[go: up one dir, main page]

CZ20012641A3 - Identification method of catalysts by employing mass spectrometry - Google Patents

Identification method of catalysts by employing mass spectrometry Download PDF

Info

Publication number
CZ20012641A3
CZ20012641A3 CZ20012641A CZ20012641A CZ20012641A3 CZ 20012641 A3 CZ20012641 A3 CZ 20012641A3 CZ 20012641 A CZ20012641 A CZ 20012641A CZ 20012641 A CZ20012641 A CZ 20012641A CZ 20012641 A3 CZ20012641 A3 CZ 20012641A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reaction
catalyst
catalysts
chain transfer
chains
Prior art date
Application number
CZ20012641A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Peter Chen
Christian Hinderling
Original Assignee
Thales Technologies Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Technologies Ag filed Critical Thales Technologies Ag
Publication of CZ20012641A3 publication Critical patent/CZ20012641A3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/10Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using catalysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00702Processes involving means for analysing and characterising the products
    • B01J2219/00707Processes involving means for analysing and characterising the products separated from the reactor apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072Organic compounds
    • B01J2219/00738Organic catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/00745Inorganic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/00745Inorganic compounds
    • B01J2219/00747Catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B30/00Methods of screening libraries
    • C40B30/08Methods of screening libraries by measuring catalytic activity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/18Libraries containing only inorganic compounds or inorganic materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Screening methods to identify catalysts or to identify improved catalysts using mass spectrometric analysis of products of catalysis, particularly catalyst-bound intermediate products in the catalytic cycle. The methods are applicable, in particular, to screening of organometallic compounds for catalytic function. Moreover, the methods are applicable, in particular, to screening for catalysts for polymerization reactions. More specifically, the methods employ a two stage (or two step) mass spectrometric detection method in which ions formed in a first stage ionization and which are linked to catalyst performance are selected and the catalyst associated with the selected ion is identified in a second stage employing tandem mass spectrometry. In specific embodiments, the screening methods of this invention avoid explicit encoding because the identity of the catalyst is implicitly contained in the product molecular mass (typically an intermediate product), since the catalyst (or a portion thereof) remains attached to the product.

Description

Způsob -s-croonovémí katalyzátorů hmotnostní spektrometriíMethod of S-Croon Catalysts by Mass Spectrometry

Oblast technikyTechnical field

Vynález se vztahuje na rychlý způsob screeningu pro identifikaci sloučenin vykazujících účinnost jako katalyzátory s použitím hmotnostní spektrometrie. Uvedený způsob je znázorněný na rychlém screeningu katalyzátorů pro polymeraci s použitím hmotnostní spektrometrie v tandemovém uspořádání a iontově-molekulových reakcí v plynné fázi a specificky je uvedený způsob aplikován na screening organokovových katalyzátorů používaných pro přípravu polyolefinů. Způsob screenování podle vynálezu má výhody ve vysoké citlivosti (v mg měřítku), ve velmi krátkých dobách stanovení (jedna hodina), v simultánním kompetitívním screeningu více katalyzátorů přímo podle schopnosti vysoké tvorby polymeru (oproti odvozeným vlastnostem jako je uvolnění tepla), v dobrých předpokladech širšího použití s velkými kombinačními knihovnami, a v implicitním kódování totožnosti katalyzátoru hmotností. K zjednodušení hmotnostního spektra složitých směsí vznikajících v průběhu analýzy se použijí jednoduché iontověmolekulové reakce.The invention relates to a rapid screening method for identifying compounds exhibiting activity as catalysts using mass spectrometry. Said method is illustrated by the rapid screening of catalysts for polymerization using tandem mass spectrometry and gas-phase ion-molecular reactions, and is specifically applied to the screening of organometallic catalysts used to prepare polyolefins. The screening method of the invention has advantages in high sensitivity (in mg scale), in very short assay times (one hour), in simultaneous competitive screening of multiple catalysts directly according to the ability of high polymer formation (compared to derived properties such as heat release), in good conditions widespread use with large combination libraries, and implicit coding for catalyst mass identity. Simple ion-molecular reactions are used to simplify the mass spectrum of complex mixtures formed during analysis.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Identifikace, příprava a testování jednotlivých katalyzátorů se provádějí jíž dlouhou dobu. Screening knihoven katalyzátorů k identifikaci nových zlepšených katalyzátorů je jev současný. Screening knihoven sloučenin, které lze kombinačním způsobem připravovat, se intenzivním způsobem využívá v biologických systémech a pro zjišťování potenciálních léčivých prostředků. Centrální pozici v nově se objevující oblastí kombinatorických způsobů screeningu ···· materiálů nyní zaujímají způsoby vysoce výkonného kombinačního screeningu organokovových katalyzátorů. (V současné době byl publikovaný přehled screeningu katalyzátorů: Jandeleit B. a sp., (1998) Cat.Tech. 2:101). K realizaci screeningu katalyzátorů odpovídajícího určitým aspektům katalýzy v měřitelné kvantitě se používají určité strategie. Výhodné strategické postupy zahrnují postupy rychlé a aplikovatelné na velmi malé vzorky. Různě úspěšně byla pro uvedený účel použita chromatografie (Francis M.B., (1999), Angew.Chem. 111:987), termografie (Taylor S.J. a Morken J.P., (1988), Science,The identification, preparation and testing of individual catalysts have been carried out for a long time. Screening of catalyst libraries to identify new improved catalysts is a recent phenomenon. The screening of libraries of compounds that can be prepared by the combination method is used extensively in biological systems and to identify potential therapeutic agents. High performance combination screening of organometallic catalysts now occupies a central position in the emerging area of combinatorial screening methods for materials. (Currently, a review of catalyst screening has been published: Jandeleit B. et al., (1998) Cat.Tech. 2: 101). Certain strategies are used to carry out the screening of catalysts corresponding to certain aspects of catalysis in measurable quantities. Preferred strategic procedures include rapid and applicable procedures for very small samples. Chromatography (Francis M.B., (1999), Angew.Chem. 111: 987), thermography (Taylor S.J. and Morken J.P. (1988), Science,

280:267; Reetz M.T. a sp., (1998), Angew Chem., 110:2792), zhášeni fluorescence (Cooper A.C. a sp., (1998),280: 267; Reetz M.T. et al., (1998), Angew Chem., 110: 2792), fluorescence quenching (Cooper A. C. et al., (1998),

J.Am.Chem.Soc., 120:9971), paralelní reakce v mikrojamkách (Burgess K. a sp., (1996), Angew.Chem., 108:192; Senkan S.M., (1998), Nátuře, 394:350) a způsoby využívající perličky z polymerního nosiče (Cole B.M. a sp., (1996), Angew.Chem.,J. Am. Chem., 120: 9971), parallel reactions in microwells (Burgess K. et al., (1996), Angew. Chem., 108: 192; Senkan SM, (1998), Nature, 394). 350) and methods using polymeric carrier beads (Cole BM et al., (1996), Angew. Chem.,

108:1776;Boussie T.R. a sp., (1998), Angew.Chem., 110:3472).108: 1776 Boussie T.R. et al., (1998), Angew. Chem., 110: 3472).

K identifikaci organokovových katalyzátorů v polymeračních reakcích byly použité pouze způsoby na perličkách polymerního nosiče, ostatní způsoby nebyly aplikovatelné z různých technických důvodů. I způsob na perličkách polymerního nosiče použitý ke screeningu katalýzy na polyolefiny zahrnoval obtížné kódování omezující vhodnost tohoto způsobu.Only methods on polymer carrier beads were used to identify organometallic catalysts in polymerization reactions, other methods were not applicable for various technical reasons. Also, the polymer bead method used to screen catalysis for polyolefins involved difficult coding limiting the suitability of the method.

Strategie screeningu katalyzátorů obvykle zahrnují stanovení rychlosti reakce nebo počet opakovaných stanovení produktů katalyzované reakce. Důraz je kladen na miniaturizaci a zrychlení způsobů obvykle užívaných pro stanovení produktu. Například rychlost reakce odpovídající uvolnění tepla se stanoví termograficky, kde uvedené stanovení je vhodné pro stanovení celkové aktivity katalyzátoru. U katalyzátorů polymeračních reakcí (současný pokrok v nových homogenních Ziegler-Natta katalyzátorech je shrnutý v práci: Britovsek «Catalyst screening strategies typically involve determining the rate of reaction or the number of repeated determinations of the products of the catalyzed reaction. Emphasis is placed on miniaturization and acceleration of the methods commonly used to determine the product. For example, the rate of reaction corresponding to heat release is determined thermographically, wherein said assay is suitable for determining total catalyst activity. For catalysts of polymerization reactions (current progress in new homogeneous Ziegler-Natta catalysts is summarized in:

G.J.P. a sp., (1999), Angew.Chem., 111:448) však na druhé straně celková katalytická aktivita je pouze jedním z několika důležitých katalytických vlastností potřebných pro vysoce účinný screening. Klíčové vlastnosti produktů polymerace které zahrnují: průměrnou molekulovou hmotnost (Mw, hmotnostně střední molekulovou hmotnost, nebo Mn, číselně střední molekulovou hmotnost), a distribuci molekulové hmotnosti (Mw/Mn, míru poiydisperzity, protože podporuje zastoupení těžších řetězců, zatímco Mn podporuje zastoupení lehčích řetězců) nelze v obvykle používaných rychlých stanoveních získat. Obvyklé způsoby stanovení těchto výše uvedených vlastností polymerů jako je například vylučovací chromatografie podle velikosti částic (rovněž označovaná jako gelová permeační chromatografie nebo gpc), rozptyl světla, viskozita nebo stanovení koligativních vlastností vyžadují velké množství vzorku a pro výkonný screening jsou jen málo vhodné.GJP et al., (1999), Angew. Chem., 111: 448), on the other hand, overall catalytic activity is only one of several important catalytic properties required for high-efficiency screening. Key properties of polymerization products which include: average molecular weight (M w , weight average molecular weight, or M n , number average molecular weight), and molecular weight distribution (M w / M n , degree of dispersibility, as it promotes the representation of heavier chains while M n supports the representation of lighter chains) cannot be obtained in commonly used rapid assays. Conventional methods for determining the above-mentioned polymer properties, such as size exclusion chromatography (also referred to as gel permeation chromatography or gpc), light scattering, viscosity, or determination of colligative properties, require large amounts of sample and are poorly suited for efficient screening.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynález poskytuje způsoby pro screening katalyzátorů s použitím hmotnostní spektrometrické analýzy meziproduktů s navázaným katalyzátorem v katalytickém cyklu nebo produktů katalýzy. Uvedené způsoby je možné aplikovat zejména pro screening katalyzátorů polymeračních reakcí. Specifičtěji uvedené způsoby zahrnují dvoufázový (nebo dvoustupňový) způsob detekce hmotnostní spektrometrií při kterém se oddělí ionty po katalytické reakci vzniklé v prvním ionizačním stupni a katalyzátor spojený se zvoleným iontem se identifikuje v druhém stupni s použitím tandemového hmotnostního spektrometru. Ve specifických provedeních se ve způsobech screeningu podle vynálezu nemusí používat značení vzorků, protože totožnost katalyzátoru je implicitně zahrnutá • 99 • 9 «The invention provides methods for screening catalysts using mass spectrometric analysis of catalyst-bound intermediates in the catalyst cycle or catalysis products. The methods are particularly applicable to screening catalysts for polymerization reactions. More specifically, the methods include a two-phase (or two-stage) mass spectrometry detection method in which ions are separated after the catalytic reaction formed in the first ionization stage and the catalyst associated with the selected ion is identified in the second stage using a tandem mass spectrometer. In specific embodiments, sample labeling may not be used in the screening methods of the invention because the identity of the catalyst is implicitly included.

•9 999· v molekulové hmotnosti produktu (obvykle meziproduktu) jelikož katalyzátor (nebo jeho část) zůstává spojený s produktem.9,999 · in the molecular weight of the product (usually an intermediate) since the catalyst (or part thereof) remains associated with the product.

Způsoby podle vynálezu jsou zvláště vhodné pro screening polymeračních katalyzátorů protože umožňují zabránit přetížení spektra ke kterému může dojít při dělení produktů oligomerních a polymerních délek i při analýze produktů polymerace s použitím jednoho druhu katalyzátoru. Kromě toho uvedený výběr aplikovaný na polymerační katalyzátory je přímý v tom, že se použije přímo analýza růstu polymemího řetězce místo jiné vlastnosti s růstem řetězce pouze korelující.The methods of the invention are particularly useful for screening polymerization catalysts since they allow to avoid spectrum overloads that can occur when dividing oligomer and polymer length products as well as analyzing polymerization products using one type of catalyst. In addition, the selection applied to the polymerization catalysts is straightforward in that the analysis of the polymer chain growth is used directly instead of another property only correlating with chain growth.

Ve způsobech podle vynálezu se použije jeden nebo více testovaných katalyzátorů. Zkoušené katalyzátory se uvedou do styku se zvoleným typem reaktantu za vybraných podmínek. Uvedená reakční složka je sloučenina nebo směs sloučenin na které ze kterých vlivem účinků katalyzátoru vznikne požadovaný produkt. Reakční podmínky se volí takové aby vybraná katalytická reakce mohla probíhat. Pak se po zvolené době umožňující průběh vybrané reakce k tvorbě požadovaného produktu, např. růst polymemího řetězce a diferenciaci účinnosti katalyzátorů reakce přeruší. Po přerušení reakce se reakční směs zavede do prvního stupně tandemového hmotnostního spektrometru, podrobí se ionizaci a hmotnostní analýze. Před zavedením do hmotnostního spektrometru je možné uhašenou reakční směs případně podrobit částečnému přečištění, odstranit rozpouštědlo, zředit, zahustit, zředit, podrobit chemické derívatizaci k umožnění výhodnější analýzy, odstranit nečistoty nebo podobnému zpracování.One or more test catalysts are used in the methods of the invention. The catalysts to be tested are contacted with a selected type of reactant under selected conditions. Said reactant is a compound or mixture of compounds upon which the effects of the catalyst produce the desired product. The reaction conditions are chosen such that the selected catalytic reaction can proceed. Then, after a selected period of time allowing the selected reaction to proceed to the formation of the desired product, for example, growth of the polymer chain and differentiation of the activity of the reaction catalysts. After stopping the reaction, the reaction mixture is introduced into the first stage of the tandem mass spectrometer, subjected to ionization and mass analysis. Optionally, the extinguished reaction mixture may be subjected to partial purification, solvent removal, dilution, concentration, dilution, chemical derivatization to allow more convenient analysis, removal of impurities or similar treatment prior to introduction into the mass spectrometer.

Některé ionty vzniklé v prvním stupni tandemového hmotnostního spektrometru se oddělí pro zavedení do druhého stupně spektrometru. Volí se ionty pocházející z reakcí • 9Some ions formed in the first stage of the tandem mass spectrometer are separated for introduction into the second stage of the spectrometer. The ions resulting from reactions are selected

9 99 9

9« ·♦··9 «· ♦ ··

9 9999 999

9 · * 9 9 · *· «9 · * 9 9

99>· s účastí katalyzátoru který se hodnotí. Například při screeningu polymeračních katalyzátorů se volí ionty podle jejich iontových hmotností, tj. ionty s efektivními hmotami (m/z) většími než je zvolený limit separace, který se volí na základě výsledků dosažených s nejlepšími katalyzátory, tj. katalyzátory umožňujícími dosažení nejdelších řetězců za danou dobu. Zvolené ionty se zavedou do druhého stupně hmotnostního spektrometru kde se podrobí reakci poskytující dceřinné ionty umožňující identifikaci katalyzátoru katalýzujícího tvorbu produktů, jejichž ionty byly v prvním stupni vybrané.99> · with the catalyst being evaluated. For example, when screening polymerization catalysts, ions are selected according to their ion masses, i.e., ions with effective masses (m / z) greater than the selected separation limit, selected based on the results obtained with the best catalysts. given time. The selected ions are introduced into the second stage of the mass spectrometer where they undergo a reaction providing daughter ions to identify the catalyst catalysing the formation of products whose ions have been selected in the first stage.

Například, opět v polymeračních reakcích, zvolené ionty o vysoké hmotnosti, obsahující nejdelší polymemí řetězce se ve druhém stupni podrobí reaktivním srážkám s neutrálními složkami pro tvorbu dceřinných iontů. K tvorbě dceřinných iontů je možné použít iontově-molekulové reakce zahrnující srážkami indukovanou disociaci. Výhodné iontově-molekulové reakce zahrnují reakce pří dochází ke štěpení produktu, např. polymemího řetězce od připojeného katalyzátoru nebo části katalyzátoru a získá se tak ion, který lze přímo, výhodně a jednoznačně přiřadit katalyzátoru. Hmotnostní analýza vzniklých dceřinných iontů tak umožňuje identifikaci druhu katalyzátoru, jehož účinky vznikly produkty od kterých jsou zvolené ionty odvozené.For example, again in the polymerization reactions, the selected high weight ions containing the longest polymer chains are subjected in the second stage to reactive collisions with neutral components to form daughter ions. Ion-molecular reactions involving precipitation-induced dissociation can be used to generate daughter ions. Preferred ion-molecular reactions include reactions in which the product, e.g., a polymer chain, is cleaved from the attached catalyst or part of the catalyst to give an ion that can be directly, advantageously and unambiguously assigned to the catalyst. Thus, mass analysis of the daughter ions produced allows identification of the type of catalyst whose effects are derived from the products from which the selected ions are derived.

Zkoušené katalyzátory lze opatřit ve formě knihovny zahrnující soubor sloučenin v rozsahu různých variant jejich struktury aby bylo možné nalézt vztah struktury ke katalytické funkci. Například soubor navrhovaných polymeračních katalyzátorů se uvede do styku se zvoleným monomerem za podmínek reakce (pH, teplota, rozpouštědlo, atd.) které vedou k polymeraci. Ve specifických provedeních se vzorek reakční směsi zavede do hmotnostního spektrometru způsobem, při kterém je spojení reakčního produktu (produktů) s katalyzátorem • · ·· ··· chráněné, např. katalyzátor (nebo jeho část) zůstává spojený s narůstajícím polymerním řetězcem vznikajícím z reagujících monomerů v polymerační reakci.The catalysts to be tested can be provided in the form of a library comprising a set of compounds within a range of different variants of their structure in order to find the relationship of the structure to the catalytic function. For example, a set of proposed polymerization catalysts is contacted with the selected monomer under reaction conditions (pH, temperature, solvent, etc.) that result in polymerization. In specific embodiments, a sample of the reaction mixture is introduced into a mass spectrometer in a manner in which the coupling of the reaction product (s) to the catalyst is protected, eg, the catalyst (or part thereof) remains associated with a growing polymer chain resulting from of monomers in the polymerization reaction.

Ve specifických provedeních je možné hmotnostně spektrometrické způsoby podle vynálezu použít k analýze prostorového uspořádání polymerů připravených s použitím daného katalyzátoru. Generací kinetických dat (viz příklad 3) je možné stanovit střední.molekulovou hmotnost a distribuci molekulové hmotnosti všech polymerních řetězců, nejen řetězců s navázaným kovem (tj. s navázaným katalyzátorem). Po katalyzované reakci je možné zjistit v hmotnostním spektru distribuci řetězců nezahrnujících přenos řetězce (oligomerních řetězců navázaných na kov s koncovými methylovými skupinami) a řetězců zahrnujících přenos řetězce (oligomerních řetězců navázaných na kov s koncovými vodíkovými skupinami). Vyhodnocením pokusných výsledků distribuce řetězců nezahrnujících přenos řetězce /řetězců zahrnujících přenos řetězce s obecným kinetickým schématem pro poíymeraci s Zíeglerovými-Nattovými katalyzátory lze získat absolutní rychlosti iniciace, propagace a přenosu řetězce pro dané reakční podmínky. Z uvedených hodnot je možné určit střední molekulovou hmotnost a distribuci střední molekulové hmotnosti produktů katalytické reakce hodnocených katalyzátorů bez explicitní přípravy nebo isolace surového polymeru. Střední molekulovou hmotnost a distribuci molekulové hmotnosti polymerních produktů lze použít jako kritéria výběru katalyzátoru.In specific embodiments, the mass spectrometric methods of the invention can be used to analyze the spatial arrangement of polymers prepared using a given catalyst. By generating kinetic data (see Example 3), it is possible to determine the average molecular weight and molecular weight distribution of all polymer chains, not just the metal-bound chains (i.e., the catalyst bound). After the catalyzed reaction, it is possible to determine in the mass spectrum the distribution of the chains not including the chain transfer (oligomeric chains bound to the metal ending methyl groups) and the chains comprising the chain transfer (oligomeric chains bound to the metal ending the hydrogen groups). By evaluating experimental results of chain distribution not involving chain transfer (s) including chain transfer with a general kinetic scheme for polymerization with Zegler-Natta catalysts, absolute initiation, propagation and chain transfer rates for given reaction conditions can be obtained. From these values it is possible to determine the average molecular weight and the average molecular weight distribution of the catalytic reaction products of the evaluated catalysts without explicit preparation or isolation of the crude polymer. The average molecular weight and molecular weight distribution of the polymer products can be used as the catalyst selection criteria.

Způsob podle vynálezu je zvláště vhodný pro screening iontových nebo iontově-párových polymeračních katalyzátorů. Soubor katalyzátorů obsahujících více než dva odlišné katalyzátory se uvede do styku s monomerem, obvykle • · · «V Μ ·· • · • · ··♦· s ethylenem, ale kterým může být některý jiný z jednoduše substituovaných olefinů, v organickém rozpouštědle. Po polymerací probíhající až ke spojení několika set monomerních jednotek se reakce přeruší přídavkem dalšího lígandu jako je CO, isokyanidy, ethery, estery, fosfity, sulfoxidy nebo přídavkem dalšího z koordinačních ligandů. Roztok reakční směsi se po přerušení reakce zavede pomocí ionizace elektrospray do tandemového hmotnostního spektrometru.The process of the invention is particularly suitable for screening ionic or ion-paired polymerization catalysts. A set of catalysts containing more than two different catalysts is contacted with a monomer, usually ethylene, but which may be any other one of the simple substituted olefins, in an organic solvent. After polymerization proceeding to the coupling of several hundred monomer units, the reaction is interrupted by the addition of another ligand such as CO, isocyanides, ethers, esters, phosphites, sulfoxides or by addition of another of the coordination ligands. The reaction mixture solution is introduced into the tandem mass spectrometer by electrospray ionization after the reaction has been stopped.

V prvním stupni hmotnostního spektrometru se separují ionty o vysoké hmotnosti které obsahují katalyzátor (nebo část katalyzátoru) připojený k nejdelším polymerním řetězcům vzniklým ve výše uvedené reakci. Vybrané ionty jsou spojené s aktivnějšími katalyzátory. Ve druhém stupni spektrometru se pak zvolené ionty podrobí iontově-molekulové reakcí, např. kolizí indukované disociaci vedoucí k odštěpení oligomerního/polymerního řetězce od katalyzátoru. Dceřinný ion (ionty) zbylý po iontově-molekulové reakci se pak analyzuje v druhém stupni hmotnostního spektrometru k identifikaci druhu katalyzátoru pomocí kterého vznikly polymemí řetězce o nejvyšší molekulové hmotnosti. Vynikající zjednodušení hmotnostního spektra pomocí iontově-molekulové reakce je jedinečnou vlastností předloženého vynálezu. Rozklad mateřského iontu na dceřinný ion umožňuje poznat distribuci polymeru a stanovit kinetické parametry jednoho katalyzátoru v přítomnosti dalších katalyzátorů.In the first stage of the mass spectrometer, high-ion ions which contain the catalyst (or part of the catalyst) attached to the longest polymer chains formed in the above reaction are separated. Selected ions are associated with more active catalysts. In the second stage of the spectrometer, the selected ions are then subjected to ion-molecular reactions, e.g. collision-induced dissociation, leading to cleavage of the oligomer / polymer chain from the catalyst. The daughter ion (s) remaining after the ion-molecular reaction is then analyzed in the second stage of the mass spectrometer to identify the type of catalyst by which the highest molecular weight polymer chains are formed. The excellent simplification of the mass spectrum by means of an ion-molecular reaction is a unique feature of the present invention. The decomposition of the parent ion into the daughter ion makes it possible to identify the polymer distribution and to determine the kinetic parameters of one catalyst in the presence of other catalysts.

Popis obrázků na připojených výkresechDescription of the figures in the attached drawings

Obr.lA představuje hmotnostní spektrum s ionizací elektrospray reakční směsi komplexů (la-lc), po přerušení reakce a zředění směsi na koncentraci asi 1CT3 mol/1 pro každou složku do CH2CI2 nasyceného ethylenem. Reakce se nechá probíhat při -30 °C asi 1 hodinu a pak se přeruší přídavkem DMSO aFig. 1A represents the mass spectrometry of the electrospray reaction mixture complexes (Ia-1c), after stopping the reaction and diluting the mixture to a concentration of about 1 M 3 mol / L for each component into ethylene saturated CH 2 Cl 2. The reaction is allowed to proceed at -30 ° C for about 1 hour and then quenched by addition of DMSO α

« ·«·

9 *9 *

9999 • · • » «9 ···» lQQnásobně se zředí. Uhašená a zředěná reakčni směs se zavede s použitím ionizace elektrospray do Finniganova tandemového hmotnostního spektrometru MAT TSQ-7000. Spektrum uvedené na obr.lA bylo zaznamenáno snímáním z prvního kvadrupolu. Hmotnostní spektrum obsahuje několik sérií polymerních iontů a je velmi složité.9999 • Dilute 10 times. The quenched and diluted reaction mixture was introduced using an electrospray ionization into a Finnigan tandem mass spectrometer MAT TSQ-7000. The spectrum shown in FIG. 1A was recorded by scanning from the first quadrupol. The mass spectrum contains several series of polymer ions and is very complex.

Obr. 1B a 1C znázorňují hmotnostní spektra dceřinných iontů získaných z uhašené reakčni směsi podle obr.lA z prvního kvadrupolu s nastavením odstraňujícím ionty o m/z pod 1000 respektive o m/z pod 600, přičemž zbývající ionty se podrobí srážkou indukované disociaci pomocí xenonu (~0,5 mTorr tj. 6,7·103 Pa) při nominální iontové energii 40 eV.Giant. 1B and 1C show the mass spectra of the daughter ions obtained from the quenched reaction mixture of FIG. 1A from the first quadrupole with an ω / z ion removal setting below 1000 and om / z below 600 respectively, the remaining ions being subjected to collision-induced dissociation by xenon (~ 0, 5 mTorr (6.7 · 10 3 Pa) at a nominal ionic energy of 40 eV.

0br.2A představuje hmotnostní spektrum s ionizací elektrospray reakčni směsi komplexů (la-lh), po přerušení reakce a zředění směsi na koncentraci asi 10“3 mol/1 pro každou složku do CH2C12 nasyceného ethylenem. Reakce se nechá probíhat při -10 °C asi 1 hodinu a pak se přeruší a zředí se. Uhašená a zředěná reakčni směs se zavede s použitím ionizace elektrospray do Finniganova tandemového hmotnostního spektrometru MAT TSQ-7000. Spektrum uvedené na obr.2A bylo zaznamenáno snímáním z prvního kvadrupolu. Hmotnostní spektrum obsahuje několik sérií polymerních iontů a je velmi složité.Figure 2A represents the mass spectrum with ionization of the electrospray of the reaction mixture complex (Ia-1h), after stopping the reaction and diluting the mixture to a concentration of about 10 -3 mol / l for each component into ethylene saturated CH 2 Cl 2 . The reaction was allowed to proceed at -10 ° C for about 1 hour and then quenched and diluted. The quenched and diluted reaction mixture was introduced using an electrospray ionization into a Finnigan tandem mass spectrometer MAT TSQ-7000. The spectrum shown in Fig. 2A was recorded by scanning from the first quadrupol. The mass spectrum contains several series of polymer ions and is very complex.

Obr.2B představuje hmotnostní spektrum s ionizací elektrospray reakčni směsi obsahující (lc), po přerušení reakce a zředění směsi (na koncentraci 103 mol/1 do CH2C12 nasyceného ethylenem), které znázorňuje série oligomerních a polymerních iontů vzniklých použitím jednoho katalyzátoru.Fig. 2B is an electrospray mass spectrometry of the reaction mixture containing (1c), after stopping the reaction and diluting the mixture (to a concentration of 10 3 mol / l into CH 2 Cl 2 saturated with ethylene), depicting a series of oligomeric and polymeric ions formed using a single catalyst .

Obr. 3A a 3B znázorňují hmotnostní spektra dceřinných iontů získaných z uhašené reakčni směsí podle obr.2A z · · · · • «0Giant. 3A and 3B show the mass spectra of daughter ions obtained from the quenched reaction mixture of FIG. 2A from FIG.

0 ·* «··♦ prvního kvadrupolu s nastavením odstraňujícím ionty o m/z pod 2200 respektive o m/z pod 1000, přičemž zbývající ionty se podrobí srážkou indukované disociací pomocí xenonu (~0,5 mTorr tj. 6,7-10-3 Pa) při nominální iontové energii 40 eV.0 · * «·· ♦ of the first quadrupol with an om / z ion removal setting below 2200 and om / z below 1000, with the remaining ions subjected to xenon-induced collision-induced collision (~ 0.5 mTorr ie 6.7-10 -3 Pa) at a nominal ionic energy of 40 eV.

Obr.4A představuje hmotnostní spektrum s použitím ionizace elektrospray reakční směsi obsahující prokatalyzátor (10) po přerušení reakce a zředění směsi (4,45-10-3 mol/1 do CH2CI2), nasycené ethylenem a aktivované AgOTf způsobem popsaným v příkladu 3. Uvedené hmotnostní spektrum znázorňuje křivky iontů řetězců podléhajících a nepodléhajících přenosu řetězce. Obr.4B představuje zvětšení hmotnostního spektra podle obr.4A v oblasti m/z 1000 až m/z 2500.Fig. 4A is a mass spectrum using ionization electrospray of the reaction mixture containing procatalyst (10) after the reaction is stopped and dilution of the mixture (4.45-10 -3 mol / l into CH 2 Cl 2) saturated with ethylene and activated with AgOTf as described in Example 3. the mass spectrum depicts the ions of the ions of the chain not subject to chain transfer. Fig. 4B is an enlargement of the mass spectrum of Fig. 4A in the range m / z 1000 to m / z 2500.

Podrobný popis vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vynález poskytuje způsoby hmotnostního spektrometrického stanovení vhodné pro screening a výběr sloučenin majících katalytickou účinnost nebo zlepšenou katalytickou účinnost. Uvedené způsoby je možné použít k identifikaci sloučenin ze skupiny více hodnocených sloučenin které mají pro zvolenou reakci katalytické účinky nebo pro identifikaci zlepšených katalyzátorů ze skupiny zahrnující více známých katalyzátorů. Uvedený způsob je možné aplikovat na knihovnu sloučenin u kterých katalytická účinnost pro danou reakci není známá nebo na knihovnu sloučenin majících známou katalytickou účinnost.The invention provides mass spectrometric assay methods suitable for screening and selecting compounds having catalytic activity or improved catalytic activity. The methods can be used to identify compounds from a group of multiple candidate compounds having catalytic effects for a selected reaction or to identify improved catalysts from a group of known catalysts. The method may be applied to a library of compounds for which the catalytic activity for a given reaction is unknown or to a library of compounds having known catalytic activity.

V uvedené druhé skupině je možné uvedenými způsoby identifikovat ze skupiny známých sloučenin ty, které mají nejvyšší účinnost nebo ty sloučeniny, které poskytují produkty mající požadovanou strukturu nebo vlastnosti. Uvedené způsoby jsou zvláště vhodné pro screening sloučenin z hlediska jejich účinnosti jako katalyzátorů pro polymeraci nebo pro screening souboru katalyzátorů které tuto účinnost pravděpodobně mají aIn the latter group, one can identify from the group of known compounds those having the highest activity or those which provide products having the desired structure or properties. Said methods are particularly suitable for screening compounds for their activity as catalysts for polymerization or for screening a set of catalysts likely to have such activity, and

4« · · ·5 «· · ·

• · · • · ·»« ·«·· t · * · • · « · · »t ·<• · · «t t t...........

• · * «· «»·· k výběru těch, které mají účinnost největší, například těch, které podporují nejrychlejší a nejúčinnější průběh reakcí.To select the ones that are most effective, such as those that support the fastest and most efficient response.

Podle vynálezu je možné hodnotit katalyzátory (nebo identifikovatelné části katalyzátorů) které zůstávají spojené s rostoucím polymerním řetězcem, nebo jsou spojené alespoň po určitou dobu. Takový katalyzátor zůstává připojený, tj. navázaný na rostoucí polymerní řetězec nějakým způsobem. Spojení mezi katalyzátorem a polymerním řetězcem může být zprostředkované kovalentní, iontovou nebo vodíkovou vazbou, pokud uvedená vazba se významně neporuší během zavádění vzorku do hmotnostního spektrometru. Způsob podle vynálezu je zvláště vhodný pro screening organokovových komplexů užívaných jako katalyzátory, kde produkt katalýzy zůstává spojený (alespoň určitou dobu) s organokovovým katalyzátorem.According to the invention, it is possible to evaluate catalysts (or identifiable portions of the catalysts) that remain associated with the growing polymer chain, or are linked for at least some time. Such a catalyst remains attached, i.e., attached to the growing polymer chain in some way. The linkage between the catalyst and the polymer chain may be mediated by a covalent, ionic, or hydrogen bond, provided that said bond does not significantly break during the introduction of the sample into the mass spectrometer. The method of the invention is particularly suitable for screening organometallic complexes used as catalysts, wherein the catalysis product remains associated (at least for some time) with the organometallic catalyst.

Podle vynálezu je možné z hlediska katalýzy polymerace daným polymeračním katalyzátorem stanovit pro produkt polymerace vlastnosti konečného objemného polymeru jako je Mw nebo polydisperžita Mw/Mn. Uvedené vlastnosti je možné stanovit pro jeden hodnocený katalyzátor nebo pro více hodnocených katalyzátorů a je možné je použít k výběru nebo k identifikaci katalyzátoru s požadovanou aktivitou.According to the invention, properties of a finite bulk polymer such as M w or polydispersity M w / M n can be determined for the polymerization product with respect to the polymerization catalyst by a given polymerization catalyst. These properties can be determined for one or more catalysts to be evaluated and can be used to select or identify a catalyst with the desired activity.

Katalyzátory zahrnuté v knihovně určené k testování jsou obvykle strukturálně odlišné, ale ve většině případů se liší v tom, že vykazují charakteristická hmotnostní spektra, tj . mají jeden nebo více charakteristických iontů umožňujících rozlišení katalyzátorů v konečném hodnocení totožnosti v druhém stupni ve kterém se hodnotí dceřínné ionty. Knihovna také může obsahovat určitý podíl katalyzátorů, které ačkoliv jsou strukturálně odlišné, nemusí se jejich hmotnostní spektra nezbytně lišit. V tomto případě způsob výběru podle vynálezu • · • 9« *·«· * 9 » · • · * · · 9« «· * · * • * *The catalysts included in the library to be tested are usually structurally different, but in most cases differ in that they exhibit characteristic mass spectra, i. have one or more characteristic ions allowing the resolution of the catalysts in the final identity assessment in the second stage in which daughter ions are evaluated. The library may also contain a certain proportion of catalysts which, although structurally different, do not necessarily differ in mass spectra. In this case, the method of selection according to the invention is 9 &quot; 9 &quot; 9 &quot; 9 &quot;

« · ···· pokračuje v identifikaci nejméně jednoho katalyzátoru daného souboru (výhodně s malým počtem složek) majícího katalytickou účinnost. Identifikovaný soubor se pak podrobí dalšímu výběru k zjištění, zda jedna složka nebo více složek souboru má skutečné katalytické účinky. Uvedený druhý screening je možné provést různými způsoby, například prostým hodnocením účinností jednotlivých katalyzátorů souboru v oddělených polymeračních reakcích. Uvedený způsob rovněž umožňuje identifikaci nej lepšího katalyzátoru nebo identifikaci výhodných katalyzátorů z uvedeného souboru.It continues to identify at least one catalyst of the set (preferably with a small number of components) having catalytic activity. The identified set is then subjected to a further selection to determine whether one or more of the set ingredients has actual catalytic effects. Said second screening can be performed in various ways, for example by simply evaluating the efficacy of the individual catalysts of the set in separate polymerization reactions. The method also allows the identification of the best catalyst or the preferred catalysts of the set.

Jednotlivé hodnocené katalyzátory obsažené v knihovně mohou být strukturně podobné, ale obsahují různé susbtituenty (počet, typ) nebo různé ligandy (počet, typ). Knihovna testovaných katalyzátorů může obsahovat samostatné katalyzátory které jsou homologické, isomerní, enantiomerní a podobně příbuzné struktury. Uvedený způsob screeningu je zvláště vhodný pro výběr organokovových katalyzátorů, kde uvedené organokovové katalyzátory zahrnuté v knihovně se liší druhem kovu, stupněm valence, ligandy nebo substitucí ligandů.The individual catalysts evaluated in the library may be structurally similar, but contain different substituents (number, type) or different ligands (number, type). The library of test catalysts may contain separate catalysts that are homologous, isomeric, enantiomeric, and the like related structures. Said screening method is particularly suitable for the selection of organometallic catalysts, wherein the organometallic catalysts included in the library differ in the type of metal, the degree of valence, ligands or ligand substitutions.

Knihovnu katalyzátorů lze připravit způsoby v oboru známými s použitím snadno dostupných výchozích složek.The catalyst library can be prepared by methods known in the art using readily available starting components.

Knihovna může obsahovat známé katalyzátory a stanovení pak zahrnuje zjištění jejich relativních účinností nebo potenciální katalyzátory a screening se pak vztahuje na výběr účinných nebo nej účinnějších katalyzátorů.The library may contain known catalysts and the assay then involves determining their relative potencies or potential catalysts, and screening then refers to the selection of the most effective or most effective catalysts.

Výraz reakční produkt se obecně používá pro každý produkt, ať již je to meziprodukt nebo konečný produkt, a jak vázaný na katalyzátor nebo ne (nebo na část katalyzátoru).The term reaction product is generally used for each product, whether it is an intermediate or end product, and as bound to the catalyst or not (or to a portion of the catalyst).

Jako meziprodukt se označuje jakákoliv chemická sloučenina ať již vázaná na katalyzátor nebo ne, která je prekurzoremIntermediate refers to any chemical compound, whether or not bound to a catalyst, which is a precursor

0« 00 · · • 00 ·· · 0 • ·0 «00 · · 00 ·· · 0 · ·

99

44

444 4944 *·444 4944

49 · 4 ·49 · 4 ·

» · 4»· 4

4 94 9

9494 konečného produktu. Konečný produkt je poslední produkt (který může být směsí chemických sloučenin), který je výsledkem úplné reakce testovaného katalyzátoru (katalyzátorů), reagující složky (složek) a aktivátoru nebo další reagující složky obsažených v reakční směsi za podmínek stanovení (rozpouštědlo, teplota) pokud se reakce nechá proběhnout až do jejího konce.9494 of the final product. The final product is the last product (which may be a mixture of chemical compounds) resulting from the complete reaction of the test catalyst (s), reactant (s) and activator or other reactant contained in the reaction mixture under assay conditions (solvent, temperature) allow the reaction to proceed until its end.

Ve screeningu podle vynálezu se reakce výhodně přeruší již před ukončením reakce. Dále se ve způsobu podle vynálezu obvykle reaktant nebo reaktanty používají v přebytku aby se zabránilo jejich spotřebování před uhašením reakční směsi.In the screening of the invention, the reaction is preferably stopped before the reaction is complete. Furthermore, in the process according to the invention, the reactant or reactants are usually used in excess to prevent their consumption before quenching the reaction mixture.

V polymerních reakcích je finální produkt obvykle objemný polymer a meziprodukty jsou oligomerní a polymemí řetězce narůstající do formy objemného polymeru při průběhu reakce do konce.In polymer reactions, the final product is usually a bulky polymer, and the intermediates are oligomeric and polymer chains growing into bulky polymer as the reaction progresses to completion.

V hodnocené reakci, například polymerační reakci, je možné měnit podmínky (např. pH, teplotu nebo rozpouštědlo) pro zjištění výhodných reakčních podmínek pro daný katalyzátor nebo pro výběr nej lepšího katalyzátoru pro dané reakční podmínky. Zkoumaná reakce se nechá probíhat dostatečnou dobu předtím než se reakce přeruší, aby bylo možné detegovat rozdíly v účinnostech katalyzátorů. Ve screeningu polymeračních katalyzátorů se reakce výhodně nechá probíhat v přítomnosti přebytku monomeru až do napojení 25 až několika set monomerů na rostoucí polymemí řetězec.In the reaction to be evaluated, for example a polymerization reaction, it is possible to vary the conditions (e.g., pH, temperature or solvent) to determine the preferred reaction conditions for a given catalyst or to select the best catalyst for a given reaction condition. The reaction is allowed to proceed for a sufficient period of time before the reaction is interrupted to detect differences in catalyst performance. In the screening of polymerization catalysts, the reaction is preferably allowed to proceed in the presence of excess monomer until the coupling of 25 to several hundred monomers to the growing polymer chain.

Zkoušený vzorek reakční směsi, například reakční směsi z polymerační reakce se výhodně vnese do prvního stupně hmotnostního spektrometru s použitím ionizace při atmosférickém tlaku výhodně s použitím ionizace elektrospray.The test sample of the reaction mixture, for example the reaction mixture from the polymerization reaction, is preferably introduced into the first stage of a mass spectrometer using ionization at atmospheric pressure, preferably using electrospray ionization.

·· ···· • e* ·· · * · · • « · · • · · · · • · · ·· ···· <· E e e e e e e e e e <<<<<

·· ·· • · · · · • * · * • · 9 · ··· ·· · 9 · ·

9 9 9 « 99 99999 9 9 «99 9999

Ve specifických případech byly tandemová hmotnostní spektrometrie s ionizací elektrospray (ESI-MS/MS) a iontověmlekulové reakce v plynné fázi použité pro rychlý screening Pd(II) katalyzátorů Brookhartova typu pro poíymeraci olefinů (Johnson L.K. a sp., (1995), J.Am.Chem.Soc., 117:6414; Johnson L.K. a sp., (1996), J.Am.Chem.Soc., 118:267). Obsáhlé základní poznatky chemie diiminových komplexů popsali Svoboda M. a tom Dieck H., (1980), J.Organomet.Chem., 191:321; tom Diesck H. a sp., (1981), Z.Naturforsch., 36B:283.In specific cases, electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS / MS) and gas-phase ion-jet reactions were used for rapid screening of Brookhart-type Pd (II) catalysts for olefin polymerization (Johnson LK et al., (1995), J. Am. Chem., 117: 6414; Johnson LK et al., (1996), J. Am. Chem., 118: 267). Extensive basic knowledge of the diimine complex chemistry has been described by Svoboda M. and Tom Dieck H., (1980), J. Organomet. Chem., 191: 321; Tom Diesck, H. et al., (1981), Z. Naturforsch., 36B: 283.

Zatímco hmotnostní spektrometrie s ionizací elektrospray (kompletní monografií týkající se této techniky je Electrospray ionization Mass Spectrometry, R.D.Cole, Ed., John Wiley: New York, 1997) byla od zavedení této techniky Fennem a spoluautory (Whitehouse C.M. a sp., (1985),While electrospray ionization mass spectrometry (a complete monograph on this technique is Electrospray ionization Mass Spectrometry, RDCole, Ed., John Wiley: New York, 1997) has been by Fenne and co-authors since the introduction of this technique (Whitehouse CM et al., (1985) )

Anal.Chem., 57:675) rozsáhle aplikovaná na biopolymery, aplikace na chemii organokovových sloučenin se objevuje až v současnosti. Přímé analytické aplikace poprvé zveřejnil Chait (Katta V., a sp., (1990), J.Am.Chem.Soc., 112:5348),Anal. Chem., 57: 675) extensively applied to biopolymers, application to the chemistry of organometallic compounds only appears to date. Direct analytical applications were first published by Chait (Katta V., et al. (1990), J. Am. Chem. Soc., 112: 5348),

Colton a jejich spolupracovníci (Colton R. a Traeger J.C., (1992), Inorg.Chím.Acta, 201:153; práce těchto skupin byly shrnuté v práci Colton R. a sp., (1996), Mass Spec.Rev., 14:79). Studium mechanizmů iontově-molekulových reakcí organokovových iontů s použitím ionizace elekrospray se připisuje současně pracující skupině (Hinderling C. a sp., (1997), Angew.Chem., 109:272; Hinderling C. a sp., (1997),Colton and their collaborators (Colton R. and Traeger JC, (1992), Inorg.Chim.Acta, 201: 153; the work of these groups has been summarized in Colton R. et al., (1996), Mass Spec.Rev., 14:79). The study of the mechanisms of ion-molecular reactions of organometallic ions using electronospray ionization is ascribed to a co-operating group (Hinderling C. et al., (1997), Angew. Chem., 109: 272; Hinderling C. et al., (1997),

J.Am,Chem.Soc., 119:10793; Feichtinger D. a Plattner D.A., (1997), Angew.Chem., 109:1796; Feichtinger D. a sp., (1998), J.Am.Chem.Soc., 120:7175; Hinderling C. a sp., (1998), Angew.Chem., 110:2831) a autorům Posey a sp. (Spence T.G. a sp., (1997), J.Phys.Chem. A 101:139; Spence T.G. a sp., (1997), J.Phys.Chem. A 101:1081; Spence T.G. a sp., (1998), J.Phys.Chem. A 102:6101. Několik dalších skupin zveřejniloJ. Am. Chem., 119: 10793; Feichtinger D. and Plattner D.A., (1997), Angew. Chem., 109: 1796; Feichtinger D. et al., (1998), J. Am. Chem. Soc., 120: 7175; Hinderling, C. et al. (1998), Angew. Chem., 110: 2831) and Posey et al. (Spence TG et al., (1997), J.Phys.Chem. A 101: 139; Spence TG et al., (1997), J.Phys.Chem. A 101: 1081; Spence TG et al., ( 1998, J.Phys.Chem A 102: 6101. Several other groups have published

• · • * «· ·« • · · · další aplikace (Wilson S.R. a Wu Y., (1993), Organometallics,Other applications (Wilson S.R. and Wu Y., (1993), Organometallics,

12:1478; Alíprantis A.O. a Canary J.W., (1994),12: 1478; Alíprantis A.O. and Canary J.W. (1994),

J.Am.Chem.Soc., 116:6985; Kane-Maguire L.A.P. a sp., (1995), J.Organomet.Chem., 486:243; Lipshutz B.H. a sp., (1996),Soc., 116: 6985; Kane-Maguire L.A.P. et al., (1995), J. Organomet. Chem., 486: 243; Lipshutz B.H. et al., (1996),

J.Am.Chem.Soc., 118:6796), a dvě skupiny se zabývaly hodnocením polymeračních reakcí (Dzhabieva Z.M. a sp., (1996), Russ.Chem.Bull., 45:474; Saf R. a sp., (1996), Macromol., 29:7651). Žádná z uvedených skupin se však nepokusila hodnotit současně více než jeden katalyzátor. Získaná hmotnostní spektra byla navíc velmi složitá následkem distribuce oligomerních a/nebo polymerních iontů vznikajících i při použiti jednoho katalyzátoru, což vylučuje jakoukoliv možnost screeningu. Předložený vynález zahrnuje v první řadě ESI-MS/MS analýzu více probíhajicich,kompetitivních, simultánních, katalyzovaných reakcí v roztoku. Jedinečným rysem způsobu podle vynálezu je použití iontově-molekulové reakce, například v tomto případě CID reakce (reakce indukované srážkou), pro zjednodušeni jinak zhuštěním komplikovaného hmotnostního spektra polymemí směsi.Soc., 118: 6796), and two groups dealt with the evaluation of polymerization reactions (Dzhabieva ZM et al., (1996), Russ.Chem.Bull., 45: 474; Saf R. et al. , (1996), Macromol., 29: 7651). However, none of these groups attempted to evaluate more than one catalyst at a time. Moreover, the mass spectra obtained were very complex due to the distribution of oligomeric and / or polymer ions produced even by using a single catalyst, which eliminates any possibility of screening. The present invention primarily involves ESI-MS / MS analysis of multiple ongoing, competitive, simultaneous, catalysed solution reactions. A unique feature of the process according to the invention is the use of an ion-molecular reaction, for example, in this case a CID reaction (collision-induced reaction), to simplify the otherwise complicated mass spectrum of the polymer mixture.

Z kombinace citlivosti, rychlosti, přímého způsobu stanovení a univerzálnosti prokázaných ve zkušebních pokusech vyplývá možnost screenování velkých (n » 100) knihoven obsahujích kombinačně připravené katalyzátory. Dostupnost automatických zařízení pro nástřik vzorků u spektrometrů s ionizací eiektrospray usnadňuje automatizaci celého screeningu.The combination of sensitivity, speed, direct assay and versatility demonstrated in the trials implies the possibility of screening large (n »100) libraries containing combinatorially prepared catalysts. The availability of automated sample injection equipment on eiektrospray ionization spectrometers facilitates automation of the entire screening.

Podle obecného mechanizmu Zieglerovy-Nattovy polymerace je omezení délky řetězce, a tím i molekulová hmotnost polymeru daná především poměrem rychlostí propagace k rychlosti přenosu řetězce. Zatímco první z výše uvedených rychlostí lze zjistit různými způsoby, způsoby zjistit uvedenou druhou rychlost jsouAccording to the general mechanism of Ziegler-Natta polymerization, the chain length limitation, and hence the molecular weight of the polymer, is mainly due to the ratio of propagation rates to chain transfer rates. While the first of the aforementioned speeds can be detected in various ways, the methods for detecting said second speed are

9« «99*9 «« 100 *

9« l 9 9 <9 «l 9 9 <

«9 9999 mimořádně omezené. Brookhart uvádí rychlosti propagace (Johnson L.K. a sp., (1995)) pro katalyzátory vztažené na sloučeninu (10) v J.Am.Chem.Soc., 117:6414. Podle výsledků autorů vynálezu byly zjištěné hodnoty rychlostí propagace asi poloviční než je uvedené v literatuře. Vzhledem k tomu, že způsob aktivace byl odlišný, jako protiion v práci autorů vynálezu byl použit triflát na rozdíl od tetrakis(pentafluorborátu) v předchozí práci, tak uvedený faktor 1/2 je plně pochopitelný. Brookhart neuvádí žádné rychlosti přenosu řetězce, takže nelze učinit žádné srovnání, bylo by možné vypočítat molekulovou hmotnost polymeru ve srovnání s hodnotou M„ uvedenou v literatuře, ale hodnoty jsou zjištěné za podmínek které jsou pro vyhovující srovnání velmi vzdálené, např. použití 45 g polymeru zpracovaného ve 100 ml rozpouštědla činí přímý test opět obtížný. Nicméně lze zjistit, že sloučenina (10) nebyla hodnocená jako jeden z nej lepších katalyzátorů v Brookhartově práci, což odpovídá jen průměrné hodnotě Mw zjištěné v této práci.«9 9999 extremely limited. Brookhart reports propagation rates (Johnson LK et al., (1995)) for catalysts based on compound (10) in J. Am. Chem. Soc., 117: 6414. According to the results of the inventors, the values of propagation rates found were about half that reported in the literature. Since the method of activation was different, a triflate was used as the counterion in the work of the inventors, unlike tetrakis (pentafluoroborate) in the previous work, so said factor 1/2 is fully understood. Brookhart does not report any chain transfer rates, so no comparison can be made, it would be possible to calculate the molecular weight of the polymer compared to the M-value reported in the literature, but the values are found under conditions that are very distant for satisfactory comparison. treated in 100 ml solvent makes the direct test again difficult. However, it can be found that compound (10) was not evaluated as one of the best catalysts in the Brookhart work, which corresponds only to the average M w value found in this work.

20 řetězce nezahrnující přenos řetězce:R=CH3 řetězce zahrnující přenos řetězce: R=H20 chains not including chain transfer: R = CH 3 chains including chain transfer: R = H

Prokatalyzátor (10) uvedenou zkoušku poskytuj byl zvolen proto, protože pro e zřetelné rozlišení distribuceThe procatalyst (10) provided this test was chosen because of the clear resolution of the distribution

Bt • a a « a a aaaa a *·· • a a • a a a a a a aa »· aa aa a a a a a a « a a a · a · · a a aaaa řetězců bez přenosu řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce jak je zřejmé z obr.4A a 4B. Jestliže se použije lepší katalyzátor (katalyzátor obsahující na aromatických skupinách místo o, o'-dimethylových skupin o, o'-diisopropylové skupiny odpovídající nej lepším ze známých katalyzátorů, získají se malé píky odpovídající distribuci řetězců zahrnujících přenos řetězce) je možné provést k získání uvedených tří rychlostí použít stejný pokus, ale rozdíl mezi velikostí hodnot pro distribuci řetězců bez přenosu řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce bude větší. S použitím obchodně dostupných kvadrupolových nebo segmentových přístrojů s dynamickým rozsahem ~10 000 až 1 lze odhadnout, že uvedený způsob screenování umožňuje analýzy až do Mw ~ 500 000, kde horní mez se použije pouze v případě potřeby použít hmotnostní spektrometrii ke kvantitativnímu stanovení Mw. V praxi se uvedeným způsobem jako screeningovou metodou pouze sledují a získávají hodnoty potřebné ke screeningu, protože skutečnou molekulovou hmotnost polymeru je možné získat v případě úspěchu jakýmkoliv vhodným způsobem. Stejný argument použitý pro případ stanovení skutečných rychlostí propagace a přenosu řetězce oproti tomu předpokladu však závisí na délce řetězce. Pokud je však daná změna plynulou a pomalou funkcí délky řetězce, není integrita záznamů hmotnostního spektra porušená.Bt aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aaaaaa If a better catalyst is used (a catalyst containing aromatic groups instead of o, o'-dimethyl groups of o, o'-diisopropyl groups corresponding to the best of the known catalysts, small peaks corresponding to the distribution of the chains including chain transfer are obtained) three speeds use the same experiment, but the difference between the values of the values for distributing the strings without the string transfer and the strings involving the string transfer will be greater. Using a commercially available quadrupole segmented devices with a dynamic range of -10 000-1 can be estimated that said method to screen enables analysis of up to M w ~ 500,000, where the upper limit is used only when necessary to use mass spectrometry for quantitative determination of M w . In practice, as a screening method, the method merely monitors and obtains the values required for screening, since the true molecular weight of the polymer can be obtained if successful by any suitable method. However, the same argument used to determine the actual rates of chain propagation and transmission depends on the length of the chain. However, if the change is a continuous and slow function of chain length, the integrity of the mass spectrum records is not impaired.

V ideálním případě by bylo žádoucí aby uvedené tři rychlosti vyhovující distribuci řetězců bez přenosu řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce byly lineárně nezávislé a bylo tak dosaženo jednoznačné závislosti. Přestože analyticky nebyla tato lineární nezávislost potvrzená, tak z hodnoceni vlastností těchto parametrů jako proměnných vyplývá, že uvedené tři rychlosti je možné specificky stanovit.Ideally, it would be desirable that the three rates suitable for chain distribution without chain transfer and chains involving chain transfer be linearly independent to achieve a clear dependency. Although analytically this linear independence has not been confirmed, the evaluation of the properties of these parameters as variables implies that the three speeds can be specifically determined.

Kvalitativně je absolutní rychlost propagace primárně odpovědná za polohu maxima a za tvar počátku distribuce « «· * · v · « · • « w · « · ··· · «« ···* ·» i » · i ·· řetězců bez přenosu řetězce. Poměr rychlosti propagace a iniciace určuje šířku a tvar koncové části distribuce řetězců bez přenosu řetězce. Poměr rychlosti propagace a rychlostí přenosu řetězce určuje relativní velikosti distribucí řetězců bez přenosu řetězce k řetězcům zahrnujícím přenos řetězce. Výsledky kinetického modelu zahrnují zvonovitý tvar pro distribuci řetězců bez přenosu řetězce a rovnoměrně klesající křivky se strmějším poklesem na počátku pro distribuci řetězců zahrnujících přenos řetězce, které nejsou jinak ovlivnitelné.Qualitatively, the absolute propagation rate is primarily responsible for the position of the maximum and for the shape of the origin of the distribution of the "strings" without the "strings". chain transfer. The rate of propagation to initiation determines the width and shape of the end portion of the chain distribution without the chain transfer. The ratio of propagation rate to chain transfer rate determines the relative magnitude of the non-chain transfer chain distributions to the chains including chain transfer. The results of the kinetic model include a bell shape for chain distribution without chain transfer and uniformly decreasing curves with a steeper decline initially for chain distribution including chain transfer that are not otherwise affected.

Z dobré shody těchto křivek s uvedenými třemi rychlostmi vyplývá, že uvedený model· je vhodný k řešení.The good fit of these curves with the three speeds indicates that the model is suitable for solution.

Důležitým parametrem pro převedení daného stanovení na úplný screening je možnost pomocí uvedeného stanovení zpracovat spojený soubor, tj. více katalyzátorů najednou, a příslušenství umožňující automatizovaná paralelní stanovení. Pro oba typy požadavků je metoda hmotnostní spektrometrie velmi vhodná. Pro paralelní stanovení je k automatizovanému provedení možné použít automatické dávkovače kterými mohou být obchodně dostupné spektrometry vybavené. Ve srovnání s konvenčními způsoby stanovení molekulové hmotnosti polymerů je spektrometrický způsob podle vynálezu rychlejší, vyžaduje méně vzorku a je možné ho automatizovat. Jiné přístupy s použitím hmotnostní spektrometrie (jsou popsané způsoby charakterizace polymerů pomocí hmotnostní spektrometrie:An important parameter for converting a given assay into a full screen is the ability to process a pooled set, ie multiple catalysts at the same time, and accessories allowing automated parallel determinations. The mass spectrometry method is very suitable for both types of requirements. For parallel determination, it is possible to use automated dispensers with which the commercially available spectrometers can be equipped. Compared to conventional methods for determining the molecular weight of polymers, the spectrometric method of the invention is faster, requires less sample and can be automated. Other approaches using mass spectrometry (methods of characterizing polymers by mass spectrometry are described:

Lorenz S.A. a sp., (1999), Appl.Spec., 53:18A; Festage R. a sp., (1998), J.Am.Soc.Mass Spec., 9:299; Hunt S.M. a sp., (1998), Anal.Chem., 70:1812; Jackson C.A. a Simonsick W.J., (1997), Curr.Opin.Solid State Mat.Sci., 2:661) mají nevýhodu v tom, že k analyzují přímo polymer místo oligomery navázanými na kov, což vede k tomu, že ionizační proces (v případě ionizace elektrospray) a/nebo rozsah analyzovaných hmot pro spektrometr (při ionizaci elektrospray nebo MALDI) začínajíLorenz S.A. et al., (1999), Appl. Spec., 53: 18A; Festage R. et al., (1998), J. Am.Soc.Mass Spec., 9: 299; Hunt S.M. et al., (1998), Anal. Chem., 70: 1812; Jackson C.A. and Simonsick WJ, (1997), Curr.Opin.Solid State Mat.Sci., 2: 661) have the drawback of k directly analyzing the polymer instead of the metal-bound oligomers, resulting in the ionization process (in the case of electrospray) and / or range of analyzed masses for the spectrometer (in electrospray or MALDI) begin

9* v«*t • t· • 9 * 9 • 9 • · 9 «9 * in «* t • t · 9 * 9 • 9 • 9«

9·· ··*♦ • 9 99 ·· ·· * ♦ • 9 9

9 «

9 ·9 ·

9 9 99 9 9

9· *· ··8 · * · ··

9 ·9 ·

99

9 9 •9 9999 být problematické zejména pro polyethylen nebo polypropylen. Tento problém je specifickým případem výhod dosažených předloženým vynálezem, že stanovení je založené na meziproduktech s navázaným katalyzátorem na rozdíl od analýz konečných objemných produktů.9 9 • 9 9999 especially problematic for polyethylene or polypropylene. This problem is a specific case of the advantages achieved by the present invention that the determination is based on catalyst-bound intermediates as opposed to analyzes of the final bulk products.

Tak jako při použití mnoha Zieglerových-Nattových katalyzátorů je molekulová hmotnost konečného polymeru převážně určená přenosem řetězce monomerem (nebo polymerem jestliže koncentrace polymeru je dostatečně vysoká).As with many Ziegler-Natta catalysts, the molecular weight of the final polymer is predominantly determined by chain transfer by the monomer (or polymer if the polymer concentration is high enough).

Elementární stupně polymerace (celkový přehled ZieglerovyNattovy polymerace viz: Ziegler catalyst, Fink G. a sp. (ed.), Springer-Verlag, Berlin, (1995) byly zkoumány pomocí počítačových programů Zieglerem a spolupracovníky (Margl P. a sp. (1999), J.Am.Chem.Soc., 121:154 a citované práce) a experimentálně byla tato konkrétní skupina katalyzátorů studovaná Brookhartem. Vzhledem k velmi rychlé komplexaci monomeru, klidové stádium Pd(II)diiminových katalyzátorů je ve formě komplexu s ethylenem; rychlost spotřeby ethylenu je z hlediska ethylenu nultého řádu (Johnson L.K. a sp., (1995), J.Am.Chem.Soc., 117:6414).Elementary degrees of polymerization (for an overview of ZieglerNatt polymerization see: Ziegler catalyst, Fink G. et al. (Ed.), Springer-Verlag, Berlin, (1995) were investigated using computer programs by Ziegler and co-workers (Margl P. et al. (1999) , 121: 154 and cited works) and experimentally, this particular group of catalysts was studied by Brookhart Due to the very rapid monomer complexation, the quiescent stage of the Pd (II) diimine catalysts is in the form of a complex with ethylene; the ethylene consumption rate is in terms of zero order ethylene (Johnson LK et al., (1995), J. Am. Chem. Soc., 117: 6414).

Roztok CH2CI2 v termostatu (5 ml, 9,8 °C) předem nasycený ethylenem ve kterém byly rozpuštěny 2 mg (< 5 μπιοί) sloučeniny (10) se aktivuje AgOTf, polymerace se nechá probíhat 26 minut, a pak se reakce přeruší saturací plynným CO. (Jako zhášeče byly zkoušené některé neutrální dvouelektronové ligandy jako je DMSO a pyridin. CO poskytuje nejspolehlivější výsledky). Vzorek se vyjme, padesátkrát se zředí a analyzuje se v modifikovaném hmotnostním spektrometru Finnigan MAT TSQ-7000 s ionizací elektrospray. Přístroje a podmínky analýzy již byly zveřejněné (Hinderling C. a Chen P., Angew.Chem., v tisku; Hinderling C a sp., (1997), J.Am.Chem.Soc., 119:10793;A solution of CH 2 Cl 2 in a thermostat (5 mL, 9.8 ° C) pre-saturated with ethylene in which 2 mg (<5 µπιοί) of compound (10) was dissolved was activated with AgOTf, polymerization was allowed to proceed for 26 minutes. WHAT. (Some quenching double electron ligands such as DMSO and pyridine have been tested as quenchers. CO provides the most reliable results). The sample is removed, diluted 50-fold and analyzed on a Finnigan MAT TSQ-7000 modified electrospray mass spectrometer. The instruments and conditions of analysis have already been disclosed (Hinderling C. and Chen P., Angew.Chem., In press; Hinderling C et al., (1997), J. Am. Chem. Soc., 119: 10793;

···* • · · • t » * * · • · · · ·· »·· T · t t t t t t t t t t

Feichtinger D. a Plattner D.A., (1997), Angew.Chem., 109:1796;Feichtinger D. and Plattner D.A., (1997), Angew. Chem., 109: 1796;

Feichtinger D. a sp., (1998), J.Am.Chem.Soc., 120:7175; Hinderling C. a sp., (1998), Angew.Chem., 110:2831; Kim Y.M. a Chen P., (1999), Int.J.Mass Spec., 185-7:87). Výsledné hmotnostní spektrum je znázorněné na obr.4A. Při hodnocení oblasti m/z=1000-2500 (obr.4B) jsou patrné dvě odlišné oblasti distribuce oligomerních iontů. Olígomerní řetězce navázané na kov s koncovými methylovými skupinami se označují jako řetězce bez přenosu řetězce a odpovídají řetězcům vytvořeným na katalytickém centru bez přenosu na vlastní řetězec. Olígomerní řetězce navázané na kov s koncovými vodíkovými skupinami se označují jako řetězce zahrnující přenos řetězce a odpovídají řetězcům vytvořeným na katalytickém centru podléhajícím nejméně jednomu přenosu na vlastní řetězec. Ačkoliv oba typy řetězců, řetězce bez přenosu řetězce a řetězce zahrnující přenos řetězce se tvoří adicí ethylenových jednotek, jsou od sebe posunuté o 14 hmotnostních jednotek. Konkrétnímu souboru reakčních podmínek s použitím obecného kinetického schématu pro Zieglerovu-Nattovu polymerací adaptovaného na specifickou skupinu Brookhartových katalyzátorů mohou uvedené dva typy distribucí vyhovovat a integrací diferenciálních rovnic je tak možné získat konkrétní absolutní rychlosti iniciace, propagace a přenosu řetězce.Feichtinger D. et al., (1998), J. Am. Chem. Soc., 120: 7175; Hinderling C. et al., (1998), Angew. Chem., 110: 2831; Kim Y.M. and Chen P., (1999), Int. J. Mass Spec., 185-7: 87). The resulting mass spectrum is shown in Figure 4A. When evaluating the region m / z = 1000-2500 (Fig. 4B), two different regions of oligomeric ion distribution are evident. The oligomeric chains attached to the metal with methyl end groups are referred to as non-chain transfer chains and correspond to chains formed at the catalytic center without transfer to the actual chain. The oligomeric chains bonded to the metal with hydrogen-terminated groups are referred to as chain transfer chains and correspond to chains formed at a catalytic center subject to at least one transfer to the chain itself. Although both types of chains, non-chain transfer chains and chain transfer chains are formed by the addition of ethylene units, they are offset by 14 weight units. A particular set of reaction conditions using a general kinetic scheme for Ziegler-Natta polymerization adapted to a specific group of Brookhart catalysts can accommodate the two types of distributions and by integrating differential equations it is possible to obtain specific absolute initiation, propagation and chain transfer rates.

Byly stanovené hodnoty kinit=0,01, kprop=0,044 a ktrans=0,00045 s’1 vyhovující rychlostem iniciace, propagace a přenosu řetězce. Celý postup je možné opakovat při několika teplotách a získat tak údaje k řešení Arrheniových rovnic. V předchozím pokusu řešení tohoto úkolu bylo zjištěné ne-Arrheniovské chování rychlosti iniciace vysvětlitelné heterogenním systémem; na druhé straně autoři vynálezu zjistili hodnoty Epropa=18,9 a Etran%-21,4 kcal/mol (tj . 79,130 kj/mol resp. 89,597 kJ) . Získané hodnoty rychlostí iniciace, propagace a přenosu řetězce lze rovněž použít k výpočtu střední molekulové ·· ·*9·Values were determined for init = 0.01, k = 0.044 and prop tr ans = 0.00045 s -1 satisfactory rate of initiation, propagation and chain transfer. The whole procedure can be repeated at several temperatures to obtain data to solve Arrhenius equations. In a previous attempt to solve this task, the non-Arrhenius initiation rate behavior explained by a heterogeneous system was found; on the other hand, the inventors found E prop a = 18.9 and E tran % -21.4 kcal / mol (i.e. 79.130 kJ / mol and 89.597 kJ respectively). The obtained values of chain initiation, propagation and transfer rates can also be used to calculate the mean molecular ·· · * 9 ·

9» *9 »*

• 9• 9

9 9 · 99 9 · 9

9 9 • · 9 ·9 9

Μ 99 «9 ··Μ 100 «9 ··

9 9 9 · 99 9 9

9 * ·9 * ·

9 « «99 V hmotnosti a rozsahu polymerace jako funkcí času za předpokladu konstantní koncentrace ethylenu a ředění roztoku polymeru. Za těchto předpokladů s použitím kinit=0,01, kprop=0,044 a ktrans=0, 000 45 s“1 je polydisperzita Mw/Mn =2 jak lze teoreticky očekávat. V případě skutečnějších podmínek, např. při vyšší koncentraci polymeru, je nutné započítat rychlosti exprese přenosu řetězce buď na monomer nebo na polymer. V tomto případě lze předpokládat Mw/Mn > 2.In the weight and extent of polymerization as a function of time assuming a constant ethylene concentration and dilution of the polymer solution. Under these assumptions using kinites = 0.01, kprop = 0.044 and ktrans = 0.00045 s -1 , the polydispersity Mw / M n = 2 is theoretically expected. In the case of more real-life conditions, e.g. at a higher polymer concentration, it is necessary to account for the expression rates of the chain transfer to either the monomer or the polymer. In this case M w / M n > 2 can be assumed.

Způsoby uvedené výše se provádějí s použitím konvenční tandemové hmotnostní spektrometrie ale je možné je možné použít i v dalších hmotnostně spektrometrických analytických metodách známých v oboru umožňujících separaci počátečně generovaných iontů na základě jejich hmotnosti a další analýzu zvolených iontů. Uvedené ionty vznikají různými způsoby ionizace známými v oboru. Způsoby ionizace vhodné pro použití screeningu podle vynálezu zahrnují způsoby, kde katalyzátor (nebo část katalyzátoru) zůstává spojený s produktem reakce při první ionizaci. Dále, zvolený způsob ionizace výhodně nenarušuje kritéria selekce, například při screeningu polymeračního katalyzátoru neovlivňuje vlastní první ionizační způsob významně délku řetězce polymemího iontu.The above methods are carried out using conventional tandem mass spectrometry but can also be used in other mass spectrometric analytical methods known in the art to allow separation of initially generated ions based on their mass and further analysis of selected ions. Said ions are formed by various ionization methods known in the art. Ionization methods suitable for use in the screening of the invention include methods wherein the catalyst (or part of the catalyst) remains associated with the reaction product of the first ionization. Further, the selected ionization method preferably does not interfere with the selection criteria, for example when screening a polymerization catalyst, the first ionization method itself does not significantly affect the polymer ion chain length.

Způsoby screeningu katalyzátorů specificky doložené v příkladech provedení vynálezu jsou založené na selekci iontů s vyšším poměrem hmotnost/náboj souvisejícími s nejdelšími polymerními řetězci vzniklými při reakci vedoucí k tvorbě nabitých částic. Na výběr iontů vzniklých v prvním stupni hmotnostního spektrometru je možné aplikovat také jiná kritéria. Například je možné zvolit ionty o střední hmotnosti nebo konkrétní ion nebo skupinu iontů spojených s požadovaným typem větvení řetězce, kde uvedený způsob se používá při přímém hmotnostně spektrometrickém stanovení vysoce »« ···♦ «9« polymerních sloučenin s použitím ionizace elektrospray nebo MALDI.Catalyst screening methods specifically exemplified in the embodiments of the invention are based on the selection of ions with a higher mass / charge ratio associated with the longest polymer chains formed in the charged particle formation reaction. Other criteria may also be applied to the selection of ions formed in the first stage of the mass spectrometer. For example, it is possible to select medium ions or a particular ion or group of ions associated with the desired type of chain branching, wherein said method is used in direct mass spectrometric determination of high »9« polymer compounds using electrospray or MALDI ionization.

Screening polymeračních katalyzátorů je obvykle založený na stanovení nebo na předpovědi vlastností vysokomolekulárních polymerů připravených za daných podmínek. Dosud používané postupy ve vysoce výkonném screeningu stanovují pouze rychlost reakce, tj. aktivitu katalyzátoru, což je jeden z méně významných parametrů. Obecně mezi mnohem důležitější parametry screeningu polymeračních katalyzátorů patří střední molekulová hmotnost vysokomolekulárního polymeru a její distribuce.The screening of polymerization catalysts is usually based on the determination or prediction of the properties of high molecular weight polymers prepared under given conditions. The methods used so far in high throughput screening only determine the reaction rate, i.e. the activity of the catalyst, which is one of the minor parameters. In general, the more important parameters of screening polymerization catalysts are the average molecular weight of the high molecular weight polymer and its distribution.

Vynález rovněž poskytuje způsob, pomocí kterého se hmotnostní spektrometrie s ionizací elektrospray použije z distribuce oligomerů s navázaným kovem ke stanovení kinetických parametrů, ze kterých lze předpovědět vlastnosti konečného vysokomolekulárního polymeru připraveného z použitím daného katalyzátoru. Specifičnost tohoto způsobu spočívá ve stanovení řetězců ve kterých neprobíhá přenos řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce a použití těchto výsledků ke stanovení významného poměru rychlosti propagace k rychlosti přenosu řetězce. Tento poměr je jedním z nejdůležitějších faktorů pro molekulovou hmotnost polymeru.The invention also provides a method by which electrospray ionization mass spectrometry is used from the distribution of metal-bound oligomers to determine kinetic parameters from which the properties of a final high molecular weight polymer prepared from the catalyst can be predicted. The specificity of the method is to determine the chains in which there is no chain transfer and the chains including chain transfer, and to use these results to determine a significant ratio of propagation rate to chain transfer rate. This ratio is one of the most important factors for the molecular weight of the polymer.

Tato metodika je aplikovatelá na další polymerační katalyzátory (například na katalyzátory na bází palladia pro kopolymeraci ollefinů-CO: Brookhart M. a sp., (1992),This methodology is applicable to other polymerization catalysts (for example, palladium-based catalysts for ollefin-CO copolymerization: Brookhart M. et al., (1992),

J.Am.Chem.Soc., 114:5894; Drent E. a Budzelaar P.H.M., (1996), Chem.Rev., 96:663; na katalyzátory na bázi kobaltu a železa pro polymeraci olefinů: Smáli B.L. a sp., (1998),Soc., 114: 5894; Drent E. and Budzelaar P. H. M., (1996), Chem. Rev., 96: 663; for cobalt and iron catalysts for olefin polymerization: Smáli B.L. et al., (1998),

J.Am.Chem.Soc., 120:4049; na ROMP katalyzátory na bázi molybdenu a wolframu: Goodall B.L. a sp., (1993),J. Am. Chem., 120: 4049; to molybdenum and tungsten-based ROMP catalysts: Goodall B.L. et al., (1993),

J.Appl.Polymer Sci., 47:607; McCann M. a sp., (1995),J.Appl. Polymer Sci., 47: 607; McCann M. et al., (1995),

00000000

00 0 0 ·00 0 0 ·

J.Mol.Catalysis, A 96:31; Rhodes L.F., Evropský patent 0 435 146 Ά2 (1990); Mazaný A.M., Evropský patent 0 755 938 Al (1995)).J. Mol. Catalysis, A 96:31; Rhodes L.F., European Patent No. 0 435 146-2 (1990); Lubricated A.M., European Patent 0 755 938 A1 (1995)).

Kromě toho jsou způsoby podle vynálezu aplikovatelné na výběr katalyzátoru pro jiné reakce než je polymerace. Ve výhodných provedeních tohoto způsobu zůstává katalyzátor (nebo jeho rozlišitelná část) po první ionizaci spojený s požadovaným zvoleným produktem.In addition, the methods of the invention are applicable to catalyst selection for reactions other than polymerization. In preferred embodiments of the process, the catalyst (or a recognizable portion thereof) remains associated with the desired product of choice after the first ionization.

Specificky se vynález vztahuje na způsob použití tandemové hmotnostní spektrometrie ke stanovení nebo ke screeningu dvou nebo více katalyzátorů z hlediska účinnosti pro polymeraci. Uvedené dvoustupňové spektrometrické stanovení podle vynálezu lze rovněž použít ke stanovení nebo hodnocení katalytické účinnosti jednotlivých katalyzátorů. Vynález rovněž vztahuje na použití iontově-molekulových reakcí jako jsou disociativní kolize, vedoucí ke zjednodušení hmotnostního spektra oligomerních/polymerních směsí. Způsoby hmotnostní spektrometrie popsané v této přihlášce se obecně použijí k hodnocení polymeračních reakci, uvedené způsoby je možné například použít ke stanovení poměru propagace řetězce k přenosu řetězce v dané polymerační reakci v roztoku.Specifically, the invention relates to a method of using tandem mass spectrometry to determine or screen two or more catalysts for efficiency for polymerization. The two-stage spectrometric assay of the present invention can also be used to determine or evaluate the catalytic activity of individual catalysts. The invention also relates to the use of ion-molecular reactions, such as dissociative collisions, to simplify the mass spectrum of oligomer / polymer mixtures. The mass spectrometry methods described in this application are generally used to evaluate polymerization reactions, such methods being used, for example, to determine the ratio of chain propagation to chain transfer in a given polymerization reaction in solution.

Obecné kinetické schéma pro Zieglerovu-Nattovu polymeraci je včleněné do tohoto popisu odkazem (Mayl a sp., (1999) a aplikací standardních výpočetních způsobů známých v oboru. Numerická integrace byla provedená s použitím programu POWERSIM (Modell Data AS) s použitím standardních způsobů, tj. podle Eulera nebo Runge-Kutta až pro rovnice čtvrtého řádu.A general kinetic scheme for Ziegler-Natta polymerization is incorporated into this description by reference (Mayl et al., (1999) and applying standard computational methods known in the art. Numerical integration was performed using POWERSIM (Modell Data AS) using standard methods, that is, according to Euler or Runge-Kutt for up to fourth order equations.

V každém případě byly intervaly integrace volené tak, aby vlastní numerický výpočet měl na výstup zanedbatelný vliv.In any case, the integration intervals were chosen so that the actual numerical calculation had a negligible effect on the output.

• 99 99 9999 ·9 99 • 9 « 9 9 9 · 9 · 9 · • · · * 9 9 9 9 • · 9 9 9 φφφ· 9• 99 99 9999 · 9 99 • 9 «9 9 9 · 9 · 9 · · · · 9 9 9 9 • · 9 9 9 φφφ · 9

9 9999 9999,999,999

99« 9999 99 »9 9« 999999 «9999 99» 9 9 «9999

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Screening malého souboru Brookhartových Pd(II) komplexů s různými arylovými skupinami na diiminovém ligandu.Screening of a small set of Brookhart Pd (II) complexes with various aryl groups on a diimine ligand.

1aR = CH3: R' = K;R = H 1b R = CH3; R’ = CH3. R = H 1cR = CH3; R· = CH(ČH3)2; R = H1a R = CH 3: R 1 = K; R = H 1b R = CH 3 ; R 1 = CH 3 . R = H 1 CR = CH 3; · R = CH (CH3) 2; R = H

Screening se provede podle reakčního schématu znázorněného ve schématu 1. Roztok obsahující komplexy (la), (lb), a (lc) (viz schéma 1), kde koncentrace každé složky je asi 10’3 mol/1 v CH2CI2 se nasytí ethylenem a nechá se jednu hodinu reagovat při -30 °C, pak se reakce přeruší dimethylsulfoxidem (DMSO) a nakonec se reakční směs stokrát zředí. Získaný roztok se ihned vnese pomocí ionizace elektrospray do tandemového hmotnostního spektrometru Finnigan MAT TSQ-7000 za podmínek stanovení již popsaných (Hinderling C a sp., (1997), Angew.Chem., 109:272; Hinderling C. a sp., (1997), J.Am.Chem.Soc., 119:10793; Feichtinger D. a Plattner D.A., (1997), Angew.Chem., 109:1796; Feichtinger D. a sp., (1998), J.Am.Chem.Soc., 120:7175; Hinderling C. a sp., (1998), Angew.Chem., 110:2831). Hmotnostní spektrum s ionizací elektrospray, získané snímáním prvního kvadrupolu je složité, víz obr.lA, a znázorňuje série oligomerních a polymerních iontů odpovídajících každému z použitých katalyzátorů s přídavkem od nuly do padesáti ethylenových jednotek. Pak se »· ··«·Screening is performed according to the reaction scheme depicted in Scheme 1. A solution containing complexes (Ia), (1b), and (1c) (see Scheme 1) wherein the concentration of each component is about 10 -3 mol / L in CH 2 Cl 2 is saturated with ethylene and allowed to react for one hour at -30 ° C, then quenched with dimethylsulfoxide (DMSO) and finally diluted 100-fold. The resulting solution is immediately introduced by electrospray ionization into a Finnigan MAT TSQ-7000 tandem mass spectrometer under assay conditions as previously described (Hinderling C et al., (1997), Angew.Chem., 109: 272; Hinderling C. et al., ( 1997: J. Am. Chem., 119: 10793; Feichtinger D. and Plattner DA, (1997), Angew. Chem., 109: 1796; Feichtinger D. et al., (1998), J. Am. Chem. Soc., 120: 7175; Hinderling C. et al., (1998), Angew. Chem., 110: 2831). The electrospray ionization mass spectrum obtained by scanning the first quadrupol is complex, see Fig. 1A, and depicts a series of oligomeric and polymeric ions corresponding to each of the catalysts used, with an addition of zero to fifty ethylene units. Then »» ·· «·

Β· ·· • · · · · • · ♦ první kvadrupol nastaví tak, aby došlo k odstranění všech iontů o hmotách pod limitem separace, buď m/z=600 nebo m/z=1000. Pak se v oktopólovém vodiči iontů vyvolají srážky zbylých iontů s xenonem (~0,5 mTorr tj. 6,7-lO“3 Pa) při nominální iontové energii 40 eV. Dceřinné ionty pro uvedené dva různé separační limity, snímané z druhého kvadrupolu jsou znázorněné na obr.lB a 1C. Jak je zřejmé z obr.lB, převládající pík hmotnostního spektra odpovídá iontu (3c) a/nebo jeho dceřinnému iontu (iontům) vzniklému kolizí indukovanou eliminací uhlovodíkového řetězce z iontového řetězce vzniklého pomocí katalyzátoru (lc) z čehož vyplývá, že katalyzátor (lc) je z uvedených tří katalyzátorů nejlepši. Při snížení limitu separace z m/z=1000 na m/z=600, tj. obr.lC, objeví se iont (3b) a/nebo jeho dceřinný iont, z čehož vyplývá, že katalyzátor (lb) je z uvedených tří katalyzátorů druhý nejlepší. Pro stejné tři katalyzátory je již v literatuře popsané pořadí (lc)>(lb)>(la) (Johnson L.K. a Kiilian C.M., (1995), J.Am.Chem.Soc., 117:6414). Shoda těchto výsledků hmotnostní spektrometrie s konvenčním stanovením prokazuje účinnost tohoto nového způsobu pro screening katalyzátorů.The first quadrupol is set to remove all ions of matter below the separation limit, either m / z = 600 or m / z = 1000. Thereafter, collisions of the remaining ions with the xenon (~ 0.5 mTorr, i.e. 6.7-10.0 3 Pa) are induced in the octopole ion conductor at a nominal ionic energy of 40 eV. The daughter ions for the two different separation limits sensed from the second quadrupol are shown in Figures 1B and 1C. As shown in Fig. 1B, the predominant mass spectrum peak corresponds to the ion (3c) and / or its daughter ion (s) resulting from the collision-induced elimination of the hydrocarbon chain from the ion chain formed by the catalyst (1c), indicating that the catalyst (1c) of the three catalysts is the best. By reducing the separation limit m / z = 1000 to m / z = 600, i.e., Fig. 1C, the ion (3b) and / or its daughter ion appear, indicating that catalyst (1b) is the second of the three catalysts. the best. For the same three catalysts, the order (1c)>(1b)> (Ia) has already been described in the literature (Johnson LK and Kiilian CM, (1995), J. Am. Chem. Soc., 117: 6414). The consistency of these mass spectrometry results with the conventional assay demonstrates the effectiveness of this new method for screening catalysts.

Příklad 2Example 2

Screening kombinační knihovny Brookhardtových katalyzátorůScreening of the Brookhardt Catalyst Combination Library

Osm komplexů (la-h)(Schéma 2, kde R, R' a R mají popsaný význam) testované knihovny se současně připraví modifikovaným způsobem popsaným v literatuře s použitím výchozí ekvimolární směsi osmi jednotlivě připravených diiminových lígandů (Kliegman J.M. a Barnes R.K., (1970), J.Org.Chem., 35:3140) v diethyletheru, reakcí s jedním ekvivalentem [(cod)Pd(CH3) (Cl] (Rulke R.E. a sp., (1993), Inorg.Chem., 32:5769) při teplotě místnosti, s dobou reakce přes noc, a zahrnující filtraci »0 0000 • · • 0000Eight complexes (1a-h) (Scheme 2, where R, R 'and R are as described) of the test library are simultaneously prepared in a modified manner described in the literature using an initial equimolar mixture of eight individually prepared diimine ligands (Kliegman JM and Barnes RK, ( 1970), J. Org. Chem., 35: 3140) in diethyl ether, by treatment with one equivalent of [(cod) Pd (CH 3 ) (Cl) (Rulke RE et al., (1993), Inorg.Chem., 32 : 5769) at room temperature, with an overnight reaction time, and including filtration »0 0000 • 0000

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00

0000

0 00 0

0 0 0 0 00 0 0 0 0

000* oranžové sraženiny a aktivaci tuhých produktů v roztoku CH2C12 pomocí AgOTf.000 * orange precipitate and activation of solid products in CH 2 Cl 2 solution by AgOTf.

Kontrolou směsi katalyzátorů před aktivací se pomocí 1H NMR ověří srovnatelná koncentrace všech osmi komplexů.By checking the catalyst mixture before activation, a comparable concentration of all eight complexes was verified by 1 H NMR.

Rezonační signály methylových skupin jsou ve formě ostrých singletů dobře oddělených od sebe a dalších rezonančních signálů. Z hmotnostního spektra s ionizací elektrospray směsí komplexů (aktivovaných AgOTf a pak zhašených acetonítrilem) (obr.2A) vyplývá přítomnost všech složek (la-h) opět se srovnatelnou intenzitou píků. Roztok uvedené směsi v ΟΗ2Ο12, kde koncentrace každého katalyzátoru je řádově 10’3 mol/1, se nasytí ethylenem a reakce se nechá probíhat jednu hodinu při -10 °C, pak se reakce přeruší přídavkem stonásobného objemu 3% DMSO v CH2C12. Pak se roztok zavede s použitím ionizace elektrospray do tandemového hmotnostního spektrometru MAT TSQ7000 jak je popsané v příkladu 1. Hmotnostní spektrum s ionizací elektrospray sejmuté z prvního kvadrupolu je složité, obsahuje vícečetné, překrývající se série oligomerních a polymerních iontů odpovídající každému typu katalyzátoru s navázanými ethylenovými jednotkami v počtu nula až asi jedno sto, kde uvedené spektrum je znázorněné na obr.2A. Další složitost spektra a široké píky jsou způsobené rozdělením isotopů palladia (přirozeně se vyskytují následující izotopy: 102Pd 1,02 %, 104Pd 11,14 %, 105Pd 22,23 %, 106Pd 27, 33 %, 108Pd 26,46 %, U0Pd 11,72 %), stejně tak jako satelitními píky 13C (zdůrazňujícími se s růstem polymeru), které nejsou v uvedeném spektru rozdělené. Pokud se reakci s ethylenem podrobí samotná sloučenina (lc), a reakční směs se uhasí a podrobí se analýze ESI-MS, spektrum oligomerních iontů (viz obr.2B) se shoduje s předpokládanou distribucí založenou na rychlostních konstantách podle Johnsona L.K. a sp., (1995), • »* ·· ···· ·· ·· ··>· ·· · · · · · * ··«· ·· · • · · * · · · · · · * · ···· · · · ··· **·» ·· »· ·· ····Resonance signals of methyl groups are in the form of sharp singlets well separated from each other and other resonance signals. The mass spectrum with electrospray ionization of complex mixtures (activated by AgOTf and then quenched with acetonitrile) (Fig. 2A) shows the presence of all components (1a-h) again with comparable peak intensity. A solution of said mixture in ΟΗ 2 Ο1 2 , where the concentration of each catalyst is of the order of 10 ' 3 mol / l, is saturated with ethylene and the reaction is allowed to proceed for one hour at -10 ° C, then quenched by adding 100 times 3% DMSO in CH 2 C1 2 . Then, the solution is introduced using electrospray ionization into a MAT TSQ7000 tandem mass spectrometer as described in Example 1. The electrospray ionization mass spectrum removed from the first quadrupole is complex, containing a multiple, overlapping series of oligomeric and polymeric ions corresponding to each ethylene-bound catalyst type. units of zero to about one hundred, wherein the spectrum is shown in FIG. 2A. Additional spectrum complexity and broad peaks are due to the palladium isotope distribution (the following isotopes naturally occur: 102 Pd 1.02%, 104 Pd 11.14%, 105 Pd 22.23%, 106 Pd 27, 33%, 108 Pd 26, 46%, U0 Pd 11.72%) as well as 13 C satellite peaks (emphasized with polymer growth) that are not distributed over the spectrum. When the compound (1c) is reacted with ethylene, and the reaction mixture is quenched and subjected to ESI-MS analysis, the spectrum of oligomeric ions (see FIG. 2B) coincides with the predicted distribution based on Johnson LK et al. (1995), »1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 1995 · · ** ** ** ** · · · · · · · · · ·

J.Am.Chem.Soc., 117:6414; Johnson L.K. a sp., (1996),Chem. Soc., 117: 6414; Johnson L.K. et al., (1996),

J.Am.Chem.Soc., 118:267.J. Am. Chem., 118: 267.

Na první kvadrupol se superponuje pouze radiofrekvenční napětí, s cílem propustit ionty o vyšší hodnotě m/z než je daný separační limit, v tomto případě m/z-2200 nebo rn/z-lCOO. je nutné zdůraznit, že v tomto stupni není nezbytné vysoké rozlišení. Pak se v oktopólovém vodiči iontů vyvolají srážky prošlých iontů s xenonem (-0,5 mTorr tj. 6,7·103 Pa) při nominální iontové energii v rozmezí 30 až 80 eV.Only radiofrequency voltages are superimposed on the first quadrupol to pass ions with a higher m / z than a given separation limit, in this case m / z-2200 or rn / z-ICOO. it should be emphasized that high resolution is not necessary at this stage. Thereafter, collisions of transmitted ions with xenon (-0.5 mTorr, ie 6.7 · 10 3 Pa) are induced in the octopole ion conductor at a nominal ion energy in the range of 30 to 80 eV.

Reprezentativní dceřinné ionty pro uvedené dva různé separační limity, snímané z druhého kvadrupolu jsou znázorněné na obr.3A a 3B.Representative daughter ions for the two different separation limits sensed from the second quadrupol are shown in Figures 3A and 3B.

Na obr.3A je zřetelně patrný hlavní pík (píky) při m/z=511, odpovídající iontu (4c) vzniklého kolizí indukovanou β-hydridovou eliminací uhlovodíkového řetězce z iontu vzniklého z katalyzátoru (lc). Malý ostrý pík při m/z=405 je sekundární produkt vzniklý fragmentací odpovídající diiminovému ligandubez palladia. Sekundární fragmenty [4-Pd] (nebo [4e-Pd-Br]) obsahují jednoznačně spojení s původními ionty (4) průběhem při kterém mateřské ionty vedou jak na (4) tak na sekundární fragmenty. Z uvedených výsledků jasně vyplývá, že z uvedených osmi potenciálních katalyzátorů (la-h) je nej lepším skutečným katalyzátorem komplex (lc) ve shodě s dosavadními údajill]. Podobně spektrum dceřinných iontů s nižším hmotnostním limitem separace (obr.3B) znázorňuje, že nejlepší katalyzátory jsou (lb), (ld) a (le). Shoda hmotnostně spektrometrického stanovení a konvenčních stanovení prokazuje účinnost použitého způsobu podle vynálezu pro screening katalyzátorů. Pořadí ( (lc) >>(lb)-(ld)-(le)>ostatní) se shoduje s předpoklady založenými na argumentu, že β-hydridová eliminace (a z toho důvodu přenos řetězce) je v nevýhodě když ze sterických důvodů «I • · • · » ft · « *Figure 3A clearly shows the major peak (s) at m / z = 511, corresponding to the collision-induced ion (4c) induced by β-hydride removal of the hydrocarbon chain from the catalyst (1c) ion. A small sharp peak at m / z = 405 is a secondary product resulting from fragmentation corresponding to the diimine ligand without palladium. Secondary fragments of [4-Pd] (or [4e-Pd-Br]) unambiguously contain linkage to the parent ions (4), in which the parent ions lead to both (4) and secondary fragments. From these results, it is clear that of the eight potential catalysts (1a-h), the best actual catalyst is the complex (1c), in accordance with the prior art 11] . Similarly, the spectrum of daughter ions with a lower mass separation limit (Fig. 3B) shows that the best catalysts are (1b), (1d) and (1e). Conformity of the mass spectrometric assay with the conventional assay demonstrates the effectiveness of the method of the invention used for screening catalysts. The order ((lc) >> (lb) - (ld) - (le)> other) coincides with the assumptions based on the argument that β-hydride elimination (and therefore chain transfer) is disadvantageous when for steric reasons «I • · • · ft.

• · · ·· ·· dochází k vychýlení arénových skupin tlakem z roviny. Z podobnosti mezi (lb), (ld) a (le) vyplývá předpoklad, že vlivy elektronů na účinnost katalyzátorů jsou relativně malé.The arena groups are deflected by pressure from the plane. The similarity between (lb), (ld) and (le) suggests that the effects of electrons on catalyst performance are relatively small.

Zajímavé zjištění v souběžném screeningu, že (lg) neumožňuje tvorbu vysoce polymerovaných produktů bylo potvrzeno v samostatném stanovení s dg)- Z těchto výsledků vyplývá, že isopropylové skupiny na arénové skupině mají jen malý účinek, pokud skelet 1,2-diiminového ligandu je nesubstituovaný. Brookhart popsal sníženífl] střední molekulové hmotností (50krét) a výtěžku (5krát) polymeru připraveného s použitím (lg) ve srovnání s (lc).An interesting finding in concurrent screening that (1g) does not allow the formation of highly polymerized products was confirmed in a separate assay with dg) - These results indicate that the isopropyl groups on the arene group have little effect when the 1,2-diimine ligand skeleton is unsubstituted . Brookhart described reduction fl] average molecular weight (50krét) and yield (5 times) polymer prepared using (LG) in comparison to (c).

Příklad 3Example 3

Screening vlastnosti připraveného polymeruScreening properties of prepared polymer

V předcházejících příkladech byly hmotnostní spektrometrií analyzované oligomerní polyethylenové řetězce připojené ke katíontovému katalyzátoru. Na druhé straně však s pokračující polymerací tak jak produkt přechází na objemný finální produkt, většina polymerních řetězců není vázaná s kovem, jsou to produkty přenosu řetězce a. eliminace jak to dosvědčují koncové olefinické skupiny. Požadovaná kritéria pro výběr katalyzátoru zahrnují střední molekulovou hmotnost a distribuci molekulové hmotnosti všech polymerních řetězců, ne právě jen řetězců vázaných na kov. Způsob ESI-MS/MS poskytuje uvedené informace pomocí kinetických dat ze kterých lze vypočítat Mw a M„/Mn pro veškerý polymer, navázaný na kov a prostý kovu.In the previous examples, oligomeric polyethylene chains were coupled to a cationic catalyst by mass spectrometry. On the other hand, with continued polymerization as the product becomes a bulk final product, most polymer chains are not metal bound, they are chain transfer products and elimination as evidenced by terminal olefinic groups. The required catalyst selection criteria include the average molecular weight and the molecular weight distribution of all polymer chains, not just the metal bound chains. The ESI-MS / MS method provides this information using kinetic data from which M w and M n / M n can be calculated for all metal bound and free of metal.

Roztok prokatalyzátoru (prekurzor který přechází na katalyzátor) se nasytí ethylenem a udržuje pod konstantním tlaku ethylenu za účinného míchání aby se zajistilo, že koncentrace monomeru zůstane nezměněná. Přídavkem vhodného • ·· ·· ·(*»· o ·· »·«» * · · · · · · • · · · * · * * • » · · · · · · < · ·· · · · * · * ·The procatalyst solution (precursor to the catalyst) is saturated with ethylene and maintained at a constant ethylene pressure with efficient stirring to ensure that the monomer concentration remains unchanged. Addition of a suitable (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o (o) o · * ·

Hl «««· ·« ·· ·· ···« aktivátoru se provede aktivace in šitu. Po zvolené době se přidá zhášeč jako je Co k zastavení polymerace. Pak se roztok zředí na koncentraci vhodnou pro ESI a analyzuje se ESI-MS/MS. Parametry stanovované v tomto screeningu jsou uvedené ve schématu 3. Oligomerní řetězce navázaným kovem s koncovými methylovými skupinami, označované jako řetězce nezahrnující přenos řetězce odpovídají řetězcům vzniklým na katalytickém centru které nepodléhají přenosu řetězce. Oligomerní řetězce navázaným kovem s koncovými vodíkovými skupinami, označované jako řetězce zahrnující přenos řetězce odpovídají řetězcům vzniklým na katalytickém centru které podléhají nejméně jednomu přenosu řetězce. Uvedené řetězce tvoří dvě oddělené distribuce vzájemně posunuté o 14 hmotnostních jednotek, jejichž hmotnostní spektra se velmi liší (viz obr,4A a zvětšená oblast m/z 1000-2500 na obr.4B). S použitím obecného kinetického schématu pro Zieglerovy-Nattovy katalyzátory podle T.Zieglera (viz schéma 4), se specifickými adaptacemi na specifickou skupinu, v tomto případě na Brookhartovy katalyzátory, je možné uvedené dva typy distribucí použít k získání specifických absolutních rychlostí iniciace, propagace a přenosu řetězce pro konkrétní podmínky reakce. Stanovením těchto parametrů pro daný katalyzátor a aktivátor pří různých teplotách - důležité je stanovení ve zředěném stavu - je možné uvedené rychlosti použít ke stanovení Arrheniových konstant pro uvedené tři procesy. Uvedené parametry také umožňují předpověď polymerních vlastností konečného polymeru prostého kovu připraveného za skutečných podmínek které mohou zahrnovat reaktivaci mrtvého polymeru (přenos řetězce na polymer místo na monomer), rozvětvení řetězce 2,1 reinzercí atd. Systémy diferenciálních rovnic autoři vynálezu obvykle řeší numericky, ale pracují na analytickém řešení umožňujícím mnohem rychlejší řešení.Hl «« «· · · · · · · · · · · · · · After a selected period of time, a quencher such as Co is added to stop the polymerization. The solution was then diluted to a concentration suitable for ESI and analyzed by ESI-MS / MS. The parameters determined in this screening are shown in Scheme 3. The methyl-terminated metal chain oligomer chains, referred to as non-chain transfer chains, correspond to those formed at the catalytic center that are not subject to chain transfer. The hydrogen-terminated metal oligomer chains, referred to as chain transfer chains, correspond to chains formed at the catalytic center which are subject to at least one chain transfer. These chains form two separate distributions offset by 14 mass units each, whose mass spectra vary widely (see FIG. 4A and the enlarged m / z region of 1000-2500 in FIG. 4B). Using the general kinetic scheme for Ziegler-Natta catalysts according to T. Ziegler (see Scheme 4), with specific adaptations to a specific group, in this case Brookhart catalysts, the two types of distributions can be used to obtain specific absolute initiation, propagation and chain transfer for specific reaction conditions. By determining these parameters for a given catalyst and activator at different temperatures - the dilution determination is important - these rates can be used to determine the Arrhenius constants for the three processes. These parameters also allow prediction of the polymer properties of the final metal-free polymer prepared under actual conditions, which may include reactivation of the dead polymer (chain-to-polymer transfer instead of monomer), chain branching by 2.1 reinversions, etc. Systems of differential equations usually solve numerically but work on an analytical solution that allows a much faster solution.

»* • · tt »tt* ·♦ »· • · · · · · • »t·* ·· ·Tt tt tt tt tt tt

9Q »··♦·♦·*·· ·»· tttt »* ·· ·· ····9Q · ♦ * * tttt * · ·

V oboru se rovněž používají způsoby řešení standardními počítačovými programy.Methods of solution by standard computer programs are also used in the art.

V tomto příkladě byl záměrně zvolen katalyzátor nemající nej lepší účinnost aby v získaných výstupech byly patrné současně oba typy distribucí, tj. distribuce řetězců nezahrnujících přenos řetězce a distribuce řetězců zahrnujících přenos řetězce. Hodnoty distribuce řetězců nezahrnujících přenos řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce z hmotnostních spekter znázorněných na obr.4A a 4b se použijí ke stanovení rychlostí iniciace, propagace a přenosu řetězce pro tuto katalytickou reakci. Obdobnými stanoveními pro celkem tři teploty se například zjistí Arrheniovy aktivační energie propagace a přenosu řetězce ~ 18,9 a 21,4 kcal/mol (tj. 79,130 kJ/mol a 89,597 kJ/mol). Pro reakční mechanizmus vztažený na propagaci je hodnota zjištěná autory vynálezu o asi 1 kcal/mol (4186,8 J/mol) nižší než údaj uváděný Brookhartem pro mírně odlišný katalyzátor (o,o'~ diisopropyl- místo o, o'-dimethyl) s jiným protiiontem a v jiném rozpouštědle. Brookhart neuvádí vůbec žádné údaje týkající se přenosu řetězce, ale hodnota Mw získaná způsobem podle vynálezu z kinetických parametrů je dobře kvalitativně srovnatelná s hodnotou předpokládanou v Brookhartově práci.In this example, the catalyst having the best efficiency was deliberately selected so that both types of distributions, i.e. the distribution of the chains not involving the chain transfer and the distribution of the chains comprising the chain transfer, were simultaneously visible in the obtained outputs. The distribution values of the non-chain transfer chains and the chain transfer chains from the mass spectra shown in FIGS. 4A and 4b are used to determine the initiation, propagation and chain transfer rates for this catalytic reaction. For example, by similar assays for a total of three temperatures, Arrhenius activation propagation and chain transfer energy of ~ 18.9 and 21.4 kcal / mol (i.e., 79.130 kJ / mol and 89.597 kJ / mol) were found. For the propagation-related reaction mechanism, the value found by the inventors is about 1 kcal / mol (4186.8 J / mol) lower than the Brookhart reading for a slightly different catalyst (o, o'-diisopropyl-o, o'-dimethyl) with another counterion and in another solvent. Brookhart does not provide any data on chain transfer at all, but the M w value obtained from the kinetic parameters of the method of the invention is well qualitatively comparable to the value assumed in Brookhart's work.

Jak je již uvedeno výše, pro srovnání je k dispozici velmi málo údajů. Navíc za obvyklých laboratorních podmínek provedení polymerace až ke konečnému produktu umožňuje přenos řetězce na polymer stejně tak jako na monomer protože koncentrace polymeru se stává dost vysoká. Výsledkem je že M„ a zejména Μωη počínají tak záviset na podrobných podmínkách průběhu polymerace. S tím je možné bez velkých potíží ve výpočtu počítat ale pro účely screeningu je nutné zdůraznit, ·· » • tt * · · · ·· ·♦ ···· že je možné vývoj hodnot Mw a Mw/Mn uspokojivě předpovědět i bez zahrnutí těchto jevů do modelu.As mentioned above, very little data is available for comparison. In addition, under normal laboratory conditions, carrying out the polymerization to the end product allows the chain to be transferred to the polymer as well as to the monomer because the polymer concentration becomes high enough. As a result, M a and especially Μ ω / Μ η begin to depend on detailed polymerization conditions. This can be taken into account without great difficulty in the calculation, but for screening purposes it must be emphasized that it is possible to satisfactorily predict the development of M w and M w / M n values even without including these phenomena in the model.

Změnou uvedených tří rychlostí v závislostech uvedených výše se ukazuje, že uvedené tři parametry se těsně blíží lineární nezávislosti. Maximum distribuce řetězců nezahrnujících přenos řetězce a jejich okraj o vysoké hmotnosti převážně jsou přímém vztahu k absolutní rychlostí propagace. Šířka distribuce řetězců nezahrnujících přenos řetězce je určená poměrem rychlostí iniciace a propagace. Relativní velikost distribucí řetězců nezahrnujících přenos řetězce k řetězcům zahrnujícím přenos řetězce odpovídá poměru rychlosti propagace k rychlosti přenosu řetězce. Tvary distribucí získaných pomocí kinetického modelu jsou velmi blízké křivkám získaným z experimentálních distribucí z čehož vyplývá že kinetický model zahrnuje všechny hlavní efekty.By varying the three velocities in the above dependencies, it appears that the three parameters are close to linear independence. The maximum distribution of chains not involving chain transfer and their high-weight edge is predominantly directly related to the absolute rate of propagation. The breadth of distribution of the chains not including the chain transfer is determined by the ratio of the initiation and propagation rates. The relative magnitude of the distributions of the strings not involving the chain transfer to the strings comprising the chain transfer corresponds to the ratio of the propagation rate to the chain transfer rate. The shapes of the kinetic model distributions are very close to the curves obtained from the experimental distributions, suggesting that the kinetic model includes all major effects.

Střední molekulovou hmotnost a velikost polymerace odpovídající spotřebě molárních ekvivalentů ethylenu je možné pro danou teplotu vypočítat pomocí rychlostí iniciace, propagace a přenosu řetězce určených z distribucí řetězců nezahrnujících přenos řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce znázorněných na hmotnostních spektrech na obr.4A a 4B.The average molecular weight and polymerization size corresponding to the consumption of ethylene molar equivalents can be calculated for a given temperature by the initiation, propagation and chain transfer rates determined from the chain distributions not including the chain transfer and the chains including the chain transfer shown in the mass spectra in FIGS.

U katalyzátoru vedoucího k polymeru o vysoké Mw je poměr distibucí řetězců nezahrnujících přenos řetězce k řetězcům zahrnujícím přenos řetězce rovněž velký. Horní limit Mw pro analytické zpracování uvedeným způsobem by měl být v dynamickém rozsahu hmotnostně spektrometrického stanovení, tj. schopností rozlišit malý pík v blízkostí mnohem většího sousedního píku. U spektrometrů transmisního typu jako jsou kvadrupolové a sektorové obchodně dostupné přístroje, je dynamický rozsah -10 000, což znamená, že je možné zpracovat β * ♦ · ·In the catalyst leading to a high M w polymer, the ratio of the non-chain transfer chains to the chain transfer chains is also large. The upper limit M w for analytical processing in this manner should be in the dynamic range of the mass spectrometric determination, ie the ability to distinguish a small peak near the much larger neighboring peak. For transmission type spectrometers such as quadrupole and sector commercially available instruments, the dynamic range is -10,000, which means that β * ♦ · · can be processed

· • ♦··· » « · · * · · • · · • « · vzorky ο Μ„ až 500 000. Další zlepšení lze dosáhnout použitím detektorů na scintilační bázi a 16- nebo 20-bitových A-D konvertorů. Spektrometry FC-ICR jsou méně vhodné, protože mají omezený dynamický rozsah; jak spektrometry FT-ICR tak kvadrupolové hmotnostní spektrometry se záchytem iontů mají nevýhodu v nedostatečném statistickém vyhodnocení (v daném časovém úseku se zachytí méně než 10 000 iontů).Up to 500,000 samples can be further improved by using scintillation-based detectors and 16- or 20-bit A-D converters. FC-ICR spectrometers are less suitable because of their limited dynamic range; both FT-ICR spectrometers and ion-trapped quadrupole mass spectrometers have the disadvantage of insufficient statistical evaluation (less than 10,000 ions are captured within a given period).

Mechanismus navržený T.Zieglerem se vztahuje na rychlost větvení řetězce k rychlosti přenosu řetězce, kde obě reakce probíhají ve stejném přechodném stavu. Podle názoru autorů vynálezu je vhodné odvodit pro tyto vztahy algoritmus.The mechanism proposed by T.Ziegler refers to the chain branching rate to the chain transfer rate, where both reactions occur in the same transient state. In the view of the inventors, it is appropriate to derive an algorithm for these relationships.

Polydisperzita polymeru v tomto příkladu, Mw/Mn=2 což odpovídá polymeraci s přenosem řetězce omezujícího délku řetězce. Polydisperzity převyšující 2 vedou podle Brookharta k přenosu řetězce spíše na polymer než na monomer. V typickém pokusu, pro který se uvádí Mw/Mn - 4, uvedený autor připravil 40 g polyethylenu ve 100 ml rozpouštědla. Průběh polymerace je jasný, koncentrace polymeru se v průběhu polymerace zvyšuje natolik, že polymer konkuruje ethylenu ve vazbě na katalyzátor. Tento jev se snadno zahrne do integračního kódu pro výpočet, což znamená že vlivy koncentrace na polydisperzitu lze předpovědět z měření stejného zředěného roztoku použitého pro výpočet M„.The polydispersity of the polymer in this example, M w / M n = 2, corresponds to chain length limiting polymerization. According to Brookhart, polydispersities exceeding 2 lead to chain transfer to the polymer rather than to the monomer. In a typical experiment for which M w / M n -4 is reported, said author prepared 40 g of polyethylene in 100 ml of solvent. The polymerization process is clear, the polymer concentration increases during polymerization to such an extent that the polymer competes with ethylene for binding to the catalyst. This phenomenon is readily included in the integration code for the calculation, which means that the effects of concentration on polydispersity can be predicted from measurements of the same diluted solution used to calculate Mn.

V pokusech autorů vynálezu katalyzátory ve spojení s MAO vedou k velkému počtu píku o nízké hmotnosti přičemž jsou zůstávají stále patrné kontinuálně přetrvávající signály základních složek - oligomernich iontů navázaných na kov. Tato interference může ztěžovat získání zřetelných kvantitativních distribucí řetězců zahrnujících přenos řetězce a řetězců bez přenosu řetězce. Nicméně způsobem MS/MS jak je popsaný výše • · »· ’’~ Γ « 9 · , 9 · ♦ « · · · « 9 9 ♦ · • 99 9« ·· ·In the experiments of the present inventors, catalysts in conjunction with MAO lead to a large number of low weight peaks, while continuing persistent signals of the basic constituents - oligomeric ions bound to the metal are still evident. This interference can make it difficult to obtain clear quantitative distributions of chains including chain transfer and chain transfer without chain transfer. However, in the manner of the MS / MS as described above, 9 9, 9 9 9 99 9 9

··

9 99 9

9999 zahrnující výběr oligomerních iontů a následné zpracování CID za tvorby palladiumhydridu, je možné obejít problémy vyvolané použitím MAO. Jestliže se zvolí všechny iontů a zpracují se CID a zaznamená se mateřské spektrum hmot palladiumhydridu získá se distribuce řetězců nezahrnujících přenos řetězce a řetězců zahrnujících přenos řetězce bez interferencí s píky odvozenými od MAO.9999 involving the selection of oligomeric ions and subsequent treatment of CID to form palladium hydride, it is possible to circumvent the problems caused by the use of MAO. When all ions are selected and the CID is processed and the parent spectrum of palladium hydride masses is recorded, the distribution of the non-chain transfer chains and the chains including chain transfer without interference with MAO-derived peaks is obtained.

Chemické reakce, které jsou součástí stanovení podle vynálezu mohou principiálně probíhat tak dlouho nebo tak pomalu jak se používá pro kterékoliv stanovení ve stejné reakci. Je však třeba poznamenat, že způsobem podle vynálezu se stanovují vlastnosti polymeru s vysokým stupněm polymerace na základě hodnocení oligomerů navázaných na kov, a proto je možné čas potřebný pro chemickou část stanovení ve srovnání s časem potřebným pro stanovení s použitím konečného polymeru snížit. Časový podíl vlastního hmotnostně-spektrometrického stanovení je v rozmezí asi 1 až 5 minut.The chemical reactions that are part of the assay of the invention can in principle be as long or as slow as they are used for any assay in the same reaction. It should be noted, however, that the method of the invention determines the properties of a polymer with a high degree of polymerization based on the evaluation of metal-bound oligomers and therefore the time required for the chemical portion of the assay can be reduced compared to the time required for the final polymer assay. The time fraction of the actual mass spectrometric determination is in the range of about 1 to 5 minutes.

Přístroje použité ve stanoveních podle vynálezu mohou pracovat s automatickým dávkovacím zařízením. Automatický dávkovač může pracovat anaerobním režimu.The devices used in the assays of the invention can operate with an automatic dosing device. The automatic dispenser can operate in anaerobic mode.

Před použitím se CH2CI2 předestiluje s použitím CaH2. K ionizací způsobem elektrospray se použijí průtokové rychlosti 5 až 15 μΐ/min, v plášti plynný N2 a napětí pro rozstřik 5,0 kV. Použijí se velmi mírné podmínky desolvatace (vyhřívaná kapilára 150 °C, len-potenciál trubice 52 V). Prokatalyzátor (10) se připraví následujícími způsoby v oboru známými. Volný diiminový ligand, biacetyl-bís-(2,6-dimethylfenylimin)(Dieck H.T. a sp., (1981), Z.Naturforschr., 32b:283), 73,1 mg (0,25 mmol) a 66,3 mg (0,25 mmol) (1,5-cyklooktadien)Pd(Me) (Cl) (Ríilke R.E. a sp., (1993), Inorg.Chem., 32 :5769) se suspendují ve 3 • ·Before using the CH2Cl2 was distilled using CaH second For electrospray ionization, flow rates of 5 to 15 μΐ / min, N 2 gas at the jacket and a spray voltage of 5.0 kV are used. Very mild desolvation conditions (heated capillary 150 ° C, flax-tube potential of 52 V) were used. The procatalyst (10) is prepared by the following methods known in the art. Free diimine ligand, biacetyl-bis- (2,6-dimethylphenylimine) (Dieck HT et al., (1981), Z.Naturforschr., 32b: 283), 73.1 mg (0.25 mmol) and 66.3 mg (0.25 mmol) of (1,5-cyclooctadiene) Pd (Me) (Cl) (Rilke RE et al., (1993), Inorg.Chem., 32: 5769) are suspended in 3 · 5-cyclooctadiene.

9 ·9 ·

9 t9 t

999999

9*999 * 99

99 ·99 ·

··

9 99 9

9999 ml etheru a směs se míchá 18 hodin. Vzniklá oranžová sraženina se odfiltruje, důkladně se promyje etherem a vysuší se vakuu. Získá se 101,0 mg oranžového tuhého produktu (výtěžek 90 %).9999 ml of ether and the mixture was stirred for 18 hours. The resulting orange precipitate was filtered off, washed thoroughly with ether and dried in vacuo. 101.0 mg of an orange solid are obtained (yield 90%).

^-NMr (300 MHz, CDC13) δ 7,17-7,05 (m, 6H, Ar), 2,25 (s, 6H, Ar-CH3), 2,22 (s, 6H, Ar-CH3) , 2,03 (s, 3H, N=C-CH3) , 1,98 (s, 3H, N=C-CH3), 0,44 (s, 3H, Pd-CH3) .1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ 7.17-7.05 (m, 6H, Ar), 2.25 (s, 6H, Ar-CH 3 ), 2.22 (s, 6H, Ar- CH 3 ), 2.03 (s, 3H, N = C-CH 3 ), 1.98 (s, 3H, N = C-CH 3 ), 0.44 (s, 3H, Pd-CH 3 ).

Provedení polymerace:Polymerization:

2,0 mg (4, 45-10~3 mmol) sloučeniny (10) se rozpustí v 5 ml CH2CI2 v 20 ml Schlenkově zkumavce opatřené termočlánkem k měření vnitřní teploty a ochladí se na reakčni teplotu 9,8 °C. Pak se roztok intenzivním mícháním v atmosféře ethylenu po 30 minut ethylenem nasytí. Potom se přidá asi 10 mg AgOTf k aktivaci katalyzátoru. Pokračuje se v intenzivním míchání pod tlakem ethylenu 1 bar (105 Pa); polymerační reakce se nechá probíhat 26 minut. Pak se reakce přeruší probubláním roztoku intenzivním proudem CO. Část roztoku se zfiltruje přes vrstvu skelné vaty aby se odstranily solí stříbra, 50krát se zředí CH2C12 a provede se analýza hmotnostní spektrometrií s použitím ionizace elektrospray.2.0 mg (4, 45 to 10 ~ 3 mmol) of compound (10) was dissolved in 5 ml of CH2Cl2 in a 20 ml Schlenk tube fitted with a thermocouple for measuring the internal temperature and cooled to the reaction temperature of 9.8 ° C. The solution was then saturated with ethylene for 30 minutes with vigorous stirring in an ethylene atmosphere. About 10 mg of AgOTf is then added to activate the catalyst. While continuing vigorous stirring under an ethylene pressure of 1 bar (10 5 Pa); the polymerization reaction was allowed to proceed for 26 minutes. The reaction was then quenched by purging the solution with an intense stream of CO. Part of the solution was filtered through a plug of glass wool to remove the silver salts, 50-fold diluted with CH 2 C1 2 and analyzed by mass spectrometry using electrospray ionization.

Vynález je popsaný jako příklad screeningu některých organokovových katalyzátorů používaných pro přípravu polyolefinů. Vynález však není omezený specificky na uvedené katalyzátory nebo na popsané polymerační reakce. V praktickém provedení vynálezu je možné použít způsoby, provedení a instrumentaci jinou než je uvedená v příkladech sloužících k znázornění vynálezu. Kromě toho v oboru jsou známé různé způsoby iniciace a generace dceřinných iontů, a je možné je použít k získání údajů podle vynálezu.The invention is described as an example of the screening of some organometallic catalysts used to prepare polyolefins. However, the invention is not limited specifically to the catalysts or polymerization reactions described. In the practice of the invention, it is possible to use methods, embodiments and instrumentation other than those shown in the examples to illustrate the invention. In addition, various methods of initiating and generating daughter ions are known in the art and can be used to obtain the data of the invention.

» 0 • 9 9 9 9 <· · * 0 · • 0 0 0 0»0 • 9 9 9 9

000 000· 00 «0000 000 · 00

0· • 000 · • 00

0« 00000 «0000

Všechny citace uvedené v tomto textu jsou plně včleněné do tohoto textu odkazem a nejsou v žádném případě v rozporu s tímto popisem.All references cited herein are incorporated by reference in their entirety and are not in any way inconsistent with this disclosure.

ro m .. h- κ- . g>ro m .. h- κ-. g>

í? σι Ξ OJ Κ £: £2 ν rortjň^tinfoooin •3and? Ξι Ξ OJ Κ £: £ 2 ν rortjň ^ tinfoooin • 3

Μ • · · • 9 • 9 ·9 9

9*· «···8 * · «···

ΛΛ

CC

Μ 'rl βR 'rl β

λλ

ΗΗ

Ο >1 Μ1> 1 Μ

Λ rlΛ rl

Μ Ό &Μ Ό &

η Λί ο &η Λί ο &

I—I οI — I ο

&&

>1 Λ •Μ Ο 3 ω 0 § Η Ω> 1 Λ • Μ Ο 3 ω 0 Η Ω

Ή 3 Ο Ο Ή -Ρ ΓΊ 'Λ 3 Μ Ρ -μ >ι Ν Λ!Ή 3 Ο Ο Ή -Ρ ΓΊ 'Λ 3 Μ Ρ -μ> ι Ν Λ!

η 0) Ο Η!η 0) Ο Η!

Ο-'ΦΟ-'Φ

Ή α ο > H to &To α ο> H to &

i» ς ώ Χ II £ II II 1 e £0 “ί,i »ς Χ Χ II £ II II 1 e £ 0“ ί,

- ® ό ω. ®- ® ό ω. ®

X 5 » 2 5 ® ό ® ιι ιι ιι ιι ιι S « S Ee QT K ČC ĚC . oíoíaíťDOj^^·^ ιι II II II II II II || ococq;q:q:q:q:q;X 5 »2 5 ό ® ι S« «« «e e e C C C C C C II II II II II II || q: q: q: q: q;

ro -Ω O Ό 05ro -Ω O Ό 05

O5.C •3 π!O5.C • 3 π!

&&

*ι4 a* ι4 a

η οη ο

>φ a> φ a

(Q +(Q +

Schéma • · ·· « · * φ φ · » φ «·· φφφφ φScheme • · ·· * · »

···« ο··· «ο

&&

§ t§ t

* 8 ίο fl) 3 C 2 Ň Η Ο Λ* 8 ίο fl) 3 C 2 Ň Ο Λ

Ο -Η Ο >0101-Η> 01

α) Η Ή 3 H ·3 Ο Ο Ο, ή +> <0 Λ4 Π'<ΐ Ο Φ 3 Η H β -Ρ -Ρ Ρ >Η > Ν .X jP „ φ Ό Μ Φ η ο ο η Φ 0« ιοα) Ή Ή 3 H · 3 Ο Ο, ή +> <0 Λ4 Π '<ΐ Ο Φ 3 Η H β -Ρ -Ρ Ρ> Η> Ν .X jP "φ Ό Ό Φ η ο ο η Φ «« Ιο

S'&WITH'&

Λ £>Λ £>

rt®T-SKyOg rt-cir-Nint-SN οοίΛττίηΟ^ιηrt®T-SKyOg rt-cir-Nint-SN οοίΛττίηΟ ^ ιη

X X 11 XX 11

Φ ι_ Τ ώΦ ι_ Τ ώ

II I ;* ώ II X II ΐ2' 2’ τ ^fr^XOTt .s X -4· -X A- X . e é · « Λ .II I; * ώ II X II ΐ 2 ' = κ 2' τ ^ fr ^ XOTt. with X -4 · -X A- X. e é · «.

I 2 « 2 5 ® ο φI 2 «2 5 ® ο φ

II II II II II 2 « Σ X X X X X 2’ 2' 2' φ’ Φ φ Φ 0) G- 0” 0II II II II II II II II χχχχχχχχ φ Χ5 ϋ Ό φ rox:II II II II II 2 Σ X X) ’))))))))))))))))))))))))))))) x x rox:

·>?·>?

οο

X 3 ο£X 3 ο £

Ρ ο οθ° 0.0 < Τ- (Μ (3 σ>0.0 οθ ° 0.0 <Τ- (Μ (3 σ>)

rlrl

rl βrl β

VI οVI ο

V) >α>V)> α>

ββ

V) +V) +

WW

η)η)

Stanovení charakteristiky katalyzátoru získané z analýzy oligomerů navázaných na kov a použité k předpovědi vlastnosti konečného polymeruDetermination of catalyst characteristics obtained from analysis of metal-bound oligomers and used to predict the properties of the final polymer

Rozpouštědlo :Solvent:

Prokatalyzátor:Procatalyst:

Aktivace:Activation:

CH2C12, 5 ml,CH 2 Cl 2 , 5 ml,

N, /1N, / 1

Pd 2 mg,Pd 2 mg

Ν’ CHa přídavek tuhého AgOTf k termostatovanému roztoku presaturovanému ethylenem při tlaku 1 bar (105 Pa) ,CH 'CHa addition of solid AgOTf to a thermostatic solution presaturated with ethylene at 1 bar (10 5 Pa),

Teplota:Temperature:

9,8 °C,9.8 ° C,

Doba reakce:Response time:

minut,minutes,

Zhášeč reakce:Reaction quencher:

Sledovaný iont:Monitored ion:

R=CH3 (řetězce bez přenosu řetězce)R = CH 3 (chains without chain transfer)

R=H (řetězce zahrnující přenos řetězce)R = H (chains involving chain transfer)

Doba měření (MS) < 5 minMeasurement time (MS) <5 min

Schéma 3 ·· ·· • · * I • 0 · • · • · I · ϊ • 0 * * • 0 0 * · • 0 · 0 * ♦ ·♦ ·« 000·Scheme 3 ·· ··· · I · 0 · · · · I · ϊ · 0 * * • 0 0 * · • 0 · 0 * ♦ · · 000 ·

Kinetické schéma:Kinetic scheme:

LíMLíM

LíMLíM

LíM,LíM,

L2hiL 2 hi

CHjCHj

L2M / ▼ ♦ C2H4L 2 M / ▼ C2H4

CHa (CKiCHiinCHaCHa (CKiCHiinCHa

LjMLjM

L2ML 2 M

MnítMnít

CHa 'POP ‘(CHjCHaJCHa + C1H4 /CHa 'POP ‘(CH3CHaJCHa + C1H4 /

-l2m '{CHzCH^iCHa.-1 m 2 (CH 2 CH 2 CH 2).

.(CHjCHa)H kprop (CH2CH7lnCH3 l2m 'y^(CH2CH2)B.,CH3 * C2K. /CHjCHaJH(CH 2 CH 3 ) 2 kprop (CH 2 CH 7 INCH 3 12 m 2 y 2 (CH 2 CH 2 ) B ), CH 3 * C 2 K. / CH 3 CH 3 J 2

-- L2M + [CHjCHjlnCKa fcvans (CHíCHíVCHa /- L 2 M + [CH 3 CH 3] fcans (CH 2 CH 3 /

LM^(CHjCH3)MCHa L '^ M (CHjCH 3) MCHA

CHa koan» ^ÍCH2CH2>bH + cu XCHaCHjV-iHCHa coanCH 2 CH 2 > bH + c for XCHaCH 3 N -H

Ljř< -L2MLM <-L 2 M

KprapKprap

LjM l2m + c2h4 / (CHaCHjJHLM 2 m + c 2 h 4 / (CH 3 CH 3 JH

L2M^ » (CH2CH2)n,H kuana jCHjCHjJHL 2 M 2 (CH 2 CH 2 ) n, H, and CH 2 CH 3

Předpoklady:Assumptions:

(1) Všechny rychlosti pro olefiny jsou nultého řádu, tj. koordinace je rychlá a olefin je v přebytku*, (2) Rychlostní konstanty propagace a přenosu řetězce nezávisí na délce řetězce a struktuře, (3) Přenos řetězce a větvení řetězce probíhají ve strukturně podobných přechodných stavech **, (4) Uvolnění olefinem terminovaného polymeru je při vysoké koncentraci monomeru pseudoprvního řádu.(1) All rates for olefins are zero order, ie coordination is fast and olefin is in surplus *, (2) Propagation and chain transfer rate constants do not depend on chain length and structure, (3) Chain transfer and chain branching take place in a structural (4) The release of the olefin-terminated polymer is at a high pseudo-first order monomer concentration.

* Johnson L.K., Kilián C.M., Brookhart M.,* Johnson L.K., Kilian C.M., Brookhart M.,

J.Am.Chem.Soc,, 1995, 117, 6414, * Margl P., Deng L., Ziegler T., J.Am.Chem.Soc., 1999,J. Am.Chem.Soc., 1995, 117, 6414, * Margl P., Deng L., Ziegler T., J. Am.Chem.Soc., 1999,

Claims (18)

1. Způsob identifikace sloučeniny působící jako katalyzátor vybrané reakce vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:A method for identifying a compound acting as a catalyst for a selected reaction comprising the steps of: - opatření jednoho nebo více hodnocených katalyzátorů pro zvolenou katalytickou reakci;providing one or more evaluated catalysts for the selected catalytic reaction; - uvedení hodnocených katalyzátorů do styku se zvoleným reaktantem za podmínek ve kterých může zvolená katalytická reakce probíhat za vzniku produktu reakce z reaktantu;contacting the catalysts of interest with the selected reactant under conditions in which the selected catalytic reaction may proceed to form a reaction product from the reactant; - přerušení všech katalytických reakcí reaktantu.- interruption of all catalytic reactions of the reactant. - analýzu produktů přerušené reakce hmotnostní spektrometrií s cílem identifikovat ionty obsažené v hmotnostním spektru které jsou spojené s jedním nebo s více zvolenými produkty reakce, kde uvedený zvolený produkt je každý meziprodukt reakce navázaný na hodnocený katalyzátor nebo na část hodnoceného katalyzátoru; aanalyzing the products of the interrupted reaction by mass spectrometry in order to identify the ions contained in the mass spectrum which are associated with one or more selected reaction products, said selected product being each reaction intermediate linked to the rated catalyst or to a portion of the evaluated catalyst; and - analýzu iontů spojených se zvolenými reakčními produkty k určení hodnoceného katalyzátoru který umožnil tvorbu zvoleného produktu a tím identifikovat sloučeninu které působí ve zvolené reakci jako katalyzátor.- analysis of the ions associated with the selected reaction products to determine the catalyst of interest which has enabled the formation of the selected product and thereby identify the compound which acts as the catalyst in the chosen reaction. 2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že ionty spojené se zvoleným produktem reakce se analyzují s použitím iontově-molekulové reakce.Method according to claim 1, characterized in that the ions associated with the selected reaction product are analyzed using an ion-molecular reaction. ♦ 1 · • · * ·· 1 · Β ♦ · · • *Β ♦♦ • ····* ♦ · * ♦♦ ♦♦ · · · · 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že analýza-produktů se provede hmotnostní spektrometrií s ionizací eiektrospray.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the analysis of the products is carried out by eiektrospray ionization mass spectrometry. 4. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3 vyznačující se tím, že analýza produktů se provede tandemovou hmotnostní spektrometrií s ionizací eiektrospray.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the analysis of the products is carried out by tandem mass spectrometry with eiektrospray ionization. 5. Způsob podle některého z nároků 1-4 vyznačuj ící se t í m , že vybrané reakční produkty se analyzují s použitím kolizí-indukované disociace.A method according to any of claims 1-4, characterized in that the selected reaction products are analyzed using collision-induced dissociation. 6. Způsob podle některého z nároků 1-5 vyznačuj ící se t í m , že zvolenou reakcí je polymerační reakce.The process according to any of claims 1-5, wherein the selected reaction is a polymerization reaction. 7. Způsob podle nároku 6 vyznačující se tím, že zvolené reakční produkty se analyzují s použitím iontověmolekulové reakce.7. The method of claim 6, wherein the selected reaction products are analyzed using an ion-molecular reaction. 8. Způsob podle některého z nároků 1-7 vyznačuj ící se t í m , že zvolená reakce je polymerační reakce olefinu.8. The process of any one of claims 1-7, wherein the selected reaction is an olefin polymerization reaction. 9. Způsob podle některého z nároků 1-8 vyznačuj ící se t i m , že hodnocené sloučeniny jsou organokovové komplexy.The process according to any of claims 1-8, characterized in that the compounds to be evaluated are organometallic complexes. 10. Způsob podle některého z nároků 1-9 vyznačuj ící se t í m , že hodnocené katalyzátory jsou organokovové komplexy.Process according to any one of claims 1-9, characterized in that the catalysts to be evaluated are organometallic complexes. 11. Způsob podle některého z nároků 1-10 vyznačující se tím, že hodnocené katalyzátory se získají ve formě kombinační knihovny.Process according to any one of claims 1-10, characterized in that the catalysts to be evaluated are obtained in the form of a combination library. « « fe • fe • · • fe fe· fe fe·*· fe fe fe fe fe * * · fe · • * • fefefe·Fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe fe 12. Způsob podle některého z nároků 1-11 vyznačuj ící se t í m , že výběr reakcí vzniklých iontů se provede na základě jejich hmotnosti.12. The process of any one of claims 1-11, wherein the choice of ion formation reactions is based on their mass. 13. Způsob podle některého z nároků 1-12 vyznačuj ící se t í m , že zvolená reakce je polymerační reakce a kde ionty produktu jsou ionty s hodnotou m/z vyšší než je zvolený limit separace podle hmotnosti.The method of any one of claims 1-12, wherein the selected reaction is a polymerization reaction and wherein the product ions are ions with an m / z value higher than the selected mass separation limit. 14. Způsob podle nároků 13 vyznačující se tím, že limit separace hmotnosti odpovídá m/z=1000.Method according to claim 13, characterized in that the mass separation limit corresponds to m / z = 1000. 15. Způsob podle některého z nároků 1-7 nebo z nároků 9-14 vyznačující se tím, že zvolená reakce je kopolymerace olefin-CO.The process according to any of claims 1-7 or claims 9-14, wherein the selected reaction is olefin-CO copolymerization. 16. Způsob stanovení poměru rychlostí propagace k rychlosti přenosu řetězce v katalyzované polymerační reakci vyznačující se tím, že zahrnuje stupně zahrnuj ící:16. A method of determining the ratio of propagation rates to chain transfer rates in a catalysed polymerization reaction, comprising the steps of: - reakci hodnoceného katalyzátoru pro polymeraci se zvoleným monomerem za zvolených podmínek za tvorby polymerních produktů;reacting the evaluated polymerization catalyst with the selected monomer under selected conditions to form polymer products; - přerušení reakce;- interruption of the reaction; - analýzu reakčních produktů po přerušení reakce s použitím hmotnostní spektrometrie pro zjištění distribuce řetězců zahrnujících přenos řetězce/řetězců nezahrnujících přenos řetězce a stanovení poměru rychlosti propagace k rychlosti přenosu řetězce.- post-reaction analysis of the reaction products using mass spectrometry to determine the distribution of the chains including chain transfer / chains not including chain transfer and to determine the ratio of propagation rate to chain transfer rate. * 9999 * * • ·* 9999 * * 9 9 99 9 9 99 999999 9999 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že distribuce řetězců zahrnujících přenos řetezce/řetězců nezahrnujících přenos řetězce se stanoví tandemovou hmotnostní spektrometrií s ionizací elektrospray.17. The method of claim 16, wherein the distribution of the chains including chain transfer / chains not including chain transfer is determined by electrospray tandem mass spectrometry. 18. Způsob podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím , že katalyzátor je organokovový komplex a distribuce řetězců zahrnujících přenos řetězce/řetězců nezahrnujících přenos řetězce se stanoví zjištěním poměru polymerních iontů s řetězci zahrnujícími přenos řetězce navázanými na kov k polymerním iontům s řetězci nezahrnujícími přenos řetězce navázanými na kov.The method of claim 16 or 17, wherein the catalyst is an organometallic complex and the distribution of the chains comprising chain transfer / chains not including chain transfer is determined by determining the ratio of polymer ions to chains comprising metal-chain-to-non-transfer polymer ions. chains bound to the metal.
CZ20012641A 1999-01-22 2000-01-24 Identification method of catalysts by employing mass spectrometry CZ20012641A3 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH12599 1999-01-22
US11720599P 1999-01-25 1999-01-25
US13641699P 1999-05-28 1999-05-28
CH114799 1999-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20012641A3 true CZ20012641A3 (en) 2002-07-17

Family

ID=27427768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20012641A CZ20012641A3 (en) 1999-01-22 2000-01-24 Identification method of catalysts by employing mass spectrometry

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1149286A1 (en)
KR (1) KR20010093267A (en)
CN (1) CN1295506C (en)
AU (1) AU3068900A (en)
CZ (1) CZ20012641A3 (en)
HU (1) HUP0105237A3 (en)
PL (1) PL349046A1 (en)
WO (1) WO2000043771A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1577314B1 (en) * 2001-03-12 2008-08-27 Tosoh Corporation Catalyst based on a transition metal complex for polymerization of olefins, and process for polymerization of olefins using the catalyst
DE10140203A1 (en) * 2001-08-16 2003-02-27 Bayer Ag Catalysts for olefin polymerization
US6974665B2 (en) 2001-09-06 2005-12-13 University Of Nebraska In situ screening to optimize variables in organic reactions
CN105136972A (en) * 2015-09-09 2015-12-09 武汉理工大学 Comparison detection method for nano photocatalytic activity capability
KR102414474B1 (en) * 2016-03-16 2022-06-30 한국과학기술원 Method of Screening Optically Electrochemical Catalyst Using Fluorophore Metal-Organic Complex
WO2018094396A1 (en) * 2016-11-21 2018-05-24 Waters Technologies Corporation Techniques for mass analyzing a complex sample

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4626412A (en) * 1984-12-14 1986-12-02 Monsanto Company Method and apparatus for carrying out catalyzed chemical reactions and for studying catalysts
EP1669738A3 (en) * 1996-10-09 2007-12-12 Symyx Technologies, Inc. Infrared spectroscopy and imaging of libraries

Also Published As

Publication number Publication date
AU3068900A (en) 2000-08-07
PL349046A1 (en) 2002-07-01
CN1340160A (en) 2002-03-13
EP1149286A1 (en) 2001-10-31
HUP0105237A3 (en) 2003-08-28
CN1295506C (en) 2007-01-17
HUP0105237A2 (en) 2002-04-29
KR20010093267A (en) 2001-10-27
WO2000043771A1 (en) 2000-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen Electrospray ionization tandem mass spectrometry in high‐throughput screening of homogeneous catalysts
McIndoe et al. Assigning the ESI mass spectra of organometallic and coordination compounds
Iacobucci et al. Elusive reaction intermediates in solution explored by ESI‐MS: Reverse periscope for mechanistic investigations
Santos Online mechanistic investigations of catalyzed reactions by electrospray ionization mass spectrometry: a tool to intercept transient species in solution
Plattner Electrospray mass spectrometry beyond analytical chemistry: studies of organometallic catalysis in the gas phase
Forbes et al. A comprehensive methodology for the study of sequential ion/molecule reactions using fourier transform ion cyclotron resonance the formation, isolation, and reactions of very large metal clusters
Barner-Kowollik et al. Probing mechanistic features of conventional, catalytic and living free radical polymerizations using soft ionization mass spectrometric techniques
Fiebig et al. Cobalt catalysis in the gas phase: experimental characterization of cobalt (I) complexes as intermediates in regioselective Diels–Alder reactions
Schröder et al. Degradation of ionized OV (OCH3) 3 in the gas phase. From the neutral compound all the way down to the quasi-terminal fragments VO+ and VOH+
Lin et al. Alkyl chain propagation by methylene insertion on Cu (100)
Li et al. Methane activation by iron-carbide cluster anions FeC6–
van Agthoven et al. Can two-dimensional IR-ECD mass spectrometry improve peptide de novo sequencing?
Armentrout et al. Thermochemistry of alkali metal cation interactions with histidine: influence of the side chain
Armentrout et al. An experimental and theoretical study of alkali metal cation interactions with cysteine
CZ20012641A3 (en) Identification method of catalysts by employing mass spectrometry
Shuman et al. Methane adducts of gold dimer cations: thermochemistry and structure from collision-induced dissociation and association kinetics
Dudley et al. Study of the mass spectrometric fragmentation of pseudouridine: comparison of fragmentation data obtained by matrix‐assisted laser desorption/ionisation post‐source decay, electrospray ion trap multistage mass spectrometry, and by a method utilising electrospray quadrupole time‐of‐flight tandem mass spectrometry and in‐source fragmentation
Halper et al. Narrowband Modulation Two-Dimensional Mass Spectrometry and Label-Free Relative Quantification of Histone Peptides
Santos et al. On‐line monitoring of Brookhart polymerization by electrospray ionization mass spectrometry
Compain et al. Bond strength and reactivity scales for Lewis superacid adducts: a comparative study with In (OTf) 3 and Al (OTf) 3
Ting et al. A mechanistic investigation of the Suzuki polycondensation reaction using MS/MS methods
US6649354B1 (en) Catalytically generated mass labels
Auth et al. Modular ion mobility calibrants for organometallic anions based on tetraorganylborate salts
D'Imperio et al. Triphenylphosphaalkenes in Chemical Equilibria
US6797516B1 (en) Mass spectrometric screening of catalysts