチウムのn-ヘキサン溶液(4.2ml、10.5mol)を0℃で徐々に加えた。同温度で30分間攪拌した後、徐々に昇温し、室温で1.5時間攪拌した。次いで、該溶液に、上記で得られた中間体4のTHF溶液を-78℃で滴下し、得られた反応混合物を室温で終夜攪拌した。終了後、反応混合物に水を加え、酢酸エチルで抽出を行い、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した。無機塩を濾別して有機層を減圧下に濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムで精製したところ、目的とする中間体8(2.5g)が得られた。この合成をスケールアップして同様の反応を行い、最終的に中間体8を12g得た。
中間体8(12g)をジエチルエーテル(50ml)に溶解させ、100mlの塩化水素で飽和させたジエチルエーテル溶液を-40℃で添加した。同温度で1時間攪拌した後、室温まで徐々に昇温させ、室温でさらに1時間攪拌した。反応混合物を減圧下に濃縮し、B-14塩酸塩を灰色がかった白色固体として得た。
ここで得られた塩酸塩をジクロロメタン(100ml)に溶解させ、炭酸水素ナトリウム飽和水溶液(250ml)をゆっくり加えた。室温で30分間攪拌した後、ジクロロメタン(150ml)で3回抽出を行った。有機層を集めて硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、無機塩を濾別し、減圧下に濃縮し、残渣を石油エーテル(50ml)で2回洗浄し、目的とするリガンドB-14を灰色がかった白色固体として得た。収量:6g。
1HNMR(CDCl3、δppm):7.30-6.39(m、9H)、3.46(s、12H)、1.31(s、9H);31PNMR(CDCl3、δppm):62.9(s).
(1)中間体B-7_5の合成
2,4-ジ-t-ブチルフェノール(10g、48.5mmol)をTHF(100ml)に溶解させた。この溶液を、別途調整した水素化ナトリウム(2.91g、1.5eq、ミネラルオイル中に60%濃度で分散したもの)のTFH(200ml)溶液に0℃で攪拌しながら滴下した。室温まで徐々に昇温し、室温で2時間反応させた。次いで、クロロメトキシメタン(7.76g)を0℃で滴下し、室温に昇温した後、室温で3時間反応させた。曇った白色溶液に対し、水および酢酸エチルを用いて抽出操作を行った。有機層をKOH水溶液(1M、150ml)、次いで水(150ml)で洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させた。無機塩を濾別した後、減圧下に濃縮し、淡黄色のオイルを得た。得られたオイルを、石油エーテル/酢酸エチル(40/1)を溶媒としてカラムで精製し、目的とする中間体B-7_5を10.5g得た。
0.75g(3.0mmol)の中間体B-7_5をTHF(30ml)に溶解し、ここに、n-ブチルリチウム(2.5M、1.2ml、3.0mmol)をアルゴン雰囲気下、0℃で滴下した。室温まで徐々に昇温し、室温で3時間反応を行った。次いで、この反応混合物に、ビス(2-メトキシフェニル)クロロフォスフィン(700mg、2.50mmol)を15mlのTHFに溶解させた溶液を0℃で滴下した。徐々に室温まで昇温し、室温で終夜攪拌を行った。攪拌終了後、脱気した飽和塩化アンモニウム水溶液(10ml)を加え、有機層を分離した後ジエチルエーテルで抽出し、食塩水(10ml)で洗浄した後、硫酸ナトリウム上で乾燥し、中間体B-7_6を得た。
同様の操作を繰り返し、最終的に中間体B-7_6を8g得た。
合成例5(2)で得られた中間体B-7_6(8g)をジエチルエーテル(500ml)に溶解させ、-78℃で塩化水素ガスを25分間バブリングさせた。その後、室温まで昇温し、室温で終夜攪拌を行った。攪拌終了後、溶媒を留去し、B-7_HClを得た。
合成例5(3)で得られた中間体B-7_HClのうち、7.3gをジエチルエーテル(500ml)に溶解し、-78℃でアンモニアガスを30分間バブリングさせた。次いで室温まで徐々に昇温し、室温で終夜攪拌を行った。攪拌終了後、溶媒を留去し、粗B-7を得た。ここで得られた粗B-7をジエチルエーテル(10ml)に分散させた後、、100mlのn-ヘキサンを加えて懸濁洗浄を行った。固体成分を除去した後、溶媒を減圧下に除去し、目的とするリガンドB-7を得た。収量:5.2g。
1HNMR(MeOD、δppm):7.38-6.69(m、10H)、3.70(s、6H)、1.43(s、9H)、1.10(s、9H);31PNMR(MeOD、δppm):48.2(s).
1.237g(4.0mmol)のアシルトリフェニルフォスフォラニルメタレンと1.10g(4.0mmol)のビス-1、5-シクロオクタジエンニッケル(0)(以下、Ni(COD)2と称する)の混合物に、室温で40mlのトルエンを加え、黄色懸濁液を得た。この懸濁液に、注射器を用いて0.86g(8.0mmol)の2,6-ルチジンを加えた。得られた混合物を室温で攪拌した後、攪拌しながら60℃まで昇温し、60℃で3.5時間反応させ、暗褐色の溶液を得た。得られた溶液をカニューラにて濾過し、得られた暗黄色の濾液を減圧下に濃縮し、元の容積の1/4にした。この濃縮溶液に、液が濁りを生じるまでn-ヘキサン(約3ml)を滴下した。次いで、この濁りが生じた液を65℃まで昇温し、透明な溶液を得た。得られた透明な溶液を室温まで2~3時間かけてゆっくり冷却し、室温付近で黄色微結晶を析出させた。得られた結晶を、母液中で一晩保持した。その後、上澄みをカニューラで濾別し、残った固体を3mlのn-ヘキサンで2回洗浄し、最後に固体を6×10-3mbarで減圧下1時間乾燥し、1.17gの黄色結晶を得た(収率:60.4%)。
1HNMR(C6D6、δppm):7.67(m、5H)、7.37(d、2H)、7.2-7.0(m、4H)、6.77(m、4H)、6.56(d、1H)、6.50(t、1H)、6.15(d、1H)、4.20(s、1H)、3.49(s、6H)、2.06(s、3H);31PNMR(C6D6、δppm):21.78(s).
(1)中間体B-27DM_3の合成
下記のスキームにしたがって、中間体B-27DM_3を合成した。
2,6-ジメトキシヨードベンゼン(10g、37.9mmol)を乾燥THFに溶かした溶液を、イソプロピルマグネシウムクロライド(18.9mmol、2MのTHF溶液)に、-50℃で滴下した。得られた混合物を攪拌しながら室温まで昇温し、室温で1時間攪拌を行った。次いで-78℃に冷却し、三塩化リン(1.6ml、18.9mmol)をゆっくり添加した。得られた混合物を攪拌しながら室温まで昇温し、室温で1時間攪拌した。減圧下に溶媒を除去し、B-27DM_3の固体を得た。150mlのTHFを加えて再溶解させ、B-27DM_3のTHF溶液を得た。
下記のスキームにしたがって、中間体B-27DM_5を合成した。
下記のスキームにしたがって、中間体B-27DM_6を合成した。
合成例4(2)で得られたB-27DM_5(3.2g、7.2mmol)を50mlの乾燥THFに溶解させた。この溶液に、n-ブチルリチウム(2.9ml、7.2mmol)を0℃で滴下した。得られた反応溶液を攪拌しながら昇温し、室温で2時間攪拌した。次いで溶液を-78℃に冷却し、ヘキサフルオロベンゼン(4ml、36mmol)をゆっくり加えた。溶液を攪拌しながら室温まで昇温し、室温で終夜攪拌を行った。水を加えて反応をクエンチし、減圧下に溶媒を除去した。固体残渣に対してジクロロメタンで抽出操作を行い、有機層を食塩水で洗浄した。次いで有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、硫酸ナトリウムを濾別した後、減圧下に溶媒を除去して濃縮した。粗生成物を、石油エーテル7対酢酸エチル1の混合溶媒(v/v)を展開液として、シリカゲルカラムで精製した。精製後、溶媒を除去して、1.2gのB-27DM_6を得た。
合成例4(1)~(3)の操作を同様に行い、6.7gのB-27DM_6を得た。次いで、下記のスキームにしたがって、中間体B-27DM_HClを合成した。
下記のスキームにしたがって、リガンドB-27DMを合成した。
1HNMR(CDCl3、δppm):7.70-7.76(m、1H)、7.29(s、broad、1H)、7.26-7.20(m、2H)、7.10(d、1H)、6.88(t、1H)、6.50(m、4H)、3.55(s、12H);31PNMR(CDCl3、δppm):-60.4(s).
(1)中間体B-30_3の合成
下記のスキームにしたがって、中間体B-30_3を合成した。
下記のスキームにしたがって、中間体B-30_8を合成した。
下記のスキームにしたがって、リガンドB-30を合成した。
1HNMR(CDCl3、δppm):8.37(s、1H)、7.92(d、2H)、7.59(m、3H)、7.33(m、2H)、7.17(m、2H)、7.12(t、2H)、7.10(d、1H)、6.89(t、1H)、6.39(m、4H)、6.35(s、1H)、3.52(s、12H);31PNMR(CDCl3、δppm):-60.1(s).
(1)中間体B-56DM_3の合成
下記のスキームにしたがって、中間体B-56DM_3を合成した。
下記のスキームにしたがって、中間体B-56DM_6を合成した。
合成例6(1)、(2)の操作を同様に行い、7.4gのB-56DM_6を得た。次いで、下記のスキームにしたがって、中間体B-56DM_HClを合成した。
下記のスキームにしたがって、リガンドB-56DMを合成した。
1HNMR(CDCl3、δppm):7.58(m、1H)、7.29(m、1H)、7.22(m、2H)、6.99(s、broad、1H)、6.79(t、1H)、6.50(m、4H)、3.56(s、12H)、0.27(s、9H);31PNMR(CDCl3、δppm):-61.6(s).
合成例1で得られたリガンドB-14を用いるエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
(1)錯体の形成
以下の操作は、すべて高純度アルゴン雰囲気下で行った。以下、ビス-1、5-シクロオクタジエンニッケル(0)をNi(COD)2と称する。
初めに4mlのスクリューキャップ付きバイアル瓶に、合成例1で得られたB-14(10.8mg)を秤り取った。次に、Ni(COD)2(20mg)を8mlのバイアル瓶に秤り取り、トルエン(7.22ml)に溶解させ、10mMのNi(COD)2トルエン溶液を調製した。得られた溶液は、黄色透明であった。ここで得られたNi(COD)2トルエン溶液(2.36ml)をB-14を有するバイアル瓶に加え、スクリューキャップで密閉した後、30秒間振って攪拌し、溶液を得た。その後、溶液の色が次第に暗黄色から赤色に変化し、沈殿は見られなかった。室温で3時間静置した後、得られた溶液0.5mlを2mlのバイアル瓶に分取し、トルエン(1.5ml)で希釈し、B-14とNi(COD)2の反応生成物の2.5mM溶液を得た。ここで、反応生成物の濃度は、B-14とNi(COD)2が1対1で反応してニッケル錯体を形成しているとして計算した。
内容積約1mlの攪拌翼ならびに内筒付きオートクレーブに、乾燥トルエン(4.2ml)および所定量のアクリル酸エステルを仕込んだ。なお、エチレンのホモ重合を行う場合には、アクリル酸エステルの仕込みは行わなかった。攪拌しながらオートクレーブを所定温度に昇温した後、エチレンをオートクレーブに供給し、温度と圧力が所定の条件になるように調整した。調整終了後、上記(1)で得られた反応生成物を所定量供給し、共重合を開始させた。所定時間重合させた後、一酸化炭素を吹き込んだ。未反応ガスを除去した後、内筒を取り出し、減圧下に溶媒および未反応コモノマーを除去し、恒量になるまで乾燥を行った。
共重合に用いたコモノマーの種類と量については、表1に記載した。なお、コモノマーは、Aldrich社製のAldrich Inhibitor Removerを充填したカラムを用いて、高純度アルゴン雰囲気下、室温で精製した後に使用した。また、重合に用いたトルエン量、重合温度、重合中のオートクレーブ内圧についても、表1に記載した。表1において、tBAはアクリル酸tブチルを示す。また、活性Vpは、重合に用いた錯体1molあたり、重合時間1時間あたりの共重合体収量(kg)を表す。なお、Vpは、B-14とNi(COD)2が1対1で反応してニッケル錯体を形成しているとして計算した。得られた重合体に関するGPCならびにDSC測定結果についても表1に記載した。
B-7を用いるエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
リガンドとして合成例2で得られたB-7を使用し、B-7を10.7mg使用した以外は、実施例1~24と同様にして重合を行った。結果は表2に示す。表2の記載項目についても表1と同様である。
ニッケル錯体1を用いるエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
リガンドと遷移金属錯体成分(C)との接触生成物の代わりに、合成例3で得られたニッケル錯体1を使用した以外は、実施例1~24と同様にして重合を行った。結果は表3に示す。表3の記載項目についても表1と同様である。
合成例1で得られたリガンドB-14とNi(COD)2との反応によって得られる錯体の単離とX線結晶構造解析
はじめに実施例1~24(1)錯体の形成と同様にして、B-14とNi(COD)2を反応させ、B-14のニッケル錯体のトルエン溶液を得た。溶媒を減圧下に留去した後、室温でトルエン/n-ペンタン1/1(v/v)からなる混合溶媒を用いて錯体を再溶解させた。溶液を濾過した後、濾液をシュレンクチューブに移して-20℃に冷却し、溶液の上層にn-ペンタンを静かに注ぎ2層を形成させた。フリーザー内にて-20℃で3日間放置したところ、上層のn-ペンタンが徐々に拡散し、最終的に均一溶液が得られた。得られた均一溶液内にB-14/ニッケル錯体の単結晶の成長が見られた。
得られた単結晶の単位格子は三斜晶系(triclinic)であり、空間群はP-1であった。プログラムSHELX97を用いて直接法で構造決定し、SHELX97によって観測された反射のF2に対して、フルマトリクス最小2乗法により精密化を行った。なお、水素以外のすべての原子について、異方性温度因子により構造精密化を行い、水素原子の位置は計算により定め、等方性温度因子により構造精密化を行った。R2(I>2σ(I))=0.1727で収束した。
X線結晶構造解析の結果、得られた錯体は、化学式C34H43O5PNiであり、下記のORTEP図に示すやや歪んだ平面4配位構造を有していることが明らかになった。なお、4個のメトキシ基のうち、Niとリガンドが作る平面に対してaxial位に位置する酸素とニッケルとの距離は2.95Åであった。
合成例4で得られたリガンドB-27DMを用いるエチレンのホモ重合
(1)錯体の形成
リガンドとして合成例4で得られたB-27DM(13.4mg)を用いた以外は、実施例1~24と同様にして錯体の形成を行った。
(2)エチレンのホモ重合
錯体として上記(1)で得られた化合物を用いた以外は、実施例1~24と同様にしてエチレンのホモ重合を行った。結果を表4に示す。
合成例5で得られたリガンドB-30を用いるエチレンのホモ重合
(1)錯体の形成
リガンドとして合成例4で得られたB-30(13.7mg)を用いた以外は、実施例1~24と同様にして錯体の形成を行った。
(2)エチレンのホモ重合
錯体として上記(1)で得られた化合物を用いた以外は、実施例1~24と同様にしてエチレンのホモ重合を行った。結果を表5に示す。
合成例1で得られたリガンドB-14を用いるエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
(1)錯体の形成
実施例1~24と同様にして実施した。
(2)エチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
オートクレーブに添加剤としてルイス塩基を加えた以外は、実施例1~24と同様にしてエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合を行った。結果を表6に示す。なお、表6において、DMAPはN、N-ジメチルアミノピリジンを、2,2′-BiPyは、2,2′-ビピリジンを、NMIはN-メチルイミダゾールを示す。
合成例1で得られたリガンドB-14ならびに合成例4で得られたB-30を用いるエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
(1)錯体の形成
実施例1~24と同様にして錯体の形成を行った。
(2)エチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合
容積2リッターのオートクレーブを使用した以外は、実施例1~24と同様にしてエチレンのホモ重合ならびにエチレン・アクリル酸エステルの共重合を行った。結果を表7に示す。
合成例6で得られたリガンドB-56DMを用いるエチレンのホモ重合
(1)錯体の形成
リガンドとして合成例6で得られたB-56DM(11.2mg)を用いた以外は、実施例1~24と同様にして錯体の形成を行った。
(2)エチレンのホモ重合
錯体として上記(1)で得られた化合物を用いた以外は、実施例1~24と同様にしてエチレンのホモ重合を行った。結果を表8に示す。
Claims (10)
- 下記一般式(D)で表される金属錯体。
〔ここでMは周期律表の9族または10族または11族に属する遷移金属を表す。R3は、水素または炭素数1ないし20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基を表す。L1はMに配位したリガンドを表す。また、R3とL1が互いに結合して環を形成してもよい。X1は酸素または硫黄を表す。E1はリン、砒素またはアンチモンを表す。R4は、それぞれ独立に、水素または炭素数1ないし20のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基であって、R4の少なくとも一つは、ヘテロ原子含有基を2個以上含有する炭化水素基である。R10、R11、R12、R13は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、炭素数1ないし30のヘテロ原子を含有していてもよい炭化水素基、OR2、CO2R2、CO2M′、C(O)N(R1)2,C(O)R2、SR2、SO2R2、SOR2、OSO2R2、P(O)(OR2)2-y(R1)y、CN、NHR2,N(R2)2、Si(OR1)3-x(R1)x、OSi(OR1)3-x(R1)x、NO2、SO3M′、PO3M′2、P(O)(OR2)2M′またはエポキシ含有基を表す。ここで、R1は水素または炭素数1ないし20の炭化水素基を表す。また、R2は炭素数1ないし20の炭化水素基を表す。M′は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、4級アンモニウムまたはフォスフォニウムを表し、xは0から3までの整数、yは0から2までの整数を表す。なお、R4、R10、R11、R12、R13から適宜選択された複数の基が互いに連結し、脂環式環、芳香族環、または酸素、窒素、硫黄から選ばれるヘテロ原子を含有する複素環を形成してもよい。この時、環員数は5~8であり、該環上に置換基を有していても、有していなくてもよい。〕 - 前記一般式(D)において、Mは、ニッケル(II)、パラジウム(II)、白金(II)、コバルト(II)、またはロジウム(III)である、請求項1に記載の金属錯体。
- 前記一般式(D)において、Mは、周期律表第10族に属する遷移金属である請求項1に記載の金属錯体。
- 請求項1に記載の金属錯体の存在下、(a)α-オレフィンを重合することを特徴とするα-オレフィン重合体の製造方法。
- ルイス塩基の存在下で重合を行うことを特徴とする請求項5に記載α-オレフィン重合体の製造方法。
- 有機アルミニウム化合物の非存在下で重合を行うことを特徴とする請求項5に記載のα-オレフィン重合体の製造方法。
- 請求項1に記載の金属錯体の存在下、(a)α-オレフィンと(b)(メタ)アクリル酸エステルを共重合することを特徴とするα-オレフィン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法。
- ルイス塩基の存在下で重合を行うことを特徴とする請求項8に記載のα-オレフィン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法。
- 有機アルミニウム化合物の非存在下で重合を行うことを特徴とする請求項8に記載のα-オレフィン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製造方法。
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