特許 6309206 極性基含有オレフィン系共重合体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6309206

(24)【登録日】2018年3月23日

(45)【発行日】2018年4月11日

(54)【発明の名称】極性基含有オレフィン系共重合体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08F 4/80 20060101AFI20180402BHJP

   C08F 10/00 20060101ALI20180402BHJP

   C07F 15/00 20060101ALI20180402BHJP

   C07F 9/50 20060101ALI20180402BHJP

【ＦＩ】

   C08F4/80

   C08F10/00

   C07F15/00 C

   C07F9/50

【請求項の数】11

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2013-99944(P2013-99944)

(22)【出願日】2013年5月10日

(65)【公開番号】特開2014-159540(P2014-159540A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2016年5月6日

(31)【優先権主張番号】特願2013-10226(P2013-10226)

(32)【優先日】2013年1月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081086

【弁理士】

【氏名又は名称】大家 邦久

(74)【代理人】

【識別番号】100121050

【弁理士】

【氏名又は名称】林 篤史

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慎庫

(72)【発明者】

【氏名】野崎 京子

(72)【発明者】

【氏名】太田 祐介

(72)【発明者】

【氏名】奥村 吉邦

(72)【発明者】

【氏名】黒田 潤一

【審査官】 大久保 智之

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０５０２５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０６８８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 JACS，２０１４年，136，11898-11901

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｆ ４

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一般式（Ｃ３）

【化1】

（式中、Ｍは周期律表第１０族の金属原子を表し、Ｘはリン原子（Ｐ）または砒素原子（Ａｓ）を表し、Ｒ⁵は水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基及びアシロキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、４個のＲ⁸はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数６〜１８のアリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、Ｒ⁶及びＲ⁷はそれぞれ独立して、下記化学式

【化2】

【化3】

【化4】

で示される基のいずれかであり（ただし、上記化学式はＲ⁶及びＲ⁷とＸの結合位置を示すためにＸ−Ｒ⁶、Ｘ−Ｒ⁷部位として示している。Ｍｅはメチル基である。）、Ｌは電子供与性配位子を表し、ｑは０、１／２、１または２である。）
で示される金属錯体を重合触媒として使用することを特徴とする一般式（１）

【化5】

（式中、Ｒ¹は水素原子または炭素原子数１〜２０の炭化水素基を表す。）
で示されるオレフィンを含むモノマーの単独重合体または共重合体の製造方法。

【請求項2】

共重合体が、一般式（１）

【化6】

（式中の記号は請求項１の記載と同じ意味を表す。）
で示されるオレフィンと一般式（２）

【化7】

（式中、Ｒ²は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ³は−ＣＯＯＲ¹²、−ＣＮ、−ＯＣＯＲ¹²、−ＯＲ¹²、−ＣＨ₂−ＯＣＯＲ¹²、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｎ（Ｒ¹³）₂または−ＣＨ₂−Ｈａｌ（Ｒ¹²は水素原子または炭素原子数１〜５の炭化水素基を表し、Ｒ¹³は水素原子、炭素数１〜５の炭化水素基、炭素数６〜１８の芳香族性置換基、またはアルコキシカルボニル基を表し、Ｈａｌはハロゲン原子を表す。）を表す。）で示される極性基を有するオレフィンとの共重合体である請求項１に記載の重合体の製造方法。

【請求項3】

Ｒ⁶またはＲ⁷の少なくとも一方が下記式

【化8】

（式中、（Ｘ）は一般式（Ｃ３）のＸと結合する位置を示す。）
で示される２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル基（メンチル基）である請求項１または２に記載の重合体の製造方法。

【請求項4】

Ｒ⁶及びＲ⁷がともに２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル基（メンチル基）である請求項１または２に記載の重合体の製造方法。

【請求項5】

Ｒ⁸がすべて水素原子である請求項１〜４のいずれかに記載の重合体の製造方法。

【請求項6】

ＭがＰｄである請求項１〜５のいずれかに記載の重合体の製造方法。

【請求項7】

ＸがＰである請求項１〜６のいずれかに記載の重合体の製造方法。

【請求項8】

一般式（１）で示されるオレフィンがエチレンである請求項１〜７のいずれかに記載の重合体の製造方法。

【請求項9】

一般式（２）で示されるオレフィンが、Ｒ³が−ＣＨ₂−ＯＣＯＲ¹²、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｎ（Ｒ¹³）₂または−ＣＨ₂−Ｈａｌ（Ｒ¹²、Ｒ¹³及びＨａｌは、一般式（２）の記載と同じ意味を表す。）を表すアリル化合物である請求項２〜８のいずれかに記載の重合体の製造方法。

【請求項10】

一般式（２）で示される極性基を有するオレフィンが酢酸アリルである請求項２〜８のいずれかに記載の重合体の製造方法。

【請求項11】

下記式（Ｃ４）

【化9】

（式中、Ｍｅｎはメンチル基を表し、Ｍｅはメチル基を表す。）で示される化合物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オレフィン系重合体、特に極性基を有するアリル化合物等の極性基含有モノマーの重合体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

非極性モノマーであるエチレンやプロピレンなどのオレフィンと極性基を有するビニルモノマーとの共重合体は広く知られている。特にエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）は、エチレンとビニルアルコールとからなるランダム共重合体であり、エチレンと酢酸ビニルのラジカル共重合で得られるエチレン−酢酸ビニル共重合体をケン化することによって合成される。ＥＶＯＨはその優れたガスバリア性を生かして、食品包装用途など広い分野で使用されている。

【0003】

一方で、アリル基を有するモノマーの重合はビニルモノマーと比べて難しく、その重合体は殆ど知られていない。その主な理由は、アリル基を有するモノマーをラジカル重合させた場合、モノマーへの退化的連鎖移動反応のためポリマーの生長反応が極めて遅く、重合度の低いオリゴマーしか得られなかったためである（Chem. Rev. 58, 808 (1958)）。

【0004】

特開２０１１−６８８８１号公報（特許文献１）及びJ. Am. Chem. Soc., 133, 1232 (2011)（非特許文献１）には、周期律表第１０族の金属錯体触媒を使用したエチレンと極性基含有アリルモノマーの配位共重合が示されており、ラジカル重合法では得られなかった極性基含有アリルモノマー共重合体を合成している。しかしながら、得られた重合体の分子量が、数平均分子量（Ｍｎ）で数千〜数万程度であり、フィルム成形性や透明性の面で、向上の余地があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−６８８８１号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】J. Am. Chem. Soc., 133, 1232 (2011)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、種々の応用が可能な高分子量の極性基を有するオレフィン共重合体の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、新規の周期律表第１０族金属錯体を触媒として極性基含有ビニルモノマー（極性基を有するアリルモノマーを含む）を重合することにより、種々の応用が可能な高分子量の極性基を有するビニルモノマー共重合体が提供可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0009】

すなわち、本発明は以下の［１］〜［１７］の重合体の製造方法、及び［１８］の化合物に関する。
［１］ 一般式（Ｃ１）

【化1】

（式中、Ｍは周期律表第１０族の金属原子を表し、Ｘはリン原子（Ｐ）または砒素原子（Ａｓ）を表し、Ｒ⁵は水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基及びアシロキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｙ、Ｒ⁶及びＲ⁷はそれぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｒ⁶及びＲ⁷のうち少なくとも一方が、一般式（５）

【化2】

（式中、Ｒは置換基を有してもよい炭素原子数１〜１４のアルキレン基を表し、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は、それぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｒ⁹及びＲ¹⁰の少なくとも一方は、水素原子ではなく、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹及び前記アルキレン基Ｒは、それぞれで結合して、環構造を形成してもよい。なお、式中では、炭素原子と一般式（Ｃ１）におけるＸとの結合も表記している。）で示されるシクロアルキル基を表し、ＱはＺ［−Ｓ（＝Ｏ）₂−Ｏ−］Ｍ、Ｚ［−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−］Ｍ、Ｚ［−Ｐ（＝Ｏ）（−ＯＨ）−Ｏ−］ＭまたはＺ［−Ｓ−］Ｍの「［ ］」の中に示される２価の基を表し（ただし、両側のＺ、Ｍは基の結合方向を示すために記載している。）、Ｚは水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜４０の炭化水素基を表し、ＹとＺは結合して環構造を形成してもよく、Ｒ⁶またはＲ⁷はＹと結合して環構造を形成してもよい。また、Ｌは電子供与性配位子を表し、ｑは０、１／２、１または２である。）
で示される金属錯体を重合触媒として使用することを特徴とする一般式（１）

【化3】

（式中、Ｒ¹は水素原子または炭素原子数１〜２０の炭化水素基を表す。）
で示されるオレフィンを含むモノマーの単独重合体または共重合体の製造方法。
［２］ 共重合体が、一般式（１）

【化4】

（式中の記号は前項１の記載と同じ意味を表す。）
で示されるオレフィンと一般式（２）

【化5】

（式中、Ｒ²は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ³は−ＣＯＯＲ¹²、−ＣＮ、−ＯＣＯＲ¹²、−ＯＲ¹²、−ＣＨ₂−ＯＣＯＲ¹²、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｎ（Ｒ¹³）₂または−ＣＨ₂−Ｈａｌ（Ｒ¹²は水素原子または炭素原子数１〜５の炭化水素基を表し、Ｒ¹³は水素原子、炭素数１〜５の炭化水素基、炭素数６〜１８の芳香族性置換基、またはアルコキシカルボニル基を表し、Ｈａｌはハロゲン原子を表す。）を表す。）で示される極性基を有するオレフィンとの共重合体である前項１に記載の重合体の製造方法。
［３］ 一般式（５）中、置換基を有してもよいアルキレン基Ｒの炭素原子数が２〜６である前項１または２に記載の重合体の製造方法。
［４］ 一般式（５）中、置換基を有してもよいアルキレン基Ｒの炭素原子数が４である前項１〜３のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［５］ 一般式（５）中、Ｒ⁹またはＲ¹⁰の少なくとも一方が、炭素原子数１〜６のアルキル基またはシクロアルキル基である前項１〜４のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［６］ 一般式（５）中、Ｒ⁹またはＲ¹⁰の少なくとも一方がイソプロピル基である前項１〜５のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［７］ 一般式（Ｃ１）中、Ｒ⁶またはＲ⁷の少なくとも一方が下記式

【化6】

（式中、炭素原子とＸとの結合も表記しており、Ｘは一般式（Ｃ１）の記載と同じ意味を表す。）
で示される２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル基（メンチル基）である前項１〜６のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［８］ 一般式（Ｃ１）中、Ｒ⁶及びＲ⁷がともに２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル基（メンチル基）である前項１〜７のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［９］ 一般式（Ｃ１）で示される触媒が、一般式（Ｃ２）

【化7】

（式中、Ｙ¹はハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜７０の２価の炭化水素基を表し、Ｑ、Ｍ、Ｘ、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｌ及びｑは一般式（Ｃ１）の記載と同じ意味を表す。）
で示される前項１〜８のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［１０］ 一般式（Ｃ２）中のＱが−ＳＯ₂−Ｏ−である（ただし、ＳはＹ¹に結合し、ＯはＭに結合する。）前項９に記載の重合体の製造方法。
［１１］ 一般式（Ｃ２）で示される触媒が、一般式（Ｃ３）

【化8】

（式中、４個のＲ⁸はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数６〜１８のアリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、Ｍ、Ｘ、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｌ及びｑは一般式（Ｃ１）の記載と同じ意味を表す。）
で示される前項９または１０に記載の重合体の製造方法。
［１２］ 一般式（Ｃ３）中のＲ⁸がすべて水素原子である前項１１に記載の重合体の製造方法。
［１３］ ＭがＰｄである前項１〜１２のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［１４］ ＸがＰである前項１〜１３のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［１５］ 一般式（１）で示されるオレフィンがエチレンである前項１〜１４のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［１６］ 一般式（２）で示される極性基を有するオレフィンが、Ｒ³が−ＣＨ₂−ＯＣＯＲ¹²、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｎ（Ｒ¹³）₂または−ＣＨ₂−Ｈａｌ（Ｒ¹²、Ｒ¹³及びＨａｌは、一般式（２）の記載と同じ意味を表す。）を表すアリル化合物である前項１〜１５のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［１７］ 一般式（２）で示される極性基を有するオレフィンが酢酸アリルである前項１〜１６のいずれかに記載の重合体の製造方法。
［１８］ 下記式（Ｃ４）

【化9】

（式中、Ｍｅｎはメンチル基を表し、Ｍｅはメチル基を表す。）で示される化合物。

【発明の効果】

【0010】

周期律表第１０族の金属錯体を触媒として使用し、極性基を有するアリルモノマーを含む極性基を有するオレフィンと無極性オレフィンを共重合させる本発明の方法により、従来困難であった高分子量の極性基を有する共重合体を得ることができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［触媒］
本発明で使用する周期表第１０族金属錯体からなる触媒（の構造）は、一般式（Ｃ１）で示される。

【化10】

式中、Ｍは周期律表第１０族の金属原子を表す。Ｘはリン（Ｐ）原子または砒素原子（Ａｓ）を表す。Ｒ⁵は水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｙ、Ｒ⁶及びＲ⁷はそれぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｒ⁶及びＲ⁷のうち少なくとも一方が、一般式（５）

【化11】

（式中、Ｒは置換基を有してもよい炭素原子数１〜１４のアルキレン基を表し、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は、それぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｒ⁹及びＲ¹⁰のうち少なくとも一方は、水素原子ではなく、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹及び前記アルキレン基Ｒは、それぞれで結合して、環構造を形成してもよい。なお、式中では、炭素原子と一般式（Ｃ１）におけるＸとの結合も表記している。）で示されるシクロアルキル基を表す。

【0012】

ＱはＺ［−Ｓ（＝Ｏ）₂−Ｏ−］Ｍ、Ｚ［−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−］Ｍ、Ｚ［−Ｐ（＝Ｏ）（−ＯＨ）−Ｏ−］Ｍ、またはＺ［−Ｓ−］Ｍの「［ ］」の中に示される２価の基を表す（ただし、両側のＺ、Ｍは基の結合方向を示すために記載している。）。Ｚは水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜４０の炭化水素基を表す。ＹとＺは結合して環構造を形成してもよい。Ｒ⁶及び／またはＲ⁷はＹと結合して環構造を形成してもよい。Ｌは電子供与性配位子を表し、ｑは０、１／２、１または２である。
また、本明細書では、「炭化水素」は飽和、不飽和の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素を含む。

【0013】

以下、一般式（Ｃ１）の構造について説明する。
Ｍは周期律表第１０族の元素を表す。周期律表第１０族の元素としては、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔが挙げられるが、触媒活性や得られる分子量の観点からＮｉ及びＰｄが好ましく、Ｐｄがより好ましい。

【0014】

Ｘはリン原子（Ｐ）または砒素原子（Ａｓ）であり、中心金属Ｍに２電子配位している。Ｘとしては、入手が容易であることと触媒コストの面からＰが好ましい。
Ｒ⁵は、水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基及びアシロキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表す。ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基及びアシロキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基における炭素原子数１〜３０の炭化水素基としては炭素原子数１〜６のアルキル基が好ましい。ハロゲン原子は塩素、臭素が好ましい。アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基が好ましい。アリールオキシ基としてはフェノキシ基が好ましい。アシロキシ基としてはアセトキシ基、ピバロキシ基が好ましい。Ｒ⁵の特に好ましい例として、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、メトキシメチル基、フェノキシメチル基、１−アセトキシフェニル基、１−ピバロキシプロピル基などが挙げられる。

【0015】

Ｙ、Ｒ⁶及びＲ⁷はそれぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｒ⁶及びＲ⁷のうち少なくとも一方が、前記一般式（５）で示されるシクロアルキル基を表す。さらには、Ｒ⁶及びＲ⁷は、合成の容易さから双方とも前記一般式（５）で示されるシクロアルキル基であることが好ましい。

【0016】

Ｙ、Ｒ⁶及びＲ⁷のアルコキシ基としては、炭素原子数１〜２０のものが好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基などが挙げられる。Ｙ、Ｒ⁶及びＲ⁷のアリールオキシ基としては炭素原子数６〜２４のものが好ましく、フェノキシ基などが挙げられる。Ｙ、Ｒ⁶及びＲ⁷のシリル基としてはトリメチルシリル基、アミノ基としてはアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基などが挙げられる。また、Ｒ⁶とＲ⁷は同じでも、異なっていてもよい。また、Ｒ⁶とＲ⁷は結合して環構造を形成してもよい。Ｒ⁶及び／またはＲ⁷はＹと結合して環構造を形成してもよい。Ｙ及びＲ⁶、Ｒ⁷が表すハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、１−アダマンチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基、２’−メトキシベンジル基、３’−メトキシベンジル基、４’−メトキシベンジル基、４’−トリフルオロメチルベンジル基、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、２−イソプロピルフェニル基、３−イソプロピルフェニル基、４−イソプロピルフェニル基、２，６−ジイソプロピルフェニル基、３，５−ジイソプロピルフェニル基、２，４，６−トリイソプロピルフェニル基、２−ｔ−ブチルフェニル基、２−シクロヘキシルフェニル基、２−メトキシフェニル基、３−メトキシフェニル基、４−メトキシフェニル基、２，６−ジメトキシフェニル基、３，５−ジメトキシフェニル基、２，４，６−トリメトキシフェニル基、４−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、４−トリフルオロメチルフェニル基、３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、２−フリル基、２−ビフェニル基、２’，６’−ジメトキシ−２−ビフェニル基、２’−メチル−２−ビフェニル基、２’，４’，６’−トリイソプロピル−２−ビフェニル基などが挙げられる。

【0017】

一般式（５）において、Ｒは置換基を有してもよい炭素原子数１〜１４のアルキレン基を表す。Ｒ⁹、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は、それぞれ独立して、水素原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基を表し、Ｒ⁹及びＲ¹⁰のうち少なくとも一方は、水素原子でない。この水素原子でない置換基Ｒ⁹またはＲ¹⁰が、重合反応中のβ−水素脱離によるポリマーの連鎖移動を抑制して、得られる重合体の分子量を向上させると考えられる。Ｒ⁹、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹が表すアルコキシ基、アリールオキシ基、シリル基、アミノ基、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜３０の炭化水素基の具体例として、前記のＹ及びＲ⁶、Ｒ⁷の具体例と同様のものが挙げられる。Ｒ⁹、Ｒ¹⁰及びＲ¹¹は、同じでも異なっていてもよい。Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹及び前記アルキレン基Ｒは、それぞれで結合して、環構造を形成してもよい。前記アルキレン基Ｒは、炭素原子数が２〜６であるものが好ましく、炭素原子数が４であるものがより好ましい。

【0018】

Ｒ⁹またはＲ¹⁰の少なくとも一方は、炭素原子数１〜６のアルキル基または炭素原子数３〜８のシクロアルキル基であることが好ましい。さらにＲ⁹、Ｒ¹⁰は少なくとも一方がイソプロピル基であることが好ましい。

【0019】

以下、Ｒ⁶またはＲ⁷が一般式（５）で表される場合のＸ−Ｒ⁶またはＸ−Ｒ⁷部位の具体例を挙げる。なお、Ｍｅはメチル基を表し、ＸとＭ、ＸとＹとの結合は省略している。

【化12】

【0020】

【化13】

【0021】

【化14】

【0022】

【化15】

【0023】

【化16】

【0024】

【化17】

【0025】

これらの中で、Ｒ⁶及びＲ⁷は下記式で示されるメンチル基が好ましい。さらにＲ⁶及びＲ⁷は双方ともメンチル基であることがより好ましい。

【化18】

Ｑは−Ｓ（＝Ｏ）₂−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｐ（＝Ｏ）（−ＯＨ）−Ｏ−、または−Ｓ−で示される２価の基を表し、Ｍに１電子配位する部位である。前記各式の左側がＺに結合し、右側がＭに結合している。これらの中でも触媒活性の面から−Ｓ（＝Ｏ）₂−Ｏ−が特に好ましい。

【0026】

Ｚは水素原子、またはハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜４０の炭化水素基を表す。ＹとＺは結合して環構造を形成してもよい。「ハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜４０の炭化水素基」におけるハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基の具体例としてはＹ、Ｒ⁶及びＲ⁷について述べたものが挙げられる。炭素原子数１〜４０の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、フェニル基、２−イソプロピルフェニル基、２，６−ジイソプロピルフェニル基などが挙げられる。

【0027】

Ｚ−Ｑ部位は電気陰性度の大きい酸素原子または硫黄原子で金属原子Ｍに１電子配位している。Ｚ−Ｑ−Ｍ間の結合電子は、ＭからＺ−Ｑに移動しているため、形式上、Ｚ−Ｑをアニオン状態、Ｍをカチオン状態で表記することも可能である。

【0028】

一般式（Ｃ１）において、Ｙ部位とＺ部位は結合することができる。この場合、一般式（Ｃ１）は一般式（Ｃ２）で示される。一般式（Ｃ２）では、Ｙ−Ｚ部位を一体としてＹ¹で示している。ここで、Ｙ¹はＱとＸとの間の架橋構造を表すことになる。

【化19】

【0029】

式中、Ｙ¹はハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基から選ばれる１つ以上の基で置換されていてもよい炭素原子数１〜７０の２価の炭化水素基を表す。Ｑ、Ｍ、Ｘ、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｌ及びｑは一般式（Ｃ１）と同じ意味を表す。
Ｙ¹におけるハロゲン原子、アルコキシ基及びアリールオキシ基の具体例はＹで説明したものと同様である。炭素原子数１〜７０の炭化水素基としては、アルキレン基、アリーレン基等が挙げられ、特にアリーレン基が好ましい。
Ｒ⁶及びＲ⁷の具体例は、前記と同様のものが挙げられる。

【0030】

架橋構造Ｙ¹はＸとＱ部位を結合する架橋部位である。ＸをＰ原子で示した架橋構造Ｙ¹の具体例を以下に示す。ここで、複数のＲ¹⁴は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子１〜２０の炭化水素基、またはハロゲン原子で置換された炭素原子数１〜２０の炭化水素基を表す。

【化20】

【0031】

置換基Ｒ⁶またはＲ⁷は、Ｙ¹部位と結合して環構造を形成してもよい。具体的には以下に示す構造が挙げられる。なお、以下の例は、置換基Ｒ⁶とＹ¹部位が結合して環構造を形成している場合を示している。

【化21】

【0032】

一般式（Ｃ２）で示される触媒の中でも、特に以下の一般式（Ｃ３）で示されるものが好ましい。

【化22】

式中、４個のＲ⁸はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数６〜１８のアリールオキシ基、またはハロゲン原子を表し、Ｍ、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｌ及びｑは一般式（Ｃ１）と同じ意味を表す。

【0033】

式（Ｃ３）においては、Ｒ⁵は炭素原子数１〜６のアルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。Ｒ⁶及びＲ⁷は、少なくとも一方が２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキシル基（メンチル基）であることが好ましく、ともにメンチル基であることが特に好ましい。ＭはＰｄが好ましい。

【0034】

一般式（Ｃ３）で示される触媒の中でも特に下記式（Ｃ４）で示される化合物が好ましい。

【化23】

【0035】

一般式（Ｃ１）及び（Ｃ２）で示される触媒の金属錯体は、公知の文献（例えば、J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8948）に記載の方法と同様の方法で、合成することができる。すなわち、０価あるいは２価のＭソースと一般式（Ｃ１）または（Ｃ２）中の配位子とを反応させて金属錯体を合成する。

【0036】

一般式（Ｃ３）及び式（Ｃ４）で示される化合物は、一般式（Ｃ２）中のＹ¹及びＱを、一般式（Ｃ３）及び式（Ｃ４）に対応する特定の基にすることにより合成することができる。

【0037】

０価のＭソースは、パラジウムソースとして、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウムが挙げられ、ニッケルソースとして、テトラカルボニルニッケル（０）：Ｎｉ（ＣＯ）₄、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケルが挙げられる。

【0038】

２価のＭソースは、パラジウムソースとして、（１，５−シクロオクタジエン）（メチル）塩化パラジウム、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、ビス（アセトニトリル）ジクロロパラジウム：ＰｄＣｌ₂（ＣＨ₃ＣＮ）₂、ビス（ベンゾニトリル）ジクロロパラジウム：ＰｄＣｌ₂（ＰｈＣＮ）₂、（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン）ジクロロパラジウム（II）：ＰｄＣｌ₂（ＴＭＥＤＡ）、（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン）ジメチルパラジウム（II）：ＰｄＭｅ₂（ＴＭＥＤＡ）、ビス（アセチルアセトナト）パラジウム（II）：Ｐｄ（acac）₂（acac＝アセチルアセトナト）、（トリフルオロメタンスルホン酸パラジウム（II）：Ｐｄ（ＯＳＯ₂ＣＦ₃）₂が、ニッケルソースとして、（アリル）塩化ニッケル、（アリル）臭化ニッケル、塩化ニッケル、酢酸ニッケル、ビス（アセチルアセトナト）ニッケル（II）：Ｎｉ（acac）₂、（１，２−ジメトキシエタン）ジクロロニッケル（II）：ＮｉＣｌ₂（ＤＭＥ）、トリフルオロメタンスルホン酸ニッケル（II）：Ｎｉ（ＯＳＯ₂ＣＦ₃）₂が挙げられる。

【0039】

一般式（Ｃ１）または一般式（Ｃ２）で示される金属錯体は、単離して使用することができるが、錯体を単離することなくＭを含む金属ソースと配位子前駆体を反応系中で接触させて、これをそのまま（in situ）重合に供することもできる。特に一般式（Ｃ１）及び（Ｃ２）中のＲ⁵が水素原子の場合、０価のＭを含む金属ソースと配位子前駆体とを反応させた後、錯体を単離することなくそのまま重合に供することが好ましい。
この場合の配位子前駆体は、一般式（Ｃ１）の場合、

【化24】

（式中の記号は前記と同じ意味を表す。）、及び

【化25】

（式中の記号は前記と同じ意味を表す。）
で示される。
一般式（Ｃ２）の場合、一般式（Ｃ２−１）

【化26】

（式中の記号は前記と同じ意味を表す。）
で示される。

【0040】

一般式（Ｃ１）におけるＭソース（Ｍ）と配位子前駆体（Ｃ１−１）（Ｘ）あるいは配位子前駆体（Ｃ１−２）（Ｚ）との比率（Ｘ／ＭあるいはＺ／Ｍ）またはＭソース（Ｍ）と配位子前駆体（Ｃ２−１）（Ｃ２配位子）との比率（（Ｃ２配位子）／Ｍ）は、０．５〜２．０の範囲で、さらには、１．０〜１．５の範囲で選択することが好ましい。

【0041】

一般式（Ｃ１）あるいは一般式（Ｃ２）の金属錯体を単離する場合、予め電子供与性配位子（Ｌ）を配位させて安定化させたものを用いることもできる。この場合、ｑは１／２、１または２となる。ｑが１／２とは一つの２価の電子供与性配位子が２つの金属錯体に配位していることを意味する。ｑは金属錯体触媒を安定化する意味で１／２または１が好ましい。なお、ｑが０の場合は配位子がないことを意味する。

【0042】

電子供与性配位子（Ｌ）とは、電子供与性基を有し、金属原子Ｍに配位して金属錯体を安定化させることのできる化合物である。

【0043】

電子供与性配位子（Ｌ）としては、硫黄原子を有するものとしてジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。窒素原子を有するものとして、アルキル基の炭素原子数１〜１０のトリアルキルアミン、アルキル基の炭素原子数１〜１０のジアルキルアミン、ピリジン、２，６−ジメチルピリジン（別名：２，６−ルチジン）、アニリン、２，６−ジメチルアニリン、２，６−ジイソプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）、アセトニトリル、ベンゾニトリル、キノリン、２−メチルキノリンなどが挙げられる。酸素原子を有するものとして、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタンが挙げられる。金属錯体の安定性及び触媒活性の観点から、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ピリジン、２，６−ジメチルピリジン（別名：２，６−ルチジン）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）が好ましく、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、２，６−ジメチルピリジン（別名：２，６−ルチジン）がより好ましい。

【0044】

一般式（Ｃ１）、一般式（Ｃ２）、または一般式（Ｃ３）で示される金属錯体は、担体に担持して重合に使用することもできる。この場合の担体は、特に限定されないが、シリカゲル、アルミナなどの無機担体、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機担体などを挙げることができる。金属錯体の担持法としては、金属錯体の溶液を担体に含浸させて乾燥する物理的な吸着方法や、金属錯体と担体とを化学的に結合させて担持する方法などが挙げられる。

【0045】

［モノマー］
本発明の重合体の製造方法に用いられる第１のモノマーであるオレフィンは、一般式（１）

【化27】

で示される。

【0046】

一般式（１）において、Ｒ¹は水素原子または炭素原子数１〜２０の炭化水素基を表す。Ｒ¹としては、水素原子、炭素原子数１〜３のアルキル基または炭素原子数６〜２０のアリール基が好ましい。具体的には、一般式（１）のオレフィンとして、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、スチレンが挙げられる。この中で、エチレン及びプロピレンが好ましく、エチレンがより好ましい。またこれらは１種を単独で、あるいは２種以上を組み合わせて重合することができる。

【0047】

本発明では、さらに極性基を有するオレフィンやその他のモノマーを共重合することができる。本発明で共重合に用いられる第２のモノマーである極性基を有するオレフィンは、一般式（２）

【化28】

で示される。

【0048】

一般式（２）において、Ｒ²は水素原子またはメチル基を表す。Ｒ³は、−ＣＯＯＲ¹²、−ＣＮ、−ＯＣＯＲ¹²、−ＯＲ¹²、−ＣＨ₂−ＯＣＯＲ¹²、−ＣＨ₂ＯＨ、−ＣＨ₂−Ｎ（Ｒ¹³）₂または−ＣＨ₂−Ｈａｌ（Ｒ¹²は水素原子または炭素原子数１〜５の炭化水素基を表し、Ｒ¹³は水素原子、炭素数１〜５の炭化水素基、炭素数６〜１８の芳香族性置換基、またはアルコキシカルボニル基を表し、Ｈａｌはハロゲン原子を表す。）を表す。Ｒ¹²は水素原子または炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。Ｒ¹³は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、フェニル基、ベンジル基、ｔ−ブトキシカルボニル基、またはベンジルオキシカルボニル基が好ましい。ハロゲン原子としては、塩素原子または臭素原子が好ましい。

【0049】

一般式（２）で示される極性基を有するオレフィン化合物の具体例としては、酢酸ビニル、酢酸アリル、アリルアルコール、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸、アクリロニトリル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、アリルアミン、Ｎ−アリルアニリン、Ｎ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｎ−アリルアミン、Ｎ−ベンジルオキシカルボニル−Ｎ−アリルアミン、Ｎ−ベンジル−Ｎ−アリルアミン、塩化アリル、臭化アリルなどが挙げられる。この中でも特に、酢酸ビニル、酢酸アリル、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、またはアクリロニトリルが好ましい。これらは１種を単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
一般式（２）で示される極性基を有するオレフィンは一般式（１）で示されるオレフィンと共重合して用いる。

【0050】

一般式（１）で示されるオレフィンと一般式（２）で示される極性基を有するオレフィンの組み合わせとしては、エチレンと酢酸ビニル、エチレンと酢酸アリル、エチレンとアリルアルコール、エチレンとメタクリル酸メチル、エチレンとメタクリル酸、エチレンとアクリル酸メチル、エチレンとアクリル酸、エチレンとアクリロニトリル、エチレンとメチルビニルエーテル、エチレンとエチルビニルエーテル、エチレンとプロピルビニルエーテル、エチレンとアリルアミン、エチレンとＮ−アリルアニリン、エチレンとＮ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｎ−アリルアミン、エチレンとＮ−ベンジルオキシカルボニル−Ｎ−アリルアミン、エチレンとＮ−ベンジル−Ｎ−アリルアミン、エチレンと塩化アリル、エチレンと臭化アリル、プロピレンと酢酸ビニル、プロピレンと酢酸アリル、プロピレンとアリルアルコール、プロピレンとメタクリル酸メチル、プロピレンとメタクリル酸、プロピレンとアクリル酸メチル、プロピレンとアクリル酸、プロピレンとアクリロニトリル、プロピレンとメチルビニルエーテル、プロピレンとエチルビニルエーテル、プロピレンとプロピルビニルエーテル、プロピレンとアリルアミン、プロピレンとＮ−アリルアニリン、プロピレンとＮ−ｔ−ブトキシカルボニル−Ｎ−アリルアミン、プロピレンとＮ−ベンジルオキシカルボニル−Ｎ−アリルアミン、プロピレンとＮ−ベンジル−Ｎ−アリルアミン、プロピレンと塩化アリル、プロピレンと臭化アリルなどが挙げられる。これらの中でも重合体の性能と経済性の面でエチレンと酢酸ビニル、エチレンと酢酸アリル、エチレンとアリルアルコール、エチレンとメタクリル酸メチル、エチレンとアクリル酸メチル、エチレンとアクリロニトリル、エチレンと塩化アリル、エチレンとアリルアミンが好ましい。

【0051】

また、本発明の（共）重合体の製造方法では、一般式（１）と一般式（２）で示されるモノマーに加えて、１種類あるいはそれ以上の第３のモノマーを共重合させてもよい。第３のモノマーとしては、ノルボルネン、一酸化炭素などが挙げられる。

【0052】

［重合方法］
本発明の金属錯体を触媒として使用する場合、一般式（１）及び一般式（２）で示されるモノマーの重合方法は特に制限されるものではなく、一般に使用される方法で重合可能である。すなわち、溶液重合法、懸濁重合法、気相重合法などのプロセス法が可能であるが、特に溶液重合法、懸濁重合法が好ましい。また重合様式は、バッチ様式でも連続様式でも可能である。また、一段重合でも、多段重合でも行うこともできる。

【0053】

一般式（Ｃ１）、（Ｃ２）または（Ｃ３）で示される金属錯体触媒は２種類以上を混合して重合反応に使用してもよい。混合して使用することで重合体の分子量、分子量分布、一般式（２）のモノマーに由来するモノマーユニットの含有量を制御することが可能であり、所望の用途に適した重合体を得ることができる。一般式（Ｃ１）、（Ｃ２）または（Ｃ３）で示される金属錯体触媒とモノマーの総量のモル比は、モノマー／金属錯体の比で、１〜１０，０００，０００の範囲、好ましくは１０〜１，０００，０００の範囲、より好ましくは１００〜１００，０００の範囲が用いられる。

【0054】

重合温度は、特に限定されない。通常−３０〜４００℃の範囲で行われ、好ましくは０〜１８０℃、より好ましくは２０〜１５０℃の範囲で行われる。
一般式（１）で示されるオレフィンの圧が内部圧力の大半を占める重合圧力については、常圧から１００ＭＰａの範囲内で行われ、好ましくは常圧から２０ＭＰａ、より好ましくは常圧から１０ＭＰａの範囲内で行われる。

【0055】

重合時間は、プロセス様式や触媒の重合活性などにより適宜調整することができ、数分の短い時間も、数千時間の長い反応時間も可能である。

【0056】

重合系中の雰囲気は触媒の活性低下を防ぐため、モノマー以外の空気、酸素、水分などが混入しないように窒素やアルゴンなどの不活性ガスで満たすことが好ましい。また溶液重合の場合、モノマー以外に不活性溶媒を使用することが可能である。不活性溶媒は、特に限定されないが、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタンなどのハロゲン化脂肪族炭化水素、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチルなどの脂肪族エステル、安息香酸メチル、安息香酸エチルなどの芳香族エステルなどが挙げられる。

【実施例】

【0057】

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。

【0058】

［重合体の構造の解析方法］
実施例で得た（共）重合体の構造は、日本電子（株）製ＪＮＭ−ＥＣＳ４００を用いた各種ＮＭＲ解析により決定した。一般式（２）で示される極性基を有するオレフィンに由来するモノマーユニットの含有率と共重合体末端構造は、溶媒として１，２，４−トリクロロベンゼン（０．５５ｍＬ）及び緩和試薬としてＣｒ（acac）₃（１０ｍｇ）を用い、１２０℃において、逆ゲート付きデカップリング法を用いた¹³Ｃ−ＮＭＲ（９．０マイクロ秒の９０°パルス、スペクトル幅：３１ｋＨｚ、緩和時間：１０秒、取り込み時間：１０秒、ＦＩＤの積算回数５，０００〜１０，０００回）、または溶媒として１，１，２，２−テトラクロロエタン−ｄ２を使用した１２０℃における¹Ｈ−ＮＭＲによって決定した。

【0059】

数平均分子量及び重量平均分子量は、東ソー（株）製，ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨＨＲ−Ｈ（Ｓ）ＨＴカラム（７．８ｍｍＩ．Ｄ．×３０ｃｍを２本直列）を備えた東ソー（株）製高温ＧＰＣ装置、ＨＬＣ−８１２１ＧＰＣ／ＨＴを用い、ポリスチレンを分子量の標準物質とするサイズ排除クロマトグラフィー（溶媒：１，２−ジクロロベンゼン、温度：１４５℃）により算出した。

【0060】

［金属錯体触媒１の合成］
下記の反応スキームに従って金属錯体触媒１を合成した。

【化29】

【0061】

（ａ）塩化メンチル（化合物１ａ）の合成
文献（J. Org. Chem., 17, 1116. (1952)）記載の手法で、塩化メンチル（化合物１ａ）の合成を行った。すなわち、塩化亜鉛（７７ｇ、０．５６ｍｏｌ）の３７％塩酸（５２ｍＬ、０．６３ｍｏｌ）溶液に、（−）−メントール（２７ｇ、０．１７ｍｏｌ）を加え、３５℃に加熱しながら、５時間撹拌した。室温まで冷却した後、反応液にヘキサン（５０ｍＬ）を加え、分液漏斗を使用して、有機層と水層を分離した。有機層は水（３０ｍＬ×１）で洗浄後、さらに濃硫酸（１０ｍＬ×５）及び水（３０ｍＬ×５）で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧濃縮を行い、塩化メンチル（化合物１ａ）を無色の油状物質として得た。収量は２７ｇ（収率９１％）であった。

【0062】

（ｂ）塩化ジメンチルホスフィン（化合物１ｃ）の合成
文献（Journal fur Praktische Chemie, 322, 485. (1980)）記載の手法で、塩化ジメンチルホスフィン（化合物１ｃ）の合成を行った。すなわち、アルゴン雰囲気下、塩化メンチル（化合物１ａ；２．６ｇ、１５ｍｍｏｌ）とマグネシウム（０．６３ｇ、２６ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（３０ｍＬ）中で、７０℃に加熱しながら反応させて得られた塩化メンチルマグネシウム（化合物１ｂ）の溶液を、三塩化リン（０．６３ｍＬ、７．２ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（３０ｍＬ）溶液に−７８℃で加えた。室温まで昇温後、７０℃に加熱しながら２時間撹拌した。溶媒を減圧留去した後、蒸留精製を行い、塩化ジメンチルホスフィンを得た。収量は、０．６２ｇ（収率２５％）であった。
³¹Ｐ−ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＴＨＦ）：δ 123.9；

【0063】

（ｃ）２−（ジメンチルホスフィノ）ベンゼンスルホン酸（化合物１ｄ）の合成
ベンゼンスルホン酸（０．１８ｇ，１．２ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（１０ｍＬ）に、ｎ−ブチルリチウム（１．６Ｍヘキサン溶液，１．４ｍＬ，２．３ｍｍｏｌ）を０℃で加え、室温で１時間撹拌した。反応容器を−７８℃に冷却した後に、塩化ジメンチルホスフィン（化合物１ｃ；０．３６ｇ，１．１ｍｍｏｌ）を−７８℃で加え、室温で１５時間撹拌した。反応をトリフルオロ酢酸（０．９７ｍＬ，１．３ｍｍｏｌ）で停止した後に、溶媒を減圧留去した。残渣をジクロロメタンに溶解させ、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し、２−（ジメンチルホスフィノ）ベンゼンスルホン酸（化合物１ｄ）を白色粉末として得た。収量は０．３１ｇ（収率６３％）であった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ8.27 (br s, 1H), 7.77 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.59-7.52 (m, 2H), 3.54 (br s, 1H), 2.76 (br s, 1H), 2.16 (br s, 1H), 1.86-1.38 (m, 12H), 1.22-0.84 (m, 22H), 0.27 (br s, 1H)；
³¹Ｐ{¹Ｈ}−ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ 45.1(br.)，−4.2(br.)；

【0064】

（ｄ）金属錯体触媒１の合成
アルゴン雰囲気下、２−（ジメンチルホスフィノ）ベンゼンスルホン酸（化合物１ｄ；０．１４ｇ，０．３０ｍｍｏｌ）とＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．２６ｍＬ，１．５ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（１０ｍＬ）に、（ｃｏｄ）ＰｄＭｅＣｌ（文献；Inorg. Chem., 1993, 32, 5769-5778に従って合成。ｃｏｄ＝１，５−シクロオクタジエン、０．０７９ｇ，０．３０ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間撹拌した。溶液を濃縮した後に、残渣を塩化メチレン（１０ｍＬ）に溶解させ、この溶液を、炭酸カリウム（０．４２ｇ，３．０ｍｍｏｌ）と２，６−ルチジン（０．３５ｍＬ，３．０ｍｍｏｌ）の塩化メチレン懸濁液（２ｍＬ）に加え、室温で１時間撹拌した。この反応液をセライト（乾燥珪藻土）及びフロリジル（ケイ酸マグネシウム）でろ過した後に、溶媒を濃縮し、減圧下乾燥を行い、金属錯体触媒１を得た。収量は、０．１７ｇ（収率８０％）であった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ 8.26 (ddd, J = 7.8, 3.9, 1.4 Hz, 1H), 7.81 (t, J = 7.9 Hz, 1H), 7.56 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.49 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.43 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.13 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.08 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 3.75 (s, 1H), 3.24 (s, 3H), 3.17 (s, 3H), 2.59 (s, 1H), 2.49-2.39 (m, 2H), 2.29-2.27 (m, 1H), 2.05-1.96 (m, 1H), 1.89-1.37 (m, 12H), 1.21-1.11 (m, 2H), 0.98 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 0.95 (d, J = 6.2 Hz, 3H), 0.84 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 0.78 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 0.58 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 0.41 (d, J = 2.3 Hz, 3H), 0.08 (d, J = 6.6 Hz, 3H)；
³¹Ｐ−ＮＭＲ（１６２ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）：δ 16.6；

【0065】

［重合体の合成］
上記の方法で合成した金属錯体触媒１を使用して、一般式（Ｃ１）で示されるオレフィンの単独重合、及び一般式（Ｃ２）で表される極性基を有するオレフィンとの共重合を行った。重合条件及び重合結果をそれぞれ表１及び表２に示す。
なお、触媒濃度及び触媒活性は次の式により計算した。

【数1】

【数2】

【0066】

実施例１：酢酸アリルとエチレンの共重合（重合体１の調製）
アルゴン雰囲気下、金属錯体触媒１（３４．６ｍｇ，０．０５０ｍｍｏｌ）を含む５０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（１２ｍＬ）、酢酸アリル（３ｍＬ，２８ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、１５時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール（約２０ｍＬ）を加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体１を得た。収量は２．０ｇであった。触媒活性は、２．７ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量９５，０００、重量平均分子量１４２，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは１．５であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：１．８（酢酸アリルモル分率＝１．７％）と決定した。

【0067】

実施例２：酢酸アリルとエチレンの共重合（重合体２の調製）
実施例１のトルエンと酢酸アリルの容積比を変えて、同様に酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、アルゴン雰囲気下、金属錯体触媒１（３４．６ｍｇ，０．０５０ｍｍｏｌ）を含む５０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（９ｍＬ）、酢酸アリル（６ｍＬ，５６ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、１５時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール（約２０ｍＬ）を加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体２を得た。収量は１．９ｇであった。触媒活性は、２．５ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量７９，０００、重量平均分子量１２５，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは１．５であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：２．９（酢酸アリルモル分率＝２．８％）と決定した。

【0068】

実施例３：酢酸アリルとエチレンの共重合（重合体３の調製）
実施例１及び実施例２のトルエンと酢酸アリルの容積比、反応スケール及び触媒濃度を変えて、同様に酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、窒素雰囲気下、金属錯体触媒１（６．９ｍｇ，０．０１０ｍｍｏｌ）を含む１２０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（３７．５ｍＬ）、酢酸アリル（３７．５ｍＬ，３５０ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、５時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ内の反応液をメタノール（３００ｍＬ）に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体３を得た。収量は０．６３ｇであった。触媒活性は、１３ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量１７０，０００、重量平均分子量４７０，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは２．９であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：２．９（酢酸アリルモル分率＝２．８％）と決定した。

【0069】

実施例４：酢酸アリルとエチレンの共重合（重合体４の調製）
実施例３のトルエンと酢酸アリルの容積比、反応スケール及び反応時間を変えて、同様に酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、窒素雰囲気下、金属錯体触媒１（１３．９ｍｇ，０．０２０ｍｍｏｌ）を含む５００ｍＬオートクレーブ中に、酢酸アリル（３００ｍＬ，２８００ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（４．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、４３時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ内の反応液をメタノール（１Ｌ）中に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体４を得た。収量は６．８ｇであった。触媒活性は、７．９ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量２９０，０００、重量平均分子量７９０，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは２．７であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：２．７（酢酸アリルモル分率＝２．６％）と決定した。

【0070】

比較例１：金属錯体触媒２を使用した酢酸アリルとエチレンの共重合（比較重合体１の調製）
金属錯体触媒１の代わりに、下記式

【化30】

で示される金属錯体触媒２（文献；J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 14606-14607に従って合成）を使用して、実施例１と同様の手法で、酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、アルゴン雰囲気下、金属錯体触媒２（５８．２ｍｇ，０．１０ｍｍｏｌ）を含む５０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（１２ｍＬ）、酢酸アリル（３ｍＬ，２８ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、３時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール（約２０ｍＬ）を加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、共重合体（比較重合体１）を得た。収量は１．７ｇであった。触媒活性は、５．７ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量１５，０００、重量平均分子量３５，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは２．３であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹³Ｃ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：１．３（酢酸アリルモル分率＝１．２％）と決定した。

【0071】

比較例２：金属錯体触媒３を使用した酢酸アリルとエチレンの共重合（比較重合体２の調製）
金属錯体触媒１の代わりに、下記式

【化31】

で示される金属錯体触媒３（文献；J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 8948-8949.に従って合成）を使用して、実施例１と同様の手法で、酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、アルゴン雰囲気下、金属錯体触媒３（６３．０ｍｇ，０．１０ｍｍｏｌ）を含む５０ｍＬオートクレーブ中に、塩化メチレン（３．７５ｍＬ）、トルエン（３．７５ｍＬ）、酢酸アリル（７．５ｍＬ，７０ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、３時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ内の反応液にメタノール（約２０ｍＬ）を加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、共重合体（比較重合体２）を得た。収量は０．２９ｇであった。触媒活性は、０．９７ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量４，０００、重量平均分子量７，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは１．７であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹³Ｃ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：３．８（酢酸アリルモル分率＝３．７％）と決定した。

【0072】

比較例３：金属錯体触媒４を使用した酢酸アリルとエチレンの共重合（比較重合体３の調製）
金属錯体触媒１の代わりに、下記式

【化32】

で示される金属錯体触媒４（特許文献１；特開２０１１−６８８８１号公報に従って合成）を使用して、実施例３と同様の手法で、酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、窒素雰囲気下、金属錯体触媒４（５０．２ｍｇ，０．１０ｍｍｏｌ）を含む１２０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（３７．５ｍＬ）、酢酸アリル（３７．５ｍＬ，３５０ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、５時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ内の反応液をメタノール（約１００ｍＬ）中に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、共重合体（比較重合体３）を得た。収量は３．０ｇであった。触媒活性は、６．０ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量１１，０００、重量平均分子量２６，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは２．４であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹³Ｃ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：４．１（酢酸アリルモル分率＝４．０％）と決定した。

【0073】

比較例４：金属錯体触媒５を使用した酢酸アリルとエチレンの共重合（比較重合体４の調製）
金属錯体触媒１の代わりに、下記式

【化33】

で示される金属錯体触媒５（特許文献１；特開２０１１−６８８８１号公報に従って合成）を使用して、実施例３と同様の手法で、酢酸アリルとエチレンの共重合を行った。すなわち、窒素雰囲気下、金属錯体触媒５（８４．２ｍｇ，０．１０ｍｍｏｌ）を含む１２０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（３７．５ｍＬ）、酢酸アリル（３７．５ｍＬ，３５０ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、５時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ内の反応液をメタノール（約１００ｍＬ）中に加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、共重合体（比較重合体４）を得た。収量は０．２１ｇであった。触媒活性は、０．４２ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量３７，０００、重量平均分子量８５，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは２．３であった。共重合体中の酢酸アリル含有率は、¹³Ｃ−ＮＭＲ測定により、エチレン：酢酸アリルのモル比は１００：１．３（酢酸アリルモル分率＝１．２％）と決定した。

【0074】

【表1】

【0075】

【表2】

【0076】

表１及び２に示すように、本発明の金属錯体触媒１を使用した実施例１〜４では、これまでの触媒（比較例１〜４）では製造が困難であった高分子量のアリルモノマー共重合体を合成することができるようになった。また、金属錯体触媒の触媒濃度を低くした実施例３は、実施例１及び２に比べてより高い触媒活性を示した。

【0077】

さらに、金属錯体触媒１を使用して、一般式（Ｃ１）で示されるオレフィンとしてエチレンの単独重合、及び酢酸アリル以外の一般式（Ｃ２）で表される極性基を有するオレフィン（アクリル酸メチル、ブチルビニルエーテル、アクリロニトリル、酢酸ビニル）との共重合を行った。重合条件及び重合結果をそれぞれ表３及び表４に示す。

【0078】

実施例５：エチレンの単独重合（重合体５の調製）
アルゴン雰囲気下、金属錯体触媒１（６．９ｍｇ，０．０１０ｍｍｏｌ）を含む３００ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（１００ｍＬ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、１時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール（約１５０ｍＬ）を加えた。生じた重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体５を得た。収量は２．１ｇであった。触媒活性は、２０５ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量４０５，０００、重量平均分子量６１８，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは１．５であった。

【0079】

実施例６：アクリル酸メチルとエチレンの共重合（重合体６の調製）
アルゴン雰囲気下、金属錯体触媒１（６．９ｍｇ，０．０１０ｍｍｏｌ）を含む５０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（７．５ｍＬ）、アクリル酸メチル（７．５ｍＬ，８４ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、３時間撹拌した。室温に冷却後、オートクレーブ中にメタノール（約２０ｍＬ）を加えた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、重合体６を得た。収量は２．０ｇであった。触媒活性は、６７ｇ／（ｍｍｏｌ・ｈ）と算出された。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量５５，０００、重量平均分子量１７１，０００と算出し、Ｍｗ／Ｍｎは３．１であった。共重合体中のアクリル酸メチル含有率は、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により、エチレン：アクリル酸メチルのモル比は１００：１．３（アクリル酸メチルモル分率＝１．３％）と決定した。

【0080】

実施例７：ブチルビニルエーテルとエチレンの共重合（重合体７の調製）
トルエン、アクリル酸メチルをトルエン（１０ｍＬ）、ブチルビニルエーテル（５ｍＬ，３９ｍｍｏｌ）に代え、反応時間を１５時間とした以外は実施例６と同様にしてブチルビニルエーテルとエチレンの共重合体（重合体７）を製造した。結果を表３および表４に示す。

【0081】

実施例８：アクリロニトリルとエチレンの共重合（重合体８の調製）
トルエン、アクリル酸メチルをトルエン（２．５ｍＬ）、アクリロニトリル（２．５ｍＬ，３８ｍｍｏｌ）に代え、反応温度、時間を１００℃、９６時間とした以外は実施例６と同様にしてアクリロニトリルとエチレンの共重合体（重合体８）を製造した。結果を表３および表４に示す。

【0082】

実施例９：酢酸ビニルとエチレンの共重合（重合体９の調製）
トルエン、アクリル酸メチルをトルエン（３ｍＬ）、酢酸ビニル（１２ｍＬ，１３０ｍｍｏｌ）に代え、反応温度、時間を８０℃、１５時間とした以外は実施例６と同様にして酢酸ビニルとエチレンの共重合体（重合体９）を製造した。結果を表３および表４に示す。

【0083】

比較例５：金属錯体触媒２を使用したエチレン単独重合（比較重合体５の調製）
金属錯体触媒１の代わりに金属錯体触媒２を使用して、実施例５と同様の手法で、エチレンの単独重合を行った。すなわち、窒素雰囲気下、金属錯体触媒２（２９ｍｇ，０．０５０ｍｍｏｌ）を含む１２０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（７５ｍＬ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、１時間撹拌した。室温に冷却後、反応液をメタノール（３００ｍＬ）に加えた。生じた重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、比較重合体５を得た。結果を表３および表４に示す。

【0084】

比較例６：金属錯体触媒４を使用したアクリル酸メチルとエチレンの共重合（比較重合体６の調製）
金属錯体触媒１の代わりに金属錯体触媒４を使用して、実施例６と同様の手法で、アクリル酸メチルとエチレンの共重合を行った。すなわち、窒素雰囲気下、金属錯体触媒４（５０ｍｇ，０．１０ｍｍｏｌ）を含む１２０ｍＬオートクレーブ中に、トルエン（３７．５ｍＬ）及びアクリル酸メチル（３７．５ｍＬ，４２０ｍｍｏｌ）を加えた。エチレン（３．０ＭＰａ）を充填した後、オートクレーブを８０℃で、３時間撹拌した。室温に冷却後、反応液をメタノール（３００ｍＬ）に加えた。生じた重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄した後に減圧下乾燥して、比較重合体６を得た。結果を表３および表４に示す。

【0085】

比較例７：金属錯体触媒３を使用したアクリロニトリルとエチレンの共重合（比較重合体７の調製）
文献（J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 8948-8949.）に、金属錯体触媒３を使用したアクリロニトリルとエチレンの共重合が記載されている。すなわち、金属錯体触媒３（０．０１０ｍｍｏｌ）を使用して、エチレン（３．０ＭＰａ）を充填したトルエン（２．５ｍＬ）及びアクリロニトリル（２．５ｍＬ）を含むオートクレーブ中、１００℃、１２０時間の重合を行い、比較重合体７が０．２３ｇ得られている。結果を表３および表４に示す。

【0086】

比較例８：金属錯体触媒２を使用した酢酸ビニルとエチレンの共重合（比較重合体８の調製）
文献（J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 14606-14607.）に、金属錯体触媒２を使用した酢酸ビニルとエチレンの共重合が記載されている。すなわち、金属錯体触媒２（０．１０ｍｍｏｌ）を使用して、エチレン（３．０ＭＰａ）を充填したトルエン（３ｍＬ）及び酢酸ビニル（１２ｍＬ）を含むオートクレーブ中、８０℃、１５時間の重合を行い、比較重合体８が１．０ｇ得られている。結果を表３および表４に示す。

【0087】

【表3】

【0088】

【表4】

【0089】

表３及び４に示すように、本発明の金属錯体触媒１を使用することで、これまでの周期律表第１０族金属錯体触媒（比較例５〜８）では製造が困難であった、高分子量のポリエチレン及び極性基含有モノマー共重合体を合成することができるようになった。