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JP2005531670A - 複素環窒素含有活性化剤及びオレフィン重合用触媒系 - Google Patents

複素環窒素含有活性化剤及びオレフィン重合用触媒系 Download PDF

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Abstract

オレフィン重合用アルミニウム活性化剤及び触媒系を提供する。例えば、触媒系は、重合触媒;及び1の第13族原子へ配位した2以上の複素環窒素含有配位子を含有する活性化剤;を含有する。好ましくは、活性化剤は、1以上の第13族原子含有化合物及び1以上の複素環窒素含有化合物の反応生成物である。

Description

本発明は、重合触媒活性化剤、それら活性化剤の製造方法、それら活性化剤を含有する重合触媒系、及びそれを使用する重合プロセスに関する。本発明は、特に1の第13族原子へ配位した2以上の複素環窒素含有配位子を含有する重合触媒活性化剤に関する。
重合触媒化合物は、一般的に活性化剤(又は共触媒)と組み合わされて、オレフィンが配位し、挿入し、重合する空の配位座を有する化合物が得られている。例えば、メタロセン重合触媒は、一般的にアルミノキサンにより活性化され、アルミノキサンは、通常−Al(R)−O−サブユニット(但し、Rはアルキル基である。)を含有するオリゴマー性化合物である。最も一般的なアルミノキサン活性化剤は、トリメチルアルミニウム(TMA)の加水分解により製造されるメチルアルミノキサン(MAO)である。しかしMAOはメタロセンに対して非常に過剰量添加する必要があり、かつTMAが高価なので、使用するには費用がかかる。更に、MAOは不安定となりやすく、時間が経つにつれ溶液から沈殿しやすい。
その結果、メタロセン及び他の単座型重合触媒用の代わりの活性化剤が近年発見されている。例えば、1のアニオン性窒素含有基を含有するパーフルオロフェニルアルミニウム及びボラン錯体が近年非常に注目されている。
第13族原子を有する活性化剤錯体も又、高価なアルミノキサン活性化剤の実施可能な代替品として示唆された。例えば、米国特許第6147173及び6211105号には重合プロセス及び重合触媒が開示され、その触媒は第13族原子及び少なくとも1のハロゲン化した、窒素含有芳香族基配位子を有する活性化剤錯体を含む。
米国特許第6147173号明細書 米国特許第6211105号明細書
これらそれぞれの代替品には、アルミノキサンの形成を含むと共に、多段式の複雑な合成が必要である。従って、共触媒合成及び触媒活性化のより単純な方法の提供が求められている。又、高度に活性な共触媒を提供することにより触媒費用を改良することも求められている。
本発明は、オレフィン重合用アルミニウム活性化剤及び触媒系を提供する。上記触媒系は、重合触媒;及び1の第13族原子へ配位した2以上の複素環窒素含有配位子を含有する活性化剤;を含有する。例えば、活性化剤は、1以上の第13族原子含有化合物及び1以上の複素環窒素含有化合物の反応生成物でもよい。
又、触媒系は、下式のいずれかで表される少なくとも1の活性化剤を含有してもよい:
(a)(R’xM(JY)yn
(b)[((JY)yR’xnM−O−M((R’x(JY)ynm
(c)(OMR’ x(JY)yn
但し:
Mは第13族原子であり;
Oは酸素であり;
(JY)はMへ配位している複素環窒素含有配位子であり;
R’はMへ結合している置換基であり;
xは0〜4の整数であり;
yは2以上であり;
式(a)中では(x+y)=Mの原子価;式(b)中では(x+y)=(Mの原子価−1);式(c)中では(x+y)=(Mの原子価−2)であり;
式(a)中ではnは1又は2;式(b)中ではnは2;式(c)中ではnは1〜1000の数であり;
mは1〜10の数である。
又、本発明のアルミニウム活性化剤は、1のアルミニウム原子へ配位している2以上の複素環窒素含有配位子を含有する。又、複素環窒素含有配位子のアルミニウム原子への配位は、少なくとも1のその配位子上の1のプロトンがその第1位からその第2位へ移動することを引き起こす。活性化剤は、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピロリン、ピロリジン、プリン、カルバゾール、インドール、フェニルインドール、2,5−ジメチルピロール、3−ペンタフルオロフェニルピロール、3,4−ジフルオロピロール、それらの誘導体、それらのラジカル、及びそれらの組み合わせの群から選ばれる1以上の第13族原子含有化合物;及び1以上の複素環窒素含有化合物;の反応生成物である。
本発明は、オレフィン重合用活性化剤及び触媒系を提供する。活性化剤は、好ましくは4以上の縮合環員、更に好ましくは5以上の縮合環員を有する2以上の複素環配位子を有する。複素環配位子の少なくとも1の環は、元素の周期律表の第15族又は16族から選ばれた原子を含んでもよい。ここで使用される、周期律表における原子の「族」に関して、周期律表の族の数の付与には、「CRC Handbook of Chemistry and Physics」David R.Lide 編、CRC Press、第81版、2000)中に記載された「新しい」番号構成を使用した。
複素環配位子の少なくとも1の環は、好ましくは少なくとも1の窒素、酸素、及び/又はイオウ原子を含有し、更に好ましくは少なくとも1の窒素原子を含有する。例えば、2以上の複素環窒素含有配位子は、少なくとも1のインドリル及び少なくとも1のインドリウムを含有してもよい。又、2以上の複素環窒素含有配位子は、少なくとも1のカルバゾール及び少なくとも1のカルバゾリルを含有してもよい。
活性化剤は、好ましくは1以上の第13族原子含有化合物及び1以上の複素環窒素含有化合物の反応生成物である。例えば、1以上の複素環窒素含有化合物は、インドール、カルバゾール、ピロール、イミダゾール、プリン、ピロリン、インドリン、イソキノリン、イソインドリン、キナルジン、キノリン、キノキサリン、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせの群から選ばれてもよい。又、1以上の複素環窒素含有化合物は、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピロリン、ピロリジン、プリン、カルバゾール、インドール、フェニルインドール、2,5−ジメチルピロール、3−ペンタフルオロフェニルピロール、3,4−ジフルオロピロール、それらの誘導体、及びそれらの組み合わせの群から選ばれてもよい。1以上の複素環窒素含有化合物は、式(IA)で表されるインドールでもよい。
Figure 2005531670
それぞれの置換基X2〜X7は、水素、ハロゲン、アルキル基、アリール基、アルコキシド基、アリーロキシド基、シアノ基、亜硝酸基、スルホニル基、ニトリル基、ホスホリル(phosophyl)基、及びアルキル置換されたアリール基の群から独立して選ばれ、それぞれの基は全部又は部分的にハロゲン化されてもよい。1以上の複素環窒素含有化合物として、4−ブロモインドール、4−フルオロインドール、5−ブロモインドール、5−クロロインドール、5−フルオロインドール、4,5,6,7−テトラフルオロインドール、2−メチルインドール、及び3−メチルインドールの群から選ばれる少なくとも1のインドールが挙げられる。
又、上記1以上の複素環窒素含有化合物は、式(IB)で表されるカルバゾールでもよい。
Figure 2005531670
式(IB)で表されるカルバゾールは、置換されていてもよい。それぞれの置換基は、水素、ハロゲン、アルキル基、アリール基、アルコキシド基、アリーロキシド基、シアノ基、亜硝酸基、スルホニル基、ニトリル基、ホスホリル基、及びアルキル置換されたアリール基の群から独立して選ばれ、それぞれの基は全部又は部分的にハロゲン化されてもよい。置換されたカルバゾールとして、好ましくは3,6−ジクロロカルバゾール、3,6−ジニトロカルバゾール、及び3,6−ジフェニルカルバゾール、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
例えば、上記1以上の第13族原子含有化合物及び上記1以上の複素環窒素含有上記化合物は、第13族原子への窒素の配位で、少なくとも1の複素環窒素含有化合物上の第1位に位置する少なくとも1のプロトンが第2位へ移動するために充分な条件下で反応する。その結果、少なくとも1の複素環窒素含有化合物ラジカル及び、第13族原子へ配位している少なくとも1の中性の複素環窒素含有化合物を有する活性化剤が製造される。
上記1以上の第13族原子含有化合物は、好ましくはアルミニウム又はボロンを含有する。例えば、第13族原子含有化合物として、アルミノキサン、改質アルミノキサン、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボロン、トリスパーフルオロフェニルボロンメタロイド前駆体又はトリスパーフルオロナフチルボロンメタロイド前駆体、ポリハロゲン化したヘテロボランアニオン、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、トリス(2,2’,2”−ノナ−フルオロビフェニル)フルオロアルミネート、過塩素酸塩、過ヨウ素酸塩、ヨウ素酸塩及び水和物、(2,2’−ビスフェニル−ジトリメチルシリケート)・4THF及びオルガノ−ボロン−アルミニウム化合物、シリリウム塩及びジオクタデシルメチルアンモニウム−ビス(トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)−ベンズイミダゾリド及びそれらの組み合わせが挙げられる。
例えば、上記第13族原子含有化合物は、下式(II)で表されるアルキルアルミニウムでもよい:
AlR3 (II)
但し、それぞれのRは独立して、置換又は非置換のアルキル基及び/又は置換又は非置換のアリール基である。Rは好ましくは1〜30炭素原子を含有するアルキル基である。本発明を限定するものではないアルキルアルミニウムの例として、好ましくはトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウム、トリ−イソ−オクチルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
又、上記第13族原子含有化合物はアルミノキサンでもよい。好ましいアルミノキサンは、−Al(R)−O−又は−Al(R)2−O−サブユニット(Rはアルキル基である。)を含有するオリゴマー性化合物である。アルミノキサンの例として、メチルアルミノキサン(MAO)、改質メチルアルミノキサン(MMAO)、エチルアルミノキサン、トリエチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、テトラエチルジアルミノキサン及びジ−イソブチルアルミノキサンが挙げられる。アルミノキサン及び改質アルミノキサンの製造方法として、例えば米国特許第4542199号並びにChen及びMarks、100、Chem.Rev.1391(2000)に記載されている方法等の多くの種類の方法がある。
又、上記第13族原子含有化合物はボロン含有化合物でもよい。ボロン含有化合物の例として、ボロン及び1以上のアルキル、アリール、又はアラルキル基を含有するオルガノボランが挙げられる。好ましい例として、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、トリフェニルボラン、トリ−n−オクチルボラン、及びそれらの誘導体等の、置換又は非置換のトリアルキルボラン及びトリアリールボランが挙げられる。これら及び他のボロン含有化合物は、米国特許第5153157号、5198401号、及び5241025号に記載されている。
好ましくは、上記1以上の第13族原子含有化合物及び1以上の複素環式窒素含有化合物は、下式(III)、(IV)、又は(V)で表される活性化剤を生成する。
(R’xM(JY)yn (III)
[((JY)yR’xnM−O−M((R’x(JY)ynm (IV)
(OMR’ x(JY)yn (V)
式(III)、(IV)、及び(V)中、Mはボロン又はアルミニウム等の第13族原子である。(JY)は複素環式窒素含有配位子を表し、Mと関連した状態であり、好ましくはMへ配位している。xは0〜4の整数である。
式(III)中、nは1又は2;式(IV)中、nは2;式(V)中、nは1〜1000、好ましくは1〜100の数である。
式(IV)中、mは1〜10の数である。
式(III)中、(x+y)はMの原子価である。式(IV)中、(x+y)は(Mの原子価−1)である。式(V)中、(x+y)は(Mの原子価−2)である。
それぞれのR’はMへ結合している置換基である。本発明を限定するものではない置換基R’基の例として、水素、直鎖状又は分岐状アルキル基、直鎖状又は分岐状アルケニル基、直鎖状又は分岐状アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アシル基、アロイル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、カルボモイル基、アルキル基、ジアルキル基、カルバモイル基、アシロキシ基、アシルアミノ基、アロイルアミノ基、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、環状アルキレン基、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
更に好ましいR’の例として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジル又はフェニル基、並びに、例えばtert−ブチル、イソプロピル等のそれらの構造異性体全てが挙げられる。他のR’の例として、フルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨードプロピル、ブロモヘキシル、クロロベンジル等のヒドロカルビル基;トリメチルシリル、トリメチルゲルミル及びメチルジエチルシリル等のヒドロカルビル置換有機メタロイド基;トリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス(ジフルオロメチル)シリル及びブロモメチルジメチルゲルミル等のハロカルビル置換有機メタロイド基;ジメチルボロン等の二置換ボロン基;ジメチルアミン、ジメチルホスフィン、ジフェニルアミン、メチルフェニルホスフィン等の二置換第15族原子基;メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、メチルスルフィド及びエチルスルフィド等の第16族原子基が挙げられる。
更に、それぞれのR’は、炭素、ケイ素、ボロン、アルミニウム、窒素、リン、酸素、スズ、イオウ、又はゲルマニウム原子等を含有してもよい。更に、それぞれのR’は例えばブテン−3−イル、プロペン−2−イル及びヘキセン−5−イル等の、ビニル末端配位子を含むオレフィン性不飽和置換基等のオレフィンでもよい。同様に、例えば2以上のR’基、好ましくは2つの隣接したR’基は、互いに結合し、炭素、窒素、酸素、リン、ケイ素、ゲルマニウム、アルミニウム、ボロン又はそれらの組み合わせから選ばれた3〜30の原子を有する環構造を形成してもよい。同様に、1−ブタニル等の置換基R’基は、金属Mへの炭素シグマ結合を形成してもよい。
触媒化合物
上記記載の活性化剤は、活性な重合触媒系を調製するために、適切な重合触媒と組み合わせて使用できる。触媒系は担持されてもされなくてもよい。一般的に、活性化剤の金属の、触媒化合物の金属に対するモル比は、0.3:1〜10000:1、好ましくは100:1〜5000:1、更に好ましくは500:1〜2000:1の範囲である。重合触媒の例として、メタロセン触媒化合物、第15族原子含有金属触媒化合物、及びフェノキシド遷移金属触媒化合物が挙げられ、これらは下記に詳細に記載される。
ここで使用される「活性化剤」は、触媒がオレフィンモノマーを重合してポリオレフィンを製造する能力を強化できる化合物若しくは成分、又は化合物若しくは成分の組み合わせをいう。「触媒」は「触媒成分」と区別無く使用され、1以上のオレフィンの重合又はオリゴマー化等の化学反応割合(速度)を増加できる化合物若しくは成分、又は化合物若しくは成分の組み合わせをいう。ここで使用される「触媒系」は、少なくとも1の「触媒」及び少なくとも1の「活性化剤」も含む。「触媒系」は、例えば、担持体等の他の成分を含有してもよい。本発明の触媒系は、上記多くの種類の触媒の自由な組み合わせ、並びに上記記載の活性化剤の自由な組み合わせを含むことができる。
メタロセン触媒化合物
触媒系は少なくとも1のここで記載されるメタロセン触媒成分を含有してもよい。メタロセン触媒化合物は一般的に、例えば「1&2メタロセン−ベースのポリオレフィン」John Scheirs & W.Kaminsky編、John Wiley & Sons、Ltd.2000;G.G.Hlatky著、181、「COORDINATION Chem.Rev.」243-296(1999)及び、特にポリエチレン合成に対する「1メタロセン−ベースのポリオレフィン」261-377(2000)の全体に記載されている。ここで記載されるメタロセン触媒化合物として、少なくとも1の第3族〜第12族金属原子に結合した1以上のCp配位子(シクロペンタジエニル及び、シクロペンタジエニルとアイソローバル類似である配位子)、及び少なくとも1の金属原子に結合した1以上の脱離基、を有するハーフサンドイッチ型及びフルサンドイッチ型化合物が挙げられる。以下、これら化合物を、「メタロセン」又は「メタロセン触媒成分」という。メタロセン触媒成分は、好ましくは更に下記で記載されるサポート材料上に担持されてもよく、他の触媒成分と共に又は単独で担持されてもよい。
Cp配位子は、少なくともその一部はシクロアルカジエニル配位子及び複素環アナログ等のπ−結合した系を含む、1以上の環又は環式である。上記環又は環式は一般的に第13族〜第16族原子の群から選ばれる原子を含み、好ましくはCp配位子を構成する原子は、炭素、窒素、酸素、ケイ素、イオウ、リン、ゲルマニウム、ボロン及びアルミニウム並びにそれらの組み合わせの群から選ばれ、炭素は環構成員の少なくとも50%を構成する。特に、Cp配位子は、置換又は非置換のシクロペンタジエニル配位子及びシクロペンタジエニルとアイソローバル類似である配位子の群から選ばれ、本発明を限定するものではないこれら配位子の例として、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル及び他の構造が挙げられる。更に本発明を限定するものではない例として、シクロペンタジエニル、シクロペンタフェナントレニル(phenanthreneyl)、インデニル、ベンズインデニル、フルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、シクロオクタテトラエニル、シクロペンタシクロドデセン、フェナントリンデニル、3,4−ベンゾフルオレニル、9−フェニルフルオレニル、8−H−シクロペンタアセナフチレニル(acenaphtyenyl)、7H−ジベンゾフルオレニル、インデノ[1,2−9]アントレン、チオフェノインデニル、チオフェノフルオレニル、それらの水素化物(例えば、4,5,6,7−テトラヒドロインデニル、又は「H4Ind」)、それらの置換体(下記に詳細に記載する。)、及びそれらの複素環型、が挙げられる。
本願明細書及び特許請求の範囲に記載されているメタロセン触媒化合物の金属原子「M」は;例えば第3族〜第12族原子及びランタニド系列原子の群から選ばれてもよく;好ましくは第3族〜第10族原子の群から選ばれてもよく;更に好ましくはSc、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、及びNiの群から選ばれてもよく;更に好ましくは第4族、第5族及び第6族原子の群から選ばれてもよく;特に好ましくは、Ti、Zr、Hf原子から選ばれてもよく;最も好ましくはZrである。金属原子「M」の酸化状態は;例えば0〜+7の範囲;好ましくは+1、+2、+3、+4又は+5;更に好ましくは+2、+3又は+4である。金属原子「M」へ結合している基は、式及び構造中に下記に記載された化合物等であり、特記されない限り中性である。Cp配位子は金属原子Mと少なくとも1の化学結合を形成して「メタロセン触媒化合物」を形成する。Cp配位子は、触媒化合物へ結合している脱離基から明確に区別され、その中では高度に置換/引き抜き反応を受けにくい。
例えば、上記1以上のメタロセン触媒成分は式(VI)で表されてもよい:
CpACpBMXn (VI)
但し、Mは上記と同様であり;それぞれのXはMへ化学結合し;それぞれのCp基はMへ化学結合し;nは0又は1〜4、好ましくは1又は2の整数である。
式(VI)中のCpA及びCpBで表される配位子は、シクロペンタジエニル配位子又はシクロペンタジエニルとアイソローバル類似である配位子と同一でも異なっても良く、それらのいずれか又は両方はヘテロ原子を含有してもよく、それらのいずれか又は両方は基Rにより置換されていてもよい。例えば、CpA及びCpBは独立して、シクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、及びそれらの置換誘導体の群から選ばれてもよい。
式(VI)のそれぞれのCpA及びCpBは、独立して、非置換、又は置換基Rのいずれか若しくはその組み合わせで置換されていてもよい。本発明を限定するものではない構造(VI)中で使用される置換基Rの例として、水素基、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、アシル、アロイル、アルコキシ、アリーロキシ、アルキルチオール、ジアルキルアミン、アルキルアミド、アルコキシカルボニル、アリーロキシカルボニル、カルボモイル、アルキル−及びジアルキル−カルバモイル、アシロキシ、アシルアミノ、アロイルアミノ、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
本発明を限定するものではない、式(VI)から(V)に関するアルキル置換基Rの好ましい例として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、ベンジル、フェニル、メチルフェニル、及びtert−ブチルフェニル基等、並びに、例えばtert−ブチル、イソプロピル等のそれらの構造異性体全てが挙げられる。他の可能な基として、フルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨードプロピル、ブロモヘキシル、クロロベンジル等の置換されたアルキル及びアリール;トリメチルシリル、トリメチルゲルミル及びメチルジエチルシリル等のヒドロカルビル置換有機メタロイド基;トリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス(ジフルオロメチル)シリル及びブロモメチルジメチルゲルミル等のハロカルビル置換有機メタロイド基;ジメチルボロン等の二置換ボロン基;ジメチルアミン、ジメチルホスフィン、ジフェニルアミン、メチルフェニルホスフィン等の二置換第15族原子基;メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、メチルスルフィド及びエチルスルフィド等の第16族原子基が挙げられる。本発明を限定するものではない他の置換基Rとして、ブテン−3−イル、プロペン−2−イル及びヘキセン−5−イル等の、ビニル末端配位子を含むオレフィン性不飽和置換基等のオレフィンが挙げられる。例えば、少なくとも2のR基、例えば2以上のR基、好ましくは2つの隣接したR1基は、互いに結合し、炭素、窒素、酸素、リン、ケイ素、ゲルマニウム、アルミニウム、ボロン又はそれらの組み合わせから選ばれた3〜30の原子を有する環構造を形成してもよい。同様に、1−ブタニル等の置換基R基は、金属Mへの結合関係を形成してもよい。
上記式(VI)、下記式/構造(II)〜(V)中のそれぞれのXは独立して:例えばハロゲンイオン、ヒドリド、C1〜C12アルキル、C2〜C12アルケニル、C6〜C12アリール、C7〜C20アルキルアリール、C1〜C12アルコキシ、C6〜C16アリーロキシ、C7〜C18アルキルアリーロキシ、C1〜C12フルオロアルキル、C6〜C12フルオロアリール、及びC1〜C12ヘテロ原子含有炭化水素及びそれらの置換誘導体;好ましくは、ヒドリド、ハロゲンイオン、C1〜C6アルキル、C2〜C6アルケニル、C7〜C18アルキルアリール、C1〜C6アルコキシ、C6〜C14アリーロキシ、C7〜C16アルキルアリーロキシ、C1〜C6アルキルカルボキシレート、C1〜C6フッ素化アルキルカルボキシレート、C6〜C12アリールカルボキシレート、C7〜C18アルキルアリールカルボキシレート、C1〜C6フルオロアルキル、C2〜C6フルオロアルケニル、及びC7〜C18フルオロアルキルアリール;更に好ましくは、ヒドリド、クロリド、フルオリド、メチル、フェニル、フェノキシ、ベンゾキシ、トシル、フルオロメチル及びフルオロフェニル;更に好ましくは、C1〜C12アルキル、C2〜C12アルケニル、C6〜C12アリール、C7〜C20アルキルアリール、置換されたC1〜C12アルキル、置換されたC6〜C12アリール、置換されたC7〜C20アルキルアリール及びC1〜C12ヘテロ原子含有アルキル、C1〜C12ヘテロ原子含有アリール及びC1〜C12ヘテロ原子含有アルキルアリール;特に好ましくは、クロリド、フルオリド、C1〜C6アルキル、C2〜C6アルケニル、C7〜C18アルキルアリール、ハロゲン化したC1〜C6アルキル、ハロゲン化したC2〜C6アルケニル、及びハロゲン化したC7〜C18アルキルアリール;最も好ましくは、フルオリド、メチル、エチル、プロピル、フェニル、メチルフェニル、ジメチルフェニル、トリメチルフェニル、フルオロメチル(モノ−、ジ−及びトリフルオロメチル)並びにフルオロフェニル(モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−及びペンタフルオロフェニル)の群から選ばれる脱離基が挙げられる。
本発明を限定するものではない式(VI)のX基の他の例として、アミン、ホスフィン、エーテル、カルボキシレート、ジエン、1〜20炭素原子を有する炭化水素基、フッ素化炭化水素基(例えば、−C65(ペンタフルオロフェニル))、フッ素化アルキルカルボキシレート(例えば、CF3C(O)O-)、ヒドリド及びハロゲンイオン及びそれらの組み合わせが挙げられる。他のX配位子の例として、シクロブチル、シクロヘキシル、メチル、ヘプチル等のアルキル基、トリル、トリフルオロメチル、テトラメチレン、ペンタメチレン、メチリデン、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、ビス(N−メチルアニリド)、ジメチルアミド、ジメチルホスフィド基等が挙げられる。例えば、2以上のX’は縮合環または環式の一部を形成してもよい。
又、メタロセン触媒成分として、CpA及びCpBが少なくとも1の架橋基(A)により互いに架橋している式(VI)の化合物であり、その構造は式(VII)で表されるものが挙げられる:
CpA(A)CpBMXn (VII)
式(VII)で表されるこれら架橋した化合物は、「架橋したメタロセン」として知られる。構造(VII)のCpA、CpB、M、X及びnは、上記式(VI)で定義されたものと同様であり;それぞれのCp配位子は、Mへ化学結合しており、(A)はそれぞれのCpへ化学結合している。架橋基の本発明を限定するものではない例として、炭素、酸素、窒素、ケイ素、アルミニウム、ボロン、ゲルマニウム及びスズ原子及びそれらの組み合わせの少なくとも1(本発明を限定するものではない)等の少なくとも1の13〜16原子を有する2価の炭化水素基;但し、ヘテロ原子は又、中性の原子価を満たすように置換されたC1〜C12アルキル又はアリールでもよい。架橋基(A)は又、ハロゲン基及びイオン等の上記(式(VI)の)定義と同様の置換基Rを含有してもよい。本発明を限定するものではない好ましい例として、架橋基(A)はC1〜C6アルキレン、置換されたC1〜C6アルキレン、酸素、イオウ、R’2C=、R’2Si=、−Si(R’)2Si(R’2)−、R’2Ge=、R’P=(但し、「=」は二重結合を表す。)で表されてもよい。但し、R’は独立して、ヒドリド、ヒドロカルビル、置換されたヒドロカルビル、ハロカルビル、置換されたハロカルビル、ヒドロカルビル置換された有機メタロイド、ハロカルビル置換された有機メタロイド、二置換されたボロン、二置換された第15族原子、置換された第16族原子、及びハロゲン基の群から選ばれ;2以上のR’は、互いに結合して環又は環式を形成してもよい。例えば、式(VII)の架橋したメタロセン触媒成分は、2以上の架橋基(A)を有してもよい。
本発明を限定するものではない架橋基(A)の他の例として、メチレン、エチレン、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン、ジフェニルメチレン、1,2−ジメチルエチレン、1,2−ジフェニルエチレン、1,1,2,2−テトラメチルエチレン、ジメチルシリル、ジエチルシリル、メチル−エチルシリル、トリフルオロメチルブチルシリル、ビス(トリフルオロメチル)シリル、ジ(n−ブチル)シリル、ジ(n−プロピル)シリル、ジ(i−プロピル)シリル、ジ(n−ヘキシル)シリル、ジシクロヘキシルシリル、ジフェニルシリル、シクロヘキシルフェニルシリル、t−ブチルシクロヘキシルシリル、ジ(t−ブチルフェニル)シリル、ジ(p−トリル)シリル及びSi原子がGe又はC原子で置換されている対応成分;並びにジメチルシリル、ジエチルシリル、ジメチルゲルミル及びジエチルゲルミルが挙げられる。
又、架橋基(A)は、例えば4〜10、5〜7環員を含有する環状でもよい。環構成員はM上記の原子、更に好ましくは1以上のB、C、Si、Ge、N及びOから選ばれてもよい。架橋成分として又はその一部として存在する環構造の本発明を限定するものではない例として、シクロブチリデン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロヘプチリデン、シクロオクチリデン並びに1又は2の炭素原子が少なくとも1のSi、Ge、N及びO、好ましくはSi及びGeに置換されている対応する環が挙げられる。環及びCp基の間の結合配置は、シス−、トランス−、又はそれらの組み合わせのいずれでも良い。
環状架橋基(A)は飽和又は不飽和でもよく、1以上の置換基を有してもよく、1以上の他の環構造へ縮合していてもよい。存在する場合、上記1以上の置換基は、例えばヒドロカルビル(例えば、メチル等のアルキル)及びハロゲン(例えば、F、Cl)の群から選ばれてもよい。
上記環状架橋成分が任意で縮合されてもよい上記1以上のCp基は、飽和又は不飽和でもよく、シクロペンチル、シクロヘキシル及びフェニル等の、例えば4〜10を有するもの、好ましくは5、6又は7環員(好ましくはC、N、O及びSの群から選ばれる。)を有するものの群から選ばれる。更に、これら環構造は、例えばナフチル基の場合等、それ自身が縮合されてもよい。更に、これら(任意で縮合した)環構造は1以上の置換基を有してもよい。本発明を限定するものではないこれら置換基の具体的な例は、ヒドロカルビル(特にアルキル)基及びハロゲン原子である。
式(VI)及び(VII)の配位子CpA及びCpBは、互いに異なっても同一でもよい。
又、本発明のメタロセン触媒成分として、例えば国際公開第WO93/08221号に記載された様な、モノ配位子メタロセン化合物(例えば、モノシクロペンタジエニル触媒成分)が挙げられる。この場合、少なくとも1のメタロセン触媒成分は、式(VIII)により表される架橋した「ハーフサンドイッチ型」メタロセンである:
CpA(A)QMXn (VIII)
但し、CpAは上記で定義され、Mに結合しており;(A)はQ及びCpAに結合した架橋基であり;Q基からの原子はMに結合し;nは0又は1〜3、好ましくは1又は2の整数である。上記式(VIII)中、CpA、(A)及びQは縮合環系を形成してもよい。式(VIII)のX基及びnは、式(VI)及び(VII)での定義と同様である。例えば、CpAはシクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、それらの置換体、及びそれらの組み合わせの群から選ばれてもよい。
式(VIII)中、Qは、その中の結合原子(金属Mと結合している原子)は、第15族原子及び第16族原子の群から選ばれ;好ましくは窒素、リン、酸素又はイオウ原子、更に好ましくは窒素及び酸素の群から選ばれる;ヘテロ原子含有配位子である。本発明を限定するものではないQ基の例として、アルキルアミン、アリールアミン、メルカプト化合物、エトキシ化合物、カルボキシレート(例えば、ピバレート)、カルバメート、アゼニル、アズレン、ペンタレン、ホスホイル、ホスフィンイミン、ピロリル、ピロゾリル、カルバゾリル、ボラベンゼン、Mと結合可能な、第15族及び第16族原子を含有するその他の化合物が挙げられる。
又、少なくとも1のメタロセン触媒成分は、式(IX)により表される非架橋の「ハーフサンドイッチ型」メタロセンでもよい:
CpAMQqn (IX)
但し、CpAは(VI)中のCp基と同様に定義され、Mと結合した配位子であり;それぞれのQは独立してMと結合し;Qは又例えばCpAと結合し;Xは上記記載の(VI)中の脱離基であり;nは0〜3、例えば1又は2であり;qは0〜3、例えば1又は2である。例えば、CpAはシクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、フルオレニル、それらの置換体、及びそれらの組み合わせの群から選ばれてもよい。
式(IX)中、QはROO-、RO−、R(O)−、−NR−、−CR2−、−S−、−NR2、−CR3、−SR、−SiR3、−PR2、−H、及び置換又は非置換のアリール基の群から選ばれ、RはC1〜C6アルキル、C6〜C12アリール、C1〜C6アルキルアミン、C6〜C12アルキルアリールアミン、C1〜C6アルコキシ、C6〜C12アリーロキシ、等の群から選ばれる。本発明を限定するものではないQの例として、C1〜C12カルバメート、C1〜C12カルボキシレート(例えば、ピバレート)、C2〜C20アリル、及びC2〜C20ヘテロアリル成分が挙げられる。
又、別に上記「ハーフサンドイッチ」メタロセンは、式(X)で表されてもよく、例えば、米国特許第6069213号に記載されている:
CpAM(Q2GZ)Xn 又は T(CpAM(Q2GZ)Xnm (X)
但し、M、CpA、X及びnは、上記の定義と同様であり;
2GZは多座配位子(polydentate)の配位子ユニット(例えば、ピバレート)を形成し、少なくとも1のQ基はMと結合を形成し、次のように定義される。それぞれのQは独立して−O−、−NR−、−CR2及び−S−の群から選ばれ;Gは、炭素又はケイ素のいずれかであり;ZはR、−OR、−NR2、−CR3、−SR、−SiR3、−PR2、及びヒドリドの群から選ばれる。Qが−NR−の場合、Zは−OR、−NR2、−SR、−SiR3、−PR2の群から選ばれ;Qの中性の原子価がZで満たされ;それぞれのRは独立してC1〜C10ヘテロ原子含有基、C1〜C10アルキル、C6〜C12アリール、C6〜C12アルキルアリール、C1〜C10アルコキシ、及びC6〜C12アリーロキシの群から選ばれ;nは好ましくは1又は2であり;
TはC1〜C10アルキレン、C6〜C12アリーレン及びC1〜C10ヘテロ原子含有基、及びC6〜C12複素環基の群から選ばれる架橋基であり;それぞれのT基は隣接した「CpAM(Q2GZ)Xn」基と結合してCpA基と化学結合している。
mは1〜7の整数であり;mは好ましくは2〜6の整数である。
又、少なくとも1のメタロセン触媒成分は、特に構造(XIa)、(XIb)、(XIc)、(XId)(XIe)及び(XIf)構造で表されることができる:
Figure 2005531670
Figure 2005531670
Figure 2005531670
Figure 2005531670
Figure 2005531670
Figure 2005531670
但し、構造(XIa)〜(XIf)中、Mは第3族〜第12族原子の群から選ばれ、好ましくは第3族〜第10族原子の群から選ばれ、更に好ましくは第3族〜第6族原子の群から選ばれ、更に好ましくは第4族原子の群から選ばれ、特に好ましくはZr及びHfの群から選ばれ;最も好ましくはZrである。
又、(XIa)〜(XIf)中のQは、アルキレン、アリール、アリーレン、アルコキシ、アリーロキシ、アミン、アリールアミン(例えば、ピリジル)、アルキルアミン、ホスフィン、アルキルホスフィン、置換されたアルキル、置換されたアリール、置換されたアルコキシ、置換されたアリーロキシ、置換されたアミン、置換されたアルキルアミン、置換されたホスフィン、置換されたアルキルホスフィン、カルバメート、ヘテロアリル、カルボキシレート(本発明を限定するものではない適切な例として、トリメチルアセテート、トリエチルアセテート、メチルアセテート、p−トルエート、ベンゾエート、ジエチルカルバメート、及びジメチルカルバメート等のカルバメート及びカルボキシレート)、フッ素化アルキル、フッ素化アリール、並びにフッ素化アルキルカルボキシレートの群から選ばれ;Qの範囲を定める飽和基は例えば1〜20炭素原子を含有してもよく;芳香族基であれば5〜20炭素原子を含有してもよく;
それぞれのR*は独立して:例えばヒドロカルビレン及びヘテロ原子含有ヒドロカルビレンの群から選ばれ;好ましくはアルキレン、置換されたアルキレン及びヘテロ原子含有ヒドロカルビレンの群から選ばれ;更に好ましくはC1〜C12アルキレン、C1〜C12置換されたアルキレン、及びC1〜C12ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンの群から選ばれ;特に好ましくはC1〜C4アルキレンの群から選ばれ;構造(XIf)中の両方のR*基は同一でもよい;
Aは、上記記載の構造(VII)中の(A)と同様であり、好ましくは−O−、−S−、−SO2−、−NR−、=SiR2、=GeR2、=SnR2、−R2SiSiR2−、RP=、C1〜C12アルキレン、置換されたC1〜C12アルキレン、2価のC4〜C12環状炭化水素及び置換又は非置換のアリール基の化学結合の群から選ばれ;更に好ましくはC5〜C8環状炭化水素、−CH2CH2−、=CR2及び=SiR2の群から選ばれ;Rは例えばアルキル、シクロアルキル、アリール、アルコキシ、フルオロアルキル及びヘテロ原子含有炭化水素の群から選ばれ;Rは好ましくはC1〜C6アルキル、置換されたフェニル、フェニル、及びC1〜C6アルコキシの群から選ばれ;Rは更に好ましくはメトキシ、メチル、フェノキシ、及びフェニルの群から選ばれ;
Aは存在しなくてもよく、その場合それぞれのR*はR1〜R13と同様に定義され;
それぞれのXは上記(VI)中の記載と同様であり;
nは0〜4の整数であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1又は2であり;
1〜R13は独立して:例えば、水素基、ハロゲン基、C1〜C12アルキル、C2〜C12アルケニル、C6〜C12アリール、C7〜C20アルキルアリール、C1〜C12アルコキシ、C1〜C12フルオロアルキル、C6〜C12フルオロアリール、及びC1〜C12ヘテロ原子含有炭化水素及びそれらの置換誘導体の群から選ばれ;好ましくは、水素基、フッ素基、塩素基、臭素基、C1〜C6アルキル、C2〜C6アルケニル、C7〜C18アルキルアリール、C1〜C6フルオロアルキル、C2〜C6フルオロアルケニル、C7〜C18フルオロアルキルアリールの群から選ばれ;更に好ましくは水素基、フッ素基、塩素基、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、tert−ブチル、ヘキシル、フェニル、2,6−ジ−メチルフェニル、及び4−tert−ブチルフェニル基の群から選ばれ;隣接したR基は環を形成してもよく、飽和、部分飽和、又は完全飽和のいずれでもよい。
(XIa)により表されるメタロセン触媒成分の構造は、例えば、米国特許第5026798号、米国特許第5703187号、及び米国特許第5747406号に記載されているような多くの形状をとることができ、例えば、米国特許第5026798号及び米国特許第6069213号に記載されているようなダイマー又はオリゴマー性構造が挙げられる。
好ましくは(XId)中に表されるメタロセンのR1及びR2は、置換又は非置換の共役した6員の炭素環式を形成する。
本発明を限定するものではないメタロセン触媒成分の例が下記に記載される:
シクロペンタジエニルジルコニウムXn
インデニルジルコニウムXn
(1−メチルインデニル)ジルコニウムXn
(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
(1−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
(2−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
(1−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
(2−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
テトラヒドロインデニルジルコニウムXn
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロペンタジエニルジルコニウムXn
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタンXn
テトラメチルシクロペンチルチタンXn
1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニルジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,2,3−トリメチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,2−ジメチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチル−シクロペンタジエニル)(2−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(2−メチルインデニル)(フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリル(1,2,3,4−テトラメチル−シクロペンタジエニル)(3−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルゲルミル(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)(3−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチル−シクロペンタジエニル)(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムXn
イソ−プロピリデンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
イソ−プロピリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
イソ−プロピリデン(3−メチルシクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
meso−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−プロピル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−イソプロピル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−ブチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(2−イソブチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
ジフェニル(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(1−インデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(2−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(2−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(2−プロピルインデニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(2−ブチルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルゲルミルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(テトラヒドロインデニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリル(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムXn
ジフェニルシリルビス(インデニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロテトラメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
シクロトリメチレンシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(N−tert−ブチルアミド)チタンXn
ビス(シクロペンタジエニル)クロムXn
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−ドデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(イソ−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(イソ−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−オクチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−ペンチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1,3−ビス(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−エチル−2−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−プロピル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−n−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−イソブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1−プロピル−3−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(1,3−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムXn
ビス(4,7−ジメチルインデニル)ジルコニウムXn
ビス(インデニル)ジルコニウムXn
ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムXn
シクロペンタジエニルインデニルジルコニウムXn
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(n−ペンチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
(n−プロピルシクロペンタジエニル)(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス[(2−トリメチルシリルエチル)シクロペンタジエニル]ハフニウムXn
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(2−n−プロピルインデニル)ハフニウムXn
ビス(2−n−ブチルインデニル)ハフニウムXn
ジメチルシリルビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ジメチルシリルビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ビス(9−n−プロピルフルオレニル)ハフニウムXn
ビス(9−n−ブチルフルオレニル)ハフニウムXn
(9−n−プロピルフルオレニル)(2−n−プロピルインデニル)ハフニウムXn
ビス(1−n−プロピル−2−メチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
(n−プロピルシクロペンタジエニル)(1−n−プロピル−3−n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロプロピルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロブチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘキシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘプチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロオクチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロノニルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロデシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロウンデシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタンXn
ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロプロピルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロブチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘキシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘプチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロオクチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロノニルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロデシルアミド)チタン、Xn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロウンデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタンXn
メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロプロピルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロブチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘキシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロヘプチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロオクチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロノニルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロウンデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロドデシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタンXn
ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタンXn
及びそれらの誘導体。
「それらの誘導体」とは、例えば上記記載の置換体又は環形成体;特に、金属「M」(Cr、Zr、Ti又はHf)をCr、Zr、Hf及びTiの群から選ばれる原子で置換したもの;「X」基をC1〜C5アルキル、C6アリール、C6〜C10アルキルアリール、フッ素又は塩素で置換したものをいい;nは1、2又は3である。
上記記載のメタロセン触媒成分には、その構造的、光学的、又はエナンチオマー異性体(ラセミ混合物)が含まれ、例えば、純粋なエナンチオマーでもよいのは当然である。
ここで使用される、単一の、架橋した、非対称的に置換されたメタロセン触媒成分(ラセミ体及び/又はメソ異性体を含む。)は、それ自身、少なくとも2の異なる架橋したメタロセン触媒成分を構成しない。
「メタロセン触媒成分」は、ここで記載されるいずれの「態様」の組み合わせをも含むものである。
第15族原子含有触媒化合物
ここで使用される「第15族原子含有触媒成分」は、第3族〜第12族金属錯体を含み、その金属は2〜4配位であり、1又は複数の配位成分は、例えば少なくとも2の第15族原子、好ましくは4までの第15族原子を含む成分である。第15族原子含有触媒成分は、第4族金属及び1〜4配位子の錯体であり、例えば第4族金属が少なくとも2配位されているものであり、1又は複数の配位成分は少なくとも2の窒素を有するものでもよい。代表的な第15族原子含有化合物は、例えば、国際公開第WO98/46651号、国際公開第WO99/01460号;欧州特許出願公開第A10893454号、第A10894005号;並びに米国特許第5318935号、米国特許第5889128号、米国特許第6333389B2号及び米国特許第6271325B1号に記載されている。
例えば、第15族原子含有触媒成分は、ある程度オレフィン重合活性である、第4族原子イミノ−フェノール錯体、第4族原子ビス(アミド)錯体、及び第4族原子ピリジル−アミド錯体を含んでもよい。
第15族原子含有触媒成分は好ましくは下式(XII)で表されてもよい:
αaβbγgMXn (XII)
但し、β及びγはそれぞれ、少なくとも1の第14族〜第16族原子を含有する基であり;β(存在する場合)及びγは、例えば2〜6の第14族〜第16族原子を通してMへ結合している基であり、好ましくは第15族を含有する原子である少なくとも2の原子である。
例えば、β及びγは第14及び第15族原子含有の、アルキル、アリール、アルキルアリール、及び複素環炭化水素、及びそれらの化学結合した組み合わせから選ばれた基であり;好ましくは第14及び第15族原子を含有する;C1〜C10アルキル、C6〜C12アリール、C6〜C18アルキルアリール、及びC4〜C12複素環炭化水素、及び化学結合したそれらの組み合わせから選ばれた基であり:更に好ましくはC1〜C10アルキルアミン、C1〜C10アルコキシ、C6〜C20アルキルアリールアミン、C6〜C18アルキルアリーロキシ、及びC4〜C12窒素含有複素環炭化水素、及びC4〜C12アルキル置換された窒素含有複素環炭化水素及び化学結合したそれらの組み合わせから選ばれた基であり;最も好ましくはアニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリル;C1〜C6アルキル置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリルから選ばれた基;C1〜C6アルキルアミン置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリルから選ばれた基;アミン置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、及びインドリルから選ばれた基;ヒドロキシ置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、及びインドリルから選ばれた基;メチル−置換されたフェニルアミン、及び化学結合したそれらの組み合わせ等から選ばれる。
αは、存在する場合、β及びγ、又は2個のγのそれぞれに対する化学結合を形成して、Mヘ結合する「γαγ」又は「γαβ」配位子を形成する結合(又は「架橋」)成分であり;αは又、第14族〜第16族原子を通してMへ結合するような第14族〜第16族原子を含有してもよく;例えば、αはアルキレン、アリーレン、アルケニレン、複素環アリーレン、アルキルアリーレン、ヘテロ原子含有アルキレン、ヘテロ原子含有アルケニレン及び複素環ヒドロカルボニレンから選ばれた2価の架橋基であり;好ましくはC1〜C10アルキレン、C2〜C10アルケニレン、C6〜C12アリーレン、C1〜C102価のエーテル、C6〜C12のO−又はN−含有アリーレン、C2〜C10アルキレンアミン、C6〜C12アリーレンアミン、及びそれらの置換誘導体から選ばれ;
aは0〜2の整数であり;好ましくはaは0又は1であり;更に好ましくはaは1であり;bは0〜2の整数であり;gは1〜2の整数であり;例えば、aは1、bは0でgは2であり;例えばMは第3族〜第12族原子から選ばれ;好ましくは第3族〜第10族原子から選ばれ;更に好ましくは第3族〜第6族原子から選ばれ;特に好ましくはNi、Cr、Ti、Zr及びHfから選ばれ;最も好ましくはZr及びHfから選ばれ;それぞれのXは上記の定義と同様であり;例えばnは0〜4の整数であり;好ましくは1〜3の整数であり;更に好ましくは2〜3の整数である。
ここで使用される、「化学結合したそれらの組み合わせ」とは、隣接した基、(β及びγ基)がそれらの間で化学結合を形成することをいい;例えばβ及びγ基が1以上のα基間を通して化学結合していることをいう。
ここで使用される、「アルキレンアミン」、「アリーレンアミン」は、2の水素が不足しているため2の隣接したγ基、又は隣接したβ及びγ基との間に化学結合を形成するアルキルアミン及びアリールアミン(それぞれ)を表す。このような、アルキレンアミンの例は−CH2CH2N(CH3)CH2CH2−であり、複素環ヒドロカルビレン又はアリーレンアミンの例は−C53N−(2価のピリジン)である。「アルキレン−アリールアミン」は、例えば−CH2CH2(C53N)CH2CH2−等の基である。
又、第15族原子含有触媒成分は、構造(XIII)及び(XIV)で表されてもよい:
Figure 2005531670
Figure 2005531670
但し、E及びZは、第15族原子であり、例えば窒素及びリンから独立して選ばれ;好ましくは窒素であり;
Lは、例えば第15族原子、第16族原子、第15族原子含有ヒドロカルビレン及び第16族原子含有ヒドロカルビレンから選ばれ;R3が存在しない場合、Lは第16族原子であり;好ましくは、R3が存在しない場合、Lは複素環ヒドロカルビレンから選ばれ;更に好ましくは、Lは;窒素、リン、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリル;C1〜C6アルキル置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、及びインドリルから選ばれた基;C1〜C6アルキルアミン置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、インドリルから選ばれた基;アミン置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、及びインドリル;ヒドロキシ置換された、アニリニル、ピリジル、キノリル、ピロリル、ピリミジル、プリニル、イミダジル、及びインドリルから選ばれた基;メチル−置換されたフェニルアミン、それらの置換誘導体、及び化学結合したそれらの組み合わせから選ばれる。
L’は例えば第15族原子、第16族原子、及び第14族原子の群から選ばれ;好ましくは第15族及び第16族原子から選ばれ;更に好ましくは上記Lとして定義された基から選ばれ;「EZL」及び「EZL’」が「配位子」を表すとすると、EZL及びEZL’配位子はR*及びR1〜R7基を含有し;
L及びL’はMとの結合を形成してしなくてもよく;
yは0〜2の整数であり(yが0の場合、基L’、*R及びR3は存在しない。);
Mは第3族〜第5族元素の群から選ばれ、好ましくは第4族原子であり;更に好ましくはZr及びHfから選ばれ;
nは、例えば1〜4の整数であり;nは好ましくは2〜3の整数であり;
それぞれのXは上記定義と同様であり;
1及びR2は独立して:アルキレン、アリーレン、ヘテロ原子含有アルキレン、ヘテロ原子含有アリーレン、置換されたアルキレン、置換されたアリーレン及び置換されたヘテロ原子含有アルキレンから選ばれた2価の架橋基であり(ヘテロ原子は例えば、ケイ素、酸素、窒素、ゲルマニウム、リン、ボロン及びイオウから選ばれる。);好ましくはC1〜C20アルキレン、C6〜C12アリーレン、ヘテロ原子含有C1〜C20アルキレン及びヘテロ原子含有C6〜C12アリーレンから選ばれ;更に好ましくは−CH2−、−C(CH32−、−C(C652−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−Si(CH32−、−Si(C652−、−C610−、−C64−、及びそれらの置換誘導体、C1〜C4アルキル、フェニル、及びハロゲン基を含む置換体から選ばれ;
3は例えば存在しなくてもよく;好ましくはヒドロカルビル基、水素基、ハロゲン基、及びヘテロ原子含有基の群から選ばれ;更に好ましくは1〜20炭素原子を有する、直鎖状アルキル、環状アルキル、及び分岐状アルキルから選ばれ;
*Rは例えば存在しなくてもよく;好ましくは水素基、第14族原子含有基、ハロゲン基、及びヘテロ原子含有基の群から選ばれ;
4及びR5は独立して:例えば、アルキル、アリール、置換されたアリール、環状アルキル、置換された環状アルキル、環状アリールアルキル、置換された環状アリールアルキル及び多環式系の群から選ばれ(それぞれの基は20までの炭素原子、好ましくは3〜10炭素原子を有する。);更に好ましくはC1〜C20アルキル、C1〜C20アリール、C1〜C20アリールアルキル、及びヘテロ原子含有基(例えばPR3、ここでRはアルキル基である。)から選ばれた基であり;
6及びR7は独立して:例えば存在しなくてもよく;好ましくは水素基、ハロゲン基、ヘテロ原子含有基及びヒドロカルビルの群から選ばれ;更に好ましくは1〜20炭素原子を有する、直鎖状、環状及び分岐状アルキルから選ばれ;
但し、R1及びR2は互いに結合しても良く、及び/又はR4及びR5は互いに化学結合を通して結合しても良い。
更に、第15族原子含有触媒成分は、構造(IV)、(V)及び(VI)(但し、「N」は窒素である。)として表されてもよい:
Figure 2005531670
Figure 2005531670
Figure 2005531670
但し、構造(XV)はピリジル−アミド構造を表し、構造(XVI)はイミノ−フェノール構造を表し、構造(XVII)は、ビス(アミド)構造を表し;wは1〜3、及び1又は2更に好ましくは1であり;Mは第3族〜第13族原子、好ましくは第3族〜第6族原子であり、更に好ましくは第4族原子であり;それぞれのXは独立して水素基、ハロゲンイオン(好ましくは、フッ素、塩素、及び臭素のアニオン)、C1〜C6アルキル;C1〜C6フルオロアルキル、C6〜C12アリール;C6〜C12フルオロアルキル、C1〜C6アルコキシ、C6〜C12アリーロキシ、及びC7〜C18アルキルアリーロキシから選ばれ;nは0〜4の整数であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは2〜3、最も好ましくは2であり;
更に、構造(XV)、(XVI)及び(XVII)において、R1’は例えばヒドロカルビレン及びヘテロ原子含有ヒドロカルビレンから選ばれ;又、−SiR2−、アルキレン、アリーレン、アルケニレン及び置換されたアルキレン、置換されたアルケニレン及び置換されたアリーレンから選ばれてもよく;好ましくは−SiR2−、C1〜C6アルキレン、C6〜C12アリーレン、C1〜C6置換されたアルキレン及びC6〜C12置換されたアリーレンから選ばれ(RはC1〜C6アルキル及びC6〜C12アリールから選ばれる。);並びに
2’、R3’、R4’、R5’、R6’及びR*は独立して、例えばヒドリド、C1〜C10アルキル、C6〜C12アリール、C6〜C18アルキルアリール、C4〜C12複素環ヒドロカルビル、置換されたC1〜C10アルキル、置換されたC6〜C12アリール、置換されたC6〜C18アルキルアリール、及び置換されたC4〜C12複素環ヒドロカルビル及び化学結合したそれらの組み合わせから選ばれ;
R*は好ましくは存在しないか;R*−Nは窒素含有基又はピリジル基又はR1’基により架橋された置換ピリジル基等の環を表す。又、R*−Nが存在しなくてもよく、R1’基は互いに化学結合を形成してもよい。
例えば構造(XV)、(XVI)及び(XVII)では、R1’はメチレン、エチレン、1−プロピレン、2−プロピレン、=Si(CH32、=Si(フェニル)2、−CH=、−C(CH3)=、−C(フェニル)2−、−C(フェニル)=(但し、「=」は二重結合を表す。)等から選ばれる。
構造(XVI)では好ましくは、R2’及びR4’は2−メチルフェニル、2−n−プロピルフェニル、2−イソ−プロピルフェニル、2−イソ−ブチルフェニル、2−tert−ブチルフェニル、2−フルオロフェニル、2−クロロフェニル、2−ブロモフェニル、2−メチル−4−クロロフェニル、2−n−プロピル−4−クロロフェニル、2−イソ−プロピル−4−クロロフェニル、2−イソ−ブチル−4−クロロフェニル、2−tert−ブチル−4−クロロフェニル、2−メチル−4−フルオロフェニル、2−n−プロピル−4−フルオロフェニル、2−イソ−プロピル−4−フルオロフェニル、2−イソ−ブチル−4−フルオロフェニル、2−tert−ブチル−4−フルオロフェニル、2−メチル−4−ブロモフェニル、2−n−プロピル−4−ブロモフェニル、2−イソ−プロピル−4−ブロモフェニル、2−イソ−ブチル−4−ブロモフェニル、2−tert−ブチル−4−ブロモフェニル等から選ばれる。
構造(XV)及び(XVII)の好ましい例として、R2’及びR3’は、2−メチルフェニル、2−n−プロピルフェニル、2−イソ−プロピルフェニル、2−イソ−ブチルフェニル、2−tert−ブチルフェニル、2−フルオロフェニル、2−クロロフェニル、2−ブロモフェニル、4−メチルフェニル、4−n−プロピルフェニル、4−イソ−プロピルフェニル、4−イソ−ブチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−フルオロフェニル、4−クロロフェニル、4−ブロモフェニル、6−メチルフェニル、6−n−プロピルフェニル、6−イソ−プロピルフェニル、6−イソ−ブチルフェニル、6−tert−ブチルフェニル、6−フルオロフェニル、6−クロロフェニル、6−ブロモフェニル、2,6−ジメチルフェニル、2,6−ジ−n−プロピルフェニル、2,6−ジ−イソ−プロピルフェニル、2,6−ジ−イソブチルフェニル、2,6−ジ−tert−ブチルフェニル、2,6−ジフルオロフェニル、2,6−ジクロロフェニル、2,6−ジブロモフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、2,4,6−トリ−n−プロピルフェニル、2,4,6−トリ−イソ−プロピルフェニル、2,4,6−トリ−イソ−ブチルフェニル、2,4,6−トリ−tert−ブチルフェニル、2,4,6−トリフルオロフェニル、2,4,6−トリクロロフェニル、2,4,6−トリブロモフェニル、2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル、2,3,4,5,6−ペンタクロロフェニル、2,3,4,5,6−ペンタブロモフェニル、等から選ばれる。
又構造(XV)、(XVI)及び(XVII)では、Xは独立してフルオリド、クロリド、ブロミド、メチル、エチル、フェニル、ベンジル、フェニロキシ、ベンジロキシ、2−フェニル−2−プロポキシ、1−フェニル−2−プロポキシ、1−フェニル−2−ブトキシ、2−フェニル−2−ブトキシ等から選ばれる。
ここで使用される「化学結合した組み合わせ」とは、隣接した基が互いに化学結合を形成して、飽和若しくは部分不飽和、又は芳香族のいずれかの環式系を形成することを意味する。
本発明を限定するものではない例として、第15族原子含有触媒成分は、構造(XVIIIa)〜(XVIIIf)(但し、「N」は窒素である。)で表されてもよい:
Figure 2005531670
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但し、構造(XVIIIa)〜(XVIIIf)中、Mは例えば第4族原子から選ばれ;Mは好ましくはZr及びHfから選ばれ;構造(XVIIIa)〜(XVIIIf)中、R1〜R11はヒドリド、フッ素基、塩素基、臭素基、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル及びフェニルから選ばれ;Xはフッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、メチル、フェニル、ベンジル、フェニロキシ及びベンジロキシから選ばれ;nは0〜4、好ましくは2〜3の整数である。
第15族原子含有触媒成分は、例えば欧州特許出願公開第0893454A1号、米国特許第5889128号、米国特許第6333389B2号及び国際公開第WO00/37511号に記載されているような当分野に公知の方法で製造できる。
「第15族原子含有触媒成分」は、ここで記載される態様の組み合わせを含んでもよい。
フェノキシド遷移金属触媒化合物
フェノキシド遷移金属触媒化合物は、ヘテロ原子置換されたフェノキシドが配位した第3族〜第10族遷移金属又はランタニド系列金属化合物(但し、金属はフェノキシド基の酸素へ結合している)である。フェノキシド遷移金属触媒化合物は式XIX又はXXにより表される:
Figure 2005531670
Figure 2005531670
但し、R1は、水素又はC4〜C100基、好ましくはtert−アルキル基、更に好ましくはC4〜C20アルキル基、特に好ましくはC4〜C20tert−アルキル基、最も好ましくは中性のC4〜C100基であり、Mへ結合してもしなくてもよく;
少なくとも1のR2〜R5は、ヘテロ原子含有基、R2〜R5の残りは、独立して水素又はC1〜C100基、好ましくはC4〜C20アルキル基であり、好ましい例としてブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、イソヘキシル、オクチル、イソオクチル、デシル、ノニル、ドデシルが挙げられ、R2〜R5はいずれもMへ結合してもしなくてもよく;
それぞれのR1〜R5基は独立して、非置換でも、ヘテロ原子又はヘテロ原子含有基等の他の原子により置換されてもよく;
Oは酸素であり;
Mは第3族〜第10族遷移金属又はランタニド系列金属、好ましくは第4族金属、更に好ましくはMはTi、Zr又はHfであり;
nは金属Mの原子価、好ましくは2、3、4、又は5であり;
Qは(それぞれのQが独立して)、アルキル、ハロゲン、ベンジル、アミド、カルボキシレート、カルバメート、チオレート、ヒドリド又はアルコキシド基、又はR1〜R5のいずれでもよいR基含有ヘテロ原子への結合でもよい。
ヘテロ原子含有基はヘテロ原子又は炭素、ケイ素又は別のヘテロ原子へ結合しているヘテロ原子でもよい。好ましいヘテロ原子として、ボロン、アルミニウム、ケイ素、窒素、リン、ヒ素、スズ、鉛、アンチモン、酸素、セレン、及びテルルが挙げられる。更に好ましいヘテロ原子として窒素、酸素、リン、及びイオウが挙げられる。特に好ましいヘテロ原子は窒素及び酸素である。ヘテロ原子自体は、直接にフェノキシド環ヘ結合してもよく、フェノキシド環へ結合している別の1又は複数の原子ヘ結合してもよい。ヘテロ原子含有基は1以上の同一でも異なっても良いヘテロ原子を含有してもよい。好ましいヘテロ原子含有基として、イミン、アミン、酸化物、ホスフィン、エーテル、ケトン、オキサゾリン複素環、オキサゾリン、チオエーテル等が挙げられる。更に好ましいヘテロ原子含有基としてイミンが挙げられる。2の隣接したR基のいずれかが環構造、好ましくは5又は6員環を形成してもよい。又R基は多環構造を形成してもよい。例えば2以上のR基が5員環を形成しなくてもよい。
好ましくはヘテロ原子置換されたフェノキシド遷移金属化合物はイミノフェノキシド第4族遷移金属化合物、更に好ましくはイミノフェノキシドジルコニウム化合物である。
担持された触媒系
活性化剤及び/又は重合触媒化合物は、当分野で公知のサポート方法又は下記に記載された方法のいずれかを使用して1以上のサポート材料又はキャリアと結合できる。例えば活性化剤は、サポート又はキャリアに対して、例えばその上に設置され、接触し、共に気化され、結合され、中に組み込まれ、その内部又は表面に吸着又は吸収される等されて担持された形状でもよい。又、活性化剤及び触媒化合物も、サポート又はキャリアに対して、その上に設置され、接触し、共に気化され、結合され、中に組み込まれ、その内部又は表面に吸着又は吸収される等されて担持されてもよい。
本件特許明細書における「サポート」又は「キャリア」は、区別無しに使用され、無機性又は有機性サポート材料等のサポート材料、好ましくは多孔性サポート材料のいずれかである。本発明を限定するものではないが、無機性サポート材料として無機性酸化物及び無機性クロリドが挙げられる。他のキャリアとして、ポリスチレン;ポリスチレン、ジビニルベンゼン、ポリオレフィン若しくは高分子性化合物等の機能性化又は架橋された有機質サポート等の樹脂性サポート材料、ゼオライト、クレイ若しくは他の有機質又は無機サポート材料等、又はそれらの混合物が挙げられる。
例えば、上記記載の複素環化合物及びアルミニウムアルキル及び/又はアルミノキサンは、1以上のサポート材料又はキャリアと組み合わせてもよい。又複素環化合物は、それに結合したアルミニウムアルキル基を有するサポート等の、アルキルアルミニウム又はアルミノキサン化合物と処理されたサポート材料(好ましくはシリカ)と組み合わせてもよい。担持された触媒系は、複素環化合物のアルミニウムアルキル又はアルミノキサンとの反応、触媒前駆体の添加、続けてシリカ又はアルミナ等のサポート材料の添加により一般的に、調製できる。
使用できるサポート材料は、いずれの従来のサポート材料でもよい。好ましい担持された材料は、タルク、無機酸化物及び無機塩化物等の多孔性サポート材料である。他のサポート材料として、ポリスチレン;ポリスチレン、ジビニルベンゼン、ポリオレフィン若しくは高分子性化合物等の機能性化又は架橋された有機質サポート等の樹脂性サポート材料、ゼオライト、クレイ若しくは他の有機質又は無機サポート材料等、又はそれらの混合物が挙げられる。
好ましいサポート材料として、第2、3、4、5、13又は14族の金属酸化物を含む無機酸化物が挙げられる。好ましいサポートとして、シリカ、ヒュームドシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ及びそれらの混合物が挙げられる。他の使用可能なサポートとして、マグネシア、チタニア、ジルコニア、塩化マグネシウム、モンモリロナイト、フィロシリケート、ゼオライト、タルク、クレイ等が挙げられる。又、これらサポート材料の組み合わせも使用でき、例えば、シリカ−クロム、シリカ−アルミナ、シリカ−チタニア等が挙げられる。サポート材料として又、多孔質アクリル系ポリマーが挙げられる。他のサポート材料には、ナノコンポジット、エーロゲル、球晶、及びポリマービーズが挙げられる。他のサポートとして例えば、Cabot Corporation社から市販されている商標Cabosil TS−610として入手できるヒュームドシリカが挙げられる。ヒュームドシリカは一般的に、表面の大部分のヒドロキシル基がキャップされているようにジメチルシリルジクロリド等で処理した粒径7〜30nmのシリカである。
又、例えば、従来公知の無機性酸化物であり、例えば、シリカ、脱水処理方法後にもヒドロキシル基を残しているサポート材料等も、本発明には好ましい。その入手しやすさのため、シリカ、及びシリカ−アルミナ等の金属酸化物ベースのサポートを含有するシリカの両方とも好ましい。シリカ粒子、ゲル及びガラスビーズが最も代表的である。
これら金属酸化化合物は、Al、K、Mg、Na、Si、Ti及びZr等の他の金属酸化物を更に含有してもよく、熱的及び/又は化学的手段で処理されて水及び遊離酸素を除去することが好ましい。通常これらの処理は、加熱されたオーブン中真空下で、加熱された流動床中で、又はオルガノシラン、シロキサン、アルキルアルミニウム化合物等の脱水剤を使用して行なわれる。処理の程度は、存在していた湿気及び酸素が可能な限り除去されているが、化学的にかなりな量のヒドロキシル基が残っている程度である。従って、焼成は800℃又はそれ以上で、サポート材料の分解開始前の温度まで、数時間なら許容できる。アニオン性活性化剤を高度に担持させる必要がある時は、より低い焼成温度でより少ない時間が好ましい。金属酸化物がシリカの場合、0.1mmol未満から3.0mmolまでの活性化剤/gSiO2を達成する担持が、通常好ましく、例えば焼成温度を200〜1000℃、好ましくは300℃〜900℃、更に好ましくは400℃〜875℃、更に好ましくは500℃〜850℃、特に好ましくは600℃〜825℃、最も好ましくは700℃〜800℃、及びこれらいずれかの上限の及びいずれかの下限の組み合わせで変化させることにより達成できる。
本発明で結合サイトとして使用可能なヒドロキシル基の調製は同様に、化学量論量未満の化学脱水剤での予備処理によっても達成できる。焼成温度が400℃未満で行なわれた場合、二官能性カップリング剤(例えば、(CH33SiCl2)を、よりゆるやかな焼成条件下で存在するシラノール基対に結合する水素をキャップする為に使用できる。同様に、ルイス酸を反応に必要な化学量論量より過剰に遷移金属化合物に使用すると、触媒調製又は次の重合への重大な悪影響無しに、過剰のシラノール基の中和の役に立つことができる。
又、サポートは、高分子系サポートであり、例えばヒドロキシル基−官能基含有高分子系基材でもよい。この官能基は、第1級アルキルアミン、第2級アルキルアミン及びその他のいずれでもよく、構造的に高分子鎖に結合されており、ルイス酸と酸塩基反応を行ないアルミニウムの1の配位座を占める配位子が、プロトン化され機能性ポリマーで置換されるものである。例えば、米国特許番号第5288677号の官能基含有ポリマーが挙げられる。
サポート材料は、好ましくは無機系酸化物であり、好ましくは約10〜約700m2/gの表面積、約0.1〜約4.0cc/gの孔隙量及び約5〜約500μmの平均粒径を有する。更に好ましくは、サポート材料の表面積は約50〜約500m2/g、孔隙量は約0.5〜約3.5cc/g、平均粒径は約10〜約200μmである。キャリアの平均孔径は、通常10〜1000Å、好ましくは50〜約500Å、特に好ましくは75〜約350Åの範囲である。
サポート材料は、化学的に処理されてもよく、例えばフルオリド化合物処理がWO00/12565号に記載されている。他の担持された活性化剤は、例えば固体酸錯体を含有する担持されたボロンがPCT国際公開番号WO00/13792号に記載されている。
例えば、アルキルアルミニウム及び/又はアルモキサン化合物がその上に結合されているサポート材料は、アルミニウム含有化合物をサポート材料と適切な溶媒中で結合させることで調製できる。例えば、結合は、適切な圧力及び温度で、不活性雰囲気下で行われる。結合は、好ましくは大気圧、室温、窒素雰囲気下で行われる。混合物は、更に好ましくは約200℃未満、特に好ましくは150℃未満に加熱される。反応物は、適当な時間、例えば約1分以上、好ましくは約1分〜約10時間、更に好ましくは約1分〜約3時間接触させられる。
又、PCT国際公開第WO96/11960号に記載されている担持された触媒系の製造で使用されている静電防止剤又は表面改質剤も、本発明の活性化剤化合物を含む触媒系と共に使用できる。触媒系は又、例えば1−ヘキセン等のオレフィン存在下で製造してもよい。
又、活性化剤及び/又は触媒系は、米国特許第6300436号及び6306984号で記載されるようなアルミニウムモノ、ジ−及びトリ−ステアレート、アルミニウムオクトエート、オレエート及びシクロヘキシルブチレート等のアルミニウムカルボキシレート等の金属エステルのカルボン酸塩と組み合わせてもよい。
又本発明の活性化剤を担持するために使用できる担持されたメタロセン型触媒系の製造方法も提供される。この方法では、触媒化合物は、液体中でスラリー化され、触媒溶液又はエマルジョンを形成する。分離溶液は、含有活性化剤を含有するように調製される。液体は、触媒化合物及び/又は活性化剤と親和性のある、溶液等を形成できる溶媒又は他の液体のいずれでもよい。好ましくは液体は、環状脂肪族又は芳香族炭化水素、更に好ましくはトルエンである。触媒化合物及び活性化剤溶液は共に混合され、加熱してから加熱した多孔性サポートへ添加するか、加熱した多孔性サポートを溶液へ添加して、メタロセン型触媒化合物溶液及び活性化剤溶液又はメタロセン型触媒化合物及び活性化剤溶液の合計体積が、多孔質サポートの細孔容積の例えば4倍未満、好ましくは3倍未満、更に好ましくは2倍未満;特に好ましい範囲として1.1〜3.5倍、最も好ましい範囲として1.2〜3倍とする。
例えば、担持された触媒系の形成方法として、活性化剤及び/又は触媒化合物が存在する液体量は、サポート材料の細孔容積の4倍未満、好ましくは3倍未満、更に好ましくは2倍未満;特に好ましい範囲として1.1〜3.5倍、最も好ましい範囲として1.2〜3倍の量である。又、活性化剤が存在する液体の量は、担持された活性化剤の形成に使用できるサポート材料の細孔容積の1〜1倍未満である。
例えば、複素環窒素含有化合物の量は、アルキルアルミニウムの当量に対し0.05等量〜10.0等量の範囲である。又、複素環窒素含有化合物の量は、アルキルアルミニウムの当量に対し0.2等量〜5.0等量の範囲である。又、複素環窒素含有化合物の量は、アルキルアルミニウムの当量に対し1.0等量〜4.0等量の範囲である。
重合プロセス
上記記載の活性化剤及び触媒は、担持されてもいなくても、広い範囲の温度及び圧力における予備重合及び/又は主重合プロセスで適切に使用できる。温度は通常−60℃〜約280℃、好ましくは50℃〜約200℃である。例えば、重合温度は0℃以上、好ましくは50℃以上、更に好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上、特に好ましくは150℃以上、最も好ましくは200℃以上である。例えば使用される圧力は、1気圧〜500気圧以上である。
重合プロセスとして、溶液、気相、スラリー相及び高圧プロセス又はそれらの組み合わせが挙げられる。好ましくは、少なくとも1種はエチレン又はプロピレンである1以上のオレフィンの、気相又はスラリー相重合である。
例えば、本発明の製造方法は、2〜30炭素原子、好ましくは2〜12炭素原子、更に好ましくは2〜8炭素原子を有する1以上のオレフィンモノマーの、溶液、高圧、スラリー又は気相重合プロセスでもよい。本発明は、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1及びデセン−1から選ばれる2以上のオレフィンモノマーの重合に特に適する。
使用できる他のモノマーとして、エチレン性不飽和モノマー、4〜18炭素原子を有するジオレフィン、共役又は非共役ジエン、ポリエン、ビニルモノマー及び環式オレフィンが挙げられる。本発明を限定するものではないが、本発明で使用できるモノマーとしてノルボルネン、ノルボルナジエン、イソブチレン、イソプレン、ビニルベンゾシクロブタン、スチレン、アルキル置換されたスチレン、エチリデン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン及びシクロペンテンが挙げられる。
又、エチレンのコポリマーも、エチレンと共に製造され、4〜15炭素原子、好ましくは4〜12炭素原子、最も好ましくは4〜8炭素原子を有する、少なくとも1のα−オレフィンを有するコモノマーが気相プロセスで重合される。
エチレン又はプロピレンが、少なくとも2の異なるコモノマー(それらの1つはジエンでもよい。)と共に重合されターポリマーを形成してもよい。
本発明は、プロピレン単独又は、エチレン及び/又は4〜12炭素原子を有する他のオレフィンを含む1以上の他のモノマーとプロピレンとの重合を、好ましくは気相又はスラリー相プロセスで行なう重合製造方法をも目的とする。
一般的に気相重合プロセス中では、連続サイクルが採用でき、その場合反応器システム、循環ガス流(リサイクル流として知られる)、又は流動媒体のサイクルの一部は、重合熱により反応器中で加熱される。この熱は、反応器の外側に設けられた冷却システムによりサイクルの別の部分でリサイクル化合物から除去される。一般的に、ポリマー製造用ガス流動床プロセスでは、1以上のモノマーを含有するガス流は、触媒の存在下で反応条件下に流動床を通って連続式に循環する。ガス流は流動床から引き出され、反応器中に再度リサイクルされる。同時に、ポリマー生成物は反応器から引き出され、重合されたモノマーの代わりに未反応のモノマーが添加される。
気相プロセス中の反応器圧力は、約100psig(690kPa)〜約500psig(3448kPa)、好ましくは約200psig(1379kPa)〜約400psig(2759kPa)、更に好ましくは約250psig(1724kPa)〜約350psig(2414kPa)の範囲で変化できる。
気相プロセス中の反応器温度は、約30℃〜約120℃、好ましくは約60℃〜約115℃、更に好ましくは約70℃〜約110℃、最も好ましくは約70℃〜約95℃の範囲で変化できる。又、気相プロセス中の反応器温度は60℃以上である。
他の気相プロセスとして、連続又は多段重合プロセスが挙げられる。又本発明の気相プロセスとして、米国特許第5627242号、5665818号及び5677375号;並びに欧州特許出願公開第EP−A−0794200号、EP−B1−0649992号、EP−A−0802202号及びEP−B−634421号に記載されたものが挙げられる。
例えば、本発明の製造方法で製造できるのは1時間当りポリマー500lbs(227Kg/hr)を超え約200000lbs/hr(90900Kg/hr)以上のポリマー、好ましくは1000lbs/hr(455Kg/hr)を超え、更に好ましくは10000lbs/hr(4540Kg/hr)を超え、更に好ましくは25000lbs/hr(11300Kg/hr)を超え、更に好ましくは35000lbs/hr(15900Kg/hr)を超え、更に好ましくは50000lbs/hr(22700Kg/hr)を超え、最も好ましくは65000lbs/hr(29000Kg/hr)を超え100000lbs/hr(45500Kg/hr)を超えるまでの範囲である。
スラリー重合プロセスで通常使用する圧力は、約1〜約50気圧又はそれ以上であり、温度は0〜約120℃である。又、スラリープロセス温度は100℃以上である。スラリー重合や固体の懸濁重合では、粒状のポリマーが液体重合希釈液媒体中で形成され、上記溶媒にはエチレン及びコモノマー、しばしば水素が触媒と共に添加される。希釈液を含む懸濁液は、断続的に又は連続式に反応器から除去され、揮発性成分がポリマーから分離され、任意で蒸留された後に反応器へリサイクルされる。重合媒体に使用される液体希釈液は、一般的に3〜7炭素原子を有するアルカン、好ましくは分岐状アルカンである。使用される媒体は、重合条件下で液体であり比較的不活性でなければならない。プロパン媒体が使用される場合、プロセスは、反応希釈剤の臨界温度及び圧力を超えて行なわなければならない。好ましくはヘキサン又はイソブタン媒体が使用される。
本発明の重合技術は、粒状重合又は、ポリマーが溶液になる温度以下に反応温度を保つスラリープロセスでもよい。これら技術は当分野で公知であり、例えば米国特許第3248179号に記載されここでその全てを資料として使用する。他のスラリープロセスとしてループ反応器を使用するもの及び複数の攪拌反応器を直列、平列又はそれらの組み合わせで使用するものが挙げられる。本発明を限定するものではないが、スラリープロセスとして連続ループ又は攪拌タンクプロセスが挙げられる。又、他のスラリープロセス例は米国特許第4613484号に記載され、ここでその全てを資料として使用する。.
例えば本発明の製造方法で製造できるのは、1時間当りポリマー2000lbs(907Kg/hr)を超え、好ましくは5000lbs/hr(2268Kg/hr)を超え、最も好ましくは10000lbs/hr(4540Kg/hr)を超える。更にスラリー反応器は、1時間当りポリマー15000lbs(6804Kg/hr)を超え、好ましくは25000lbs/hr(11340Kg/hr)を超え100000lbs/hr(45500Kg/hr)まで製造する。
溶液プロセスの例は、米国特許第4271060号、5001205号、5236998号、5589555号;並びに国際公開第WO99/32525号に記載されている。
又、スラリー又は気相プロセスは、本発明の触媒系存在下で、かつトリエチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム及びトリ−n−ヘキシルアルミニウム並びに塩化ジエチルアルミニウム、ジブチル亜鉛等のどのような捕獲剤も不存在か実質的に存在しない条件下で行なわれる。このプロセスは、国際公開第WO96/08520号及び米国特許第5712352号及び5763543号に記載されている。
又、本発明の方法は、本発明の触媒系を例えば反応器、特に気相反応器へ投入するために提供できる。触媒系は、例えば担持されていない状態、好ましくは液体状で使用でき、それらは米国特許番号第5317036号及び5693727号並びに欧州特許番号EP−A−0593083等に記載されている。液体状の重合触媒は、活性化剤、サポート及び担持された活性化剤の群から選ばれた少なくとも一種と共に、又は別々に反応器へ供給できる。投入方法は、PCT国際公開番号WO97/46599号に記載されている方法が使用できる。
非担持触媒系が使用される場合、活性化剤成分の金属の、触媒化合物の金属に対するモル比は、0.3:1〜10000:1、好ましくは100:1〜5000:1、最も好ましくは500:1〜2000:1の範囲である。
ポリマー生成物
(本発明の方法で)製造されるポリマーは、広い種々の製造品及び最終製品用途に使用できる。製造されるポリマーとして、直鎖状低密度ポリエチレン、エラストマー、プラストマー、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマーが挙げられる。
ポリマーは、通常エチレンベースのポリマーであり、その密度は通常0.86〜0.97g/cc、好ましくは0.88〜0.965g/cc、更に好ましくは0.900〜0.96g/cc、特に好ましくは0.905〜0.95g/cc、最も好ましくは0.910〜0.940g/ccの範囲であり、好ましくは0.915g/ccを超え、更に好ましくは0.920g/ccを超え、特に好ましくは0.925g/ccを超える。密度は、ASTM−D−1238に準拠して測定される。
本発明の方法により製造されるポリマーは、分子量分布、即ち数平均分子量に対する重量平均分子量の割合(Mw/Mn)が、通常1.5を超えて約15以下、好ましくは2を超えて約10以下、更に好ましくは約2.2を超えて約8未満、特に好ましくは2.5〜8である。本発明のポリマーは、狭い分子量分布及び広い組成分布を有してもよく、その反対でもよい。このようなポリマーは、米国特許番号第5798427号に記載されている。
同様に、本発明のポリマーは、組成分布幅インデックス(CDBI)により測定された場合に、通常狭い組成分布を有する。コポリマーのCDBIを決定する詳細は公知であり、例えばPCT国際公開番号WO93/03093号(1993年2月18日公開)に記載されている。本発明のポリマーのCDBIは、通常50%を超えて100%まで、好ましくは99%まで、更に好ましくは55%〜85%、更に好ましくは60%〜80%、特に好ましくは60%を超えて、最も好ましくは65%を超えてもよい。又、本発明の触媒系を使用して製造されたポリマーはCDBIが50%未満、更に好ましくは40%未満、最も好ましくは30%未満でもよい。
本発明のポリマーの、ASTM−D−1238−E(190/2.16)により測定されたメルトインデックス(MI)又は(I2)は、例えば測定不可能な流動性から1000dg/分まで、好ましくは0.01dg/分〜100dg/分、更に好ましくは0.1dg/分〜50dg/分、最も好ましくは0.1dg/分〜10dg/分である。
本発明のポリマーのメルトインデックス比(I21/I2)(I21はASTM−D−1238−Fにより測定される。)(190/21.6)は、例えば10から25未満、好ましくは15から25未満である。本発明のポリマーは、メルトインデックス比(I21/I2)が好ましくは25を超え、更に好ましくは30を超え、更に好ましくは40を超え、特に好ましくは50を超え、最も好ましくは65を超える。メルトインデックス比(I21/I2)は、例えば5〜300、好ましくは10〜200、更に好ましくは20〜180、更に好ましくは30〜160、更に好ましくは40〜120、特に好ましくは50〜100、最も好ましくは60〜90であり、上記いずれかの上限及び下限の組み合わせでもよい。
又、プロピレンベースポリマーも製造できる。これらポリマーとして、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、ヘミアイソタクチック及びシンジオタクチックポリプロピレンが挙げられる。他のプロピレンポリマーとして、プロピレンブロックコポリマー又は耐衝撃性コポリマーも挙げられる。これらの種類のプロピレンポリマーは当分野で公知であり例えば米国特許第4794096号、3248455号、4376851号、5036034号及び5459117号に記載されている。
本発明のポリマーは、他のどのポリマーとでもブレンド及び/又は共押出されてもよい。本発明を限定するものではないが他のポリマーとして、直鎖状低密度ポリエチレン、エラストマー、プラストマー、高圧低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
本発明の製造方法により製造されたポリマー及びそれらのブレンドは、フィルム押出、シート押出、ファイバー押出及び共押出成形、並びにブロー成形、射出成形及び回転式成形等の成形作業で使用できる。フィルムとして、共押出又は積層により形成されたブローフィルム又はキャストフィルムが挙げられ、シュリンクフィルム、ラップフィルム、ストレッチフィルム、シーリングフィルム、配向フィルム、スナック菓子包装フィルム、高耐久性バッグ、買い物袋、加熱食品又は冷凍食品の包装フィルム、医療包装フィルム、工業用ライナ、膜等として、食品接触又は非接触用途に使用できる。ファイバーとして、溶融紡績、溶液紡績又は溶融ブローされたファイバーが挙げられ、織編物又は不織布の形でフィルタ、おむつ布、医療用被服、ジオテキスタイル等に使用できる。押出成形品として、医療用チューブ、ワイヤコーティング、ケーブルコーティング、パイプ、ジオメンブラン及び湖沼ライナが挙げられる。成形品として、ボトル、タンク、大型中空品、硬質食品容器、及び玩具等の形状の、単層又は複層構造体が挙げられる。
本発明を更に説明するため、下記に実施例を示すがそれらは本発明の範囲を限定するために使用されてはならない。下記実施例のそれぞれにおいて:インドール及び4−フルオロインドールはAldrich社から購入し、購入品をそのまま使用し;無水トルエン及びペンタンはAldrich社から購入し一晩ナトリウムカリウム合金で乾燥し;5−ブロモインドール及び5−クロロインドールはBiosynth Biochemica & Synthetica社から購入し、購入品をそのまま使用し;(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2の20wt%トルエン溶液はNorquay Single-Site Catalysts社から購入し、購入品をそのまま使用し;4,5,6,7−テトラフルオロインドールはMatrix社から購入し、購入品をそのまま使用した。
実施例1:
100mL丸底フラスコ中で、2−メチルインドール(1.0グラム)をトリエチルアルミニウム(0.434グラム)のトルエン(40ml)溶液と混合した。溶液からのエタン発生が観察された。溶液を70分間、100℃で加熱した。溶液を次に室温まで冷却し、濃縮して粘稠油状物質を得た。フラスコの底で黄褐色結晶が溶液から成長した。プロトンNMR測定により、その結晶は下記分子を含むことが明らかになった:
[NC85(CH3)][NC86(CH3)]Al[C252
1H NMR(C66):δ0.66&0.72(四重線を含む。)、1.30(t)、1.44(s)、2.22(s)、2.51(s)、6.55(s)、6.75(d)、6.87(m)、7.04(m)、7.54(d)、7.77(m)。
又、結晶の結晶分析を行った。[NC85(CH3)][NC86(CH3)]Al[C252の単結晶を、Victor Day博士によりCrystalytics社(Lincoln、Nebraska)でX−線分析を行なった。X−線構造決定は、中性の四配位されたアルミニウム中心を明らかにした。親のトリエチルアルミニウム中の1のエチル成分が、当量の2−メチルインドールを介してプロトン脱離された。第二の等量の2−メチル−インドールは、アルミニウム中心へ配位していた。インドールのプロトンは、インドールの3位へ移動して−CH2−基を生成することが確認された。このプロトン移動は、他のインドール配位子N11−C12結合(1.393(5)Å)に比べ、短いN21−C22結合1.313(5)Åを生じた。構造のORTEPを図1aに示し、固体状態構造の球及び棒の透視図を図1bに示す。非水素原子の原子配位を表1に示し、異方性熱変数を表2に示す。水素原子の原子配位を表3に示す。選択した結合距離を表4に示し、選択した結合角を表5に示す。又、選択したねじれ角を表6に示す。
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実施例2:([NC86][NC87]Al[C252の製造)
100mL丸底フラスコ中で、インドール(1.0グラム)をトリエチルアルミニウム(0.487グラム)のトルエン(40ml)溶液と混合した。溶液(黄緑色)からのエタンの激しい発生が観察された。数時間後、目的種への変換が完了した。[NC86][NC87]Al[C252をプロトンNMRで同定した。1H NMR(C66):δ0.68(m)、1.43(t)、2.0(s)、6.6(d)、6.8(m)、6.9、7.04(m)、7.2(m)、7.6(m)、7.95(m)。
実施例3:([NC85F][NC86F]Al[C252の製造)
100mL丸底フラスコ中で、4−フルオロインドール(1.0グラム)をトリエチルアルミニウム(0.422グラム)のベンゼン(C66)(20ml)溶液と混合した。溶液からのエタン発生が観察された。6時間後、目的種への変換がほとんど完了した。[NC85F][NC86F]Al[C252をプロトンNMR及びフッ素NMRで同定した。1H NMR(C66):δ0.58(m)、1.49(t)、2.0(s)、6.5−7.6.19F NMR:δ−115.8、−121.7.エタン、δ0.791(s)。
実施例4:([NC85Br][NC86Br]Al[C252の製造)
100mL丸底フラスコ中で、5−ブロモインドール(0.822グラム)をトリエチルアルミニウム(0.239グラム)のベンゼン(C66)(20ml)溶液と混合した。溶液からのエタン発生が観察された。2時間後、目的種への変換がほとんど完了した。[NC85Br][NC86Br]Al[C252をプロトンNMRで同定した。1H NMR(C66):δ0.587(m)、1.34(t)、1.83(s)、6.59、6.71、6.8、7.11、7.34、7.51、8.06.エタン、δ0.791(s)。
実施例5:([NC824][NC834]Al[C252の製造)
100mL丸底フラスコ中で、4,5,6,7−テトラフルオロインドール(1.0グラム)をトリエチルアルミニウム(0.301グラム)のベンゼン(C66)(20ml)溶液と混合した。溶液からのエタン発生が観察された。2時間後、目的種への変換がほとんど完了した。[NC824][NC834]Al[C252をプロトンNMRで同定した。1H NMR(C66):δ0.54(m)、1.25(t)、2.16(s)、6.8、7.39、7.53.エタン、δ0.791(s)。
実施例6:([NC85(CH3)]2[NC86(CH3)]Al[C25]の製造)
100mL丸底フラスコ中で、3−メチルインドール(1.0グラム)をトリエチルアルミニウム(0.29グラム)のトルエン(20ml)溶液と混合した。溶液からのエタン発生が観察された。溶液を4時間、50℃で加熱した。黄色溶液の第1部分を室温まで冷却し、第2部分を室温で2日間放置した。黄色粉末が形成された。黄色粉末をろ過し、ペンタンでゆすいだ。[NC85(CH3)]2[NC86(CH3)]Al[C25]をプロトンNMRで同定した。1H NMR(C66):δ0.30(d)、0.86(q)、1.29(t)、2.38、(s)、2.4(s)、2.5(sh)、6.6(m)、7−8(m)。
重水素化した3−メチルインドール(D)を使用して、上記実験を繰り返した。この実験では、酸性Hを約50〜80%重水素化した。得られた生成物は、2.5でのピーク強度の減少を示した。更に、0.30ppmでの二重線は、隣接する重水素により多重線となった。
重合
重合を、不活性雰囲気(窒素)グローブボックス中で、機械的攪拌機、温度制御用外部ヒーター、セプタム投入口、及び乾燥窒素及びエチレンの調整供給を備えたガラスラインの20−mLオートクレーブ反応器中で行った。反応器は115℃で完全に乾燥、脱気した。希釈剤及びコモノマーを室温、大気圧で投入した。次に反応器をプロセス圧力とし、800RPMで攪拌中にエチレンを供給した。活性化剤及び触媒をシリンジを通してプロセス条件下の反応器へ添加した。反応器を目的のプロセス温度である3℃及び目的のプロセス圧力である5psig(必要に応じたエチレン自動添加により)に、所定のエチレンの取り込みが検出されるまで(計算値0.15gポリマーに対応する)、又は最大反応時間20分間が経過するまで保ち、重合を行なった。反応を、アルゴン及びその中の5mol%酸素から構成されるガス混合物により、反応器を目的のプロセス圧力を超える30psigに加圧することにより停止した。ポリマーを反応混合物の真空遠心分離により回収した。バルクの重合活性を、ポリマー収率を、供給触媒の合計重量、反応時間(hr)、及び完全モノマー圧力(気圧)により除することにより計算した。重合活性比は、ポリマー収率を、反応時間(hr)あたり供給された触媒中に含まれる遷移金属のμmoleの総数により除することにより計算した。
実施例7:
トリエチルアルミニウム及び4,5,6,7−テトラフルオロインドールの反応を、6時間、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。又、重合も行なった。表5を参照のこと。更に溶液を24時間放置し、重合実験を繰り返した。表6を参照のこと。
表7及び8中の活性値は、第1日及び第2日では重合活性に大きな差があることを示した。理論で本発明を限定するものではないが、この活性の相違は、触媒及び活性化剤間の遅い活性化速度、及び/又は反応性4,5,6,7−テトラフルオロインドリルアルミニウム種の室温での遅い形成によると考えられる。
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急冷時間:Quench Time
実施例8:
トリエチルアルミニウム及び2等量の4,5,6,7−テトラフルオロインドールの反応を、3時間、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。更に溶液を24時間放置し、重合実験を繰り返した。
実施例9:
トリエチルアルミニウム及び2等量の2−メチルインドールの反応を、3時間、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。更に溶液を24時間放置し、重合実験を繰り返した。
実施例10:
トリエチルアルミニウム及び2等量のインドールの反応を、3時間、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。更に溶液を24時間放置し、重合実験を繰り返した。
実施例11:
トリエチルアルミニウム及び2等量の5−ブロモインドールの反応を、3時間、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。更に溶液を24時間放置し、重合実験を繰り返した。
実施例12:
トリエチルアルミニウム及び2等量の5−クロロインドールの反応を、3時間、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。更に溶液を24時間放置し、重合実験を繰り返した。
実施例8〜12に関して、表9で1日後の重合結果を示し、表10で2日後の重合結果を示す。
Figure 2005531670

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実施例13:
トリエチルアルミニウム及び3等量の4,5,6,7−テトラフルオロインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に表11の重合を行った。
実施例14:
トリエチルアルミニウム及び3等量のインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例15:
トリエチルアルミニウム及び3等量の5−ブロモインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例16:
トリエチルアルミニウム及び3等量の5−クロロインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例17:
トリエチルアルミニウム及び3等量の3−メチルインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例13〜17に関して、表11で1日後の重合結果を示し、表12で2日後の重合結果を示す。
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実施例18:
トリエチルアルミニウム及び4等量の4,5,6,7−テトラフルオロインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をそれぞれのアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例19:
トリエチルアルミニウム及び4等量のインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をそれぞれのアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例20:
トリエチルアルミニウム及び4等量の5−ブロモインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をそれぞれのアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例21:
トリエチルアルミニウム及び4等量の5−クロロインドールの反応を、一晩、室温で行った。(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2をそれぞれのアルミニウム錯体と1:3の割合で反応させた。そしてエチレン−オクテン共重合を100℃で行った。次に重合を行った。
実施例18〜21に関して、表12に重合結果を示す。
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本発明を限定するものではない下記実施例22〜25において:カルバゾールはAldrich社から購入し、購入品をそのまま使用し;無水トルエン及びペンタンはAldrich社から購入し一晩ナトリウムカリウム合金で乾燥し;(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2の20wt%トルエン溶液はNorquay Single-Site Catalysts社から購入し、購入品をそのまま使用した。
実施例22:
カルバゾール(0.5グラム)をトリエチルアルミニウム(0.114グラム)のトルエン(40ml)溶液と混合した。溶液からのエタン発生が観察された。溶液を、100℃で一晩ゆるく窒素供給しながら放置した。黄色結晶が溶液から成長した。
[NC1284Al(H)の単結晶を、Victor Day博士によりCrystalytics社(Lincoln、Nebraska)でX−線分析を行なった。X−線構造決定は、中性の四配位されたアルミニウム中心を明らかにした。
構造のORTEPを図2aに示し、固体状態構造の球及び棒の透視図を図2bに示す。非水素原子の原子配位を表13に示し、異方性熱変数を表14に示す。水素原子の原子配位を表15に示す。選択した結合距離及び結合角を表16及び17に示し、それぞれねじれ角を表18に示す。
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a;カルバゾリルアミンプロトン(H4N)は、差分フーリエ合成により位置が決められ、独立した等方性原子として精密化された。残りの水素原子は、それらのそれぞれの炭素上に「載っている」固定された原子(理想化したsp2又はsp3混成配置及びC−H結合距離0.95〜0.98Åを使用した。)として構造的モデル中に含まれた。H4Nの等方性熱変数を精密化して、最終的なUiso価0.06(2)Å2とした。全ての残りの水素原子の等方性熱変数は、それらが共有結合した相手の炭素原子の等量の等方性熱変数の1.2(非メチル基の場合)又は1.5(メチル基の場合)倍の値に固定された。
b;炭素へ結合した水素原子へは、それらの炭素原子と同一の添え字(数字及び文字)を付し、更に同じ炭素へ結合した水素間の区別のために必要な添え字(文字)(a、b又はc)を付した。
c;括弧内の数字は最終の有効数字で概算された標準偏差である。
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重合
重合を、不活性雰囲気(窒素)グローブボックス中で、機械的攪拌機、温度制御用外部ヒーター、セプタム投入口、及び乾燥窒素及びエチレンの調整供給を備えたガラスラインの20−mLオートクレーブ反応器中で行った。反応器は115℃で完全に乾燥、脱気した。希釈剤及びコモノマーを室温、大気圧で投入した。次に反応器をプロセス圧力とし、800RPMで攪拌中にエチレンを供給した。活性化剤及び触媒をシリンジを通してプロセス条件下の反応器へ添加した。反応器を目的のプロセス温度である3℃及び目的のプロセス圧力である5psig(必要に応じたエチレン自動添加により)に、所定のエチレンの取り込みが検出されるまで(計算値0.15gポリマーに対応する)、又は最大反応時間20分間が経過するまで保ち、重合を行なった。反応を、アルゴン及びその中の5mol%酸素から構成されるガス混合物により、反応器を目的のプロセス圧力を超える30psigに加圧することにより停止した。ポリマーを反応混合物の真空遠心分離により回収した。バルクの重合活性を、ポリマー収率を、供給触媒の合計重量、反応時間(hr)、及び完全モノマー圧力(気圧)により除することにより計算した。重合活性比は、ポリマー収率を、反応時間(hr)あたり供給された触媒中に含まれる遷移金属のμmoleの総数により除することにより計算した。
実施例23:
Me2Si(4−Ph,2−MeInd)2ZrMe2を[NC1284Al(H)と1:3の割合で反応させ、室温で1日放置した。表19にエチレン−オクテン共重合データを示す。
実施例24:
Me2Si(Ind)2Zr(CH32を[NC1284Al(H)と1:3の割合で反応させ、室温で1日放置した。表19にエチレン−オクテン共重合データを示す。
実施例25:
(1,3−MeBuCp)2Zr−Me2を[NC1284Al(H)と1:3の割合で反応させ、室温で1日放置した。表19にエチレン−オクテン共重合データを示す。
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特記されない限り、明細書及び特許請求の範囲に使用されている、成分の量、性質、反応条件等を表す全ての数値は、本発明の目的とされる所定の性質及び測定の誤差等に基づいた近似値として理解されるべきであり、少なくとも測定された有効数字に照らして、更に通常の周辺技術も勘案して把握されるべきである。本発明の広い範囲を表す数値範囲は近似値ではあるが、その数値はできるかぎり正確に記載されている。
本願で優先権主張の基礎とした書類は、含めることが可能な全ての範囲の権利のためにその全てを資料として使用する。更に、本明細書に記載された全ての書類も、試験操作方法の記載をも含め、含めることが可能な全ての範囲の権利のためにその全てを資料として使用する。
上記記載は本発明の例示を目的としており、本発明の他の、更なる態様も本発明の基本的範囲を逸脱しない限り本発明の範囲内であり、本発明の範囲は請求の範囲の記載により決定される。
上記記載された本発明の態様により本発明は詳細に理解できるが、更に本発明の好ましい記載や上記の簡単な概略も、具体例として挙げられ、それらの幾つかは下記図中に示される。しかし、下記図は本発明の例示的態様のみを示し、本発明を限定するものではなく、本発明は他の同様な効果を示す態様をも含むものである。
図1aは、[NC85(CH3)][NC86(CH3)]A1[C252分子の固体状態構造の透視図を示す。非水素原子は、50%(分布)確率の熱振動長円体により表され、水素原子は任意の小球体(それらの真の熱的挙動を代表するとはいうわけではない)により表される。 図1bは、[NC85(CH3)][NC86(CH3)]A1[C252分子の固体状態構造の透視図を示す。図1bにおいて、原子については:アルミニウムは大きな格子縞のある球体;窒素は中間の大きさの立体的影のある球体;炭素は中間の大きさの模様のない球体であり;水素は小さな模様のない球体、で表される。 図2aは、[NC1283A1[HNC128]分子の固体状態構造の透視図を示す。非水素原子は、50%確率の熱振動長円体により表され、水素原子は任意の小球体(それらの真の熱的挙動を代表するとはいうわけではない)により表される。 図2bは、[NC1283A1[HNC128]分子の固体状態構造の透視図を示す。図1bと同様に、原子については:アルミニウムは大きな格子縞のある球体;窒素は中間の大きさの立体的影のある球体;炭素は中間の大きさの模様のない球体であり;水素は小さな模様のない球体、で表される。

Claims (11)

  1. 重合触媒;及び1の第13族原子へ配位した2以上の複素環窒素含有配位子を含有する活性化剤;を含有する触媒系であり、上記活性化剤は、1以上の第13族原子含有化合物及び1以上の複素環窒素含有化合物の反応生成物である触媒系。
  2. 上記化合物は、少なくとも1の複素環窒素含有化合物上の第1位に位置する少なくとも1のプロトンが、第13族原子への窒素の配位で第2位へ移動するために充分な条件下で反応する請求項1の触媒系。
  3. 上記2以上の複素環窒素含有配位子は、少なくとも1のインドリル及び少なくとも1のインドリウムを含有する請求項1の触媒系。
  4. 上記2以上の複素環窒素含有配位子は、少なくとも1のカルバゾール及び少なくとも1のカルバゾリルを含有する請求項1の触媒系。
  5. 更に、サポートが(サポートに結合している)アルミニウムアルキル基を含有するように、アルミノキサン又はアルキルアルミニウム化合物で処理されたサポート材料を含有する請求項1の触媒系。
  6. 上記1以上の複素環窒素含有化合物は、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピロリン、ピロリジン、プリン、カルバゾール、インドール、フェニルインドール、2,5−ジメチルピロール、3−ペンタフルオロフェニルピロール、3,4−ジフルオロピロール、及びそれらの組み合わせの群から選ばれる請求項1の触媒系。
  7. 上記複素環化合物は、ハロゲン原子及びハロゲン原子含有基の群から選ばれる1以上の置換基で置換されている請求項1の触媒系。
  8. 上記重合触媒は1以上のメタロセンを含有する請求項1の触媒系。
  9. 上記第13族原子はアルミニウム又はボロンを含有する請求項1の触媒系。
  10. 上記活性化剤は下式のいずれかで表される請求項1の触媒系:
    (a)(R’xM(JY)yn
    (b)[((JY)yR’xnM−O−M((R’x(JY)ynm
    (c)(OMR’ x(JY)yn
    但し:Mは第13族原子であり;
    Oは酸素であり;
    (JY)はMへ配位している複素環窒素含有配位子であり;
    R’はMへ結合している置換基であり;
    xは0〜4の整数であり;
    yは2以上であり;
    式(a)中では(x+y)=Mの原子価;式(b)中では(x+y)=(Mの原子価−1);式(c)中では(x+y)=(Mの原子価−2)であり;
    式(a)中ではnは1又は2;式(b)中ではnは2;式(c)中ではnは1〜1000の数であり;
    mは1〜10の数である。
  11. 上記重合触媒は、1以上のメタロセン、第15族含有化合物、フェノキシド遷移金属化合物、第5又は6族金属イミド錯体、架橋したビス(アリールアミド)第4族原子化合物、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含有する請求項1〜10いずれか1項記載の触媒系。
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