JP3491841B2 - メタロセン類の製造方法 - Google Patents
メタロセン類の製造方法Info
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- C07F17/00—Metallocenes
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- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、一般に、オレフィンの重合触媒
として有効なメタロセン誘導体の製造に関するものであ
り、より詳細には、未置換のシクロペンタジエニル不純
物が実質的に含まれていないビス（単置換シクロペンタ
ジエニル）遷移金属メタロセン類を製造する改良方法に
関する。 【０００２】式（ＲＣｐ）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１から
２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシラ
ヒドロカルビル（silahydrocarbyl）であり、Ｃｐはシ
クロペンタジエニル（Ｃ5Ｈ4−）であり、Ｍはチタンま
たはジルコニウムであり、そしてＸはハロゲンである］
で表されるメタロセン誘導体がオレフィン重合に有効な
触媒であることは知られている。これらは、脱プロトン
化されたＲＣｐ化合物とＭＸ4とを反応させることによ
って製造され得る。しかしながら、文献に示されている
ように、ハロゲン化アルキルを用いたシクロペンタジエ
ンのアルキル化でＲＣｐを生じさせるのは、複雑な生成
物混合物が生じることから困難である（Inorg. Chem. 1
991、 30、 856-858）。この文献は、液体アンモニア（低
温）反応媒体を用いるか或は高い反応性を示すアルキル
化剤、例えばトリフルオロメタンスルホン酸エチルを用
いることを提案している。更に、アルキルハライド類を
用いると、常に、反応平衡のためシクロペンタジエンと
シクロペンタジエン二量体を含んでいる生成物が生じ
る。次のメタロセン製造において、該二量体は不活性で
あるが、該シクロペンタジエンは除去される必要があ
る。さもなければ、これは（Ｃｐ）2ＭＸ2不純物を生
じ、これは、該（ＲＣｐ）2ＭＸ2メタロセン生成物を触
媒として用いてオレフィン重合を行う時生じるポリマー
類の分子量分布に悪い変化を与える。今までのところ、
該シクロペンタジエン二量体の分解が生じるため追加的
にシクロペンタジエンが生じることから、シクロペンタ
ジエンの完全な除去は達成されていなかった。我々は、
Ｃｐ不純物が入っていない上記遷移金属メタロセン類を
製造するに適した経済的なワンポット（one-pot）方法
をここに見い出した。更に、この方法は、周囲温度で行
うことが可能であり、これによって、冷蔵冷却システム
の費用が回避される。 【０００３】本発明に従い、 （ａ）Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）とＲＸ［ここで、ＲおよびＸは、
以下に定義するのと同じである］とを、有機溶媒中で反
応させることにより、ＲＣ5Ｈ4とＣ5Ｈ5を含んでいる反
応生成物混合物を生じさせ； （ｂ）上記生成物混合物を周囲温度で減圧脱溶媒するこ
とにより、上記生成物混合物から上記Ｃ5Ｈ5の実質的全
てを除去し； （ｃ）上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行い；そして （ｄ）上記生成物混合物にＭＸ4［ここで、ＭおよびＸ
は、以下に定義するのと同じである］を添加することに
より、上記脱プロトン化したＲＣ5Ｈ4と上記ＭＸ4とを
反応させて、Ｃ5Ｈ5含有不純物を実質的に含んでいない
遷移金属化合物を生じさせる； 段階を含む、式（ＲＣ5Ｈ4）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１か
ら２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシ
ラヒドロカルビルであり、Ｍはチタンまたはジルコニウ
ムであり、そしてＸはハロゲンである］を有する遷移金
属化合物の製造方法を提供する。 【０００４】このアルキル化方法に従い、ＮａＣｐとハ
ロゲン化アルキルとを溶媒中で反応させる。このＮａＣ
ｐは商業的に入手可能であり、そして本分野で知られて
いるように、シクロペンタジエン二量体を分解させた後
このシクロペンタジエンとナトリウム金属とを反応させ
ることによって製造され得る。好適なハロゲン化アルキ
ルは、式ＲＸ［式中、Ｒは、Ｃ1からＣ20（より好適に
はＣ4からＣ10）のヒドロカルビルもしくはシラヒドロ
カルビル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ
プロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペン
チル、ヘキシル、ヘプチル、またはトリメチルシリルで
あり、そしてＸはハロゲンである］で表される。臭素が
好適なハロゲンである。塩素も使用できるが、その反応
速度はゆっくりであり、そしてヨウ素はより高価であ
る。該ＮａＣｐとＲＸ反応体は、ジアルキル置換もしく
は未置換のＣｐおよびＣｐ2（シクロペンタジエン二量
体）副生成物の量を最小限にする目的で、好適には約
１：１のＮａＣｐ：ＲＸモル比で用いられるが、１：
０．８から１：１．２の比率も用いられ得る。この反応
に好適な溶媒はエーテル類（例えばＴＨＦまたはジエチ
ルエーテル）であるが、炭化水素溶媒、例えばベンゼン
またはトルエンなども用いられ得る。好適には、この溶
媒中で用いられる反応体の濃度は一緒にして５から２０
重量％である。この反応は周囲温度で行われ得るが、こ
の反応は発熱反応である。一般に、この反応温度は２０
から５０℃の範囲である。このアルキル化反応の副生成
物には、典型的には、ＮａＣｌ以外に、少量のＲ2Ｃｐ
およびＣｐ／（Ｃｐ2）が含まれる。驚くべきことに、
我々は、真空（２−１５ｍｍＨｇ）下、０から２５℃の
温度で該反応混合物の体積を小さくすることにより、該
Ｃｐの実質的に完全な除去（約１重量％未満）を行うこ
とが可能であることを見い出した。該シクロペンタジエ
ン二量体は残存しているが、次の反応および生成物処理
操作で分解が生じて追加的シクロペンタジエンが生じる
高温を避ける限り、これは不活性である。二置換シクロ
ペンタジエン（Ｒ2Ｃｐ）がいくらか存在していること
で生じるメタロセン副生成物は、溶媒を分離すること
で、その最終メタロセン生成物から容易に分離され得
る。この真空処理ではまた、如何なる未反応のハロゲン
化アルキルも除去され、これはその後再利用され得る。
このシクロペンタジエンの実質的全てを除去するには
（ＧＣでは全くＣｐが検出されず、その結果、このＣｐ
含有量は約０．１％未満であった）、この反応混合物の
体積を約２５％まで減少させることで充分である。 【０００５】その後、インサイチューで、例えばＮａ粉
末、ＢｕＬｉ、ＮａＨ、ＬｉＨまたはグリニヤール試薬
（ＲＭｇＸ）を用い、上記生成物ＲＣｐの脱プロトン化
を行ってもよい。脱プロトン化に先立って、この反応混
合物に溶媒を戻してもよい。好適には、用いられるＲＣ
ｐ対脱プロトン化剤のモル比は約１：１である。必要と
されるか或は望ましい脱プロトン化剤の過剰量は１０％
以下である、と言うのは、我々は、該ジアルキル（Ｒ2
Ｃｐ）不純物よりも該モノ−アルキル生成物との塩生成
の方が優先することを見い出したからである。この脱プ
ロトン化は周囲温度で実施することが可能であり、冷却
は不必要であるが、−３０℃から６０℃の高温もしくは
低温も用いられ得る。この脱プロトン化剤としてナトリ
ウムを用いる場合、該ハロゲン化遷移金属との更に一層
の反応を行って生成物であるビス（モノ−アルキルシク
ロペンタジエニル）遷移金属メタロセンを生じさせるに
先立って、過剰のナトリウム金属をその反応混合物から
濾過する必要がある。 【０００６】チタンまたはジルコニウムのハロゲン化遷
移金属、例えばＴｉＣｌ4またはＺｒＣｌ4を該脱プロト
ン化したモノアルキル置換シクロ−ペンタジエン配位子
に、好適には化学量論的比率に近い配位子対ハロゲン化
遷移金属（配位子対ハロゲン化遷移金属のモル比は１：
０．４から０．５、より好適には１．０：０．５）の比
率で加えることで、ＲＣｐＭＸ3不純物の生成を最小限
にすると共に未反応のハロゲン化遷移金属（これをこの
生成物から除去するのは困難であり得る）の量を最小限
にすることにより、該（ＲＣｐ）2ＭＸ2メタロセン誘導
体を製造する。この工程は周囲温度で実施され得る。一
般に、この反応温度は２０から４０℃の範囲である。 【０００７】該脱プロトン化剤としてナトリウムを用い
る場合、エーテル溶媒、例えばグライム、ジエチルエー
テルまたはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）など中の溶媒
溶液として該ハロゲン化遷移金属を加えるのが好適であ
る。生じてくるハロゲン化ナトリウムは沈澱を生じ、こ
れをその生成物溶液から濾過することができる。該脱プ
ロトン化剤としてＢｕＬｉを用いる場合、ＬｉＣｌはテ
トラヒドロフランに可溶であるがジエチルエーテルには
不溶であることから、好適な反応溶媒はジエチルエーテ
ルである。代替法としてＢｕＬｉを用いる場合、該アル
キルシクロペンタジエン反応体をジエチルエーテルに溶
解させ、そしてＢｕＬｉをヘキサンに溶解させることに
より、ＬｉＲＣｐのスラリーを生じさせることも可能で
ある。その後、ＺｒＣｌ4粉末またはＴｉＣｌ4の如きハ
ロゲン化遷移金属を添加してもよい。ＬｉＣｌが沈澱を
生じ、これを濾過で除去することができる。このエーテ
ルを除去すると、このヘキサンから、生成物である（モ
ノアルキルＣｐ）2ＺｒＣｌ2生成物が結晶化してくる。
本発明の方法の利点は、如何なる中間体も除去する必要
がなく、ワンポット方法として実施可能な点である。生
成物を温ヘキサン（５０℃）に溶解させた後、このヘキ
サン溶液を冷却して精製生成物を沈澱させることによ
り、この生成物の再結晶を行うことができる。 【０００８】以下の実施例を用いて本方法の更に一層の
説明を行うが、限定することを意図したものではない。 【０００９】 【実施例】実施例１ 乾燥ボックス中、５０ｍＬのｒ．ｂ．フラスコにＢｕＢ
ｒ（１２ミリモル、１．６４４ｇ）とＴＨＦ（６．０
ｇ、６．８ｍＬ）を仕込んだ。上記ＢｕＢｒ／ＴＨＦ溶
液に、ＮａＣｐ（１０ミリモル、０．８８ｇ）とＴＨＦ
（１４ｍＬ）の混合物を、２２から４０℃で１５分間か
けてゆっくりと加える。この反応混合物を２２℃で３時
間撹拌することにより、ＢｕＣｐ（５８モル％）、Ｂｕ
2Ｃｐ（２１モル％）、Ｃｐ／（Ｃｐ）2（２１モル％）
［仕込んだＮａＣｐを基準］および痕跡量のＢｕＢｒを
含んでいる混合物を生じさせた。上記混合物の体積を真
空（０から２２℃／２ｍｍＨｇ）下で小さくすることに
より、元の体積の２５％にした。ＧＣにより、該シクロ
ペンタジエンとＢｕＢｒの全てが除去され、そしてこの
生成物混合物の中には仕込みＮａＣｐを基準にして４０
モル％のＢｕＣｐが存在していることが示された。次
に、約２０ｍＬのＴＨＦを加えた。１０％過剰量のＮａ
粉末を用いて脱プロトン化を行った。このＮａを上記溶
液に、２２℃で１／２時間かけてゆっくりと加えた。水
素の発生が観察された。その後、この混合物を更に２時
間２２℃で撹拌した。この生成物の1ＨＮＭＲは、Ｎａ
ＢｕＣｐの収率は＞９５％であることを示していた。該
ＮａとＮａＢｒを濾過で除去した後、該ＮａＢｕＣｐを
更にＺｒＣｌ4（０．４６ｇ、２ミリモル、４ｇのグラ
イムに溶解）（該ＮａＢｕＣｐのＴＨＦ溶液に５分間か
けてゆっくりと添加）と２２℃で反応させることによ
り、＞９０％の収率（1ＨＮＭＲによる）で（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2が得られ、これはシクロペンタジエニル
ジルコノセン類を全く含んでいなかった。該グライムと
ＴＨＦを除去した後、等量のＥｔ2Ｏを加えることで、
ＬｉＣｌを沈澱させ、これを濾過で除去した。ヘキサン
（１５ｍＬ）を加えた後、該Ｅｔ2Ｏを４０から４５℃
でゆっくりと脱溶媒除去した。このヘキサン溶液を２２
℃に冷却すると、（ＢｕＣｐ）2ＺｒＣｌ2の結晶が生じ
た。この生成物を濾別し、乾燥した後、重量測定を行っ
た。この収率は、用いたＢｕＣｐを基準にして５６％で
あった。1ＨＮＭＲは、この生成物は（Ｂｕ2Ｃｐ）2Ｚ
ｒＣｌ2を６％含んでいるがシクロペンタジエニルジル
コノセン類は全く含んでいないことを示していた。融点
８９−９２℃（文献９３℃）。更に一層の再結晶を行う
ことで純粋な生成物を得ることができる。 【００１０】実施例２（比較） 乾燥ボックス中、５００ｍＬのフラスコに、ＢｕＣｐ
（９４％純度、６．５ｇ、０．０５モル）［これは実施
例１の方法で製造したものではなく、蒸留で精製したも
のであり、シクロペンタジエンをまだ６％含んでいた］
と２００ｍＬのＥｔ2Ｏを仕込んだ。上記溶液（２２か
ら３３℃の温度）に、ヘキサン２０ｍＬ中のＢｕＬｉ
（０．０５モル、３．２ｇ）を３０分かけてゆっくりと
撹拌しながら加えることにより、非常に濃密なＬｉＢｕ
Ｃｐ／Ｅｔ2Ｏスラリーが得られた。この反応混合物を
更に２２℃で３０分間撹拌した。1ＨＮＭＲは、９５％
の変換率を示していた。上記スラリーにＺｒＣｌ4粉末
（０．０２５モル）を撹拌しながら（２０℃から３３℃
の温度）３０分間かけてゆっくりと直接加える。この反
応混合物を２２℃で更に３０分間撹拌した。1ＨＮＭＲ
は、（ＢｕＣｐ）2ＺｒＣｌ2の生成は９５％であること
を示していた。このＥｔ2Ｏ／ヘキサン溶媒の反応媒体
中で、該ＬｉＣｌが１００％沈澱した。このＬｉＣｌを
濾過で除去し、この反応混合物に４０ｍＬのヘキサンを
加えた後、該Ｅｔ2Ｏを４０−４５℃で脱溶媒除去し
た。このヘキサン溶液を２２℃に冷却すると、（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2の結晶が生じた。この生成物（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2を濾別し、乾燥した後、重量測定を行っ
た。この収率は７４％であった。この母液から（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2が更に９％回収された。この生成物はま
たシクロペンタジエニルジルコノセン類を５％含んでい
た。この実施例は、出発ＢｕＣｐ中に存在しているＣｐ
不純物が最後まで持続して生成物であるメタロセンを生
じることを説明している。この実施例はまた、本発明の
方法で用いられ得る脱プロトン化および生成物生成の代
替法を説明するものである。 【００１１】本発明の特徴および態様は以下のとおりで
ある。 【００１２】１． （ａ）Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）とＲＸ［ここ
で、ＲおよびＸは、以下に定義するのと同じである］と
を、有機溶媒中で反応させることにより、ＲＣ5Ｈ4とＣ
5Ｈ5を含んでいる反応生成物混合物を生じさせ； （ｂ）上記生成物混合物を周囲温度で減圧脱溶媒するこ
とにより、上記生成物混合物から上記Ｃ5Ｈ5の実質的全
てを除去し； （ｃ）上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行い；そして （ｄ）上記生成物混合物にＭＸ4［ここで、ＭおよびＸ
は、以下に定義するのと同じである］を添加することに
より、上記脱プロトン化したＲＣ5Ｈ4と上記ＭＸ4とを
反応させて、Ｃ5Ｈ5含有不純物を実質的に含んでいない
遷移金属化合物を生じさせる； 段階を含む、式（ＲＣ5Ｈ4）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１か
ら２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシ
ラヒドロカルビルであり、Ｍはチタンまたはジルコニウ
ムであり、そしてＸはハロゲンである］を有する遷移金
属化合物の製造方法。 【００１３】２． 該反応混合物から上記ＲＣ5Ｈ4を回
収することなく上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行う第１
項の方法。 【００１４】３． ＲがＣ4からＣ10のヒドロカルビル
でありそしてＸが塩素である第１項の方法。 【００１５】４． 該化合物が二塩化ビス（ｎ−ブチル
シクロペンタジエニル）ジルコニウムである第１項の方
法。 【００１６】５． Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）対ＲＸのモル比が
１：０．８から１：１．２でありそして脱プロトン化Ｒ
Ｃ5Ｈ4対ＭＸ4のモル比が１：０．４から１：０６であ
る第１項の方法。 【００１７】６． 上記生成物混合物を２−１５ｍｍＨ
ｇの圧力および０から２５℃の温度で真空脱溶媒する第
５項の方法。 【００１８】７． 上記有機溶媒がエーテル類、炭化水
素およびそれらのいずれかの組み合わせから成る群から
選択される第６項の方法。 【００１９】８． 上記溶媒がテトラヒドロフランであ
り、ＲＸがｎ−ブチルブロマイドであり、ＭＸ4がＺｒ
Ｃｌ4であり、該遷移金属化合物が二塩化ビス（ｎ−ブ
チルシクロペンタジエニル）ジルコニウムであり、そし
て上記ＲＣ5Ｈ4を、Ｎａ、ＮａＨ、ＬｉＨ、ＢｕＬｉお
よびグリニヤール試薬から成る群から選択される脱プロ
トン化剤で脱プロトン化する第７項の方法。 【００２０】９． 上記脱プロトン化剤がＮａでありそ
して上記ＺｒＣｌ4をエーテル溶媒中の溶液として加え
る第８項の方法。 【００２１】１０． 上記脱プロトン化剤がヘキサン中
のＢｕＬｉであり、上記有機溶媒がジエチルエーテルで
あり、その結果として、上記ＢｕＬｉと上記Ｒ（Ｃ
5Ｈ4）がＬｉＢｕＣ5Ｈ4含有スラリーを生じ、そして上
記スラリーに上記ＺｒＣｌ4を固体粉末として添加する
ことにより、上記塩化ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジ
エニル）ジルコニウムとＬｉＣｌを生じさせ、そしてこ
のＬｉＣｌを沈澱させて該生成物溶液から除去する第８
項の方法。
として有効なメタロセン誘導体の製造に関するものであ
り、より詳細には、未置換のシクロペンタジエニル不純
物が実質的に含まれていないビス（単置換シクロペンタ
ジエニル）遷移金属メタロセン類を製造する改良方法に
関する。 【０００２】式（ＲＣｐ）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１から
２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシラ
ヒドロカルビル（silahydrocarbyl）であり、Ｃｐはシ
クロペンタジエニル（Ｃ5Ｈ4−）であり、Ｍはチタンま
たはジルコニウムであり、そしてＸはハロゲンである］
で表されるメタロセン誘導体がオレフィン重合に有効な
触媒であることは知られている。これらは、脱プロトン
化されたＲＣｐ化合物とＭＸ4とを反応させることによ
って製造され得る。しかしながら、文献に示されている
ように、ハロゲン化アルキルを用いたシクロペンタジエ
ンのアルキル化でＲＣｐを生じさせるのは、複雑な生成
物混合物が生じることから困難である（Inorg. Chem. 1
991、 30、 856-858）。この文献は、液体アンモニア（低
温）反応媒体を用いるか或は高い反応性を示すアルキル
化剤、例えばトリフルオロメタンスルホン酸エチルを用
いることを提案している。更に、アルキルハライド類を
用いると、常に、反応平衡のためシクロペンタジエンと
シクロペンタジエン二量体を含んでいる生成物が生じ
る。次のメタロセン製造において、該二量体は不活性で
あるが、該シクロペンタジエンは除去される必要があ
る。さもなければ、これは（Ｃｐ）2ＭＸ2不純物を生
じ、これは、該（ＲＣｐ）2ＭＸ2メタロセン生成物を触
媒として用いてオレフィン重合を行う時生じるポリマー
類の分子量分布に悪い変化を与える。今までのところ、
該シクロペンタジエン二量体の分解が生じるため追加的
にシクロペンタジエンが生じることから、シクロペンタ
ジエンの完全な除去は達成されていなかった。我々は、
Ｃｐ不純物が入っていない上記遷移金属メタロセン類を
製造するに適した経済的なワンポット（one-pot）方法
をここに見い出した。更に、この方法は、周囲温度で行
うことが可能であり、これによって、冷蔵冷却システム
の費用が回避される。 【０００３】本発明に従い、 （ａ）Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）とＲＸ［ここで、ＲおよびＸは、
以下に定義するのと同じである］とを、有機溶媒中で反
応させることにより、ＲＣ5Ｈ4とＣ5Ｈ5を含んでいる反
応生成物混合物を生じさせ； （ｂ）上記生成物混合物を周囲温度で減圧脱溶媒するこ
とにより、上記生成物混合物から上記Ｃ5Ｈ5の実質的全
てを除去し； （ｃ）上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行い；そして （ｄ）上記生成物混合物にＭＸ4［ここで、ＭおよびＸ
は、以下に定義するのと同じである］を添加することに
より、上記脱プロトン化したＲＣ5Ｈ4と上記ＭＸ4とを
反応させて、Ｃ5Ｈ5含有不純物を実質的に含んでいない
遷移金属化合物を生じさせる； 段階を含む、式（ＲＣ5Ｈ4）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１か
ら２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシ
ラヒドロカルビルであり、Ｍはチタンまたはジルコニウ
ムであり、そしてＸはハロゲンである］を有する遷移金
属化合物の製造方法を提供する。 【０００４】このアルキル化方法に従い、ＮａＣｐとハ
ロゲン化アルキルとを溶媒中で反応させる。このＮａＣ
ｐは商業的に入手可能であり、そして本分野で知られて
いるように、シクロペンタジエン二量体を分解させた後
このシクロペンタジエンとナトリウム金属とを反応させ
ることによって製造され得る。好適なハロゲン化アルキ
ルは、式ＲＸ［式中、Ｒは、Ｃ1からＣ20（より好適に
はＣ4からＣ10）のヒドロカルビルもしくはシラヒドロ
カルビル、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソ
プロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ペン
チル、ヘキシル、ヘプチル、またはトリメチルシリルで
あり、そしてＸはハロゲンである］で表される。臭素が
好適なハロゲンである。塩素も使用できるが、その反応
速度はゆっくりであり、そしてヨウ素はより高価であ
る。該ＮａＣｐとＲＸ反応体は、ジアルキル置換もしく
は未置換のＣｐおよびＣｐ2（シクロペンタジエン二量
体）副生成物の量を最小限にする目的で、好適には約
１：１のＮａＣｐ：ＲＸモル比で用いられるが、１：
０．８から１：１．２の比率も用いられ得る。この反応
に好適な溶媒はエーテル類（例えばＴＨＦまたはジエチ
ルエーテル）であるが、炭化水素溶媒、例えばベンゼン
またはトルエンなども用いられ得る。好適には、この溶
媒中で用いられる反応体の濃度は一緒にして５から２０
重量％である。この反応は周囲温度で行われ得るが、こ
の反応は発熱反応である。一般に、この反応温度は２０
から５０℃の範囲である。このアルキル化反応の副生成
物には、典型的には、ＮａＣｌ以外に、少量のＲ2Ｃｐ
およびＣｐ／（Ｃｐ2）が含まれる。驚くべきことに、
我々は、真空（２−１５ｍｍＨｇ）下、０から２５℃の
温度で該反応混合物の体積を小さくすることにより、該
Ｃｐの実質的に完全な除去（約１重量％未満）を行うこ
とが可能であることを見い出した。該シクロペンタジエ
ン二量体は残存しているが、次の反応および生成物処理
操作で分解が生じて追加的シクロペンタジエンが生じる
高温を避ける限り、これは不活性である。二置換シクロ
ペンタジエン（Ｒ2Ｃｐ）がいくらか存在していること
で生じるメタロセン副生成物は、溶媒を分離すること
で、その最終メタロセン生成物から容易に分離され得
る。この真空処理ではまた、如何なる未反応のハロゲン
化アルキルも除去され、これはその後再利用され得る。
このシクロペンタジエンの実質的全てを除去するには
（ＧＣでは全くＣｐが検出されず、その結果、このＣｐ
含有量は約０．１％未満であった）、この反応混合物の
体積を約２５％まで減少させることで充分である。 【０００５】その後、インサイチューで、例えばＮａ粉
末、ＢｕＬｉ、ＮａＨ、ＬｉＨまたはグリニヤール試薬
（ＲＭｇＸ）を用い、上記生成物ＲＣｐの脱プロトン化
を行ってもよい。脱プロトン化に先立って、この反応混
合物に溶媒を戻してもよい。好適には、用いられるＲＣ
ｐ対脱プロトン化剤のモル比は約１：１である。必要と
されるか或は望ましい脱プロトン化剤の過剰量は１０％
以下である、と言うのは、我々は、該ジアルキル（Ｒ2
Ｃｐ）不純物よりも該モノ−アルキル生成物との塩生成
の方が優先することを見い出したからである。この脱プ
ロトン化は周囲温度で実施することが可能であり、冷却
は不必要であるが、−３０℃から６０℃の高温もしくは
低温も用いられ得る。この脱プロトン化剤としてナトリ
ウムを用いる場合、該ハロゲン化遷移金属との更に一層
の反応を行って生成物であるビス（モノ−アルキルシク
ロペンタジエニル）遷移金属メタロセンを生じさせるに
先立って、過剰のナトリウム金属をその反応混合物から
濾過する必要がある。 【０００６】チタンまたはジルコニウムのハロゲン化遷
移金属、例えばＴｉＣｌ4またはＺｒＣｌ4を該脱プロト
ン化したモノアルキル置換シクロ−ペンタジエン配位子
に、好適には化学量論的比率に近い配位子対ハロゲン化
遷移金属（配位子対ハロゲン化遷移金属のモル比は１：
０．４から０．５、より好適には１．０：０．５）の比
率で加えることで、ＲＣｐＭＸ3不純物の生成を最小限
にすると共に未反応のハロゲン化遷移金属（これをこの
生成物から除去するのは困難であり得る）の量を最小限
にすることにより、該（ＲＣｐ）2ＭＸ2メタロセン誘導
体を製造する。この工程は周囲温度で実施され得る。一
般に、この反応温度は２０から４０℃の範囲である。 【０００７】該脱プロトン化剤としてナトリウムを用い
る場合、エーテル溶媒、例えばグライム、ジエチルエー
テルまたはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）など中の溶媒
溶液として該ハロゲン化遷移金属を加えるのが好適であ
る。生じてくるハロゲン化ナトリウムは沈澱を生じ、こ
れをその生成物溶液から濾過することができる。該脱プ
ロトン化剤としてＢｕＬｉを用いる場合、ＬｉＣｌはテ
トラヒドロフランに可溶であるがジエチルエーテルには
不溶であることから、好適な反応溶媒はジエチルエーテ
ルである。代替法としてＢｕＬｉを用いる場合、該アル
キルシクロペンタジエン反応体をジエチルエーテルに溶
解させ、そしてＢｕＬｉをヘキサンに溶解させることに
より、ＬｉＲＣｐのスラリーを生じさせることも可能で
ある。その後、ＺｒＣｌ4粉末またはＴｉＣｌ4の如きハ
ロゲン化遷移金属を添加してもよい。ＬｉＣｌが沈澱を
生じ、これを濾過で除去することができる。このエーテ
ルを除去すると、このヘキサンから、生成物である（モ
ノアルキルＣｐ）2ＺｒＣｌ2生成物が結晶化してくる。
本発明の方法の利点は、如何なる中間体も除去する必要
がなく、ワンポット方法として実施可能な点である。生
成物を温ヘキサン（５０℃）に溶解させた後、このヘキ
サン溶液を冷却して精製生成物を沈澱させることによ
り、この生成物の再結晶を行うことができる。 【０００８】以下の実施例を用いて本方法の更に一層の
説明を行うが、限定することを意図したものではない。 【０００９】 【実施例】実施例１ 乾燥ボックス中、５０ｍＬのｒ．ｂ．フラスコにＢｕＢ
ｒ（１２ミリモル、１．６４４ｇ）とＴＨＦ（６．０
ｇ、６．８ｍＬ）を仕込んだ。上記ＢｕＢｒ／ＴＨＦ溶
液に、ＮａＣｐ（１０ミリモル、０．８８ｇ）とＴＨＦ
（１４ｍＬ）の混合物を、２２から４０℃で１５分間か
けてゆっくりと加える。この反応混合物を２２℃で３時
間撹拌することにより、ＢｕＣｐ（５８モル％）、Ｂｕ
2Ｃｐ（２１モル％）、Ｃｐ／（Ｃｐ）2（２１モル％）
［仕込んだＮａＣｐを基準］および痕跡量のＢｕＢｒを
含んでいる混合物を生じさせた。上記混合物の体積を真
空（０から２２℃／２ｍｍＨｇ）下で小さくすることに
より、元の体積の２５％にした。ＧＣにより、該シクロ
ペンタジエンとＢｕＢｒの全てが除去され、そしてこの
生成物混合物の中には仕込みＮａＣｐを基準にして４０
モル％のＢｕＣｐが存在していることが示された。次
に、約２０ｍＬのＴＨＦを加えた。１０％過剰量のＮａ
粉末を用いて脱プロトン化を行った。このＮａを上記溶
液に、２２℃で１／２時間かけてゆっくりと加えた。水
素の発生が観察された。その後、この混合物を更に２時
間２２℃で撹拌した。この生成物の1ＨＮＭＲは、Ｎａ
ＢｕＣｐの収率は＞９５％であることを示していた。該
ＮａとＮａＢｒを濾過で除去した後、該ＮａＢｕＣｐを
更にＺｒＣｌ4（０．４６ｇ、２ミリモル、４ｇのグラ
イムに溶解）（該ＮａＢｕＣｐのＴＨＦ溶液に５分間か
けてゆっくりと添加）と２２℃で反応させることによ
り、＞９０％の収率（1ＨＮＭＲによる）で（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2が得られ、これはシクロペンタジエニル
ジルコノセン類を全く含んでいなかった。該グライムと
ＴＨＦを除去した後、等量のＥｔ2Ｏを加えることで、
ＬｉＣｌを沈澱させ、これを濾過で除去した。ヘキサン
（１５ｍＬ）を加えた後、該Ｅｔ2Ｏを４０から４５℃
でゆっくりと脱溶媒除去した。このヘキサン溶液を２２
℃に冷却すると、（ＢｕＣｐ）2ＺｒＣｌ2の結晶が生じ
た。この生成物を濾別し、乾燥した後、重量測定を行っ
た。この収率は、用いたＢｕＣｐを基準にして５６％で
あった。1ＨＮＭＲは、この生成物は（Ｂｕ2Ｃｐ）2Ｚ
ｒＣｌ2を６％含んでいるがシクロペンタジエニルジル
コノセン類は全く含んでいないことを示していた。融点
８９−９２℃（文献９３℃）。更に一層の再結晶を行う
ことで純粋な生成物を得ることができる。 【００１０】実施例２（比較） 乾燥ボックス中、５００ｍＬのフラスコに、ＢｕＣｐ
（９４％純度、６．５ｇ、０．０５モル）［これは実施
例１の方法で製造したものではなく、蒸留で精製したも
のであり、シクロペンタジエンをまだ６％含んでいた］
と２００ｍＬのＥｔ2Ｏを仕込んだ。上記溶液（２２か
ら３３℃の温度）に、ヘキサン２０ｍＬ中のＢｕＬｉ
（０．０５モル、３．２ｇ）を３０分かけてゆっくりと
撹拌しながら加えることにより、非常に濃密なＬｉＢｕ
Ｃｐ／Ｅｔ2Ｏスラリーが得られた。この反応混合物を
更に２２℃で３０分間撹拌した。1ＨＮＭＲは、９５％
の変換率を示していた。上記スラリーにＺｒＣｌ4粉末
（０．０２５モル）を撹拌しながら（２０℃から３３℃
の温度）３０分間かけてゆっくりと直接加える。この反
応混合物を２２℃で更に３０分間撹拌した。1ＨＮＭＲ
は、（ＢｕＣｐ）2ＺｒＣｌ2の生成は９５％であること
を示していた。このＥｔ2Ｏ／ヘキサン溶媒の反応媒体
中で、該ＬｉＣｌが１００％沈澱した。このＬｉＣｌを
濾過で除去し、この反応混合物に４０ｍＬのヘキサンを
加えた後、該Ｅｔ2Ｏを４０−４５℃で脱溶媒除去し
た。このヘキサン溶液を２２℃に冷却すると、（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2の結晶が生じた。この生成物（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2を濾別し、乾燥した後、重量測定を行っ
た。この収率は７４％であった。この母液から（ＢｕＣ
ｐ）2ＺｒＣｌ2が更に９％回収された。この生成物はま
たシクロペンタジエニルジルコノセン類を５％含んでい
た。この実施例は、出発ＢｕＣｐ中に存在しているＣｐ
不純物が最後まで持続して生成物であるメタロセンを生
じることを説明している。この実施例はまた、本発明の
方法で用いられ得る脱プロトン化および生成物生成の代
替法を説明するものである。 【００１１】本発明の特徴および態様は以下のとおりで
ある。 【００１２】１． （ａ）Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）とＲＸ［ここ
で、ＲおよびＸは、以下に定義するのと同じである］と
を、有機溶媒中で反応させることにより、ＲＣ5Ｈ4とＣ
5Ｈ5を含んでいる反応生成物混合物を生じさせ； （ｂ）上記生成物混合物を周囲温度で減圧脱溶媒するこ
とにより、上記生成物混合物から上記Ｃ5Ｈ5の実質的全
てを除去し； （ｃ）上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行い；そして （ｄ）上記生成物混合物にＭＸ4［ここで、ＭおよびＸ
は、以下に定義するのと同じである］を添加することに
より、上記脱プロトン化したＲＣ5Ｈ4と上記ＭＸ4とを
反応させて、Ｃ5Ｈ5含有不純物を実質的に含んでいない
遷移金属化合物を生じさせる； 段階を含む、式（ＲＣ5Ｈ4）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１か
ら２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシ
ラヒドロカルビルであり、Ｍはチタンまたはジルコニウ
ムであり、そしてＸはハロゲンである］を有する遷移金
属化合物の製造方法。 【００１３】２． 該反応混合物から上記ＲＣ5Ｈ4を回
収することなく上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行う第１
項の方法。 【００１４】３． ＲがＣ4からＣ10のヒドロカルビル
でありそしてＸが塩素である第１項の方法。 【００１５】４． 該化合物が二塩化ビス（ｎ−ブチル
シクロペンタジエニル）ジルコニウムである第１項の方
法。 【００１６】５． Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）対ＲＸのモル比が
１：０．８から１：１．２でありそして脱プロトン化Ｒ
Ｃ5Ｈ4対ＭＸ4のモル比が１：０．４から１：０６であ
る第１項の方法。 【００１７】６． 上記生成物混合物を２−１５ｍｍＨ
ｇの圧力および０から２５℃の温度で真空脱溶媒する第
５項の方法。 【００１８】７． 上記有機溶媒がエーテル類、炭化水
素およびそれらのいずれかの組み合わせから成る群から
選択される第６項の方法。 【００１９】８． 上記溶媒がテトラヒドロフランであ
り、ＲＸがｎ−ブチルブロマイドであり、ＭＸ4がＺｒ
Ｃｌ4であり、該遷移金属化合物が二塩化ビス（ｎ−ブ
チルシクロペンタジエニル）ジルコニウムであり、そし
て上記ＲＣ5Ｈ4を、Ｎａ、ＮａＨ、ＬｉＨ、ＢｕＬｉお
よびグリニヤール試薬から成る群から選択される脱プロ
トン化剤で脱プロトン化する第７項の方法。 【００２０】９． 上記脱プロトン化剤がＮａでありそ
して上記ＺｒＣｌ4をエーテル溶媒中の溶液として加え
る第８項の方法。 【００２１】１０． 上記脱プロトン化剤がヘキサン中
のＢｕＬｉであり、上記有機溶媒がジエチルエーテルで
あり、その結果として、上記ＢｕＬｉと上記Ｒ（Ｃ
5Ｈ4）がＬｉＢｕＣ5Ｈ4含有スラリーを生じ、そして上
記スラリーに上記ＺｒＣｌ4を固体粉末として添加する
ことにより、上記塩化ビス（ｎ−ブチルシクロペンタジ
エニル）ジルコニウムとＬｉＣｌを生じさせ、そしてこ
のＬｉＣｌを沈澱させて該生成物溶液から除去する第８
項の方法。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C07F 17/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】（ａ）Ｎａ（Ｃ5Ｈ5）とＲＸ［ここで、Ｒ
およびＸは、以下に定義するのと同じである］とを、有
機溶媒中で反応させることにより、ＲＣ5Ｈ4とＣ5Ｈ5を
含んでいる反応生成物混合物を生じさせ； （ｂ）上記生成物混合物を周囲温度で減圧脱溶媒するこ
とにより、上記生成物混合物から上記Ｃ5Ｈ5の実質的全
てを除去し； （ｃ）上記ＲＣ5Ｈ4の脱プロトン化を行い；そして （ｄ）上記生成物混合物にＭＸ4［ここで、ＭおよびＸ
は、以下に定義するのと同じである］を添加することに
より、上記脱プロトン化したＲＣ5Ｈ4と上記ＭＸ4とを
反応させて、Ｃ5Ｈ5含有不純物を実質的に含んでいない
遷移金属化合物を生じさせる； 段階を含む、式（ＲＣ5Ｈ4）2ＭＸ2［式中、Ｒは、１か
ら２０個の炭素原子を有するヒドロカルビルもしくはシ
ラヒドロカルビルであり、Ｍはチタンまたはジルコニウ
ムであり、そしてＸはハロゲンである］を有する遷移金
属化合物の製造方法。
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