説明

有機遷移金属化合物、ビスシクロペンタジエニルリガンド組成物、触媒組成物及びポリオレフィンの製造方法

本発明は、式(I):
【化1】


[但し、M1が元素周期表第3、4、5又は6族の金属又はランタニドを表し、
Xが同一でも又は異なっていても良く、それぞれ有機基又は無機基を表し、且つ2個の基Xが相互に結合しても良く、
nが1〜4の自然数を表し、
1、T2が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ−O−、−S−、−Se−、−Te−、−N(R13)−、−P(R13)−、−As(R13)−、−Sb(R13)−、−Si(R132−、−C(R1314)−C(R1315)−及び−C(R14)=C(R15)−からなる群から選択される2価の基を表し、且つR13、R14及びR15が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
1、R7が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
2、R8が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれハロゲン又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、且つT1が−C(H)=C(H)−を表す場合には、R3がメチルを表さず、
4、R5、R6、R10、R11及びR12が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン又は炭素原子数1〜40の有機基を表すか、又は2個の隣接基R4、R5、R6、R10、R11及びR12がこれらに結合する原子と結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSiからなる群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良く、或いは
1又はT2が−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表す場合には、基R3と基R4及び/又は基R9と基R10とが結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSiからなる群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良く、そして
Aが2価の原子又は2価の基から構成されるブリッジを表す。]
で表される有機遷移金属化合物に関する。
更に、本発明は、上記の置換様式を有するビスシクロペンタジエニルリガンド組成物、本発明の少なくとも1種の有機遷移金属化合物を含む触媒組成物、本発明のいずれか1つの触媒組成物の存在下で少なくとも1種のオレフィンを重合又は共重合することによるポリオレフィンの製造方法及びこのようにして得られるポリオレフィン、本発明のビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を有機遷移金属化合物の製造に使用する方法並びにビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を用いる有機遷移金属化合物の製造方法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、式(I):
【0002】
【化1】

【0003】
[但し、M1が元素周期表第3、4、5又は6族の金属又はランタニドを表し、
Xが同一でも又は異なっていても良く、それぞれ有機基又は無機基を表し、且つ2個の基Xが相互に結合しても良く、
nが1〜4の自然数を表し、
1、T2が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ−O−、−S−、−Se−、−Te−、−N(R13)−、−P(R13)−、−As(R13)−、−Sb(R13)−、−Si(R132−、−C(R1314)−C(R1315)−及び−C(R14)=C(R15)−からなる群から選択される2価の基を表し、且つR13、R14及びR15が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
1、R7が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
2、R8が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれハロゲン又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、且つT1が−C(H)=C(H)−を表す場合には、R3がメチルを表さず、
4、R5、R6、R10、R11及びR12が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン又は炭素原子数1〜40の有機基を表すか、又は2個の隣接基R4、R5、R6、R10、R11及びR12がこれらに結合する原子と結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSiからなる群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良く、或いは
1又はT2が−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表す場合には、基R3と基R4及び/又は基R9と基R10とが結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSiからなる群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良く、そして
Aが2価の原子又は2価の基から構成されるブリッジを表す。]
で表される有機遷移金属化合物に関する。
【0004】
更に、本発明は、上記の置換様式を有するビスシクロペンタジエニルリガンド組成物、本発明の少なくとも1種の有機遷移金属化合物を含む触媒組成物、本発明のいずれか1つの触媒組成物の存在下で少なくとも1種のオレフィンを重合又は共重合することによるポリオレフィンの製造方法及びこのようにして得られるポリオレフィン、本発明のビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を有機遷移金属化合物の製造に使用する方法並びにビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を用いる有機遷移金属化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0005】
要求に適合したポリオレフィンを製造する目的でオレフィンを重合又は共重合する場合に用いられる触媒成分として有機遷移金属化合物、特にメタロセンを使用することに関する研究開発は、15年以上に亘り大学及び産業で集中的に継続されてきた。今日では、メタロセン触媒組成物を用いて製造され、エチレンを基礎とするポリオレフィンに加えて、メタロセン触媒組成物を用いて特に製造され、プロピレンを基礎とするポリオレフィンの市場部門がダイナミックに成長している。
【0006】
ビス(シクロペンタジエニル)ジアルキルジルコニウム又はビス(シクロペンタジエニル)ジハライドを基礎とする可溶性メタロセン化合物をアルミノキサンと共に用いることによって、アタクチックポリプロピレンを得る。
【0007】
ビスインデニル置換ansa−メタロセンについて、特に、アイソタクチック性が高く、高い結晶性及び高い融点を有するポリプロピレンを製造するための能力に関して最大限活用してきた。更に、アイソタクチック性の高いポリプロピレンと、例えば、耐衝撃性ポリプロピレンの製造においてゴム層として用いられる高分子量のプロピレン−エチレン共重合体との両方の製造に好適なビスインデニル置換ansa−メタロセンが見出された。
【0008】
非特許文献1では、シクロペンタジエニルリガンドが縮合チオフェンフラグメントを含むメタロセンを記載している。このメタロセンは、更に重合触媒に転化されず、又はそれ自体として試験された。
【0009】
特許文献1では、ベンゾ縮合ビスインデニルメタロセンを記載し、触媒成分として用いた場合、工業的に直接関連するモル質量を有し、アイソタクチック性の高いポリプロピレンを製造することができる。
【0010】
特許文献2では、特定の置換様式を有するビスインデニル置換ansa−メタロセンを記載し、これを用いることにより、アイソタクチック性の低いポリプロピレンを得ることができる。
【0011】
【特許文献1】EP59900
【特許文献2】EP582194
【非特許文献1】Organometallics 2002, 21, 2842-2855頁
【発明の開示】
【0012】
しかしながら、高いモル質量を保持しつつアイソタクチック性の低いポリプロピレンを得ることができるだけでなく、高分子量のプロピレン−エチレン共重合体を製造することができるメタロセンの構造が必要である。また、所望のポリプロピレンにおいて低いアイソタクチック性を簡単な手法で制御することができるメタロセンの構造も必要である。更に、かかるメタロセンによって、密度の高い高分子量の結晶性ポリエチレンを製造することができるようにする必要もある。
【0013】
公知のメタロセン触媒組成物には、上述の特性面に関して依然として改良する余地が残っている。新規な触媒組成物及び触媒成分を研究する別の側面は、常に、その新規な触媒組成物及び触媒成分を経済的な方法で得るための能力、及びポリオレフィンを製造するための経済的で且つ環境に優しい方法を提供するための能力である。
【0014】
従って、本発明の目的は、新規な有機遷移金属化合物を見出すことにあり、この化合物をオレフィンの重合するための触媒成分として用いた場合、従来技術の不都合を回避し、重合特性及びポリマー特性を所望の方法で制御することができる。
【0015】
本発明者等は、上記目的が冒頭に述べた式(I)の有機遷移金属化合物によって達成されることを見出した。
【0016】
1は、元素周期表第3、4、5又は6族の元素又はランタニドを表し、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン又はタングステンを表し、チタン、ジルコニウム、ハフニウムを表すのが好ましく、ジルコニウム又はハフニウムを表すのが特に好ましく、ジルコニウムを表すのが極めて好ましい。
【0017】
Xは、同一でも又は異なっていても良く、同一であることが好ましく、それぞれ有機基又は無機基を表し、且つ2個の基Xが相互に結合しても良い。Xはハロゲン、例えばフッ素、塩素、臭素、ヨウ素、好ましくは塩素、また水素、C1〜C20、好ましくはC1〜C4アルキル、特にメチル、C2〜C20、好ましくはC2〜C4アルケニル、C6〜C22、好ましくはC6〜C10アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアルキルアリール又はアリールアルキル、−OR16又はNR1617、好ましくは−OR16を表し、且つ2個の基Xが相互に結合しても良く、2個の−OR16が相互に結合することが好ましい。2個の基Xは置換又は無置換のジエンリガンド、特に1,3−ジエンリガンドを形成しても良い。基R16、R17は、それぞれC1〜C10、好ましくはC1〜C4アルキル、C6〜C15、好ましくはC6〜C10アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアルキルアリール、アリールアルキル、フルオロアルキル又はフルオロアリールを表す。
【0018】
特段限定しない限り、アルキルは、直鎖、分岐又は環式の基であり、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル又はn−オクチルを表す。
【0019】
指数nは、1〜4の自然数であり、屡々、M1の酸化数から2を引いた値に等しい。元素周期表第4族の元素の場合、nは2を表すのが好ましい。
【0020】
1及びT2は、同一でも又は異なっていても良く、好ましくは同一であり、それぞれ−O−、−S−、−Se−、−Te−、−N(R13)−、−P(R13)−、−As(R13)−、−Sb(R13)−、−Si(R132−、−C(R1314)−C(R1315)−及び−C(R14)=C(R15)−からなる群から選択される2価の基、好ましくは−O−、−S−及び−Se−、特に−S−を表し、且つR13、R14及びR15が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表す。基R13、R14及びR15の好ましい例示は、水素、環式、分岐又は非分岐のC1〜C20、好ましくはC1〜C8アルキル、C2〜C20、好ましくはC2〜C8アルケニル、C6〜C22、好ましくはC6〜C10アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアルキルアリール又はアリールアルキルの各基であり、これらの基はハロゲン化されていても良く、或いは、基R13、R14及びR15は、置換されていても良い飽和又は不飽和のヘテロ環式基、特に芳香族へテロ環式基であっても良く、このヘテロ環式基の炭素原子数は2〜40の範囲、好ましくは4〜20の範囲であり、少なくとも1種のヘテロ原子、好ましくはO、N、S及びPからなる元素の群から選択されるヘテロ原子、特にNを含んでいる。R14及びR15は、それぞれ水素又はメチルを表すのが好ましく、特に水素を表す。
【0021】
1、R7は、同一でも又は異なっていても良く、好ましくは同一であり、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、例えば、C1〜C40アルキル、C1〜C10フルオロアルキル、C2〜C40アルケニル、C6〜C40アリール、C6〜C10フルオロアリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアリールアルキル、アリールアルケニル又はアルキルアリールを表し、或いはO、N、S、P及びSe、特にO、N及びSからなる群から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含むC2〜C40ヘテロ芳香族基を表し、且つヘテロ芳香族基は、他の基R18で置換されていても良い。基R18は、炭素原子数1〜20の有機基であり、特にR16と同義であり、そして複数の基R18は、同一でも又は異なっていても良い。
【0022】
1、R7は、水素、環式、分岐又は非分岐、好ましくは非分岐のC1〜C20、好ましくはC1〜C10アルキル、C6〜C22、好ましくはC6〜C14アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアルキルアリール又はアリールアルキルの各基を表すか、或いは置換されていても良いチエニル基、置換されていても良いフリル基及び置換されていても良いピロリル基からなる群から選択されるC4〜C24ヘテロ芳香族基を表すのが好ましく、且つ5員のヘテロ芳香族基の置換基は、C1〜C4アルキル基又はC6〜C20、好ましくはC6〜C10アリール基を表すのが好ましく、特にメチル、エチル又はフェニルを表す。
【0023】
1及びR7は、非分岐のC1〜C10アルキル基、特にメチル、エチル、n−プロピル又はn−ヘキシルを表すのが特に好ましい。
【0024】
2、R8は、同一でも又は異なっていても良く、好ましくは同一であり、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、例えば、C1〜C40アルキル、C1〜C10フルオロアルキル、C2〜C40アルケニル、C6〜C40アリール、C6〜C10フルオロアリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアリールアルキル、アリールアルケニル又はアルキルアリールを表し、或いはO、N、S、P及びSe、特にO、N及びSからなる群から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含むC2〜C40ヘテロ芳香族基を表し、且つヘテロ芳香族基は、他の基R18で置換されていても良い。基R18は、炭素原子数1〜20の有機基であり、特にR16と同義であり、そして複数の基R18は、同一でも又は異なっていても良い。
【0025】
2及びR8は水素を表すのが好ましい。
【0026】
3及びR9は、同一でも又は異なっていても良く、好ましくは同一であり、それぞれハロゲン、例えばフッ素、塩素、臭素又はヨウ素、特にフッ素又は塩素を表すか、又は炭素原子数1〜40、特に3〜40の有機基を表し、例えば、C1〜C40アルキル、C1〜C10フルオロアルキル、C2〜C40アルケニル、C6〜C40アリール、C6〜C10フルオロアリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアリールアルキル、アリールアルケニル又はアルキルアリールを表し、或いはO、N、S、P及びSe、特にO、N及びSからなる群から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含むC2〜C40ヘテロ環式基、特にヘテロ芳香族基を表し、且つヘテロ環式基は、他の基R18で置換されていても良い。基R18は、炭素原子数1〜20の有機基であり、特にR16と同義であり、そして複数の基R18は、同一でも又は異なっていても良く、且つT1が−C(H)=C(H)−を表す場合には、R3がメチルを表さない。
【0027】
3及びR9は、それぞれα位で分岐し、3〜40個の炭素原子を有する有機基を表すのが好ましく、α位で分岐する基は、その結合α原子が少なくとも2個の直接結合原子を有する基であり、これらの直接結合原子は、水素を表さず且つ1個を超えない直接結合水素原子である。結合α原子は、炭素を表すのが好ましい。
【0028】
基R3及びR9は、特に好ましくはC3〜C20、好ましくはC3〜C10アルキル、C3〜C20、好ましくはC3〜C8アルケニル、C6〜C22、好ましくはC6〜C10アリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアルキルアリール、アリールアルキル又はアリールアルケニル、C3〜C12、好ましくはC5〜C8シクロアルキル又はシクロアルケニルを表すか、或いは基R3及びR9は、O、N、S、P及びSi、特にO、N及びSからなる群から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含み、炭素原子数3〜10の飽和又は不飽和へテロ環式基を表し、且つ炭素環式基又はヘテロ環式基は、他の基R18で置換されていても良い。基R18は、炭素原子数1〜20の有機基であり、特にR16と同義であり、そして複数の基R18は、同一でも又は異なっていても良い。
【0029】
基R3及びR9の好ましい例示は、イソプロピル、シクロブチル、1−メチルプロピル、1−メチルブチル、1−エチルブチル、1−メチルペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、t−ブチル、シクロペンタ−2−エニル、シクロペンタ−3−エニル、シクロヘキサ−2−エニル、シクロヘキサ−3−エニル、p−メチルシクロヘキシル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、フェニル、2−トリル、3−トリル、4−トリル、2,6−ジメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、フェナンチル、チエニル、フリル、メチルチエニル、メチルフリル、トリフルオロメチル又はトリメチルシリルである。
【0030】
4、R5、R6、R10、R11及びR12は、同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン、例えばフッ素、塩素、臭素又はヨウ素、特にフッ素又は塩素を表すか、又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、例えばC1〜C40アルキル、C1〜C10フルオロアルキル、C2〜C40アルケニル、C6〜C40アリール、C6〜C10フルオロアリール、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜22個、好ましくは6〜10個のアリールアルキル、アリールアルケニル又はアルキルアリールを表し、或いはO、N、S、P及びSe、特にO、N及びSからなる群から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含むC2〜C40ヘテロ環式基、特にヘテロ芳香族基を表し、且つヘテロ環式基は、他の基R18で置換されていても良い。基R18は、炭素原子数1〜20の有機基であり、特にR16と同義であり、そして複数の基R18は、同一でも又は異なっていても良い。
【0031】
或いは、2個の隣接基R4、R5、R6、R10、R11及びR12がこれらに結合する原子と結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成しても良く、この環式基は、1〜40個、好ましくは4〜30個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSi、特にO、N及びSからなる元素の群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良い。
【0032】
4、R5、R10及びR11は同一であり、それぞれ水素を表すのが好ましく、R6及びR12は上記と同義であるのが好ましい。
【0033】
1又はT2が−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表す場合には、基R3と基R4及び/又は基R9と基R10が結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSi、特にO、N及びSからなる元素の群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良い。基R3と基R4及び/又は基R9と基R10が他の2個の炭素原子と結合して、芳香族であるのが好ましい5員環又は6員環を形成することが好ましい。
【0034】
Aは、2価の原子又は2価の基から構成されるブリッジを表す。Aの例示は、以下の基:すなわち、
【0035】
【化2】

であるか、好ましくは、以下の基:すなわち、
【0036】
【化3】

である。
【0037】
なお、上記のそれぞれの式において、
2が、ケイ素、ゲルマニウム又はスズを表し、ケイ素又はゲルマニウムを表すのが好ましく、特に好ましくはケイ素を表し、
19、R20及びR21が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、トリメチルシリル基、C1〜C10、好ましくはC1〜C3アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C6〜C10フルオロアリール基、C6〜C10アリール基、C1〜C10、好ましくはC1〜C3アルコキシ基、C7〜C15アルキルアリールオキシ基、C2〜C10、好ましくはC2〜C4アルケニル基、C7〜C40アリールアルキル基、C8〜C40アリールアルケニル基又はC7〜C40アルキルアリール基を表すか、或いは2個の隣接基がこれらに結合する原子と結合して、炭素原子数4〜15の飽和環又は不飽和環を形成する。
【0038】
Aの特に好ましい例示は、以下のブリッジである:すなわち、
ジメチルシランジイル、メチルフェニルシランジイル、ジフェニルシランジイル、ジメチルゲルマンジイル、エチリデン、1−メチルエチリデン、1,1−ジメチルエチリデン、1,2−ジメチルエチリデン、1,1,2,2−テトラメチルエチリデン、ジメチルメチリデン、フェニルメチルメチリデン又はジフェニルメチリデンであり、特にジメチルシランジイル、ジフェニルシランジイル又はエチリデンである。
【0039】
本発明によると、基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20及びR21は、炭素原子又は水素原子の代わりに、他のヘテロ原子、特にSi、N、P、O、S、F及びClからなる群から選択されるヘテロ原子、又は本発明の有機遷移金属化合物の重合特性を変更しない官能基を含んでいても良いが、ヘテロ原子又は官能基は、重合条件下で化学的に不活性である必要がある。
【0040】
更に、本発明の置換基は、更に限定しない限り、以下の通りに定義される:
本願の明細書で使用される“炭素原子数1〜40の有機基”なる用語は、例えば、C1〜C40アルキル基、C1〜C10フルオロアルキル基、C1〜C12アルコキシ基、C3〜C20飽和複素環式基、C6〜C40アリール基、C2〜C40ヘテロ芳香族基、C6〜C10フルオロアリール基、C6〜C10アリールオキシ基、C3〜C18トリアルキルシリル基、C2〜C20アルケニル基、C2〜C20アルキニル基、C7〜C40アリールアルキル基又はC8〜C40アリールアルケニル基と称する。かかる有機基は、それぞれ有機化合物から誘導される。例えば、有機化合物のメタノールにより、原則として、1個の炭素原子を有する3種類の異なる有機基、すなわちメチル(H3C−)、メトキシ(H3C−O−)及びヒドロキシメチル(HOC(H2)−)を得る。
【0041】
本願の明細書で使用される“アルキル”なる用語は、直鎖の又は僅かに分岐するか若しくは分岐度の高い飽和炭化水素を包含し、この飽和炭化水素は環式であっても良い。C1〜C18アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、イソプロピル、イソブチル、イソペンチル、イソヘキシル、sec−ブチル又はtert−ブチルが好ましい。
【0042】
本願の明細書で使用される“アルケニル”なる用語は、少なくとも1個のC−C二重結合を有する、直鎖の又は僅かに分岐するか若しくは分岐度の高い炭化水素を包含し、複数の二重結合を有する場合には、積み重ねられるか又は交互に配置されていても良い。
【0043】
本願の明細書で使用される“飽和複素環式基”なる用語は、1個以上の炭素原子、CH基及び/又はCH2基がO、S、N及びPからなる群から選択されるヘテロ原子で置換された単環式又は多環式の置換又は無置換炭化水素基と称する。置換又は無置換の飽和複素環式基の例は、ピロリジニル、イミダゾリジニル、ピラゾリジニル、ピペリジル、ピペラジニル、モルホリニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチエニル等であり、これらの、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル及びtert−ブチル置換誘導体も含まれる。
【0044】
本願の明細書で使用される“アリール”なる用語は、直鎖又は分岐のC1〜C18アルキル、C1〜C18アルコキシ、C2〜C10アルケニル又はハロゲン原子、特にフッ素でモノ置換又はポリ置換されていても良い芳香族及び縮合の多環芳香族炭化水素置換基と称する。置換及び無置換のアリール基の好ましい例示は、特にフェニル、ペンタフルオロフェニル、4−メチルフェニル、4−エチルフェニル、4−プロピルフェニル、4−イソプロピルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−メトキシフェニル、1−ナフチル、9−アントリル、9−フェナントリル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ−tert−ブチルフェニル又は4−トリフルオロメチルフェニルである。
【0045】
本願の明細書で使用される“ヘテロ芳香族基”なる用語は、1個以上の炭素原子が窒素、リン、酸素又は硫黄原子又はその組み合わせで置き換えられている芳香族炭化水素基と称する。これらは、アリール基のように、直鎖又は分岐のC1〜C18アルキル、C2〜C10アルケニル又はハロゲン、特にフッ素でモノ置換又はポリ置換されていても良い。好ましい例示は、フリル、チエニル、ピロリル、ピリジル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリミジニル、ピラジニル等であり、これらの、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル及びtert−ブチル置換誘導体も含まれる。
【0046】
本願の明細書で使用される“アリールアルキル”なる用語は、アリール基がアルキル鎖を間に介して分子の残余部分に結合しているアリール含有置換基と称する。好ましい例示は、ベンジル、置換ベンジル、フェネチル、置換フェネチル等である。
【0047】
フルオロアルキル及びフルオロアリールなる用語は、各置換基の少なくとも1個の水素原子、好ましくは1個を超え最大数以下の水素原子がフッ素原子で置き換わっていることを意味する。本発明により好ましいフッ素含有置換基の例は、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、ペンタフルオロフェニル、4−トリフルオロメチルフェニル、4−ペルフルオロ−tert−ブチルフェニル等である。
【0048】
式(I)で表される有機遷移金属化合物において、
1が元素周期表第4族の元素を表し、好ましくはジルコニウム又はハフニウムを表し、特にジルコニウムを表し、
nが2を表し、
1、T2が同一であり、それぞれ−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表し、好ましくは−O−又は−S−を表し、特に−S−を表し、
1、R7が同一であり、それぞれC1〜C10アルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル又はn−デシルを表し、好ましくはメチル又はエチルを表し、特にメチルを表し、
2、R8が同一であり、それぞれ水素を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ置換又は無置換のC6〜C40アリール基又はO、N、S及びPからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換又は無置換のC2〜C40ヘテロ芳香族基を表し、好ましくは置換又は無置換のC6〜C40アリール基、例えばフェニル、2−トリル、3−トリル、4−トリル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ(tert−ブチル)フェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,3,4−トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、フェナントレニル、p−イソプロピルフェニル、p−tert−ブチルフェニル、p−s−ブチルフェニル、p−シクロヘキシルフェニル及びp−トリメチルシリルフェニルを表し、特にフェニル、1−ナフチル、3,5−ジメチルフェニル及びp−tert−ブチルフェニルを表し、
4、R5、R10及びR11が同一であり、それぞれ水素を表し、
6及びR12が同一であり、それぞれ水素又は炭素原子数1〜20の有機基、例えば環式、分岐又は非分岐のC1〜C20、好ましくはC1〜C10アルキル、C2〜C20、好ましくはC2〜C8アルケニル、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜14個、好ましくは6〜10個のアリールアルキルを表し、好ましくは水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、フェニル、ナフチル、ベンジル又は2−フェニルエチルを表し、特に水素、メチル又はイソプロピルを表し、
Aが置換シリレン基又は置換若しくは無置換のエチレン基を表し、好ましくは置換シリレン基、例えばジメチルシランジイル、メチルフェニルシランジイル、メチルtert−ブチルシランジイル又はジフェニルシランジイルを表し、特にジメチルシランジイルを表し、そして
他の記号は、式(I)と同義である。
【0049】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物の具体例を以下に示すが、これらの例示により限定されるものではない:
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエン−3−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,5−ジメチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,5,8−トリメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,5−ジメチル−8−イソプロピルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−クロロベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−イソプロピルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,8−ジメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−シクロペンチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−トリルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−メトキシベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−sec−ブチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−フェニル−5,6,7,8−テトラヒドロベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2,8−ジメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2,8−ジメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−イソプロピル−8−メチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
【0050】
[ジメチルシランジイル(8−メチル−2−(5−メチル−フラン−2−イル)ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2,8−ジメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(8−メチル−2−(5−メチル−フラン−2−イル)ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2,5−ジメチル−3−フェニル−6H−シクロペンタ[b]チエニリデン−6)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2−メチル−シクロペンタ[a]ナフタレン−3−イリデン)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(9−メチル−7−チアペンタレノ[1,2−a]ナフタレン−8−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,9−ジメチルシクロペンタ[a]ナフタレン−3−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,6,9−トリメチルシクロペンタ[a]ナフタレン−3−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,6,9−トリメチル−4,5−ジヒドロシクロペンタ[a]ナフタレン−3−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,4−ジメチル−8−フェニルシクロペンタ[b]インドール−3−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2,4−ジメチル−8−トリルシクロペンタ[b]インドール−3−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−4−フェニル−8−オキサシクロペンタ[a]インデン−1−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジメチルシランジイル(2−メチル−4−フェニル−8−テルラシクロペンタ[a]インデン−1−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[エチレン(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[エチレン(2,5−ジメチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[エチレン(2,5,8−トリメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[エチレン(2−メチル−8−クロロベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[エチレン(2−メチル−8−イソプロピルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[エチレン(2,8−ジメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジイソプロピルアミドボラン(2−メチル−4−フェニル−8−オキサシクロペンタ[a]インデン−1−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジイソプロピルアミドボラン(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジイソプロピルアミドボラン(2,5,8−トリメチルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジイソプロピルアミドボラン(2,5−ジメチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジイソプロピルアミドボラン(2、6,9−トリメチルシクロペンタ[a]ナフタレン−3−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
【0051】
[ジイソプロピルアミドボラン(2,4−ジメチル−8−トリルシクロペンタ[b]インドール−3−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[メチレン(2,4−ジメチル−8−トリルシクロペンタ[b]インドール−3−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[メチレン(2−メチル−4−フェニル−8−オキサシクロペンタ[a]インデン−1−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[メチレン(2,6,9−トリメチルシクロペンタ[a]ナフタレン−3−イリデン)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[メチレン(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[メチレン(2−メチル−8−イソプロピルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[メチレン(2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)(2−イソプロピル−4−フェニル−1H−インデン−1−イル)]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジフェニルメチレン(2−メチル−4−フェニル−8−オキサシクロペンタ[a]インデン−1−イル)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド、
[ジフェニルメチレン(2−メチル−8−イソプロピルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニリデン−3)2]ジルコニウム(IV)ジクロリド。
【0052】
環の原子における番号付与は、以下のスキーム:
【0053】
【化4】

に従う。
【0054】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物により、特に、アイソタクチック性が低いプロピレンの単独重合体を製造することができ、分子量が大きく、プロピレンが豊富なプロピレン−エチレンゴムを製造することができ、そして密度が高く、分子量が大きい結晶性のポリエチレンを製造することができる。
【0055】
式(I)で表される新規なメタロセンは、WO03/045964に記載されている方法に基づき製造することができる。式(I)で表される有機遷移金属化合物を、通常、他のジアステレオマーと一緒に得る。
【0056】
【化5】

【0057】
式(I)で表される有機遷移金属化合物(ラセミ(rac)又は擬ラセミ(pseudo-rac))を、触媒の調製中における合成で共製造される望まないジアステレオマー(メソ(meso)又は擬メソ(pseudo-meso))とのジアステレオマー混合物として用いることも可能である。
【0058】
原則として、ジアステレオマーの分離方法は公知である。
【0059】
更に本発明は、式(II):
【0060】
【化6】

【0061】
[但し、記号R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、T1、T2及びAが式(I)と同義である。]
で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物又はその、二重結合を有する異性体の中の一異性体を提供する。
【0062】
式(II)で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物において、
1、T2が同一であり、それぞれ−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表し、−O−又は−S−を表すのが好ましく、特に−S−を表し、
1、R7が同一であり、それぞれC1〜C10アルキル基を表し、例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル又はn−デシルを表し、好ましくはメチル又はエチルを表し、特にメチルを表し、
2、R8が同一であり、それぞれ水素を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ置換又は無置換のC6〜C40アリール基又はO、N、S及びPからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換又は無置換のC2〜C40ヘテロ芳香族基を表し、好ましくは置換又は無置換のC6〜C40アリール基、例えばフェニル、2−トリル、3−トリル、4−トリル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、3,5−ジ(tert−ブチル)フェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,3,4−トリメチルフェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、フェナントレニル、p−イソプロピルフェニル、p−tert−ブチルフェニル、p−s−ブチルフェニル、p−シクロヘキシルフェニル及びp−トリメチルシリルフェニルを表し、特にフェニル、1−ナフチル、3,5−ジメチルフェニル及びp−tert−ブチルフェニルを表し、
4、R5、R10及びR11が同一であり、それぞれ水素を表し、
6及びR12が同一であり、それぞれ水素又は炭素原子数1〜20の有機基を表し、例えば環式、分岐又は非分岐のC1〜C20、好ましくはC1〜C10アルキル、C2〜C20、好ましくはC2〜C8アルケニル、アルキル部分の炭素原子数が1〜10個、好ましくは1〜4個で、アリール部分の炭素原子数が6〜14個、好ましくは6〜10個のアリールアルキルを表し、好ましくは水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、フェニル、ナフチル、ベンジル又は2−フェニルエチルを表し、特に水素、メチル又はイソプロピルを表し、
Aが置換シリレン基又は置換若しくは無置換のエチレン基を表し、好ましくは置換シリレン基、例えばジメチルシランジイル、メチルフェニルシランジイル、メチルtert−ブチルシランジイル又はジフェニルシランジイルを表し、特にジメチルシランジイルを表す。
【0063】
式(II)で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物の置換形式は、そのビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を含む有機遷移金属化合物の特定の重合特性に対して重要である。
【0064】
更に本発明は、式(II)で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を有機遷移金属化合物の製造、好ましくは元素周期表第4族の元素、特にジルコニウムの有機遷移金属化合物の製造に用いる方法を提供する。
【0065】
従って、更に本発明は、有機遷移金属化合物の製造方法であって、式(II)で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物又は該組成物から調製されるビスアニオンを遷移金属化合物と反応させる工程を含む製造方法を提供する。一般的な手順は、最初に、式(II)で表されるリガンド組成物を塩基、例えばn−ブチルリチウムによって2回脱プロトン化し、次いで、これを好適な遷移金属源、例えば四塩化ジルコニウムと反応させる。しかしながら、その代わりに、式(II)で表される非荷電のビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を、強塩基リガンド、例えばテトラキス(ジメチルアミノ)ジルコニウムを有している好適な遷移金属源と直接反応させても良い。
【0066】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物は、特に好適な助触媒の存在下において、オレフィンを重合する場合に用いられる高活性 触媒成分である。
【0067】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物と結合して重合活性触媒組成物を形成する助触媒は、該有機遷移金属化合物を、少なくとも1種のオレフィンに対して重合活性を示す種への転化が可能である。従って、助触媒は、屡々、活性化合物と称されることもある。重合活性遷移金属種は、屡々、カチオン性の種である。この場合、助触媒は、屡々、カチオン形成性化合物(cation-froming compound)と称される。
【0068】
従って、更に本発明は、式(I)で表される少なくとも1種の遷移金属化合物と、該遷移金属化合物を、少なくとも1種のオレフィンに対して重合活性を示す種への転化が可能な少なくとも1種の助触媒とを含み、オレフィンの重合に用いられる触媒組成物を提供する。
【0069】
好適な助触媒又はカチオン形成性化合物は、例えば、アルミノキサン、非荷電の強ルイス酸、ルイス酸カチオンを有するイオン性化合物又はカチオンとしてブレンステッド酸を含むイオン性化合物である。助触媒として、アルミノキサンを使用することが好ましい。
【0070】
有機遷移金属化合物としてのメタロセン錯体の場合、助触媒は、屡々、メタロセニウムイオンを形成可能な化合物と称される。
【0071】
アルミノキサンとして、例えば、WO00/31090に記載されている化合物を使用することができる。この種の化合物として特に有用な化合物は、式(III)または(IV):
【0072】
【化7】

【0073】
[但し、基R22がC1〜C4アルキル基、好ましくはメチル、エチルを表わし、
mが5〜30、好ましくは10〜25の整数を表わす。]
で表わされる開鎖状(直鎖)または環状アルミノキサン化合物である。
【0074】
これらのオリゴマーのアルミノキサン化合物は、トリアルキルアルミニウム溶液と水との反応によって慣用的に製造される。このようにして得られたオリゴマーのアルミノキサン化合物は、様々な長さの直鎖状分子と環状分子の混合物の形で存在するのが一般的である。従って、上記のmの値は平均値として見なされる。アルミノキサン化合物は、他のアルキル金属、好ましくはアルキルアルミニウムとの混合物として存在することも可能である。
【0075】
更に、式(III)または(IV)におけるアルミノキサン化合物の代わりに、炭化水素基の一部または水素原子をアルコキシ、アリールオキシ、シロキシまたはアミドの各基で置換した変性アルミノキサンを使用することができる。
【0076】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物とアルミノキサン化合物を、アルミノキサン化合物におけるアルミニウムの、有機遷移金属化合物における遷移金属に対する原子比が10:1〜1000:1、好ましくは20:1〜500:1、特に30:1〜400:1の範囲になるような量で使用することが有利であると見出された。
【0077】
非荷電の強ルイス酸として、式(V):
【0078】
【化8】

【0079】
[但し、M3が元素周期律表の第13族の元素、好ましくはB、AlまたはGa、特に好ましくはBを表わし、
1、X2およびX3が相互に独立してそれぞれ水素、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、炭素原子数1〜10個のアルキル部分と炭素原子数6〜20個のアリール部分とを有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキル又はハロアリール、またはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素、好ましくはハロアリール、特に好ましくはペンタフルオロフェニルを表わす。]
で表わされる化合物が好ましい。
【0080】
非荷電の強ルイス酸の他の例は、WO00/31090に記載されている。
【0081】
式(V)で表される化合物において、X1、X2およびX3が同一であり、好ましくはトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである化合物が好ましい。
【0082】
助触媒又はカチオン形成性化合物として好適な非荷電の強ルイス酸には、ボロン酸と2当量のトリアルキルアルミニウムとの反応による反応生成物又はトリアルキルアルミニウムと2当量の酸性のフッ素化、特に過フッ素化炭素化合物、例えばペンタフルオロフェノール若しくはビス(ペンタフルオロフェニル)ボリン酸との反応による反応生成物も含まれる。
【0083】
ルイス酸カチオンを有する好適なイオン性化合物には、式(VI):
【0084】
【化9】

【0085】
[但し、Yが元素周期表の第1〜16族に属する元素を表し、
1からQzがC1〜C28アルキル、C6〜C15アリール、炭素原子数1〜28個のアルキル部分と炭素原子数6〜20個のアリール部分とを有するアルキルアリール、アリールアルキル、ハロアルキルまたはハロアリール、置換基としてC1〜C10アルキル基を有していてもよいC3〜C10シクロアルキル、ハロゲン、C1〜C28アルコキシ、C6〜C15アリールオキシ、シリルまたはメルカプチル基等のマイナス1価に荷電された基を表わし、
aが1〜6の整数を表わし、
zが0〜5の整数を表わし、
dがа−zの差を表わすが、dは1以上である。]
で表わされるカチオンの塩様化合物が含まれる。
【0086】
特に有用なカチオンは、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオンおよびスルホニウムカチオン、更にカチオン性遷移金属錯体である。トリフェニルメチルカチオン、銀カチオンおよび1,1’−ジメチルフェロセニルカチオンが特に特記に値する。これらは、非配位の対イオンを有しているのが好ましく、特に、WO91/09882に記載されているホウ素化合物、好ましくはテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを表すのが好ましい。
【0087】
非配位アニオンを有する塩は、ホウ素またはアルミニウム化合物、例えばアルキルアルミニウムを、2個以上のホウ素またはアルミニウム原子に結合するように反応可能な他の化合物、例えば水、および上記ホウ素またはアルミニウム化合物とイオン化したイオン性化合物を形成する第3の化合物、例えばトリフェニルクロロメタンと結合させることによって製造することもできる。更に、ホウ素またはアルミニウム化合物と同様に反応する第4の化合物、例えばペンタフルオロフェノールを添加することも可能である。
【0088】
カチオンとしてブレンステッド酸を含むイオン性化合物も同様に、非配位対イオンを有しているのが好ましい。ブレンステッド酸として、プロトン化アミンまたはアニリン誘導体が特に好ましい。好ましいカチオンは、N,N−ジメチルアニリニウム、N,N−ジメチルシクロヘキシルアンモニウム、N,N−ジメチルベンジルアンモニウム、および後の2つの誘導体である。
【0089】
助触媒又はカチオン形成性化合物として好ましいイオン性化合物は、特に、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、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)ボレートである。
【0090】
2個以上のボレートアニオンを、2価のアニオン[(C652B−C64−B(C6522-のように互いに結合することができ、或いはボレートアニオンを、好適な官能基を有する架橋基(ブリッジ)を介して担体粒子の表面に結合させることも可能である。
【0091】
他の好適な助触媒又はカチオン形成性化合物は、WO00/31090に列挙されている。
【0092】
非荷電の強ルイス酸、ルイス酸カチオンを有するイオン性化合物、またはカチオンとしてブレンステッド酸を有するイオン性化合物の量は、式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物に対して、0.1〜20当量が一般的であり、1〜10当量が好ましい。
【0093】
他の好適な助触媒又はカチオン形成性化合物は、ジ[ビス(ペンタフルオロフェニル)ボロキシ]メチルアラン等のホウ素−アルミニウム化合物である。好適なホウ素−アルミニウム化合物は、例えばWO99/06414に開示されている。
【0094】
上述した全ての助触媒又はカチオン形成性化合物の混合物を使用することもできる。好ましい混合物は、アルミノキサン、特にメチルアルミノキサンと、イオン性化合物、特にテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオンを含むイオン性化合物及び/又は非荷電の強ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとを含む。
【0095】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物と助触媒又はカチオン形成化合物の両方を、溶剤、好ましくは炭素原子数6〜20の芳香族炭化水素、特にキシレン及びトルエン中で使用するのが好ましい。
【0096】
本発明の触媒組成物は、式(VII):
【0097】
【化10】

【0098】
[但し、M4がアルカリ金属、アルカリ土類金属又は元素周期表第13族の金属、即ち、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム又はタリウムを表し、
23が水素、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、炭素原子数1〜10個のアルキル部分と炭素原子数6〜20個のアリール部分とを有するアルキルアリールまたはアリールアルキルを表わし、
24とR25が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン、C1〜C10アルキル、C6〜C15アリール、炭素原子数1〜10個のアルキル部分と炭素原子数6〜20個のアリール部分とを有するアルキルアリール、アリールアルキルまたはアルコキシを表わし、
rが1〜3の整数を表わし、
sおよびtが0〜2の範囲の整数を表し、且つr+s+tの合計がM4の原子価に対応する。]
で表される金属化合物を更に含むことができる。なお、式(VII)で表される金属化合物は、通常、助触媒又はカチオン形成性化合物と同一ではない。そして、式(VII)で表される種々の金属化合物の混合物を使用することも可能である。
【0099】
式(VII)で表される金属化合物の中で、
4がリチウム、マグネシウム又はアルミニウムを表し、
24及びR25がそれぞれC1〜C10アルキルを表す、金属化合物が好ましい。
【0100】
式(VII)で表される特に好ましい金属化合物は、n−ブチルリチウム、n−ブチル−n−オクチルマグネシウム、n−ブチル−n−ヘプチルマグネシウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム及びトリメチルアルミニウム並びにこれらの混合物である。
【0101】
式(VII)で表される金属化合物を使用する場合、触媒において、式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物における遷移金属M41に対する式(VII)の化合物におけるM4のモル比が800:1〜1:1、好ましくは200:1〜2:1の範囲になるような量で存在しているのが好ましい。
【0102】
本発明の触媒組成物は、式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物と少なくとも1種の助触媒と、更に担体とを含んでいるのが好ましい。
【0103】
かかる担持触媒組成物を得るために、非担持触媒組成物を担体と反応させることができる。原則として、担体、本発明の有機遷移金属化合物、そして助触媒を任意の順序で結合させることができる。本発明の有機遷移金属化合物と助触媒を、相互に独立して、または同時に、固定することができる。各処理工程の後に、固体を適当な不活性溶剤、例えば脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素で洗浄することができる。
【0104】
担体として、有機又は無機不活性固体であっても良い微粒子状の担体を使用するのが好ましい。特に、担体は、多孔性固体、例えばタルク、シート状シリケート、無機酸化物又は微粒子状のポリマー粉体(例えば、ポリオレフィン)である。
【0105】
適当な無機酸化物は、元素周期表の第2、3、4、5、13、14、15及び16族の元素(単体)の酸化物の中から見出すことができる。担体として好ましい酸化物の例は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム並びに単体のカルシウム、アルミニウム、ケイ素、マグネシウム又はチタンの混合酸化物、更に対応の酸化物混合物である。単独で、または上述の好ましい酸化物担体との組み合わせとして使用可能な他の無機酸化物は、例えば、MgO、ZrO2、TiO2又はB23である。好ましい混合酸化物の例示は、か焼されたヒドロタルサイトである。
【0106】
比表面積が10〜1000m2/gであり、細孔容積が0.1〜5ml/gであり、平均粒径が1〜500μmの担体材料を使用するのが好ましい。比表面積が50〜500m2/g、細孔容積は0.5〜3.5ml/g、そして平均粒径は5〜350μmである担体が好ましい。比表面積が200〜400m2/gであり、細孔容積が0.8〜3.0ml/gであり、平均粒径が10〜100μmである担体が特に好ましい。
【0107】
無機担体は、例えば吸着した水分を除去するために熱処理することが可能である。乾燥処理は、通常、80℃〜300℃、好ましくは100℃〜200℃で行われる。100〜200℃での乾燥は、減圧下及び/又は不活性ガス(例えば、窒素)のブランケット下に行われるか、或いは無機担体を200℃〜1000℃で焼成して、所望の固体の構造及び/又は表面の所望のOH濃度に設定するのが好ましい。担体は、慣用の乾燥剤、例えばアルキル金属、好ましくはアルキルアルミニウム、クロロシラン又はSiCl4、その他にメチルアルミノキサンを用いて化学的に処理することができる。好適な処理方法については、例えばWO00/31090に記載されている。
【0108】
無機担体材料は化学的に変性可能である。例えば、シリカゲルを(NH42SiF6で処理してシリカゲルの表面をフッ素化するか、或いは、シリカゲルを窒素−、フッ素−又は硫黄−含有基を含むシランで処理することにより、対応の変性を受けたシリカゲル表面が得られる。
【0109】
微粒子状のポリオレフィン粉体(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリスチレン)等の有機担体材料を使用可能であり、そして適当な精製及び使用前の乾燥処理により、吸着湿分、溶剤残留物又は他の不純物を含まないものとすることが好ましい。更に、官能化したポリマー担体、例えばポリスチレンを基本とし、これらの官能基、例えばアンモニウム又は水酸化物基を間に介している官能化したポリマー担体を用いることも可能であり、少なくとも1種類の触媒成分を固定することができる。
【0110】
本発明の担持触媒組成物を製造する好ましい実施の形態において、式(I)で表される少なくとも1種の新規な有機遷移金属化合物を、活性化合物又はカチオン形成性化合物としての少なくも1種の助触媒と、溶解性又は不溶性、好ましくは溶解性の反応生成物、付加物、または混合物を与える好適な溶剤中で接触させる。
【0111】
次いで、このようにして得られた生成物(調製物)を、脱水又は不動態化担体材料と混合し、溶剤を除去し、これにより得られた担持有機遷移金属の触媒組成物を、全ての溶剤又は一部の溶剤が担体材料の細孔から除去されるまで乾燥する。担持触媒は、通常、易流動性粉末として得られる。上述の処理の工業的な方法の例は、WO96/00243、WO98/40419またはWO00/05277に記載されている。
【0112】
他の好ましい実施の形態では、まず担体成分に助触媒又はカチオン形成性化合物を施し、次いで、この担持された助触媒又はカチオン形成性化合物を本発明の有機遷移金属化合物と接触させる。
【0113】
従って、以下の成分を組み合わせることにより得られる化合物についても助触媒として有用である:
第1成分:少なくとも1種の所定のホウ素又はアルミニウム化合物、
第2成分:少なくとも1個の酸性の水素原子を有する少なくとも1種の非荷電化合物、
第3成分:少なくとも1種の担体、好ましくは無機酸化物担体、そして必要により、第4成分として、塩基、好ましくは窒素含有有機塩基、例えばアミン、アニリン誘導体又は窒素を含む複素環式化合物。
【0114】
担持助触媒の調製で用いられるホウ素又はアルミニウム化合物は、式(VIII):
【0115】
【化11】

【0116】
[但し、R26が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン、C1〜C20アルキル、C1〜C20ハロアルキル、C1〜C10アルコキシ、C6〜C20アリール、C6〜C20ハロアリール、C6〜C20アリールオキシ、C7〜C40アリールアルキル、C7〜C40ハロアリールアルキル、C7〜C40アルキルアリール、C7〜C40ハロアルキルアリール又はSiR273を表し、
27が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン、C1〜C20アルキル、C1〜C20ハロアルキル、C1〜C10アルコキシ、C6〜C20アリール、C6〜C20ハロアリール、C6〜C20アリールオキシ、C7〜C40アリールアルキル、C7〜C40ハロアリールアルキル、C7〜C40アルキルアリール、C7〜C40ハロアルキルアリールを表し、水素、C1〜C8アルキル又はC7〜C20アリールアルキルを表すのが好ましく、
5がホウ素又はアルミニウムを表し、アルミニウムを表すのが好ましい。]
で表される化合物が好ましい。
【0117】
式(VIII)で表される特に好ましい化合物は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム及びトリイソブチルアルミニウムである。
【0118】
少なくとも1個の酸性の水素原子を有し、式(VIII)で表される化合物と反応可能な非荷電の化合物は、式(IX)、(X)又は(XI):
【0119】
【化12】

【0120】
[但し、R28が同一でも異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン、C1〜C40ホウ素非含有基、例えばC1〜C20アルキル、C1〜C20ハロアルキル、C1〜C10アルコキシ、C6〜C20アリール、C6〜C20ハロアリール、C6〜C20アリールオキシ、C7〜C40アリールアルキル、C7〜C40ハロアリールアルキル、C7〜C40アルキルアリール、C7〜C40ハロアルキルアリール、基Si(R303又は基CH(SiR3032を表し、
30がC1〜C40ホウ素非含有基、例えばC1〜C20アルキル、C1〜C20ハロアルキル、C1〜C10アルコキシ、C6〜C20アリール、C6〜C20ハロアリール、C6〜C20アリールオキシ、C7〜C40アリールアルキル、C7〜C40ハロアリールアルキル、C7〜C40アルキルアリール、C7〜C40ハロアルキルアリールを表し、
29が炭素原子数1〜40の2価の有機基、例えばC1〜C20アルキレン、C1〜C20ハロアルキレン、C6〜C20アリーレン、C6〜C20ハロアリーレン、C7〜C40アリールアルキレン、C7〜C40ハロアリールアルキレン、C7〜C40アルキルアリーレン、C7〜C40ハロアルキルアリーレンを表し、
Dが元素周期表第16族の元素を表すか、NR31を表し、且つR31が水素又はC1〜C20炭化水素基、例えばC1〜C20アルキル又はC6〜C20アリールを表し、Dが酸素を表すのが好ましく、
hが1又は2を表す。]
の化合物が好ましい。
【0121】
式(IX)で表される好適な化合物は、水、アルコール、フェノール誘導体、チオフェノール誘導体又はアニリン誘導体であり、ハロゲン化アルコール及びフェノールが特に重要であり、過フッ素化アルキル及びフェノールが極めて重要である。特に有用な化合物の例は、ペンタフルオロフェノール、1,1−ビス(ペンタフルオロフェニル)メタノール又は4−ヒドロキシ−2,2’,3,3’,4’,5,5’,6,6’−ノナフルオロビフェニルである。
【0122】
式(X)で表される好適な化合物は、ボロン酸及びボリン酸であり、特に、過フッ素化アリール基を有するボリン酸、例えば(C652BOHである。
【0123】
式(XI)で表される好適な化合物は、ジヒドロキシ化合物であり、この化合物において、2価の炭素含有基がハロゲン化されるのが好ましく、特に過フッ素化される。かかる化合物の例示は、4,4’−ジヒドロキシ−2,2’、3,3’、5,5’、6,6’−オクタフルオロビフェニルヒドレートである。
【0124】
式(VIII)で表される化合物と式(IX)又は(XI)で表される化合物との組み合わせ例は、トリメチルアルミニウム/ペンタフルオロフェノール、トリメチルアルミニウム/1−ビス(ペンタフルオロフェニル)メタノール、トリメチルアルミニウム/4−ヒドロキシ−2,2’、3,3’、4’、5,5’、6,6’−ノナフルオロビフェニル、トリエチルアルミニウム/ペンタフルオロフェノール、トリイソブチルアルミニウム/ペンタフルオロフェノール及びトリエチルアルミニウム/4,4’−ジヒドロキシ−2,2’、3,3’、5,5’、6,6’−オクタフルオロビフェニルヒドレートであり、例えば、下式:
【0125】
【化13】

のような反応生成物を形成することができる。
【0126】
式(VIII)で表される少なくも1種の化合物と式(X)で表される少なくとも1種の化合物との反応による反応生成物の例は、下式:
【0127】
【化14】

の通りである。
【0128】
原則として、各成分を組み合わせる順序は重要ではない。
【0129】
必要により、式(VIII)で表される少なくも1種の化合物と式(IX)、(X)又は(XI)で表される少なくとも1種の化合物及び必要により有機窒素塩基との反応による反応生成物を、式(III)、(IV)、(V)及び/又は(VI)で表される有機金属化合物と更に組み合わせた後に、担体を有する担持助触媒組成物を形成する。
【0130】
好ましい変体において、第1成分、例えば式(VIII)で表される化合物を第2成分、例えば式(IX)、(X)又は(XI)で表される化合物と結合させ、これと別に、第3成分としての担体を第4成分としての塩基と結合させ、次に、2種類の成分を、好ましくは不活性溶剤又は懸濁媒体中で相互に反応させる。これにより形成される担持助触媒から不活性溶剤又は懸濁媒体を除去してから、式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物及び必要により式(VII)で表される金属化合物と反応させて、本発明の触媒組成物を形成する。
【0131】
最初に、本発明の固体触媒をα−オレフィン、好ましくは直鎖状C2〜C10−1−アルケン、特にエチレンまたはプロピレンと予備重合させ、次いで、得られた予備重合固体触媒を実際の重合で使用することも可能である。予備重合で使用された固体触媒の、この固体触媒上に重合されるモノマーに対する質量比は、1:0.1〜1:200の範囲が一般的である。
【0132】
更に、変性成分としての少量のオレフィン、好ましくはα−オレフィン、例えばビニルシクロヘキサン、スチレンまたはフェニルジメチルビニルシラン、帯電防止化合物または好適な不活性化合物、例えばワックスまたは油を添加剤として本発明の担持触媒組成物の製造中または製造後に添加することができる。本発明の有機遷移金属化合物に対する添加剤のモル比は、通常、1:1000〜1000:1の範囲であり、1:5〜20:1の範囲が好ましい。
【0133】
式(I)で表される新規な有機遷移金属化合物又は該有機遷移金属化合物が存在する触媒組成物は、オレフィンの重合又は共重合に好適である。
【0134】
従って、本発明は、式(I)で表される少なくとも1種の新規な有機遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下で少なくとも1種のオレフィンを重合又は共重合することによるポリオレフィンの製造方法を提供する。一般に、本発明の触媒組成物は、オレフィンを重合又は共重合する場合、本発明の触媒組成物の製造で用いられる式(VII)の金属化合物と異なっていても良い式(VII)の他の金属化合物と一緒に使用される。他の金属化合物は、モノマー又は懸濁媒体に添加され、触媒活性に悪影響を与える物質のモノマーを除去するために働く。1種以上の他の助触媒化合物又はカチオン形成性化合物を重合処理中に本発明の触媒組成物に添加することも可能である。
【0135】
オレフィンは、官能化されたオレフィン性不飽和化合物、例えばアクリル酸またはメタクリル酸のエステルまたはアミド誘導体、例えばアクリレート、メタクリレートまたはアクリロニトリル、またはアリール置換α−オレフィンを含む無極性のオレフィン性化合物であっても良い。
【0136】
式Rm−CH=CH−Rn{但し、Rm及びRnが同一であっても又は異なっていても良く、それぞれ水素又は有機基、特に、炭素原子数1〜20個、特に1〜10個の炭化水素基を表し、或いはRm及びRnがこれらに結合する原子と合体して、1個以上の環を形成しても良い。}で表されるオレフィンを重合することが好ましい。
【0137】
かかるオレフィンの例は、炭素原子数2〜40個、好ましくは2〜10個の1−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、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン又は4−メチル−1−ペンテン、或いは無置換又は置換の芳香族ビニル化合物、例えばスチレン及びスチレン誘導体、そしてジエン、例えば1,3−ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ノルボルナジエン、エチルノルボルナジエン並びに環式オレフィン、例えばノルボルネン、テトラシクロドデセン又はメチルノルボルネンである。エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン又は4−メチル−1−ペンテンが好ましい。
【0138】
本発明の触媒組成物は、プロピレン又はエチレンの単独重合、或いはエチレンとC3〜C8−α−オレフィン、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン及び/又は1−オクテン及び/又は環式オレフィン、例えばノルボルネン及び/又は炭素原子数4〜20個のジエン、例えば1,4−ヘキサジエン、ノルボルナジエン、エチリデンノルボルネン又はエチルノルボルナジエンとの共重合に用いられるのが好ましい。プロピレンとエチレン及び/又は1−ブテンとの共重合に用いられるのが特に好ましい。かかる共重合体の例示は、プロピレン/エチレン、プロピレン/1−ブテン、エチレン/1−ブテン、エチレン/1−ヘキセン及びエチレン/1−オクテンの各共重合体、エチレン/プロピレン/エチリデンノルボルネン又はエチレン/プロピレン/1,4−ヘキサジエンの各ターポリマーである。
【0139】
重合は、オレフィンの重合に使用される慣用的な反応器内で、塊状(バルク)、懸濁、気相または超臨界媒体において公知の方法により行うことができる。重合は、回分法(バッチ式)により行なうことができ、または連続的に1段階以上の工程で行なうことが好ましい。溶液法、懸濁法、撹拌気相法または気相流動層法の全てを用いることができる。溶剤又は懸濁媒体として、不活性炭化水素、例えばイソブタン、又はその他にモノマー自体を用いることができる。
【0140】
重合は、−60〜300℃の温度および0.5〜3000bar(バール)の圧力下で行われ得る。50〜200℃、特に60〜100℃の範囲の温度、5〜100バール、特に15〜70バールの範囲の圧力が好ましい。平均滞留時間は、0.5〜5時間の範囲が一般的であり、0.5〜3時間の範囲が好ましい。モル質量調節剤として及び/又は活性を増大させるために、水素を重合に用いることができる。更に、一般的な添加剤、例えば耐電防止剤を使用することも可能である。本発明の触媒組成物を重合に直接用いることができる、即ち、本発明の触媒組成物を純粋な形で重合系に導入するか、或いは本発明の触媒組成物を、不活性成分、例えばパラフィン、オイル(油)又はワックスと混合して、計量導入適性(meterability)を改善する。
【0141】
本発明の触媒組成物は、低いアイソタクチック性、すなわち低い融点を有するプロピレンの単独重合体の製造、高分子量のエチレン−プロピレン共重合体の製造、及び高分子量のポリエチレンの製造に特に有用である。本発明の触媒組成物により、例えば2段階カスケード法において、結晶性ポリエチレンマトリックスのエラストマー層としての、エチレンの割合の低い「プロピレン−エチレンゴム」を含むポリマー混合物を製造することができる。
【0142】
更に本発明は、上述の重合法のいずれかの方法に基づき得られるポリオレフィン、特にプロピレンの単独重合体及び共重合体と、本発明の触媒組成物を用いて得られるポリオレフィンを含むポリオレフィン組成物とを提供する。
【0143】
本発明の方法により製造されるポリマー及び該ポリマーが存在するポリオレフィン組成物は、高い極限引っ張り強さを有する硬質で且つ強固な成形体、例えば繊維、フィラメント、射出成形品、フィルム、プレート又は大きな中空体(例:配管)の製造に特に有用であり、或いは特に、可塑剤及び滑剤調製物、メルト接着剤、被膜、シーラント、絶縁材、注型組成物又は防音材に用いられる。
【0144】
本発明を以下の実施例に基づき説明するが、これらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【0145】
[一般的な処理]
触媒における有機金属化合物の合成及び取り扱いは、アルゴン下に空気及び水分を排除して行った(グローブボックス及びシュレンク技術)。使用される全ての溶剤をアルゴンでパージ処理し、使用前に分子篩で乾燥した。ナトリウム/ベンゾフェノンで、ナトリウム/ベンゾフェノン/トリグライムにおけるペンタンで、そして水素化カルシウムにおけるジクロロメタンで数時間還流することによってテトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル及びトルエンを乾燥し、次いで蒸留し、そして4A分子篩にて保存した。
【0146】
メチルアルミノキサン(トルエン溶液;30質量%のMAO)は、アルベマーレ(Albemarle)社製であり、Al(イソ−Bu)3(トルエン中における1M溶液)はアルドリッヒケミカル(Aldrich Chemical)社製であった。懸濁重合の場合には、3A分子篩が充填されたカラムと酸化アルミニウムが充填されたカラムにヘプタンを通過させることによって水非含有ヘプタンを得た。市販されているイートン(Eaton)試薬を用いた(アルドリッヒ;メタンスルホ酸中における7質量%の五酸化リン)。
【0147】
M. Kloezel等によるJ. Organic Chem., 19, 1511 (1953)における方法に類似の方法によって4−フェニルベンゾ[b]チオフェンを合成した。
【0148】
5973系の質量分析器(EI、70eV)を具備したヒューレットパッカード6890シリーズの機器を用いてマススペクトルを測定した。
【0149】
有機化合物及び有機金属化合物のNMRスペクトルは、室温条件下、バリアンユニティ(Varian Unity)300NMR分光器に記録した。化学シフトをSiMe4に対して報告した。
【0150】
[融点の測定]
融点Tmは、1分間に20℃の加熱速度で200℃まで加熱する第1加熱段階と、1分間に20℃の冷却速度で25℃まで冷却する動的結晶化と、1分間に20℃の加熱速度で元の200℃まで加熱する第2加熱段階のISO標準3146を準拠するDSC測定法により測定した。そして、融点は、第2加熱段階で測定された温度に対するエンタルピー曲線が最大温度を示す条件下の温度であった。
【0151】
[ゲル透過クロマトグラフィ]
ゲル透過クロマトグラフィ(GPC)を、Waters 150C GPC装置を用い1,2,4−トリクロロベンゼン中において145℃にて行った。データは、HS-Entwicklungsgesellschaft fuer wissenschaftliche Hard- und Software mbH(Oberhilbersheim)製のWin−GPCソフトウエアを用いて評価した。カラムを、100〜107g/モルの範囲のモル質量を有するポリプロピレン標準を用いて較正した。ポリマーの質量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した。Q値は、数平均(Mn)に対する質量平均(Mw)の割合である。
【0152】
[粘度数(I.V.)の測定]
粘度数は、S5測定ヘッドを具備するウッベローデ粘度計PVS1(両方共にLauda製)において135℃のデカリン中で測定した。サンプルを調製するために、20mgのポリマーを20mlの135℃のデカリンに2時間で溶解させた。15mlの溶液を粘度計に導入した。機器の操作は、矛盾のない結果が得られるまでの最小のランニングアウト時間測定にて行った。ランニングアウト時間から、I.V.を、等式I.V.=(t/t0−1)*1/c[但し、tは、溶液のランニングアウト時間を意味し、t0は、溶剤のランニングアウト時間を意味し、cは、溶液の濃度(g/ml単位)を意味する。]により測定した。
【0153】
[実施例]
1.{Me2Si(2−Me−8−Ph−ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエン−3−イル)2}ZrCl2(1)
1a)2−メチル−8−フェニル−1,2−ジヒドロベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェン−3−オン(1a)の合成
10gの4−フェニルベンゾ[b]−チオフェン(47.6ミリモル)と4.8mlのメタクリル酸(56.6ミリモル)の混合物を、100mlのイートン試薬に30分で添加したが、添加中の反応温度は80℃であった。反応混合物を60℃に冷却し、そして激しく撹拌しながら400mlの水をゆっくりと導入した。250mlのジクロロメタンを添加することにより、沈殿した生成物を溶解させた。層分離後、有機層を炭酸水素ナトリウムの飽和溶液及び水で洗浄し、次に硫酸ナトリウムで乾燥した。溶剤を除去し、12gの生成物を得た。この生成物は、GCにより90%の純度を有しており、約7:3の割合で含まれる2種類の異性体(チオフェン−3−オン:チオフェン−1−オン)から構成されていた。
【0154】
【数1】

【0155】
1b)2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェノン(1b)
81.4gの2−メチル−8−フェニル−1,2−ジヒドロベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェノン (0.29モル)(1a)を800mlのTHFに溶解させた溶液を、0℃の条件下、リチウムアルミニウムヒドライド(0.23モル)をジエチルエーテルに溶解させた1.0モル溶液225mlと混合した。混合物を室温にて更に4時間撹拌した。その後、25mlの水を注意して添加し、これにより得られた懸濁液をセルライトの層に通過させてろ過し、硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、溶剤を除去し、ガラス質の褐色の固体を得た。固体を400mlのトルエンに溶解させ、そして2.0gのp−トルエンスルホン酸を添加してから、70℃で2時間撹拌した。冷却反応混合物を炭酸水素ナトリウムの飽和溶液及び水で洗浄し、次に硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥剤を分離した後、溶剤を除去し、残留物をシリカゲルにおいてクロマトグラフィにかけた(溶離液としてヘキサン中における5%の塩化メチレン)。これにより、39g(52%)の(1b)を淡黄色の油として得た。
【0156】
【数2】

【0157】
1c)ジメチル−ビス−(2−メチル−8−フェニル−3H−ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェン−3−イル)シラン(1c)
19.0gの2−メチル−8−フェニルベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェン(72.5ミリモル)を100mlのテトラヒドロフランに溶解させた溶液を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウムをヘキサンに溶解させた29mlの溶液(2.5M、72.5ミリモル)と混合した。次いで、反応混合物を室温で6時間撹拌した。深黒色の溶液を、−78℃で、4.66gのジクロロジメチルシラン(36.2ミリモル)を50mlのTHFに溶解させた溶液に滴下した。次いで、反応混合物をゆっくり50℃まで暖め、16時間撹拌した。10mlの塩化アンモニウム飽和溶液をゆっくり添加し、そして層を分離し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、そして溶剤を除去して、粗生成物を粘性油として得た。粗生成物をシリカゲルにおいてクロマトグラフィにかけて(塩化メチレン(20%)/ヘキサン)、12.7g(61%)のシラン(1c)を粘性油として得た。
【0158】
【数3】

【0159】
1 {Me2Si(2−Me−8−Ph−ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チエニル−3)2}ZrCl2(1)の調製
12.7gのジメチル−ビス−(2−メチル−8−フェニル−3H−ベンゾ[b]シクロペンタ[d]チオフェン−3−イル)シラン(21.9ミリモル)を200mlのジエチルエーテルに溶解させた溶液を−78℃に冷却し、n−ブチルリチウムをヘキサンに溶解させた17.5mlの溶液(2.5M、43.8ミリモル)と混合した。次いで、反応混合物を室温で8時間撹拌した。溶剤を減圧下に除去した。5.1gの四塩化ジルコニウム(21.9ミリモル)を残留物に添加し、そして反応混合物を、2mlのジエチルエーテルを含む100mlのヘキサンに懸濁させ、室温で16時間撹拌した。黄色の固体を、ひっくり返すことが可能なフリットを用いて分離し、フィルターケークを20mlのヘキサン及び20mlのジエチルエーテルで洗浄し、減圧下に乾燥した。これにより、16.7gの粗生成物を得た。6gの粗生成物を150mlの塩化メチレン中で撹拌し、懸濁液をセルライトに通してろ過した。ろ液を完全に蒸発させて、4gの粗メタロセンを約40/60のラセミ/メソ異性体比で得た。粗メタロセンを30mlのアセトン中で撹拌し、そしてろ過によって固体を分離した。フィルターケークをペンタンで洗浄し、減圧下に乾燥した。これにより、0.6gの純粋なラセミ(rac)異性体を得た。
【0160】
【数4】

【0161】
エックス線構造分析:図1a及び図1bは、異なる透視図法に基づく化合物(1)の構造を示している。
【0162】
[実施例P1]プロペンの単独重合
トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解させた4mlの溶液(4ミリモル、1M)を、窒素でフラッシュした1L(リットル)の乾燥反応器に導入した。30℃の条件下で、250gのプロピレンを導入し、反応器の内容物を65℃に加熱した。実施例1から得られ、1.2mlのトルエンに溶解させた0.6gのメタロセン(1)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.8mlの溶液(3.8ミリモル、30質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を、50gのプロピレンと一緒に反応器に導入した。反応器の内容物を65℃で1時間撹拌し、そして反応器を排出させることによって重合反応を停止させた。反応器を、プロパンの蒸発中に室温まで冷却した。反応器を窒素で10分間フラッシュした後、5mlのメタノールを反応器の内容物に添加した。ポリマーをトルエン中の溶液として反応器から取り出した。溶剤のトルエンを蒸発させた後、ポリマーを減圧条件下に50℃で2時間乾燥した。これにより、28.2gのポリプロピレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表1に示す。
【0163】
13C−NMRスペクトルを用いたペンタッド(pentad)分析:mmmm:11.61%;mmmr:13.91%;rmmr:7.13%;mmrr:8.97%;xmrx:25.83%;rmrm:19.78%;rrrr:1.63%;rrrm:4.90%;mrrm:6.24%。
【0164】
13C−NMRスペクトルを用いたトリアッド(triad)分析:mm:32.65%;mr:54.57%;rr:12.77%。
【0165】
[実施例P2]プロペンの単独重合
重合を実施例P1に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解させた4mlの溶液(4ミリモル、1M)を250gのプロピレンと一緒に30℃で反応器に導入し、混合物を50℃に加熱した。実施例1から得られ、4mlのトルエンに溶解させた2.0mgのメタロセン(1)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.8mlの溶液(3.8ミリモル、30質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を、50gのプロピレンと一緒に反応器に導入した。反応器の内容物を50℃で0.5時間撹拌した。反応を停止させた後、ポリマーを後処理して、8gのポリプロピレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表1に示す。
【0166】
[実施例P3]プロペンとエテンとの共重合
重合を実施例P2に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解させた4mlの溶液(4ミリモル、1M)を、窒素でフラッシュした1Lの乾燥反応器に導入した。30℃で、250gのプロピレンを導入し、反応器の内容物を50℃に加熱した。実施例1から得られ、4mlのトルエンに溶解させた2.0mgのメタロセン(1)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.8mlの溶液(3.8ミリモル、30質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を、50gのプロピレンと一緒に反応器に導入した。エチレンを、6バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を50℃で0.5時間撹拌したが、エチレンを更に導入することによってエチレン圧を保持した。反応を停止させ、ポリマーを後処理して、57gのポリマーを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表1に示す。
【0167】
[実施例P4]プロペンとエテンとの共重合
重合を実施例P3に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解させた4mlの溶液(4ミリモル、1M)を250gのプロピレンと一緒に30℃で反応器に導入し、混合物を50℃に加熱した。実施例1から得られ、4mlのトルエンに溶解させた2.0mgのメタロセン(1)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.8mlの溶液(3.8ミリモル、30質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を、50gのプロピレンと一緒に反応器に導入した。エチレンを、12バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を50℃で0.5時間撹拌したが、エチレンを更に導入することによってエチレン圧を保持した。反応を停止させ、ポリマーを後処理して、117gのポリマーを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表1に示す。
【0168】
【表1】

【0169】
単位及び略語:kgポリマー/(g遷移金属化合物*h重合時間)の活性;GPCにより決定される質量平均モル質量;多分散性Q=Mn/Mw;IR分光法に基づき決定されるエテン含有量。
【0170】
[実施例P5]エテンの単独重合
トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解した2mlの1モル溶液(2ミリモル)を、窒素でフラッシュした1Lの乾燥反応器に導入した。30℃で、500mlのヘプタンを導入した。実施例1から得られ、1.0mlのトルエンに溶解させた0.1mgのメタロセン(1)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.45mlの溶液(0.7ミリモル、10質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を反応器に導入した。反応器を80℃に加熱し、エチレンを10バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を80℃で10分間撹拌し、そして反応器を排出させることによって重合反応を停止させた。室温に冷却後、5mlのメタノールを反応器の内容物に添加した。ポリマーを分離し、そして減圧下に50℃で4時間乾燥した。これにより、16.6gのポリエチレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表2に示す。
【0171】
[実施例P6]エテンの単独重合
重合を実施例P5に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解した2mlの1モル溶液(2ミリモル)を、500mlのヘプタンと一緒に30℃で反応器に導入した。実施例1から得られ、1.0mlのトルエンに溶解させた0.1mgのメタロセン(1)(0.135μモル)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.45mlの溶液(0.7ミリモル、10質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を反応器に導入した。80℃に加熱後、エチレンを10バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を80℃で20分間撹拌したが、エチレンを更に導入することによってエチレン圧を保持した。重合反応を停止させ、ポリマーを後処理して、18.7gのポリエチレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表2に示す。
【0172】
[実施例P7]エテンの単独重合
重合を実施例P6に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解した2mlの1モル溶液(2ミリモル)を、500mlのヘプタンと一緒に30℃で反応器に導入した。実施例1から得られ、1.0mlのトルエンに溶解させた0.1mgのメタロセン(1)(0.135μモル)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.45mlの溶液(0.7ミリモル、10質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を反応器に導入した。80℃に加熱後、エチレンを10バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を80℃で30分間撹拌したが、エチレンを更に導入することによってエチレン圧を保持した。重合反応を停止させ、ポリマーを後処理して、21.5gのポリエチレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表2に示す。
【0173】
[比較実施例CP1]エテンの単独重合
重合を実施例P7に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解した2mlの1モル溶液(2ミリモル)を、500mlのヘプタンと一緒に30℃で反応器に導入した。1.0mlのトルエンに溶解させた0.1mgのエチレンビスインデニルジルコニウムジクロリドを、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.8mlの溶液(1.2ミリモル、10質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を反応器に導入した。80℃に加熱後、エチレンを10バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を80℃で30分間撹拌したが、エチレンを更に導入することによってエチレン圧を保持した。重合反応を停止させ、ポリマーを後処理して、11.8gのポリエチレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表2に示す。
【0174】
[実施例P8]水素の存在下におけるエテンの単独重合
重合を実施例P7に類似の手法で行った。トリイソブチルアルミニウムをトルエンに溶解した2mlの1モル溶液(2ミリモル)を、500mlのヘプタンと一緒に30℃で反応器に導入した。実施例1から得られ、1.0mlのトルエンに溶解させた0.1mgのメタロセン(1)を、メチルアルミノキサンをトルエンに溶解させた0.45mlの溶液(0.7ミリモル、10質量%)と結合させ、次に混合物を更に10分間反応させることによって調製された触媒溶液を反応器に導入した。100mlの水素を反応器に通過させた。80℃に加熱後、エチレンを10バールのゲージ圧で反応器に導入した。反応器の内容物を80℃で30分間撹拌したが、エチレンを更に導入することによってエチレン圧を保持した。重合反応を停止させ、ポリマーを後処理して、12.6gのポリエチレンを得た。重合結果及びポリマーの分析結果を以下の表2に示す。
【0175】
【表2】

【0176】
エチレンの全ての重合は、2ミリモルのTiBAの存在下、80℃及び10バールのエテン圧においてヘプタン(500ml)中で行われた;AlMAO/ZrTMC比は、約5270であった。
【0177】
単位及び略語:kgポリマー/(g遷移金属化合物*h重合時間)の活性。
【図1a】

【図1b】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I):
【化1】

[但し、M1が元素周期表第3、4、5又は6族の金属又はランタニドを表し、
Xが同一でも又は異なっていても良く、それぞれ有機基又は無機基を表し、且つ2個の基Xが相互に結合しても良く、
nが1〜4の自然数を表し、
1、T2が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ−O−、−S−、−Se−、−Te−、−N(R13)−、−P(R13)−、−As(R13)−、−Sb(R13)−、−Si(R132−、−C(R1314)−C(R1315)−及び−C(R14)=C(R15)−からなる群から選択される2価の基を表し、且つR13、R14及びR15が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
1、R7が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
2、R8が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれハロゲン又は炭素原子数1〜40の有機基を表し、且つT1が−C(H)=C(H)−を表す場合には、R3がメチルを表さず、
4、R5、R6、R10、R11及びR12が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ水素、ハロゲン又は炭素原子数1〜40の有機基を表すか、又は2個の隣接基R4、R5、R6、R10、R11及びR12がこれらに結合する原子と結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSiからなる群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良く、或いは
1又はT2が−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表す場合には、基R3と基R4及び/又は基R9と基R10とが結合して、置換されていても良い単環式基又は多環式基を形成し、この環式基は、1〜40個の炭素原子を含み、O、S、Se、Te、N、P、As、Sb及びSiからなる群から選択されるヘテロ原子を含んでいても良く、そして
Aが2価の原子又は2価の基から構成されるブリッジを表す。]
で表される有機遷移金属化合物。
【請求項2】
1が元素周期表第4族の元素を表し、
nが2を表し、
1、T2が同一であり、それぞれ−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表し、
1、R7が同一であり、それぞれC1〜C10アルキル基を表し、
2、R8が同一であり、それぞれ水素を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ置換又は無置換のC6〜C40アリール基又はO、N、S及びPからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換又は無置換のC2〜C40ヘテロ芳香族基を表し、
4、R5、R10及びR11が同一であり、それぞれ水素を表し、
6及びR12が同一であり、それぞれ水素又は炭素原子数1〜20の有機基を表し、
Aが置換シリレン基又は置換若しくは無置換のエチレン基を表し、そして
その他の記号が請求項1と同義である、請求項1に記載の式(I)で表される遷移金属化合物。
【請求項3】
式(II):
【化2】

[但し、記号R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、T1、T2及びAが式(I)と同義である。]
で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物又はその、二重結合を有する異性体の中の一異性体。
【請求項4】
1、T2が同一であり、それぞれ−O−、−S−、−Se−又は−Te−を表し、
1、R7が同一であり、それぞれC1〜C10アルキル基を表し、
2、R8が同一であり、それぞれ水素を表し、
3、R9が同一でも又は異なっていても良く、それぞれ置換又は無置換のC6〜C40アリール基又はO、N、S及びPからなる群から選択される少なくとも1個のヘテロ原子を含む置換又は無置換のC2〜C40ヘテロ芳香族基を表し、
4、R5、R10及びR11が同一であり、それぞれ水素を表し、
6及びR12が同一であり、それぞれ水素又は炭素原子数1〜20の有機基を表し、
Aが置換シリレン基又は置換若しくは無置換のエチレン基を表す、請求項3に記載の式(II)で表されるビスシクロペンタジエニルリガンド組成物。
【請求項5】
請求項1又は2に記載の少なくとも1種の遷移金属化合物と、該遷移金属化合物を、少なくとも1種のオレフィンに対して重合活性を示す種への転化が可能な少なくとも1種の助触媒とを含み、オレフィンの重合に用いられる触媒組成物。
【請求項6】
更に担体を含む請求項5に記載の触媒組成物。
【請求項7】
請求項5又は6に記載の触媒組成物の存在下で少なくとも1種のオレフィンを重合又は共重合することを特徴とするポリオレフィンの製造方法。
【請求項8】
請求項3又は4に記載のビスシクロペンタジエニルリガンド組成物を有機遷移金属化合物の製造に使用する方法。
【請求項9】
請求項3又は4に記載のビスシクロペンタジエニルリガンド組成物又は該組成物から調製されるビスアニオンを遷移金属化合物と反応させる工程を含む、有機遷移金属化合物の製造方法。
【請求項10】
請求項7に記載の方法により製造されるポリオレフィン。

【公表番号】特表2007−511475(P2007−511475A)
【公表日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−537231(P2006−537231)
【出願日】平成16年11月2日(2004.11.2)
【国際出願番号】PCT/EP2004/012358
【国際公開番号】WO2005/044870
【国際公開日】平成17年5月19日(2005.5.19)
【出願人】(500585878)バーゼル、ポリオレフィン、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング (35)
【Fターム(参考)】