[go: up one dir, main page]

JP7689081B2 - アルケン官能化活性化剤 - Google Patents

アルケン官能化活性化剤 Download PDF

Info

Publication number
JP7689081B2
JP7689081B2 JP2021564842A JP2021564842A JP7689081B2 JP 7689081 B2 JP7689081 B2 JP 7689081B2 JP 2021564842 A JP2021564842 A JP 2021564842A JP 2021564842 A JP2021564842 A JP 2021564842A JP 7689081 B2 JP7689081 B2 JP 7689081B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyolefin
formula
anion
cocatalyst
procatalyst
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2021564842A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022530670A (ja
Inventor
ジェイ. キートン、リチャード
ヴイ. オゼロフ、オレグ
ライ、チンホン
クロシン、イエジ
ジェイ. レスニアク、マイケル
エム. パーソン、デイヴィッド
ディ. セネカル、トッド
エイチ.エイチ. ウッドワード、ウィリアム
マコーパディヤイ、スクリット
アール. スタッツマン、ジョン
オー. ギュンター、スーザン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Original Assignee
Dow Global Technologies LLC
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 Dow Global Technologies LLC filed Critical Dow Global Technologies LLC
Publication of JP2022530670A publication Critical patent/JP2022530670A/ja
Priority to JP2025016426A priority Critical patent/JP2025081367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7689081B2 publication Critical patent/JP7689081B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/14Monomers containing five or more carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65904Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with another component of C08F4/64
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65908Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an ionising compound other than alumoxane, e.g. (C6F5)4B-X+
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2420/00Metallocene catalysts
    • C08F2420/02Cp or analog bridged to a non-Cp X anionic donor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/02Low molecular weight, e.g. <100,000 Da.
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/18Bulk density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年4月30日に出願された米国仮特許出願第62/840,887号に対する優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の実施形態は、一般に、アルケン官能化活性化剤、活性化剤の合成、およびそれらの適用オレフィン重合プロセスに関する。
エチレン系ポリマーおよびプロピレン系ポリマーなどのオレフィン系ポリマーは、様々な触媒系を介して生成される。そのような触媒系の選択は、オレフィン系ポリマーの特徴および特性に寄与する重要な要素であり得る。ポリエチレン系ポリマーを生成するための触媒系としては、クロム系触媒系、チーグラーナッタ触媒系、または分子(メタロセンまたは非メタロセンのいずれかの)触媒系を挙げることができる。
活性化剤は、典型的には、金属プロ触媒と組み合わせて使用され、活性化された触媒イオン対を形成し、それはその後オレフィンの重合に使用される。α-オレフィン重合反応における触媒組成物の一部として、活性化剤は、α-オレフィンポリマーの生成およびα-オレフィンポリマーを含む最終ポリマー組成物にとって有益な特徴を有し得る。α-オレフィンポリマーの生成を増加させる活性化剤の特徴としては、プロ触媒の迅速な活性化、高い触媒効率、高温能力、一貫したポリマー組成、および選択的な失活が挙げられるが、これらに限定されない。
重合のための触媒活性種を生成するために、触媒系の一部としての分子重合プロ触媒を活性化し、この活性化は、任意の多数の手段によって達成することができる。そのような1つの方法は、ブレンステッド酸である活性化剤または共触媒を用いる。分子重合プロ触媒、特にIV族金属錯体を含むそのようなプロ触媒を活性化するために、一般的には、弱配位性アニオンを含有するブレンステッド酸塩が利用されている。完全にイオン化しているブレンステッド酸塩は、プロトンを移動させて、そのようなIV族金属錯体のカチオン誘導体を形成することが可能である。
ブレンステッド酸塩などの活性化剤では、カチオン成分としては、例えば、アンモニウム、スルホニウム、もしくはホスホニウムなどの水素イオンを移動させることが可能なカチオン、または例えばフェロセニウム、銀(I)、もしくは鉛(II)カチオンなどの酸化カチオン、または例えばカルボニウムもしくはシリリウムなどの高ルイス酸性カチオンを挙げることができる。
しかしながら、活性化剤または共触媒のカチオンがプロ触媒を活性化すると、活性化剤がポリマー組成物中に残留する場合がある。結果として、カチオンおよびアニオンが、ポリマー組成に影響を与える場合がある。すべてのイオンが等しく拡散するわけではないので、異なるイオンがポリマー組成に異なる影響を与える。具体的には、イオンのサイズ、イオンの電荷、イオンと周囲の媒体との相互作用、ならびにイオンと利用可能な対イオンとの解離エネルギーは、溶媒、ゲル、またはポリマー材料などの周囲の媒体を通じて拡散するイオンの能力に影響を与えるであろう。
従来のオレフィン重合活性化剤としては、弱配位性または非配位性アニオンが挙げられる。アニオンの配位が弱いことによって、カチオン触媒の触媒効率の増加がもたらされることが示されている。しかしながら、非配位性アニオンの非求核特徴も拡散を増加させるので、生成されたポリマー中に残留する活性化剤アニオンは、ポリマーの電気抵抗を低下させ、それにより電気損失を増加させ、それにより生成されたポリマーの絶縁能力を減少させるであろう。
弱く配位するアニオンの触媒効率を維持しながら、生成されたポリマーのポリマー特性を拡散しないか、またはこれに悪影響を与えない活性化剤または共触媒を作成する継続的なニーズが存在する。開示の実施形態は、重合プロセスを含む。1つ以上の実施形態では、重合プロセスは、ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することと、次いで共触媒のアニオンをポリオレフィンのポリマー鎖に挿入することと、を含む。ポリオレフィンは、(1)ポリオレフィンの総モルパーセントの0モルパーセントより大きく1モル%未満の共触媒のアニオン、および(2)0.853~0.920g/cmの範囲の密度を含む。
共触媒は、カチオンおよびアニオンを含む。アニオンは、1つのビニル末端アルケン、1つのホウ素原子または2つ以上のホウ素原子、および少なくとも4つのハロゲン原子を含む構造を有する。
実施形態では、ポリマープロセスは、ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することを含む。次いで、共触媒のアニオンは、ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入される。
共触媒は、カチオンおよびアニオンを含み、アニオンは、式(I)による構造を有する。
式(I)中、Rは、ビニル末端アルケンを有する不飽和(C-C20)ヒドロカルビルであり、Xは、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素からなる群から選択されるハロゲンである。
1つ以上の実施形態では、ポリオレフィンは、式(I)のアニオンのモル量が式(Ia)を有する比較アニオンの同一のモル量によって置換されることを除いて、同一のポリマー条件下で生成される対応するポリオレフィン組成物よりも小さい誘電正接を有する。
いくつかの実施形態では、重合プロセスは、ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下でエチレンモノマーおよび1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを共重合することを含む。共触媒のアニオンは、ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入される。ポリオレフィンは、ポリオレフィンのモル組成に基づいて、0モルパーセントより大きく、1モルパーセント未満の共触媒のアニオンを含む。
共触媒は、カチオンおよびアニオンを含み、アニオンは、式(II)による。
BR (II)
式(II)中、R、R、R、およびRは、独立して、(C-C40)ヒドロカルビルから選択される。各(C-C40)ヒドロカルビルは、少なくとも1つのハロゲンで置換され、少なくとも1つの(C-C40)ヒドロカルビルは、ビニル末端アルケンで置換される。
プロ触媒P1およびオレフィン置換カルボラン活性化剤Co-cat.5から生成されるポリオクテンのフローインジェクション分析からのネガティブモード質量スペクトルである。 プロ触媒P1およびオレフィン置換カルボラン活性化剤Co.-cat.5から生成されるポリオクテンのネガティブフローインジェクション分析からの786.056の質量対電荷比(m/z)付近の拡大質量スペクトルである。 活性化プロ触媒P2が触媒である、Co-Cat5および2つの1-オクテンモノマー単位からのアニオンの重合から生じる生成物である、[C203711Cl11の理論的同位体モデリングである。 本開示の実施形態による触媒P1および共触媒から生成されるポリオクテンのフローインジェクション分析からのネガティブモード質量スペクトルである。 触媒P1および水素置換(オレフィンなし)カルボラン活性化剤比較C3から生成されるポリオクテンのフローインジェクション分析からのネガティブモード質量スペクトルである。 プロ触媒P3および比較共触媒C1またはC2から生成されるポリオクテンと、プロ触媒P3および共触媒1、2、3、または4から生成されるポリオクテンと、の2つの比較例についての周波数の関数としての誘電正接のグラフである。 プロ触媒P3および比較共触媒C1またはC3から生成されるポリオクテンと、プロ触媒P3および共触媒5、6、7から生成されるポリオクテンと、の2つの比較例についての周波数の関数としての誘電正接のグラフである。 プロ触媒P3および比較共触媒C1またはC3から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、プロ触媒P3および共触媒7から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、の2つの比較例についての周波数の関数としての誘電正接のグラフである。 プロ触媒P2および比較共触媒C1またはC3から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、プロ触媒P2および共触媒7から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、の2つの比較例についての周波数の関数としての誘電正接のグラフである。
「ポリマー」という用語は、同じまたは異なる種類にかかわらず、α-オレフィンを重合することによって調製されるポリマー化合物を指す。したがって、ポリマーという総称は、1つのタイプのモノマーのみから調製されるポリマーを指すために通常用いられる「ホモポリマー」という用語、および2つ以上の異なるモノマーから調製されるポリマーを指す「コポリマー」を包含する。本明細書で使用される、「インターポリマー」という用語は、少なくとも2つの異なるタイプのモノマーの重合によって調製されるポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、コポリマーと、ターポリマーなどの3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されるポリマーとを含む。
「ポリエチレン」または「エチレン系ポリマー」は、50モルパーセント(mol%)を超える、エチレンモノマーに由来する単位を含むポリマーを意味するものとする。これは、ポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー(2つ以上のコモノマーに由来する単位を意味する)を含む。当該技術分野において既知であるポリエチレンの一般的な形態としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、極低密度ポリエチレン(VLDPE)、直鎖状および実質的に直鎖状の低密度樹脂の両方を含むシングルサイト触媒直鎖状低密度ポリエチレン(m-LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、ならびに高密度ポリエチレン(HDPE)が挙げられる。
開示の実施形態は、重合プロセスを含む。1つ以上の実施形態では、重合プロセスは、ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することを含む。共触媒は、アニオンおよびカチオンを有する。共触媒のカチオンは、ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入される。共触媒のアニオンは、ビニル末端アルケン、1つのホウ素原子または2つ以上のホウ素原子、および少なくとも4つのハロゲン原子を含む構造を有する。いくつかの実施形態では、共触媒のアニオンは、2つのビニル末端アルケン基を有する。いくつかの実施形態では、重合プロセスは、2つの共触媒を含み、両方の共触媒は、1つのビニル末端アルケン、1つのホウ素原子または2つ以上のホウ素原子、および少なくとも4つのハロゲン原子を含む構造を有するアニオンを有する。
「ビニル末端アルケン」という用語は、炭化水素上の二重結合の配置を指す。ビニル末端アルケンは、末端二重結合、例えば、RHC=CHであり、式中、Rは、ヒドロカルビルである。
スキーム1:ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入されるか、または共有結合的に組み込まれるアニオンの例示。
スキーム1では、「A」は共触媒のアニオンであり、「P」はポリマー鎖であり、「M」は触媒の金属中心であり、「L」は触媒の配位子である。スキーム1の描写は、共触媒のアニオンが、ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入されるか、または共有結合的に組み込まれる手段を例示する。共触媒のアニオンのビニル末端アルケンは、オレフィンとして機能し、ポリマー鎖に重合される。スキーム1は、例示であり、限定することを意図していない。例えば、スキーム1は、金属-配位子触媒(L-M)である触媒を描写する。しかしながら、活性化剤または共触媒によって活性化される任意の触媒は、本開示のプロセスにおいて適切であり得る。
「活性化剤」という用語は、プロ触媒を触媒的に活性な触媒に転換するようにプロ触媒と化学的に反応する化合物を指す。本明細書で使用されるとき、「共触媒」および「活性化剤」という用語は交換可能な用語である。「プロ触媒」という用語は、活性化剤と組み合わせたときに触媒活性を有する化合物を指す。
前述の通り、生成されたポリマーにおける残留活性化剤アニオンは、ポリマーの電気抵抗を低下させ、それにより電気損失を増加させ、それにより生成されたポリマーの絶縁能力を減少させるであろう。理論によって拘束されることを意図せずに、アニオンがポリマー鎖に組み込まれるので、共触媒のアニオンの移動または拡散は、ポリオレフィンの組成全体にわたって減少すると考えられている。よって、共触媒のアニオンをポリオレフィンのポリマー鎖に組み込むことを含むプロセスから生成されるポリオレフィンは、共触媒が比較ポリマーのポリマー鎖に組み込まれなかったことを除いて、同様の条件下で生成される比較ポリマーと比較される場合よりも低い誘電正接などの、予想よりも良好である電気的特性を有する。
実施形態では、ポリマープロセスは、ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することを含む。次いで、共触媒のアニオンは、ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入される。
共触媒は、カチオンおよびアニオンを含む。アニオンは、式(I)による構造を有する。
式(I)中、Rは、ビニル末端アルケンを有する不飽和(C-C20)ヒドロカルビルであり、Xは、ハロゲン原子である。いくつかの実施形態では、各Xは、塩素である。他の実施形態では、各Xは、臭素である。
当業者は、式(I)および(Ia)の構造がカルボランアニオンであることを認識するであろう。各Xが塩素である場合、式(I)の構造は、11CRCl11の実験式を有し、式中、Bは、ホウ素原子であり、Cは、炭素原子であり、Clは、塩素原子であり、Rは、以前に定義されている。各ホウ素原子は、式(I)において丸いボールによって示される。式(I)の各塩素原子は、ホウ素原子に結合している。
1つ以上の実施形態では、ポリオレフィンは、式(I)のアニオンのモル量が式(Ia)を有する比較アニオンの同一のモル量によって置換されることを除いて、同一のポリマー条件下で生成される対応するポリオレフィン組成物よりも小さい誘電正接を有する。
「同一のポリマー条件下で」という句は、重合プロセスが、同じタイプの反応器において同じ条件下で起こることを意味する。「同じタイプの反応器」は、本開示のポリオレフィンを生成した反応器において実施される重合プロセスを制限せず、重合プロセスを同じ場所に制限しない。例えば、式(I)のアニオンを有する共触媒によって生成されるポリオレフィンがバッチ反応器において重合された場合、式(Ia)のアニオンを有する共触媒によって生成される対応するポリオレフィン組成物もまたバッチ反応器において重合される。さらに、「同じ条件」とは、各反応器に、同一モル量の触媒、共触媒、コモノマー(コモノマーが存在する場合)、水素(水素が存在する場合)、およびエチレン圧力(エチレンが存在する場合)が充填され、同じ体積量の溶媒が充填され、各反応器が同じ温度上昇速度で同じ温度に加熱されることを意味する。
いくつかの実施形態では、重合プロセスは、ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することを含む。共触媒のアニオンは、ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入される。ポリオレフィンは、1モルパーセント未満の共触媒のアニオンを含む。式(Ia)の構造はまた、カルボランであり、実験式11CCl11Hを有する。各原子は、Hが炭素原子に結合した水素原子であることを除いて、式(I)で定義される。
いくつかの実施形態では、共触媒は、カチオンおよびアニオンを含み、アニオンは、式(II)による。
BR (II)
式(II)中、R、R、R、およびRは、独立して、(C-C40)ヒドロカルビルから選択される。各(C-C40)ヒドロカルビルは、少なくとも1つのハロゲンで置換され、少なくとも1つの(C-C40)ヒドロカルビルは、ビニル末端アルケンで置換される。
本開示の実施形態では、共触媒のアニオンは、1つのビニル末端アルケンを有する。1つ以上の実施形態では、ビニル末端アルケンは、式(III)による構造を有する。
式(III)中、nは、1~10の整数である。いくつかの実施形態では、nは、1、2、または3である。
様々な実施形態では、ビニル末端アルケンは、式(IV)による構造を有する。
式(V)中、下付き文字yは、1~10の整数であり、下付き文字xは、0、1、2、および3である。式(IV)に示されるように、2つの置換基、下付き文字xおよび下付き文字yに関連する基は、互いにオルト、メタ、またはパラであり得る。
1つ以上の実施形態では、式(IV)によるビニル末端アルケンは、式(V)による構造を有する。
式(V)中、下付き文字xおよび下付き文字yは、式(IV)で定義される通りである。式(V)中、2つの置換基、下付き文字xおよび下付き文字yに関連する基は、互いにパラである。
1つ以上の実施形態では、ポリオレフィンは、ポリオレフィンのモル組成に基づいて、0モルパーセント(mol%)より大きく、1mol%未満の共触媒のアニオンを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは、0mol%より大きく、0.5mol%未満の共触媒のアニオンを含む。さらなる実施形態では、ポリオレフィンは、0より大きく、0.1mol%未満の共触媒のアニオンを含む。様々な実施形態では、ポリオレフィンは、ポリオレフィンのモル組成に基づいて、0mol%より大きく、0.01mol%未満の共触媒のアニオンを含む。
1つ以上の実施形態では、共触媒は、式(I)によるアニオン、およびプラス1(+1)の形式電荷を有するカチオンを含む。共触媒のいくつかの実施形態では、カチオンは、プロトン化トリ[(C-C40)ヒドロカルビル]アンモニウムカチオンから選択される。いくつかの実施形態では、カチオンは、アンモニウムカチオン上に1つまたは2つの(C14-C20)アルキル基を含有する、プロトン化トリアルキルアンモニウムカチオンである。1つ以上の実施形態では、カチオンは、N(H)R であり、式中、各Rは、(C-C20)アルキルまたは(C-C20)アリールから選択される。1つ以上の実施形態では、カチオンは、N(H)R であり、式中、少なくとも2つのRは、(C10-C20)アルキルから選択される。1つ以上の実施形態では、カチオンは、N(H)R であり、式中、Rは、(C16-C18)アルキルである。1つ以上の実施形態では、カチオンは、N(CH)HR であり、式中、Rは、(C16-C18)アルキルである。いくつかの実施形態では、カチオンは、メチルジ(オクタデシル)アンモニウムカチオン、メチル(オクタデシル)(ヘキサデシル)アンモニウムカチオン、メチルジ(ヘキサデシル)アンモニウムカチオン、またはメチルジ(テトラデシル)アンモニウムカチオンから選択される。メチルジ(オクタデシル)アンモニウムカチオン、メチル(オクタデシル)(ヘキサデシル)アンモニウムカチオン、メチルジ(ヘキサデシル)アンモニウムカチオン、またはメチルジ(テトラデシル)アンモニウムカチオンは、本明細書ではまとめてアーメーニウム(armeenium)カチオンと称される。アーメーニウムカチオンを有するイオン性化合物は、Akzo-NobelからArmeen(商標)の商品名で入手可能な例えばArmeen(商標)M2HTである、メチルジ(オクタデシル)アミン、メチル(オクタデシル)(ヘキサデシル)アミン、メチルジ(ヘキサデシル)アミン、またはメチルジ(テトラデシル)アミンを、(例えば、エーテル中の無水HClで)プロトン化することによって容易に形成される。他の実施形態では、カチオンは、トリチルとも称される、トリチルフェニルメチルカルボカチオン(C(C)である。1つ以上の実施形態では、カチオンは、C(Cなどのトリス置換トリフェニルメチルカルボカチオンであり、式中、各Rは、独立して、(C-C30)アルキルから選択される。他の実施形態では、カチオンは、アニリニウム、フェロセニウム、またはアルミノセニウムから選択される。アニリニウムカチオンは、[HN(R)(Rなどのプロトン化窒素カチオンであり、式中、Rが、(C-C20)アルキル、またはHであり、Rが、(C-C20)アリールから選択され、各アルキルまたはアリールは、-OR、例えばCNMeでさらに置換されていてもよい。アルミノセニウムは、R Al(THF) などのアルミニウムカチオンであり、式中、Rが、(C-C30)アルキルから選択される。
例示的な実施形態では、触媒系は、アニオンおよび対カチオンを含む1つ以上の共触媒を含み得、アニオンは、式(I)による。式(I)のアニオンと錯体形成される、対カチオンは、例示的な実施形態に含まれる。式(I)のアニオンの例示的な実施形態は、次の構造を含む。
ポリマーの電気的特性
絶縁媒体は、可能な限り効率的であるべきである。電気損失は、電場の存在下で、媒体が絶縁する効率を低下させる。抵抗は、電力または電気損失に逆相関するので、抵抗は、交流(AC)システムと直流(DC)システムとの両方で可能な限り高くする必要がある。
DCシステム(例えば、光起電性封入剤)では、エネルギー損失は、封入されたデバイスから外部環境への漏れ電流として現れる。この電流(I)は、電圧(V)に相関し、等式I=V×R-1を介して、絶縁媒体の抵抗(R)に逆相関する。したがって、抵抗が高いほど、電流および漏れ電流は少なくなる。
ACシステム(例えばケーブル絶縁体)では、損失は、電場の存在下での媒体によるエネルギーの吸収として現れる。電力(P)で測定される、この損失は、等式P=V×ω×C×ε′×tanδによって決定され、式中、ωは、角周波数であり、ε’は、比誘電率であり、Cは、静電容量であり、tanδは、誘電正接であり、tanδ=(C×R×ω)-1であり、等式P=V×ε′×R-1を生じる。抵抗は電力損失に逆相関するため、抵抗が高いほど電力損失は低くなる。
媒体の抵抗を低下させる1つの物理的効果は、電場に起因するイオン拡散である。イオン拡散が電気的応答を支配するシステムでは、抵抗は、等式R∝6×π×ε′×ε×η×r×C-1×q-2×N-1を介して拡散イオンに関し、式中、εは、真空の誘電率(8.854×10-12F・m-1)であり、ηは、媒体の動粘度であり、rは、イオンの流体力学的半径であり、qは、イオンの電荷であり、Nは、イオンの濃度である。抵抗の増加はエネルギー損失を減少させ、イオン濃度の減少は抵抗を増加させるため、媒体を通じて拡散するイオンの濃度の低減は、エネルギー損失を減少させる。
サイズおよび電荷に加えて、イオンと周囲の媒体との相互作用、ならびにイオンと利用可能な対イオンとの解離エネルギーは、所与の媒体を通じて拡散するイオンの能力に影響を与えるであろう。すべてのイオンが均等に拡散するわけではないので、活性化剤中のイオンが拡散する能力は、重要な特徴である。理論によって拘束されることを意図しないが、式(I)の本開示の共触媒のアニオンおよび対カチオンが減少した拡散を有する場合、本開示の共触媒の得られるポリマーは、減少したエネルギー損失を有し、これは良好な電気的特性を提供すると考えられる。
1つ以上の実施形態では、本開示の任意のプロセスによって生成される、ポリオレフィンは、100Hzの周波数および130℃の温度で0.10未満の誘電正接を有する。様々な実施形態では、ポリオレフィンは、10Hzの周波数および130℃の温度で1.00未満の誘電正接を有する。他の実施形態では、ポリオレフィンは、1.0Hzの周波数および130℃の温度で10未満の誘電正接を有する。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは、0.10Hzの周波数および130℃の温度で100未満の誘電正接を有する。
誘電正接は、樹脂の電気的特性に関する。誘電正接の低減は、誘電体媒体として使用され得る材料(例えば、ケーブル絶縁体または電子封止材)を生成する。誘電正接が主に樹脂中のイオンによって引き起こされる場合、これらのイオンの除去または固定化は、誘電正接を低減し、樹脂の電気的特性を改善することができる。
小規模では、式(I)のアニオンを有する共触媒で生成されるポリマーは、比較共触媒C1で生成される我々の標準ポリマーの10分の1の誘電正接を示す。理論によって拘束されることなく、式(I)のアニオンを有する共触媒によって生成されるポリオレフィンは、ポリオレフィンが工業規模で生成される場合、比較共触媒C1の10分の1の誘電正接を有するであろうと考えられている。標準的なポリ(エチレン-オクテン)コポリマーの誘電正接は、約1.0である。したがって、我々は、式(I)のアニオンを有する共触媒で生成されるポリオレフィンポリマーが、60ヘルツ(Hz)で0.1以下の誘電正接を示すであろうと予測する。
触媒系成分
触媒系としては、プロ触媒を挙げることができる。プロ触媒は、式(I)のアニオンおよびカチオン、式(II)のアニオンおよびカチオン、または式(I)および(II)の両方のアニオンならびにカチオンを有する本開示の共触媒と、錯体を接触させるか、または錯体を組み合わせることによって、触媒的に活性にされ得る。プロ触媒は、チタン(Ti)金属-配位子錯体、ジルコニウム(Zr)金属-配位子錯体、またはハフニウム(Hf)金属-配位子錯体などの、IV属金属(CASに従ったIVB族、またはIUPAC命名規則に従った4族)-配位子錯体から選択することができる。限定を意図するものではないが、プロ触媒の例は、次の参考文献に見出すことができる:US8372927、WO2010/022228、WO2011/102989、US6953764、US6900321、WO2017/173080、US7650930、US6777509、WO99/41294、US6869904、WO2007/136496。これらの参考文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
1つ以上の実施形態では、第IV族金属-配位子錯体としては、ビス(フェニルフェノキシ)第IV族金属-配位子錯体、または拘束された形状の第IV族金属-配位子錯体が挙げられる。
いくつかの実施形態によれば、ビス(フェニルフェノキシ)金属-配位子錯体は、式(X)による構造を有する。
式(I)において、Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムから選択される金属であり、その金属は、+2、+3、または+4の形式酸化状態にある。(X)の下付き文字nは、0、1、または2である。下付き文字nが1であるとき、Xは、単座配位子または二座配位子であり、下付き文字nが2であるとき、各Xは、単座配位子から選択される。Lは、(C-C40)ヒドロカルビレン、(C-C40)ヘテロヒドロカルビレン、-Si(R-、-Si(ROSi(R-、-Si(RC(R-、-Si(RSi(R-、-Si(RC(RSi(R-、-C(RSi(RC(R-、-N(R)C(R-、-N(R)N(R)-、-C(RN(R)C(R-、-Ge(R-、-P(R)-、-N(R)-、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)-、-N=C(R)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-C(O)N(R)-、および-N(R)C(O)-からなる群から選択された、ジラジカルである。各Zは独立して、-O-、-S-、-N(R)-、または-P(R)-から選択され、R-R16は独立して、-H、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、-N=C(R、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲン、式(XI)を有するラジカル、式(XII)を有するラジカル、および式(XIII)を有するラジカルからなる群から選択される。
式(XI)、(XII)、および(XIII)中、R31-R35、R41-R48、およびR51-R59の各々は、独立して、-H、(C-C40)ヒドロカルビル、(C-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、またはハロゲンから選択され、ただし、RまたはR16のうちの少なくとも1つは、式(XI)を有するラジカル、式(XII)を有するラジカル、または式(XIII)を有するラジカルである。
1つ以上の実施形態では、各Xは、任意の他の配位子Xから独立して、ハロゲン、非置換(C-C20)ヒドロカルビル、非置換(C-C20)ヒドロカルビルC(O)O-、またはRN-である単座配位子であり得、式中、RおよびRの各々が独立して、非置換(C-C20)ヒドロカルビルである。
本発明の実施において用いることができる、例示的なビス(フェニルフェノキシ)金属-配位子錯体としては、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-オクチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-クロロ-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5’-フルオロ-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-シアノ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-ジメチルアミノ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3’,5’-ジメチル-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-エチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5’-tert-ブチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5’-フルオロ-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(9H-カルバゾール-9-イル)-5’-クロロ-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5’-トリフルオロメチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(2,2-ジメチル-2-シラプロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3’,5’-ジクロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’2”-(2,2-ジメチル-2-シラプロパン-1-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3’-ブロモ-5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))-(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-フルオロ-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)-(3”,5”-ジクロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-5’-フルオロ-3’-トリフルオロメチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(ブタン-1,4-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(エタン-1,2-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ハフニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-ジルコニウム、
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’,5’-ジクロロ-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-チタン、および
(2’,2”-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(5’-クロロ-3-(3,6-ジ-tert-ブチル-9H-カルバゾール-9-イル)-3’-メチル-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)ビフェニル-2-オール)ジメチル-チタンが挙げられる。
いくつかの実施形態によれば、第IV族金属-配位子錯体は、式(XIV)によるシクロペンタジエニルプロ触媒を含み得る。
LpMXX’X’、または(XIV)の二量体。
式(XIV)では、Lpは、最大50個の非水素原子を含有する、Mに結合しているアニオン性の非局在化したπ結合基である。式(XIV)のいくつかの実施形態では、2つのLp基が、一緒に結合して架橋構造を形成してもよく、さらに任意選択的に1つのLpが、Xに結合してもよい。
式(XIV)では、Mは、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にある、元素周期表の第4族金属である。Xは、Lpと一緒にMを含むメタラサイクルを形成する最大50個の非水素原子の任意、二価置換基である。X’は、最大20個の非水素原子を有する任意中性配位子であり、各X’’は、独立して、最大40個の非水素原子を有する一価、アニオン部分である。任意に、2つのX”基は、一緒に共有結合し得、両方の原子価がMに結合している二価ジアニオン部分を形成するか、または任意に、2つのX”基は、一緒に共有結合し得、Mが+2酸化状態にある、Mにπ結合した中性、共役、もしくは非共役ジエンを形成する。他の実施形態では、1つ以上のX’’および1つ以上のX’基は、一緒に結合し得、それによってMに共有結合し、かつルイス塩基官能基によって配位している部分を形成する。Lpの下付き文字iは、0、1、または2であり、X’の下付き文字nは、0、1、2、または3であり、Xの下付き文字mは、0または1であり、X”の下付き文字pは、0、1、2、または3である。i+m+pの合計は、Mの式の形式的酸化状態に等しい。
例示的な第IV族金属-配位子錯体としては、シクロペンタジエニルプロ触媒を挙げることができ、これは、本発明の実施において用いることができ、
シクロペンタジエニルチタントリメチル、
シクロペンタジエニルチタントリエチル、
シクロペンタジエニルチタントリイソプロピル、
シクロペンタジエニルチタントリフェニル、
シクロペンタジエニルチタントリベンジル、
シクロペンタジエニルチタン-2,4-ジメチルペンタジエニル、
シクロペンタジエニルチタン-2,4-ジメチルペンタジエニル・トリエチルホスフィン、
シクロペンタジエニルチタン-2,4-ジメチルペンタジエニル・トリメチルホスフィン、
シクロペンタジエニルチタンジメチルメトキシド、
シクロペンタジエニルチタンジメチルクロリド、
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメチル、
インデニルチタントリメチル、
インデニルチタントリエチル、
インデニルチタントリプロピル、
インデニルチタントリフェニル、
テトラヒドロインデニルチタントリベンジル、
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリイソプロピル、
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリベンジル、
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタンジメチルメトキシド、
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタンジメチルクロリド、
ビス(η-2,4-ジメチルペンタジエニル)チタン、
ビス(η-2,4-ジメチルペンタジエニル)チタン・トリメチルホスフィン、
ビス(η-2,4-ジメチルペンタジエニル)チタン・トリエチルホスフィン、
オクタヒドロフルオレニルチタントリメチル、
テトラヒドロインデニルチタントリメチル、
テトラヒドロフルオレニルチタントリメチル、
(tert-ブチルアミド)(1,1-ジメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(1,1,2,3-テトラメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタンジベンジル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)-1,2-エタンジイルチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-インデニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)2-(ジメチルアミノ)ベンジル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)アリル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)2,4-ジメチルペンタジエニル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)2,4-ヘキサジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジベンジル、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,3-ジメチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert-ブチルアミド)(2-メチルインデニル)ジメチルシランチタン(IV)ジベンジル、
(tert-ブチルアミド)(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジメチルシランチタン(II)1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2-メチル-4-フェニルインデニル)ジメチルシランチタン(II)2,4-ヘキサジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチル-シランチタン(IV)1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(IV)2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(IV)イソプレン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチル-シランチタン(II)1,4-ジベンジル-1,3-ブタジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(II)2,4-ヘキサジエン、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)ジメチル-シランチタン(II)3-メチル-1,3-ペンタジエン、
(tert-ブチルアミド)(2,4-ジメチルペンタジエン-3-イル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(6,6-ジメチルシクロヘキサジエニル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(1,1-ジメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレン-4-イル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(1,1,2,3-テトラメチル-2,3,4,9,10-η-1,4,5,6,7,8-ヘキサヒドロナフタレン-4-イル)ジメチルシランチタンジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニルメチルフェニルシランチタン(IV)ジメチル、
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η-シクロペンタジエニルメチルフェニルシランチタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、
1-(tert-ブチルアミド)-2-(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)エタンジイルチタン(IV)ジメチル、
1-(tert-ブチルアミド)-2-(テトラメチル-η-シクロペンタジエニル)エタンジイル-チタン(II)1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエンが挙げられる。
例示的なシクロペンタジエニルプロ触媒の各々は、シクロペンタジエニルプロ触媒のチタン金属中心の代わりにジルコニウムまたはハフニウムを含んでもよい。
他の触媒、具体的には他のIV族金属-配位子錯体を含有する触媒は、当業者には明らかであろう。
本開示の触媒系は、式(I)のアニオンおよび対カチオンを有する本開示の共触媒に加えて、共触媒または活性化剤を含み得る。そのような追加の共触媒としては、例えば、各ヒドロカルビル基に1~10個の炭素を有するトリ(ヒドロカルビル)アルミニウム化合物、オリゴマーもしくはポリマーのアルモキサン化合物、各ヒドロカルビルもしくはヒドロカルビルオキシ基に1~20個の炭素を有するジ(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)アルミニウム化合物、または前述の化合物の混合物を挙げることができる。重合混合物から酸素、水、アルデヒドなどの不純物を捕捉する有益な能力として、通常、これらのアルミニウム化合物を用いることが有用である。
本開示に記載の活性化剤と併せて使用することができるジ(ヒドロカルビル)(ヒドロカルビルオキシ)アルミニウム化合物は、式T AlOT、またはT Al(OTに対応し、式中、Tが、イソプロピル、イソブチル、またはtert-ブチルなどの第二級もしくは第三級(C-C)アルキルであり、Tが、2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェニル、2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルフェニル、2,6-ジ(tert-ブチル)-4-メチルトリル、または4-(3’,5’-ジ-tert-ブチルトリル)-2,6-ジ-tert-ブチルフェニルなどのアルキル置換(C-C30)アリールラジカル、またはアリール置換(C-C30)アルキルラジカルである。
アルミニウム化合物の追加の例としては、[C]トリアルキルアルミニウム化合物、具体的には、アルキル基がエチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、ペンチル、ネオペンチル、またはイソペンチルであるもの、アルキル基に1~6つの炭素、およびアリール基に6~18個の炭素を含有するジアルキル(アリールオキシ)アルミニウム化合物(具体的には、(3,5-ジ(t-ブチル)-4-メチルフェノキシ)ジイソブチルアルミニウム)、メチルアルモキサン、修飾メチルアルモキサン、およびジイソブチルアルモキサンが挙げられる。
本開示の実施形態による触媒系では、本開示の共触媒対IV族金属-配位子錯体のモル比は、1:10,000~1000:1、例えば、1:5000~100:1、1:100~100:1、1:10~10:1、1:5~1:1、または1.25:1~1:1などであり得る。触媒系は、本開示に記載される本開示の錯体の1つ以上の共触媒の組み合わせを含み得る。
ポリオレフィン
前の段落に記載される触媒系は、オレフィン、主にエチレンおよび1-オクテンの重合に利用される。いくつかの実施形態では、重合スキーム中に単一種類のオレフィンまたはα-オレフィンのみが存在し、ホモポリマーを生成する。しかしながら、追加のα-オレフィンを重合手順に組み込んでもよい。追加のα-オレフィンコモノマーは、典型的には、20個以下の炭素原子を有する。例えば、α-オレフィンコモノマーは、3~10個の炭素原子、または3~8個の炭素原子を有し得る。例示的なα-オレフィンコモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、4-メチル-1-ペンテン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、および5-ビニル-2-ノルボルネンが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、1つ以上のα-オレフィンコモノマーは、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から、または代替的に1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群から選択することができる。
ポリオレフィン、例えば、エチレンおよび任意に1つ以上のコモノマー、α-オレフィンなどのホモポリマーおよび/またはインターポリマー(コポリマーを含む)は、少なくとも50モルパーセント(mol%)のエチレンに由来するモノマー単位を含み得る。「少なくとも50モル%から」に包含されるすべての個々の値および部分範囲は、別個の実施形態として本明細書に開示されており、例えば、エチレン系ポリマー、エチレンのホモポリマー、および/またはエチレンと任意選択的にα-オレフィンなどの1つ以上のコモノマーとのインターポリマー(コポリマーを含む)は、エチレンに由来するモノマー単位を少なくとも60モル%、エチレンに由来するモノマー単位を少なくとも70モル%、エチレンに由来するモノマー単位を少なくとも80モル%、またはエチレンに由来するモノマー単位を50~100モル%、またはエチレンに由来する単位を80~100モル%含み得る。
いくつかの実施形態では、本開示のプロセスから生成されるポリオレフィンは、少なくとも90モルパーセントのエチレン由来の単位を含み得る。少なくとも90モルパーセントからのすべての個々の値および部分範囲は本明細書に含まれ、別個の実施形態として本明細書に開示される。例えば、エチレン系ポリマーは、エチレン由来の単位を少なくとも93モルパーセント、単位を少なくとも96モルパーセント、エチレン由来の単位を少なくとも97モルパーセント、または代替的に、エチレン由来の単位を90~100モルパーセント、エチレン由来の単位を90~99.5モルパーセント、もしくはエチレン由来の単位を97~99.5モルパーセントを含み得る。
エチレン系ポリマーのいくつかの実施形態では、追加のα-オレフィンの量は、50mol%未満であり、他の実施形態は、少なくとも0.5mol%~25mol%で含み、さらなる実施形態では、追加のα-オレフィンの量は、少なくとも5mol%~10mol%を含む。いくつかの実施形態では、追加のα-オレフィンは1-オクテンである。
任意の従来の重合プロセスを用いてエチレン系ポリマーを生成してもよい。そのような従来の重合プロセスとしては、例えば、並列、直列、またはそれらの任意の組み合わせのループ反応器、等温反応器、流動床気相反応器、撹拌槽反応器、バッチ式反応器などの1つ以上の従来の反応器を使用する、溶液重合プロセス、気相重合プロセス、スラリー相重合プロセス、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、本明細書に記載の触媒系および任意選択的に1つ以上の共触媒の存在下で重合される、二重反応器システム、例えば、二重ループ反応器システムでの溶液重合を介して生成することができる。別の実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、本開示の本明細書に記載の触媒系および任意選択的に1つ以上の他の触媒の存在下で重合される、二重反応器システム、例えば、二重ループ反応器システムでの溶液重合を介して生成することができる。本明細書に記載の触媒系は、任意に1つ以上の他の触媒と組み合わせて、第1の反応器または第2の反応器において使用することができる。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、本明細書に記載の触媒系の存在下で重合される、二重反応器システム、例えば、二重ループ反応器システムの両方の反応器での溶液重合を介して生成することができる。
別の実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンが、本開示内に記載の触媒系、および任意選択的に前段落に記載の1つ以上の共触媒の存在下で重合される、単一反応器システム、例えば、単一ループ反応器システムでの溶液重合を介して生成することができる。
エチレン系ポリマーは、1つ以上の添加剤をさらに含んでもよい。かかる添加剤としては、帯電防止剤、色増強剤、染料、潤滑剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、加工助剤、紫外線安定剤、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。エチレン系ポリマーは、任意の量の添加剤を含んでもよい。エチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマーおよび1つ以上の添加剤の重量に基づいて、約0~約10重量パーセントのそのような添加剤の総量を含み得る。エチレン系ポリマーは、充填剤をさらに含んでもよく、その充填剤としては、有機または無機充填剤を挙げることができるが、これらに限定されない。エチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマーとすべての添加剤または充填剤の合計重量に基づいて、例えば炭酸カルシウム、タルク、またはMg(OH)などの約0~約20重量パーセントの充填剤を含有し得る。エチレン系ポリマーは、1つ以上のポリマーとさらに配合されてブレンドを形成することができる。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンポリマーを生成するための重合プロセスは、触媒系の存在下でエチレンおよび少なくとも1つの追加のα-オレフィンを重合することを含み得、触媒系は、少なくとも1つの金属-配位子錯体と、少なくとも1つの本開示の共触媒と、任意に捕捉剤とを組み込む。金属-配位子錯体および共触媒を組み込むそのような触媒系から得られるポリオレフィンは、ASTM D792(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に従って、例えば、0.853~0.920g/cm、0.870g/cm~0.920g/cm、0.870g/cm~0.910g/cm、または0.870g/cm~0.900g/cmの密度を有し得る。
別の実施形態では、金属-配位子錯体および式(I)のアニオンを有する本開示の共触媒を含む触媒系から得られるポリマーは、1~25のメルトフロー比(I10/I)を有し、メルトインデックスIは、ASTM D1238(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に従って、190℃および2.16kgの荷重で測定され、メルトインデックスI10は、ASTM D1238に従って、190℃および10kgの荷重で測定される。他の実施形態では、メルトフロー比(I10/I)は5~10であり、他では、メルトフロー比は5~9である。
いくつかの実施形態では、金属-配位子錯体を含む触媒系から得られるポリマーは、1~25の分子量分布(MWD)を有し、MWDが、M/Mとして定義され、Mが、重量平均分子量であり、Mが、数平均分子量である。他の実施形態では、触媒系から得られたポリマーは、1~6のMWDを有する。別の実施形態は、1~3のMWDを含み、他の実施形態は、1.5~2.5のMWDを含む。
本開示に記載される触媒系の実施形態は、形成されたポリマーの高分子量およびポリマーに組み込まれたコモノマーの量の結果として、固有のポリマー特性をもたらす。
誘電正接の実験を追加
バッチ式反応器手順
バッチ式反応器の実験は、1ガロンの連続撹拌槽反応器で実施した。Isopar-E炭化水素溶媒、水素、および適切な量のオクテンコモノマーを反応器に充填した後、特定の温度に加熱し、エチレンとともに450psiに加圧した。反応器が圧力下にあるときに、プロ触媒、本開示の共触媒、溶媒、およびトリエチルアルミニウム捕捉剤を含む、活性化触媒溶液を添加することによって、重合を開始した。反応器の温度および圧力を維持しながら、重合を10分間進行させた。反応が完了した後、ポリマーを収集し、真空オーブンで一晩乾燥させた後分析した。
1-オクテン重合の一般的な手順:
窒素充填グローブボックスにおいて、ニート1-オクテン(11mL)を、撹拌子を備えた40mLバイアルに添加した。磁気撹拌プレート上に置かれたポリウレタン絶縁ブロックに、バイアルを置いた。トルエン中のプロ触媒および活性化剤(プロ触媒に対して1.2~1.25当量)の溶液を連続して加えた。バイアルに蓋をし、反応物を指定された時間(プロ触媒2およびプロ触媒3は3時間、プロ触媒3は6日)にわたって撹拌した。すべての揮発性物質を減圧下で除去し、ポリオクテン樹脂を生成し、これは、次いでGPCによって特徴分析され、電気試験に提出された。
エチレン/1-オクテン共重合の一般的な手順:
エチレン/1-オクテンスクリーニングは、ハイスループット並列重合反応器(PPR)システムで実施する。PPRシステムは、不活性雰囲気グローブボックスにおける一連の48個の単一セル(6×8マトリックス)の反応器で構成される。各セルは、約5mLの内部作動液体積を有するガラスインサートを備える。各セルは、独立した圧力制御を有し、PEEK撹拌バドルを用いて800rpmで連続的に撹拌した。触媒、配位子、および金属前駆体溶液は、トルエンで調製される。すべての液体(すなわち、溶媒、1-オクテン、捕捉剤、活性化剤、およびプロ触媒溶液)は、ロボットシリンジを介して加える。ガス状試薬(すなわち、エチレン)は、ガス注入ポートを介して加える。各実行前に、反応器を80℃に加熱し、エチレンでパージし、通気する。
電気試験に十分な量のポリマーを生成するために、各プロ触媒および活性化剤組み合わせについて24回の複製(48個の反応器の半分)が実施される。24回の複製から得られたポリマーを次いで組み合わせた。
反応器を100℃に加熱し、次いでエチレンで25.3psigに加圧し、Isopar-Eの一部分を加えた。試薬のトルエン溶液を次いで各反応器に、以下の順序:(1)1-オクテン(プロ触媒3は1.10mL、プロ触媒2は2.26mL)、(2)捕捉剤トリエチルアルミニウム(TEA)(1μmol)、(3)活性化剤(比較共触媒C1~C3または共触媒1~7(すなわち、アルケニル置換カルボラン)(添加量は、プロ触媒に対して1.2モル当量)、(4)プロ触媒(プロ触媒3は20nmol、プロ触媒2は80nmol)で添加した。
各液体の添加後に少量のIsopar-Eを加え、最終的な添加後に全反応体積が5mLになるようにする。触媒を添加する際に、PPRソフトウェアで各セルの圧力の監視を始めた。所望の圧力(およそ2~6psig以内)は、設定点マイナス2psiでバルブを開き、圧力が2psi高くなったときにバルブを閉じることによる、エチレンガスの補足追加によって維持する。すべての圧力低下は、実行期間にわたって、または取り込みもしくは変換要求値に達するまでのいずれか早く起こるほうでの、エチレンの「取り込み」または「変換」として累積的に記録する。各反応は次いで、反応器圧力より40~50psi高い圧力で1~4分間、アルゴン中の10%一酸化炭素の添加によってクエンチする。任意の所与のセルにおける過剰なポリマーの形成を防止するために、所定の取り込みレベル(50psig)に達した際に反応をクエンチした。すべての反応器をクエンチした後、それらを次いで通気し、試料を含むガラス管インサートを取り外したとき、それらを70℃に冷却させた。同じプロ触媒および活性化剤溶液を含有する24の反応器からの溶液を含有するポリマーを、組み合わせ、ドラフトにおいて数日間脱蔵させた。得られた樹脂を、次いで、真空オーブンにおいて、80℃で3時間および140℃で4時間、1つの連続したサイクルで乾燥させ、計量して、ポリマー収率を決定し、GPC分析に提出した。
実施例1~3は、共触媒の中間体および共触媒自体の合成手順である。実施例4は、質量分析結果である。実施例5は、ポリマー結果である。
実施例4の質量分析結果のための反応混合物は、非阻害テトラヒドロフラン(THF)中で5mg/mLで調製した。各試料は、Agilent 1290 Infinity II超高速液体クロマトグラフ(UHPLC)およびAgilent 6538超高精細精密質量四重極飛行時間型質量分析計(QTOF MS)でのネガティブイオンモードフローインジェクション質量分析に供した。20マイクロリットルの分析物溶液をフローインジェクションモードでUHPLCに注入し、移動相は、66.7%の非阻害THFおよび33.3%のメタノール中1g/Lのギ酸アンモニウム(流量0.3mL/分)であった。液体クロマトグラフからの溶出液をMSに導入し、エレクトロスプレーイオン化によってネガティブイオンモードでイオン化した。MSおよびMS/MSデータの組み合わせを収集した。質量スペクトルは、+/-10mDa以内の正確な質量情報を生成させるために外部較正にかけた。外部較正後に、正確な質量予測ソフトウェア(Agilent Masshunter)を利用して、MSおよびフラグメントイオンの実験式を生成した。各親イオンの予測された実験式および解離挙動の両方を利用して、提案された構造が提供されている。
特に明記されない限り、すべての操作は、グローブボックス技法の標準的なシュレンクラインを使用してAr雰囲気下で実施した。トルエン、ペンタン、C、およびTHFをNaK/PhCO/18-クラウン-6で乾燥させ、蒸留または真空移送し、Ar充填グローブボックスにおいて分子篩で保存した。NMRスペクトルは、Varian Inova 500分光計(H NMR、499.703MHz、13C NMR 125.580MHz)、Varian Inova 400(11B NMR、128.191MHz)分光計、Bruker 400(13C 100、11B 102MHz)で記録した。化学シフトは、δ(ppm)で報告される。Hおよび13C NMRスペクトルについて、残留溶媒ピークは、内部基準として使用した(H NMR:δ Cは7.16、CDCNは1.94、CDClは7.26、13C NMR:δ CDClは77.16、CDCNは1.32)。カルボランアニオンのMALDI質量分析法分析は、Texas A&M University Laboratory for Biological Mass Spectrometryによって実施され、シミュレートされたMALDI(-)スペクトルは、公的に利用可能な同位体分布計算機および質量分析法プロッターを使用して生成された。1 11B NMRについて、スペクトルは、BF・EtOを用いることによってδ=0ppmに外部参照された。NaHは、Sigma-Aldrichから購入し、使用前にヘキサンで洗浄し、6-ブロモ-1-ヘキセン、4-ブロモ-1-ブテン、アリブロミド、および1-ヨードデカンは、Matrix Scientificから購入し、さらなる精製なく使用した。4-ビニルベンジルクロリドは、Sigma Aldrichから購入した。[MeNH][CHB11Cl11]、オクチルMeNH]Cl、および[(1837MeNH]Clは、公開された手順に従って合成した。
本開示の1つ以上の特徴は、次の実施例の観点で例示される。
実施例1-Na[R’CB11Cl11]の合成のための一般的な手順
50mLシュレンクフラスコに、500mgの[MeNH][CHB11Cl11]および2.5当量のNaHを20mLのTHFと充填した。得られた懸濁液を、泡立ちが止まるまで室温で2時間撹拌した。すべての揮発性物質を真空下で除去し、次いで20mLのTHFを1.1当量のR’-Hal(臭化アリル、4-ブロモ-1-ブテン、6-ブロモ-1-ヘキセン、4-クロロメチルスチレン、またはヨウ化デシル)と添加した。懸濁液をさらに室温で一晩撹拌した。セライトのショートパッドを通して溶液を濾過して、NaClを除去した。すべての揮発性物質を減圧下で除去した。残留物を冷ペンタンで洗浄し、真空下でさらに乾燥させて、Na[R’CB11Cl11]を白色の固体として得た。以下の例の各々は、プロトン核磁気共鳴(H NMR)および炭素核磁気共鳴(13C NMR)、ならびにホウ素核磁気共鳴(11B NMR)によって特徴分析した。
Na[アリル-CB11Cl11]:427mg(85%収率)。H NMR(500MHz、CDCN):δ 6.10(ddt、J=17.2、9.9、7.4Hz、1H)、5.13(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、5.08-5.01(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、3.01(d、J=7.3Hz、3H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCN):δ-3.03、-10.10、-11.73。13C{H}NMR(100MHz、CDCN):δ 130.5(s、CHCH)、120.4(s、CHCH)、49.5(brs、カルボラン-C)、35.6(s、CHCHCH)。
Na[ブテニル-CB11Cl11]:427mg Na[ブテニル-CB11Cl11](85%収率)H NMR(500MHz、CDCl):δ 5.72(ddt、J=17.0、10.3、6.6Hz、1H)、5.08(ddd、J=17.4、3.1、1.6Hz、1H)、5.03(ddd、J=10.2、3.1Hz、1.6Hz、1H)、2.69-2.61(m、2H)、2.37(t、J=8.9Hz、2H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.87、-10.52、-11.63。13C{H}NMR(100MHz、CDCN):δ 137.6(s、CHCHCHCH)、116.6(s、CHCH)、50.6(brs、カルボラン-C)、31.4(s、CHCHCHCH)、29.6(s、CHCHCHCH)。
Na[ヘキセニル-CB11Cl11]:300mg Na[ヘキセニル-CB11Cl11](87%収率)H NMR(400MHz、CDCN):δ 5.77(ddt、J=17.0、10.2、6.7Hz、1H)、4.99(dq、J=17.2、1.7Hz、1H)、4.93(ddt、J=10.2、2.3、1.2Hz、1H)。2.30-2.20(m、2H)、2.07-1.97(m、2H)、1.90-1.75(m、2H)1.32(p、J=7.4Hz、2H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCN):δ-2.94、-9.96、-11.58。13C{H}NMR(100MHz、CDCN):δ 139.2(s、CHCH)、115.3(s、CHCH)、51.4(brs、カルボラン-C)、33.6(s、アルファ-CH)、31.8(s、CH)、29.9(s、CH)、24.6(s、CH)。
Na[ビニルベンジルCB11Cl11]:449mg(89%)。H NMR(500MHz、CDCl)δ 7.46(d、J=8.2Hz、2H)、7.27(d、J=8.2Hz、2H)、6.69(dd、J=17.6、10.9Hz、1H)、5.75(d、J=17.6Hz、1H)、5.24(d、J=11.2Hz、1H)、3.67(s、2H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.32、-10.18、-11.16。13C{H}NMR(100MHz、CDCN):δ 137.5(s、CHCH)、137.0(s、Ph)134.8(s、Ph)、131.0(s、Ph)、125.4(s、Ph)、114.6(s、Ph)、49.5(brs、カルボラン-C)、36.1(s、PhCH)。
Na[デシルCB11Cl11]:1.46g(95%)。H NMR(500MHz、CDCl)δ 2.27(t、J=9.2Hz、2H)、2.10(s、4H)、1.41-1.07(m、12H)、0.87(t、J=6.9Hz、3H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-4.14、-10.59、-11.52。13C{H}NMR(100MHz、CDCN):δ 49.5(brs、カルボラン-C)、32.4(s、デシルCH)、31.8(s、デシルCH)、30.5(s、デシルCH)、30.0(s、デシルCH)、29.9(s、デシルCH)、29.8(s、デシルCH)、29.4(s、デシルCH)、24.9(s、デシルCH)、23.2(s、デシルCH)、14.4(s、デシルCH)。
実施例2-[オクチルMeNH][R’CB11Cl11]の一般的な合成:
50mLシュレンクフラスコにおいて、10mLのTHF中の300mgのNa[R’CB11Cl11]の溶液を、10mLのTHF中の1.1当量の[オクチルMeNH]Clの溶液に添加した。混合すると、すぐに沈殿物が形成された。混合物をさらに2時間撹拌し、次にセライトのショートパッドを通して濾過した。濾液を真空で濃縮し、得られた油をトルエンに溶解した。トルエン溶液をシリカゲルの短いパッドに通し(過剰[オクチルMeNH]Clを除去し)、真空下で濃縮して、生成物を得た。
オクチルMeNH][アリル-CB11Cl11]:360mg(78%)。H NMR(500MHz、CDCl):δ 6.16(ddt、J=17.2、9.9、7.4Hz、1H)、5.20(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、5.12(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、3.01(d、J=7.3Hz、3H)、3.15(vt、J=7.5Hz、4H)、3.08(d、J=7.4Hz、2H)、2.97(s、3H)、1.80(p、J=8.0Hz、4H)、1.44-1.21(m、22H)、0.89(t、J=7.0Hz、3H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.53、-10.47、-11.75。13C{H}NMR(126MHz、CDCN):δ 137.6(s、CHCH、1C)、116.5(s、CHCH、1C)、57.1(s、アルファ-CH、2C)、54.0(brs、カルボラン-C、1C)、40.8(s、N-Me、1C)、32.3(s、CH、2C)、29.6(s、CH、2C)、29.5(s、CHCHCH、1C)、26.9(s、CH、2C)、24.5(s、CH、2C)、23.3(s、CH、2C)、14.4(s、末端Me、2C)。
オクチルMeNH][ブテニル-CB11Cl11]:360mg(80%)。H NMR(500MHz、CDCl):δ 6.16(ddt、J=17.2、9.9、7.4Hz、1H)、5.20(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、5.12(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、3.01(d、J=7.3Hz、3H)、3.15(vt、J=7.5Hz、4H)、3.08(d、J=7.4Hz、2H)、2.97(s、3H)、1.80(p、J=8.0Hz、4H)、1.44-1.21(m、22H)、0.89(t、J=7.0Hz、3H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.81、-10.58、-11.80。13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 136.5(s、CHCH、1C)、116.1(s、CHCH、1C)、57.7(s、アルファ-CH、2C)、50.4(brs、カルボラン-C、1C)、41.5(s、N-Me)、31.5(s、CH、2C)、30.4(s、CHCHCHCH、1C)、28.9(s、CH、2C)、28.7(s、CHCHCHCH、1C)、26.2(s、CH、2C)、24.5(s、CH、2C)、22.5(s、CH、2C)、14.0(s、末端CH、2C)。
オクチルMeNH][ヘキセニル-CB11Cl11]:410mg(85%)。H NMR(500MHz、CDCl):δ 7.04(s、1H)、5.77(ddt、J=17.0、10.2、6.7Hz、1H)、5.00(dq、J=17.5、3.3Hz、1H)、4.94(dq、J=17.5、3.3Hz、1H)、3.12(t、J=8.3Hz、4H)、2.93(s、3H)、2.28(t、J=9.0Hz、2H)、2.05(dd、J=14.7、6.9Hz、2H)、1.96-1.85(m、2H)、1.84-1.73(m、2H)、1.45-1.20(m、24H)、0.88(t、J=6.9Hz、6H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.61、-10.39、-11.70。13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 138.1(s、CHCH、1C)、114.8(s、CHCH、1C)、57.8(s、アルファ-CH、2C)、51.1(brs、カルボラン-C、1C)、41.6(s、N-Me)、33.0(s、ヘキシル-CH、1C)、31.6(s、CH、2C)、31.0(s、ヘキシル-CH、1C)、29.4(s、ヘキシル-CH、1C)、28.9(s、CH、2C)、26.3(s、CH、2C)、24.6(s、CH、2C)、23.9(s、ヘキシル-CH、1C)、22.6(s、CH、2C)、14.1(s、末端CH、2C)。
オクチルMeNH][CH=CHCCHCB11Cl11]:500mg(82%)。H NMR(500MHz、CDCl)δ 7.46(d、J=8.3Hz、2H)、7.25(d、J=8.3Hz、2H)、6.67(dd、J=17.7、10.8Hz、1H)、5.73(d、J=17.6Hz、1H)、5.23(d、J=10.9Hz、1H)、3.67(s、2H)、3.15(t、J=8.4Hz、4H)、2.97(s、3H)、1.84-1.71(m、4H)、1.43-1.18(m、22H)、0.88(t、J=7.0Hz、6H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.18、-10.42、-11.78。13C{H}NMR(126MHz、CDCl/CDCN)δ 137.6(s、sp-C、1C)、137.2(s、sp-C、1C)、134.9(s、Ar、1C)、131.2(s、Ar、1C)、125.5(s、Ar、1C)、114.5(s、Ar、1C)、57.0(s、N-CH、2C)、49.5(brs、カルボラン-C、1C)、40.7(s、N-Me、1C)、36.2(s、ベンジルC、1C)、32.2(s、CH、2C)、29.5(s、CH、4C)、26.9(s、CH、2C)、24.4(s、CH、2C)、23.2(s、CH、2C)、14.3(s、CH、2C)。
オクチルMeNH][デシル-CB11Cl11]:400mg(88%)。H NMR(500MHz、C)δ 4.67(s、1H)、2.76(t、J=8.4Hz、2H)、2.33-2.17(m、4H)、2.10-2.00(m、2H)、1.90(d、J=5.5Hz、3H)、1.42-1.33(m、4H)、1.33-1.06(m、30H)、0.99(t、J=7.2Hz、6H)、0.90(t、J=7.0Hz、3H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCl):δ-3.09、-10.04、-11.72。13C{H}NMR(100MHz、CDCN)δ 57.3(s、アルファ-CH、2C)、51.5(brs、カルボラン-C、1C)、41.0(s、N-Me)、32.6(s、デシル-アルファ-CH、1C)、32.4(s、CH、2C)、32.0(s、デシル-CH、1C)、30.6(s、デシル-CH、1C)、30.1(s、デシル-CH、1C)、30.0(s、デシル-CH、1C)、29.9(s、デシル-CH、1C)、29.7(s、CH、2C)、29.6(s、CH、2C)、29.4(s、デシル-CH、1C)、27.0(s、CH、2C)、25.1(s、デシル-CH、1C)、24.8(s、CH、2C)、23.4(s、デシル-CH、1C)、23.3(s、CH、2C)、14.4(s、末端CH、3C)。
実施例3-[(1837MeNH][R’CB11Cl11]の一般的な合成:
50mLシュレンクフラスコにおいて、10mLのTHF中の300mgのNa[R’CB11Cl11]の溶液を、10mLのTHF中の1.1当量の[(1837MeNH]Clの溶液に添加した。混合すると、すぐに沈殿物が形成された。混合物をさらに2時間撹拌し、次にセライトのショートパッドを通して濾過した。濾液を真空下で濃縮し、得られた油をトルエンに溶解した。トルエン溶液をシリカゲルの短いパッドに通し(過剰[(1837MeNH]Clを除去し)、真空下で濃縮して、生成物を得た。以下の実施例/生成物の各々は、H NMRおよびC13 NMRによって特徴分析した。
[(1837MeNH][アリル-CB11Cl11]:425mg(85%)。H NMR(500MHz、C):δ 6.40(brs、NH)、6.05(ddt、J=17.2、9.9、7.4Hz、1H)、5.09(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、5.02(dq、J=16.7、1.4Hz、1H)、3.14-2.96(m、6H、N-CH、アルファ-CH)、2.88(d、J=5.4Hz、3H、N-CH)、1.75-1.66(m、4H、CH)、1.32-1.16(m、60H、CH)、0.78(t、J=6.9Hz、3H、末端Me)。11B{H}NMR(160MHz、トルエン-d):δ-2.74、-9.58、-10.87。13C{H}NMR(126MHz、アセトン-d):δ 137.6(s、CHCH、1C)、116.5(s、CHCH、1C)、57.1(s、アルファ-CH、2C)、54.0(brs、カルボラン-C、1C)、40.9(s、N-Me)、32.6(s、CH、2C)、30.4-29.6(m、CH、24C)、29.5(s、CHCHCH、1C)、26.8(s、CH、2C)、24.4(s、CH、2C)、23.3(s、CH、2C)、14.4(s、末端CH、2C)。
[(1837MeNH][ブテニル-CB11Cl11]:300mg(85%)。H NMR(500MHz、CDCl):δ 5.70(ddt、J=16.9、10.2、6.6Hz、1H)、5.06(dq、J=17.1、1.5Hz、1H)、5.00(dq、J=10.2、1.4Hz、1H)、3.14-2.96(m、6H、N-CH、アルファ-CH)、2.98(s、3H、N-CH)、2.65-2.60(m、2H、ヘキシル-CH)、2.35(t、J=8.9Hz、2H、ヘキシル-CH)、1.82-1.76(m、4H、CH)、1.41-1.25(m、60H、CH)、0.88(t、J=7.0Hz、3H、末端Me)。11B{H}NMR(128MHz、CDCN):δ-2.87、-9.93、-11.60。13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 138.9(s、CHCH、1C)、116.2(s、CHCH、1C)、57.8(s、アルファ-CH、2C)、51.2(brs、カルボラン-C、1C)、41.8(s、N-Me)、32.0(s、CH、2C)、30.6(s、CHCHCHCH、1C)、30.4-29.6(m、CH、24C)、28.9(s、CHCHCH、1C)、26.5(s、CH、2C)、24.5(s、CH、2C)、22.8(s、CH、2C)、14.3(s、末端CH、2C)。
[(1837MeNH][ヘキセニル-CB11Cl11]:300mg(83%)。H NMR(500MHz、CDCl):δ 6.19(brs、NH)、5.77(ddt、J=16.9、10.2、6.7Hz、1H)、5.00(dq、J=17.1、1.6Hz、1H)、4.94(dq、J=10.2、1.2Hz、1H)、3.25-3.08(m、6H、N-CH、アルファ-CH)、2.99(d、J=4.9Hz、3H、N-CH)、2.29(vt、J=9.6Hz、2H、ヘキシルのアルファC)、2.05(qt、J=6.8、1.3Hz、2H、ヘキシル-CH)、1.93-1.77(m、6H、CH)、1.32-1.16(m、62H、CH)、0.88(t、J=7.0Hz、3H、末端Me)。11B{H}NMR(128MHz、CDCN):δ-2.97、-9.99、-11.62。13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 138.4(s、CHCH、1C)、114.9(s、CHCH、1C)、57.9(s、アルファ-CH、2C)、51.7(brs、カルボラン-C、1C)、41.9(s、N-Me)、33.2(s、ヘキシル-CH、1C)、32.1(s、CH、2C)、31.2(s、ヘキシル-CH、1C)、30.4-29.6(m、CH、24C)、29.6(s、ヘキシル-CH、1C)、26.4(s、CH、2C)、24.5(s、CH、2C)、24.0(s、ヘキシル-CH、1C)、22.8(s、CH、2C)、14.3(s、末端CH、2C)。
[(1837MeNH][スチレニル-CB11Cl11]:330mg(82%)。H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 7.47(d、J=8.1Hz、2H)、7.24(d、J=8.1Hz、2H)、6.66(dd、J=17.6、10.9Hz、2H)、5.73(d、J=17.6Hz、1H)、5.23(d、J=10.9Hz、0H)、3.67(s、2H)、3.24-2.93(m、4H)、2.86(d、J=5.1Hz、3H、N-Me)、1.35-1.26(m、CH60H)、0.88(t、J=6.8Hz、6H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCN):δ-2.70、-9.95、-11.35。13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 136.8(s、CHCH、1C)、136.5(s、Ar、1C)、134.1(s、Ar、2C)、130.2(s、Ar、1C)、124.9(s、Ar、2C)、114.0(s、CHCH、1C)、57.5(s、アルファ-CH、2C)、49.2(brs、カルボラン-C、1C)、41.3(s、N-Me、1C)、35.6(s、ベンジル-CH、1C)、32.0(s、CH、4C)、29.8-29.6(m、CH、22C)、29.5(s、CH、2C)、29.4(s、CH、2C)、29.3(s、CH、2C)、29.0(s、CH、2C)、26.3(s、CH、2C)、24.4(s、CH、2C)、22.7(s、CH、2C)、14.2(s、末端CH、2C)。
[(1837MeNH][デシル-CB11Cl11]:340mg(80%)。H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 6.16(brs、N-H、1H)、3.27-3.08(m、N-CH、4H)、2.99(d、J=5.2Hz、N-Me、3H)、2.28-2.24(m、アルファ-デシル-CH、2H)、1.87-1.74(m、CH、6H)、1.41-1.26(m、CH、76H)、0.87(t、J=6.7Hz、末端-CH、9H)。11B{H}NMR(128MHz、CDCN):δ-3.22、-10.05、-11.38。13C{H}NMR(126MHz、CDCl):δ 58.1(s、アルファ-CH、2C)、51.5(brs、カルボラン-C、1C)、41.9(s、N-Me、1C)、32.01(s、N-アルキル-CH、2C)31.96(s、デシル-CH、1C)、31.3(s、デシル-CH、1C)、30.3(s、デシル-CH、1C)、29.8-29.3(m、CH、34C)、29.0(s、CH、2C)、26.4(s、CH、2C)、24.7(s、CH、2C)、24.5(s、デシル-CH、2C)、22.77(s、N-アルキル-CH、2C)、22.74(s、デシル-CH、1C)、14.21(s、N-アルキル末端CH、2C)、14.19(s、デシル末端CH)。
実施例4-1-オクテンの重合
ポリオクテンは、プロ触媒1およびオレフィン置換共触媒1を1-オクテン中で混合することによって調製した。ポリオクテン最終生成物の平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーによって1449amuのMnを有すると予め決定した。オレフィン組み込みに加えて、カルボラン活性化剤には、11個のホウ素原子(共触媒1における黒点)、11個の塩化物原子、および固定負電荷を含有する。ポリオレフィン(ポリオクテン)におけるアニオンの組み込みを確認するために、質量分析法を利用して、反応混合物および追加の対照を分析した。
触媒およびオレフィン置換カルボラン活性化剤から生成されるポリオクテンを、ネガティブモードフローインジェクション質量分析法分析に供して、カルボランのポリオクテンへの組み込みが起こったかを決定した。図1では、イオンの一価分布がm/z 112の間隔で観察された。m/z 786.056(すなわち、質量スペクトルにおいてOCで示される)の正確な質量分析がさらに調査され、5mDaの質量誤差を有する、C203711Cl11の実験式と一致した(図2)。実験式C203711Cl11の理論的同位体モデリングは、実験データの同位体プロファイルおよび相対存在量と一致した(図3)。112amuの実験式および周期性に基づいて、m/z 786.056は、2つのオクテンモノマーと重合されたカルボラン活性化剤と一致した。m/z 786.056のその後のフラグメンテーションは、カルボラン活性化剤の共有結合的な組み込みを確認するのを助けるために実施した。初期フラグメンテーション条件は、フラグメンテーションを生成するには70Vのエネルギーが必要であったが、フラグメントイオンを生成するのに十分なエネルギーがなかった(すなわち、35V)。フラグメンテーションの際、ホウ素ケージオレフィンリンカーでの炭素-炭素結合のホモリティック開裂が図4のスペクトルにおいて観察された。この観察は、通常よりも実質的に高いフラグメンテーション条件とともに、無傷のオレフィン含有カルボラン出発試薬がフラグメントイオンとして観察されなかったため、カルボラン活性化剤がポリオクテンに共有結合的に組み込まれていることを示す。このピークに加えて、質量スペクトルにおける他のイオン信号を調査した。全体として、m/z 786.056ピークは、他のイオン信号の代表例として機能した。追加のイオン信号(m/z 890-3100)の正確な質量分析、同位体モデリング、およびフラグメンテーションは、カルボラン活性化剤と組み込まれた最大22個のポリオクテン鎖が観察された、オクテンの増加した重合と一致した。比較目的で、触媒P1および水素置換(オレフィンなし)カルボラン活性化剤比較C3([B11Cl11CH]の式を有するアニオン)から生成されるポリオクテンを、図5のフローインジェクション分析およびデータ報告からのネガティブモード質量スペクトルで分析した。質量スペクトルは、比較C3がポリマー鎖に組み込まれなかったことを示す。図5の質量スペクトルにおける唯一の信号は、[B11Cl11CH]アニオンに対応する信号であった。
実施例5-重合結果
表1に記録されるデータを得るために、重合は、1-オクテンの重合セクションに記載される手順に従って実施した。表2に提示されるデータを得るために、重合反応は、前述のエチレン/1-オクテン共重合の一般的手順セクションにおける手順に従って実施した。活性化剤効率および得られたポリマー特徴を、共触媒1-7について評価し、共触媒1-7の各アニオンは、式(I)によるアニオンを有し、触媒(触媒1)は、式(X)のビス((フェニルフェノキシ)構造によるプロ触媒(プロ触媒3、本明細書では「P3」)および本開示において以前に記載された2つの他の触媒(プロ触媒1、本明細書では「P1」、およびプロ触媒2、本明細書では「P2」)から形成すると推定された。
共触媒1~7ならびに比較共触媒C1および比較共触媒C2、比較共触媒C3、および比較共触媒C4(本明細書では「比較C1」、「比較C2」、「比較C3」、および「比較C4」)の各々をプロ触媒1、プロ触媒2、またはプロ触媒3のうちの1つと混合して、16の触媒系を形成した。比較C1は、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートアニオン、および対カチオンとしてNH(Me)(C1837を有する化合物であった。比較C1は、工業規模のオレフィン重合反応において成功裏に使用されている。
共触媒1~7によって生成されるポリマーの密度は、0.86±0.05g/cmで測定した。
相互汚染を避けるために、1-オクテンはガラスバイアルにおいて重合した。この手順は、前の段落で説明される。生成されたポリオクテンは、広帯域誘電分光法によって測定した。図6~9は、広帯域誘電分光法のグラフである。触媒系から生成される各ポリマーは、低周波数で-1の傾きを示し、イオン拡散が誘電正接の主な要因であることを示す。図6のグラフは、比較C1および比較C2が同様の誘電正接を示すのに対し、共触媒1、2、3、および4を含む触媒系から生成されるポリマーは、比較共触媒の10分の1の誘電正接を示す。比較C2ならびに共触媒1、2、3、および4の間の差は、共触媒1、2、3、および4が、R位にビニル末端アルケンを含むことである。比較C2ならびに共触媒1、2、3、および4は、同様のサイズであり、したがって、同様の拡散速度を有するか予想されるであろう。したがって、比較共触媒の10分の1の減少は、共触媒1、2、3、および4の各々がポリオクテン主鎖に組み込まれており、自由に拡散することができず、したがって組み込まれていない比較C2と比較される場合、より低い誘電正接を有することを示す。
誘電正接試験は、Novocontrol Alpha A誘電体アナライザおよびカスタム試料セルで実施した。試料は、室温で0.01Hz~1MHz、1.5VACで測定した。簡潔に、試料セルをまず乾燥空気で測定して、バックグラウンド測定値を取得する。次いで、高粘性ポリオクテン試料をきれいなスパチュラで電極のうちの1つに置き、試験セルを閉じた。過剰なポリオクテンは、設計通りに電極から隣接するチャネルに押し出した。完全な試験セルの誘電正接を次いで測定した。試験セルを次いでトルエンで清浄し、次の測定の前に完全に乾燥させた。5つの異なるポリオクテン試料が提供され、3つは共触媒比較C1で作製され、1つはカルボランで、1つはアリル置換カルボランで作製した。再現性を確認するために、各試料を少なくとも2回測定した。
共触媒対プロ触媒の等価性は、1.2であった。
表2に記録されるエチレン-オクテンコポリマーの誘電正接を測定し、得られたスペクトルを図8および9に示す。図8は、プロ触媒P3および比較共触媒C1またはC3から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、プロ触媒P3および共触媒7から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、の2つの比較例のスペクトルを示す。共触媒7によって生成されるポリマーの誘電正接は、比較共触媒C1によって生成されるポリマーの誘電正接の10分の1である。
図9は、プロ触媒P2および比較共触媒C1またはC3から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、プロ触媒P2および共触媒7から生成されるエチレン-オクテンコポリマーと、の2つの比較例のスペクトルを示す。共触媒7およびプロ触媒P3によって生成され、図8に示されるポリマーの誘電正接と同様に、共触媒7およびプロ触媒P2によって生成されるポリマーの誘電正接は、プロ触媒P3および比較共触媒C1によって生成されるポリマー、ならびにプロ触媒P3および比較共触媒C3によって生成されるポリマーの誘電正接の10分の1である。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することであって、
前記共触媒が、カチオンおよびアニオンを含み、前記アニオンが、ビニル末端アルケン、1つのホウ素原子または2つ以上のホウ素原子、および少なくとも4つのハロゲン原子を有する構造を有する、重合することと、
前記共触媒の前記アニオンを前記ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入することであって、
前記ポリオレフィンが、
(1)前記ポリオレフィンのモル組成に基づいて、0より大きく、1モル%未満の前記共触媒の前記アニオン、および
(2)0.853~0.920g/cmの範囲の密度を含む、挿入することと、を含む、重合プロセス。
項2.
ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下で1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合することであって、
前記共触媒が、カチオンおよびアニオンを含み、前記アニオンが、式(I)による構造を有し、
式中、Rが、ビニル末端アルケンを有する不飽和(C-C20)ヒドロカルビルであり、各Xが、独立して、ハロゲン原子である、重合することと、
前記共触媒の前記アニオンを前記ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入することと、を含む、重合プロセス。
項3.
前記ポリオレフィンが、式(I)の前記アニオンのモル量が式(Ia)を有する比較アニオンによって置換されることを除いて、同一のポリマー条件下で生成される対応するポリオレフィン組成物よりも小さい誘電正接を有する、項2に記載のプロセス。
項4.
ポリオレフィンを生成するために、少なくとも1つの触媒および少なくとも1つの共触媒の存在下でエチレンモノマーおよび1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを共重合することであって、
前記共触媒が、カチオンおよびアニオンを含み、前記アニオンが、式(II)により、
-BR (II)
式中、
、R、R、およびRが、(C-C40)ヒドロカルビルから選択され、各(C-C40)ヒドロカルビルが、少なくとも1つのハロゲンで置換され、少なくとも1つの(C-C40)ヒドロカルビルが、ビニル末端アルケンで置換される、共重合することと、
前記共触媒の前記アニオンを前記ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入することであって、
前記ポリオレフィンが、1モルパーセント未満の前記共触媒の前記アニオンを含む、挿入することと、を含む、重合プロセス。
項5.
前記ビニル末端アルケンが、式(III)による構造を有し、
式中、nが、1~10の整数である、項1~3のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項6.
前記ビニル末端アルケンが、式(V)による構造を有し、
式中、yが、1~10の整数であり、xが、0、1、2、および3である、項1~3のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項7.
式(V)による前記ビニル末端アルケンが、式(IV)による構造を有し、
式中、yおよびxが、項5で定義される通りである、項5に記載の重合プロセス。
項8.
前記エチレン系ポリマーが、100Hzの周波数および130℃の温度で0.10未満の誘電正接を有する、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項9.
前記エチレン系ポリマーが、10Hzの周波数および130℃の温度で1.00未満の誘電正接を有する、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項10.
前記エチレン系ポリマーが、1.0Hzの周波数および130℃の温度で10未満の誘電正接を有する、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項11.
前記エチレン系ポリマーが、0.10Hzの周波数および130℃の温度で100未満の誘電正接を有する、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項12.
前記共触媒の前記カチオンが、N(H)R であり、式中、各Rが、(C-C20)アルキルまたは(C-C20)アリールから選択される、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項13.
前記共触媒の前記カチオンが、N(H)R であり、式中、少なくとも2つのRが、(C10-C20)アルキルから選択される、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項14.
前記共触媒の前記カチオンが、C(Cである、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項15.
前記共触媒の前記カチオンが、C(Cであり、式中、Rが、(C-C20)アルキルである、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項16.
前記ポリオレフィンが、ポリエチレンである、項1~15のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項17.
前記ポリオレフィンが、ポリオクテンである、項1~15のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項18.
前記ポリオレフィンが、エチレン系コポリマーである、項1~15のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項19.
前記プロセスが、エチレンおよび少なくとも1つの(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合する、項1~14のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項20.
前記プロセスが、エチレンおよび1-オクテンを重合する、項1~14のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項21.
各Xが、塩素原子である、先行項のいずれか一項に記載の重合プロセス。
項22.
前記ポリオレフィンが、0より大きく、1モルパーセント未満を含む、項2または項4に記載の重合プロセス。
項23.
前記ポリオレフィンが、0より大きく、0.1モルパーセント未満を含む、項2または項4に記載の重合プロセス。
項24.
前記ポリオレフィンが、0より大きく、0.1モルパーセント未満を含む、項2または項4に記載の重合プロセス。
項25.
前記ポリオレフィンが、0.853~0.920g/cmの範囲の密度を含む、項2~24のいずれか一項に記載の重合プロセス。

Claims (10)

  1. 少なくとも1つの触媒並びにカチオンおよびアニオンを含む少なくとも1つの共触媒の存在下で、1つ以上の(C-C12)α-オレフィンモノマーを重合して、ポリオレフィンを生成することと、
    前記共触媒の前記アニオンを前記ポリオレフィンのポリマー鎖に挿入することと、を含む、重合プロセスであって、
    前記アニオンが、式(I)による構造を有し、
    式中、●が、ホウ素原子であり、Rが、ビニル末端アルケンを有する不飽和(C-C20)ヒドロカルビルであり、各Xが、独立して、ハロゲン原子であり、
    前記カチオンが、 N(H)R C(C 、または C(C であり、式中、各R が(C -C 20 )アルキルまたは(C -C 20 )アリールから選択され、各R が(C -C 20 )アルキルであり、
    前記触媒が、プロ触媒1、プロ触媒2、およびプロ触媒3からなる群から選択されるプロ触媒を含む、重合プロセス。
  2. 前記ポリオレフィンが、式(I)のアニオンが式(Ia)の比較アニオンによって置換されることを除いて、同一の重合条件下で生成される対応するポリオレフィンよりも小さい誘電正接を有する、請求項1に記載のプロセス。
  3. 前記ビニル末端アルケンが、式(III)による構造を有し、
    式中、nが、1~10の整数である、請求項1または2に記載の重合プロセス。
  4. 前記ビニル末端アルケンが、式(V)による構造を有し、
    式中、yが、1~10の整数であり、xが、0~3の整数である、請求項1または2に記載の重合プロセス。
  5. 式(V)による前記ビニル末端アルケンが、式(IV)による構造を有し、
    式中、yおよびxが、請求項4で定義される通りである、請求項4に記載の重合プロセス。
  6. 前記ポリオレフィンが、100Hzの周波数および130℃の温度で0.10未満の誘電正接を有するか、または前記ポリオレフィンが、10Hzの周波数および130℃の温度で1.00未満の誘電正接を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  7. 前記ポリオレフィンが、1.0Hzの周波数および130℃の温度で10未満の誘電正接を有するか、または前記ポリオレフィンが、0.10Hzの周波数および130℃の温度で100未満の誘電正接を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  8. 前記共触媒の前記カチオンが、N(H)R であり、式中、少なくとも2つのRが、(C10-C20)アルキルから選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  9. 前記ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリオクテン、またはエチレン系コポリマーである、請求項1~8のいずれか一項に記載の重合プロセス。
  10. 各Xが、塩素原子である、請求項1~9のいずれか一項に記載の重合プロセス。
JP2021564842A 2019-04-30 2020-04-30 アルケン官能化活性化剤 Active JP7689081B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025016426A JP2025081367A (ja) 2019-04-30 2025-02-03 アルケン官能化活性化剤

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962840887P 2019-04-30 2019-04-30
US62/840,887 2019-04-30
PCT/US2020/030724 WO2020223488A1 (en) 2019-04-30 2020-04-30 Alkene functionalized activators

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025016426A Division JP2025081367A (ja) 2019-04-30 2025-02-03 アルケン官能化活性化剤

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022530670A JP2022530670A (ja) 2022-06-30
JP7689081B2 true JP7689081B2 (ja) 2025-06-05

Family

ID=70779910

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021564842A Active JP7689081B2 (ja) 2019-04-30 2020-04-30 アルケン官能化活性化剤
JP2025016426A Withdrawn JP2025081367A (ja) 2019-04-30 2025-02-03 アルケン官能化活性化剤

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025016426A Withdrawn JP2025081367A (ja) 2019-04-30 2025-02-03 アルケン官能化活性化剤

Country Status (8)

Country Link
US (1) US12497471B2 (ja)
EP (1) EP3962968A1 (ja)
JP (2) JP7689081B2 (ja)
KR (1) KR20220048970A (ja)
CN (1) CN113795523B (ja)
BR (1) BR112021021366A2 (ja)
SG (1) SG11202111068WA (ja)
WO (1) WO2020223488A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116209683B (zh) * 2020-08-10 2025-05-13 埃克森美孚化学专利公司 向聚合反应器递送非芳族溶液的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000178281A (ja) 1998-12-18 2000-06-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd イオン性化合物、オレフィン類重合用触媒及びオレフィン系重合体の製造方法
JP2009503243A (ja) 2005-08-04 2009-01-29 ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ コロラド, ア ボディー コーポレイト ラジカル重合用触媒
JP2021505696A (ja) 2017-10-31 2021-02-18 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー カルボラン共触媒を含む触媒系

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278272A (en) * 1991-10-15 1994-01-11 The Dow Chemical Company Elastic substantialy linear olefin polymers
JP3273944B2 (ja) 1991-11-25 2002-04-15 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク ポリアニオン性遷移金属触媒組成物
BE1007614A3 (nl) * 1993-10-11 1995-08-22 Dsm Nv Werkwijze voor de polymerisatie van een olefine in aanwezigheid van een katalysator gevormd uit halogeenmetalloceen.
EP0710663A1 (en) 1994-11-01 1996-05-08 Japan Polyolefins Co., Ltd. Boron-containing compound, its polymer, catalyst comprising the polymer and metallocene compound, and process for producing polyolefin
JPH08127611A (ja) * 1994-11-01 1996-05-21 Showa Denko Kk ホウ素含有化合物
DE69703438T2 (de) * 1996-03-29 2001-03-08 The Dow Chemical Co., Midland Metallocen cokatalysator
ATE202365T1 (de) * 1996-08-13 2001-07-15 Basell Polyolefine Gmbh Geträgertes katalysatorsystem, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung zur polymerisation von olefinen
JP2002503736A (ja) 1998-02-17 2002-02-05 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク エチレン共重合法
JPH11286491A (ja) * 1998-03-31 1999-10-19 Idemitsu Petrochem Co Ltd イオン性化合物、オレフィン重合用触媒およびオレフィン系重合体の製造方法
US6225427B1 (en) * 1998-10-15 2001-05-01 Uniroyal Chemical Company, Inc. Olefin polymerization process employing metallocene catalyst provided by cocatalyst activation of a metallocene procatalyst
US6465385B1 (en) 1999-02-12 2002-10-15 Sunoco, Inc. (R&M) Zwitterionic polymerization catalyst
US6809209B2 (en) * 2000-04-07 2004-10-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Nitrogen-containing group-13 anionic compounds for olefin polymerization
US6727361B2 (en) 2000-11-07 2004-04-27 Symyx Technologies, Inc. Phosphino substituted pyridine amine ligands
CA2347410C (en) 2001-05-11 2009-09-08 Nova Chemicals Corporation Solution polymerization process catalyzed by a phosphinimine catalyst
AU2003225156A1 (en) 2002-04-24 2003-11-10 Symyx Technologies, Inc. Bridged bi-aromatic ligands, complexes, catalysts and processes for polymerizing and poymers therefrom
US6953764B2 (en) 2003-05-02 2005-10-11 Dow Global Technologies Inc. High activity olefin polymerization catalyst and process
US7026415B2 (en) * 2004-02-17 2006-04-11 Equistar Chemicals, Lp Clathrochelates as olefin polymerization catalyst components
BRPI0711029A2 (pt) 2006-05-17 2011-05-31 Dow Global Technologies Inc processo para polimerização de etileno e uma ou mais a-olefinas ou diolefinas de c3-30
CA2598960C (en) 2007-08-27 2015-04-07 Nova Chemicals Corporation High temperature process for solution polymerization
US8372927B2 (en) 2008-08-21 2013-02-12 Dow Global Technologies, Llc Metal-ligand complexes and catalysts
KR101827023B1 (ko) 2010-02-19 2018-02-07 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 금속-리간드 착체 및 촉매
JP6018984B2 (ja) 2013-07-31 2016-11-02 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子および画像表示装置
CN104610334A (zh) * 2015-02-03 2015-05-13 西安近代化学研究所 一种烯基碳硼烷衍生物的合成方法
CN105399885B (zh) 2015-09-08 2017-08-29 哈尔滨工业大学无锡新材料研究院 耐高温三元乙丙橡胶及其制备方法
SG11201808184YA (en) 2016-03-31 2018-10-30 Dow Global Technologies Llc Olefin polymerization catalyst systems and methods of use thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000178281A (ja) 1998-12-18 2000-06-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd イオン性化合物、オレフィン類重合用触媒及びオレフィン系重合体の製造方法
JP2009503243A (ja) 2005-08-04 2009-01-29 ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ コロラド, ア ボディー コーポレイト ラジカル重合用触媒
JP2021505696A (ja) 2017-10-31 2021-02-18 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー カルボラン共触媒を含む触媒系

Also Published As

Publication number Publication date
US20230183401A1 (en) 2023-06-15
BR112021021366A2 (pt) 2022-03-15
JP2022530670A (ja) 2022-06-30
KR20220048970A (ko) 2022-04-20
EP3962968A1 (en) 2022-03-09
CN113795523B (zh) 2024-03-08
CN113795523A (zh) 2021-12-14
SG11202111068WA (en) 2021-11-29
WO2020223488A1 (en) 2020-11-05
US12497471B2 (en) 2025-12-16
JP2025081367A (ja) 2025-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102510732B1 (ko) 큰 알킬기를 갖는 양이온을 함유한 비배위 음이온형 활성제
US8623974B2 (en) Branched vinyl terminated polymers and methods for production thereof
KR102677352B1 (ko) 장쇄 알콕시 작용기를 갖는 양이온을 함유하는 비배위 음이온 활성화제
US20030171206A1 (en) Imino-amide catalyst compositions for the polymerization of olefins
JP2014508848A (ja) 分枝ビニル末端ポリマー及びその製造方法
JPH10502342A (ja) エチレン−α−オレフィンコポリマー製造触媒のためのモノシクロペンタジエニル金属化合物
JP2025081367A (ja) アルケン官能化活性化剤
EP2897726B1 (en) Production of vinyl terminated polyethylene
EP4182366A1 (en) Hydrocarbyl-modified methylaluminoxane cocatalysts for bis-phenylphenoxy metal-ligand complexes
KR20220098363A (ko) 비페닐페놀 중합 촉매
WO2021022014A1 (en) Polymerization of ethylene in solution processes using a ziegler-natta catalyst and a hydrogenation procatalyst
EP0598134A1 (en) Process for producing polyolefin
EP4182364A1 (en) Hydrocarbyl-modified methylaluminoxane cocatalysts for bis-phenylphenoxy metal-ligand complexes
JP7726977B2 (ja) 拘束幾何プロ触媒のためのヒドロカルビル変性メチルアルミノキサン助触媒
RU2829910C1 (ru) Катализатор для полимеризации олефинов и способ полимеризации с его использованием
ES2866052T3 (es) Complejos de bisfenolatos de metales de transición, producción y uso de los mismos
JP2023534663A (ja) ビス-フェニルフェノキシ金属-配位子錯体のためのヒドロカルビル修飾メチルアルミノオキサン共触媒

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20211117

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211102

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20211117

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20220301

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240409

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240708

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20241008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250430

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250526

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7689081

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150