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JPH04211616A - 共オリゴマー化方法 - Google Patents

共オリゴマー化方法

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JPH04211616A
JPH04211616A JP3045619A JP4561991A JPH04211616A JP H04211616 A JPH04211616 A JP H04211616A JP 3045619 A JP3045619 A JP 3045619A JP 4561991 A JP4561991 A JP 4561991A JP H04211616 A JPH04211616 A JP H04211616A
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JP
Japan
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group
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ethene
oligomerization
catalyst system
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JP3045619A
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Michael John Doyle
マイケル・ジヨン・ドイル
Willem Terlouw
ヴイレム・テルロウヴ
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は共オリゴマー化方法に関し、そし
て特にエテンとアルファオレフィンの共オリゴマー化に
向けられている。線状オレフィン製造のためのオリゴマ
ー化方法は周知である。斯て例えばC6 −C20線状
オレフィンはエテンのような低級オレフィンからチグラ
ー触媒系の存在下でのオリゴマー化により製造しうる。 温度および圧力の条件および使用触媒に依って、得られ
る生成物組成に若干の変動がありうる。炭素鎖長のある
範囲にわたる線状オレフィン、特に線状アルファオレフ
ィンはポリオレフィン、洗剤および潤滑油添加剤の製造
における価値ある中間体として用途を見出したが、生成
物スレートを線状低密度ポリエチレンの製造における中
間体としてより適するより短い鎖長のオリゴマー例えば
C6 −C10の方へシフトする増大する要求がある。 しかしそのような生成物スレートのより短鎖長のオリゴ
マーへのシフトの結果、より価値の低いエテンオリゴマ
ー化生成物1−ブテンの生成が増える。従って1−ブテ
ンおよび他の低級アルファオレフィンを鎖長の増大した
有用な線状オレフィンオリゴマーに転化する方法を提供
する必要がある。
【0002】出願人はプロペン、1−ブテンおよび1−
ペンテンのような低級線状アルファオレフィンをエテン
と、IVA族有機金属化合物およびカルボランのような
硼素化合物を含む触媒系の存在下に共オリゴマー化させ
て高い線状性のそして高いアルファオレフィン含量のオ
リゴマー生成物を得ることができることを見出した。こ
れは非常に意外なことである。というのは、該触媒系は
以前オレフィン重合触媒として提案され(例えばEP−
A−277003参照)、その場合そのような触媒をエ
テンと1−ブテンの共重合に使用すると高度に枝分れし
た重合体生成物を生じたからである。エテンと線状アル
ファオレフィンの共二量体化および共オリゴマー化の他
の方法は知られているが高級線状アルファオレフィンの
生成は少なくそして生成する線状オレフィンは主として
内部オレフィンである(例えば ”Comprehen
sive Organometallic Chemi
stry”, 1982, Pergamon Pre
ss, Vol.8, Section 52, およ
び J. Pol. Sci. Part A: Po
lymer Chem., Vol.27, 1989
, 605−637頁参照) 。
【0003 】本発明によれば、エテンと少なくとも1
つの他のアルファオレフィンをオリゴマー化条件下で、
陽イオンと反応しうる置換基を含有するビス(シクロペ
ンタジエニル)IVA族金属化合物である第一成分と複
数の硼素原子を含有しそして反応条件下で実質的に非配
位性である嵩ばった陰イオンおよび陽イオンを有する化
合物である第二成分の組合せを含む触媒系の存在下に反
応させそして線状オレフィンを含むオリゴマー生成物を
回収することを含む線状オレフィンの製造方法が提供さ
れる。IVA族の金属は Kirk−Othmer, 
Encylopaedia of Chemical 
Technology, 2nd edition, 
Vol.8, 94 頁の元素周期表に定義されている
通りである。
【0004】出発反応体は窒素またはヘリウムのような
不活性希釈剤と一緒のエテン含有気体の形で供給されて
もよいエテンを含む。他のアルファオレフィンは好まし
くはプロペン、1−ブテンまたは1−ペンテンのような
低級線状アルファオレフィンである。しかし所望のオリ
ゴマー化生成物に依って、4−メチル−1−ペンテンの
ような枝分れアルファオレフィンコモノマーまたはスチ
レンまたはアリルベンゼンのようなアリール置換オレフ
ィンを用いることもできる。アルファオレフィンの混合
物を用いてもよい。好ましいアルファオレフィンコモノ
マーは1−ブテンである。特に適当なコモノマー源は4
ないし20個の炭素原子を有するアルファオレフィンを
製造するエテンオリゴマー化法から引出されるC4 オ
レフィンフラクションである。該法は例えばEP−A−
295960、US4486615およびEP−A−2
41596から知られている。
【0005】オリゴマー化を行なうには、反応は好まし
くは20ないし175℃、より好ましくは50ないし1
25℃の範囲の昇温で適当に実施される。反応は好まし
くは1ないし100バール、より好ましくは5ないし6
0バールの範囲の中庸な昇圧の条件下で適当に実施され
る。オリゴマーの収率を最大にしそして二量体化および
重合のような競合反応を最小にするために個々の触媒系
に使用される温度および圧力の最適条件は当該技術分野
の熟達者により容易に設定しうる。温度および圧力の条
件は好ましくは“Kファクター”が0.3ないし0.8
の範囲内の生成物スレートを生ずるように選ばれる。生
成物オレフィンの相対的割合を示すKファクターは l
og〔Cn モル%〕のnに対するグラフ(nは個々の
生成物オレフィン中の炭素原子の数である)の傾斜から
計算した〔Cn+2 〕/〔Cn 〕のモル比である。 出発モノマーの相対的割合は広範囲にわたり変えうる。 適当にはエテンのアルファオレフィンコモノマーに対す
る量はアルファオレフィンコモノマーのモルあたりエテ
ン0.01ないし100モル、好ましくはアルファオレ
フィンコモノマーのモルあたりエテン0.1ないし10
モルの範囲内にある。
【0006】反応器への導入前に形成させてもよくまた
はその場で形成させてもよい触媒系は、陽子と反応しう
る置換基を有するビス(シクロペンタジエニル)IVA
族金属化合物である第一成分と複数の硼素原子を含有す
る嵩ばった陰イオンと陽子供与性陽イオンのイオン結合
物(該陰イオンは用いる反応条件下で実質的に非配位性
である)である第二成分の組合せを含む。斯て該陰イオ
ンは、供与された陽子と第一の化合物の受容体置換基の
反応により形成されるビス(シクロペンタジエニル)金
属構成要素に配位すべきでないかまたは少なくとも弱く
しか配位すべきでないことが意図される。通常は重合触
媒と見なされる該触媒系の例はEP−A−277003
および Hlatky 等、J. Am. Chem.
 Soc. 、1989、Vol.111 、2728
−2729頁に見出される。第一成分は好ましくはジル
コニウムまたはハフニウムの化合物である。該化合物は
好ましくは式(Cp)2 MR1 R2 (式中、各C
p 基は同一でも異なってもよく、置換または未置換シ
クロペンタジエニル基を表わし、MはIVA族金属原子
好ましくはジルコニウムまたはハフニウムを表わし、そ
してR1 およびR2 は同一でも異なってもよく、そ
れぞれ水素原子または置換または未置換炭化水素基を表
わす)を有する。好ましくは各Cp 基は未置換シクロ
ペンタジエニル基またはペンタメチルシクロペンタジエ
ニル基を表わす。R1 およびR2 は好ましくはメチ
ルのようなアルキル基である。
【0007】そのような錯体は知られておりそして例え
ば Lappert等、“Chemistry of 
Organo−Zirconium and Hafn
ium Compounds ”、John Wile
y &Sons 、に記載されている径路により製造し
うる。第二成分は好ましくは、硼素を含有する実質的に
非配位性の陰イオンとして、カルボラン陰イオン、適当
には式B11CH12− のカルボラン陰イオンを含有
し、一方陽イオンは好ましくは陽子供与性陽イオン、好
ましくはトリブチルアンモニウムのような第四アンモニ
ウム陽イオンである。代りに、陽イオンは銀イオンのよ
うな金属陽イオンであってもよい。該カルボランは知ら
れておりそして例えばShelly等, JACS, 
1985, Vol.107, 5955 −5959
頁のそれのような方法により製造しうる。テトラ( パ
ーフルオロフエニル) ボロン陰イオンのような他の嵩
ばった硼素含有陰イオンを使用してもよい。触媒系は2
つの成分を、好ましくはトルエンのような溶媒中に溶解
して、一緒に混合して均一触媒系を形成させることによ
り製造しうる。2つの化合物は一般に実質的に等モル量
で用いられる。しかし第一の化合物の第二の化合物に対
するモル比は0.1ないし5.0の範囲内で変えうる。
【0008】オリゴマー化は、必ずではないが一般に、
適当には触媒成分の溶媒でもある不活性液体溶媒中で実
施される。反応はバッチまたは連続操作で実施しうる。 触媒の活性に依って、1分ないし5時間の反応時間が適
当であることが見出された。適当な反応時間後、所望な
ら反応混合物にメタノールまたは他のアルコールのよう
な慣用の触媒失活剤を添加して反応を停止させてもよい
。得られる混合オレフィンは好ましくは5ないし20個
の炭素原子の鎖長を有する。反応は好ましくは空気また
は湿気の不在下に実施される。生成物オレフィンは適当
には蒸留によって回収されそして更に所望ならオレフィ
ンの意図される最終用途に依って蒸留技術により分離さ
れる。本発明を以下の実施例に関して更に記載する。
【0009】例1−9 以下の組成を有する触媒液AおよびBを製造した:触媒
液A ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル(
0.251g;1.00ミリモル)式Bu3NHB11
CH12のトリ−n−ブチルアンモニウム1−カルバド
デカカルボレート(0.329g;1.00ミリモル)
トルエン300ml。 触媒液B ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジメチル(0.391g;1.00ミリモル)Bu3
NHB11CH12(0.329g;1.00ミリモル
)トルエン300ml。 触媒液C ビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジクロリド(
1.0ミリモル)をジエチルエーテル中でメチルリチウ
ム(2.0ミリモル)と混合してその場でビス(シクロ
ペンタジエニル)ハフニウムジメチルとした。エーテル
を除去しそしてトルエン(300ml)とトリ−n−ブ
チルアンモニウム1−カルバドデカカルボレート(1.
0ミリモル)を添加して触媒液Cとした。
【0010】触媒液A、BおよびCをエテンと1−ペン
テン(例1ないし3および8)、1−ブテン(例4)お
よびプロペン(例5および6)との表1に示した温度、
圧力および時間の条件下での共オリゴマー化に使用した
。例7および9はコモノマーを添加しないエテンオリゴ
マー化に関する比較例である。各場合に、トルエン(3
00ml)と共にコモノマーを含有するオートクレーブ
(500ml容量)に触媒液を添加し、次に反応器をエ
テンで加圧しそして反応温度に急速に加熱した。消費さ
れたエテンの連続的補充により圧力を維持した。所望の
反応時間の終りにメタノールでの処理または空気への曝
露により反応を停めた。生成物分布をガスクロマトグラ
フィにより測定しそして前記定義したKファクターを偶
数炭素数オレフィン(e−オレフィン)および奇数炭素
数オレフィン(o−オレフィン)の両方について各触媒
について線形回帰により計算した。結果を表1に示す。 分布数値は残留アルファオレフィンコモノマーを含むこ
とに留意されるべきである。
【0011】
【表1】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  エテンと少なくとも1つの他のアルフ
    ァオレフィンをオリゴマー化条件下で、陽イオンと反応
    しうる置換基を含有するビス(シクロペンタジエニル)
    IVA族金属化合物である第一成分と複数の硼素原子を
    含有しそして反応条件下で実質的に非配位性である嵩ば
    った陰イオンおよび陽イオンを有する化合物である第二
    成分の組合せを含む触媒系の存在下に反応させそして線
    状オレフィンを含むオリゴマー生成物を回収することを
    含む線状オレフィンの製造方法。
  2. 【請求項2】  他のアルファオレフィンコモノマーが
    1−ブテンを含む請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】  1−ブテンがエテンオリゴマー化法か
    ら誘導されるC4 オレフィンフラクションから引出さ
    れる請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】  オリゴマー化が20ないし175℃の
    範囲内の温度で実施される請求項1−3のいずれかに記
    載の方法。
  5. 【請求項5】  オリゴマー化が1ないし100バール
    の範囲内の圧力で実施される請求項1−4のいずれかに
    記載の方法。
  6. 【請求項6】  オリゴマー化条件が0.3ないし0.
    8の範囲内のKファクターを有するオレフィン生成物を
    生ずるように選ばれた請求項1−5のいずれかに記載の
    方法。
  7. 【請求項7】  エテンのアルファオレフィンコモノマ
    ーに対する比がコモノマーのモルあたりエテン0.1な
    いし100モルの範囲内である請求項1−6のいずれか
    に記載の方法。
  8. 【請求項8】  触媒系の第一成分が式(Cp)2 M
    R1 R2 (式中、各Cp 基は同一でも異なっても
    よく、置換または未置換シクロペンタジエニル基を表わ
    し、MはIVA族金属原子を表わし、そしてR1 およ
    びR2 は同一でも異なってもよく、それぞれ水素原子
    または置換または未置換炭化水素基を表わす)の化合物
    である請求項1−7のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】  Mがジルコニウムまたはハフニウムで
    ある請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】  各Cp 基が未置換シクロペンタジ
    エニル基またはペンタメチルシクロペンタジエニル基を
    表わしそしてR1 およびR2 がそれぞれアルキル基
    である請求項8または9に記載の方法。
  11. 【請求項11】  触媒系の第二成分が実質的に非配位
    性の陰イオンとしてカルボラン陰イオンを含む請求項1
    −10のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項12】  触媒系の第二成分が陽子供与性陽イ
    オンを含む請求項1−11のいずれかに記載の方法。
  13. 【請求項13】  触媒系の第二成分がトリアルキルア
    ンモニウムカルボランであり、カルボラン陰イオンが式
    B11CH12− で表わされる請求項11または12
    に記載の方法。
  14. 【請求項14】  請求項1−13のいずれかに記載の
    方法により製造された線状オレフィン。
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