説明

α−オレフィンの重合方法

(A)式(I):
【化1】


(式中、Mはジルコニウム、チタン、又はハフニウムであり;Xは、互いに同一か又は異なり、水素原子、ハロゲン原子、場合によってはヘテロ原子を有する炭化水素基であり;R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12及びR13は、水素原子、或いは、場合によってはヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;R1、R2、及びR3は、場合によってはヘテロ原子を有する線状又は分岐鎖のC1〜C20アルキル基である)
に属するメタロセン化合物;(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては(C)有機アルミニウム化合物;を接触させることによって得られる触媒系の存在下で、1−ブテンを重合するか、又は1−ブテンと、エチレン、プロピレン、又は式:CHT2=CHT(式中、TはC3〜C10アルキル基である)のα−オレフィンとを共重合することを含む、1−ブテンポリマーの製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、橋架インデニルフルオレニルメタロセン化合物を用いることによって、α−オレフィン、特に1−ブテンを重合する方法に関する。更に、本発明は、新規なメタロセン化合物に関する。
【背景技術】
【0002】
1−ブテンポリマーは、当該技術において周知である。圧力抵抗性、耐クリープ性、及び衝撃強度の点での良好な特性を考慮して、それらは例えば金属管の代替のための管材、易開封包装及びフィルムの製造において広く用いられている。
【0003】
1−ブテン(コ)ポリマーは、一般に、TiCl3をベースとする触媒成分及び共触媒としてジエチルアルミニウムクロリド(DEAC)の存在下で1−ブテンを重合することによって製造される。幾つかの場合においては、ジエチルアルミニウムアイオダイド(DEAI)及びDEACの混合物を用いる。しかしながら、得られるポリマーは一般に、満足できる機械特性を示さない。更に、TiCl3をベースとする触媒を用いて得られる低い収率を考慮すると、これらの触媒を用いて製造される1−ブテンポリマーは、高い触媒残渣含量(概してTi−300ppmより多い)を有し、これによりポリマーの特性が低下し、引き続く脱灰工程を行うことが必要になる。
【0004】
1−ブテン(コ)ポリマーは、また、(A)MgCl2上に担持されたTi化合物及び電子ドナー化合物を含む固体成分;(B)アルキルアルミニウム化合物;及び場合によっては(C)外部電子ドナー化合物;を含む立体特異性触媒の存在下でモノマーを重合することによっても得ることができる。このタイプの方法は、EP−A−172961及びWO 99/45043において開示されている。
【0005】
最近、1−ブテンポリマーを製造するためにメタロセン化合物が用いられている。最近、1−ブテンポリマーを製造するためにメタロセン化合物が提案されている。Macromolecules,1995,28,1739−1749においては、1−ブテンを重合するために、rac−ジメチルシリルビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムジクロリド及びメチルアルミノキサンを用いている。このプロセスの収率は示されておらず、得られるポリマーの分子量(Mn)は極めて低い。Macromol.Rapid Commun.18,581−589(1997)においては、1−ブテンの重合のために、rac−及びmeso−[ジメチルシリルビス(2,3,5−トリメチル−シクロペンタジエニル)]ジルコニウムジクロリドを用いている。このプロセスの収率及び得られるポリマーの分子量は、やや低い。
【0006】
WO 2004/099269において記載されているメタロセン化合物を用いることによって、プロセスの収率、得られるポリマーのアイソタクチシティ及び分子量の点でより良好な結果が得られている。
【0007】
この文献において用いている種類のメタロセン化合物は、中心シクロペンタジエニル部分に縮合した複素環を有する。この種の化合物は合成するのが困難で、合成には通常幾つかの工程を必要とする。したがって、重合プロセスにおけるより良好な結果には、メタロセン化合物を合成する困難性が伴う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
したがって、合成するのが容易なメタロセン化合物を用い、良好な収率で高い分子量を有する1−ブテンポリマーを製造することができる重合方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
而して、第1の態様によれば、本発明は、
(A)次式(I):
【0010】
【化1】

【0011】
(式中、
Mはジルコニウム、チタン、又はハフニウムであり;好ましくは、Mはジルコニウムであり;
Xは、互いに同一か又は異なり、水素原子、ハロゲン原子、R、OR、OR’O、OSO2CF3、OCOR、SR、NR2、又はPR2基であり、ここで、Rは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐鎖で、飽和又は不飽和の、C1〜C20アルキル、C3〜C20シクロアルキル、C6〜C20アリール、C7〜C20アルキルアリール、又はC7〜C20アリールアルキル基であり;R’は、C1〜C20アルキリデン、C6〜C20アリーリデン、C7〜C20アルキルアリーリデン、又はC7〜C20アリールアルキリデン基であり;好ましくは、Xは、水素原子、ハロゲン原子、OR’O、又はR基であり;より好ましくは、Xは塩素又はメチル基であり;
4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11は、互いに同一か又は異なり、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;また、二つ以上のR4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11は、場合によっては、結合して1以上のC4〜C10縮合飽和又は不飽和環を形成してもよく;好ましくは、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11は、互いに同一か又は異なり、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐鎖で、環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C2〜C40アルケニル、C2〜C40アルキニル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基であり;より好ましくは、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11は、水素原子であり;
12及びR13は、互いに同一か又は異なり、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;好ましくは、R12及びR13は、C1〜C10アルキル又はC6〜C20アリール基であり;より好ましくは、これらはメチル基であり;
1、R2、及びR3は、互いに同一か又は異なり、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐鎖のC1〜C20アルキル基であり;好ましくは、R1、R2、及びR3は、互いに同一か又は異なり、C1〜C10アルキル基であり;より好ましくは、R2及びR3はメチル又はエチル基であり、R1はメチル、エチル、又はイソプロピル基であり;更に好ましくは、R1はメチル、エチルである)
に属するメタロセン化合物;
(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(C)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる触媒系の存在下で、1−ブテンを重合するか、又は1−ブテンと、エチレン、プロピレン、又は式:CH2=CHT(式中、TはC3〜C10アルキル基である)のα−オレフィンとを共重合することを含む、1−ブテンポリマーの製造方法を提供する。
【0012】
本発明の更なる対象は、式(I):
【0013】
【化2】

【0014】
(式中、M、X、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、上記記載の通りである)
のメタロセン化合物である。
【0015】
本発明の更なる対象は、式(I)のメタロセン化合物を得るために好適な、式(II):
【0016】
【化3】

【0017】
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、上記記載の通りである)
のリガンド及び/又はその二重結合異性体である。
【0018】
式(I)のメタロセン化合物は、式(II)のリガンドのジアニオンを、金属四ハロゲン化物、例えば四塩化ジルコニウムのような好適な遷移金属源と反応させる工程を含む方法によって得ることができる。ジアニオンは、例えば、式(II)のリガンドを、例えばブチル又はメチルリチウムのような有機リチウム化合物を用いることにより脱プロトン化することによって得ることができる。
【0019】
式(II)のリガンドは、式(III)及び(IV):
【0020】
【化4】

【0021】
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、上記記載の通りである)
のシクロペンタジエニル部分から出発して、
(a)式(III)の化合物及び/又はその二重結合異性体を、TjB、TMgT1(式中、Bはアルカリ又はアルカリ土類金属であり;jは1又は2であり、Bがアルカリ金属、好ましくはリチウムである場合には、jは1であり、Bがアルカリ土類金属である場合には、jは2であり;Tは、場合によっては1以上のSi又はGe原子を有する、線状又は分岐鎖で、環式又は非環式の、C1〜C20アルキル、C6〜C20アリール、C7〜C20アルキルアリール、又はC7〜C20アリールアルキル基であり;好ましくは、Tはメチル又はブチル基であり;T1は、ハロゲン原子、又は基OR’”(式中、R’”は、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属する1以上のヘテロ原子を有する、線状又は分岐鎖で、環式又は非環式の、C1〜C40アルキル、C6〜C40アリール、C7〜C40アルキルアリール、又はC7〜C40アリールアルキル基である)であり;好ましくは、T1は、ハロゲン原子、より好ましくは臭素である)、ナトリウム及びカリウムの水素化物、金属ナトリウム及びカリウムから選択される塩基とを、該塩基と式(III)の化合物との間のモル比を少なくとも1:1(過剰の該塩基を用いることができる)として接触させ;
(b)工程(a)で得られたアニオン性化合物を、式:SiR12132(式中、R12及びR13は上記に定義した通りであり、Yは、塩素、臭素、及びヨウ素であり、好ましくは、Yは塩素又は臭素である)の化合物と接触させて、式(IIIa):
【0022】
【化5】

【0023】
の化合物を形成し;
(c)式(IIIa)の化合物を、式(III)の化合物に関して工程(a)において示されているように式(IV)の化合物とTjB、TMgT1、ナトリウム及びカリウムの水素化物、金属ナトリウム及びカリウムから選択される塩基とを接触させることによって得られた式(IV)の化合物のアニオン性誘導体と接触させる;
工程を含む方法によって、容易に製造することができる。
【0024】
上記の方法は、また、工程(a)及び工程(b)において式(IV)の化合物を用いて式(IVa):
【0025】
【化6】

【0026】
の化合物を形成し、次に工程(c)において式(III)の化合物のアニオン性誘導体と接触させることによって行うこともできる。上記の方法は、好ましくは、極性又は非極性の非プロトン性溶媒中で行う。かかる非プロトン性溶媒は、好ましくは、場合によってはハロゲン化されている芳香族若しくは脂肪族炭化水素、又はエーテルであり;より好ましくは、ベンゼン、トルエン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及びこれらの混合物から選択される。上記の方法は、−100℃〜+80℃、より好ましくは−20℃〜+70℃の範囲の温度で行う。
【0027】
成分(B)として用いられるアルモキサンは、水と、式:HjAlU3-j又はHjAl26-j(式中、U置換基は、同一か又は異なり、水素原子、ハロゲン原子、場合によってはケイ素又はゲルマニウム原子を有する、C1〜C20アルキル、C3〜C20シクロアルキル、C6〜C20アリール、C7〜C20アルキルアリール、又はC7〜C20アリールアルキル基であり、但し少なくとも一つのUはハロゲンとは異なり、jは0〜1の範囲であり、非整数でもある)の有機アルミニウム化合物とを反応させることによって得ることができる。この反応において、Al/水のモル比は、好ましくは1:1〜100:1の間である。アルミニウムとメタロセンの金属との間のモル比は、概して約10:1〜約20000:1、より好ましくは約100:1〜約5000:1である。本発明による触媒において用いられるアルモキサンは、式:
【0028】
【化7】

【0029】
(式中、置換基Uは、同一か又は異なり、上記記載の通りである)
のタイプの少なくとも一つの基を有する、線状、分岐鎖又は環式の化合物であると考えられる。
【0030】
特に、線状化合物の場合には、式:
【0031】
【化8】

【0032】
(式中、n1は0又は1〜40の整数であり、置換基Uは上記に定義した通りである)
のアルモキサンを用いることができ;或いは、環式化合物の場合には、式;
【0033】
【化9】

【0034】
(式中、n2は2〜40の整数であり、U置換基は上記に定義した通りである)
のアルモキサンを用いることができる。本発明にしたがって用いるのに好適なアルモキサンの例は、メチルアルモキサン(MAO)、テトラ(イソブチル)アルモキサン(TIBAO)、テトラ(2,4,4−トリメチルペンチル)アルモキサン(TIOAO)、テトラ(2,3−ジメチルブチル)アルモキサン(TDMBAO)、及びテトラ(2,3,3−トリメチルブチル)アルモキサン(TTMBAO)である。特に興味深い共触媒は、アルキル及びアリール基が特定の分岐パターンを有するWO 99/21899及びWO 01/21674に記載されているものである。WO 99/21899及びWO 01/21674によるアルミニウム化合物の非限定的な例は、トリス(2,3,3−トリメチルブチル)アルミニウム、トリス(2,3−ジメチルヘキシル)アルミニウム、トリス(2,3−ジメチルブチル)アルミニウム、トリス(2,3−ジメチルペンチル)アルミニウム、トリス(2,3−ジメチルヘプチル)アルミニウム、トリス(2−メチル−3−エチルペンチル)アルミニウム、トリス(2−メチル−3−エチルヘキシル)アルミニウム、トリス(2−メチル−3−エチルヘプチル)アルミニウム、トリス(2−メチル−3−プロピルヘキシル)アルミニウム、トリス(2−エチル−3−メチルブチル)アルミニウム、トリス(2−エチル−3−メチルペンチル)アルミニウム、トリス(2,3−ジエチルペンチル)アルミニウム、トリス(2−プロピル−3−メチルブチル)アルミニウム、トリス(2−イソプロピル−3−メチルブチル)アルミニウム、トリス(2−イソブチル−3−メチルペンチル)アルミニウム、トリス(2,3,3−トリメチルペンチル)アルミニウム、トリス(2,3,3−トリメチルヘキシル)アルミニウム、トリス(2−エチル−3,3−ジメチルブチル)アルミニウム、トリス(2−エチル−3,3−ジメチルペンチル)アルミニウム、トリス(2−イソプロピル−3,3−ジメチルブチル)アルミニウム、トリス(2−トリメチルシリルプロピル)アルミニウム、トリス(2−メチル−3−フェニルブチル)アルミニウム、トリス(2−エチル−3−フェニルブチル)アルミニウム、トリス(2,3−ジメチル−3−フェニルブチル)アルミニウム、トリス(2−フェニルプロピル)アルミニウム、トリス[2−(4−フルオロフェニル)プロピル]アルミニウム、トリス[2−(4−クロロフェニル)プロピル]アルミニウム、トリス[2−(3−イソプロピルフェニル)プロピル]アルミニウム、トリス(2−フェニルブチル)アルミニウム、トリス(3−メチル−2−フェニルブチル)アルミニウム、トリス(2−フェニルペンチル)アルミニウム、トリス[2−(ペンタフルオロフェニル)プロピル]アルミニウム、トリス[2,2−ジフェニルエチル]アルミニウム、及びトリス[2−フェニル−2−メチルプロピル]アルミニウム、並びに炭化水素基の一つが水素原子で置き換えられている対応する化合物、及び炭化水素基の一つ又は二つがイソブチル基で置き換えられているものである。
【0035】
上記のアルミニウム化合物の中で、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)、トリス(2,4,4−トリメチルペンチル)アルミニウム(TIOA)、トリス(2,3−ジメチルブチル)アルミニウム(TDMBA)、及びトリス(2,3,3−トリメチルブチル)アルミニウム(TTMBA)が好ましい。
【0036】
アルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物の非限定的な例は、式:D+-(式中、D+は、ブレンステッド酸であり、プロトンを供与し、式(I)のメタロセンの置換基Xと不可逆的に反応することができ、E-は、適合しうるアニオンであり、二つの化合物の反応から生成する活性触媒種を安定化することができ、十分に不安定でオレフィンモノマーによって除去することができる)の化合物である。好ましくは、アニオンE-は1以上のホウ素原子を含む。より好ましくは、アニオンE-は、式:BAr4(-)(式中、置換基Arは、同一であっても異なっていてもよく、ペンタフルオロフェニル又はビス(トリフルオロメチル)フェニルのようなアリール基である)のアニオンである。テトラキス−ペンタフルオロフェニルボレートが、これらの化合物の特に好ましい例であり、WO 91/02012に記載されている。更に、式:BAr3の化合物を好都合に用いることができる。このタイプの化合物は、例えば、公開国際特許出願WO 92/00333に記載されている。アルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物の他の例は、式:BAr3P(式中、Pは、置換又は非置換ピロール基である)の化合物である。これらの化合物は、WO 01/62764に記載されている。共触媒の他の例は、EP 775707及びDE 19917985において見ることができる。ホウ素原子を含む化合物は、DE−A−19962814及びDE−A−19962910の記載にしたがって好都合に担持することができる。これらのホウ素原子を含む化合物は全て、約1:1〜約10:1、好ましくは1:1〜2:1の間、より好ましくは約1:1の、ホウ素とメタロセンの金属との間のモル比で用いることができる。
【0037】
式:D+-の化合物の非限定的な例は、
トリブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
トリブチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート;
トリブチルアンモニウムテトラキス(トリフルオロメチルフェニル)ボレート;
トリブチルアンモニウムテトラキス(4−フルオロフェニル)ボレート;
N,N−ジメチルベンジルアンモニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
N,N−ジメチルヘキシルアンモニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート;
N,N−ジメチルベンジルアンモニウム−テトラキスペンタフルオロフェニルボレート;
N,N−ジメチルヘキシルアンモニウム−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
ジ(プロピル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
ジ(シクロヘキシル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート;
フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
フェロセニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミネート;
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;及び
N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;
である。
【0038】
化合物(C)として用いられる有機アルミニウム化合物は、上記の式:HjAlU3-j又はHjAl26-jのものである。
本発明の重合方法は、液相中で場合によっては不活性炭化水素溶媒の存在下で、或いは気相中で行うことができる。かかる炭化水素溶媒は、芳香族(例えばトルエン)又は脂肪族(例えばプロパン、ヘキサン、ヘプタン、イソブタン、シクロヘキサン、イソドデカン、及び2,2,4−トリメチルペンタン)のいずれかであってよい。好ましくは、本発明の重合方法は、重合媒体として液体1−ブテンを用いることによって行う。重合温度は、好ましくは0℃〜250℃の範囲、好ましくは20℃〜150℃、より好ましくは50℃〜90℃の範囲である。分子量分布は、異なるメタロセン化合物の混合物を用いるか、或いは重合温度及び/又は分子量調整剤の濃度及び/又はモノマー濃度に関して異なる幾つかの段階で重合を行うことによって変化させることができる。更に、式(I)の2種類の異なるメタロセン化合物の組み合わせを用いることにより重合方法を行うことによって、幅広い融点を有するポリマーが製造される。重合収率は、触媒中の遷移金属有機金属触媒化合物(A)の純度に依存し、したがって、かかる化合物は、そのまま用いるか、或いは使用前に精製処理にかけることができる。
【0039】
本発明の重合方法は、収率を向上させるために水素の存在下で行うことができる。
1−ブテンを、エチレン、プロピレン、又は式:CH2=CHT(式中、TはC3〜C10アルキル基である)のα−オレフィンと共重合させると、50モル%以下、好ましくは20モル%以下、より好ましくは0.2モル%〜15モル%のコモノマー誘導単位の含量を有するコポリマーを得ることができる。式:CH2=CHTのα−オレフィンの例は、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4,6−ジメチル−1−ヘプテン、1−デセン、1−ドデセンである。本発明による方法において用いるのに好ましいコモノマーは、エチレン、プロピレン、及び1−ヘキセンである。
【0040】
本発明方法によれば、固有粘度(I.V.又はMv)の観点で測定して高い分子量を有する1−ブテンポリマーを高い収率で得ることができる。また、式(I)のメタロセン化合物は、エチレン及びプロピレン、並びにより高級なα−オレフィンのようなα−オレフィンの(共)重合に用いることもできる。したがって、本発明の更なる対象は、重合条件下、1以上のα−オレフィンを、
(A)式(I)のメタロセン化合物;
(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(C)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる触媒系と接触させることを含む、α−オレフィンの重合方法である。
【0041】
好ましいα−オレフィンは、C2〜C20−α−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4,6−ジメチル−1−ヘプテン、1−デセン、1−ドデセンである。
【0042】
本発明の更なる対象は、
(A)式(I)のメタロセン化合物;
(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(C)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる、α−オレフィンの重合のための触媒系である。
【実施例】
【0043】
以下の実施例は、本発明を例示するためのものであり、本発明を限定するものではない。
実施例
ポリブテンの特性
分子量:135℃においてテトラヒドロナフタレン(THN)中で測定した固有粘度値から、関係式:<Mv>=(I.V./0.000178)exp(1/0.725)によって粘度平均分子量を求めた。
【0044】
熱的データ:予めインジウム及び亜鉛の融点に対して較正したPyris−1ソフトウェアを装備したPerkin Elmer DSC−1熱量計での示差走査熱量測定(DSC)によって、ポリマーの融点(Tm)を測定した。各DSCるつぼ内の試料の重量を6.0±0.5mgに保持した。
【0045】
フォームIIの融点を得るために、秤量した試料をアルミニウム皿中に密封し、10℃/分で180℃に加熱した。試料を180℃で5分間保持して全ての結晶を完全に溶融させた後、10℃/分で20℃に冷却した。20℃で2分間放置した後、試料に対して10℃/分で180℃に2回目の加熱を行った。この2回目の加熱操作において、ピーク温度をフォームIIの融点(Tm II)としてとり、ピークの面積を溶融エンタルピー(ΔHf)としてとった。
【0046】
ガラス転移温度(Tg):
冷却装置を取り付けたDSC30 Mettler装置で、試料を20℃/分で25℃から200℃に加熱し、200℃で10分間保持し、200℃から−140℃に冷却し、−140℃で2分間保持し、20℃/分で−140℃から200℃に加熱することによって、Tg値を測定した。報告された値は、第2の加熱走査におけるガラス転移の屈曲から求めたものである。
【0047】
ポリプロピレンの分析
ポリマーの融点(Tm)及び融解熱(ΔHf)は、標準法にしたがって、Mettler又はPerkin Elmer DSC−7装置での示差走査熱量測定(DSC)によって、5〜10mgの試料をアルミニウム皿中に密封し、10℃/分の加熱速度で200℃に加熱することによって測定した。試料を200℃に2分間保持して全ての結晶を完全に溶融し、次に10℃/分で25℃に冷却し、次に0℃で2分間保持し、次に10℃/分で200℃に再び加熱した。第2の溶融のピーク温度を融点(Tm)としてとり、面積を溶融エンタルピー(ΔHf)としてとった。粘度平均分子量を、135℃においてテトラヒドロナフタレン(THN)中で測定した試料の固有粘度から求めた。
【0048】
一般的手順
全ての操作は、従来のシュレンク−ライン法を用いることによって窒素下で行った。溶媒は、N2によって脱気し、活性化(8時間、N2パージ、300℃)したAl23上を通過させることによって精製し、窒素下で保存した。フルオレン、Me2SiCl2、n−ブチルリチウム、メチルリチウム、及び溶媒は、Aldrichから入手したままで用いた。室温においてフーリエ変換モードで操作するBruker DPX200分光計によって、NMRスペクトルを得た。試料をCD2Cl2(Aldrich、99.8原子%のD)中に溶解し、モレキュラーシーブ(4〜5Å)上で保存した。標準的な不活性雰囲気法を用いて窒素下で試料の調製を行った。1HスペクトルにおけるCHDCl2の残留ピーク(5.35ppm)及び13Cスペクトルにおける溶媒のピーク(53.80ppmにおけるCD2Cl2の中央ピーク)を参照として用いた。プロトンスペクトルは、15°のパルス及び2秒のパルス間遅延で得られ、32の過渡スペクトルをそれぞれのスペクトルに関して保存した。炭素スペクトルは、45°のパルス及び6秒のパルス間遅延で得られ、約512の過渡スペクトルをそれぞれのスペクトルに関して保存した。
【0049】
ジメチルシリル(2,4,6−トリメチルインデン−1−イル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(A−1)の合成
2,4,6−トリメチルインダン−1−オン
磁気撹拌棒及び還流凝縮器を取り付けた500mLの三つ口丸底フラスコに、窒素下で、240mLのクロロベンゼン中に溶解した71.16kgのAlCl3(0.53モル)を充填した。室温において、28.38mLのm−キシレン(0.23モル)を滴加して、明黄色の懸濁液を得た。次に、フラスコを0℃に冷却し、28.68mLの2−ブロモイソブチリルブロミド(0.23モル)をゆっくりと加えた。添加の終了時点で、暗赤色のスラリーが得られた。次に、反応混合物を室温(r.t.)に加温し、2時間撹拌した。次に、3/1の氷/37%HClの溶液を含むフラスコ中に移した。有機相をEt2O(3×200mL)で抽出し、有機相を合わせてNa2SO4上で乾燥し、濾過し、溶媒を真空で除去すると、橙色の油状物37.48gが残留した(収率93.5%)。これを更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0050】
2,4,6−トリメチルインダン−1−オール
磁気撹拌棒、温度計、及び還流凝縮器を取り付けた500mLの三つ口丸底フラスコ内において、37.48gの2,4,6−トリメチルインダン−1−オン(0.215モル)を200mLのEtOH中に溶解した。次に、添加中温度を20℃以下に保持しながらNaBH4(15.01g、0.397モル)をゆっくりと加えた。明黄色の懸濁液を室温において18時間撹拌した。次に、100mLのアセトンを注意深く加え(発熱反応であることに注意)、次に溶媒を除去して、白色の固体を得た。これを100mLの水で処理し、トルエン(2×150mL)で抽出した。水相をトルエンで更に抽出し、有機相を合わせてNH4Clの10%水溶液で洗浄した。洗浄後、有機相をNa2SO4上で乾燥し、濾過し、蒸発させて、35.57gの黄色の粘稠な固体を得た。その1H−NMR分析によって、目標化合物が、5重量%の出発インダノンを不純物として含む二種類のジアステレオ異性体の1.4/1混合物として示された(収率89.2%)。この生成物を、更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0051】
2,4,6−トリメチルインデン
磁気撹拌棒、ディーン・スターク装置、及び還流凝縮器を取り付けた500mLの三つ口丸底フラスコ中に、上記に記載のように調製した2,4,6−トリメチルインダン−1−オール(35.57g、0.192モル)、0.5gのp−トルエンスルホン酸一水和物、及び160mLのトルエンを配置した。反応混合物を80℃において3時間加熱し、3.5mLの水を回収した。次に、反応混合物を室温に冷却し、NaHCO3飽和水溶液で処理し、有機層を分離し、水層をEt2Oで抽出し、有機相を回収した。Na2SO4上で乾燥した後、溶媒を真空で蒸発させて、28.46gの橙色の油状物を得た。これは、NMR分析によって、前工程からの2.0重量%のインダノンを不純物として含む所望の生成物(GC−MSによる純度93.7%)であった(収率87.8%)。この生成物を、更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0052】
クロロ(2,4,6−トリメチルインデニル)ジメチルシラン
500mLの三つ口丸底フラスコ内において、ヘキサン中2.5Mのn−BuLi溶液(37.2mL,0.093モル)を、0℃、窒素下において、100mLのEt2O中の14.00gの2,4,6−トリメチルインデン(0.088モル)の溶液に滴加した。添加中に、白色の懸濁液が形成された。次に、混合物を室温に加温し、30分間撹拌して、最終的に白色の懸濁液を形成した。次に、30mLのTHF中のMe2SiCl2の溶液(11.28mL、0.093モル)を0℃に冷却して、同様に0℃に冷却したリチウム塩の懸濁液にゆっくりと加えた。反応混合物を室温に加温し、2時間撹拌して、最終的に明黄色の懸濁液を形成した。次に、溶媒を真空で除去し、残渣を150mLのトルエンで抽出してLiClを除去した。明黄色の濾液を真空で乾燥させて、21.53gの黄色の油状物を得た。その1H−NMR分析によって、目標生成物が微量の出発2,4,6−トリメチルインデンと共に存在していることが示された(収率97.5%)。
【0053】
1H-NMR (CDCl3), ppm: 0.12 (s, 3H, Si-CH3); 0.40 (s, 3H, Si-CH3); 2.19 (s, 3H, CH3 in 2); 2.34 (s, 3H, CH3); 2.37 (s, 3H, CH3); 3.51 (s, 1H, CH); 6.65 (m, 1H, Cp-H); 6.86 (s, 1H); 7.09 (s, 1H)。
【0054】
この生成物を、更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
(2,4,6−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジメチルシラン
500mLの三つ口丸底フラスコ内において、ヘキサン中2.5Mのn−BuLi溶液(16.75mL、41.88ミリモル)を、0℃、撹拌下において、100mLのEt2O中の6.63gのフルオレン(39.89ミリモル)の溶液に滴加した。得られた橙色の溶液を室温に加温し、1.5時間撹拌した。20mLのTHF中のクロロ(2,4,6−トリメチルインデニル)ジメチルシラン(10g、39.87ミリモル)の溶液を0℃に冷却し、予め同様に0℃に冷却したリチウム塩溶液にゆっくりと加えた。添加の終了時において、明褐色の懸濁液が得られた。これを室温に加温し、1.5時間撹拌した。次に、反応混合物を減圧下で蒸発させて、褐色の粘稠な固体を得、これを室温で150mLのトルエンで処理し、次に濾過してLiClを除去した。濾液を真空で乾燥して16.42gの褐色の油状物を得た。これは、少量の同定されていない副生成物を不純物として含む所期のリガンドであった(定量的な粗収率)。この生成物を、更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0055】
ジメチルシリル(2,4,6−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド
500mLの三つ口丸底フラスコ内において、ヘキサン中2.5Mのn−BuLi溶液(35.30mL、88.25ミリモル)を、0℃、撹拌下において、100mLのEt2O中の16.42gの(2,4,6−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジメチルシラン(43.14ミリモル)の溶液に滴加した。得られた橙赤色の溶液を室温に加温し、1時間撹拌した。次に、100mLのトルエン中の10.02gのZrCl4(43.00ミリモル)のスラリーを調製し、0℃に冷却し、予め0℃に冷却したリチウム塩溶液に加えた。次に、反応混合物を室温に加温し、2.5時間撹拌した。溶媒を真空で除去して、暗赤色の残渣を得、これを室温において150mLのトルエンで処理し、次にG4フリット上で濾過した。残渣を更にトルエン(50mL)で洗浄し、次に真空で乾燥して、14.89gの赤レンガ色の粉末を得た。これは、1H−NMR分析によって、所望のコンプレックスであることが示された。物質収支によって、24.5重量%のLiClの存在が示された(収率48.3%)。
【0056】
この試料のアリコート(約3g)をTHF/トルエン=1/3(v/v)の混合物40mL中に溶解し、15分間撹拌し、G4フリット上で濾過した。濾液を廃棄し、一方、残渣を更に少量のトルエンで洗浄し、次に乾燥して、約2gの橙色の粉末を得た。この粉末の1H−NMR分析によって、これが純粋な目標化合物として同定された。
【0057】
1H-NMR (CD2Cl3), ppm: 1.44 (s, 3H); 1.57 (s, 3H); 2.22 (bs, 6H); 2.27 (s, 3H); 6.55 (s, 1H); 6.71 (bs, 1H); 7.39 (bs, 1H); 7.00 (ddd, J=1.17, 6.85, 8.61 Hz, H2'), 7.16÷7.42 (m, 2H); 7.60 (ddd, 1H); 7.74 (d, 1H); 7.79 (d, 1H); 7.89 (d, 1H); 7.99 (d, 1H)。
【0058】
ジメチルシリル(2,4,7−トリメチルインデン−1−イル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(A−2)の合成
2,4,7−トリメチルインダノン
6.66gのp−キシレン(62.10ミリモル)を、室温、窒素下において、40mLのクロロベンゼン中の10.51gのAlCl3(78.0ミリモル)の懸濁液に加え、かくして得られた黄色の懸濁液を0℃に冷却し、6.50mLの2−ブロモイソブチリルブロミド(52.6ミリモル、AlCl3/p−キシレン/2−ブロモイソブチリルブロミド=1.5/1.2/1.0)を約2分で滴加した。フラスコを水トラップに接続し、ここで生成したHBrガスを塩基によって中和した。添加の終了時において、溶液を雰囲気温度にした。かくして得られた赤色の溶液を2時間撹拌した。反応混合物を、30gの氷及び10mLの37%HClを含むフラスコ中に移し、15分間撹拌し、次に有機層を分離し、水性層をEt2O(2×100mL)で洗浄した。有機層を合わせて、水中のNaHCO3の飽和溶液、次にH2Oで洗浄した。溶液をNa2SO4上で乾燥し、次に全ての揮発分を真空で除去すると、微黄色の油状物が残留した(8.95g、収率=98%)。
【0059】
1H-NMR (CDCl3), ppm: 1.27 (d, 3H, CH3); 2.28 (s, 3H, CH3); 2.59 (s, 3H, CH3); 2.59-2.69 (m, 2H, CH+CH2); 3.17-3.29 (m, 1H, CH2); 7.00 (d, 1H); 7.22 (d, 1H)。
2,4,7−トリメチルインダン−1−オール
8.95gの2,4,7−トリメチルインダノン(51.4ミリモル)を70mLのEtOH中に溶解し、溶液を0℃に冷却し、2.00gのNaBH4(51.8ミリモル)を小さなアリコートで加えた。添加の終了時において、反応混合物を雰囲気温度にし、次に50℃において3時間30分加熱した。反応混合物を0℃に冷却し、それに50mLのアセトンをゆっくりと加え(発熱反応であることに注意)て、残留ボロヒドリドを不活性化した。次に、全ての揮発分を真空で除去し、得られた白色の固体を50mLのH2Oで処理し、30分間撹拌した。有機層をEt2O(2×100mL)で抽出し、H2Oで洗浄し、真空で乾燥すると、9.06gの白色の固体が残留した(100%)。
【0060】
2,4,7−トリメチルインデン
磁気撹拌棒、ディーン・スターク分離器、及び気泡凝縮器を取り付けた250mLの二口フラスコ内において、9.06gの2,4,7−トリメチルインダノール(51.4ミリモル)を100mLのトルエン中に溶解した。0.15gのp−トルエンスルホン酸一水和物(0.78ミリモル、0.015当量)を加え、溶液を還流に加熱して、トルエン−H2O共沸物を蒸留した。約2時間後、温度がトルエンの沸点に向かって上昇し、数滴の純粋なトルエンが留出した後、室温に冷却することによって反応を停止し、溶液を100mLのNaHCO3飽和水溶液で処理した。標準的な手順によって有機相をEt2Oで抽出し、有機相を合わせてH2Oで洗浄し、次にNa2SO4上で乾燥した。濾過した後、溶媒を減圧下で蒸発させて、7.24gの灰白色のワックス状の生成物を得た(収率:89%)。
【0061】
1H-NMR (CDCl3), ppm: 2.19 (d, 3H, J=0.98 Hz, CH3); 2.30 (s, 3H, CH3); 2.36 (s, 3H, CH3); 3.19 (s, 2H, CH2); 6.60 (m, 1H, J=1.57 Hz, Cp-H); 6.83 (d, 1H); 6.96 (d, 1H)。
【0062】
クロロ(2,4,7−トリメチルインデニル)ジメチルシラン
7.24gの2,4,7−トリメチルインデン(45.8ミリモル)を70mLのEt2O中に懸濁し、0℃に冷却し、これに、撹拌しながらヘキサン中2.5MのBuLi溶液19.2mL(48.0ミリモル)を加えた。微黄色のクリーム状物が得られた。反応混合物を雰囲気温度にした後、更に10mLのEt2Oを加えて撹拌を改善した。約1時間後、混合物を再び0℃に冷却し、予め0℃に冷却した30mLのTHF中の7.20gのMe2SiCl2(55.2ミリモル、1.2当量)をこれに加えた。添加の終了時において、反応混合物を雰囲気温度にした。この時点で白色の懸濁液として現れた反応混合物を濾過してLiClを除去し、次に全ての溶媒及び過剰のMe2SiCl2を減圧下で除去すると、11.8gの淡黄色の油状物が残留した(収率98%)。
【0063】
1H-NMR (CDCl3), ppm: 0.07 (s, 3H, Si-CH3); 0.38 (s, 3H, Si-CH3); 2.29 (d, 3H, J=0.98 Hz, CH3 in 2); 2.36 (m, 6H, CH3 in 4及び7); 3.72 (s, 1H, CH); 6.66 (m, 1H, Cp-H); 6.84 (d, 1H, H5 又は H6); 6.95 (d, 1H, H6 又は H5)。
【0064】
(2,4,7−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジメチルシラン
500mLの三つ口丸底フラスコ内において、ヘキサン中2.5Mのn−BuLi溶液(16.80mL、42.00ミリモル、n−BuLi:フルオレン=1.04:1)を、0℃、撹拌下において、100mLのEt2O中の6.70gのフルオレン(40.31ミリモル)の溶液に滴加した。得られた橙色の溶液を室温に加温し、1時間撹拌した。20mLのTHF中のクロロ(2,4,7−トリメチルインデニル)ジメチルシラン(10.05g、40.06ミリモル)の溶液を0℃に冷却し、予め同様に0℃に冷却したリチウム塩溶液にゆっくりと加えた。添加の終了時において、橙褐色の懸濁液が得られた。これを室温に加温し、1.5時間撹拌した。次に、反応混合物を減圧下で蒸発させて褐色の粘稠な固体を得、これを室温において150mLのトルエンで処理し、最後に濾過してLiClを除去した。濾液を真空で乾燥して、16.48gの赤みがかった油状物を得、その1H−NMR分析によって、それが、少量の同定されない副生成物を不純物として含む目標化合物であることが示された(定量的な粗収率)。この生成物を、更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0065】
ジメチルシリル(2,4,7−トリメチルインデン−1−イル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(A−2)
【0066】
【化10】

【0067】
500mLの三つ口丸底フラスコ内において、ヘキサン中2.5MのBuLi溶液(35.50mL、88.75ミリモル)を、0℃、撹拌下において、150mLのEt2O中の16.48gの(2,4,7−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジメチルシラン(43.30ミリモル)の溶液に滴加した。得られた赤色の溶液を室温に加温し、1時間撹拌した。次に、100mLのトルエン中の10.09gのZrCl4(43.30ミリモル)のスラリーを調製し、0℃に冷却し、予め同様に0℃に冷却したリチウム塩溶液に加えた。次に、反応混合物を室温に加温し、2.5時間撹拌した。溶媒を真空で除去して暗赤色の残渣を得、これを室温において150mLのトルエンで処理し、次にG4フリット上で濾過した。残渣を更にトルエン(3×50mL)で洗浄し、次に真空で乾燥して14.36gの赤レンガ色の粉末を得、その1H−NMR分析によってそれが所望のコンプレックスであることが示された。物質収支によって、生成物が20.4重量%のLiClを含んでいたことが示された(収率45.7%)。
【0068】
この化合物は、窒素雰囲気下において、室温で粉末として2月間安定であるが、より長い保存期間については相応の分解が示される。メタロセンは、トルエン及びジクロロメタンのような通常の有機溶媒中では溶解性が低い。NMR分析のための最良の溶媒は、1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2である。メタロセンは塩素化溶媒中では長時間安定ではないので、NMR分析は試料の調製の直後に行わなければならない。この試料のアリコート(2.07g)を40mLのTHF/トルエン=1/3(v/v)の混合物中に溶解し、15分間撹拌し、G4フリット上で濾過した。濾液を廃棄し、一方、残渣を少量のトルエンで更に洗浄し、次に乾燥して約1gの橙色の粉末を得た。1H−NMR分析によって、それがLiClを含まない純粋なコンプレックスであることが示された。
【0069】
1H-NMR (1,1,2,2-テトラクロロエタン-d2), ppm: 1.41 (s, 3H, Si-CH3); 1.42 (s, 3H, Si-CH3); 2.17 (s, 3H, CH3 in 4); 2.32 (s, 3H, CH3 in 2); 2.66 (s, 3H, CH3 in 7); 6.59 (d, J= 6.85 Hz, H6); 6.72 (d, J= 6.85 Hz, H5); 6.69 (s, 1H, H3); 6.99 (dd, J= 7.63, 8.61 Hz, H1'); 7.27 (dd, J= 7.63, 8.61 Hz, H2'); 7.40 (dd, J= 7.63, 8.61 Hz, H6'); 7.55 (dd, J= 7.63, 8.61 Hz, H3'); 7.67 (d, J= 8.61 Hz, H8'); 7.73 (d, J= 8.61 Hz, H1'); 7.87 (d, J= 8.61 Hz, H5'); 7.91 (d, J= 8.61 Hz, H4')。
【0070】
実施例1及び比較例3:1−ブテンの重合
共触媒であるメチルアルモキサン(MAO)は、トルエン中の10%wt/vol(1.7MのAl)であるCromptonからの市販製品であり、受け取ったままで用いた。表1に報告する量のメタロセンを適当量のMAO溶液で溶解して(Al/Zr比=500モル/モル)溶液を得ることによって触媒混合物を調製し、これを室温で10分間撹拌した後にオートクレーブ内に注入した。
【0071】
温度制御のためのサーモスタットに接続され、予めヘキサン中のAliBu3溶液で洗浄することによって清浄化し、窒素流中50℃で乾燥した、磁気駆動スターラー及び35mLのステンレススチールバイアルを取り付けた4Lのジャケット付きステンレススチールオートクレーブ内に、6ミリモルのAliBu3(ヘキサン中1M溶液として)及び1350gの1−ブテンを室温で充填した。次に、オートクレーブを重合温度に温度調節し、次に触媒/共触媒混合物を含むトルエン溶液を、ステンレススチールバイアルを通して窒素圧によってオートクレーブ内に注入し、一定温度において、表1に示す時間重合を行った。次に、撹拌を中断し、オートクレーブ中への圧力を窒素によって20bar−gに上昇させた。底部の放出バルブを開放し、1−ブテン/ポリ−1−ブテン混合物を、70℃の水を含む加熱スチールタンク中に放出した。タンクの加熱を停止し、0.5bar−gの窒素流を供給した。室温で冷却した後、スチールタンクを解放し、湿潤ポリマーを回収した。湿潤ポリマーを、オーブン内において、減圧下、70℃で乾燥した。重合データを表1に報告する。
【0072】
実施例2:プロピレンの重合
共触媒であるメチルアルモキサン(MAO)は市販の製品であり、これを受け取ったままで用いた(Witco AG、10%wt/volトルエン溶液、1.7MのAl)。表1に報告する量のメタロセン(A−1)を適当量のMAO溶液で溶解して溶液を得ることによって触媒混合物を調製し、これを雰囲気温度で10分間撹拌した後にオートクレーブ中に注入した。
【0073】
温度制御のためのサーモスタットに接続され、予めヘキサン中のAl(i−Bu)3溶液で洗浄することによって清浄化し、プロペン流中50℃で乾燥した、磁気駆動スターラー及び35mLのステンレススチールバイアルを取り付けた2.4Lのジャケット付きステンレススチールオートクレーブ内において、2ミリモルのAliBu3(ヘキサン中1M溶液として)及び700gのプロピレンを室温で充填した。次に、オートクレーブを重合温度に温度調節し、次に触媒/共触媒混合物を含むトルエン溶液を、ステンレススチールバイアルを通して窒素圧によってオートクレーブ内に注入し、一定温度において1時間重合を行った。反応器中へCOを加圧することによって重合を停止した。未反応のモノマーを排気し、反応器を室温に冷却した後、ポリマーを減圧下60℃で乾燥した。重合データを表1に報告する。
【0074】
【表1】

【0075】
ジメチルシリル(2,4,6−トリメチルインデン−1−イル)(9−フルオレニル)ジメチルジルコニウム(A−1b)の合成
【0076】
【化11】

【0077】
クロロ(2,4,6−トリメチルインデニル)ジメチルシラン
ヘキサン中2.5MのBuLi溶液(9.6mL)を、0℃、窒素下で、35mLのEt2O中の3.6gの2,4,6−トリメチルインデンの溶液に滴加した。添加中に灰白色の懸濁液が形成された。10分後、混合物を室温に加温し、30分間撹拌して、白色の懸濁液を最終的に形成した。次に、35mLのTHF中のMe2SiCl2の溶液(4mL)を0℃に冷却し、同様に0℃に冷却したリチウム塩の懸濁液にゆっくりと加えた。30分後、黄色の反応混合物を室温に加温し、24時間撹拌した。次に、溶媒を真空で除去し、粉末を伴う明橙色の油状物を1H−NMR分光によって分析した。この生成物を更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0078】
1H-NMR (CD2Cl2), ppm: 0.29 (s, 3H, Si-CH3); 0.54 (s, 3H, Si-CH3); 2.41 (s, 3H, 2-CH3); 2.50 (s, 3H, CH3); 2.52 (s, 3H, CH3); 3.65 (m, 1H, CH); 6.81 (m, 1H, Cp-H); 7.00 (m, 1H); 7.26 (m, 1H)。
【0079】
(2,4,6−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジメチルシラン
100mLのシュレンクフラスコ内において、ヘキサン中2.5Mのn−BuLi溶液(9.6mL)を、0℃、撹拌下で、40mLのEt2O中の3.78gのフルオレンの溶液に滴加した。30分後、得られた橙色の溶液を室温に加温し、3日間撹拌した。20mLのTHF中のクロロ(2,4,6−トリメチルインデニル)ジメチルシラン(22.60ミリモル)の溶液を0℃に冷却し、予め同様に0℃に冷却したリチウム塩溶液にゆっくりと加えた。添加の終了時において、明褐色の懸濁液が得られた。これを室温に加温し、24時間撹拌した。次に、反応混合物を減圧下で蒸発させて褐色の粘稠な固体を得、これを室温において50mLのトルエンで処理し、次に濾過してLiClを除去した。濾液を真空で乾燥して8.54gの褐色の油状物を得た。生成物を1H−NMR分光によって分析したところ、二種類の異性体種:アリル及びビニル(2:1)の信号があった。この生成物を、更なる精製なしにそのまま次の工程において用いた。
【0080】
1H-NMR (CD2Cl2), ppm: -0.37 (s, 3H, Si-CH3 アリル); -0.35 (s, 3H, Si-CH3 アリル); 0.11 (s, 6H, 2 Si-CH3 ビニル); 2.08 (s, 3H, 2-CH3 ビニル); 2.25 (s, 3H, 2-CH3 アリル); 2.35 (s, 3H, CH3 アリル); 2.35 (s, 3H, CH3 ビニル); 2.39 (s, 3H, CH3 ビニル); 2.43 (s, 3H, CH3 アリル); 3.39 (s, 1H, Flu-CH ビニル); 3.73 (s, 1H, Ind-H1); 3.96 (s, 2H, Ind-H1); 4.30 (s, 1H, Flu-CH); 6.70-7.97 (m, 21H, Ar)。
【0081】
ジメチルシリル(2,4,6−トリメチルインデン−1−イル)(9−フルオレニル)ジメチルジルコニウム
100mLのシュレンクフラスコ内において、Et2O中1.4MのMeLi溶液(7.5mL)を、−78℃、撹拌下で、35mLのEt2O中の1.95gの(2,4,6−トリメチルインデニル)(9−フルオレニル)ジメチルシランの溶液に滴加した。得られた橙赤色の溶液を室温に加温し、24時間撹拌した。次に、−78℃に冷却したリチウム塩溶液に、Et2O中1.4MのMeLi溶液(7.5mL)を加え、次に同様に−78℃に冷却した20mLのトルエン中の1.28gのZrCl4のスラリーを加えた。反応混合物を−78℃に10分間保持し、次に室温に加温して3時間撹拌した。溶媒を真空で除去して暗褐色の残渣を得、これを室温において70mLのトルエンでスラリー化し、次に濾過してLiClを除去した。減圧下で溶媒を除去することによって黒色の抽出物を乾燥し、次にEt2O(90mL)中でスラリー化し、次に濾過した。濾過からの黒色の残渣を50mLのEt2O中で更にスラリー化し、次に濾過して黒色の残渣及び黄色の溶液を得た。後者を、室温において減圧下で溶媒を除去することによって乾燥して、0.25gの黄色の粉末を得、これを1H−NMR分析によって分析した。残渣を、50mLの還流ペンタンによって連続的に抽出(4時間)して、黄色の溶液を得た。これを真空で乾燥して0.72gの黄色の粉末を得た。黄色の粉末の二つの試料は同じNMRスペクトルを有しており、したがってこれを合わせた。単離された収率は37.9%であった。
【0082】
1H-NMR (CD2Cl2), ppm: -2.54 (s, 3H, Zr-CH3); -1.34 (s, 3H, Zr-CH3); 1.24(s, 3H, Si-CH3); 1.36 (s, 3H, Si-CH3); 2.16 (s, 3H, 2-CH3); 2.17 (s, 3H, 6-CH3); 2.24 (s, 3H, 4-CH3); 6.58 (s, 1H, H3); 6.86 (s, 1H, H5); 7.14 (s, 1H, H7); 6.92-8.13 (m, 8H, Flu)。
【0083】
13C-NMR (CD2Cl2), ppm: 3.04 (CH3, Si-CH3); 3.11 (CH3, Si-CH3); 18.47 (CH3, on C2); 19.45 (CH3, on C4); 21.80 (CH3, on C6); 34.81 (CH3, Zr-CH3); 40.59 (CH3, Zr-CH3); 63.24 (C9I); 77.75 (C1I); 111.91 (C3); 122.06 (C7); 123.17 (C6I); 123.56 (C3I); 124.00 (C5I); 124.73 (C4I); 124.97 (C 4重); 125.83 (C5); 125.95 (C1I); 126.11 (C7I); 126.21 (C 4重); 126,52 (B8I); 127.23 (C2I); 127.97 (C 4重); 129.52 (C 4重); 131.77 (C 4重); 133.38 (C 4重); 133.45 (C 4重); 133.96 (C 4重)。
【0084】
触媒溶液の調製
室温、窒素雰囲気下において、23.2mgのジメチルシリル(2,4,6−トリメチルインデン−1−イル)(9−フルオレニル)ジメチルジルコニウム(A−1b)を、磁気スターラーを取り付けた50mLシュレンクフラスコ中に充填した。室温、窒素雰囲気下において、トルエン中のMAO Albermarle 30%wt/wt溶液3.9mL(18.6ミリモル、AlMAO/Zr=400モル/モル)を第2の50mLシュレンクフラスコ中に充填した。次に、シクロヘキサン中のトリイソブチルアルミニウム(TIBA)(18.6mL、濃度99g/L、9.3ミリモル、AlTIBA/Zr=200モル/モル、AlTOT/Zr=600モル/モル、MAO/TIBA=2/1モル/モル)を室温でMAOに加えて無色の溶液を得、これを室温において1時間撹拌した。次に、このアルキル溶液に6.9mLの無水シクロヘキサンを加えて、溶液1リットルあたり100gの全触媒(メタロセン+MAO+TIBA)の濃度を達成した。最後に、このシクロヘキサン/トルエン中のアルキルの溶液を、室温、窒素雰囲気下において、メタロセンにゆっくりと加え、15分の撹拌後に明澄な橙赤色の触媒溶液を得、これをそのまま重合において試験した。A−1bの濃度は、溶液1mLあたりメタロセン0.79mgであった。
【0085】
重合
実施例4:ブテンのバルク重合
温度制御のためのサーモスタットに接続され、予めイソヘキサン中のAliBu3溶液で洗浄することによって清浄化し、窒素流中50℃で乾燥した、磁気駆動スターラー及び35mLのステンレススチールバイアルを取り付けた4Lのジャケット付きステンレススチールオートクレーブ内に、6ミリモルのAliBu3(イソヘキサン中1M溶液として)及び1350gの1−ブテンを室温で充填した。次に、オートクレーブを70℃に温度調節し、次に触媒/共触媒混合物を含む溶液を、ステンレススチールバイアルを通して窒素圧によってオートクレーブ内に注入し、一定温度において1時間重合を行った。次に、撹拌を中断し、オートクレーブ中への圧力を窒素によって20bar−gに上昇させた。底部の排出バルブを開放し、1−ブテン/ポリ−1−ブテン混合物を、70℃の水を含む加熱スチールタンク中に排出した。タンクの加熱を停止し、0.5bar−gの窒素流を供給した。室温で冷却した後、スチールタンクを開放し、湿潤ポリマーを回収した。湿潤ポリマーを、オーブン内において、減圧下、70℃で乾燥した。結果を表2に示す。
【0086】
実施例5及び6:エチレン−ブテンのバルク共重合
温度制御のためのサーモスタットに接続された、磁気駆動スターラー及び35mLのステンレススチールバイアルを取り付けた4.4Lのジャケット付きステンレススチールオートクレーブを、予め、イソヘキサン中のAliBu3溶液で洗浄することによって清浄化し、窒素流中60℃で乾燥した。オートクレーブ中にはじめに充填するモノマーの量は、最終コポリマーに関する所望の組成、及び、次式:
【式1】
【0087】

【0088】
で定義されるメタロセンのエチレン/ブテン反応性比に基づいてASPEN ONEシミュレーションによって算出した。
R=15に設定することによって重合実験を行った。
【0089】
スキャベンジャー(イソヘキサン中の溶液として6ミリモルのAliBu3)及び表2に報告する量のモノマーを、室温においてオートクレーブ中に充填した。次に、これを70℃に温度調節した。オートクレーブの圧力及び温度が一定になったら、上記で調製した触媒/共触媒混合物を含む2.6mLの触媒溶液を5mLのシクロヘキサンで希釈し、ステンレススチールバイアル内に充填し、窒素過圧によってオートクレーブ中に注入した。圧力を所望の値に保持するために流量記録制御システム(FRC)を用いて、全重合時間にわたってエチレンを連続的に供給した。重合の終了時において、撹拌を中断し、オートクレーブ中への圧力を窒素によって20bar−gに上昇させた。底部の排出バルブを開放し、コポリマーを加熱スチールタンク中に排出し、水流で10分間処理した。タンクの加熱を停止し、0.5bar−gの窒素流を供給して水を除去した。室温で冷却した後、スチールタンクを開放し、湿潤ポリマーを回収した。湿潤ポリマーを、オーブン内において、減圧下、70℃で一晩乾燥した。結果を表2に報告する。
【0090】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)式(I):
【化1】

(式中、
Mはジルコニウム、チタン、又はハフニウムであり;
Xは、互いに同一か又は異なり、水素原子、ハロゲン原子、R、OR、OR’O、OSO2CF3、OCOR、SR、NR2、又はPR2基であり、ここで、Rは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐鎖で、飽和又は不飽和の、C1〜C20アルキル、C3〜C20シクロアルキル、C6〜C20アリール、C7〜C20アルキルアリール、又はC7〜C20アリールアルキル基であり;R’は、C1〜C20アルキリデン、C6〜C20アリーリデン、C7〜C20アルキルアリーリデン、又はC7〜C20アリールアルキリデン基であり;
4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11は、互いに同一か又は異なり、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;また、二つ以上のR4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11は、場合によっては、結合して1以上のC4〜C10縮合飽和又は不飽和環を形成してもよく;
12及びR13は、互いに同一か又は異なり、水素原子、或いは、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有するC1〜C40炭化水素基であり;
1、R2、及びR3は、互いに同一か又は異なり、場合によっては元素周期律表の第13〜17族に属するヘテロ原子を有する、線状又は分岐鎖のC1〜C20アルキル基である)
に属するメタロセン化合物;
(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(C)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる触媒系の存在下で、1−ブテンを重合するか、又は1−ブテンと、エチレン、プロピレン、又は式:CH2=CHT(式中、TはC3〜C10アルキル基である)のα−オレフィンとを共重合することを含む、1−ブテンポリマーの製造方法。
【請求項2】
式(I)の化合物において、R1、R2、及びR3が、互いに同一か又は異なり、C1〜C10アルキル基であり;Xが、水素原子、ハロゲン原子、OR’O、又はR基であり;R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、及びR11が、水素原子であり;R12及びR13が、C1〜C10アルキル又はC6〜C20アリール基である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
該方法を、液相中、場合によって不活性炭化水素溶媒の存在下で行う、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項4】
1−ブテンを単独重合する、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
【請求項5】
コモノマーが、エチレン、プロピレン、及び1−ヘキセンから選択される、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
重合条件下、1以上のα−オレフィンを、
(A)請求項1〜2に記載の式(I)のメタロセン化合物;
(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(C)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる触媒系と接触させることを含む、α−オレフィンの重合方法。
【請求項7】
式(I):
【化2】

(式中、M、X、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、請求項1〜2において定義した通りである)
のメタロセン化合物。
【請求項8】
式(II):
【化3】

(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、請求項1〜2において定義した通りである)
のリガンド及び/又はその二重結合異性体。
【請求項9】
(A)式(I)のメタロセン化合物;
(B)アルモキサン、又はアルキルメタロセンカチオンを形成することのできる化合物;及び場合によっては
(C)有機アルミニウム化合物;
を接触させることによって得られる、α−オレフィンの重合のための触媒系。

【公表番号】特表2008−540714(P2008−540714A)
【公表日】平成20年11月20日(2008.11.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−509407(P2008−509407)
【出願日】平成18年4月12日(2006.4.12)
【国際出願番号】PCT/EP2006/061545
【国際公開番号】WO2006/117285
【国際公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【出願人】(500289758)バーゼル・ポリオレフィン・ゲーエムベーハー (118)
【Fターム(参考)】