(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】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】オレフィン重合触媒活性化剤のための弱配位性アニオンとしてのアニオン性III族錯体
(51)【国際特許分類】
C08F 4/643 20060101AFI20240905BHJP
C07F 5/00 20060101ALI20240905BHJP
C07F 7/00 20060101ALI20240905BHJP
C08F 4/6592 20060101ALI20240905BHJP
【FI】
C08F4/643
C07F5/00 G
C07F7/00 A
C08F4/6592
(21)【出願番号】P 2021557600
(86)(22)【出願日】2020-03-24
(86)【国際出願番号】 US2020024397
(87)【国際公開番号】W WO2020198196
(87)【国際公開日】2020-10-01
【審査請求日】2023-03-13
(32)【優先日】2019-03-28
(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】100128484
【氏名又は名称】井口 司
(72)【発明者】
【氏名】セネカル、トッド ディー.
(72)【発明者】
【氏名】マコーパディヤイ、スクリット
(72)【発明者】
【氏名】キートン、リチャード ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】クロシン、イエジ
(72)【発明者】
【氏名】ワッハ、ラファエル
(72)【発明者】
【氏名】ピアソン、デイヴィッド エム.
(72)【発明者】
【氏名】ウッドワード、ウィリアム エイチ.エイチ.
【審査官】中川 裕文
(56)【参考文献】
【文献】特表2007-517960(JP,A)
【文献】特表2004-514031(JP,A)
【文献】特表2000-507157(JP,A)
【文献】特表2006-520847(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2018/0147562(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 4/643
C07F 5/00
C07F 7/00
C08F 4/6592
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
オレフィン重合用のプロ触媒を活性化するための、式(I)による構造を有する活性化剤であって、
【化1】
式中、
Mが、+3酸化状態の金属であり、前記金属が、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、スカンジウム、イットリウム、またはランタニドから選択され、
[Cat]
+が、カチオンであり、
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6、R
7、R
8、R
9、R
10、R
11、R
12、R
13、R
14、R
15、およびR
16が独立して、(C
1-C
40)アルキル、(C
6-C
40)アリール、-H、-NR
C
2、-OR
C、-SR
C、またはハロゲンから選択され、式中、各R
Cが独立して、(C
1-C
30)ヒドロカルビルまたは-Hであるが、ただし、少なくともR
1-4のうちの1つ、およびR
5-8のうちの1つ、およびR
9-12のうちの1つ、およびR
13-16のうちの1つが、フッ素置換(C
1-C
40)アルキル、フッ素置換(C
6-C
40)アリール、または-Fであることを条件とし、
R
17およびR
18が、(C
1-C
40)アルキル、(C
1-C
40)ヘテロアルキル、フッ素置換(C
1-C
40)アルキル、またはフッ素置換(C
6-C
40)アリールである、活性化剤。
【請求項2】
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6、R
7、R
8、R
9、R
10、R
11、R
12、R
13、R
14、R
15、およびR
16が独立して、(C
1-C
10)アルキル、-F、または-Hであるが、ただし、少なくともR
1-4のうちの1つ、およびR
5-8のうちの1つ、およびR
9-12のうちの1つ、およびR
13-16のうちの1つが、フッ素置換(C
1-C
10)アルキルまたは-Fであることを条件とする、請求項1に記載の活性化剤。
【請求項3】
R
17およびR
18が、(C
1-C
10)アルキルである、請求項1または2に記載の活性化剤。
【請求項4】
[Cat
+]が、プロトン化された三級アミンである、請求項1~3のいずれか一項に記載の活性化剤。
【請求項5】
[Cat]
+が、
+N(H)R
N
3であり、各R
Nが独立して、(C
1-C
20)アルキルである、
請求項1~4のいずれか一項に記載の活性化剤。
【請求項6】
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも1つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも1つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも1つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも1つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルである、
請求項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
【請求項7】
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも2つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも2つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも2つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも2つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルである、請求項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
【請求項8】
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも3つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも3つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも3つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも3つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルである、請求項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
【請求項9】
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも4つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも4つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも4つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも4つが、-Fまたは
フッ素置換(C
1
-C
10
)アルキルである、請求項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
【請求項10】
請求項1~9のいずれか一項に記載の活性化剤およびプロ触媒を含む触媒系であって、前記プロ触媒と前記活性化剤とを接触させることによって、前記プロ触媒が触媒的に活性化される、触媒系。
【請求項11】
オレフィンを重合するためのプロセスであって、請求項10に記載の触媒系の存在下で、エチレンと任意選択的に(C
3-C
40)α-オレフィンとを接触させることを含む、プロセス。
【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、2019年3月28日に申請された米国仮特許出願第62/825,182号に対する優先権を主張し、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示の実施形態は、一般に、オレフィン重合触媒系およびプロセスに関し、より具体的には、この触媒系はプロ触媒、およびアニオン性イットリウム錯体または助触媒を含む。
【背景技術】
【0003】
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である特徴を有し得る。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、迅速なプロ触媒の活性化、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。
【0004】
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。
【0005】
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助触媒を用いる。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。
【0006】
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、もしくは鉛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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ポリマー系における活性化剤の望ましい特徴としては、オレフィン系ポリマーの生成を増加させる能力、プロ触媒活性化の速度を増加させる能力、触媒の全体的な効率を増加させる能力、触媒系を高温で作動可能にする能力、触媒系が一貫したポリマー組成を提供可能にする能力、およびオレフィン重合が完了した後に活性化剤を分解可能にする能力が挙げられる。非配位性アニオンテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(-B(C6F5)4)に由来する活性化剤は、これらの望ましい特徴のうちの多くを獲得する。
【0008】
金属-配位子プロ触媒を効率的に活性化し高温で良好に機能する活性化剤が、現在も必要とされている。
【0009】
本開示の実施形態は、式(I)による構造を有する活性化剤を含む。
【化1】
【0010】
式(I)では、Mは、+3酸化状態の金属であり、金属は、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、スカンジウム、イットリウム、またはランタニドから選択され、[Cat]+はカチオンである。
【0011】
式(I)では、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、およびR16が独立して、(C1-C40)アルキル、(C6-C40)アリール、-H、-NRN
2、-ORC、-SRC、またはハロゲンから選択され、式中、各RCおよび各RNが独立して、(C1-C30)ヒドロカルビルまたは-Hであるが、ただし、少なくともR1-4のうちの1つ、およびR5-8のうちの1つ、およびR9-12のうちの1つ、およびR13-16のうちの1つが、フッ素置換(C1-C40)アルキル、フッ素置換(C6-C40)アリール、または-Fであることを条件とし、各R17およびR18が、(C1-C40)アルキル、(C1-C40)ヘテロアルキル、または-Fである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
ここで、触媒系の具体的な実施形態を説明する。本開示の触媒系は、異なる形態で実施されてもよく、本開示に記載される特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。
【0013】
一般的な略語を以下に列挙する。
【0014】
R、Y、M、L、Q、およびn:上記で定義したとおり、Me:メチル、Et:エチル、Ph:フェニル、Bn:ベンジル、i-Pr:イソ-プロピル、t-Bu:tert-ブチル、t-Oct:tert-オクチル(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)、Tf:トリフルオロメタンスルホネート、(tBuFO)3Al:Al(OC(CF3)3)3、KHMDS:カリウムヘキサメチルジシラジド、MTBE:メチルtert-ブチルエーテル、TEA:トリエチルアルミニウム、THF:テトラヒドロフラン、Et2O:ジエチルエーテル、CH2Cl2:ジクロロメタン、MTBE:メチルtert-ブチルエーテル、CV:カラム容量(カラムクロマトグラフィーで使用)、EtOAc:酢酸エチル、C6D6:重水素化ベンゼンまたはベンゼン-d6、CDCl3:重水素化クロロホルム、Na2SO4:硫酸ナトリウム、MgSO4:硫酸マグネシウム、HCl:塩化水素、n-BuLi:ブチルリチウム、t-BuLi:tert-ブチルリチウム、N2:窒素ガス、PhMe:トルエン、PPR:並列重合反応器、MAO:メチルアルミノキサン、MMAO:修飾メチルアルミノキサン、GC:ガスクロマトグラフィー、LC:液体クロマトグラフィー、NMR:核磁気共鳴、MS:質量分析、mmol:ミリモル、mL:ミリリットル、M:モル、minまたはmins:分、hまたはhrs:時間、d:日、Rf:滞留画分、TLC:薄層クロマトグラフィー、rpm:1分あたりの回転数。
【0015】
「独立して選択される」という用語は、R1、R2、R3、R4、およびR5などのR基が、同一であっても異なっていてもよいこと(例えば、R1、R2、R3、R4、およびR5はすべて、置換アルキルであってもよく、またはR1およびR2は、置換アルキルであってもよく、R3は、アリールであってもよい、など)を示すために本明細書で使用される。R基に関連付けられた化学名は、化学名の化学構造に対応するものとして当該技術分野で認識されている化学構造を伝えることを意図している。したがって、化学名は、当業者に既知の構造的定義を補足および例示することを意図しており、排除することを意図していない。
【0016】
「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。「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、「助触媒」および「活性化剤」という用語は交換可能な用語である。
【0017】
ある特定の炭素原子含有化学基を記載するために使用される場合、「(Cx-Cy)」の形態を有する括弧付きの表現は、化学基の非置換形態がxおよびyを含めてx個の炭素原子からy個の炭素原子までを有することを意味する。例えば、(C1-C50)アルキルは、その非置換形態では1~50個の炭素原子を有するアルキル基である。いくつかの実施形態および一般構造において、ある特定の化学基は、RSなどの1つ以上の置換基によって置換されてもよい。括弧付きの「(Cx-Cy)」を使用して定義されるRS置換化学基は、任意の基RSの同一性に従ってy個を超える炭素原子を含有することができる。例えば、「RSがフェニル(-C6H5)である正確に1つの基RSによって置換された(C1-C50)アルキル」は、7~56個の炭素原子を含有し得る。したがって、一般に、括弧付きの「(Cx-Cy)」を使用して定義される化学基が1つ以上の炭素原子含有置換基RSによって置換される場合、化学基の炭素原子の最小および最大合計数は、xとyとの両方に、すべての炭素原子含有置換基RS由来の炭素原子の合計数を加えることによって決定される。
【0018】
「置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した少なくとも1個の水素原子(-H)が置換基(例えばRS)によって置き換えられることを意味する。「-H」という用語は、別の原子に共有結合している水素または水素ラジカルを意味する。「水素」および「-H」は、交換可能であり、明記されていない限りは、同一の意味を有する。
【0019】
「ハロゲン置換」という用語は、対応する非置換化合物の炭素原子もしくはヘテロ原子または官能基に結合した少なくとも1個の水素原子(-H)が、ハロゲンによって置き換えられることを意味する。「ハロゲン置換」および「ハロゲン化」という用語は、交換可能である。「過ハロゲン化」という用語は、対応する非置換化合物の炭素原子もしくはヘテロ原子または官能基に結合したすべての水素原子(-H)が、ハロゲンによって置き換えられることを意味する。「フッ素置換」という用語は、対応する非置換化合物の炭素原子もしくはヘテロ原子または官能基に結合した少なくとも1つの水素原子(-H)が、フッ素原子によって置き換えられることを意味する。「フルオロアルキル」という用語は、フッ素置換(C1-C10)アルキルを指し、(C1-C10)アルキルの炭素原子に結合した少なくとも一つの水素原子は、フッ素原子で置き換えられている。
【0020】
本開示では「ハロゲン原子」または「ハロゲン」という用語という用語は、フッ素原子(F)または塩素原子(Cl)のラジカルを意味する。「ハロゲン化物」という用語は、ハロゲン原子のアニオン形態、例えば、フッ化物(F-)または塩化物(Cl-)を意味する。
【0021】
「(C1-C50)ヒドロカルビル」という用語は、1~50個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルを意味し、「(C1-C50)ヒドロカルビレン」という用語は、1~50個の炭素原子を有する炭化水素ジラジカルを意味し、そこで、各炭化水素ラジカルおよび各炭化水素ジラジカルは、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(3個以上の炭素を有し、単環式および多環式、縮合および非縮合の多環式、ならびに二環式を含む)または非環式であり、1つ以上のRSによって置換されているか、または置換されていない。
【0022】
本開示において、(C1-C50)ヒドロカルビルは、非置換または置換(C1-C50)アルキル、(C3-C50)シクロアルキル、(C3-C20)シクロアルキル-(C1-C20)アルキレン、(C6-C40)アリール、または(C6-C20)アリール-(C1-C20)アルキレン(ベンジル(-CH2-C6H5)など)であり得る。
【0023】
「(C1-C50)アルキル」および「(C1-C18)アルキル」という用語は、非置換または1つ以上のRSによって置換されている、それぞれ、1~50個の炭素原子を有する飽和直鎖または分岐炭化水素ラジカルおよび1~18個の炭素原子を有する飽和直鎖または分岐炭化水素ラジカルを意味する。非置換(C1-C50)アルキルの例は、非置換(C1-C20)アルキル、非置換(C1-C10)アルキル、非置換(C1-C5)アルキル、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2-ブチル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、1-ペンチル、1-ヘキシル、1-ヘプチル、1-ノニル、および1-デシルである。置換(C1-C40)アルキルの例は、置換(C1-C20)アルキル、置換(C1-C10)アルキル、トリフルオロメチル、および[C45]アルキルである。「[C45]アルキル」という用語は、置換基を含むラジカル中に最大45個の炭素原子が存在することを意味し、例えば、それぞれ、(C1-C5)アルキルである1つのRSによって置換されている(C27-C40)アルキルである。各(C1~C5)アルキルは、メチル、トリフルオロメチル、エチル、1-プロピル、1-メチルエチル、または1,1-ジメチルエチルであり得る。
【0024】
「(C6-C50)アリール」という用語は、6~40個の炭素原子を有し、そのうちの少なくとも6~14個の炭素原子は芳香環炭素原子である、非置換または(1つ以上のRSによって)置換された単環式、二環式、または三環式芳香族炭化水素ラジカルを意味する。単環式芳香族炭化水素ラジカルは、1つの芳香環を含み、二環式芳香族炭化水素ラジカルは2つの環を有し、三環式芳香族炭化水素ラジカルは3つの環を有する。二環式または三環式芳香族炭化水素ラジカルが存在するとき、そのラジカルの環のうちの少なくとも1つは芳香族である。芳香族ラジカルの他の1つまたは複数の環は独立して、縮合または非縮合の芳香族または非芳香族であり得る。非置換(C6-C50)アリールの例としては、非置換(C6-C20)アリール、非置換(C6-C18)アリール、フェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、およびフェナントレンが挙げられる。置換(C6-C40)アリールの例としては、置換(C1-C20)アリール、置換(C6-C18)アリール、2,4-ビス([C20]アルキル)-フェニル、2-(C1-C5)アルキル-フェニル、ポリフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、およびフルオレン-9-オン-1-イルが挙げられる。
【0025】
「(C3-C50)シクロアルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRSによって置換されている、3~50個の炭素原子を有する飽和環式炭化水素ラジカルを意味する。他のシクロアルキル基(例えば(Cx-Cy)シクロアルキル)は、x~y個の炭素原子を有し、非置換であるか、または1つ以上のRSによって置換されているかのいずれかであるものと同様な様式で定義される。非置換(C3~C40)シクロアルキルの例は、非置換(C3~C20)シクロアルキル、非置換(C3~C10)シクロアルキル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、およびシクロデシルである。置換(C3~C40)シクロアルキルの例は、置換(C3~C20)シクロアルキル、置換(C3~C10)シクロアルキル、シクロペンタノン-2-イル、および1-フルオロシクロヘキシルである。
【0026】
(C1-C50)ヒドロカルビレンの例としては、非置換または置換(C6-C50)アリーレン、(C3-C50)シクロアルキレン、および(C1-C50)アルキレン(例えば、(C1-C20)アルキレン)が挙げられる。ジラジカルは、同じ炭素原子上(例えば-CH2-)もしくは隣接する炭素原子(すなわち1,2-ジラジカル)上にあってもよく、または1個、2個、もしくは3個以上の介在炭素原子によって離間されている(例えば1,3-ジラジカル、1,4-ジラジカルなど)。いくつかのジラジカルとしては、1,2-、1,3-、1,4-、またはα,ω-ジラジカルが挙げられ、他のものとしては1,2-ジラジカルが挙げられる。α,ω-ジラジカルは、ラジカル炭素間に最大の炭素骨格間隔を有するジラジカルである。(C2-C20)アルキレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、エタン-1,2-ジイル(すなわち-CH2CH2-)、プロパン-1,3-ジイル(すなわち-CH2CH2CH2-)、2-メチルプロパン-1,3-ジイル(すなわち-CH2CH(CH3)CH2-)が挙げられる。(C6-C50)アリーレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、フェニル-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、またはナフタレン-3,7-ジイルが挙げられる。
【0027】
「(C1-C50)アルキレン」という用語は、非置換または1つ以上のRSによって置換されている1~50個の炭素原子を有する飽和直鎖または分岐鎖ジラジカル(すなわち、ラジカルが環原子上にない)を意味する。非置換(C1-C50)アルキレンの例は、非置換(C1-C20)アルキレンであり、非置換-CH2CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-(CH2)8-、-CH2C*HCH3、および-(CH2)4C*(H)(CH3)を含み、式中、「C*」が、水素原子が、二級もしくは三級アルキルラジカルを形成するために除去される炭素原子を表す。置換(C1-C50)アルキレンの例は、置換(C1-C20)アルキレン、-CF2-、-C(O)-、および-(CH2)14C(CH3)2(CH2)5-(すなわち、6,6-ジメチル置換ノルマル-1,20-エイコシレン)である。前述のように、2つのRSは一緒になって、(C1-C18)アルキレンを形成することができるので、置換(C1-C50)アルキレンの例としては、1,2-ビス(メチレン)シクロペンタン、1,2-ビス(メチレン)シクロヘキサン、2,3-ビス(メチレン)-7,7-ジメチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、および2,3-ビス(メチレン)ビシクロ[2.2.2]オクタンも挙げられる。
【0028】
「(C3-C50)シクロアルキレン」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRSによって置換されている、3~50個の炭素原子の環式を意味する。環式ジラジカルのうちの両方のラジカルは、環式ジラジカルの環原子上にある。
【0029】
「ヘテロ原子」という用語は、水素または炭素以外の原子を指す。1個または2個以上のヘテロ原子を含有する基の例としては、O、S、S(O)、S(O)2、Si(RC)2、P(RP)、N(RN)、-N=C(RC)2、-Ge(RC)2-、または-Si(RC)-が挙げられ、各RCおよび各RPは、非置換(C1-C18)ヒドロカルビルまたは-Hであり、各RNは非置換(C1-C18)ヒドロカルビルである。「ヘテロ炭化水素」という用語は、炭化水素の1個以上の炭素原子がヘテロ原子で置き換えられている分子または分子骨格を指す。「(C1-C50)ヘテロヒドロカルビル」という用語は、1~50個の炭素原子を有するヘテロ炭化水素ラジカルを意味し、「(C1-C50)ヘテロヒドロカルビレン」という用語は、1~50個の炭素原子を有するヘテロ炭化水素ジラジカルを意味する。(C1-C50)ヘテロヒドロカルビルまたは(C1-C50)ヘテロヒドロカルビレンのヘテロ炭化水素は、1個以上のヘテロ原子を有する。ヘテロヒドロカルビルのラジカルは、炭素原子上またはヘテロ原子上に存在することができる。ヘテロヒドロカルビレンの2つのラジカルは、単一の炭素原子上または単一のヘテロ原子上に存在することができる。さらに、ジラジカルの2つのラジカルのうちの一方は炭素原子上に存在することができ、他方のラジカルは異なる炭素原子上に存在することができ、2つのラジカルのうちの一方は炭素原子上に存在することができ、他方はヘテロ原子上に存在することができ、または、2つのラジカルのうちの一方はヘテロ原子上に存在することができ、他方のラジカルは異なるヘテロ原子上に存在することができる。各(C1-C50)ヘテロヒドロカルビルおよび(C1-C50)ヘテロヒドロカルビレンは、非置換または(1つ以上のRSによって)置換、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(単環式および多環式、縮合多環式および非縮合多環式を含む)または非環式であってもよい。
【0030】
「(C1-C50)ヘテロ炭化水素アニオン」という用語は、1~50個の炭素原子およびマイナス1(-1)の形式電荷を有する、アニオン性ヘテロ炭化水素を意味する。形式電荷は、ヘテロ原子に関連し得、ただし、アニオン性ヘテロ炭化水素に2つ以上のヘテロ原子が存在することを条件とする。ヘテロ炭化水素アニオンは、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(3つ以上の炭素を有し、単環式および多環式、縮合および非縮合多環式および二環式を含む)または非環式であり、1つ以上のRSで置換されているか、または非置換である。ヘテロ芳香族アニオンが芳香族(「(C1-C50)ヘテロ芳香族アニオン」)であるとき、少なくとも1つのヘテロ原子は芳香族系内にある。ヘテロ芳香族アニオンのアニオンの孤立電子対は、芳香族系の一部ではなく、イオン結合または供与共有結合を形成するために利用可能である。
【0031】
(C1-C50)ヘテロヒドロカルビルは、非置換または置換されてもよい。(C1-C50)ヘテロヒドロカルビルの非限定的な例としては、(C1-C50)ヘテロアルキル、(C1-C50)ヒドロカルビル-O-、(C1-C50)ヒドロカルビル-S-、(C1-C50)ヒドロカルビル-S(O)-、(C1-C50)ヒドロカルビル-S(O)2-、(C1-C50)ヒドロカルビル-Si(RC)2-、(C1-C50)ヒドロカルビル-N(RN)-、(C1-C50)ヒドロカルビル-P(RP)-、(C2-C50)ヘテロシクロアルキル、(C2-C19)ヘテロシクロアルキル-(C1-C20)アルキレン、(C3-C20)シクロアルキル-(C1-C19)ヘテロアルキレン、(C2-C19)ヘテロシクロアルキル-(C1-C20)ヘテロアルキレン、(C1-C50)ヘテロアリール、(C1-C19)ヘテロアリール-(C1-C20)アルキレン、(C6-C20)アリール-(C1-C19)ヘテロアルキレン、または(C1-C19)ヘテロアリール-(C1-C20)ヘテロアルキレンが挙げられる。
【0032】
「(C4-C50)ヘテロアリール」という用語は、合計4~50個の炭素原子および1~10個のヘテロ原子の、非置換または(1つ以上のRSによって)置換された単環式、二環式、または三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルを意味する。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、1つのヘテロ芳香環を含み、二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、2つの環を有し、三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、3つの環を有する。二環式または三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルが存在する場合、ラジカルにおける環のうちの少なくとも1つは、ヘテロ芳香族である。ヘテロ芳香族ラジカルの他の1つまたは複数の環は独立して、縮合または非縮合および芳香族または非芳香族であることができる。他のヘテロアリール基(例えば、一般に(Cx-Cy)ヘテロアリール、(C4-C12)ヘテロアリールなど)は、x~y個の炭素原子(4~12個の炭素原子など)を有し、かつ非置換または1つもしくは2つ以上のRSによって置換されているものと同様な様式で定義される。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、5員環または6員環である。
【0033】
5員環単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、5マイナスh個の炭素原子を有し、hは、ヘテロ原子の数であり、1、2、または3個であり得、各ヘテロ原子は、O、S、N、またはPであり得る。5員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、ピロール-1-イル、ピロール-2-イル、フラン-3-イル、チオフェン-2-イル、ピラゾール-1-イル、イソキサゾール-2-イル、イソチアゾール-5-イル、イミダゾール-2-イル、オキサゾール-4-イル、チアゾール-2-イル、1,2,4-トリアゾール-1-イル、1,3,4-オキサジアゾール-2-イル、1,3,4-チアジアゾール-2-イル、テトラゾール-1-イル、テトラゾール-2-イル、およびテトラゾール-5-イルが挙げられる。
【0034】
6員環単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、6マイナスh個の炭素原子を有し、hは、ヘテロ原子の数であり、1または2個であり得、ヘテロ原子は、NまたはPであり得る。6員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、ピリジン-2-イル、ピリミジン-2-イル、およびピラジン-2-イルが挙げられる。
【0035】
二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、縮合5,6-または6,6-環系であり得る。縮合5,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、インドール-1-イル、およびベンズイミダゾール-1-イルが挙げられる。縮合6,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、キノリン-2-イル、およびイソキノリン-1-イルが挙げられる。三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは縮合5,6,5-、5,6,6-、6,5,6-、または6,6,6-環系であり得る。縮合5,6,5-環系の例としては、1,7-ジヒドロピロロ[3,2-f]インドール-1-イルが挙げられる。縮合5,6,6-環系の例としては、1H-ベンゾ[f]インドール-1-イルが挙げられる。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,6,6-環系の例は、アクリジン-9-イルである。
【0036】
「(C1-C50)ヘテロアルキル」という用語は、1~50個の炭素原子および1個以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖または分岐鎖ラジカルを意味する。「(C1-C50)ヘテロアルキレン」という用語は、1~50個の炭素原子および1個または2個以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖または分岐鎖ジラジカルを意味する。ヘテロアルキルまたはヘテロアルキレンのヘテロ原子としては、Si(RC)3、Ge(RC)3、Si(RC)2、Ge(RC)2、P(RP)2、P(RP)、N(RN)2、N(RN)、N、O、ORC、S、SRC、S(O)、およびS(O)2を挙げることができ、ヘテロアルキルおよびヘテロアルキレン基の各々は、非置換または1つ以上のRSによって置換されている。
【0037】
非置換(C2-C40)ヘテロシクロアルキルの例としては、非置換(C2-C20)ヘテロシクロアルキル、非置換(C2-C10)ヘテロシクロアルキル、アジリジン-1-イル、オキセタン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、ピロリジン-1-イル、テトラヒドロチオフェン-S,S-ジオキシド-2-イル、モルホリン-4-イル、1,4-ジオキサン-2-イル、ヘキサヒドロアゼピン-4-イル、3-オキサ-シクロオクチル、5-チオ-シクロノニル、および2-アザ-シクロデシルが挙げられる。
【0038】
「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、ならびに(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が1つ以上の置換基RSによって置換されている場合、1つ以上の二重結合および/または三重結合は、任意選択的に、置換基RS中に存在していてもよい。「不飽和」という用語は、1つ以上の炭素-炭素二重結合もしくは炭素-炭素三重結合、または(ヘテロ原子含有基において)1つ以上の炭素-窒素二重結合、炭素-リン二重結合、もしくは炭素-ケイ素二重結合を含有し、置換基RS(存在する場合)、または芳香環もしくはヘテロ芳香環(存在する場合)中に存在し得る二重結合を含まないことを意味する。
【0039】
本開示の実施形態は、活性化剤、活性化剤を含む触媒系、およびオレフィンを重合するためのプロセスを含む。実施形態では、活性化剤は、式(I)による構造を有する。
【化2】
【0040】
式(I)では、Mは、+3酸化状態の金属であり、金属は、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、スカンジウム、イットリウム、またはランタニドから選択される。
【0041】
式(I)では、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、およびR16が独立して、(C1-C40)アルキル、(C6-C40)アリール、-H、-NRN
2、-ORC、-SRC、またはハロゲンから選択され、式中、各RCおよび各RNが独立して、(C1-C30)ヒドロカルビルまたは-Hであるが、ただし、少なくともR1-4のうちの1つ、およびR5-8のうちの1つ、およびR9-12のうちの1つ、およびR13-16のうちの1つが、フッ素置換(C1-C40)アルキル、フッ素置換(C6-C40)アリール、または-Fであることを条件とし、各R17およびR18が、(C1-C40)アルキルまたは(C1-C40)ヘテロアルキルである。
【0042】
1つ以上の実施形態では、活性化剤錯体は、[Cat]+によって示されるようなカチオンを含む。[Cat]+は、正電荷(+1)の形式電荷を有するカチオンである。活性化剤のいくつかの実施形態では、[Cat]+は、プロトン化トリ[(C1-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、[Cat]+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、[Cat]+は、+N(H)RN
3であり、式中、各RNが独立して、(C1-C20)アルキルである。いくつかの実施形態では、[Cat]+は、+N(CH3)HRN
2であり、式中、RNが、(C16-C18)アルキルである。いくつかの実施形態では、[Cat]+は、メチルジ(オクタデシル)アンモニウムカチオンまたはメチルジ(ヘキサデシル)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またはメチルジ(ヘキサデシル)アンモニウムカチオンは、本明細書ではまとめてアルメニウム(armeenium)カチオンと称される。アルメニウムカチオンを有するイオン性化合物は、商品名Armeen(商標)M2HTでAkzo-Nobelから入手可能である。他の実施形態では、[Cat]+は、トリチルとも称されるトリフェニルメチルカルボカチオン(Ph3C+)である。1つ以上の実施形態では、[Cat]+は、+C(C6H4RC)3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RCが独立して、(C1-C30)アルキルから選択される。他の実施形態では、[Cat]+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(RS)(RN)2]+などのプロトン化窒素カチオンであり、式中、RNが、(C1-C20)アルキルであり、RSが、(C1-C30)アルキル、(C6-C20)アリール、(C5-C20)ヘテロアリール、または-Hから選択され、各アルキル、アリール、またはヘテロアリールが、-ORCでさらに置換され得る。アルミノセニウムは、RS
2Al(THF)2
+などのアルミニウムカチオンであり、式中、RSが、(C1-C30)アルキルから選択される。
【0043】
1つ以上の実施形態では、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、およびR16は独立して、(C1-C10)アルキル、-F、または-Hであるが、ただし、少なくともR1-4のうちの1つ、およびR5-8のうちの1つ、およびR9-12のうちの1つ、およびR13-16のうちの1つが、フッ素置換(C1-C10)アルキルまたは-Fであることを条件とする。
【0044】
いくつかの実施形態では、R1、R8、R9、R16は、(C1-C10)アルキルである。様々な実施形態では、R1、R8、R9、R16は、メチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、n-オクチル、tert-オクチル、ノニル、またはデシルから選択される。
【0045】
1つ以上の実施形態では、R1、R2、R3、およびR4のうちの少なくとも1つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R5、R6、R7、およびR8のうちの少なくとも1つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R9、R10、R11、およびR12のうちの少なくとも1つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R13、R14、R15、およびR16のうちの少なくとも1つは、-Fまたはフルオロアルキルである。
【0046】
いくつかの実施形態では、R1、R2、R3、およびR4のうちの少なくとも2つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R5、R6、R7、およびR8のうちの少なくとも2つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R9、R10、R11、およびR12のうちの少なくとも2つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R13、R14、R15、およびR16のうちの少なくとも2つは、-Fまたはフルオロアルキルである。他の実施形態では、R1、R2、R3、およびR4のうちの少なくとも3つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R5、R6、R7、およびR8のうちの少なくとも3つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R9、R10、R11、およびR12のうちの少なくとも3つは、-Fまたはフルオロアルキルであり、R13、R14、R15、およびR16のうちの少なくとも3つは、-Fまたはフルオロアルキルである。
【0047】
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、およびR16のうちのいずれか1つがフルオロアルキルである任意の実施形態では、フルオロアルキルは、-C(CF3)3、-CF3、-CF2(CF2)nCF3を含み得るが、これらに限定されず、式中、nが、0~10である。
【0048】
例示的な実施形態では、活性化剤は、式(I)による構造を有する。式(I)の活性化剤の例示的な実施形態は、次の構造を含む。
【化3】
【0049】
触媒系成分
本開示の実施形態は、触媒系を含む。1つ以上の実施形態では、触媒系は、式(I)による活性化剤およびプロ触媒を含む。プロ触媒は、式(I)の活性化剤に錯体を接触させるか、またはそれに錯体を組み合わせることによって、触媒的に活性になることができる。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、そのようなプロ触媒の例としては、次の参考文献に開示されているプロ触媒が挙げられる: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って本明細書に組み込まれる。
【0050】
1つ以上の実施形態では、IV族金属-配位子錯体としては、ビス-フェニルフェノキシIV族金属-配位子錯体、または拘束された形状のIV族金属-配位子錯体が挙げられる。
【0051】
いくつかの実施形態によれば、ビス-ビ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。
【化4】
【0052】
式(X)では、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た金属であり、金属が、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にある。(X)
n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のとき、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のとき、各Xは、単座配位子である。各Zは独立して、-O-、-S-、-N(R
N)-、または-P(R
P)-から選択され、R
1およびR
16は独立して、-H、(C
1-C
40)ヒドロカルビル、(C
1-C
40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R
C)
3、-Ge(R
C)
3、-P(R
P)
2、-N(R
N)
2、-OR
C、-SR
C、-NO
2、-CN、-CF
3、R
CS(O)-、R
CS(O)
2-、-N=C(R
C)
2、R
CC(O)O-、R
COC(O)-、R
CC(O)N(R)-、(R
C)
2NC(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。
【化5】
【0053】
式(XI)、(XII)、および(XIII)では、R31-35、R41-48、およびR51-59の各々は独立して、-H、(C1-C40)ヒドロカルビル、(C1-C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(RC)3、-Ge(RC)3、-P(RP)2、-N(RN)2、-ORC、-SRC、-NO2、-CN、-CF3、RCS(O)-、RCS(O)2-、(RC)2C=N-、RCC(O)O-、RCOC(O)-、RCC(O)N(RN)-、(RC)2NC(O)-、またはハロゲンから選択されるが、ただし、R1またはR16のうちの少なくとも1つが、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ことを条件とする。
【0054】
1つ以上の実施形態では、式(X)の各Xは、任意の他の配位子Xから独立して、ハロゲン、非置換(C1-C20)ヒドロカルビル、非置換(C1-C20)ヒドロカルビルC(O)O-、またはRKRLN-である単座配位子であり得、式中、RKおよびRLの各々が独立して、非置換(C1-C20)ヒドロカルビルである。
【0055】
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-ビフェニルフェノキシ金属-配位子錯体としては、
【0056】
(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、
【0057】
(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、
【0058】
(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、
【0059】
(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、
【0060】
(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、
【0061】
(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、
【0062】
(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、
【0063】
(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、
【0064】
(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、
【0065】
(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、
【0066】
(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、
【0067】
(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、
【0068】
(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、
【0069】
(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、
【0070】
(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、
【0071】
(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、
【0072】
(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、
【0073】
(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、
【0074】
(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、
【0075】
(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、
【0076】
(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
【0077】
(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。
【0078】
いくつかの実施形態によれば、IV族金属-配位子錯体は、式(XV)による拘束された形状のプロ触媒を含み得る。
【0079】
LpiMXmX’nX”p、または(XV)の二量体を挙げることができる。
【0080】
式(XV)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(XV)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得、さらに任意選択的に1つのLpが、Xに結合し得る。
【0081】
式(XV)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4族の金属である。Xは、Mを含むメタロサイクルをLpと一緒に形成する、任意選択的な最大50個の非水素原子の二価の置換基である。X’は、最大20個の非水素原子を有する、任意選択的な中性配位子であり、各X’’は独立して、最大40個の非水素原子を有する一価のアニオン部分である。任意選択的に、2つのX’’基が一緒に共有結合して、両方の原子価がMに結合している2価のジアニオン部分を形成し得るか、または任意選択的に、2つのX’’基が一緒に共有結合して、Mが+2の酸化状態にあるMにπ結合している中性の、共役もしくは非共役ジエンを形成し得る。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に両方とも共有結合し、かつルイス塩基官能基によってMに配位している部分を形成する。
【0082】
触媒系の実施形態では、プロ触媒は、拘束された形状構造を有する次の例示的なIV族錯体のいずれかを含み得る。
【0083】
シクロペンタジエニルチタントリメチル、
【0084】
シクロペンタジエニルチタントリエチル、
【0085】
シクロペンタジエニルチタントリイソプロピル、
【0086】
シクロペンタジエニルチタントリフェニル、
【0087】
シクロペンタジエニルチタントリベンジル、
【0088】
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、
【0089】
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、
【0090】
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、
【0091】
シクロペンタジエニルチタンジメチルメトキシド、
【0092】
シクロペンタジエニルチタンジメチルクロリド、
【0093】
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメチル、
【0094】
インデニルチタントリメチル、
【0095】
インデニルチタントリエチル、
【0096】
インデニルチタントリプロピル、
【0097】
インデニルチタントリフェニル、
【0098】
テトラヒドロインデニルチタントリベンジル、
【0099】
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、
【0100】
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、
【0101】
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、
【0102】
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、
【0103】
ビス(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)チタン、
【0104】
ビス(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)チタン・トリメチルホスフィン、
【0105】
ビス(η5-2,4-ジメチルペンタジエニル)チタン・トリエチルホスフィン、
【0106】
オクタヒドロフルオレニルチタントリメチル、
【0107】
テトラヒドロインデニルチタントリメチル、
【0108】
テトラヒドロフルオレニルチタントリメチル、
【0109】
(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、
【0110】
(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、
【0111】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0112】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタンジメチル、
【0113】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0114】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-インデニル)ジメチルシランチタンジメチル、
【0115】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0116】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)ジメチルシランチタン(III)アリル、
【0117】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0118】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0119】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0120】
(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、
【0121】
(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、
【0122】
(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、
【0123】
(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、
【0124】
(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、
【0125】
(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、
【0126】
(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、
【0127】
(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、
【0128】
(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、
【0129】
(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、
【0130】
(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、
【0131】
(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、
【0132】
(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、
【0133】
(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、
【0134】
(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、
【0135】
(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、
【0136】
(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、
【0137】
(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、
【0138】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0139】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0140】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0141】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0142】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0143】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0144】
(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、
【0145】
(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、
【0146】
(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、
【0147】
(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、
【0148】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0149】
(tert-ブチルアミド)(テトラメチル-η5-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、
【0150】
1-(tert-ブチルアミド)-2-(テトラメチル-η5-シクロペンタジエニル)エタンジイルチタン(IV)ジメチル、
【0151】
1-(tert-ブチルアミド)-2-(テトラメチル-η5-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。
【0152】
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。
【0153】
本開示の触媒系は、式(I)の活性化剤に加えて、助触媒または活性化剤を含み得る。そのような追加の助触媒としては、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。
【0154】
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T1
2AlOT2またはT1Al(OT2)2に対応し、式中、T1が、イソプロピル、イソブチル、またはtert-ブチルなどの二級または三級(C3-C6)アルキルであり、T2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(C6-C30)アリールラジカル、またはアリール置換(C1-C30)アルキルラジカルである。
【0155】
アルミニウム化合物の追加の例としては、[C6]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、ならびにジイソブチルアルモキサンが挙げられる。
【0156】
本開示の実施形態による触媒系では、活性化剤対IV族金属-配位子錯体のモル比は、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などの1:10,000~1000:1であり得る。触媒系は、本開示に記載の1つ以上の活性化剤の組み合わせを含み得る。
【0157】
ポリオレフィン
いくつかの実施形態によれば、オレフィンを重合するプロセスは、IV族金属-配位子錯体と式(I)による構造を有する活性化剤とを含む触媒系の存在下で、エチレンと(C3-C40)アルファ-オレフィンコモノマーとを接触させることを含む。
【0158】
前の段落に記載した触媒系は、オレフィン、主にエチレンおよびプロピレンの重合に利用される。いくつかの実施形態では、重合プロセスは、重合スキーム中に単一タイプのオレフィンまたはα-オレフィンを含み、ホモポリマーを生成する。しかし、追加のα-オレフィンが、重合手順に組み込まれ得る。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-エチルジエン-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され得る。
【0159】
エチレン系ポリマー、例えば、エチレン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)、ならびに任意選択的にα-オレフィンなどの1つ以上のコモノマーは、少なくとも50モルパーセント(mol%)のエチレン由来のモノマー単位を含み得る。“少なくとも50mol%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、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/またはインターポリマー(コポリマーを含む)、および任意選択的にα-オレフィンなどの1つ以上のコモノマーは、少なくとも60mol%のエチレンに由来するモノマー単位、少なくとも70mol%のエチレンに由来するモノマー単位、少なくとも80mol%のエチレンに由来するモノマー単位、または50~100mol%のエチレンに由来するモノマー単位、または80~100mol%のエチレンに由来する単位を含み得る。
【0160】
いくつかの実施形態では、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90モルパーセント含み得る。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。
【0161】
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、50%未満であり、他の実施形態は、少なくとも0.5mol%~25mol%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%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。
【0162】
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。かかる従来の重合プロセスとしては、1つ以上の従来の反応器、例えばループ反応器、等温反応器、流動床気相反応器、撹拌槽型反応器、バッチ反応器などの並列、直列、またはそれらの任意の組み合わせを使用する、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、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
【0163】
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、二重反応器系、例えば、二重ループ反応器系での溶液重合を介して生成することができ、そこで、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンは、本明細書に記載の触媒系および任意選択的に1つ以上の助触媒の存在下で重合される。別の実施形態では、エチレン系ポリマーは、二重反応器系、例えば二重ループ反応器系において、溶液重合によって生成することができ、そこで、エチレン、および任意選択的に1つ以上のα-オレフィンは、本開示および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。本明細書に記載の触媒系は、任意選択的に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、二重反応器系、例えば二重ループ反応器系において、溶液重合によって生成することができ、そこで、エチレン、および任意選択的に1つ以上のα-オレフィンは、本明細書に記載の触媒系の存在下で両方の反応器において重合される。
【0164】
別の実施形態では、重合プロセスは、単一反応器系、例えば、単一ループ反応器系における溶液重合を含むことができ、そこで、エチレンおよび任意選択的に1つ以上のα-オレフィンは、本開示内に記載の触媒系および任意選択的に、先行する段落に記載の1つ以上の助触媒の存在下で重合される。
【0165】
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有し得る。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、かかる添加剤を合計約0~約10重量パーセント含み得る。エチレン系ポリマーは、充填剤をさらに含み得、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)2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。
【0166】
バッチ式反応器手順
バッチ反応器実験は、連続撹拌槽型反応器(表1では1ガロン容量の反応器、表2~4では2L容量の反応器)で実行される。アイソパー-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、エチレンと共に特定のpsiに加圧する。反応器が加圧されているとき、重合は、触媒、助触媒、およびトリエチルアルミニウムスカベンジャーからなる活性化触媒溶液を添加することによって開始される。反応器の温度および圧力を維持しながら、重合を10分間進行させる。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。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
式(I)による構造を有する活性化剤であって、
【化1】
式中、
Mが、+3酸化状態の金属であり、前記金属が、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、スカンジウム、イットリウム、またはランタニドから選択され、
[Cat]
+が、カチオンであり、
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6、R
7、R
8、R
9、R
10、R
11、R
12、R
13、R
14、R
15、およびR
16が独立して、(C
1-C
40)アルキル、(C
6-C
40)アリール、-H、-NR
C
2、-OR
C、-SR
C、またはハロゲンから選択され、式中、各R
Cが独立して、(C
1-C
30)ヒドロカルビルまたは-Hであるが、ただし、少なくともR
1-4のうちの1つ、およびR
5-8のうちの1つ、およびR
9-12のうちの1つ、およびR
13-16のうちの1つが、フッ素置換(C
1-C
40)アルキル、フッ素置換(C
6-C
40)アリール、または-Fであることを条件とし、
R
17およびR
18が、(C
1-C
40)アルキル、(C
1-C
40)ヘテロアルキル、フッ素置換(C
1-C
40)アルキル、またはフッ素置換(C
6-C
40)アリールである、活性化剤。
項2.
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6、R
7、R
8、R
9、R
10、R
11、R
12、R
13、R
14、R
15、およびR
16が独立して、(C
1-C
10)アルキル、-F、または-Hであるが、ただし、少なくともR
1-4のうちの1つ、およびR
5-8のうちの1つ、およびR
9-12のうちの1つ、およびR
13-16のうちの1つが、フッ素置換(C
1-C
10)アルキルまたは-Fであることを条件とする、項1に記載の活性化剤。
項3.
R
17およびR
18が、(C
1-C
10)アルキルである、項1または2に記載の活性化剤。
項4.
[Cat
+]が、プロトン化された三級アミンである、項1~3のいずれか一項に記載の活性化剤。
項5.
[Cat]
+が、
+N(H)R
N
3であり、各R
Nが独立して、(C
1-C
20)アルキルである、先行項のいずれか一項に記載の活性化剤。
項6.
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも1つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも1つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも1つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも1つが、-Fまたはフルオロアルキルである、先行項のいずれか一項に記載の活性化剤。
項7.
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも2つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも2つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも2つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも2つが、-Fまたはフルオロアルキルである、項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
項8.
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも3つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも3つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも3つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも3つが、-Fまたはフルオロアルキルである、項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
項9.
R
1、R
2、R
3、およびR
4のうちの少なくとも4つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
5、R
6、R
7、およびR
8のうちの少なくとも4つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
9、R
10、R
11、およびR
12のうちの少なくとも4つが、-Fまたはフルオロアルキルであり、
R
13、R
14、R
15、およびR
16のうちの少なくとも4つが、-Fまたはフルオロアルキルである、項1~5のいずれか一項に記載の活性化剤。
項10.
項1~9のいずれか一項に記載の活性化剤およびプロ触媒を含む触媒系であって、前記プロ触媒と前記活性化剤とを接触させることによって、前記プロ触媒が触媒的に活性化される、触媒系。
項11.
オレフィンを重合するためのプロセスであって、項10に記載の触媒系の存在下で、エチレンと任意選択的に(C
3-C
40)α-オレフィンとを接触させることを含む、プロセス。
【実施例】
【0167】
実施例1~22は、活性化剤の中間体、活性化剤のカチオン、比較活性化剤、および活性化剤自体のための合成手順である。実施例23は、重合結果を提供する。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。
【0168】
実施例1-ビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成
【化6】
【0169】
文献参照に基づくClark,L.;Cushion,M.G.;Dyer,H.E.;Schwarz,A.D.;Duchateau,R.;Mountford,P.Chem.Commun 2010,46,273。窒素を満たしたグローブボックス内で、トルエン(10mL)中、6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)(1.03g、1.96mmol、2.0当量)の溶液を、トリス(ビス(トリメチルシリル)アミノ)イットリウム(0.560g、0.982mmol、1当量)を含むバイアルに添加した。6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)バイアルを追加のトルエン(2x10mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。反応物を室温で16時間撹拌した。溶液は透明であった。溶液を0.45μmのシリンジフィルターに通し、真空で濃縮した。透明で粘稠な油が取得された。ヘキサン(15mL)を添加して、透明な溶液を得た。しかし、混合中に曇った。かすんだ溶液を0.45μmのシリンジフィルターに通した。フィルターを追加のヘキサン(5mL)ですすいだ。ヘキサン溶液を-30℃の冷凍庫で3日間保存した。溶液から沈殿した材料はごくわずかであった。すべての揮発性物質を真空で除去した。固体をヘキサン(15mL)で30分間粉砕した。固体を濾過し、ヘキサン(3×2mL)で洗浄し、真空で乾燥させて、オフホワイトの粉末(0.675g、61%収率)を得た。
【0170】
1H NMR(400 MHz,ベンゼン-d6)δ 8.70(br s,1H),7.62(d,J=2.5 Hz,1H),7.60(d,J=2.6 Hz,1H),7.48(d,J=2.5 Hz,1H),7.41(d,J=2.5 Hz,1H),7.08 - 7.02(m,2H),7.00(d,J=2.5 Hz,1H),6.93(d,J=2.5 Hz,1H),6.67(d,J=2.4 Hz,1H),6.59(d,J=11.2 Hz,1H),4.58(d,J=13.1 Hz,1H),4.27(d,J=12.3 Hz,1H),3.24(t,J=10.8 Hz,1H),3.02 - 2.78(m,3H),2.70(d,J=12.2 Hz,1H),1.84(s,9H),1.72(s,9H),1.63(s,9H),1.48(s,9H),1.42(s,9H),1.41(s,9H),1.40(s,12H),1.31(s,9H),1.26(s,9H).13C NMR(101 MHz,ベンゼン-d6)δ 162.89(d,JY-C=1.7 Hz),162.43(d,JY-C=4.6 Hz),162.26(d,JY-C=2.8 Hz),162.07(d,JY-C=4.3 Hz),139.10,138.42,136.72,136.67,136.09,135.84,135.59,134.12,126.81,126.17,125.92,125.84,125.22,124.89,124.62,124.58,124.44,124.02,120.40,65.62,64.29,62.90,62.31,60.25,55.33,51.05,47.63,44.30,35.80,35.56,35.52,35.43,34.55,33.79,33.77,33.65,31.94,31.88,31.83,31.58,31.56,31.38,30.88,30.65.
【0171】
実施例2-カリウムビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成、比較C2前駆体
【化7】
【0172】
窒素を満たしたグローブボックス内で、反応ジャーに、ビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウム(0.300g、0.264mmol、1当量)およびトルエン(5mL)を入れた。トルエン(5mL)中のKHMDS(52.7mg、0.264mmol、1当量)の溶液をイットリウム溶液に滴加した。KHMDSバイアルをトルエン(2.5mL)ですすぎ、イットリウム溶液に添加した。反応物を室温で45分間撹拌し、透明な溶液を得た。全ての揮発性物質を真空で除去して、白色の粉末(0.327g)を得た。材料は、ベンゼン-d6にわずかにのみ不溶性であった。NMRは、残留H-HMDSおよびトルエンを示した。NMRチューブの内容物を反応物に戻した。固体をヘキサン(10mL)で30分間粉砕した。すべての揮発性物質を真空で除去して、白色の固体(0.305g、98%収率)を得た。
【0173】
1H NMR(400 MHz,ベンゼン-d6)δ 7.40(d,J=2.3 Hz,2H),7.38(d,J=2.3 Hz,2H),7.24(d,J=2.3 Hz,2H),7.21(d,J=2.3 Hz,2H),4.58(d,J=12.1 Hz,2H),3.84(d,J=12.4 Hz,2H),3.54(d,J=12.2 Hz,2H),3.46(d,J=12.5 Hz,2H),3.26-3.12(m,2H),2.89-2.69(m,4H),2.62(dt,J=11.0,5.4 Hz,2H),2.10(s,12H),1.41(s,18H),1.40(s,18H),1.38(s,18H),1.33(s,18H).13C NMR(101 MHz,ベンゼン-d6)δ 162.21(d,JY-C=2.7 Hz),160.56(d,JY-C=1.4 Hz).136.71,136.62,135.75,134.43,126.90,125.10,123.72,123.52,123.44,121.77,60.45,60.00,49.80,45.98,43.45,35.09,34.88,33.83,33.76,31.88,31.68,30.08,30.00.
【0174】
実施例3-ジメチルアニリニウムクロリドの合成
【化8】
【0175】
窒素を満たしたグローブボックス内で、ジメチルアニリン(10mL、78.9mmol、1当量)をヘキサン(60mL)に溶解した。撹拌させているジメチルアニリン溶液に、ジエチルエーテル中2MのHCl溶液(39.4mL、78.9mmol、1当量)を滴加するとすぐに、白色の固体の沈殿がもたらされた。懸濁液を濾過し、ヘキサン(3x20mL)で洗浄し、真空で乾燥させて、生成物を白色の固体(7570-A、6.017g、48%収率)として供した。かなりの量の材料がジャーの壁に付着したが、削り取りは試みなかった。
【0176】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 14.37(br s,1H),7.75(d,J=7.3 Hz,2H),7.49-7.37(m,3H),3.14(s,6H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 142.85,130.45,130.15,120.73,46.51.
【0177】
実施例4-N-メチル-ジオクチラミニウムクロリドの合成
【化9】
【0178】
窒素を満たしたグローブボックス内で、N-メチル-ジオクチルアミン(7.0mL、21.7mmol、1当量)をヘキサン(100mL)に溶解した。撹拌させているアミン溶液に、ジエチルエーテル中2MのHCl溶液(10.9mL、21.7mmol、1当量)をゆっくりと滴加するとすぐに、白色の固体の沈殿がもたらされた。懸濁液を室温で45分間撹拌した。懸濁液を濾過し、ヘキサン(3x20mL)で洗浄し、真空で乾燥させて、生成物をオフホワイトの固体(6.02g、95%収率)として供した。固体は、最初の乾燥時に固体のワックス状の塊として最初に凝集した。しかし、それは、自由流動性の粉末に粉砕することができた。
【0179】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 11.85(br s,1H),2.92(tq,J=9.6,4.7 Hz,2H),2.82(tt,J=11.8,5.4 Hz,2H),2.65(d,J=5.0 Hz,3H),1.83-1.61(m,4H),1.29-1.08(m,20H),0.76(t,J=6.7 Hz,6H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 55.62,39.65,31.52,28.90,28.87,26.66,23.53,22.43,13.93.
【0180】
実施例5-アルメニウムM2HTクロリドの合成
【化10】
【0181】
窒素を満たしたグローブボックス内で、Armeen M2HT(5.36g、10.0mmol、1当量)をヘキサン(150mL)に溶解した。撹拌させているアミン溶液に、ジエチルエーテル中2MのHCl溶液(5.0mL、10.0mmol、1当量)をゆっくりと滴加するとすぐに、白色固体の沈殿がもたらされた。懸濁液を室温で15分間撹拌した。沈殿固体は、多量かつ微細であり、濃いゲル様の懸濁液を生成した。懸濁液の濾過を試みたが、フィルターを通らなかった。懸濁液をガラスジャーに戻し、真空で乾燥させて、白色の固体(4.76g、83%収率)を得た。
【0182】
1H NMR(400 Mhz,トルエン-d8)δ 13.02-12.71(m,1H),2.90(dtd,J=43.2,12.4,6.8 Hz,4H),2.67(d,J=4.7 Hz,3H),1.72(ddt,J=50.3,13.3,6.7 Hz,4H),1.32(d,J=22.5 Hz,60H),0.91(t,J=6.6 Hz,6H).13C NMR(101 MHz,トルエン-d8)δ 54.75,39.08,32.03,30.00,29.98,29.95,29.92,29.86,29.53,29.48,27.04,23.62,22.77,13.96.
【0183】
実施例6-2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ
5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロリド(C-P1カチオン)の合成
【化11】
【0184】
窒素を満たしたグローブボックス内で、N-tert-ブチル-1,1,1-トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニミン(phosphanimine)(5.0mL、16.4mmol、1当量)をヘキサン(100mL)に溶解した。撹拌させているアミン溶液に、ジエチルエーテル中2MのHCl溶液(8.2mL、16.4mmol、1当量)をゆっくりと滴加した。すぐに、溶液から白い固体が沈殿した。添加中、いくらかの固形物はわずかに粘着性のあるオフホワイトの層として底部に凝集した。反応物を室温で30分間撹拌した。フラスコの壁を削り取って、固形物をほぐした。固体を濾過し、ヘキサン(3x20mL)で洗浄し、真空で乾燥させて、生成物をオフホワイトの固体(4.20g、74%収率)として供した。1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 6.40(br s,1H),3.24-3.17(m,12H),1.84-1.78(m,12H),1.28(d,JP-H=0.9 Hz,9H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 52.44(d,JP-C=1.8 Hz),47.63(d,JP-C=4.8 Hz),31.43(d,JP-C=4.6 Hz),26.05(d,JP-C=8.2 Hz).31P NMR(162 MHz,クロロホルム-d)δ 22.21.
【0185】
実施例7-N-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムクロリドの合成
【化12】
【0186】
窒素を満たしたグローブボックス内で、2-(tert-ブチル)-1,1,3,3-テトラメチルグアニジン(5.0mL、16.4mmol、1当量)をヘキサン(100mL)に溶解した。撹拌させているアミン溶液に、ジエチルエーテル中2MのHCl溶液(8.2mL、16.4mmol、1当量)をゆっくりと滴下して添加した。すぐに、溶液から白い固体が沈殿した。添加中、いくらかの固形物はわずかに粘着性のあるオフホワイトの層として底部に凝集した。反応物を室温で30分間撹拌した。フラスコの壁を削り取って、固形物をほぐした。固体を濾過し、ヘキサン(3x20mL)で洗浄し、真空で乾燥させて、生成物を白色の固体(4.00g、82%収率)として供した。1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 8.82(br s,1H),3.21(br s,3H),2.84(br s,9H),1.34(s,9H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 160.83,56.58,41.07(br),29.77.
【0187】
実施例8-比較C1、2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ
5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成、
【化13】
【0188】
窒素を満たしたグローブボックス内で、トルエン(5mL)中の2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロリドの溶液(53.7mg、0.154mmol、1当量)を、カリウムビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウム(180.5mg、0.154mmol、1当量)を含む反応バイアルに添加した。2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロリドバイアルをトルエン(2x2.5mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。反応物を室温で1時間撹拌し、透明な溶液を得た。溶液を、0.2μmのシリンジフィルターと一列に並んだ0.45μmのシリンジフィルターに通した。バイアルおよびシリンジフィルターを追加のトルエン(1mL)で洗浄した。すべての揮発性物質を真空で除去し、濃い透明な油を得た。油をトルエン(1mL)に溶解した。ヘキサン(5mL)を添加して、かすんだ溶液を得た。すべての揮発性物質を真空で除去した。濃い油をヘキサン(10mL)で粉砕し、真空で濃縮した。このプロセスをもう一度繰り返した。透明で粘着性のある半固体が取得された(248.8mg)。材料は90%純粋で、残りの材料は残留溶媒で構成されていた
【0189】
1H NMR(400 Mhz,ベンゼン-d6)δ 7.37(d,J=2.6 Hz,2H),7.36(d,J=2.6 Hz,2H),7.28(d,J=2.5 Hz,2H),7.18(d,J=2.5 Hz,2H),4.94(d,J=12.0 Hz,2H),4.89(d,J=12.1 Hz,2H),3.67(d,J=12.1 Hz,2H),3.56(d,J=12.3 Hz,2H),3.37-3.23(m,2H),3.07-2.98(m,2H),2.88(td,J=11.0,4.1 Hz,2H),2.72(td,J=11.0,4.4 Hz,2H),2.30-2.20(m,12H),2.12(s,12H),1.73(s,18H),1.51(s,18H),1.45(s,18H),1.45(s,18H),1.29-1.24(m,12H),0.71(br s,9H).13C NMR(101 Mhz,ベンゼン-d6)δ 163.78(d,JY-C=2.3 Hz),163.67(d,JY-C=2.3 Hz),135.18,135.12,132.37,132.32,125.80,125.13,123.75,122.68,122.58,122.29,60.30,60.12,50.02,47.03(d,JP-C=4.5 Hz),45.74,42.48,35.21,35.09,33.80,32.21,32.14,30.89(br),30.42,30.21,25.67(d,JP-C=7.8 Hz).31P NMR(162 MHz,ベンゼン-d6)δ 20.47.
【0190】
実施例9-比較C2、N-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成
【化14】
【0191】
窒素を満たしたグローブボックス内で、反応バイアルに、カリウムビス[6,6’-(((2-(ジメチルアミノ)エチル)アザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウム(200mg、0.171mmol、1当量)およびN-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムクロリド(35.4mg、0.171mmol、1当量)を入れた。トルエン(10mL)を添加し、反応物を室温で1.5時間撹拌して、透明な溶液を得た。溶液を、0.2μmのシリンジフィルターと一列に並んだ0.45μmのシリンジフィルターに通した。バイアルおよびシリンジフィルターを追加のトルエン(1mL)で洗浄した。すべての揮発性物質を真空で除去し、濃い透明な油を得た。油をトルエン(1mL)に溶解した。ヘキサン(5mL)を添加して、かすんだ溶液を得た。追加のヘキサン(5mL)を添加した。すべての揮発性物質を真空で除去し、いくらかの白い沈殿物を有する透明な粘着性の固体を得た。材料をヘキサン(10mL)で粉砕した。再度、すべての揮発性物質を真空で除去し、少量の透明で粘着性のある材料のみを有する白色の固体を得た。ヘキサン(10mL)での粉砕、続いて真空での乾燥を再度繰り返して、生成物を白色の固体(0.2096g、94%収率)として供した。
【0192】
1H NMR(400 Mhz,ベンゼン-d6)δ 7.40(d,J=2.6 Hz,2H),7.33(d,J=2.6 Hz,2H),7.27(d,J=2.5 Hz,2H),7.15(d,J=2.5 Hz,2H),4.82(d,J=12.0 Hz,2H),4.67(d,J=12.3 Hz,2H),3.64(d,J=12.0 Hz,2H),3.53(d,J=12.4 Hz,2H),3.29(td,J=13.1,3.9 Hz,2H),3.02-2.91(m,2H),2.87(td,J=10.9,4.0 Hz,2H),2.66(td,J=10.9,4.0 Hz,2H),2.10(s,12H),1.83(s,12H),1.65(s,18H),1.49(s,18H),1.44(s,18H),1.42(s,18H),0.46(s,9H).13C NMR(101 MHz,ベンゼン-d6)δ 163.51(d,JY-C=2.3 Hz),163.40(d,JY-C=2.4 Hz).163.52,163.49,163.41,163.38,159.01,135.60,135.37,132.99,132.88,125.89,125.04,123.76,123.06,122.65,122.17,60.03,55.75,49.92,45.58,42.34,39.38,35.18,35.07,33.80,33.78,32.14,32.08,30.30,30.03,29.02.C9H22N3[M+]についての計算値HRMS(ESI):172.1808、測定値:172.1806C68H108N4O4Y[M-]についての計算値:1133.7435、測定値:1133.7470
【0193】
実施例10-比較C5、2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ
5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの合成
【化15】
【0194】
窒素を満たしたグローブボックス内で、ジクロメタン(5mL)中の2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロリドの溶液(48.6mg、0.140mmol、1当量)を、カリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(100mg、0.140mmol、1当量)を含む反応バイアルに添加した。2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロリドバイアルをジクロロメタン(2x2.5mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。反応物を室温で24時間撹拌し、かすんだ溶液を得た。溶液を0.45μmのシリンジフィルターに通し、透明な溶液を供した。溶液を真空で濃縮して、オフホワイトの粉末を得た。トルエン(10mL)を添加し、懸濁液を5分間撹拌した。溶解した材料はほとんどなく、生成物はトルエンに不溶性のようである。すべての揮発性物質を真空で除去した。ヘキサン(10mL)を添加し、固体を粉砕し、すべての揮発性物質を真空で除去して、生成物をオフホワイトの固体(0.1311g、95%収率)として得た。
【0195】
1H NMR(400 Mhz,クロロホルム-d)δ 3.15(td,J=6.7,3.9 Hz,12H),2.54(d,JP-H=10.8 Hz,1H),1.95-1.83(m,12H),1.28(d,JP-H=0.9 Hz,9H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ(C-FとC-Bとの結合によって、149.34,146.91,139.32,137.38,136.88,134.94,123.74を中心とするいくつかの広い共鳴),52.91,47.67(d,JP-C=4.6 Hz),31.22(d,JP-C=4.0 Hz),25.99(d,JP-C=8.3 Hz).19F NMR(376 MHz,クロロホルム-d)δ -132.63(d,J=12.6 Hz),-163.20(t,J=20.5 Hz),-167.00(t,J=18.2 Hz).31P NMR(162 MHz,クロロホルム-d)δ 21.20.11B NMR(128 MHz,クロロホルム-d)δ -16.70.C16H34N4 P [M+]についての計算値HRMS(ESI):313.2516、測定値:313.2516C24BF20 [M-]についての計算値:678.9779、測定値:678.9756。
【0196】
実施例11-比較C6、N-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの合成
【化16】
【0197】
窒素を満たしたグローブボックス内で、ジクロロメタン(5mL)中のN-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムクロリド(28.9mg、0.140mmol、1当量)の溶液を、カリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(100mg、0.140mmol、1当量)を含む反応バイアルに添加した。N-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムクロリドバイアルをジクロロメタン(2×2.5mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。反応物を室温で2時間撹拌し、かすんだ溶液を得た。溶液を0.45μmのシリンジフィルターに通し、透明な溶液を得た。溶液を真空で濃縮して、オフホワイトの粉末を得た。トルエン(10mL)を添加し、懸濁液を数分間撹拌した。すべての揮発性物質を真空で除去した。固体をヘキサン(10mL)で粉砕した。すべての揮発性物質を真空で除去し、生成物をオフホワイトの粉末(0.112g、94%収率)として得た。
【0198】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 4.29(br s,1H),2.94(s,12H),1.34(s,9H).19F NMR(376 MHz,クロロホルム-d)δ -132.72(d,J=7.6 Hz),-162.75(t,J=20.5 Hz),-166.80(t,J=18.2 Hz).11B NMR(128 MHz,クロロホルム-d)δ -16.71.C9H22N3[M+]についての計算値:HRMS(ESI):172.1808、測定値:172.1809。C24BF20[M-]についての計算値:678.9779、測定値:678.9774。
【0199】
実施例12-6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]の合成
【化17】
【0200】
100mLの丸底フラスコに、パラホルムアルデヒド(1.03g、34.4mmol、2当量)、水酸化カリウム(10mg、0.172mmol、1mol%)、およびメタノール(5mL)を入れた。溶液を氷浴で冷却した。メチルアミンの40%w/w水溶液(1.48mL、17.2mmol、1当量)をメタノール溶液に滴加した。氷浴を取り外し、反応物を室温まで温めた。メタノール(3mL)中の2,4-ジ-tert-ブチルフェノール(7.10g、34.4mmol、2当量)の溶液を反応物に添加した。フェノールバイアルをメタノール(2mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。混合物を24時間、還流撹拌した。溶液からいくらかの固体材料が沈殿した。すべての揮発性物質を真空で除去し、いくらかの濃い粘稠な油を有する泡状の固体を得た。材料をトルエンから再結晶化しようとしたが、溶液からクラッシュする材料はほとんどなかった。材料をシリカゲルに吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、220gのシリカゲル、ヘキサン中1~4%EtOAc)によって精製した。材料は、最初は濃い油であったが、真空で乾燥すると著しく発泡した。生成物を白色の固体(5.49g)として単離した。バルク材料をヘキサンから再結晶させた。すべての材料を溶解させるには、ある程度の加熱が必要であった。白色の固体が取得された(3.8113g、48%収率)。
【0201】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 7.84(br s,2H),7.24(d,J=2.4 Hz,2H),6.92(d,J=2.4 Hz,2H),3.64(s,4H),2.32(s,3H),1.41(s,18H),1.28(s,18H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 152.42,141.51,136.02,124.89,123.55,121.56,59.99,42.03,34.85,34.15,31.62,29.71.C31H49N O2[M+1]についての計算値HRMS(ESI):468.3836、測定値:468.3792。
【0202】
実施例13-比較C3およびC4の前駆体であるカリウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成
【化18】
【0203】
窒素を満たしたグローブボックス内で、トルエン(20mL)中の6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)(1.00g、2.14mmol、2当量)の溶液を、トリス(ビス(トリメチルシリル)アミノ)イットリウム(0.609g、1.07mmol、1当量)およびトルエン(20mL)を含む反応ジャーに添加した。6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)バイアルを追加のトルエン(2x10mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。反応物を室温で1.5時間撹拌した。すべての揮発性物質を真空で除去して、白色の固体を得た。固体をトルエン(10mL)に溶解した。材料すべてを最初に溶液に入れなかった。トルエン(10mL)中のKHMDSの溶液(0.213g、1.07mmol、1当量)を添加した。KHMDS溶液を含むバイアルを追加のトルエン(2x5mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。透明な溶液を室温で4時間撹拌した。5分後、すべての材料が透明な溶液に溶解した。15分の攪拌後、溶液はわずかに濁り、1時間攪拌することによって、大量の白色の沈殿物が形成された。すべての揮発性物質を真空で除去した。材料をヘキサン(30mL)で粉砕した。サンプルを真空中、40℃で18時間さらに乾燥させて、白色の固体(1.16g、定量的収率)を供した。
【0204】
1H NMR(400 Mhz,メチレンクロリド-d2)δ 7.27(d,J=2.1 Hz,2H),7.06(d,J=2.3 Hz,2H),6.99(d,J=2.3 Hz,2H),6.84(d,J=2.1 Hz,2H),4.52(d,J=12.0 Hz,2H),4.44(d,J=12.6 Hz,2H),3.12(d,J=12.7 Hz,2H),2.91(d,J=12.0 Hz,2H),2.01(s,6H),1.47(s,18H),1.30(s,18H),1.24(s,18H),0.93(s,18H).13C NMR(101 MHz,メチレンクロリド-d2)δ 161.89(d,JY-C=2.2 Hz),160.02(d,JY-C=1.3 Hz),136.89,136.47,134.92,134.51,126.60,125.24,124.26,123.25,122.44,65.08,64.98,39.02,35.11,34.36,33.82,33.56,31.55,31.50,29.81,29.17.C62H94N2O4Y[M-]についての計算値HRMS(ESI):1019.6278、測定値:1019.6316。
【0205】
実施例14-比較C3、2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ
5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成
【化19】
【0206】
窒素を満たしたグローブボックス内で、反応バイアルに、カリウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウム(0.300g、0.283mmol、1当量)を入れた。ジクロロメタン(5mL)中の2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロリドの溶液(98.8mg、0.283mmol、1当量)をイットリウム錯体に添加した。2-メチル-N-(トリ(ピロリジン-1-イル)-λ5-ホスファニリデン)プロパン-2-アミニウムクロライドバイアルを追加のジクロロメタン(2×5mL)で洗浄し、これをイットリウムバイアルに添加した。溶液を室温で2時間撹拌して、少量の白色の沈殿物を有する透明な溶液を得た。溶液を0.45μmのシリンジフィルターに通し、真空で濃縮した。白色の固体をトルエン(5mL)で粉砕した。この材料は、トルエンにわずかにのみ不溶性であった。すべての揮発性物質を真空で除去した。白色の粉末をヘキサン(5mL)で粉砕した。すべての揮発性物質を真空で除去して、生成物を白色の固体(0.3549g、94%収率)として供した。
【0207】
1H NMR(400 MHz,メチレンクロリド-d2)δ 7.13(d,J=2.5 Hz,2H),6.96(d,J=2.5 Hz,2H),6.95(d,J=2.4 Hz,2H),6.84(d,J=2.5 Hz,2H),4.69(d,J=12.2 Hz,2H),4.57(d,J=11.9 Hz,2H),3.17(dq,J=6.6,3.9 Hz,12H),2.94(d,J=12.3 Hz,2H),2.83(d,J=11.9 Hz,2H),2.02(s,6H),1.98-1.88(m,12H),1.44(s,18H),1.33(d,J=0.7 Hz,9H),1.32(s,18H),1.27(s,18H),1.02(s,18H).13C NMR(101 MHz,メチレンクロリド-d2)δ 163.18(d,JY-C=2.1 Hz),163.02(d,JY-C=2.7 Hz),134.75,134.48,132.84,132.67,125.32,125.05,124.52,123.16,122.52,65.00,64.81,52.90(d,JP-C=1.2 Hz),47.77(d,JP-C=4.8 Hz),38.57,34.85,34.48,33.65,33.53,31.78,31.73,31.32(d,JP-C=3.9 Hz),29.46,29.36,26.09(d,JP-C=8.2 Hz).31P NMR(162 MHz,メチレンクロリド-d2)δ 21.18.C16H34N4 P[M+]についての計算値HRMS(ESI):313.2516、測定値:313.2516。C62H94N2O4Y[M-]についての計算値:1019.6278、測定値:1019.6311。
【0208】
実施例15-N-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウムの合成
【化20】
【0209】
窒素を満たしたグローブボックス内で、反応バイアルにカリウムビス[6,6’-((メチルアザネジル)ビス(メチレン))ビス(2,4-ジ-tert-ブチルフェノール)]イットリウム(0.300g、0.283mmol、1当量)を入れた。ジクロロメタン(5mL)中のN-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムクロリド(58.8mg、0.283mmol、1当量)の溶液を添加した。N-(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)-2-メチルプロパン-2-アミニウムクロリドバイアルを追加のジクロロメタン(2x5mL)で洗浄し、これをイットリウムバイアルに添加した。溶液を室温で2時間撹拌して、少量の白色の沈殿物を有する透明な溶液を得た。溶液を0.45μmのシリンジフィルターに通し、真空で濃縮した。白色の固体をトルエン(5mL)で粉砕した。この材料はトルエンにわずかにのみ不溶性であった。すべての揮発性物質を真空で除去した。白色の粉末をヘキサン(5mL)で粉砕した。すべての揮発性物質を真空で除去して、生成物を白色の固体(0.3101g、92%収率)として得た。
【0210】
1H NMR(400 Mhz,メチレンクロリド-d2)δ 7.14(d,J=2.5 Hz,2H),6.96(d,J=2.5 Hz,2H),6.95(d,J=2.5 Hz,2H),6.84(d,J=2.5 Hz,2H),4.64(d,J=12.3 Hz,2H),4.54(d,J=11.8 Hz,2H),4.22(br s,1H),2.96(d,J=12.4 Hz,2H),2.84(d,J=11.9 Hz,2H),2.69(br s,12H),2.01(s,6H),1.43(s,18H),1.30(s,18H),1.26(s,27H),1.00(s,18H).13C NMR(101 MHz,メチレンクロリド-d2)δ 163.06(d,JY-C=2.1 Hz),162.91(d,JY-C=2.6 Hz),160.68,134.82,134.58,133.20,132.88,125.42,125.03,124.51,122.91,122.70,122.66,64.91,64.63,57.66,40.47,38.40,34.89,34.47,33.67,33.53,31.80,31.70,29.72,29.53,29.33.C9H22N3[M+]についての計算値HRMS(ESI):172.1808、測定値:172.1811。C62H94N2O4Y[M-]についての計算値:1019.6278、測定値:1019.6309。
【0211】
実施例16:2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノールの合成
【化21】
【0212】
反応ジャーに、4-フルオロフェノール(5.00g、44.6mmol、1当量)、ジクロロメタン(80mL)、tBuOH(5.9mL、61.8mmol、1.39当量)、および濃縮H2SO4(3.0mL、56.2mmol、1.3当量)を入れた。酸を添加すると、溶液は、わずかに琥珀色に変わった。反応物を室温で18時間撹拌した。溶液を水(100mL)で洗浄し、続いてNaHCO3の飽和水溶液(150mL)によって洗浄した。有機相をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空で濃縮して、琥珀色の油を供した。材料をシリカゲルに吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、220gのシリカゲル、ヘキサン中5~10%EtOAc)によって精製した。最初の主要なピークからの画分を真空で濃縮して、生成物を淡黄色の油(3.75g、50%収率)として供した。
【0213】
1H NMR(400 Mhz,クロロホルム-d)δ 6.98(dd,J=10.9,3.1 Hz,1H),6.74(ddd,J=8.6,7.5,3.1 Hz,1H),6.58(dd,J=8.6,4.9 Hz,1H),4.87-4.78(m,1H),1.39(s,10H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 157.04(d,JC-F=236.5 Hz),150.09(d,JC-F=2.0 Hz),138.04(d,JC-F=5.8 Hz),116.91(d,JC-F=8.3 Hz),113.96(d,JC-F=24.1 Hz),112.61(d,JC-F=22.9 Hz),34.64,29.28.19F NMR(376 MHz,クロロホルム-d)δ -123.93--124.05(m).
【0214】
実施例17-6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノール)の合成
【化22】
【0215】
50mLの丸底フラスコに、パラホルムアルデヒド(0.578g、19.3mmol、2当量)、水酸化カリウム(5.4mg、0.096mmol、1mol%)、およびメタノール(2mL)を入れた。溶液を氷浴で冷却した。メチルアミンの40%w/w水溶液(0.83mL、9.63mmol、1当量)をメタノール溶液に滴加した。氷浴を取り外し、反応物を室温まで温めた。曇った白い溶液は、透明で均質になった。2-tert-ブチル-4-フルオロフェノール(3.24g、19.3mmol、2当量)を反応物に滴加した。2-tert-ブチル-4-フルオロフェノールフラスコを2mLのメタノールで4回すすぎ、すすぎ液を反応物に添加した。混合物を5日間還流(約80℃)撹拌した。反応物を室温まで冷却し、真空で濃縮した。NMRは、種の混合物を示した。19F NMRは、2つの主要な種を示し、所望の生成物が主成分であった。材料をシリカゲルに吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、220gのシリカゲル、ヘキサン中1~7%EtOAc)によって精製して、透明な油(3161-C、2.15g)を供した。材料は、25%の2-tert-ブチル-4-フルオロフェノールを含有した。材料をシリカゲルに吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、120gのシリカゲル、ヘキサン勾配中10~30%ジクロロメタン)によって精製して、透明なガラス状半固体(1.58g、42%収率)を供した。
【0216】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 7.71(br s,2H),6.97(dd,J=10.9,3.1 Hz,2H),6.68(dd,J=7.9,3.1 Hz,2H),3.62(s,4H),2.32(s,3H),1.41(s,18H).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 156.04(d,JF-C=236.5 Hz),150.65(d,JF-C=2.0 Hz),139.06(d,JF-C=6.1 Hz),123.18(d,JF-C=7.4 Hz),113.98(d,JF-C=22.9 Hz),113.61(d,JF-C=23.4 Hz),59.38,41.91,34.82,29.39.19F NMR(376 MHz,クロロホルム-d)δ -124.30--124.61(m).C23H31F2NO2[M+1]についての計算値HRMS(ESI):392.2396、測定値:392.2416。
【0217】
実施例18-カリウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノール)]イットリウムの合成
【化23】
【0218】
窒素を満たしたグローブボックス内で、トルエン(10mL)中の6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノール)の溶液(1.08g、2.76mmol、2当量)を、トリス(ビス(トリメチルシリル)アミノ)イットリウム(0.787g、1.38mmol、1当量)およびトルエン(20mL)を含む反応ジャーに添加した。6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノール)バイアルを追加のトルエン(10mL)で2回すすぎ、これを反応物に添加した。フェノールを添加すると、反応物は黄色に変わった。反応物を室温で2時間撹拌した。すべての揮発性物質を真空で除去し、上部近くにいくらかの透明なガラス状の材料を有する黄色の固体を得た。固体をトルエン(10mL)に溶解した。トルエン(10mL)中のKHMDSの溶液(0.276g、1.38mmol、1当量)を添加した。KHMDS溶液を含むバイアルを追加のトルエン(2x5mL)ですすぎ、これを反応物に添加した。KHMDS溶液を添加すると、溶液の黄色が消えた。しかし、添加中であっても、白い沈殿物が形成され始めた。沈殿物のいくらかがジャーの壁に固まった。すべての固体を粉砕し、追加のトルエン(15mL)を添加した。反応物を室温で15時間撹拌した。攪拌を停止し、懸濁液を沈降させた。透明な上澄みおよび白い沈殿物が観察された。すべての揮発性物質を真空で除去した。材料をヘキサン(40mL)で粉砕した。サンプルを真空中、40℃で3時間さらに乾燥させて、白色の固体(1.38g)を供した。材料をTHF(20mL)に溶解し、短時間攪拌した。すべての揮発性物質を真空で除去した。残留物をトルエン(20mL)で粉砕し、すべての揮発性物質を真空で除去して、白色の固体を得た。
【0219】
1H NMR(400 MHz,THF-d8)δ 6.72(dd,J=11.3,3.3 Hz,2H),6.60(t,J=2.9 Hz,2H),6.58(d,J=3.2 Hz,2H),6.51(dd,J=8.6,3.2 Hz,2H),4.64(dd,J=12.0,5.5 Hz,4H),2.83(dd,J=28.1,12.1 Hz,4H),2.02(s,6H),1.37(s,18H),1.02(s,18H).13C NMR(101 MHz,THF-d8)δ 163.05(d,JY-C=1.9 Hz),162.80(d,JY-C=1.9 Hz),153.61(d,JF-C=226.5 Hz),153.49(d,JF-C=225.7 Hz),138.59(d,JF-C=5.6 Hz),138.07(d,JF-C=5.6 Hz),126.08(d,JF-C=7.0 Hz),125.12(d,JF-C=7.3 Hz),115.37(d,JF-C=15.2 Hz),115.16(d,JF-C=15.0 Hz),113.97(d,JF-C=18.5 Hz),113.75(d,JF-C=18.5 Hz),66.23,65.61,40.04,36.40,36.10,30.98,30.98.19F NMR(376 MHz,THF-d8)δ -134.98(dd,J=11.2,8.9 Hz),-135.52(dd,J=10.8,8.7 Hz).C46H58F4N2O4Y[M-]についての計算値HRMS(ESI):867.3397、測定値:867.3416。
【0220】
実施例18-N-メチル-ジオクチラミニウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノール)]イットリウムの合成
【化24】
【0221】
窒素を満たしたグローブボックス内で、反応バイアルに、カリウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-4-フルオロフェノール)]イットリウム(約1当量のトルエンも含有する)(0.300g、0.300mmol、1当量)を入れた。ジクロロメタン中(5mL)のN-メチル-ジオクチラミニウムクロリドの溶液(87.7mg、0.300mmol、1当量)を添加した。N-メチル-ジオクチラミニウムクロリドバイアルを追加の5mLのジクロロメタンで2回洗浄し、これらの洗浄液を反応物に添加した。溶液を室温で3時間撹拌した。微細な沈殿物を有するわずかに黄色の溶液が形成された。懸濁液を0.45μmのシリンジフィルターに通し、透明でわずかに黄色の溶液を得た。すべての揮発性物質を真空で除去して、いくらかのゲル状部分を有する淡黄色の固体を供した。残留物をヘキサン(10mL)で粉砕した。粘着性のある油がヘキサン溶液から分離した。いくらかのトルエン(10mL)を使用して、ジャーおよびスパチュラの壁を洗浄した。すべての揮発性物質を真空で除去し、黄色の油を得た。油をヘキサン(10mL)で粉砕し、すべての揮発性物質を真空で除去して、淡黄色の固体(0.292g、86%収率)を得た。
【0222】
1H NMR(400 MHz,ベンゼン-d6)δ 7.88(br s,1H),7.13(dd,J=11.2,3.3 Hz,2H),7.09-7.05(m,2H),6.84(dd,J=8.3,3.2 Hz,2H),6.73(dd,J=8.0,3.3 Hz,2H),4.67(d,J=12.1 Hz,2H),4.32(d,J=1f1.9 Hz,2H),2.75(d,J=12.2 Hz,2H),2.67(d,J=12.0 Hz,2H),2.10(s,10H),1.91(s,3H),1.42(s,18H),1.35-1.15(m,12H),1.21(s,18H),1.10-1.00(m,4H),0.92(t,J=7.1 Hz,6H),0.87-0.71(m,8H).13C NMR(101 MHz,ベンゼン-d6)δ 160.69-160.60(m),160.01-159.92(m),152.91(d,JF-C=230.6 Hz),152.66(d,JF-C=227.4 Hz),138.35(d,JF-C=5.4 Hz),137.46(d,JF-C=5.6 Hz),124.83(d,JF-C=7.0 Hz),123.05(d,JF-C=7.3 Hz),115.01(d,JF-C=21.6 Hz),114.33(d,JF-C=22.4 Hz),114.06(d,JF-C=21.8 Hz),113.46(d,JF-C=22.4 Hz),64.64,63.68,55.56,39.66,39.07,35.18,34.63,30.02,29.49,29.03,26.18,23.24,22.64,13.94.19F NMR(376 MHz,ベンゼン-d6)δ -129.81,-131.81--132.28(m).C17H38N[M+]についての計算値HRMS(ESI):256.2999、測定値:256.2989。C46H58F4N2O4Y[M-]についての計算値:867.3397、測定値:867.3416。
【0223】
実施例19:2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノールの合成
【化25】
【0224】
窒素を満たしたグローブボックス内で、反応バイアルに、3,4,5-トリフルオロフェノール(3.00g、20.3mmol、1当量)、ZrCl4(2.36g、10.1mmol、0.5当量)、およびMTBE(5.3mL、44.6mmol、2.2当量)を入れた。MTBEを添加すると、著しい発熱が観察された。バイアルに蓋をして、グローブボックスから取り出し、50℃で4日間撹拌した。反応は深紅色になった。反応物を沈降させ、室温まで冷却した。混合物を飽和NH4Cl水溶液(70mL)に注いだ。2MのHCl水溶液(30mL)を添加した。水相をジエチルエーテル(3x50mL)で洗浄した。急冷すると、色が淡黄色に変化した。有機相をMgSO4で乾燥させ、濾過し、真空で濃縮した。濃縮すると色が深い紫色に戻った。材料をシリカゲルに吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、120gのシリカゲル、ヘキサン中20~40%CH2Cl2)によって精製して、生成物を緑色の固体(2.17g、16%収率)として供した。
【0225】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 6.31(ddd,J=10.8,6.5,2.4 Hz,1H),4.92(s,1H),1.47(d,J=3.2 Hz,9H).19F NMR(376 MHz,クロロホルム-d)δ -130.25(dtq,J=19.1,6.4,2.9 Hz),-139.11(ddd,J=22.1,10.8,7.1 Hz),-170.07(ddd,J=21.9,19.3,6.5 Hz).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 151.19(ddd,JF-C=248.2,10.9,5.0 Hz),149.72-146.66(m,2 Carbons),135.38(ddd,JF-C=241.5,19.3,14.3 Hz),120.18(ddd,JF-C=11.0,4.4,3.3 Hz),100.43(dd,JF-C=19.3,3.1 Hz),36.12(dd,JF-C=2.9,1.2 Hz),30.74(d,JF-C=5.9 Hz).C10H11F3O[M-1]についての計算値HRMS(ESI):204.0762、測定値:204.0718。
【0226】
実施例20-6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール)の合成
【化26】
【0227】
25mLの丸底フラスコに、パラホルムアルデヒド(0.297g、9.89mmol、2当量)、水酸化カリウム(2.8mg、0.0495mmol、1mol%)、およびメタノール(1mL)を入れた。メチルアミンの40%w/w水溶液(0.43mL、2.34mmol、1当量)をメタノール溶液に滴加した。ほとんどの固体は溶解したが、溶液はまだ曇っていた。2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール(2.02g、9.89mmol、2当量)を反応に添加した。2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノールバイアルを1mLのメタノールで4回すすぎ、すすぎ液を反応物に添加した。混合物を4日間還流(100℃)撹拌して、オレンジ色の溶液を得た。溶液を真空で濃縮し、シリカゲルに吸着させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、120gシリカゲル、ヘキサン中3~20%EtOAcによって精製して、生成物をオレンジ色の油(0.96g、42%収率)として供した。
【0228】
1H NMR(400 MHz,クロロホルム-d)δ 8.52(s,2H),3.75(d,J=1.9 Hz,4H),2.39(s,3H),1.49(d,J=3.4 Hz,18H).19F NMR(376 MHz,クロロホルム-d)δ -131.23(dtd,J=20.2,6.6,3.2 Hz,2F),-142.88(dd,J=22.7,7.3 Hz,2F),-171.09(dd,J=22.6,20.4 Hz,2F).13C NMR(101 MHz,クロロホルム-d)δ 150.84(ddd,JF-C=9.7,5.8,3.4 Hz),150.50(ddd,JF-C=248.4,10.9,5.4 Hz),147.35(ddd,JF-C=244.9,11.0,6.3 Hz),134.77(ddd,JF-C=241.1,19.4,15.5 Hz),120.47(ddd,JF-C=10.1,4.5,3.0 Hz),106.54(ddd,JF-C=12.5,3.5,1.4 Hz),50.29,41.41,30.71(d,JF-C=5.9 Hz).C23H27F6NO2[M+1]についての計算値HRMS(ESI):464.2019、測定値:464.2015。
【0229】
実施例21-カリウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール)]イットリウムの合成
【化27】
【0230】
窒素を満たしたグローブボックス内で、トルエン(5mL)中の6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール)(0.681g、1.47mmol、2当量)の溶液を、トリス(ビス(トリメチルシリル)アミノ)イットリウム(0.419g、0.735mmol、1当量)およびトルエン(5mL)を含む反応ジャーに添加した。6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール)バイアルを追加の5mLのトルエンで3回すすぎ、これを反応物に添加した。黄色のフェノールを添加するとすぐに、反応物はオレンジ色に変わった。反応物を室温で2時間撹拌した。すべての揮発性物質を真空で除去して、オレンジ色の固体を供した。固体をトルエン(15mL)に溶解した。トルエン(3mL)中のKHMDS(146.6mg、0.735mmol、1当量)の溶液を添加するとすぐに、固体の沈殿がもたらされ、色が黄色に変化した。KHMDSバイアルをトルエン(3x3mL)で洗浄し、これを反応物に添加した。反応物を室温で2時間撹拌した。沈殿物は、まだ残っていた。すべての揮発性物質を真空で除去して、オフホワイトの粉末を得た。固体をTHF(15mL)に溶解し、短時間撹拌した。すべての揮発性物質を真空で除去した。固体をトルエン(10mL)で粉砕し、再びすべての揮発性物質を真空で除去して、生成物をオフホワイトの固体(0.825g、98%収率)として得た。材料は0.5当量のトルエンおよび0.75当量のTHFを含有した。
【0231】
1H NMR(400 MHz,THF-d8)δ 4.21(dd,J=12.8,2.2 Hz,4H),3.52(d,J=12.7 Hz,2H),3.43(d,J=12.5 Hz,2H),2.02(s,6H),1.47(d,J=3.4 Hz,18H),1.14(d,J=3.2 Hz,18H).19F NMR(376 MHz,THF-d8)δ -137.52(d,J=19.9 Hz,4F),-147.66(dddd,J=330.6,23.7,6.2,3.0 Hz,4F),-182.73(ddd,J=186.2,23.6,21.3 Hz,4F).13 CNMRは、広範囲のC-FおよびC-Yのカップリングのため複雑であった。C46H50F12N2O4Y[M-]についての計算値HRMS(ESI):1011.2643、測定値:1011.2669。
【0232】
実施例22-活性化剤2、アルメニウムM2HTビス [6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール)]イットリウム-活性化剤2の合成
【化28】
【0233】
窒素を満たしたグローブボックス内で、カリウムビス[6,6’-((メチルアザネジイル)ビス(メチレン))ビス(2-(tert-ブチル)-3,4,5-トリフルオロフェノール)]イットリウム(0.200g、0.174mmol、1当量)およびアルメニウムM2HT塩酸塩(99.5mg、0.174mmol、1当量)をトルエン(10mL)中で5日間撹拌して、濁った黄色の溶液を得た。反応混合物を、0.2μmのシリンジフィルターと一列に並んだ0.45μmのシリンジフィルターに通して、透明な黄色の溶液を得た。すべての揮発性物質を真空で除去し、黄色の油を得た。油をヘキサン(5mL)で粉砕し、すべての揮発性物質を真空で除去して(このプロセスを合計2回繰り返した)、生成物を黄色の油(0.226g、84%収率)として供した。
【0234】
1H NMR(400 Mhz,トルエン-d8)δ 4.46(d,J=12.3 Hz,4H),3.72(d,J=12.7 Hz,2H),3.64(d,J=12.5 Hz,2H),2.27(s,4H),2.22-2.13(m,4H),1.91(s,2H),1.72(d,J=3.2 Hz,18H),1.43-1.16(m,75H),1.12-1.01(m,4H),0.99-0.80(m,12H).19F NMR(376 MHz,トルエン-d8)δ -135.80(d,J=22.1 Hz,2F),-136.36(d,J=22.3 Hz,2F),-145.37(dd,J=24.1,5.8 Hz,2F),-146.59(dd,J=24.2,5.9 Hz,2F),-180.34(t,J=23.1 Hz,2F),-181.14(t,J=23.0 Hz,2F).13CNMRは、広範囲のC-FおよびC-Yのカップリングのため複雑であった。C37H78N [M+]についての計算値HRMS(ESI):536.6129、測定値:536.6129。C46H50F12N2O4Y[M-]についての計算値:1011.2643、測定値:1011.2640。
【0235】
実施例23-重合結果
【0236】
重合をバッチ反応器で行って、活性化剤の効率および活性化剤1~2の得られたポリマー特徴を評価した。重合用の触媒系は、式(I)による構造を有する活性化剤または式(I)による構造を有さない比較活性化剤を含み、プロ触媒としてプロ触媒Aまたはプロ触媒Bを用いた。プロ触媒Aは、式(X)による構造を有するビス-ビフェニルフェノキシプロ触媒(以下に示す構造)である。
【化29-1】
【化29-2】
【0237】
本発明の活性化剤1および2、ならびに比較C1~C6の効率。結果を表1、2、3、および4に要約する。表1、2、3、および4のデータは、140℃の重合温度で取得された。
【表1】
【0238】
重合条件:415psigのC
2H
4、215gのオクテン、1350gのアイソパーE、プロ触媒:活性化剤比は1:1.2である。
【表2】
【0239】
重合条件:360psigのC2H4、104gのオクテン、693gのアイソパーE、0.75μmolのTEA、0.015μmolのプロ触媒A、プロ触媒:活性化剤比は、1:1.2である。
【0240】
イットリウム錯体へのフッ素原子の添加は、フッ素を欠くイットリウム錯体と比較した場合、活性化剤の効率を増加させた。
【表3】
【0241】
重合条件:288psigのC
2H
4、300gのオクテン、605gのアイソパーE、10μmolのTEA、0.1μmolのプロ触媒A、プロ触媒:活性化剤比は、1:1.2である。
【表4】
【0242】
重合条件:288psigのC2H4、300gのオクテン、605gのアイソパーE、0μmolのTEA、1μmolのプロ触媒B、プロ触媒:活性化剤比は、1:1.2である。
【0243】
計算方法:すべてのアニオンの基底状態の形状を、B971/6-31g**レベルの密度汎関数理論(DFT)を使用して最適化する。Yの有効コアポテンシャルは、それらの原子に設定されたSDD根拠を含めることによって組み込まれる。アニオンの基底状態は、一重項閉殻構成であると想定されている。誘電媒体の効果は、導体のような分極性連続体モデル(cpcm)を使用して組み込まれ、媒体を表すためにシクロヘキサンが選ばれる。カチオンおよびアニオンのエネルギーは別々に計算されるため、これらの計算ではそれらの間の静電相互作用は考慮されない。これを考慮に入れるために、反応物のすべての原子(反応物-1おおよび反応物-2の両方)の静電ポテンシャルは、Merz-Kollman-Singhポピュレーション分析を使用して計算され、ここで、各原子の半径は、普遍的な力場から取得される(mkuff)。これらの計算は、プログラムのG09スーツを使用して実行する。アニオンとカチオンとの間の静電相互作用は、次の手順を使用して計算される:最初に、アニオンの各原子の電荷(mkuff法を使用して取得)を0.5でスケーリングし(シクロヘキサンの誘電率は2.0である)、アニオンとカチオンとの間の相対的距離および配向を普遍的な力場を使用して最適化する。力場の計算では、アニオンおよびカチオンの個々の形状を緩和することはできず、静電相互作用およびファンデルワールス相互作用を無視するためのカットオフ距離は、200Åに選択される。アニオンとカチオンとの間の相対的配向および距離を変えることによって、様々な初期コンフォメーションが選択され、その後、力場最適化手順の対象となる。静電相互作用が最も高い立体配座(Eelec;最も負の値)を使用して、カチオン-アニオン対の最終エネルギーを計算する。力場の計算は、Materials Studio 8.0で実装されているように、Forciteモジュールを使用して実行される。すべてのエネルギーは、kcal/molで報告される。
【0244】
各フェノール部分を置換する複数の(言い換えれば、イットリウム錯体において4つを超える)フッ素原子を有する活性化剤を含む触媒系は、活性化剤が、各フェノール部分を置換する複数のフッ素原子を有さない触媒系よりも高い効率を有した。イットリウム錯体中のフッ素原子の数が多い活性化剤を含む触媒系の効率増加の根拠は、錯体にフッ素原子を添加したΔE
protの増加に起因する(表5)。言い換えれば、これらの計算は、触媒系を活性化するR
3NH
+荷電種がフッ素原子の存在によって安定化されることを示す。フッ素原子の数が多いほど、プロ触媒の活性化に必要である荷電種の安定性が高まる。同様の計算(表6)は、ネガティブΔE
Actがプロ触媒の有利な活性化をもたらす活性化剤A(Armeen M2HTがEt
2NMeのように近似される)のカチオンと比較して、比較C5および比較C6のカチオンのパフォーマンスが低下することが予想されることを示す。
【表5】
【表6】