説明

オレフィン重合用固体触媒成分の製造方法

【課題】十分に高い重合活性を示すオレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン重合用固体触媒およびオレフィン重合体の製造方法を提供すること。
【解決手段】一般式(I)で表されるトリエーテル。



(I)
[式中、Ra〜RcおよびRfは、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表す。ただし、Ra〜Rcが同時に水素原子であることはなく、結合して環構造を形成してもよい。RdおよびReは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜5のハイドロカルビル基を表す。]
チタン化合物(a)、マグネシウム化合物(b)および前記トリエーテルを接触させるオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン重合用固体触媒成分を用いるオレフィン重合用固体触媒の製造方法、オレフィン重合用固体触媒を用いるオレフィン重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、オレフィン重合用触媒成分としてチタン原子、マグネシウム原子、ハロゲン原子及び内部電子供与体を含有する固体触媒成分が数多く提案されている。これら固体触媒成分を用いる触媒は、オレフィンの重合において高い重合活性を有することが望まれる。内部電子供与体がオレフィン重合用触媒成分の性能に大きく影響を与えるが知られており、内部電子供与体としてポリエーテル化合物を用いることが報告されている。
【0003】
中国公開特許1315459号公報および中国公開特許1324869号公報には、酢酸マグネシウムのイソオクタノール溶液と四塩化チタンおよび2〜4個のエーテル結合を有する化合物からなるオレフィン重合用固体触媒成分が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】中国公開特許1315459号明細書
【特許文献2】中国公開特許1324869号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記のオレフィン重合用触媒は重合活性と得られるオレフィン重合体の低分子量成分や無定形成分の含量の観点から未だ満足できるものではない。本発明の課題は、十分に高い重合活性を示すオレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン重合用固体触媒およびオレフィン重合体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、一般式(I)で表されるトリエーテルである。


(I)
[式中、Ra〜RcおよびRfは、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表す。ただし、Ra〜Rcが同時に水素原子であることはなく、結合して環構造を形成してもよい。RdおよびReは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜5のハイドロカルビル基を表す。]
【0007】
本発明はさらに、上記一般式(I)で表されるトリエーテル、チタン原子、マグネシウム原子およびハロゲン原子を含有するオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法である。
【0008】
本発明はさらにまた、上記のオレフィン重合用固体触媒成分(A)、有機アルミニウム化合物(B)と、任意に外部電子供与体(C)とを接触させる工程からなるオレフィン重合用固体触媒の製造方法である。
【0009】
本発明はさらにまた、上記の製造方法によって製造されるオレフィン重合用固体触媒の存在下にオレフィンを重合させる工程からなるオレフィン重合体の製造方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、十分に高い重合活性を示すオレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン重合用固体触媒およびオレフィン重合体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0011】
トリエーテル
一般式(I)において、Ra〜RcおよびRfのハイドロカルビル基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、これらはハロゲン原子、ハイドロカルビルオキシ基、ニトロ基、スルホニル基、シリル基等で置換されていてもよい。Ra〜RcおよびRfのアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、および2−エチルヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ノルボニル基、アダマンチル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基であり、より好ましくは直鎖状もしくは分岐状で炭素原子数1〜10のアルキル基である。Ra〜RcおよびRfのアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;イソブテニル基、および4−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜10のアルケニル基である。
【0012】
一般式(I)におけるRa〜RcおよびRfとして、好ましくは水素原子または炭素原子数1〜10の直鎖状、分岐状または環状アルキル基であり、より好ましくは水素原子または炭素原子数1〜10の直鎖状または分岐状アルキル基であり、更に好ましくは水素原子またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、および2−エチルヘキシル基である。
【0013】
一般式(I)におけるRdおよびReのハイドロカルビル基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、これらはハロゲン原子、ハイドロカルビルオキシ基、ニトロ基、スルホニル基、シリル基等で置換されていてもよい。RdおよびReのアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、およびn−ペンチル基のような直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、およびイソペンチル基のような分岐状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基である。RdおよびReのアルケニル基としては、ビニル基、およびアリル基のような直鎖状アルケニル基が挙げられ、好ましくはアリル基である。
【0014】
また、置換基Ra〜Rcは任意に結合して環構造を形成してもよく、例えば、3〜7員環が挙げられる。
【0015】
一般式(I)において、Ra〜Rcは同時に水素原子であることはない。すなわち、一般式(I)において、Ra〜Rcが結合する炭素原子は2級〜4級の炭素原子である。好ましくは、Ra〜Rcが結合する炭素原子は3級炭素原子である。










































【0016】
一般式(I)で表される化合物の具体例としては下記化合物が挙げられる。



【0017】





【0018】
これらの化合物の2つのメトキシ基の1個または2個をエトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、シクロブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基に変更した化合物も挙げられる。
【0019】
また、一般式(I)のRfに当たるエチル基を水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基、イソブテニル基、および4−メチル−3−ペンテニル基、2−シクロヘキセニル基および3−シクロヘキセニル基に代えた化合物も挙げられる。
【0020】
トリエーテルの製造方法
本発明における一般式(I)で表されるトリエーテルの製造方法は特に限定されるものではないが、一般式(II)で表されるトリオールから以下の工程[1]〜[4]を含む製造方法で製造すること出来る。
【0021】
工程[1]は、一般式(II)で表されるトリオールと一般式(III)で表されるケトンまたは一般式(IV)で表されるアセタールとの反応により、一般式(V)で表されるアセタール誘導体に変換する工程である。



(II)

[式中、Rfは前記の一般式(I)と同じである。]



(III)



(IV)

[式中、RaおよびRbは前記の一般式(I)と同じである。]



(V)

[式中、Ra、RbおよびRfは、前記の一般式(I)と同じである。]
【0022】
工程[2]は、塩基存在下、一般式(V)で表されるアセタール誘導体と一般式(VI)で表される化合物との反応により、一般式(VII)で表されるハイドロカルビルオキシ化アセタール誘導体に変換する工程である。



(VI)

[式中、Reは前記の一般式(I)と同じであり、Xaは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CF3SO3基、CH3SO3基、またはp−CH364SO3基を表す。]



(VII)

[式中、Ra、Rb、ReおよびRfは、前記の一般式(I)と同じである。]
【0023】
工程[3]は、一般式(VII)で表される化合物と、一般式(VIII)で表される化合物とを反応させ、一般式(IX)で表されるジエーテルモノアルコール誘導体を得る工程である。



(VIII)

(式中、Lはアルカリ金属原子を表し、Rcは、前記の一般式(I)と同じ意味であり、Maはマグネシウム原子、ホウ素原子、アルミニウム原子であり、Xbは、ハロゲン原子を表し、xはMの原子価であり、yは0または1であり、zは0≦z≦x+yを満たす整数である。)



(IX)

[式中、Ra〜Rc、ReおよびRfは前記の一般式(I)と同じである。]
【0024】
工程[4]は、一般式(IX)で表されるジエーテル誘導体を一般式(X)で表される化合物との反応により一般式(I)で表されるトリエーテルに変換する工程である。



(X)

[式中、Rdは前記の一般式(I)と同じであり、Xcは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CF3SO3基、CH3SO3基、またはp−CH364SO3基を表す。]
【0025】
工程[1]
一般式(II)で表されるトリオールの具体例としては下記化合物が挙げられる。

【0026】
一般式(III)で表されるケトンの具体例としては下記化合物が挙げられる。

【0027】
一般式(IV)で表されるアセタールの具体例としては下記化合物が挙げられる。


【0028】
工程[1]において、一般式(II)で表されるトリオールと一般式(III)または(IV)で表される化合物の反応は、触媒として酸を用いても良い。酸としては、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、およびトリフルオロメタンスルホン酸のようなスルホン酸;p−トルエンスルホン酸ピリジン塩のようなスルホン酸塩;硫酸、塩酸および硝酸のような無機酸;塩化アルミニウム、塩化鉄(III)、塩化スズ(II)のようなルイス酸が挙げられ、好ましくはスルホン酸であり、特に好ましくはp−トルエンスルホン酸である。
【0029】
工程[1]において酸の使用量は、一般式(II)で表される化合物量に対するモル比が0.001〜1であり、収率の点から0.01〜0.5が好ましい。
【0030】
工程[1]において一般式(III)または(IV)で表される化合物の使用量は、一般式(II)で表されるトリオール量に対するモル比が通常1.0〜10.0であり、収率の点から1.0〜5.0が好ましい。
【0031】
工程[1]で用いる溶媒は、類似の反応で一般的に用いられる溶媒であれば特に制限されるものではなく、トルエン、ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、およびp−キシレンのような芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、およびシクロヘキサンのような脂肪族炭化水素;テトラヒドロフラン、および1,4−ジオキサンのようなエーテル;ジメチルスルホキシド;N,N−ジメチルホルムアミドおよびN,N−ジメチルアセタミドが挙げられ、より好ましくは、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミドである。これらの溶媒は、モレキュラーシーブスまたは活性アルミナ、ナトリウムまたは水素化カルシウムなどにより乾燥して用いることが好ましい。
【0032】
工程[1]における溶媒の使用量は、一般式(II)で表されるトリオールの濃度範囲が0.001〜4.0mol/L、より好ましくは0.01〜3.0mol/L、さらに好ましくは0.1〜2.0mol/Lとなるような範囲で用いることができる。
【0033】
工程[1]において、反応温度は、−78℃から溶媒の沸点以下であり、好ましくは、10℃〜溶媒の沸点以下、より好ましくは、10〜40℃である。
【0034】
工程[1]において、反応時間は、30分間〜48時間である、好ましくは30分間〜3時間である。




















【0035】
工程[1]で得られる一般式(V)で表されるアセタール誘導体の具体例としては下記化合物が挙げられる。

【0036】
また、一般式(V)のRfに当たるエチル基を水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基、イソブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基、2−シクロヘキセニル基および3−シクロヘキセニル基に代えた化合物も挙げられる。
【0037】
工程[2]
【0038】
一般式(VI)におけるXaは、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CF3SO3基、CH3SO3基、またはp−CH364SO3基であり、好ましくは、臭素原子、ヨウ素原子、CF3SO3基、CH3SO3基、またはp−CH364SO3基であり、より好ましくは、臭素原子、ヨウ素原子である。
【0039】
一般式(VI)で表させる化合物として具体的には下記化合物を挙げることができる。
ヨードメタン、ヨードエタン、1−ヨードプロパン、2−ヨードプロパン、1−ヨードブタン、1−ヨード−1,1−ジメチルエタン、イソブチルアイオダイドなどが挙げられる。また、これらの化合物のヨウ素原子を塩素原子、臭素原子、CF3SO3基、CH3SO3基、またはp−CH364SO3基に変更した化合物も挙げられる。
【0040】
工程[2]に用いられる塩基とは、例えば、有機リチウム、水酸化アルカリ金属、水素化アルカリ金属、水素化アルカリ土類金属が挙げられる。具体的には、メチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、フェニルリチウム、リチウム ジイソプロピルアミド、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化リチウムおよび水素化カルシウムが挙げられ、好ましくはn−ブチルリチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウムまたは水素化カリウムであり、さらに好ましくは、水素化ナトリウム、水素化カリウムである。
【0041】
工程[2]での塩基の使用量は、一般式(V)で表されるアセタール誘導体量に対するモル比が1.0〜10.0であり、収率の点から1.0〜5.0が好ましい。
【0042】
一般式(VI)で表される化合物の使用量は、一般式(V)で表されるアセタール誘導体量に対するモル比が通常1.0〜10.0であり、収率の点から1.0〜5.0が好ましい。
【0043】
工程[2]で用いる溶媒は、類似の反応で一般的に用いられる溶媒であれば特に制限されるものではなく、トルエン、ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、およびp−キシレンのような芳香族炭化水素;、ヘキサン、ヘプタン、およびシクロヘキサンのような脂肪族炭化水素;テトラヒドロフラン、および1,4−ジオキサンのようなエーテル;ジメチルスルホキシド;N,N−ジメチルホルムアミドおよびN,N−ジメチルアセタミドが挙げられ、より好ましくは、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミドである。これらの溶媒は、モレキュラーシーブスまたは活性アルミナ、ナトリウムまたは水素化カルシウムなどにより乾燥して用いることが好ましい。
【0044】
工程[2]における溶媒の使用量は、一般式(V)で表されるアセタール誘導体の濃度範囲が0.001〜4.0mol/L、より好ましくは0.01〜3.0mol/L、さらに好ましくは0.1〜2.0mol/Lとなるような範囲で用いることができる。
【0045】
工程[2]において、反応温度は、−78℃から溶媒の沸点以下であり、好ましくは、10℃〜溶媒の沸点以下、より好ましくは、10〜40℃である。
【0046】
工程[2]において、空気、ヘリウム、アルゴンまたは窒素気流下で行うことができる。好ましくは、ヘリウム、アルゴンまたは窒素気流下、より好ましくは、窒素またはアルゴン気流下である。
【0047】
工程[2]において、圧力の影響は無視できるため、大気圧下で反応を行うのが一般的である。
【0048】
工程[2]において、反応時間は、30分間〜48時間である、好ましくは30分間〜3時間である。
【0049】
工程[2]において、一般式(V)で表されるアセタール誘導体と一般式(VI)で表される化合物との反応は特に限定されないが、一般式(V)で表されるアセタール誘導体を有機溶媒に溶解または希釈し、塩基と混合した後に、一般式(VI)で表される化合物に加えることが好ましい。
【0050】
工程[2]において得られる一般式(VII)で表されるハイドロカルビルオキシ化アセタール誘導体の具体例としては下記化合物が挙げられる。

【0051】
また、これらの化合物のメトキシ基をエトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、シクロブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基に変更した化合物も挙げられる。
【0052】
また、一般式(VII)のRfに当たるエチル基を水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基、イソブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基、2−シクロヘキセニル基および3−シクロヘキセニル基に代えた化合物も挙げられる。
【0053】
反応終了後、一般式(VII)で表されるハイドロカルビルオキシ化アセタール誘導体を得るため反応液を後処理することが好ましい。後処理方法としては、例えば、水、炭酸水素ナトリウム-炭酸ナトリウム混合水溶液を反応溶液に加え、次に、ヘキサン、酢酸エチルまたはジエチルエーテルを加え、抽出操作を行うことが挙げられる。
【0054】
得られた一般式(VII)で表されるハイドロカルビルオキシ化アセタール誘導体は、必要に応じて蒸留、再結晶、シリカゲルまたはアルミナを用いる薄相またはカラムクロマトグラフィー、およびGPC型分取液体クロマトグラフィーによる精製操作を行って、純度を高めることができる。
【0055】
工程[3]
【0056】
工程[3]は、例えば、Synlett. 201 (1996)に記載される公知の方法で行うことができる。
【0057】
一般式(VIII)で表される化合物としては、例えば、有機マグネシウム化合物、ボラン化合物、有機アルミニウム化合物または水素化アルミニウム化合物が挙げられる。
【0058】
一般式(VIII)で表される有機マグネシウム化合物の具体例としては、メチルマグネシウムアイオダイド,エチルマグネシウムアイオダイド、ビニルマグネシウムアイオダイド、エチニルマグネシウムアイオダイド、プロピルマグネシウムアイオダイド、イソプロピルマグネシウムアイオダイド、シクロプロピルマグネシウムアイオダイド、アリルマグネシウムアイオダイド、ブチルマグネシウムアイオダイド、イソブチルマグネシウムアイオダイド、sec−ブチルマグネシウムアイオダイド、tert−ブチルマグネシウムアイオダイド、シクロブチルマグネシウムアイオダイド、2−ブテニルマグネシウムアイオダイド、ペンチルマグネシウムアイオダイド、t−ペンチルマグネシウムアイオダイド、ネオペンチルマグネシウムアイオダイド、ヘキシルマグネシウムアイオダイド、シクロヘキシルマグネシウムアイオダイド、ヘプチルマグネシウムアイオダイド、オクチルマグネシウムアイオダイド、ノニルマグネシウムアイオダイド、デシルマグネシウムアイオダイド等が挙げられ、好ましくは、メチルマグネシウムアイオダイド,エチルマグネシウムアイオダイド、プロピルマグネシウムアイオダイド、イソプロピルマグネシウムアイオダイド、ブチルマグネシウムアイオダイド、シクロペンチルマグネシウムアイオダイド、ネオペンチルマグネシウムアイオダイド、シクロヘキシルマグネシウムアイオダイドであり、より好ましくは、メチルマグネシウムアイオダイド,エチルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムクロリドである。
【0059】
また、これらの化合物のアイオダイドをクロリド、ブロミドに変更した化合物も挙げられる。
【0060】
一般式(VIII)で表されるボラン化合物の具体例としては、ボラン−テトラヒドロフラン、ボラン−t−ブチルアミン、ボラン−ジメチルアミン、ボラン−トリエチルアミン、ボラン−ピリジン、ボラン−N,N−ジエチルアニリン、ボラン−モルホリン、ボラン−2−ピコリン、ボラン−ジメチルスルフィド、ボラン−1,2−ビス(t−ブチルチオ)エタン、ボラン−トリフェニルホスフィンが挙げられ、好ましくは、ボラン−テトラヒドロフラン、ボラン−ジメチルスルフィドである。
【0061】
一般式(VIII)で表される有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド等のジアルキルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロライド等のジアルキルアルミニウムクロリドが挙げられ、好ましくは、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムである。
【0062】
また、これらの化合物のクロリドをブロミド、アイオダイドに変更した化合物も挙げられる。
【0063】
水素化アルミニウム化合物の具体例は、水素化リチウムアルミニウム、水素化ナトリウムアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化リチウムトリ-tert-ブトキシアルミニウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、アラン−N,N−ジメチルエチルアミン、水素化リチウムアルミニウムと三塩化アルミニウムの混合物、水素化リチウムアルミニウムと三臭化アルミニウムの混合物、水素化リチウムアルミニウムと三ヨウ化アルミニウムの混合物が挙げられ、好ましくは、水素化リチウムアルミニウムと三塩化アルミニウムの混合物である。
【0064】
工程[3]では、一般式(VIII)で表される化合物の使用量は、一般式(VII)で表されるハイドロカルビルオキシ化アセタール誘導体に対して0.1〜100モル倍、好ましくは0.1〜10モル倍、より好ましくは、1.0〜4.0モル倍、最も好ましくは、1.0〜2.0モル倍である。
【0065】
工程[3]で用いる溶媒は、類似の反応で一般的に用いられる溶媒であれば特に制限されるものではなく、例えば、トルエン、ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、およびp−キシレンのような芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、およびシクロヘキサンのような脂肪族炭化水素;テトラヒドロフランおよび1,4−ジオキサンのような環状エーテルが挙げられ、より好ましくは芳香族炭化水素であり、特に好ましくはベンゼン、トルエンである。これらの溶媒はモレキュラーシーブス、活性アルミナ、ナトリウムまたは水素化カルシウムなどにより乾燥して用いることが好ましい。
【0066】
工程[3]における溶媒の使用量は、一般式(VII)で表されるハイドロカルビルオキシ化アセタール誘導の濃度範囲が0.001〜4.0mol/L、より好ましくは0.01〜2.0mol/L、さらに好ましくは0.1〜1.0mol/Lとなるような範囲で用いることができる。
【0067】
工程[3]において、反応温度は、0〜180℃であり、好ましくは、10〜120℃であり、より好ましくは、50〜80℃である。
【0068】
工程[3]において、空気、ヘリウム、アルゴンまたは窒素気流下で行うことができる。好ましくは、ヘリウム、アルゴンまたは窒素気流下、より好ましくは、窒素またはアルゴン気流下である。
【0069】
工程[3]において、圧力の影響は無視できるため、大気圧下で反応を行うのが一般的である。
【0070】
工程[3]において、反応時間は、30分間〜48時間である、好ましくは30分間〜3時間である。
【0071】
反応終了後、一般式(IX)で表されるジエーテルモノアルコール誘導体を得るために反応液を後処理することが好ましい。後処理方法としては、例えば、水または塩化アンモニウム混合水溶液を反応溶液に加え、次に、ヘキサン、酢酸エチルまたはジエチルエーテルを加え、抽出操作を行う方法が挙げられる。
【0072】
得られた一般式(IX)で表されるジエーテルモノアルコール誘導体は、必要に応じて蒸留、再結晶、シリカゲルまたはアルミナを用いる薄相またはカラムクロマトグラフィー、およびGPC型分取液体クロマトグラフィーによる精製操作を行って、純度を高めることができる。




























【0073】
工程[3]で得られる一般式(IX)で表されるジエーテルモノアルコール誘導体の具体例としては下記化合物が挙げられる。


【0074】

【0075】
これらの化合物のメトキシ基をエトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、シクロブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、tert−ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基に変更した化合物も挙げられる。
【0076】
また、一般式(IX)のRfに当たるエチル基を水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基、イソブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基、2−シクロヘキセニル基および3−シクロヘキセニル基に代えた化合物も挙げられる。
【0077】
工程[4]
一般式(X)で表される化合物は、具体的には下記化合物を挙げることができる。
ヨードメタン、ヨードエタン、1−ヨードプロパン、2−ヨードプロパン、1−ヨードブタン、1−ヨード−1,1−ジメチルエタン、イソブチルアイオダイドなどが挙げられる。また、これらの化合物のヨウ素原子を塩素原子、臭素原子、CF3SO3基、CH3SO3基、またはp−CH364SO3基に変更した化合物も挙げられる。
【0078】
工程[4]に用いられる塩基は、工程[2]における塩基と同様である。
【0079】
工程[4]において、一般式(X)で表される化合物の使用量は、一般式(IX)で表される化合物量に対するモル比が通常1.0〜10.0であり、収率の点から1.0〜5.0が好ましい。
【0080】
工程[4]で用いる溶媒および使用量は、工程[2]における溶媒および使用量と同様である。
【0081】
工程[4]において、反応温度および反応時間は、工程[2]における反応温度および反応時間と同様である。
【0082】
反応終了後、得られる一般式(I)で表される化合物は精製することができ、精製方法としては、工程[2]における精製方法と同様に行うことができる。
【0083】
オレフィン重合固体触媒成分(A)の製造方法
本発明において用いられるオレフィン重合固体触媒成分(A)の製造方法は特に限定されるものではないが、以下(1)および(2)に挙げる製造方法を例示することが出来る。
製造方法(1):チタン化合物(a)、マグネシウム化合物(b)および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる方法
製造方法(2):チタン原子とマグネシウム原子を含む固体成分(c)、および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる方法
【0084】
チタン化合物(a)
チタン原子を含有した化合物であれば特に制限はないが、チタン化合物(a)の具体例としては、四塩化チタン、四臭化チタン、および四ヨウ化チタンのようなテトラハロゲン化チタン;テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトライソブトキシチタン、およびテトラシクロヘキシロキシチタンのようなテトラアルコキシチタン;テトラフェノキシチタンのようなテトラアリーロキシチタン;メトキシチタントリクロリド、エトキシチタントリクロリド、n−プロポキシチタントリクロリド、n−ブトキシチタントリクロリド、およびエトキシチタントリブロミドのようなアルコキシチタントリクロリド;ジメトキシチタンジクロリド、ジエトキシチタンジクロリド、ジイソプロポキシチタンジクロリド、ジ−n−プロポキシチタンジクロリド、およびジエトキシチタンジブロミドのようなジハロゲン化ジアルコキシチタン;トリメトキシチタンクロリド、トリエトキシチタンクロリド、トリイソプロポキシチタンクロリド、トリ−n−プロポキシチタンクロリド、およびトリ−n−ブトキシチタンクロリドのようなモノハロゲン化トリアルコキシチタンなどを挙げられる。チタン化合物(a)として好ましくはテトラハロゲン化チタン、アルコキシチタントリクロリドであり、より好ましくテトラハロゲン化チタンであり、更に好ましくは四塩化チタンである。これらのチタン化合物(a)は、それぞれ単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0085】
マグネシウム化合物(b)
マグネシウム原子を含有した化合物であれば特に制限はないが、下式(i)または(ii)で表される化合物を例示することが出来る。
MgR1a12-a・・・(i)
Mg(OR1a12-a・・・(ii)
(式中、aは0≦a≦2を満足する整数であり;R1は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を示す。)
【0086】
上記の一般式(i)および(ii)におけるR1としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられ、これらはハロゲン原子、ハイドロカルビルオキシ基、ニトロ基、スルホニル基、シリル基等を置換基として有していてもよい。R1のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基および2−エチルヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基等が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状アルキル基である。R1のアラルキル基としては、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜20のアラルキル基である。R1のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、およびトリル基等が挙げられ、好ましくは炭素原子数6〜20のアリール基である。R1のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル基、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;イソブテニル基、および4−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜20の直鎖状および分岐状アルケニル基である。複数のR1は同一でも異なってもよい。
【0087】
上記の一般式(i)および(ii)におけるX1はハロゲン原子を示し、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、およびフッ素原子を挙げることができ、好ましくは塩素原子であり、複数のX1は同一でも異なっていてもよい。
【0088】
上記の一般式(i)および(ii)マグネシウム化合物(b)の具体例としては、ジメチルマグネシウム、ジエチルマグネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジオクチルマグネシウム、エチルブチルマグネシウム、およびブチルオクチルマグネシウムのようなジアルキルマグネシウム化合物;ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム、およびジオクトキシマグネシウムのようなジアルコキシマグネシウム化合物;メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムクロリド、イソブチルマグネシウムクロリド、t−ブチルマグネシウムクロリド、イソブチルマグネシウムクロリド、ベンジルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムブロミド、イソプロピルマグネシウムブロミド、イソブチルマグネシウムブロミド、t−ブチルマグネシウムブロミド、ヘキシルマグネシウムブロミド、イソブチルマグネシウムブロミド、ベンジルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムイオダイド、エチルマグネシウムイオダイド、イソプロピルマグネシウムイオダイド、イソブチルマグネシウムイオダイド、t−ブチルマグネシウムイオダイド、イソブチルマグネシウムイオダイド、ベンジルマグネシウムイオダイドのようなアルキルマグネシウムハライド化合物;メトキシマグネシウムクロリド、エトキシマグネシウムクロリド、イソプロポキシマグネシウムクロリド、ブトキシマグネシウムクロリド、およびヘキシルオキシマグネシウムクロリドのようなアルコキシマグネシウムクロリド化合物;フッ化マグネシウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、およびヨウ化マグネシウムのようなハロゲン化マグネシウム化合物挙げることができる。
【0089】
マグネシウム化合物(b)として、好ましくはハロゲン化マグネシウム化合物(b−1)およびジアルコキシマグネシウム化合物(b−2)である。ハロゲン化マグネシウム化合物(b−1)として好ましくは塩化マグネシウムである。ジアルコキシマグネシウム化合物(b−2)として、より好ましくは炭素原子数1〜20のジアルコキシマグネシウムであり、更に好ましくは炭素原子数1〜10のジアルコキシマグネシウムであり、特に好ましくはジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジイソプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウムである。これらマグネシウム化合物はメタノール、エタノール、および2−エチルヘキサノールのようなアルコールまたはトルエン、およびヘキサンのような炭化水素溶媒に溶解した溶液状または固体状として用いることができ、アルコール、エーテル、エステルなどを含有してもよい。
【0090】
ジアルコキシマグネシウム化合物(b−2)の製造方法としては、例えば、金属マグネシウムとアルコールを触媒の存在下接触させる方法を挙げることができる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、およびオクタノールが挙げられる。触媒としては、ヨウ素、塩素、および臭素のようなハロゲン;ヨウ化マグネシウム、および塩化マグネシウムのようなハロゲン化マグネシウムが挙げられ、好ましくはヨウ素である。
【0091】
さらに、マグネシウム化合物(b)は、担体物質に担持されていてもよい。担体物質としては、特に制限はないが、例えば、SiO2、Al23、MgO、TiO2、およびZrO2のような多孔質無機酸化物;ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−エチレングリコール−ジメタクリル酸メチル共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、アクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、およびポリプロピレンのような有機多孔質ポリマーが挙げられる。これらのうち好ましくは、多孔質無機酸化物であり、特に好ましくは、SiO2である。
【0092】
担体として好ましくは、マグネシウム化合物(b)を有効に固定化する観点から、細孔半径20〜200nmにおける細孔容量が、0.3cm3/g以上であり、より好ましくは0.4cm3/g以上であり、かつ該範囲の細孔容量は、細孔半径3.5〜7500nmにおける細孔容量に対して35%以上であり、より好ましくは40%以上である多孔質の担体である。
【0093】
オレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法(1)において、チタン化合物(a)の使用量は、使用されるマグネシウム化合物(b)中の総マグネシウム原子1molあたり、通常0.01〜100mol、好ましくは0.03〜50mol、特に好ましくは0.05〜30molである。チタン化合物(a)は、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0094】
オレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法(1)において、一般式(I)で表されるトリエーテルの使用量は、使用されるマグネシウム化合物(b)1gあたり、通常0.01〜10000ml、好ましくは0.03〜5000ml、特に好ましくは0.05〜3000mlである。一般式(I)で表されるトリエーテルは、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0095】
オレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法(1)において、チタン化合物(a)、マグネシウム化合物(b)および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる方法は特に限定されない。該方法として、スラリー法や機械的粉砕法(例えばボールミルによる方法)のような公知の方法を例示することができる。
【0096】
上記のスラリー法におけるスラリー濃度は、通常0.05〜0.7g固体/ml溶媒、特に好ましくは0.1〜0.5g固体/ml溶媒である。接触の温度は、通常30〜150℃、好ましくは45〜135℃、特に好ましくは60〜120℃である。接触の時間は特に制限されず、通常30分から6時間程度が好適である。
【0097】
上記の機械的粉砕法は、得られる固体触媒成分(A)の微粉含有量やその粒度分布の広がりを抑制するために、好ましくは希釈剤の存在下で行われる。希釈剤として、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、およびオクタンのような脂肪族ハイドロカルビル;ベンゼン、トルエンおよびキシレンのような芳香族炭化水素;シクロヘキサンおよびシクロペンタンのような脂環式炭化水素;ならびに1,2−ジクロルエタンおよびモノクロルベンゼンのようなハロゲン化炭化水素を例示することができる。中でも、芳香族炭化水素またはハロゲン化炭化水素が特に好ましい。
【0098】
製造方法(1)において、チタン化合物(a)とマグネシウム化合物(b)および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる温度は特に限定されず、通常−50〜200℃であり、好ましくは−20〜150℃であり、より好ましくは−20〜130℃の範囲であり、特に好ましくは−20〜120℃の範囲である。
【0099】
製造方法(1)において、チタン化合物、マグネシウム化合物および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる時間は特に限定されず、通常10分〜12時間であり、好ましくは30〜10時間であり、特に好ましくは1時間〜8時間の範囲であり、一度に、または任意の時間に複数回に分けてもよい。
【0100】
製造方法(1)においては、任意で下記一般式(iii)で表される化合物も接触させてもよい。
12m-c2c・・・(iii)
[式中、M1は第13族または第14族原子を表し;R2は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表し;X2はハロゲン原子を表し;mはM1の原子価を表す。cは0<c≦mを満足する整数を表す。]
【0101】
上式(iii)におけるM1の第13族元素として、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、およびタリウムを例示することができる。中でも、好ましくはホウ素またはアルミニウムであり、より好ましくはアルミニウムである。M1の第14族元素として、ケイ素、ゲルマニウム、錫、および鉛を例示することができる。中でも、好ましくはケイ素、ゲルマニウムまたは錫であり、より好ましくはケイ素である。
【0102】
上式(iii)におけるR2として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、およびドデシル基のような直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられる。また、シクロヘキシル基およびシクロペンチル基のような環状アルキル基やフェニル基、クレジル基、キシリル基およびナフチル基のようなアリール基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、アミロキシ基、イソアミロキシ基、ヘキシロキシ基、ヘプチロキシ基、オクチロキシ基、デシロキシ基、およびドデシロキシ基のような直鎖状または分岐状のアルコキシ基、シクロヘキシロキシ基およびシクロペンチロキシ基のような環状アルコキシ基ならびにフェノキシ基、キシロキシ基およびナフトキシ基のようなアリーロキシ基を例示することができる。中でも、好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基もしくはアルコキシ基;または炭素原子数6〜18のアリール基もしくはアリーロキシ基である。
【0103】
上式(iii)におけるX2としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が挙げられ、好ましくは塩素原子または臭素原子である。
【0104】
上式(iii)におけるmはM1の原子価であり、第13族元素のときmは3であり、第14族元素のときmは4である。
上式におけるcは0<c≦mを満足する整数を表し、M1が第4族元素および第14族元素のときcは0<c≦4を満足する整数を表し、第13族元素のときcは0<c≦3を満足する整数を表す。M1が第4族元素または第14族元素の場合の好ましいcは3または4であり、より好ましくは4である。Mが第13族元素の場合の好ましいcは3である。
【0105】
上式(iii)で表される化合物のクロロ化アルミニウム化合物またはクロロ化ケイ素化合物は、好ましくは、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、トリクロロアルミニウム、テトラクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ノルマルプロピルトリクロロシラン、またはパラトリルトリクロロシランであり、より好ましくは第14族元素のクロロ化化合物であり、特に好ましくはテトラクロロシランおよびフェニルトリクロロシランである。
【0106】
製造方法(1)において上式(iii)で表される化合物の使用量は、マグネシウム化合物中の総マグネシウム原子1molあたり、通常0.01〜100mol、好ましくは0.03〜50mol、特に好ましくは0.05〜30molであり、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0107】
製造方法(1)において、上式(iii)で表される化合物、チタン化合物(a)とマグネシウム化合物(b)および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる温度は特に限定されず、通常−50〜200℃であり、好ましくは0〜170℃であり、特に好ましくは50〜150℃の範囲である。
【0108】
製造方法(1)において、上式(iii)で表される化合物、チタン化合物(a)とマグネシウム化合物(b)および一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる時間は特に限定されず、通常10分〜12時間であり、好ましくは30分〜10時間である。
【0109】
チタン原子とマグネシウム原子を含む固体成分(c)
チタン原子とマグネシウム原子を含む固体成分(c)であれば特に制限はないが、チタン酸マグネシウム、WO2004/039747号公報に記載のチタン酸アルミニウムマグネシウム、3価のチタン原子、マグネシウム原子およびハイドロカルビルオキシ基を含有する固体触媒成分前駆体(c−1)が挙げられ、好ましくは3価のチタン原子、マグネシウム原子およびハイドロカルビルオキシ基を含有する固体触媒成分前駆体(c−1)である。
【0110】
固体触媒成分前駆体(c−1)のハイドロカルビルオキシ基としては、例えば炭素原子数が1〜20のハイドロカルビルオキシ基が挙げられるが、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、ペントキシ基、シクロペントキシ基、シクロヘキソキシ基である。
【0111】
固体触媒成分前駆体(c−1)は、いかなる調製方法で合成されてもよい。例えば、Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)の存在下に、チタン化合物(c−1b)を、有機マグネシウム化合物(c−1c)で還元する方法が挙げられる。
【0112】
Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)として、下式(iv)から(vi)で表わされる化合物を例示することができる。
Si(OR3t4(4-t)・・・(iv)
5(R62SiO)uSiR73・・・(v)
(R82SiO)v・・・(vi)
[式中、R3、R4、R5、R6、R7およびR8はそれぞれ独立した炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基または水素原子であり、tは0<t≦4を満たす整数であり、uは1〜1000の整数であり;vは2〜1000の整数である]
【0113】
式(iv)から(vi)で示すSi−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)におけるR3、R4、R5、R6、R7およびR8のハイドロカルビル基として、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−ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、およびドデシル基のようなアルキル基;フェニル基、クレジル基、キシリル基、およびナフチル基のようなアリール基;シクロヘキシル基およびシクロペンチル基のようなシクロアルキル基;アリル基のようなアルケニル基;ベンジル基のようなアラルキル基を例示することができる。
【0114】
式(iv)から(vi)で示すSi−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)におけるR3、R4、R5、R6、R7およびR8は好ましくは、炭素原子数2〜18のアルキル基または炭素原子数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜18の直鎖状アルキル基である。
【0115】
式(iv)から(vi)で示すSi−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)の具体例としては、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、エトキシトリエチルシラン、テトライソプロポキシシラン、ジイソプロポキシ−ジイソプロピルシラン、テトラプロポキシシラン、ジプロポキシジプロピルシラン、テトラブトキシシラン、ジブトキシジブチルシラン、ジシクロペントキシジエチルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、シクロヘキシロキシトリメチルシラン、フェノキシトリメチルシラン、テトラフェノキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、ヘキサメチルジシロヘキサン、ヘキサエチルジシロヘキサン、ヘキサプロピルジシロキサン、オクタエチルトリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、メチルハイドロポリシロキサン、およびフェニルハイドロポリシロキサンを例示することができる。
【0116】
式(iv)から(vi)で示すSi−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)の中でも、好ましくは式(iv)におけるtが1≦t≦4を満たす化合物であり、より好ましくは、tが4であるテトラアルコキシシランであり、最も好ましくはテトラエトキシシランである。
【0117】
チタン化合物(c−1b)として下式(vii)で表される化合物を例示することができる。



(vii)

[ただし、上式(vii)において、mは1〜20の整数を表し、R9は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表す。X3はハロゲン原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビルオキシ基を表し、X3は互いに同じであっても異なっていてもよい]
【0118】
式(vii)で示すチタン化合物(c−1b)におけるR9は、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−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−デシル基、およびn−ドデシル基のようなアルキル基;フェニル基、クレジル基、キシリル基、およびナフチル基のようなアリール基;シクロヘキシル基およびシクロペンチル基のようなシクロアルキル基;アリル基のようなアルケニル基;ならびにベンジル基のようなアラルキル基を例示することができる。R9は好ましくは、炭素原子数2〜18のアルキル基または炭素原子数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜18の直鎖状アルキル基である。
【0119】
上式(vii)におけるX3のハロゲン原子として、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子を例示することができる。特に好ましくは塩素原子である。
上式(vii)におけるX3の炭素原子数1〜20のハイドロカルビルオキシ基は、好ましくは、炭素原子数2〜18のアルコキシ基であり、より好ましくは炭素原子数2〜10のアルコキシ基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜6のアルコキシ基である。
【0120】
上式(vii)で表されるチタン化合物(c−1b)として、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトライソブトキシチタン、n−ブトキシチタントリクロリド、ジ−n−ブトキシチタンジクロリド、トリ−n−ブトキシチタンクロリド、ジ−n−テトライソプロピルポリチタネート(m=2〜10の範囲の混合物)、テトラ−n−ブチルポリチタネート(m=2〜10の範囲の混合物)、テトラ−n−ヘキシルポリチタネート(m=2〜10の範囲の混合物)、テトラ−n−オクチルポリチタネート(m=2〜10の範囲の混合物)、およびテトラアルコキシチタンに少量の水を反応して得られるテトラアルコキシチタンの縮合物、ならびにこれらの2以上の組合せを例示することができる。
【0121】
上式(vii)で表されるチタン化合物(c−1b)は好ましくは、mが1、2または4であるチタン化合物であり、より好ましくは、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−n−ブチルチタニウムダイマーまたはテトラ−n−ブチルチタニウムテトラマーである。
【0122】
有機マグネシウム化合物(c−1c)は、マグネシウム原子−炭素原子の結合を有する任意の化合物である。有機マグネシウム化合物として、下式(viii)または(ix)で表わされる化合物を例示することができ、良好な形態の触媒を得る観点から、前者の式(viii)で表されるグリニャール化合物が好ましく、グリニャール化合物のエーテル溶液が特に好ましい:
10MgX4・・・(viii)
1112Mg・・・(ix)
[R10、R11およびR12は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表し、X4はハロゲン原子を表わす]
【0123】
式(viii)および(ix)におけるR10、R11およびR12のハイドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、フェニル基、アリル基およびベンジル基のような、炭素原子数1〜20の、アルキル基、アリール基、アラルキル基およびアルケニル基を例示することができる。
【0124】
式(viii)および(ix)における好ましいR10、R11およびR12は、炭素原子数2〜18のアルキル基または炭素原子数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基である。
【0125】
式(viii)および(ix)におけるX4として、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子を例示することができる。特に好ましくは塩素原子である。
【0126】
上式で表されるグリニャール化合物の例としては、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、n−プロピルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムクロリド、n−ブチルマグネシウムクロリド、イソブチルマグネシウムクロリド、tert−ブチルマグネシウムクロリド、n−ペンチルマグネシウムクロリド、イソペンチルマグネシウムクロリド、シクロペンチルマグネシウムクロリド、n−ヘキシルマグネシウムクロリド、シクロヘキシルマグネシウムクロリド、n−オクチルマグネシウムクロリド、2−エチルヘキシルマグネシウムクロリド、フェニルマグネシウムクロリド、およびベンジルマグネシウムクロリドである。それらの中で、エチルマグネシウムクロリド、n−プロピルマグネシウムクロリド、イソプロピルマグネシウムクロリド、n−ブチルマグネシウムクロリド、およびイソブチルマグネシウムクロリドが好ましく、n−ブチルマグネシウムクロリドが特に好ましい。
これらのグリニャール化合物は、好ましくは、それらのエーテル溶液として用いられる。エーテルの例としては、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、エチルn−ブチルエーテルおよびジイソペンチルエーテルのようなジアルキルエーテル、ならびにテトラヒドロフランのような環状エーテルである。それらのうち、ジアルキルエーテルが好ましく、ジ−n−ブチルエーテルまたはジイソブチルエーテルが特に好ましい。
【0127】
Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)の存在下に、チタン化合物(c−1b)を、有機マグネシウム化合物(c−1c)で還元反応時に、任意のエステル基を有する化合物(c−1d)を共存させてもよい。
【0128】
エステル基を有する化合物(c−1d)としてはいかなるエステル化合物を用いてもよいが、モノまたは多価のカルボン酸エステルを挙げることができ、より具体的には飽和脂肪族カルボン酸エステル、不飽和脂肪族カルボン酸エステル、脂環式カルボン酸エステル、および芳香族カルボン酸エステルを例示することができる。更に具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸フェニル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、吉草酸エチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、アニス酸エチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル、フタル酸モノエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸メチルエチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジペンチル、フタル酸ジ−n−ヘキシル、フタル酸ジ−n−ヘプチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、およびフタル酸ジフェニルを例示することができる。中でも好ましくは、安息香酸エチルのような芳香族カルボン酸エステル;フタル酸エステルのような芳香族ジカルボン酸ジエステルである。
【0129】
還元反応における溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびデカンのような脂肪族炭化水素;トルエンおよびキシレンのような芳香族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンおよびデカリンのような脂環式炭化水素;ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、エチル−n−ブチルエーテル、およびジイソペンチルエーテルなどのジアルキルエーテル、およびテトラヒドロフランなどの環状エーテル;クロロベンゼンおよびジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族;ならびに、これらの2種以上の組合せを例示することができる。中でも、好ましくは脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、または、脂環式炭化水素であり、より好ましくは脂肪族炭化水素、または、脂環式炭化水素であり、さらに好ましくは脂肪族炭化水素であり、特に好ましくはヘキサン、または、ヘプタンである。
【0130】
還元反応において、Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)の使用量は、使用されるチタン化合物(c−1b)中の総チタン原子1molあたり、ケイ素原子が通常1〜500mol、好ましくは1〜300mol、特に好ましくは3〜100molとなる量である。
【0131】
還元反応において、有機マグネシウム化合物(c−1c)の使用量は、使用される有機マグネシウム化合物(c−1c)中の総マグネシウム原子1molあたり、上記チタン原子と上記ケイ素原子との和が通常0.1〜10mol、好ましくは0.2〜5.0mol、特に好ましくは0.5〜2.0molとなる量である。
還元反応におけるチタン化合物(c−1b)、Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)および有機マグネシウム化合物(c−1c)の使用量はまた、得られる固体触媒成分前駆体(c−1)中のマグネシウム原子の量が、該前駆体中のチタン原子1molあたり、1〜51mol、好ましくは2〜31mol、特に好ましくは4〜26molとなるように決定してもよい。
【0132】
還元反応において、エステル基を有する化合物(c−1d)の使用量は、使用されるチタン化合物中の総チタン原子1molあたり、通常0.05〜100mol、好ましくは0.1〜60mol、特に好ましくは0.2〜30molである。
【0133】
還元反応において、Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)、チタン化合物(c−1b)および溶媒を含有する溶液中に有機マグネシウム化合物(c−1c)を加えるときの温度は、通常−50〜100℃であり、好ましくは−30〜70℃であり、特に好ましくは−25〜50℃の範囲である。有機マグネシウム化合物(c−1c)を加えるときの時間は特に限定されず、通常30分〜6時間程度である。良好な形態の触媒を得る観点から、有機マグネシウム化合物(c−1c)は連続的に加えられるのが好ましい。該反応をさらに進めるために、5〜120℃での反応を追加してもよい。
【0134】
さらに、還元反応時に担体物質を存在させ、固体触媒成分前駆体(c−1)は担体物質に担持されていてもよい。担体物質としては、特に制限はないが、例えば、SiO2、Al23、MgO、TiO2、およびZrO2のような多孔質無機酸化物;ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−エチレングリコール−ジメタクリル酸メチル共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、アクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、およびポリプロピレンのような有機多孔質ポリマーが挙げられる。これらのうち好ましくは、有機多孔質ポリマーであり、特に好ましくは、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体である。
【0135】
担体として好ましくは、固体触媒成分前駆体(c−1)を有効に固定化する観点から、細孔半径20〜200nmにおける細孔容量が、0.3cm3/g以上であり、より好ましくは0.4cm3/g以上であり、かつ該範囲の細孔容量は、細孔半径3.5〜7500nmにおける細孔容量に対して35%以上であり、より好ましくは40%以上である多孔質の担体である。
【0136】
Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)と、一般式(vii)で表されるチタン化合物(c−1b)と、任意にエステル基を有する化合物(c−1d)と、有機マグネシウム化合物(c−1c)を加えると、有機マグネシウム化合物によるチタン化合物の還元反応が進行するので、該チタン化合物のチタン原子は4価から3価に還元される。本発明においては、実質上全ての4価のチタン原子が3価に還元されるのが好ましい。得られた固体触媒成分前駆体(c−1)は、3価のチタン原子、マグネシウム原子およびハイドロカルビルオキシ基を含有し、一般に非晶性または極めて弱い結晶性を有し、好ましくは非晶性の構造である。
【0137】
得られる固体触媒成分前駆体(c−1)は溶媒で洗浄してもよい。該溶媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびデカンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素;シクロヘキサンおよびシクロペンタンなどの脂環式炭化水素;1,2−ジクロロエタンおよびモノクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素である。これらの中で、脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素が好ましく、芳香族炭化水素がより好ましく、トルエンまたはキシレンが特に好ましい。
【0138】
製造方法(2)において、一般式(I)で表されるトリエーテルの使用量は、固体成分(c)1gあたり、通常0.01〜100mmol、好ましくは0.03〜50ml、特に好ましくは0.05〜30mlである。一般式(I)で表されるトリエーテルは、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0139】
製造方法(2)において、固体成分(c)と一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる温度は特に限定されず、通常−50〜200℃であり、好ましくは0〜170℃であり、より好ましくは50〜150℃の範囲であり、特に好ましくは50〜120℃の範囲である。
【0140】
製造方法(2)において、固体成分(c)と一般式(I)で表されるトリエーテルを接触させる時間は特に限定されず、通常10分〜12時間であり、好ましくは30〜10時間であり、特に好ましくは1時間〜8時間の範囲である。
【0141】
固体成分(c)と一般式(I)で表されるトリエーテルと、任意で下式(x)で表されるハロゲン化金属化合物をさらに接触させてもよい。
MR13m-c5c・・・(x)
[式中、Mは第4族、第13族または第14族原子を、R13は炭素原子数が1〜20のハイドロカルビル基を、X5はハロゲン原子を、mはMの原子価を表す。cは0<c≦mを満足する数を表す]
【0142】
上式(x)におけるMの第4族元素として、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムを例示することができる。中でも、好ましくはチタンである。Mの第13族元素として、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、およびタリウムを例示することができる。中でも、好ましくはホウ素またはアルミニウムであり、より好ましくはアルミニウムである。Mの第14族元素として、ケイ素、ゲルマニウム、錫、および鉛を例示することができる。中でも、好ましくはケイ素、ゲルマニウムまたは錫であり、より好ましくはケイ素である。
【0143】
上式(x)におけるR13のハイドロカルビル基としては、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−ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、およびドデシル基のような直鎖状または分岐状のアルキル基;シクロヘキシル基およびシクロペンチル基のような環状アルキル基;フェニル基、クレジル基、キシリル基およびナフチル基のようなアリール基が挙げられる。
【0144】
上式(x)におけるR13のハイドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、n−ペンチロキシ基、イソアミロキシ基、ヘキシロキシ基、ヘプチロキシ基、オクチロキシ基、デシロキシ基、およびドデシロキシ基のような直鎖状または分岐状のアルコキシ基;シクロヘキシロキシ基およびシクロペンチロキシ基のような環状アルコキシ基;フェノキシ基、キシロキシ基およびナフトキシ基のようなアリーロキシ基を例示することができる。
【0145】
上式(x)におけるR13として、好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基もしくはアルコキシ基;または炭素原子数6〜18のアリール基もしくはアリーロキシ基である。
【0146】
上式(x)におけるX5としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が挙げられ、好ましくは塩素原子または臭素原子である。
【0147】
上式(x)におけるmはMの原子価であり、Mが第4族元素のときmは4であり、第13族元素のときmは3であり、第14族元素のときmは4である。
【0148】
上式(x)におけるcは0<c≦mを満足する整数を表し、Mが第4族元素および第14族元素のときcは0<c≦4を満足する整数を表し、第13族元素のときcは0<c≦3を満足する整数を表す。Mが第4族元素または第14族元素の場合の好ましいcは3または4であり、より好ましくは4である。Mが第13族元素の場合の好ましいcは3である。
【0149】
上式(x)で表されるハロゲン化金属化合物として、米国特許6,187,883に記載のチタン化合物、および米国特許6,903,041に記載の第13族元素のクロロ化化合物や第14族元素のクロロ化化合物を例示することができる。
上式で表されるハロゲン化金属化合物のハロゲン化チタン化合物は、好ましくは四塩化チタン、四臭化チタンおよび四沃化チタンのようなテトラハロゲン化チタン化合物;またはメトキシチタントリクロリド、エトキシチタントリクロリド、トキシチタントリクロリド、フェノキシチタントリクロリド、およびエトキシチタントリブロマイドのようなトリハロゲン化アルコキシチタン化合物であり、より好ましくはテトラハロゲン化チタン化合物であり、特に好ましくは四塩化チタンである。
【0150】
上式で表されるハロゲン化金属化合物の第13族元素のクロロ化化合物または第14族元素のクロロ化化合物は、好ましくは、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、トリクロロアルミニウム、テトラクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ノルマルプロピルトリクロロシラン、またはパラトリルトリクロロシランであり、より好ましくは第14族元素のクロロ化化合物であり、特に好ましくはテトラクロロシランおよびフェニルトリクロロシランである。
【0151】
ハロゲン化金属化合物の使用量は、固体触媒成分前駆体(c−1)1gあたり、通常0.1〜1000mmol、好ましくは0.3〜500mmol、特に好ましくは0.5〜300mmolである。ハロゲン化金属化合物は、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0152】
固体触媒成分前駆体(c−1)と、一般式(I)で表されるトリエーテルと、任意のハロゲン化金属化合物とを接触させる時間は特に限定されず、通常10分〜12時間であり、好ましくは30〜10時間であり、特に好ましくは1時間〜8時間の範囲である。
【0153】
固体触媒成分前駆体(c−1)と、一般式(I)で表されるトリエーテルと、任意のハロゲン化金属化合物とを接触させる方法は特に限定されない。該方法として、スラリー法や機械的粉砕法(例えばボールミルによる方法)のような公知の方法を例示することができる。機械的粉砕法は、得られる固体触媒成分(A)の微粉含有量やその粒度分布の広がりを抑制するために、好ましくは上述の希釈剤の存在下で行われる。
【0154】
上記のスラリー法におけるスラリー濃度は、通常0.05〜0.7g固体/ml溶媒、特に好ましくは0.1〜0.5g固体/ml溶媒である。接触の温度は、通常30〜150℃、好ましくは45〜135℃、特に好ましくは60〜120℃である。接触の時間は特に制限されず、通常30分から6時間程度が好適である。
【0155】
本発明の固体触媒成分(A)は、公知方法によって有機アルミニウム化合物(B)および任意に外部電子供与体(C)と反応させることにより、オレフィン重合触媒を形成する。
【0156】
本発明で用いられる有機アルミニウム化合物(B)として、米国特許6,903,041に記載された化合物を例示することができる。中でも、好ましくは、トリアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウムハライドとの混合物、または、アルキルアルモキサンであり、さらに好ましくはトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムクロリドとの混合物またはテトラエチルジアルモキサンである。
【0157】
本発明で任意に用いられる外部電子供与体(C)として、米国特許6,903,041に記載された化合物を例示することができる。中でも、好ましくは酸素含有化合物または窒素含有化合物である。酸素含有化合物として、アルコキシケイ素、エーテル、エステル、およびケトンを例示することができる。中でも、好ましくはアルコキシケイ素またはエーテルである。
【0158】
外部電子供与体(C)としてのアルコキシケイ素は、下式(xi)〜(xiii)で表される化合物が好ましい。
14hSi(OR154-h・・・(xi)
Si(OR163(NR1718)・・・(xii)
Si(OR163(NR19)・・・(xiii)
[式中、R14は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基、水素原子であり;R15は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基であり;hは0≦h<4を満たす整数である。R14およびR15が複数存在する場合、それぞれのR14およびR15は同じか又は異なる。R16は、炭素原子数1〜6のハイドロカルビル基であり;R17およびR18は水素原子または炭素原子数1〜12のハイドロカルビル基であり;NR19は、炭素原子数5〜20の環状アミノ基である。]
【0159】
上式(xi)におけるR14およびR15のハイドロカルビル基としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられ、R14およびR15のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、および2−エチルヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基である。R14およびR15のアラルキル基としては、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜20のアラルキル基である。R14およびR15のアリール基としては、フェニル基、トリル基、およびキシリル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数6〜20のアリール基である。R14およびR15のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;イソブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜10のアルケニル基である。
【0160】
上式(xi)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、tert−ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジシクロブチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、sec−ブチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシランが挙げられる。
【0161】
上式(xii)および(xiii)におけるR16のハイドロカルビル基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、R16のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、およびn−ヘキシル基のような直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、およびネオペンチル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜6の直鎖状アルキル基である。R16のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;イソブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜6の直鎖状アルケニル基であり、特に好ましくはメチル基およびエチル基である。
【0162】
上式(xii)におけるR17およびR18のハイドロカルビル基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、R17およびR18のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、およびn−ヘキシル基のような直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、およびネオペンチル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜6の直鎖状アルキル基である。R17およびR18のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;イソブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜6の直鎖状アルケニル基であり、特に好ましくはメチル基およびエチル基である。
【0163】
上式(xii)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、ジメチルアミノトリメトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシラン、ジ−n−プロピルアミノトリメトキシシラン、ジメチルアミノトリエトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジ−n−プロピルアミノトリエトキシシラン、メチルエチルアミノトリエトキシシラン、メチル−n−プロピルアミノトリエトキシシラン、tert−ブチルアミノトリエトキシシラン、ジイソプロピルアミノトリエトキシシラン、メチルイソプロピルアミノトリエトキシシランが挙げられる。
【0164】
上式(xiii)におけるNR19の環状アミノ基としては、パーヒドロキノリノ基、パーヒドロイソキノリノ基、1,2,3,4−テトラヒドロキノリノ基、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリノ基、オクタメチレンイミノ基が挙げられる。
【0165】
上式(xiii)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、パーヒドロキノリノトリエトキシシラン、パーヒドロイソキノリノトリエトキシシラン、1,2,3,4−テトラヒドロキノリノトリエトキシシラン、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリノトリエトキシシラン、オクタメチレンイミノトリエトキシシランが挙げられる。
【0166】
外部電子供与体(C)のエーテルとして、より好ましくは環状エーテル化合物である。環状エーテル化合物とは、環構造内に少なくとも一つの−C−O−C−結合を有する複素環式化合物であり、更に好ましくは環構造内に少なくとも一つの−C−O−C−O−C−結合を有する環状エーテル化合物であり、特に好ましくは1,3−ジオキソラン、又は1,3−ジオキサンである。
外部電子供与体(C)は、それぞれ単独で用いてもよく、また二種類以上を組み合わせて用いても良い。
【0167】
オレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)と、任意に外部電子供与体(C)とを接触させる方法は、オレフィン重合用固体触媒が生成される限り、特に限定されない。接触は溶媒の存在下または不在下で行われる。これらの接触混合物を重合槽に供給してもよいし、これらを別々に重合槽に供給して重合槽中で接触させてもよいし、任意の二成分の接触混合物と残りの成分とを別々に重合槽に供給してもよい
【0168】
本発明のオレフィン重合体の製造方法で用いられるオレフィンとして、エチレンおよび炭素原子数3以上のα−オレフィンを例示することができる。α−オレフィンとして、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、および1−デセンのような直鎖状モノオレフィン;3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、および4−メチル−1−ペンテンのような分岐鎖状モノオレフィン;ビニルシクロヘキサンのような環状モノオレフィン;ならびに、これらの2種以上の組合せを例示することができる。中でも、好ましくはエチレンもしくはプロピレンの単独重合、または、エチレンもしくはプロピレンを主成分とする複数種のオレフィンの組合せの共重合である。上記の複数種のオレフィンの組合せは、2種類またはそれ以上の種類のオレフィンの組合せを含んでいてもよく、共役ジエンや非共役ジエンのような多不飽和結合を有する化合物を含んでいてもよい。
【0169】
本発明のオレフィン重合体の製造方法で製造されるオレフィン重合体は、好ましくはエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、1−ブテン単独重合体、1−ペンテン単独重合体、1−ヘキセン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ヘキセン共重合体、または、これらを多段重合して得られるブロック共重合体である。
【0170】
本発明にかかる重合触媒を形成させるための方法は、以下の工程からなる方法の方が好ましい場合がある:
(1)オレフィン重合用固体触媒成分(A)及び有機アルミニウム化合物(B)の存在下、少量のオレフィン(本来の重合(通常、本重合と言われる)で使用されるオレフィンと同一または異なる)を重合させ(生成されるオレフィン重合体の分子量を調節するために水素のような連鎖移動剤を用いてもよいし、外部電子供与体(C)を用いてもよい)、該オレフィンの重合体で表面が覆われた触媒成分を生成させる工程(該重合は通常、予備重合と言われ、したがって該触媒成分は通常、予備重合触媒成分と言われる)
(2)予備重合触媒成分と、有機アルミニウム化合物(B)および外部電子供与体(C)とを接触させる工程。
【0171】
本発明における「固体触媒成分」という用語は、上記の「固体触媒成分」のみならず、「予備重合触媒成分」や「両者の組合せ」をも意味する。
予備重合は好ましくは、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン及びトルエンのような不活性炭化水素を溶媒とするスラリー重合である。
【0172】
上記工程(1)で用いられる有機アルミニウム化合物(B)の量は、工程(1)で用いられる固体触媒成分(A)中のチタン原子1モル当たり、通常0.5〜700モル、好ましくは0.8〜500モル、特に好ましくは1〜200モルである。
予備重合されるオレフィンの量は、工程(1)で用いられるオレフィン重合用固体触媒成分(A)1g当たり通常0.01〜1000g、好ましくは0.05〜500g、特に好ましくは0.1〜200gである。
【0173】
上記工程(1)のスラリー重合におけるオレフィン重合用固体触媒成分(A)のスラリー濃度は、好ましくは1〜500g−オレフィン重合用固体触媒成分/リットル−溶媒、特に好ましくは3〜300g−オレフィン重合用固体触媒成分/リットル−溶媒である。
予備重合の温度は、好ましくは−20〜100℃、特に好ましくは0〜80℃である。予備重合における気相部のオレフィンの分圧は、好ましくは0.01〜2MPa、特に好ましくは0.1〜1MPaであるが、予備重合の圧力や温度において液状であるオレフィンについては、この限りではない。予備重合の時間は特に制限されず、好ましくは2分間から15時間である
【0174】
予備重合における、オレフィン重合用固体触媒成分(A)、有機アルミニウム化合物(B)及びオレフィンを重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)オレフィン重合用固体触媒成分(A)と有機アルミニウム化合物(B)とを供給した後、オレフィンを供給する方法;および
(2)オレフィン重合用固体触媒成分(A)とオレフィンとを供給した後、有機アルミニウム化合物(B)を供給する方法。
【0175】
予備重合における、オレフィンを重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)重合槽内の圧力を所定の圧力に維持するようにオレフィンを順次供給する方法;および
(2)オレフィンの所定量の全量を一括して供給する方法。
予備重合で用いられる外部電子供与体(C)の量は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)中に含まれるチタン原子1モルに対して、通常0.01〜400モル、好ましくは0.02〜200モル、特に好ましくは、0.03〜100モルであり、有機アルミニウム化合物(B)1モルに対して、通常0.003〜5モル、好ましくは0.005〜3モル、特に好ましくは0.01〜2モルである。
【0176】
予備重合における、外部電子供与体(C)を重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1) 外部電子供与体(C)を単独で供給する方法;および
(2) 外部電子供与体(C)と有機アルミニウム化合物(B)との接触物を供給する方法。
本重合時の有機アルミニウム化合物(B)の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)中のチタン原子1molあたり、通常1〜1000mol、特に好ましくは5〜600molである。
本重合時の外部電子供与体(C)の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)中に含まれるチタン原子1molあたり、通常0.1〜2000mol、好ましくは0.3〜1000mol、特に好ましくは0.5〜800molであり、有機アルミニウム化合物(B)1molあたり、通常0.001〜5mol、好ましくは0.005〜3mol、特に好ましくは0.01〜1molである。
【0177】
本重合の温度は、通常−30〜300℃、好ましくは20〜180℃である。重合圧力は特に制限されず、工業的かつ経済的であるという点で、一般に常圧〜10MPa、好ましくは200kPa〜5MPa程度である。重合はバッチ式または連続式であり、重合方法としてプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタンのような不活性炭化水素を溶媒とするスラリー重合法または溶液重合法や、重合温度において液状であるオレフィンを媒体とするバルク重合法や、気相重合法を例示することができる。
【0178】
本重合で得られる重合体の分子量を調節するために、連鎖移動剤(例えば、水素や、ジメチル亜鉛およびジエチル亜鉛のようなアルキル亜鉛)を用いてもよい。
【0179】
本発明によれば、得られる重合体の有機溶媒溶出量が低い、オレフィン重合用固体触媒成分(A)、オレフィン重合用触媒成分の製造方法、オレフィン重合用触媒を得ることが出来る。
【実施例】
【0180】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によって特に限定をうけるものではない。
【0181】
化合物は、1H NMRで同定した。1H NMRは、核磁気共鳴装置(日本電子社製、JNM−AL400)を用いて下記の条件により測定した。テトラメチルシランの水素の化学シフト値を基準にした。
測定溶媒:CDCl3
測定温度:室温
【0182】
目的の生成物の生成比は、ガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−2010)を用いて下記条件により測定した。
(1)測定カラム:DB−1(Aglient Technologies社製)
長さ30m、内径:0.25mm、Films:0.25μm
(2)測定温度:100〜300℃(10℃/分) 300℃ 10分間保持
【0183】
目的の生成物の生成比は、ガスクロマトグラフ(島津製作所製、GC−2010)を用いて下記条件により測定した。
(1)測定カラム:DB−1(Aglient Technologies社製)
長さ30m、内径:0.25mm、Films:0.25μm
(2)測定温度:100〜300℃(10℃/分) 300℃ 10分間保持
[参考例1]
【0184】
工程[1]
5−エチル−5−ヒドロキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサンの合成
トリメチロールプロパン(100g、745mmol)と2,2−ジメトキシプロパン(110mL、894mmol)をp−トルエンスルホン酸28gを触媒としN,N−ジメチルホルムアミド450mLを溶媒として1L撹拌機付きフラスコに仕込み、25 ℃で2時間撹拌した。反応混合物を炭酸水素ナトリウム水溶液で中和し、ジエチルエーテル抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去し、5−エチル−5−ヒドロキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサンを122g得られた(収率95%、純度98%(GC面積百分率))。
1H NMR (400MHz,CDCl3)δ 0.85(t,J=7.6Hz,3H),1.31(q,J=7.6Hz,2H),1.40(s,3H),1.43(s,3H).1.97(t,J=5.5Hz,3H),3.67(m,4H),3.74(d,J=5.5Hz,2H)

[参考例2]
【0185】
工程[2]
5−エチル−5−メトキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサンの合成
得られた5−エチル−5−ヒドロキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサン(40g、230mmol)を乾燥N,N−ジメチルホルムアミド168mLに溶解した。別に1Lの4口フラスコに30mLのN,N−ジメチルホルムアミドを入れ、これに水素化ナトリウム(55wt%、11.5g、264mmol)を分散させた。この分散液に上記2,5−ジメチル−5−ヒドロキシメチル−1,3−ジオキサン溶液を0 ℃で滴下し、滴下完了後、室温下で1時間撹拌し、0 ℃に冷却下、ヨードメタン(18.6mL、298mmol)を滴下し、滴下完了後3時間20℃で撹拌した。反応液を水洗しジエチルエーテル抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去し、5−エチル−5−メトキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサンを40g得られた(収率87%、純度94%(GC面積百分率))。
1H NMR (400MHz,CDCl3)δ 0.83(t,J=7.6Hz,3H),1.35(q,J=7.6Hz,2H),1.40(d,J=0.5Hz,3H),1.41(d,J=0.5Hz,3H),3.35(s,3H),3.41(s,2H),3.59(d,J=Hz,2H),3.69(d,2H)

[参考例3]
【0186】
工程[3]
2−(t−ブトキシメチル)−2−(メトキシメチル)ブタノールの合成
得られた5−エチル−5−メトキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサン(34g、180mmol)と溶媒として無水トルエン450mLを撹拌機付きフラスコに仕込み、0 ℃でメチルマグネシウムアイオダイドのジエチルエーテル溶液(3M、90mL、271mmol,1.5当量)を滴下し、滴下完了後、80℃で3時間撹拌した。反応液に塩化アンモニウム水溶液を入れ、ジエチルエーテル抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去し、2−(t−ブトキシメチル)−2−(メトキシメチル)ブタノールを29g得られた(収率75%、純度94%(GC面積百分率))。
1H NMR (400MHz,CDCl3)δ 0.84(t,J=7.6Hz,3H),1.18(s,9H),1.34(q,J=7.6Hz,1H),1.35(q,J=7.6Hz,1H),3.34(s,3H),3.35−3.60(m,6H)

[参考例4]
【0187】
工程[4]
1−(t−ブトキシ)−2,2−ビス(メトキシメチル)ブタンの合成
得られた2−(t−ブトキシメチル)−2−(メトキシメチル)ブタノール(30g,145mmol)を乾燥テトラヒドロフラン400mLに溶解した。別に1Lの4口フラスコに200mLのテトラヒドロフランを入れ、これに水素化ナトリウム(55wt%,5.2g,217mmol)を分散させた。この分散液に上記2−(t−ブトキシメチル)−2−(メトキシメチル)ブタノール溶液を0 ℃で滴下し、滴下完了後、室温下で1時間撹拌し、0 ℃に冷却下、ヨードメタン(36mL、579mmol)を滴下し、滴下完了後40℃で3時間撹拌した。反応液を水洗しジエチルエーテル抽出物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過後溶媒を留去し、減圧蒸留(沸点:74−75℃/0.67kPa)により25g得られた(収率79%、純度94%(GC面積百分率))。5−エチル−5−ヒドロキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキサンからの収率が52%であった。
1H NMR (400MHz,CDCl3)δ 0.84(t,J=7.5Hz,3H),1.14(s,9H),1.37(q,J=7.5Hz,2H),3.17(s,2H),3.24(s,4H),3.31(s,6H)

【0188】
[実施例1]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた200mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、球状のジエトキシマグネシウム5.23gとトルエン41.8mlを加えた。室温下で四塩化チタン10.5mlを加え、80℃まで昇温し、[参考例4]で合成した1−tert−ブトキシ−2,2−ビス(メトキシメチル)ブタン1.05mlを投入し、110℃にて1時間攪拌した。次いで、攪拌混合物を固液分離し、100℃にてトルエン52.3mlでの洗浄を3回繰り返し、洗浄後の固体にトルエン41.8mlを投入した。これに四塩化チタン10.5mlを投入し、110℃で1時間攪拌した。その後、攪拌混合物を固液分離し、100℃にてトルエン52.3mlでの洗浄を3回繰り返した後、さらに室温にてヘキサン52.3mlでの洗浄を3回繰り返し、洗浄後の固体を減圧乾燥してオレフィン重合用固体触媒成分を5.95g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1にまとめる。
【0189】
上記の固体触媒成分の組成分析についてはそれぞれ次のように実施した。即ち、チタン原子含有量は、固体サンプル約20mgを2規定の希硫酸約30mlで分解、これに過剰となる3重量%過酸化水素水3mlを加え、得られた液状サンプルの410nmの特性吸収を日立製ダブルビーム分光光度計U−2001型を用いて測定し、別途作成しておいた検量線によって求めた。
【0190】
(2)プロピレンの重合
内容積3リットルの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後これを真空にした。トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)2.63mmol、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(電子供与体)0.26mmol、および実施例1(1)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分2.36mgを加えた。次いで、プロピレン780gと水素0.20MPaを加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温し、80℃で1時間重合を行った。重合反応終了後、未反応モノマーをパージし、プロピレン重合体を16.2g得た。得られた結果を表1に示す。
【0191】
上記のオレフィン重合体の極限粘度(以下[η]と略す)はテトラリン溶媒、135℃で測定した。
【0192】
[比較例1]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた300mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、球状のジエトキシマグネシウム10.76gとトルエン86.1mlを加えた。室温下で四塩化チタン21.5mlを加え、80℃まで昇温し、1−メトキシ−2,2−ビス(メトキメチル)ブタン2.2mlを投入し、110℃にて1時間攪拌した。次いで、攪拌混合物を固液分離し、100℃にてトルエン108mlでの洗浄を3回繰り返し、洗浄後の固体にトルエン86.1mlを投入した。これに四塩化チタン21.5mlを投入し、110℃で1時間攪拌した。その後、攪拌混合物を固液分離し、100℃にてトルエン108mlでの洗浄を3回繰り返した後、さらに室温にてヘキサン108mlでの洗浄を3回繰り返し、洗浄後の固体を減圧乾燥してオレフィン重合用固体触媒成分を12.55g得た。得られたオレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0193】
(2)プロピレンの重合
実施例1(1)で得られたオレフィン重合用固体触媒成分を、比較例1(1)で得られたオレフィン重合用固体触媒成分に変更したこと以外は実施例1(2)と同様にプロピレンの重合を行った。得られた結果を表1に示す。
【0194】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(I)で表されるトリエーテル。


(I)
[式中、Ra〜RcおよびRfは、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表す。ただし、Ra〜Rcが同時に水素原子であることはなく、結合して環構造を形成してもよい。RdおよびReは、それぞれ独立に、炭素原子数1〜5のハイドロカルビル基を表す。]
【請求項2】
a〜Rcが、それぞれ独立に、水素原子または炭素原子数1〜20のアルキル基である、請求項1に記載のトリエーテル(ただし、Ra〜Rcが同時に水素原子であることはなく、結合して環構造を形成してもよい。)。
【請求項3】
チタン化合物(a)、マグネシウム化合物(b)および請求項1に記載のトリエーテルを接触させるオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。
【請求項4】
マグネシウム化合物(b)がハロゲン化マグネシウム(b−1)である請求項3に記載のオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。
【請求項5】
マグネシウム化合物(b)がジアルコキシマグネシウム(b−2)である請求項3に記載のオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。
【請求項6】
チタン原子とマグネシウム原子とを含む固体成分(c)、および請求項1に記載のトリエーテルを接触させるオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。
【請求項7】
固体成分(c)は、3価のチタン原子、マグネシウム原子およびハイドロカルビルオキシ基を含有するオレフィン重合用固体触媒成分前駆体(c−1)である請求項6に記載のオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。
【請求項8】
オレフィン重合用固体触媒成分前駆体(c−1)は、Si−O結合を有するケイ素化合物(c−1a)の存在下、一般式(vii)で表されるチタン化合物(c−1b)を、有機マグネシウム化合物(c−1c)で還元して得られる請求項7に記載のオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。



(vii)

[ただし、上式(vii)において、mは1〜20の整数を表し、R9は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表す。X3はハロゲン原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビルオキシ基を表し、X3は互いに同じであっても異なっていてもよい]
【請求項9】
請求項3〜7のいずれかに記載の製造方法により得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)とを接触させる工程からなるオレフィン重合用固体触媒の製造方法。
【請求項10】
請求項3または6に記載の製造方法により得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)と、外部電子供与体(C)とを接触させる工程からなるオレフィン重合用固体触媒の製造方法。
【請求項11】
請求項9または10に記載の製造方法により得られるオレフィン重合用固体触媒の存在下にオレフィンを重合させる工程からなるオレフィン重合体の製造方法。
【請求項12】
オレフィンが、炭素原子数3〜20のα―オレフィンである請求項11記載のα―オレフィン重合体の製造方法。

【公開番号】特開2011−231253(P2011−231253A)
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−104108(P2010−104108)
【出願日】平成22年4月28日(2010.4.28)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】