(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】
(24)【登録日】2023-11-07
(45)【発行日】2023-11-15
(54)【発明の名称】末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物
(51)【国際特許分類】
C08F 4/60 20060101AFI20231108BHJP
C07F 5/06 20060101ALI20231108BHJP
C08G 79/10 20060101ALN20231108BHJP
【FI】
C08F4/60
C07F5/06 A
C08G79/10
(21)【出願番号】P 2020530688
(86)(22)【出願日】2018-12-27
(86)【国際出願番号】 US2018067655
(87)【国際公開番号】W WO2019133699
(87)【国際公開日】2019-07-04
【審査請求日】2021-12-14
(32)【優先日】2017-12-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【氏名又は名称】大森 規雄
(74)【代理人】
【識別番号】100104282
【氏名又は名称】鈴木 康仁
(72)【発明者】
【氏名】スン、リンシン
(72)【発明者】
【氏名】スズロミ、アンドレ
(72)【発明者】
【氏名】クロシン、イェジ
(72)【発明者】
【氏名】カルナハン、エドモンド エム.
(72)【発明者】
【氏名】パットン、ジャッソン ティ.
(72)【発明者】
【氏名】リャオ、ロンヤン
【審査官】松澤 優子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2016/102694(WO,A1)
【文献】特許第7029448(JP,B2)
【文献】特開昭62-100506(JP,A)
【文献】英国特許出願公開第00887313(GB,A)
【文献】国際公開第2017/039993(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07F
C08F
C08G
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)の組成物であって、
【化1】
式中、
nは1~100の数であり、
Yは、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、脂肪族または芳香族である直鎖、分岐鎖、または環状のC
4~C
100ヒドロカルビレン基からなる連結基であり、Yは、Al原子への2つの結合点を含み、前記2つの結合点のうちの少なくとも1つが-CH
2-であり、
Yは、ジビニルベンゼン、ジビニルジフェニルシラン、1,4-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ベンゼン、1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタン、および1,3-ブタジエンからなる群から選択される連結
剤であり、
各R基は独立して、以下の構造CG6およびCG12からなる群から選択され、
【化2】
式中、各R
1は独立して、水素またはC
1~C
20アルキル基であり、
同じAlに結合した2つのR基は、任意に一緒に共有結合することができる、組成物。
【請求項2】
nは1~10の数である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
nは1~3の数である、請求項2に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2017年12月29日出願の米国仮出願第62/611,656号の優先権とその利益を主張するものであり、その全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
実施形態は、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物およびそれを調製するためのプロセスに関する。このような組成物は、チェーンシャトリングおよび/または連鎖移動が可能であり得る。少なくとも1つの態様では、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物はオレフィン重合において使用することができる。
【背景技術】
【0003】
ポリマー設計は近年、チェーンシャトリングおよび/または連鎖移動が可能な組成物を使用することで進歩している。例えば、遷移金属触媒を用いた可逆的連鎖移動能力を有するチェーンシャトリング剤により、新規のオレフィンブロックコポリマー(OBC)の製造が可能となった。現在、チェーンシャトリングおよび/または連鎖移動が可能な最もよく知られている組成物は、一方の末端において金属亜鉛で終端するポリマー鎖を生成するジエチル亜鉛などの、通常各ポリマー鎖で金属への単一の結合点のみを含む単純な金属アルキルである。2つの金属に結合したアルカン部分を有する双頭型チェーンシャトリング剤などの、チェーンシャトリングおよび/または連鎖移動が可能な、より高性能の組成物も知られている。実際、チェーンシャトリングおよび/または連鎖移動が可能な双頭型組成物は、テレケリック機能性ポリマー、トリブロックコポリマーなどの新規ポリオレフィンの製造を可能にすることができるため、非常に興味深いものである。しかしながら、反応器内でのこのような双頭型組成物を使用した高純度テレケリックポリマーの製造には、非常に難しい課題が存在する。
【発明の概要】
【0004】
特定の実施形態において、本開示は、式(I)の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物に関し、
【化1】
、式中、
nは、1~100の数であり、
Yは、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、脂肪族または芳香族である直鎖、分岐鎖、または環状のC
4~C
100ヒドロカルビレン基からなる連結基であり、Yは、Al原子への2つの結合点を含み、2つの結合点のうちの少なくとも1つが-CH
2-であり、
各R基は独立して、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む、置換もしくは非置換アリール基または置換もしくは非置換環状アルキル基であり、
同じAl原子に結合した2つのR基は、任意に一緒に共有結合することができる。
【0005】
さらなる実施形態において、本開示は、式(I)の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を調製するためのプロセスに関し、このプロセスは、(a)アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒を組み合わせることと、(b)式(I)の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を得ることと、を含み、
アルミニウム化合物は式Al(J)3を有し、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、
連結剤は、少なくとも2つのビニル基、またはビニル基および環状オレフィン基のいずれかを含むC4~C100の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、
末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである。
【0006】
さらなる実施形態において、本開示は、アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒の反応生成物を含む、式(I)の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物に関し、
アルミニウム化合物は式Al(J)3を有し、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に、2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、
連結剤は、少なくとも2つのビニル基、またはビニル基および環状オレフィン基のいずれかを含むC4~C100の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、
末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図3B】実施例2の
1H NMRスペクトルである。
【
図6C】実施例4の
1H NMRスペクトルである。
【
図7】実施例3の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の存在下で合成されたポリエチレンの
13C NMRスペクトルである。
【
図8】実施例3の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の存在下で合成されたポリエチレンのGPCクロマトグラムである。
【0008】
定義
元素周期表へのすべての言及は、CRC Press,Inc.,2003によって出版および著作権保護された元素周期表を指す。また、族(単数または複数)へのいかなる言及も、族の番号付けのためのIUPACシステムを使用するこの元素周期表に反映される族(単数または複数)に対するものとする。相反する記載がない限り、文脈から黙示的でない限り、または当該技術分野で慣習的でない限り、すべての部および百分率は、重量に基づき、すべての試験方法は、本開示の出願日時点で最新のものである。米国特許慣行のため、参照されるいかなる特許、特許出願、または刊行物の内容の全体も、特に合成技術、製品設計および加工設計、ポリマー、触媒、定義(本開示に具体的に提供されるいかなる定義とも矛盾しない程度まで)の開示、ならびに当該技術分野における一般的知識に関して、参照により組み込まれる(またはその米国版に相当するものの全体が、参照によりそのように組み込まれる)。
【0009】
本開示における数値範囲は近似値であり、したがって、別途示されない限り、範囲外の値を含み得る。本明細書に開示されている数値範囲は、下限値および上限値を含む、下限値から上限値のすべての値を含む。明確な数値(例えば、1または2、または3~5、または6、または7)を含む範囲については、いずれかの2つの明確な数値間の任意の部分範囲が含まれる(例えば、1~2、2~6、5~7、3~7、5~6など)。本明細書に開示されている数値範囲には、2つの明示的な値の間の分数がさらに含まれる。
【0010】
本明細書の化合物の名称がその構造的表示と一致しない場合には、構造的表示が優先するものとする。
【0011】
「チェーンシャトリング剤」および「連鎖移動剤」という用語は、当業者に知られているものを指す。具体的には、「シャトリング剤」または「チェーンシャトリング剤」という用語は、重合条件下で様々な活性触媒部位間でポリメリル移動を引き起こすことが可能である化合物または化合物の混合物を指す。すなわち、ポリマーフラグメントの移動は、容易かつ可逆的な様式で活性触媒部位へおよび活性触媒部位からの両方で起こる。シャトリング剤またはチェーンシャトリング剤とは対照的に、いくつかの主族アルキル化合物のような単に「連鎖移動剤」として作用する薬剤は、例えば、連鎖移動剤上のアルキル基を触媒上の成長中のポリマー鎖と交換することができ、これは一般にポリマー鎖の成長の停止をもたらす。この場合、主族中心は、チェーンシャトリング剤が行うような様式で、触媒部位との可逆的移動に関与するのではなく、死んだポリマー鎖の貯蔵所として作用し得る。望ましくは、チェーンシャトリング剤とポリメリル鎖との間に形成された中間体は、この中間体と他の任意の成長ポリメリル鎖との間の交換に対して十分に安定ではなく、したがって連鎖停止は比較的まれである。
【0012】
本明細書で使用される「誘導体」という用語は、化学種を金属アルキルまたは金属水素化物の結合に挿入した反応後の、化学種の反応生成物を指す。例えば、限定することなく、連結剤CH2=CH(CH2)6CH=CH2がAl(iBu)3と反応して(iBu)2-Al[-CH2(CH2)8CH2-Al(iBu)]n-iBuを形成する場合、(R)2-Al[-YC-Al(R)]n-Rの「YC」は、当該連結剤の誘導体として定義することができる。この非限定的な例では、連結剤CH2=CH(CH2)6CH=CH2をAl-H結合に挿入後、YCは当該連結剤の誘導体である連結基-CH2(CH2)8CH2-となる。
【0013】
用語「連結剤」とは、その誘導体を各金属の金属アルキル結合または金属水素化物結合に挿入することによって、分子内で複数の金属種を一緒に連結する化学種のことである。上記の非限定的な例では、CH2=CH(CH2)6CH=CHが、n+1個のアルミニウム種を結合して化学種(iBu)2-Al[-CH2(CH2)8CH2-Al(iBu)]n-iBuを形成する連結剤である。挿入後、連結剤は連結基-CH2(CH2)8CH2-になる。
【0014】
「末端保護された」または「末端保護基」という用語は、「末端保護剤」の誘導体を指し、末端保護剤は、この誘導体からのさらなる連鎖移動またはチェーンシャトリング反応の速度が極低速になるように、より立体障害のある金属アルキル/アリール結合を形成する。例えば、限定することなく、式(I)の組成物のR基は、末端保護剤の誘導体である末端保護基であり、当該末端保護剤は、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む置換または非置換環状オレフィンである。
【0015】
式(I)または式(I)の定義内に含まれる任意の構造式を有する組成物に関して、本明細書で使用される記号「*」は、置換基の炭素と式(I)の組成物中の金属アルミニウムとの間の結合点として機能する炭素-金属結合を指す。
【0016】
「助触媒」とは、前駆触媒を活性化して、不飽和モノマーの重合が可能な活性触媒組成物/系を形成することができる化合物を指す。「助触媒」は、「活性剤」および同様の用語と互換的に使用される。
【0017】
「前駆触媒」とは、活性剤と組み合わされたときに、不飽和モノマーの重合が可能な遷移金属化合物を指す。本開示に好適な前駆触媒は、不飽和モノマーを重合することが可能な活性触媒になるために助触媒を必要とするもの、および必要としないものを含む。「前駆触媒」は、「触媒前駆体」、「遷移金属触媒」、「遷移金属触媒前駆体」、「金属錯体」などの用語と互換的に使用される。好適な「前駆触媒」には、当技術分野において既知のもの、例えば、WO2005/090426、WO2005/090427、WO2007/035485、WO2009/012215、WO2014/105411、米国特許公開第2006/0199930号、同第2007/0167578号、同第2008/0311812号、および米国特許第7,355,089(B2)号、同第8,058,373(B2)号、および同第8,785,554(B2)号に開示されているものが含まれ、これらはすべて参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0018】
「触媒系」とは、担体の有無にかかわらずオレフィン重合が可能な、前駆触媒または前駆触媒と活性剤との組み合わせを指す。「触媒系」は、「活性触媒」、「活性触媒組成物」、「オレフィン重合触媒」などの用語と互換的に使用される。
【0019】
「ポリマー」は、同じ種類であるか異なる種類であるかにかかわらず、モノマーを重合することによって調製される化合物を指す。それ故、ポリマーという総称は、通常、1種類のみのモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられるホモポリマーという用語、ならびに後に定義されるようなインターポリマーという用語を包含する。これはまた、すべての形態のインターポリマー、例えば、ランダム、ブロック、均一、不均一などを包含する。
【0020】
「インターポリマー」および「コポリマー」は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを指す。これらの一般的な用語には、古典的なコポリマー、すなわち、2つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、および3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されたポリマー、例えばターポリマー、テトラポリマーなど、の両方が含まれる。
【0021】
「ブロックコポリマー」または「セグメント化コポリマー」という用語は、線状様式で接合された2つ以上の化学的に異なる領域またはセグメント(「ブロック」と呼ばれる)を含むポリマー、すなわち、ペンダントまたはグラフト方式ではなく、重合官能基に関して端部と端部とが接合(共有結合)している化学的に区別された単位を含むポリマーを指す。ブロックは、そこに組み込まれるコモノマーの量もしくは種類、密度、結晶化度の量、結晶化度の種類(例えば、ポリエチレン対ポリプロピレン)、そのような組成のポリマーに起因する結晶のサイズ、立体規則性の種類もしくは程度(アイソタクチックもしくはシンジオタクチック)、部位規則性もしくは部位不規則性、長鎖分岐もしくは超分岐を含む分岐の量、均一性、および/または任意の他の化学的もしくは物理的特性において異なる。ブロックコポリマーは、例えば、触媒系と組み合わせたシャトリング剤(複数可)の使用効果に基づいて、ポリマー分子量分布(PDIまたはMw/Mn)およびブロック長分布の両方において独特の分布を持つことを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下のすべてのスキームおよび議論は、例示のためだけのものであり、多少なりとも限定することを意味するものではない。本明細書に記載されるように、双頭型組成物は、テレケリック官能性ポリマーの製造を可能にし得るため、非常に興味深い。例えば、限定することなく、非限定的な構造1を参照する。構造1は、2つのアルミニウム原子の間に挟まれたY連結基を有する例示的な双頭型組成物を表す。Yは例えば、任意に少なくとも1つのヘテロ原子(B、O、S、N、F、ClまたはSi)を含み、脂肪族または芳香族である、直鎖、分岐鎖、または環状のC
4~C
100ヒドロカルビレン基であってよい。Y連結基は、2つの離れたAl原子を連結し、結合点を介して各Al原子に結合する。結合点は、Y連結基(すなわち、そのフラグメント)内の基であり、少なくとも1つの結合点は、エチレン基、-CH
2-である。末端R基のそれぞれは、置換もしくは非置換アリール基または置換もしくは非置換環状アルキル基であってよく、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含んでよい。同じAl原子に結合した2つのR基は、任意に一緒に共有結合してよい。次にY連結基は、オレフィン重合において、末端のポリメリル-金属結合により、鎖の両末端がアルミニウム原子と結合し、ポリマー鎖に成長することができる。続いて、末端のポリメリル-金属結合を官能化化学反応により所望の官能基に変換し、それにより所望の二官能性(テレケリック)ポリマー鎖を得ることができる。非限定的な構造1の組成物は、モノマー(n=1)またはオリゴマー(n>1)の形態であってよい。
【化2】
【0023】
構造1には末端保護基(R)が含まれており、この末端保護基(R)は、触媒下での連鎖移動またはチェーンシャトリングの速度が非常に遅いため、ポリマー鎖に成長しない(つまり、不要な単官能鎖が生成されない)。具体的には、式(I)の組成に見られるように、末端R基(末端保護基)は立体障害のある金属-炭素結合を形成するため、これらの立体障害部位での連鎖移動またはチェーンシャトリングが、金属原子とY連結基(つまり、連結剤の誘導体)の間の立体障害の少ない部位との競合で速度論的に不利になる。したがって、末端保護基が連鎖移動反応またはチェーンシャトリング反応を生じさせ、ポリマー成長が式(I)の組成物の立体障害がより少ないY連結基上で選択的に生じるため、望ましくない単官能性ポリマー鎖の成長が防止される。結果として、所望の二官能性ポリマー鎖のみが、オレフィン重合および官能化を介してY連結基から成長し、それによって純粋なテレケリックポリマーの生成が可能になる。
【0024】
構造1のR基が末端保護基ではなく単純なアルキル基であった場合、連鎖移動重合によって単官能性ポリマー鎖が生成する可能性がある。所望の(Y連結基から成長した)二官能性ポリマー鎖と比較して望ましくない単官能性ポリマー鎖の量を低減するための1つの手法は、組成物の(n)値を増加させることであるが、そのような手法を使うと、より大きな分子量鎖が反応器内に生じ、特に溶液製造において、反応器操作上の問題(例えば高粘度)を引き起こす。したがって、Y連結基のみから高純度の二官能性ポリマーを形成できるため、末端保護基(R)の使用は重要である。
【0025】
末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を調製するためのプロセス
式(I)の組成物は、アルミニウム化合物、連結剤、および末端保護剤を組み合わせることにより生じる反応により調製することができる。特定の実施形態では、末端保護基は、アルミニウム化合物の一部であり得る。したがって、式(I)の組成物は、アルミニウム化合物と連結剤とを組み合わせることにより生じる反応により調製することができる。この場合、式(I)のR基は代わりにJ基になる。これらの反応は、溶媒の非存在下(ニート)または溶媒の存在下で生じ得る。好適な溶媒としては、キシレン、トルエン、ヘキサン、ペンタン、ベンゼン、またはそれらの組み合わせなどの非極性溶媒が挙げられるが、これらに限定されない。
【0026】
したがって、式(I)の組成物は、(a)アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒を組み合わせること(または、特定の実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を組み合わせること)、および(b)式(I)の組成物を得ること(ここで、アルミニウム化合物は式Al(J)3を有し、式中、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に、2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、連結剤は、少なくとも2つのビニル基または、ビニル基と環状オレフィン基のいずれかを含む、C4~C100の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである)、を含むプロセスにより調製することができる。
【0027】
アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒を組み合わせること(または、特定の実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を組み合わせること)により生じる反応は、50℃~200℃、または80℃~180℃、または100℃~150℃の温度で実施してよい。このように高温にすることで、アルミニウム化合物のJ基(例えばアルキル基)をベータ水素化物脱離により除去促進し、その結果生成されたAl-H結合に連結剤と末端保護剤が挿入され、式(I)の組成物が形成される。
【0028】
したがって、特定の実施形態においては、式(I)の組成物は、(a)50℃~200℃(または80℃~180℃、または100℃~150℃)の温度で、アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒を組み合わせること(または、特定の実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を組み合わせること)、および(b)式(I)の組成物を得ること(ここで、アルミニウム化合物は式Al(J)3を有し、式中、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に、2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、連結剤は、少なくとも2つのビニル基または、ビニル基と環状オレフィン基のいずれかを含む、C4~C100の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである)、を含むプロセスにより調製することができる。
【0029】
アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒を組み合わせること(または、特定の実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を組み合わせること)により生じる反応は、反応を実施する温度に応じ30分~200時間の反応時間を必要とする場合がある。例えば、限定することなく、反応が150℃で行われる場合は1~2時間の反応時間が、反応が120℃で行われる場合は2~5時間の反応時間が、反応が60℃で行われる場合は20~200時間の反応時間が必要な場合がある。
【0030】
したがって、特定の実施形態においては、式(I)の組成物は、(a)50℃~200℃(または80℃~180℃、または100℃~150℃)の温度で、30分~200時間(または30分~100時間、または1時間~50時間、または1時間~30時間、または1時間~25時間、または1時間~15時間、または1時間~10時間、または1時間~5時間)の反応時間で、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を組み合わせること(または、特定の実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を組み合わせること)、および(b)式(I)の組成物を得ること(ここで、アルミニウム化合物は式Al(J)3を有し、式中、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、連結剤は、少なくとも2つのビニル基または、ビニル基と環状オレフィン基のいずれかを含む、C4~C100の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである)、を含むプロセスにより調製することができる。
【0031】
式(I)の組成物を調製するためのプロセスの特定の実施形態において、連結剤:アルミニウム化合物:末端保護剤の比は、n:(n+1):(n+3)であり、ここで、nは1~10の数であり得る。式(I)の組成物を調製するためのプロセスの特定の実施形態において、連結剤:アルミニウム化合物の比は、n:(n+1)であり、ここで、nは、1~10の数であり得る。
【0032】
式(I)の組成物を調製するためのプロセスにおいて、アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒は、任意の順序で組み合わせることができる。特定の実施形態において、アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒は、1ステップで組み合わせることができる。さらなる実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒は、複数のステップで組み合わせることができる。例えば、アルミニウム化合物、末端保護剤、および任意の溶媒を最初に組み合わせ、その後、続いて連結剤を加えることができる。または、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を最初に組み合わせ、その後、続いて末端保護剤を添加してもよい。または、末端保護剤がアルミニウム化合物の一部である特定の実施形態では、アルミニウム化合物、連結剤、および任意の溶媒を同時に組み合わせることができる。
【0033】
アルミニウム化合物
アルミニウム化合物は、本明細書では式AI(J)3を有する化合物として定義され、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に2つのJ基を一緒に共有結合させることができる。任意に、1つのJ基、または2つもしくは3つのJ基のそれぞれは、水素原子であってもよい。特定の実施形態では、1つのJ基、または2つもしくは3つのJ基のそれぞれは、1~30個の炭素原子または2~20個の炭素原子を有する非環式アルキル基である。特定の実施形態では、1つのJ基、または2つもしくは3つのJ基のそれぞれは、水素ではない。さらなる実施形態では、1つのJ基、または2つもしくは3つのJ基のそれぞれは、メチルではない。さらなる実施形態では、1つのJ基、または2つもしくは3つのJ基のそれぞれは、C1~C30の非環式アルキル基、またはC2~C20の非環式アルキル基である。特定の実施形態では、1つのJ基、または2つもしくは3つのJ基のそれぞれは、C3~C30の分岐非環式アルキル基である。
【0034】
好適なJ基には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドセシル、アリール、およびそれらのすべての異性体が含まれるが、これらに限定されない。トリアルキルアルミニウム化合物および水素化ジアルキルアルミニウム化合物が好適な試薬である。有用なトリアルキルアルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリイソヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリイソオクチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム、トリ分岐アルキルアルミニウム、トリシクロアルキルアルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリトリルアルミニウムなどが挙げられるが、これらに限定されない。有用なジアルキルアルミニウム化合物としては、水素化ジメチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジブチルアルミニウム、水素化ジプロピルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム、水素化ジペンチルアルミニウム、水素化ジデシルアルミニウム、水素化ジシクロアルキルアルミニウム、水素化ジフェニルアルミニウム、水素化ジトリルアルミニウム、などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0035】
末端保護基
式(I)の組成物の末端R基は、末端保護剤の誘導体である末端保護基である。特定の実施形態では、本開示の末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンまたは置換または非置換アリール基であり、これらは、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み得る。環状オレフィンは単環式または多環式であってよい。好適な環状オレフィンとしては、5-エチリデン-2-ノルボルネン(ENB)、シクロヘキセン、ノルボルネン、ビニルノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、1,2-ジヒドロナフタレン、1,4-ジヒドロナフタレン、ベンゾノルボルナジエン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、およびそれらの置換誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。
【0036】
特定の実施形態では、式(I)の組成物の末端R基(すなわち、末端保護基)は、環状オレフィンの誘導体であり、これは、立体障害のある金属-炭素結合を形成するアルケンである。さらなる実施形態において、式(I)の組成物の末端R基(すなわち、末端保護基)は、環状オレフィンの誘導体であり、ここで、環状オレフィン(すなわち、末端保護剤)は、以下の構造CA1~CA4からなる群から選択される。
【化3】
式中、
X
2、X
3、X
4、およびX
5はそれぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換C
1~C
20アルキル基、アルキレン基もしくはアルキリデン基、または置換もしくは非置換C
6~C
20アリール基である。
X
2、X
3、X
4、およびX
5はそれぞれ、任意に少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよく、
構造CA1~CA3のそれぞれにおいて、X
2、X
3、X
4およびX
5から選択される基のうちの2つが任意に結合して環状構造を形成してもよい。
【0037】
特定の実施形態では、式(I)の組成物の末端R基(すなわち、末端保護基)は、環状オレフィンの誘導体から選択され、環状オレフィン(すなわち、末端保護剤)は、以下の構造CA5~CA10からなる群から選択される。
【化4】
。
【0038】
したがって、特定の実施形態では、式(I)の組成物は、以下の構造CG1~CG4からなる群から選択される末端R基(すなわち、末端保護基)を含む。
【化5】
式中、
R
1は、水素またはC
1~C
20アルキル基であり、
X
2、X
3、X
4、およびX
5はそれぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換C
1~C
20アルキル基、アルキレン基もしくはアルキリデン基、または置換もしくは非置換C
6~C
20アリール基であり、
X
2、X
3、X
4、およびX
5はそれぞれ、任意に少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよく、
構造CG1~CG3のそれぞれにおいて、X
2、X
3、X
4およびX
5から選択される基のうちの2つが任意に結合して環状構造を形成してもよい。
【0039】
上記の定義を参照して、記号*は、末端保護基の炭素と、式(I)の組成物のアルミニウム金属との間の結合点として機能する炭素-金属結合を指す。
【0040】
さらなる実施形態では、式(I)の組成物は、以下の構造CG5CG13からなる群から選択される末端R基(すなわち、末端保護基)を含み、
【化6】
式中、R
1は、水素またはC
1~C
20アルキル基である。
【0041】
ある特定の実施形態において、式(I)の組成物の末端R基(すなわち末端保護基)のR1は、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、イソブチル、n-ヘキシル、イソヘキシル、n-オクチル、またはイソオクチルであってよい。
【0042】
連結基
式(I)の組成物において、Yは、直鎖、分岐鎖、または環状のC4~C100ヒドロカルビレン基であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、脂肪族または芳香族である。連結基Yは、連結剤の誘導体であり、当該連結剤は少なくとも2つのビニル基、またはビニル基と環状オレフィン基のいずれかを含むC4~C100の炭化水素であり、任意選択で少なくとも1つのヘテロ原子を含む。好適な連結剤は、当該連結剤の誘導体が2つのアルミニウム原子の間に挟まれるように、アルミニウム-水素化物結合に挿入できなければならない。上述のように、式(I)の組成物中のYは連結基であり、活性触媒に移動し、オレフィン重合において活性触媒とアルミニウム種の間の連鎖移動/チェーンシャトリングの結果としてポリマー鎖に成長することができ、テレケリックポリマーの前駆体を形成する。その後の官能化により、テレケリックポリマーが形成される。
【0043】
特定の実施形態では、Yはジエンの誘導体である。言い換えれば、連結剤はジエンである。本明細書で使用される場合、ジエンという用語は、2つのビニル基またはビニル基および環状オレフィン基のいずれかを含み、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む任意の化合物を指す。好適なジエンの例には、炭化水素ベースのジエン、1,3-ジ(ω-アルケニル)-テトラメチルジシロキサンおよびジ(ω-アルケニル)エーテルなどのヘテロ原子を含む炭化水素ベースのジエン、ならびにジビニルベンゼンなどの芳香族フラグメントを含むジエンが挙げられる。
【0044】
本明細書で言及される好適な炭化水素ベースのジエンには、その環式または二環式類似体を含む、式CH2=CH(CH2)mCH=CH2またはCH2=CH(Ar)mCH=CH2(式中、mは0~20の整数であり、Arはアリール基である)を有するジエンが挙げられるが、これらに限定されない。これらの炭化水素ベースのジエンの例としては、典型的には、5~40個の炭素原子を含有する、1,3-ブタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,6-ヘプタジエン、1,7-オクタジエン、1,8-ノナジエン、1,9-デカジエン、1,10-ウンデカジエン、1,11-ドデカジエン、1,12-トリデカジエン、1,13-テトラデカジエン、などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0045】
本明細書で言及するヘテロ原子を含む炭化水素ベースのジエンには、少なくとも1つのB、O、S、N、F、ClもしくはSiの原子、またはこれらの原子の組み合わせを含むジエンが挙げられる。ヘテロ原子を含む炭化水素ベースのジエンの具体例としては、式O[(CH2)mCH=CH2]2、S[(CH2)mCH=CH2]2、RAN[(CH2)mCH=CH2]2、(RB)2Si[(CH2)mCH=CH2]2、Ar[Si(RB)2(CH2)mCH=CH2]2、(CH2)m[Si(RB)2(CH2)mCH=CH2]2、(RB)3SiOSiRB[(CH2)mCH=CH2]2、および[Si(RB)2(CH2)mCH=CH2]2O(式中、mは、出現ごとに、独立して、0以上20以下の整数、好ましくは1以上20以下の整数であり、RAは、Hまたは1個以上12個以下の炭素原子を含むヒドロカルビルであり、RBは、出現ごとに、独立して、1個以上12個以下の炭素原子を有するヒドロカルビルであり、Arはアリール基である)を有する化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【0046】
ヘテロ原子を含む炭化水素ベースのジエンの例としては、典型的には、4~40個の炭素原子を含有する、1,4-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ベンゼン、1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンテン、ジビニルエーテル、ジ(2-プロペニル)エーテル、ジ(3-ブテニル)エーテル、ジ(4-ペンテニル)エーテル、ジ(5-ヘキセニル)エーテル、ジビニルアミン、ジ(2-プロペニル)アミン、ジ(3-ブテニル)アミン、ジ(4-ペンテニル)アミン、ジ(5-ヘキセニル)アミン、ジビニルメチルアミン、ジ(2-プロペニル)メチルアミン、ジ(3-ブテニル)メチルアミン、ジ(4-ペンテニル)メチルアミン、ジ(5-ヘキセニル)メチルアミン、ジビニルチオエーテル、ジ(2-プロペニル)チオエーテル)、ジ(3-ブテニル)チオエーテル、ジ(4-ペンテニル)チオエーテル、ジ(5-ヘキセニル)チオエーテル、ジビニルジメチルシラン、ジ(2-プロペニル)ジメチルシラン、ジ(3-ブテニル)ジメチルシラン、ジ(4-ペンテニル)ジメチルシラン、ジ(5-ヘキセニル)ジメチルシラン、などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0047】
好適なヘテロ原子を含む炭化水素ベースのジエンのさらなる例には、これらに限定されないが、ジビニル化合物、例えば、ジビニルテトラメチルジシロキサン(本明細書ではジ(エタン-1,2-ジイル)テトラメチルジシロキサンとも称する)、ジ(2-プロペニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(3-ブテニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(4-ペンテニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(5-ヘキセニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(6-ヘプテニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(7-オクテニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(8-ノネニル)テトラメチルジシロキサン、ジ(9-デセニル)-テトラメチルジシロキサン、ジビニルテトラエチルジシロキサン、ジ(2-プロペニル)テトラエチルジシロキサン、ジ(3-ブテニル)テトラエチルジシロキサン、ジ(4-ペンテニル)テトラエチルジシロキサン、ジ(5-ヘキセニル)-テトラエチルジシロキサン、ジ(6-ヘプテニル)テトラエチルジシロキサン、ジ(7-オクテニル)テトラエチルジシロキサン、ジ(8-ノネニル)テトラエチルジシロキサン、ジ(9-デセニル)テトラエチルジシロキサンなどの1,1-および1,3-異性体;
【0048】
ビニルノルボルネン、1,3-ジビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキセンなどの環状オレフィンまたは環状アルカンを含むジエン化合物;
【0049】
3-クロロ-1,4-ペンタジエン、3-ブロモ-3-メチル-1,4-ペンタジエン、3-クロロ-1,4-ヘキサジエン、3-クロロ-3-メチル-1,4-ヘキサジエン、3-ブロモ-4-メチル-1,4-ヘキサジエン、3-クロロ-5-メチル-1,4-ヘキサジエン、3-ブロモ-4,5-ジメチル-1,4-ヘキサジエン、3-ブロモ-1,5-ヘキサジエン、3-クロロ-3-メチル-1,5-ヘキサジエン、3-ブロモ-1,5-ヘプタジエン、3-クロロ-3-メチル-1,5-ヘプタジエン、4-ブロモ-1,6-ヘプタジエン、3-クロロ-4-メチル-1,6-ヘプタジエン、4-ブロモ-1,6-オクタジエン、3-クロロ-4-メチル-1,6-オクタジエン、4-ブロモ-7-メチル-1,6-オクタジエン、4-クロロ-1,7-オクタジエン、3-クロロ-4-メチル-1,7-オクタジエン、4-ブロモ-1,7-ノナジエン、4-ブロモ-4-メチル-1,7-ノナジエン、4-ブロモ-1,8-ノナジエン、3-クロロ-4-メチル1,8-ノナジエン、5-ブロモ-1,8-デカジエン、3-クロロ-5-メチル-1、8-デカジエン、5-ブロモ-1,9-デカジエン、3-クロロ-5-メチル-1,9-デカジエン、5-ブロモ-1,10-ウンデカジエン、および5-ブロモ-1,1’-ドデカジエンなどのハロゲン含有ジエン化合物;
【0050】
ビス(ビニルオキシ)シラン、ジメチルビス(ビニルオキシ)シラン、ビスアリルオキシシラン、ジメチルビス(アリルオキシ)シラン、ジ(3-ブテニル)ジメチルシラン、ビス(3-ブテニルオキシ)シラン、ジメチルビス(3-ブテニルオキシ)、ジ(4-ペンテニル)ジメチルシラン、ビス(4-ペンテニルオキシ)シラン、ビス(4-ペンテニルオキシ)ジメチルシラン、ジ(5-ヘキセニル)ジメチルシラン、ビス(5-ヘキセニルオキシ)シラン、および、ビス(5-ヘキセニルオキシ)ジメチルシランなどのシラン含有ジエン;
【0051】
3-ブテニル-4-ペンテノエート、4-ペンテニル-4-ペンテノエート、4-メトキシカルボニル-1,7-オクタジエン、および4-メトキシカルボニル-1,9-デカジエンなどのエステル含有ジエン化合物;
【0052】
ジビニルエーテル、ジアリルエーテル、ジ(4-ブテニルオキシ)エーテル、およびジ(5-ヘキセニルオキシ)エーテルなどのエーテル含有ジエン化合物;
【0053】
4-トリメチルシロキシメチル-1,7-オクタジエン、および4-トリメチルシロキシメチル-1,9-デカジエンなどのシロキシ含有ジエン化合物が挙げられる。
【0054】
さらなる実施形態において、Yは1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-ヘプタジエン、1,3-オクタジエン、1-フェニル-1,3-ブタジエン、1-フェニル-2,4-ペンタジエン、イソプレン、2-エチル-1,3-ブタジエン、2-プロピル-1,3-ブタジエン、2-ブチル-1,3-ブタジエン、2-ペンチル-1,3-ブタジエン、2-ヘキシル-1,3-ブタジエン、2-ヘプチル-1,3-ブタジエン、2-オクチル-1,3-ブタジエン、および2-フェニル-1,3-ブタジエンなどの共役ジエン化合物の誘導体である。
【0055】
さらなる実施形態において、Yは、3個以上のビニル基を含み、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む、トリエンまたはC
4~C
100の炭化水素の誘導体である。換言すれば、連結剤は、3個以上のビニル基を含み、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む、トリエンまたはC
4~C
100の炭化水素の誘導体である。好適な例には、1,4,7-オクタトリエン、3-メチル-1,4,7-オクタトリエン、1,5,9-デカトリエン、4-メチル-1,5,9-デカトリエン、1,2,4-トリビニルシクロヘキサンなどが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態において、連結剤は、1,2,4-トリビニルシクロヘキサンであり、本明細書で定義したRを持つ以下の構造式を有する式(I)の組成物をもたらす。
【化7】
【0056】
本明細書で論じられるすべての連結基は、一般に入手可能であるか、または既知の方法により生成することができる。
【0057】
重合プロセス
特定の実施形態において、式(I)の組成物は、オレフィン重合プロセス中にチェーンシャトリング剤または連鎖移動剤として機能することができる。
【0058】
したがって、本開示は、ポリマー組成物を形成するための少なくとも1つの付加重合性モノマー(すなわちオレフィンモノマー)の重合のための重合プロセスであって、重合条件下で少なくとも1つの付加重合性モノマー(すなわちオレフィンモノマー)を触媒組成物と接触させることを含み、当該触媒組成物が、少なくとも1つの触媒前駆体、任意の助触媒、および式(I)の組成物の接触生成物(すなわち反応生成物)を含む、プロセスに関する。
【0059】
式(I)の末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物および本明細書に記載の式(I)の組成物を用いた触媒系は、広範囲の温度および圧力下での任意の予備重合および/または重合プロセスにおける使用に適している。本明細書に記載のそのような温度および圧力、ならびに他の重合プロセス情報を、「重合条件」と呼ぶことができる。温度は、50℃~約280℃、好ましくは50℃~約200℃の範囲であり得る。別の実施形態では、重合温度は、0℃超、50℃超、80℃超、100℃超、150℃超または200℃超である。一実施形態では、使用される圧力は、1気圧~約500気圧以上の範囲であり得る。重合プロセスは、溶液、気相、スラリー相、および高圧プロセスまたはそれらの組み合わせを含む。
【0060】
一実施形態では、本開示の方法は、2~30個の炭素原子、好ましくは2~12個の炭素原子、およびより好ましくは2~8個の炭素原子を有する1つ以上のオレフィンモノマーの溶液、高圧、スラリー、または気相重合プロセスを目的とする。本開示は、特に、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテンおよび1-デセンの2つ以上のオレフィンモノマーの重合に関する。本開示の方法において有用なモノマーとしては、エチレン性不飽和モノマー、4~18個の炭素原子を有するジオレフィン、共役または非共役ジエン、ポリエン、ビニルモノマー、および環状オレフィンが挙げられる。非限定的モノマーとしては、ノルボルネン、ノルボルナジエン、イソブチレン、イソプレン、ビニルベンゾシクロブタン、スチレン、アルキル置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、およびシクロペンテンが挙げられ得る。本開示の方法の別の実施形態では、エチレンのコポリマーが製造され、ここでは、エチレンと、4~15個の炭素原子、好ましくは4~12個の炭素原子、および最も好ましくは4~8個の炭素原子を有する少なくとも1つのアルファ-オレフィンを有するコモノマーが溶液法で重合される。本開示の方法の別の実施形態では、エチレンまたはプロピレンを少なくとも2つの異なるコモノマー(任意にそのうちの1つはジエンとすることができる)と重合させてターポリマーを形成する。
【0061】
本開示の一態様では、1つ以上のオレフィンモノマーを、重合反応器またはゾーンにおいてオレフィン重合触媒および式(I)の組成物の存在下で重合させて、それにより、式(I)の組成物の残部と結合した少なくともいくらかの量のポリマーの形成を引き起こすことを含むプロセス、およびそれにより得られるポリマーが提供される。例示的で非限定的な重合プロセスとしては、当技術分野において既知のもの、米国特許第8,501,885B2号に開示されているもの、ならびにランダムコポリマーを製造するための当技術分野において既知のものが挙げられる。例示的で非限定的な重合プロセスとしては、単一の反応器または2つの反応器(並列または直列)で行われるものが挙げられる。
【0062】
さらに別の態様において、プロセスおよびそれにより得られるポリマーが提供され、当該プロセスは、1つ以上のオレフィンモノマーを、重合反応器またはゾーンにおいてオレフィン重合触媒および式(I)の組成物の存在下で重合させて、それにより、反応器またはゾーン内にて式(I)の組成物の残部と結合した少なくともいくらかの量の第1のポリマーを形成することと、反応生成物を第1の反応器またはゾーンから、第1の重合反応器またはゾーンのものと区別可能な重合条件下で運転する第2の重合反応器またはゾーンに放出することと、式(I)の組成物の残部と結合した第1のポリマーの少なくとも一部を、式(I)の組成物の少なくとも1つのシャトリング部位の残部を用いて第2の重合反応器またはゾーンの活性触媒部位に移動させることと、式(I)の組成物の残部を用いて第1のポリマーの一部または全部に結合した第2のポリマーセグメントを形成させるために、第2の重合反応器または反応ゾーン内で重合を実施すること(当該第2のポリマーセグメントは、第1のポリマーセグメントとは区別できるポリマー特性を有する)とを含む。
【0063】
重合中、反応混合物を、任意の好適な重合条件に従って活性化触媒組成物と接触させる。このプロセスは、一般に、高温および高圧の使用により特徴付けることができる。所望ならば、水素を既知の技術に従って分子量制御のための連鎖移動剤として使用することができる。他の同様の重合におけるように、使用されるモノマーおよび溶媒は、触媒失活または早期連鎖停止が起こらないように十分に高い純度であることが一般に望ましい。減圧での揮発分除去、分子篩もしくは高表面積アルミナとの接触、または前述のプロセスの組み合わせなどのモノマー精製のための任意の好適な技術を使用することができる。
【0064】
本発明の方法、特にスラリー重合または気相重合において、担体を使用することができる。好適な担体としては、固体、粒状、高表面積、金属酸化物、半金属酸化物、またはそれらの混合物(本明細書では互換的に無機酸化物と呼ぶ)が挙げられる。例としては、タルク、シリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニア、Sn2O3、アルミノシリケート、ボロシリケート、粘土、およびこれらの任意の組み合わせまたは混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好適な担体は、好ましくは、10~1000m2/g、好ましくは100~600m2/gのB.E.T.法を用いて、窒素ポロシメトリーによって決定される表面積を有する。平均粒径は、典型的には0.1~500μm、好ましくは1~200μm、より好ましくは10~100μmである。
【0065】
本開示の一態様では、触媒および任意の担体を噴霧乾燥するか、ないしは別の方法で固体の粒状形態で回収し、容易に輸送および取り扱いできる組成物を提供することができる。液体含有スラリーを噴霧乾燥するための好適な方法は当技術分野において周知であり、本明細書において有用に使用される。本明細書で使用するための噴霧乾燥触媒組成物のための好ましい技術は、米国特許第5,648,310号および同第5,672,669号に記載されている。
【0066】
重合は、触媒構成成分、モノマー、ならびに任意に溶媒、補助剤、捕捉剤、および重合助剤が1つ以上の反応器またはゾーンに連続的に供給され、そこからポリマー生成物が連続的に除去される連続重合、例えば、連続溶液重合として実施されることが望ましい。この文脈において使用される場合、「連続的」および「連続的に」という用語の範囲には、反応物質の断続的な添加および規則的または不規則な小間隔での生成物の除去が存在し、そのため経時的に、全体的なプロセスが実質的に連続的であるプロセスが含まれる。式(I)の組成物(使用する場合)は、第1の反応器またはゾーン内、第1の反応器の出口もしくは出口の少し前、第1の反応器もしくはゾーンとその後続の任意の反応器もしくはゾーンとの間、または第2の反応器もしくはゾーンのみ、を含む、重合中の任意の時点で添加されてもよい。反応器内または直列に接続された2つ以上の反応器もしくはゾーン間でモノマー、温度、圧力または他の重合条件に違いがある場合、同一の分子内のコモノマー含有量、結晶化度、密度、タクティシティ、位置規則性、または他の化学的もしくは物理的差異などの異なる組成のポリマーセグメントが、本開示のポリマー中に形成され得る。このような事象において、それぞれのセグメントまたはブロックのサイズは、ポリマー反応条件によって決定され、典型的にはポリマーサイズの最確分布である。
【0067】
複数の反応器を使用する場合、それぞれを高圧、溶液、スラリーまたは気相重合条件下で独立して運転することができる。複数ゾーンの重合では、すべてのゾーンが、溶液、スラリー、または気相などの、同じ種類の重合下で運転するが、任意に異なるプロセス条件で運転する。溶液重合プロセスの場合、用いられる重合条件下でポリマーが可溶性である液体希釈剤中で、触媒成分の均一な分散液を用いることが望ましい。非常に微細なシリカまたは類似の分散剤を用いて、このような均一系触媒分散液(通常、金属錯体または助触媒のいずれかが溶解性に乏しいだけ)を製造する1つのこのようなプロセスは、米国特許第5,783,512号に開示されている。高圧プロセスは、通常、100℃~400℃の温度、および500バール(50MPa)を超える圧力で行われる。スラリープロセスは、不活性炭化水素希釈剤を使用してもよく、また、0℃から、得られるポリマーが不活性重合媒体中で実質的に可溶となる温度直下までの温度を使用してもよい。例えば、スラリー重合における典型的な温度は、調製されるポリマーに応じて、30℃から、一般に60℃から最高115℃まで、最高100℃までを含む。圧力は、典型的には、大気圧(100kPa)から500psi(3.4MPa)の範囲である。
【0068】
前述のプロセスのすべてにおいて、一般的に、連続的または実質的に連続的な重合条件が用いられる。このような重合条件、特に連続溶液重合プロセスの使用は、高い収率および効率で本ブロックコポリマーの経済的な製造をもたらす高められた反応器温度の使用を可能にする。
【0069】
触媒は、必要な金属錯体または複数の錯体を、重合が行われる溶媒に、または最終反応混合物と適合する希釈剤中に添加することによって、均一な組成物として調製されてもよい。所望の助触媒または活性剤と、任意に式(I)の組成物は、重合されるべきモノマーおよび任意の追加の反応希釈剤と触媒とを組み合わせることに先立って、組み合わせるのと同時に、または組み合わせた後のいずれかで、触媒組成物と組み合わせてもよい。式(I)の組成物が存在する場合、同時に添加することが望ましい。
【0070】
常に、個々の成分ならびにあらゆる活性触媒組成物は、酸素、水分、および他の触媒毒から保護されている。したがって、触媒成分、式(I)の組成物、および活性化触媒は、酸素および水分のない雰囲気中、一般には窒素などの乾燥した不活性ガス下で調製および貯蔵される。
【0071】
本開示の範囲を何ら限定することなく、そのような重合プロセスを実施するための1つの手段は以下の通りである。溶液重合条件下で操作される1つ以上のよく撹拌されたタンクまたはループ反応器において、重合されるモノマーは、反応器の一部で任意の溶媒または希釈剤とともに連続的に導入される。反応器は、任意の溶媒または希釈剤および溶解したポリマーとともに、実質的にモノマーからなる比較的均一な液相を含む。好ましい溶媒としては、C4~10の炭化水素またはそれらの混合物、特に、ヘキサンなどのアルカンまたはアルカンの混合物、および重合に用いられるモノマーのうちの1つ以上が挙げられる。好適なループ反応器の例およびそれと共に使用するための、直列で作動する多重ループ反応器の使用を含む種々の好適な操作条件は、米国特許第5,977,251号、同第6,319,989号、および同第6,683,149号に見られる。
【0072】
触媒は、助触媒と式(I)の組成物とともに、反応器の液相またはその再利用された任意の部分の最低1ヶ所に、連続的または断続的に導入される。反応器の温度および圧力は、例えば、溶媒/モノマー比または触媒添加速度を調節することにより、および冷却もしくは加熱コイル、ジャケット、またはその両方を使用することにより、制御され得る。重合速度は、触媒添加速度によって制御され得る。ポリマー生成物中の所与のモノマーの含量は、反応器中のモノマーの比率によって影響され、この比率は、これらの成分の反応器へのそれぞれの供給速度を操作することにより制御される。ポリマー生成物の分子量は、当該技術分野で周知なように、任意に温度、モノマー濃度などの他の重合変数を制御することにより、または前述の式(I)の化合物、または水素などの連鎖停止剤により制御される。
【0073】
本開示の一態様では、第1の反応器で調製された反応混合物がポリマー成長を実質的に停止させることなく第2の反応器に排出されるように、任意に導管または他の移送手段によって、第1の反応器の排出口に、第2の反応器が接続される。第1の反応器と第2の反応器との間で、少なくとも1つのプロセス条件の差が確立されてもよい。一般に、2つ以上のモノマーのコポリマーの形成における使用では、差は、1つ以上のコモノマーの存在もしくは不在、またはコモノマー濃度の差である。一連の第2の反応器と同様に配置された追加の反応器も設けられ得る。カップリング反応生成物が望ましい場合には、反応器流出物を水、水蒸気もしくはアルコールなどの触媒停止剤またはカップリング剤と接触させることによってさらなる重合を終了させる。
【0074】
得られたポリマー生成物は、残留モノマー(複数可)または希釈剤などの反応混合物の揮発性成分を減圧下でフラッシュオフし、必要に応じて、脱揮発押出機などの装置でさらなる脱揮を実施することによって回収する。連続プロセスにおいて、反応器内の触媒およびポリマーの平均滞留時間は、一般に、5分間~8時間、例えば、10分間~6時間である。
【0075】
あるいは、本開示のさらなる態様では、前述の重合は、管型反応器内で、任意にモノマー、触媒、式(I)の組成物、温度、または異なるゾーンまたはその領域間で確立される他の勾配と共に行われてもよく、さらに任意に触媒および/または式(I)の組成物を別々に添加し、断熱または非断熱重合条件下で操作することを伴う。
【0076】
ポリマーの官能化誘導体の使用もまた本開示内に含まれる。例には、式(I)の組成物から生じるAl末端を有するポリマーが含まれる。反応器を出るポリマー生成物のかなりの部分が金属で終結しているので、さらなる官能化は比較的容易である。金属化ポリマー種は、アミン-、ヒドロキシ-、エポキシ-、シラン-、ビニル-、および他の官能化末端ポリマー生成物を形成するための、他のアルキル-アルミニウム組成物に好適なもののような周知の化学反応において利用できる。Al末端ポリマーは、エチレンなどの犠牲モノマーの存在下で、ベータ水素化物脱離を引き起こす温度、好ましくは150~250℃にAl末端ポリマーを加熱することにより、二不飽和ポリマー(di-unsaturated polymer)を熱脱離させて官能化することもでき、これは、結果として生じる水素化アルミニウム種と反応し、除去された二不飽和ポリマーが逆反応(すなわち、水素化アルミニウム種への挿入)するのを防ぐ。
【0077】
オレフィンモノマー
重合プロセスにおいて本開示のポリマー生成物を調製する際に使用するための好適なモノマーとしては、任意の付加重合性モノマー、一般に任意のオレフィンまたはジオレフィンモノマーが挙げられる。好適なモノマーは、直鎖、分岐鎖、非環式、環式、置換、または非置換であり得る。一態様では、オレフィンは、例えば、エチレンおよび少なくとも1つの異なる共重合性コモノマー、プロピレンおよび4~20個の炭素を有する少なくとも1つの異なる共重合性コモノマー、または4-メチル-1-ペンテンおよび4~20個の炭素を有する少なくとも1つの異なる共重合性コモノマーを含む任意のα-オレフィンであり得る。好適なモノマーの例としては、2~30個の炭素原子、2~20個の炭素原子、または2~12個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖のα-オレフィンが挙げられるが、これらに限定されない。好適なモノマーの具体例としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキサン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、および1-エイコセンが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示されるコポリマーを調製するのに使用するための好適なモノマーはまた、3~30個、3~20個の炭素原子、または3~12個の炭素原子を有するシクロオレフィンを含む。使用することができるシクロオレフィンの例としては、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、および2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に開示されるコポリマーを調製するのに使用するための好適なモノマーはまた、3~30個、3~20個の炭素原子、または3~12個の炭素原子を有するジ-およびポリ-オレフィンを含む。使用することができるジ-およびポリ-オレフィンの例としては、ブタジエン、イソプレン、4-メチル-1,3-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,4-ヘキサジエン、1,3-ヘキサジエン、1,3-オクタジエン、1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、エチリデンノルボルネン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、および5,9-ジメチル-1,4,8-デカトリエンが挙げられるが、これらに限定されない。さらなる態様では、芳香族ビニル化合物はまた、本明細書に開示されるコポリマーを調製するための好適なモノマーを構成し、これらの例としては、モノ-またはポリ-アルキルスチレン(スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、およびp-エチルスチレンを含む)、および官能基含有誘導体、例えばメトキシスチレン、エトキシスチレン、ビニル安息香酸、メチルビニルベンゾエート、ビニルベンジルアセテート、ヒドロキシスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、ジビニルベンゼン、3-フェニルプロペン、4-フェニルプロペンおよびα-メチルスチレン、塩化ビニル、1,2-ジフルオロエチレン、1,2-ジクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、および3,3,3-トリフルオロ-1-プロペンが挙げられるが、これらに限定されない(但し、モノマーは、用いた条件下で重合可能である)。
【0078】
さらに、一態様では、本明細書に開示されている式(I)の組成物と組み合わせて使用するために好適なモノマーまたはモノマーの混合物としては、エチレン;プロピレン;プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテンおよびスチレンから選択される1つ以上のモノマーとエチレンとの混合物;ならびにエチレン、プロピレンおよび共役または非共役ジエンとの混合物が挙げられる。この態様では、コポリマーまたはインターポリマーは、異なる化学的または物理的性質を含む2つ以上の分子内領域、特に、二量体、直鎖、分岐または多分岐ポリマー構造で結合した差別化コモノマー組み込みの領域を含有し得る。このようなポリマーは、式(I)の組成物を含む重合において、重合条件を変更すること、例えば、コモノマー比が異なる2つの反応器、異なるコモノマー組み込み能力を有する複数の触媒、またはこのようなプロセス条件の組み合わせ、および任意に多官能性連結剤を使用することにより調製され得る。
【0079】
ポリマー生成物
本明細書に開示されるように、ポリマー生成物は、通常反応性金属アルキル基を消費し、かつ遷移金属基または主族金属基への結合からポリマー生成物を解放する化学処理を重合後に受けるポリマー生成物を指す。このプロセスは、水で加水分解して飽和ポリマー末端基を生成することを含む。あるいは、金属アルキル基を消費し、かつポリマー鎖上に反応性官能末端基を生成する両方のために、種々の有機または無機試薬の添加を加えてもよい。
【0080】
本開示のプロセスによって製造されたポリマーは、多種多様な製品および最終用途に使用することができる。製造されるポリマーは、エチレンおよびプロピレンのホモポリマーおよびコポリマーであることができ、直鎖低密度ポリエチレン、エラストマー、プラストマー、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリプロピレンコポリマーが挙げられる。製造されるプロピレン系ポリマーとしては、アイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、およびランダム、ブロックまたはインパクトコポリマーが挙げられる。
【0081】
本明細書に開示されている重合プロセスを利用して、本分子量分布を有する1つ以上のオレフィンモノマーのブロックコポリマーを含む新規ポリマー組成物が容易に製造される。例示的なポリマーは、エチレン、プロピレン、および4-メチル-1-ペンテンから選択される少なくとも1つのモノマーを重合形態で含む。実例として、これらのポリマーは、エチレン、プロピレン、または4-メチル-1-ペンテンと、少なくとも1つの異なるC2~20α-オレフィンコモノマーと、任意に1つ以上の追加の共重合性コモノマーとを重合形態で含むインターポリマーである。好適なコモノマーは、ジオレフィン、環状オレフィン、および環状ジオレフィン、ハロゲン化ビニル化合物、ビニリデン芳香族化合物、およびそれらの組み合わせから選択される。例示的なポリマーは、エチレンとプロピレン、1-ブテン、1-ヘキセンまたは1-オクテンとのインターポリマーである。実例として、本明細書に開示されているポリマー組成物は、ポリマーの総重量に基づいて、1~99パーセントのエチレン含有量、0~10パーセントのジエン含有量、ならびに99~1パーセントのスチレンおよび/またはC3~8α-オレフィン含有量を有する。本開示のポリマーは、一般的なGPC測定方法に従って500~2,500,000の重量平均分子量(Mw)を有し得る。典型的には、本開示のポリマーは、一般的なGPC測定方法に従って500~250,000(例えば、2,000~150,000、3,000~100,000、1,000~25,000、5,000~25,000など)の重量平均分子量(Mw)を有する。
【0082】
本開示に従って調製されたポリマーは、ASTM D-792、方法Bに従ったメルトインデックスI2が0.01~2000g/10分、典型的には0.01~1000g/10分、より典型的には0.01~500g/10分、特に0.01~100g/10分であり得る。望ましくは、開示されたポリマーは、一般的なGPC測定方法に従って、1,000g/mol~5,000,000g/mol、典型的には1000g/mol~1,000,000g/mol、より典型的には、1000g/mol~500,000g/mol、そして特に1,000g/mol~300,000g/molの分子量、Mwを有することができる。
【0083】
本開示のポリマーの密度は、ASTM D-792、方法Bに従って、0.80~0.99g/cc、典型的にはエチレン含有ポリマーについては0.85g/cc~0.97g/cc(例えば、0.853~0.970g/cc)であり得る。
【0084】
本開示によるポリマーは、とりわけ、それらの狭い分子量分布によって、逐次モノマー添加、流動触媒、またはアニオン性もしくはカチオン性リビング重合技術によって調製された従来のランダムコポリマー、ポリマーの物理的ブレンド、およびブロックコポリマーと区別され得る。この態様では、例えば、本開示に従って調製されたポリマー組成物は、1.5~10.0(例えば、2.0~8.0、2.0~6.0、2.0~5.0、2.0~4.0など)の多分散指数(PDI)によって特徴付けることができる。例えば、ポリマー組成物の多分散指数(PDI)は、1.5~2.8、1.5~2.5、または1.5~2.3であり得る。
【0085】
存在する場合、各ポリマー内の別々の領域またはブロックは、反応器条件の均一性に応じて比較的均一であり、互いに化学的に異なる。すなわち、ポリマー内のセグメントのコモノマー分布、タクティシティ、または他の特性は、同じブロックまたはセグメント内で比較的均一である。しかしながら、平均ブロック長は狭い分布であり得るが、必ずしもそうではない。平均ブロック長はまた、最確分布であり得る。
【0086】
実例として、これらのインターポリマーは、少なくともいくつかの残りのブロックまたはセグメントからより高いタクティシティまたは結晶性を有するポリマーの末端ブロックまたはセグメントによって特徴付けることができる。実例として、ポリマーは、比較的非晶質またはさらにはエラストマーである中央ポリマーブロックまたはセグメントを含有する三元ブロックコポリマーであり得る。
【0087】
本開示のなおさらなる態様では、(1)有機または無機ポリマー、好ましくはエチレンのホモポリマーもしくはプロピレンのホモポリマーおよび/またはエチレンもしくはプロピレンと1つ以上の共重合性コモノマーとのコポリマーと、(2)本開示による、または本明細書に開示されたプロセスに従って調製されたポリマーまたはポリマーの組み合わせとを含むポリマー組成物が提供される。
【0088】
本ポリマー生成物は、異なる化学組成の領域またはセグメント(ブロック)を含む2つ以上のポリマーの組み合わせを含む。加えて、ポリマーの組み合わせに用いる構成成分のうちの少なくとも1つは、式(I)の組成物の残部である連結基を含有することができ、それによりポリマーに特定の物理的性質を保有させる。
【0089】
様々な添加剤を、得られる組成物の特性を損なわない量で、本発明の組成物に有用に組み込むことができる。これらの添加剤としては、例えば、補強剤、導電性および非導電性材料を含む充填剤、耐火性添加剤、酸化防止剤、熱および光安定剤、着色剤、増量剤、架橋剤、発泡剤、可塑剤、難燃剤、滴下防止剤、潤滑剤、滑り添加剤、ブロッキング防止助剤、劣化防止剤、柔軟剤、ワックス、顔料、およびそれらの組み合わせを含む同類のものなどが挙げられる。
【0090】
得られるポリマーは、例えば米国特許第7,947,793号、同第7,897,698号、および同第8,293,859号に論じられているように、平均ブロック指数によって特徴付けることができるブロックインターポリマーであり得る。得られるポリマーは、例えば、米国特許第8,563,658号、同第8,476,366号、同第8,686,087号、および同第8,716,400号に論じられているように、ブロック複合指数によって特徴付けることができるブロック複合材料であり得る。得られるポリマーは、例えば、米国特許第8,785,554号、同第8,822,598号、および同第8,822,599号に論じられているように、結晶性ブロック複合材指数によって特徴付けることができる結晶性ブロック複合材料であり得る。得られたポリマーは、例えばWO2016/028957で論じられているように、ミクロ構造指数によって特徴付けることができる特定のブロック複合材料であり得る。得られたポリマーは、例えばWO2016/028970に論じられているように、修正ブロック複合材指数によって特徴付けることができる特定のブロック複合材料であり得る。
【0091】
ある特定の実施形態では、式(I)の組成物を調製するためのプロセスは、テレケリックポリマーを生成するために官能化化学と組み合わせてもよい。ある特定の実施形態では、式(I)の組成物は、両末端が式(I)の組成物に結合したテレケリックポリマー鎖を生成および成長させることができ、その後末端ポリメリル-金属結合が所望の両末端官能基へ変換され、テレケリックポリマーを形成することができる。
【0092】
本開示の式(I)の組成物を調製するためのプロセスと官能化化学との組み合わせの用途は、決してテレケリックポリマーおよび上記の例の開発に限定されない。ある特定の実施形態では、本開示の式(I)の組成物を調製するためのプロセスは、官能化ポリオレフィンを製造するために、例えば、配位連鎖移動重合と組み合わせてもよい。
【0093】
本開示のポリマーは、任意の他のポリマーとブレンドおよび/または共押出しされてもよい。他のポリマーの非限定的な例としては、直鎖低密度ポリエチレン、エラストマー、プラストマー、高圧低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、エチレンプロピレンコポリマーなどが挙げられる。
【0094】
本開示の方法によって製造されるポリマーおよびそれらのブレンドは、フィルム、シート、および繊維押出しならびに共押出し、加えてブロー成形、射出成形、回転成形などの成形操作において有用である。フィルムは、共押出しによって、またはシュリンクフィルム、粘着フィルム、ストレッチフィルム、シーリングフィルムまたは配向フィルムとして有用な積層によって形成されたブローンフィルムまたはキャストフィルムを含む。
【実施例】
【0095】
方法
1H NMR:1H NMRスペクトルは、室温でBruker AV-400分光計で記録する。ベンゼン-d6中の1H NMR化学シフトは、TMS(0.00ppm)に対して7.16ppm(C6D5H)を基準としている。
【0096】
13C NMR:ポリマーの13C NMRスペクトルは、Bruker Dual DUL高温CryoProbeを装備したBruker 400MHz分光計を使用して収集される。ポリマーサンプルは、0.025Mクロムトリスアセチルアセトネート(緩和剤)を含有するテトラクロロエタン-d2/オルトジクロロベンゼンの50/50混合物約2.6gを、10mmNMRチューブ内のポリマー0.2gに添加することによって調製される。チューブおよびその内容物を150℃に加熱することにより、サンプルを溶解し、均一化する。データを、データファイル当たり320回のスキャン、7.3秒のパルス繰り返し待ち時間(pulse repetition delay)を用いて、120℃のサンプル温度で取得した。
【0097】
GC/MS:電子衝撃イオン化法(EI)を用いたタンデムガスクロマトグラフィー/低分解能質量分析は、Agilent Technologies 5975 inert XL質量選択検出器およびAgilent Technologiesキャピラリーカラム(HP1MS、15m×0.25mm、0.25ミクロン)を装備したAgilent Technologies 6890Nシリーズガスクロマトグラフにて、70eVで、以下に従って実行した:
プログラムされた方法:
オーブン平衡時間0.5分
50℃で0分
その後、25℃/分ののち200℃で5分
実行時間11分
【0098】
ゲル浸透クロマトグラフィーシステムは、Polymer Laboratories Model PL-210またはPolymer Laboratories Model PL-220機器のいずれかを用いる。カラムおよびカルーセル区画は、140℃で操作する。3つのPolymer Laboratoriesの10ミクロンMixed-Bカラムを使用する。溶媒は、1,2,4トリクロロベンゼンである。サンプルを、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する50ミリリットルの溶媒中0.1グラムのポリマーの濃度に調製する。160℃で2時間軽く撹拌することによって、サンプルを調製する。使用された注入体積は100マイクロリットルであり、流速は1.0ml/分である。
【0099】
GPCカラムセットの較正を、個別の分子量間に少なくとも一桁の間隔を有する、6つの「カクテル」混合物中に配置された、580~8,400,000の範囲の分子量を有する21個の狭い分子量分布ポリスチレン標準物質を用いて実施する。標準物質はPolymer Laboratories(Shropshire,UK)から購入する。1,000,000以上の分子量に対して50ミリリットルの溶媒中0.025グラム、および1,000,000未満の分子量に対して50ミリリットルの溶媒中0.05グラムでポリスチレン標準物質を調製する。ポリスチレン標準物質を80℃で30分間穏やかに撹拌しながら溶解する。狭い標準物質混合物を最初に、および最高分子量構成成分を減少させる順序で実行して、分解を最小にする。以下の等式を用いて、ポリスチレン標準ピーク分子量をポリエチレン分子量に変換する(Williams and Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.、6、621(1968)に記載の通り):Mポリエチレン=0.431(Mポリスチレン)。ポリエチレン等価分子量計算を、Viscotek TriSECソフトウェアバージョン3.0を使用して行う。
【0100】
分子量の決定:分子量は、Rudin,A.、「Modern Methods of Polymer Characterization」、John Wiley & Sons、New York(1991)pp.103-112に記載されているように、低角度レーザー光散乱検出器(GPC-LALLS)と結合させたデコンボリューションゲル浸透クロマトグラフィーを含む光学分析技術によって決定する。
【0101】
材料
ここで説明するすべての例は、特に明記しない限り、ドライボックス技術を使用した不活性雰囲気下で行う。
【0102】
次の材料はSigma-Aldrichから入手し、必要に応じて使用前に精製する。水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAL-H);トリイソブチルアルミニウム(TIBA);5-エチリデン-2-ノルボルネン(ENB);シクロヘキセン;ジビニルベンゼン;1,9-デカジエン;1,4-ペンタジエン;1,3-ブタジエン;p-キシレン;C6D6;4-tert-ブチルカテコール;トルエン;メタノール;ジビニルジクロロシラン;ジエチルエーテル;臭化フェニルマグネシウム;ヘキサン;ジビニルジフェニルシラン;ジビニルジメチルシラン;THF;臭化ビニルマグネシウム;ベンゼン;ペンタン;D2O;BHT-安息香酸;およびペンタメチレンビス(臭化マグネシウム)。
【0103】
1,4-ビス(クロロジメチルシリル)ベンゼンおよび1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタンは、Alfa Aesarから入手する。
【0104】
Isopar(商標)EはExxonMobil Chemical Companyから入手する。
【0105】
活性剤[HNMe(C18H37)2][B(C6F5)4](「活性剤A」)は、Boulder Scientific Co.から入手する。
【0106】
以下の構造を有する触媒[N-(2,6-ジ(1-メチルエチル)フェニル)アミド)(2-イソプロピルフェニル)(α-ナフタレン-2-ジイル(6-ピリジン-2-ジイル)メタン)]ハフニウムジメチル](「触媒A」)は、WO03/40195およびWO04/24740の教示ならびに当技術分野において既知の方法に従って調製する。
【化8】
【0107】
MMAO-3Aは、Akzo Nobelから入手する。
【0108】
実施例1
TIBA、ENB、および1,9-デカジエンを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、TIBA(2.0mL、7.9mmol)、1,9-デカジエン(1.1mL、5.94mmol)、およびENB(1.6mL、11.89mmol)を、撹拌子を入れたシンチレーションバイアル内で3.5mLのp-キシレンと混合する。この混合物を撹拌しながら130℃に加熱して2時間保持し、通気のためにセプタムキャップに小さな針を挿入する。2時間後、混合物は透明で粘稠になり、サンプルを(水でクエンチした後)
1H NMRおよびGC/MS用に採取する。
図1に見られるように、C
6D
6の
1H NMRにより、目的の反応(非限定的な反応スキーム1を参照)が完了し(すべてのビニル基が消費される)、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物が形成されることがわかる。
図2に見られるように、GC/MSは、122、142、および178m/zに主要なピークを示し、意図した加水分解生成物である末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物と一致する。
【化9】
【0109】
実施例2
TIBA、ENB、および1,9-デカジエンを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、ENB(1.6mL、11.9mmol)とTIBA(2.0mL、7.9mmol)を、撹拌子を入れたシンチレーションバイアル内で3.5mLのp-キシレンと混合する。この混合物を撹拌しながら130℃に加熱して2時間保持し、通気のためにセプタムキャップに小さな針を挿入する。2時間後、混合物のサンプル(約0.1mL)を取り、
1H NMR用にC
6D
6(0.5mL)と混合する(
図3Aを参照)。これにより、ENBがすべて消費されたことがわかる。続いて、1,9-デカジエン(1.1mL、5.94mmol)を混合物に添加し、さらに撹拌しながら130℃での加熱を2時間続ける。その後、混合物は透明で粘稠になり、サンプルを(水でクエンチした後)
1H NMRおよびGC/MS用に採取する。
図3Bに見られるように、C
6D
6の
1H NMRにより、目的の反応(非限定的な反応スキーム2を参照)が完了し(すべてのビニル基が消費される)、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物が形成されることがわかる。
図4に見られるように、GC/MSは、122、142、および178m/zに主要なピークを示し、意図した加水分解生成物である末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物と一致する。
【化10】
【0110】
実施例3
TIBA、ENB、およびジビニルベンゼンを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、TIBA(3.14mL、12.46mmol)、ENB(2.80mL、20.77mmol)を、撹拌子を入れたシンチレーションバイアル内で7mLのp-キシレンと混合する。この混合物を撹拌しながら130℃に加熱して20分間分保持し、通気のためにセプタムキャップに小さな針を挿入する。20分後、ジビニルベンゼン(1.18mL、8.31mmol、d0.914、2等量、80%、m/p異性体の混合物、1000ppmの4-tert-ブチルカテコールを含む安定剤)を混合物に加え、撹拌しながら130℃での加熱を3時間続ける。反応は意図したように進行し(非限定的な反応スキーム3を参照)、双頭有機アルミニウム組成物を形成する。次に、混合物を25℃に冷却する。GC/MS用にサンプルを採取し、
図5を参照すると意図した加水分解生成物である末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物が示されるため、反応が意図したものであることが確認される。
【化11】
【0111】
実施例4
(iBu)
2Al-(CH
2)
5-Al(iBu)
2の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、ニートのDIBAL-H(0.8g、5.63mmol)と1,4-ペンタジエン(0.291mL、2.81mmol)を、撹拌子を入れたシンチレーションバイアル内で3mLのp-キシレンと混合する。この混合物を撹拌しながら50℃に加熱して4.5時間保持し、その後60℃に加熱して1時間保持する。反応は意図したとおりに進行する(非限定的な反応スキーム4を参照)。反応を確認するために、少量をC
6D
6に溶解し、水でクエンチし、
1H NMRで分析する。
図6Aを参照すると、
1H NMRは、意図した反応である加水分解生成物(イソブテンおよびペンタン)を示している。注:この反応は、トルエン内またはニートでも実行できる。
【化12】
【0112】
(iBu)HAl-(CH
2)
5-AlH(iBu)の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、p-キシレン(0.88M)中に溶解した約5mLの(iBu)
2Al-(CH
2)
5-Al(iBu)
2を、真空で100℃に加熱し、14時間保持する。このプロセスではトラップバイアルを使用して、高沸点のp-キシレンを捕捉するか、真空チューブで濃縮する。反応は意図したとおりに進行する(非限定的な反応スキーム5を参照)。反応を確認するために、アリコートをC
6D
6で希釈し、この溶液の一部を水で加水分解する。生成物(
図6B)および加水分解生成物(
図6C)の
1H NMRスペクトルを記録する。Al-Hシグナルは、非加水分解サンプルの
1H NMRで観察される(2.8~4.0ppm)。加水分解されたサンプルの
1H NMRスペクトルは、目的の反応で予想される加水分解生成物であるイソブタンとペンタンを示す。
【化13】
【0113】
(iBu)HAl-(CH
2)
5-AlH(iBu)を使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、ニートの(iBu)HAl-(CH
2)
5-AlH(iBu)(0.100g、0.42mmol)を1.5mLのトルエンに溶解し、過剰のシクロヘキセン(1.0mL、9.87mmol;d=0.811)を加える。反応混合物を加熱し、密閉バイアル中で14時間90℃に保持する。反応混合物は真空下で透明な油となり、真空下で100℃に加熱して14時間保持し、部分的に末端保護されたC5-結合Al-Hを生成する。次に、材料をトルエン(0.5mL)に溶解し、シクロヘキセン(0.5mL、4.99mmol)を添加する。反応混合物を密閉バイアル中で撹拌しながら90℃に加熱して一晩保持し、目的の反応(非限定的な反応スキーム6を参照)を完了して、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を形成する。
【化14】
【0114】
実施例5
ジビニルジフェニルシランの調製:臭化フェニルマグネシウム(30.18mmol、1.0Mジエチルエーテル溶液30mL)をグローブボックス冷凍庫で冷却(-30℃)する。次いで、ジエチルエーテル(10mL)に溶解させたジビニルジクロロシラン(2.1g、13.72mmol)の溶液を、臭化フェニルマグネシウムにゆっくりと加える。この混合物を室温で一晩撹拌し、目的の反応(非限定的な反応スキーム7を参照)を進行させる。反応期間後、揮発性物質を除去し、残留物を抽出し、ヘキサンを使用して濾過する。ヘキサンを除去すると、若干の濁りが残る油が得られる。溶離液としてヘキサンを使用し、混合物を小さなセライトパッドを通過させ再度濾過する。ヘキサンを除去すると、目的の生成物が透明淡黄色の油(2.75g)として単離される。カラムクロマトグラフィーを実施すると、1.01gの精製生成物が透明な油として単離される(1.0121g、31.2%)。
1H NMR(500MHz、ベンゼン-d
6)δ7.60-7.51(m、2H)、7.19-7.09(m、3H)、6.42(dd、J=20.2、14.6Hz、1H)、6.08(dd、J=14.5、3.7Hz、1H)、5.78(dd、J=20.3、3.7Hz、1H)。
13C NMR(126MHz、ベンゼン-d
6)δ136.08、135.57、134.19、133.96、129.42、127.84。
【化15】
【0115】
ジビニルジフェニルシランを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:DIBAL-H(0.513g、3.60mmol)とENB(0.722g、6.01mmol)を、ニートでガラスチューブ内にて混合する。この混合物を70℃に加熱して10分間保持し、次に130℃に加熱して10分間保持する。針付きのゴム製セプタムを挿入し、通気を可能にする。反応期間後、チューブを熱源から外し、室温に冷却する。次に、ジビニルジフェニルシラン(0.568g、2.40mmol)を混合物に加える。ゴム製セプタムを反応容器を密閉するテフロンキャップに交換し、混合物を130℃に加熱してさらに3時間保持する。反応期間後、混合物を室温に冷却すると、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を含む透明なガラス状物質が得られる。
【0116】
実施例6
ジビニルジフェニルシランを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:ガラスチューブ内にて、DIBAL-H(0.7g、4.92mmol)とENB(0.986g、8.2mmol)を、ニートで混合する。この混合物を70℃に加熱して10分間保持し、次に130℃に加熱して10分間保持する。針付きのゴム製セプタムを挿入し、通気を可能にする。反応期間後、チューブを熱源から外し、室温に冷却する。続いて、ジビニルジメチルシラン(0.368g、3.28mmol)を混合物に添加し、テフロンキャップを使用してチューブを密封する。次に、混合物を70℃に加熱して5分間保持し、次に80℃に加熱して5分間保持する。この加熱パターンを、130℃の所望の温度に達するまで10℃の増分で繰り返す。次に、混合物を130℃でさらに3時間加熱する。次に、混合物を室温に冷却すると、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を含む透明で粘稠な油が得られる。
【0117】
実施例7
ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ベンゼンの調製:THF(40mL)中の1,4-ビス(クロロジメチルシリル)ベンゼン(4.804g、18.24mmol)をグローブボックス冷凍庫で冷却(-30℃)する。次に、臭化ビニルマグネシウムの溶液(40.14mmol、1.0MTHF溶液40.14mL)をゆっくりと加える。この混合物を室温まで一晩撹拌し、意図した反応(非限定的な反応スキーム8を参照)を進行させる。反応期間後、揮発性物質を除去し、残留物を抽出し、ベンゼンを使用して濾過する。濾液からベンゼンを除去すると、さらさらした液体と沈殿した塩が分離する。この物質を、溶離液としてヘキサンを使用し、セライト床で濾過する。揮発性物質を除去すると、目的の生成物が透明な薄黄色の液体(3.5948g、79.9%)として分離する。
1H NMR(500MHz、ベンゼン-d6)δ7.51(s、4H)、6.30-6.19(m、1H)、5.99-5.91(m、1H)、5.69(dd、J=20.3、3.8Hz、1H)、0.27(s、12H)。
13C NMR(126MHz、ベンゼン-d
6)δ138.86、137.74、133.24、132.59、-3.23。
【化16】
【0118】
ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ベンゼンを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:ガラスチューブ内にて、DIBAL-H(1.5g、10.55mmol)とENB(2.113g、17.58mmol)を、ニートで混合する。この混合物を70℃に加熱して10分間保持し、次に130℃に加熱して10分間保持する。針付きのゴム製セプタムを挿入し、通気を可能にする。次に、チューブを室温まで冷却する。続いて、1,4-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ベンゼン(1.733g、7.03mmol)を混合物に加える。ゴム製セプタムを、反応容器を密閉するテフロンキャップに交換する。次に混合物を加熱し、130℃でさらに3時間保持する。反応期間後、混合物を室温に冷却すると、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を含む透明なガラス状物質が得られる。
【0119】
実施例8
1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタンの調製:クロロジメチル(ビニル)シラン(2.654g、22mmol)の溶液をTHF(最終容量20mL)で希釈し、グローブボックス冷凍庫で冷却(-30℃)する。次にペンタメチレンビス(臭化マグネシウム)(20mL、22mmol、1.0MTHF)を滴下する。得られた混合物を室温で3時間撹拌し、目的の反応(非限定的な反応スキーム9を参照)を進行させる。反応期間後、揮発性物質を真空下で除去する。多量の灰色の塩からなる残留物を、ヘキサンを使用して抽出し、濾過する。揮発性物質を除去すると、わずかに曇った薄黄色の油が分離される。ペンタンを使用してこの油を短いシリカゲルプラグを通過させる。ペンタンを除去すると、目的の生成物が透明な淡黄色の油(2.0873g、86.8%)として単離される。
1H NMR(500Mhz、ベンゼン-d
6)δ6.22-6.08(m、1H)、5.91(dd、J=14.6、3.9Hz、1H)、5.65(dd、J=20.4、3.8Hz、1H)、1.35-1.23(m、3H)、0.57-0.50(m、2H)、0.04(s、6H)。
13C NMR(126MHz、ベンゼン-d
6)δ139.21、131.21、37.58、23.75、23.57、15.28、-3.63。
【化17】
【0120】
1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタンを使用した、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物の調製:ガラスチューブ内にて、DIBAL-H(3.08g、21.66mmol)とENB(4.339g、36.09mmol)を、ニートで混合する。この混合物を70℃に加熱して10分間保持し、次に130℃に加熱して10分間保持する。針付きのゴム製セプタムを挿入し、通気を可能にする。反応期間後、チューブを室温まで冷却する。続いて、1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタン(1.621g、14.44mmol)を混合物に加える。ゴム製セプタムを、反応容器を密閉するテフロンキャップに交換する。次に、混合物を130℃に加熱してさらに3時間保持すると、反応期間の初期の段階で、混合物は白く濁り、粘度がわずかに上昇するが、簡単に撹拌できるようになる。反応期間後、混合物を室温に冷却すると、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を含む粘稠な乳状物質が得られる。
【0121】
実施例9
(Cy)2Al-(CH2)4-Al(Cy)2の調製:ガラスチューブ内で、1,3-ブタジエン(24mmol、2.4Mトルエン溶液10mL)とDIBAL-H(6.827g、48mmol)を一緒に混合する。この混合物を、撹拌しながら合計32時間70℃に加熱して保持する。次に、混合物を真空下で蒸発乾固し、残留物を100℃に加熱して保持しながら、完全な真空を一晩継続する。反応期間後、残留物を室温に戻す。続いて、残留物を密閉容器内でシクロヘキセン(40mL)に入れ80℃に加熱し一晩保持する。反応期間後、揮発性物質を除去し、濃い油を分離する。次に、残留物を完全な真空下で100℃に加熱し、3時間保持する。反応期間後、残留物をシクロヘキセン(30mL)中で80℃に加熱して一晩保持する。次に揮発性物質を除去し、残留物を再び100℃に加熱し、完全真空下でさらに3時間保持する。反応期間後、残留物をシクロヘキセン(30mL)中で80℃に加熱して一晩保持する。シクロヘキサンで80℃、続いて100℃で加熱するこのプロセスを、合計4回繰り返す。この時点で、揮発性物質は真空下で除去され、その結果、末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物を含む粘着性のある残留物が単離される。
【0122】
実施例10
(iBu)
2Al-(CH
2)
2-C
5H
8-(CH
2)
2-Al(iBu)
2の調製:窒素で満たされたドライボックス内で、ニートのDIBAL-H(1.00mL、5.61mmol、d=0.798)と1,3-ジビニルシクロペンタン溶液(トルエン中30.9wt%、1.11g、2.81mmol)を撹拌子を入れたキャップ付きシンチレーションバイアル内で混合する。この混合物を加熱し、18時間撹拌しながら90℃に保持する。反応は意図したように進行し(非限定的な反応スキーム10を参照)、双頭有機アルミニウム組成物を形成する。反応を確認するために、混合物のアリコートをC
6D
6で希釈し、D
2O中10wt%NaODで加水分解し、
1H NMRおよび
13C NMRで分析する。
図5Aおよび5Bに見られるように、
1H NMRおよび
13C NMRは、双頭有機アルミニウム組成物の予想される加水分解生成物である1,3-ビス(エチル-2-d)シクロペンタンを示す。加水分解されたサンプルは、GC/MSでも分析され、m/zが128のクリーンなピークを示す。これは、双頭有機アルミニウム組成物の予想される加水分解生成物と一致する。
【化18】
【0123】
(Cy)
2Al-(CH
2)
2-C
5H
8-(CH
2)
2-Al(Cy)
2の調製。表題化合物は、実施例4および非限定的な反応スキーム11に示される合成手順に従って作製することができる。
【化19】
【0124】
ポリエチレン重合
窒素で満たされたドライボックス内で、撹拌子を入れたバイアルにIsopar(商標)E(10mL)と活性剤A(0.04mL、0.0024mmol、0.064M)を入れる。バイアルをセプタムキャップで密封し、100℃に設定された加熱ブロックに入れる。(小さなシリンダーからの)エチレンラインが接続され、バイアルのヘッドスペースを針を介してゆっくりとパージする。実施例3で調製した末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物(0.37mL、0.30mmol、ジビニルベンゼンベース0.815M)と前駆触媒A(0.10mL、0.002mmol、0.02M)を注入し、パージ針を取り外して全圧を12psigに維持する。反応混合物を30分間撹拌し、次にドライボックスから取り出し、MeOH(100mL)でクエンチする。沈殿した白色ポリマーをメタノール中で3時間撹拌し、続いて濾過し、ポリマーを真空下で一晩乾燥させる(0.265g)。
13C NMRは、組み込まれたジビニルベンゼンおよび飽和ポリマー鎖末端からの芳香族シグナルを示す(
図7)。GPC結果:M
n=1,512;M
w=3,880;PDI=2.57。GPCクロマトグラムを
図8に示す。この例示的なポリエチレンの重合は、以下の非限定的な反応スキーム12にて例示される。
【化20】
【0125】
HOPR反応器での共重合
HOPRの一般情報:使用するすべての化学物質は、無水試薬として購入するか、MBraunドライボックス入れる前に完全に脱気する。すべての操作は、窒素で満たされたドライボックス内で作業して実施する。トルエン、Isopar(商標)E、1-オクテン、およびエチレンガスは、Q-5触媒床を通過させて精製および乾燥する。すべての反応器化学は、Xantusロボットワークステーションモデル44 00/100を備えたHOPRを使用して行う。リキッドハンドラーと反応器の両方がMBraunドライボックスに取り付けられており、不活性窒素雰囲気下でのリキッドハンドリング操作が可能である。試薬溶液は、実験前にドライボックス内で作製する。MMAO-3Aは、1.9M溶液の原液で、またはトルエンで希釈して使用する。ABD計量ステーションで、24ウェルプレート(4×6)の18×54mm丸底反応チューブの風袋を量り、計量する。すべての反応チューブは、Thermo SavantモデルSC250EXPを使用して80℃で10時間乾燥させる。反応器は、Mokon HTFシステムモデルH54124NRを使用して加熱する。
【0126】
代表的なHOPR合成および評価手順:18×54mmの丸底反応チューブを備えた24ウェルプレート(4×6)をTecanのデッキに配置する。各反応チューブに、MMAO-3A(20nmole)、活性剤A(1.2nmole)、1-オクテン(100μL)、特定の実施例により作製した末端保護された双頭型有機アルミニウム組成物(10mmolまたは25mmol)、およびIsopar(商標)Eを加える(最終容量は5.0mLになる)。次に、これらの反応チューブを、蓋を固定した状態で20℃のHOPRに配置する。その後、磁気撹拌を開始する。次に、反応器を75psiのエチレンガスで予圧する。次に、反応器を100℃の温度に加熱する。次に、反応器を150psiに完全に加圧する。次に、触媒A(1nmole)を各反応チューブに加えて、重合を開始する。5分後、BHT/安息香酸クエンチを加え、反応器を冷却し、ゆっくりとベントする。蓋を外し、反応チューブを4×6ラックに戻し、Savantで乾燥させてから、重量を測定して生成されたエチレン/オクテンコポリマーの質量を取得し、続いてポリマーのGPC分析を行う。重合データを以下の表1に示す。
【表1】
本願は以下の態様にも関する。
(1) 式(I)の組成物であって、
【化21】
式中、
nは1~100の数であり、
Yは、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、脂肪族または芳香族である直鎖、分岐鎖、または環状のC
4
~C
100
ヒドロカルビレン基からなる連結基であり、Yは、Al原子への2つの結合点を含み、前記2つの結合点のうちの少なくとも1つが-CH
2
-であり、
各R基は独立して、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む、置換もしくは非置換アリール基または置換もしくは非置換環状アルキル基であり、
同じAlに結合した2つのR基は、任意に一緒に共有結合することができる、組成物。
(2) 各R基は独立して、以下の構造CG1~CG4からなる群から選択され、
【化22】
式中、
各R
1
は独立して、水素またはC
1
~C
20
アルキル基であり、
X
2
、X
3
、X
4
、およびX
5
はそれぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換C
1
~C
20
アルキル基、アルキレン基もしくはアルキリデン基、または置換もしくは非置換C
6
~C
20
アリール基であり、
X
2
、X
3
、X
4
、およびX
5
はそれぞれ、任意に少なくとも1個のヘテロ原子を含み、
構造CG1~CG3のそれぞれにおいて、X
2
、X
3
、X
4
およびX
5
から選択される基のうちの2つが任意に結合して環状構造を形成してもよい、前記(1)に記載の組成物。
(3) 各R基は独立して、以下の構造CG5~CG13からなる群から選択され、
【化23】
式中、各R
1
は独立して、水素またはC
1
~C
20
アルキル基である、前記(1または2)に記載の組成物。
(4) 各R基はCG5またはCG12である、前記(1)~(3)のいずれかに記載の組成物。
(5) Yは式(II)を有し、
-CH
2
CH
2
(CHR
2
)
m
CH
2
CH
2
-(II)
式中、
R
2
は、水素またはC
1
~C
20
アルキル基またはアリール基であり、
mは0~20の数である、前記(1)~(4)のいずれかに記載の組成物。
(6) Yは式(III)を有し、
-CH
2
CH
2
-Z-CH
2
CH
2
-(III)
式中、
Zは、少なくとも1つの脂肪族環または芳香族環を含むC
4
~C
100
ヒドロカルビレン基であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含む、前記(1)~(4)のいずれかに記載の組成物。
(7) Yは、1,9-デカジエン、1,4-ペンタジエン、ジビニルベンゼン、ジビニルジフェニルシラン、ジビニルジメチルシラン、1,4-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ベンゼン、1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタン、および1,3-ジビニルシクロペンタンからなる群から選択される連結剤の誘導体である、前記(1)~(6)のいずれかに記載の組成物。
(8) nは1~10の数である、前記(1)~(7)のいずれかに記載の組成物。
(9) nは1~3の数である、前記(8)に記載の組成物。
(10) 組成物を調製するプロセスであって、
(a)アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒を50℃~200℃の温度で30分~200時間の間組み合わせることと、
(b)前記組成物を得ることと、を含み、
前記アルミニウム化合物は式Al(J)
3
を有し、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、
前記連結剤は、少なくとも2つのビニル基、またはビニル基および環状オレフィン基のいずれかを含むC
4
~C
100
の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、
前記末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである、プロセス。
(11) 前記末端保護剤は、以下の構造CA1~CA4からなる群から選択され、
【化24】
式中、
X
2
、X
3
、X
4
、およびX
5
はそれぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換C
1
~C
20
アルキル基、アルキレン基もしくはアルキリデン基、または置換もしくは非置換C
6
~C
20
アリール基であり、
X
2
、X
3
、X
4
、およびX
5
はそれぞれ、任意に少なくとも1個のヘテロ原子を含み、
構造CA1~CA3のそれぞれにおいて、X
2
、X
3
、X
4
およびX
5
から選択される基のうちの2つが任意に結合して環状構造を形成してもよい、前記(10)に記載のプロセス。
(12) 前記末端保護剤は、以下の構造CG5~CG10からなる群から選択される、前記(11)に記載のプロセス。
【化25】
。
(13) 前記末端保護剤は、CG5またはCG9である、前記(12)に記載のプロセス。
(14) 前記アルミニウム化合物は、トリイソブチルアルミニウムまたは水素化ジイソブチルアルミニウムである、前記(10)~(13)のいずれかに記載のプロセス。
(15) 前記連結剤は、1,9-デカジエン、1,4-ペンタジエン、ジビニルベンゼン、ジビニルジフェニルシラン、ジビニルジメチルシラン、1,4-ビス(ジメチル(ビニル)シリル))ベンゼン、1,5-ビス(ジメチル(ビニル)シリル)ペンタン、および1,3-ジビニルシクロペンタンからなる群から選択される、前記(10)~(14)のいずれかに記載のプロセス。
(16) アルミニウム化合物、連結剤、末端保護剤、および任意の溶媒の反応生成物を含む組成物であって、
前記アルミニウム化合物は式Al(J)
3
を有し、各J基は独立して、水素、置換もしくは非置換アルキル基、または置換もしくは非置換アリール基もしくはヘテロアリール基であり、少なくとも1つのJ基は水素または非環式アルキル基であり、任意に2つのJ基を一緒に共有結合させることができ、
前記連結剤は、少なくとも2つのビニル基、またはビニル基および環状オレフィン基のいずれかを含むC
4
~C
100
の炭化水素であり、任意に少なくとも1つのヘテロ原子を含み、
前記末端保護剤は、置換または非置換環状オレフィンである、組成物。
(17) ポリマー組成物を調製するための重合プロセスであって、(a)少なくとも1つのオレフィンモノマーを触媒組成物と接触させることであって、前記触媒組成物は少なくとも1つの触媒前駆体、少なくとも1つの助触媒、および前記(1)に記載の組成物の反応生成物を含む、接触させることと、(b)前記ポリマー組成物を得ることと、を含む、重合プロセス。
(18) 前記(17)に記載のプロセスによって調製されるポリマー組成物であって、2つのアルミニウム末端を含む、ポリマー組成物。
(19) 化学試薬または高温のいずれかを使用して、前記(18)に記載のポリマー組成物のポリマー-Al結合を変換することにより、ポリマーまたはポリマー混合物を調製するためのプロセス。