(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-28
(54)【発明の名称】ビフェニルフェノール重合触媒
(51)【国際特許分類】
C08F 4/64 20060101AFI20240220BHJP
C08F 4/02 20060101ALI20240220BHJP
C08F 4/6592 20060101ALI20240220BHJP
C08F 210/16 20060101ALI20240220BHJP
C08L 23/04 20060101ALI20240220BHJP
【FI】
C08F4/64
C08F4/02
C08F4/6592
C08F210/16
C08L23/04
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023548696
(86)(22)【出願日】2022-02-10
(85)【翻訳文提出日】2023-09-08
(86)【国際出願番号】 US2022015918
(87)【国際公開番号】W WO2022173905
(87)【国際公開日】2022-08-18
(32)【優先日】2021-02-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【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】フィゲロア、ルース
(72)【発明者】
【氏名】パディーヤ-アセベド、アンジェラ アイ.
(72)【発明者】
【氏名】ヤング、アンドリュー ジェイ.
(72)【発明者】
【氏名】クールマン、ロジャー エル.
(72)【発明者】
【氏名】ブラウン、スーザン
(72)【発明者】
【氏名】ベロウィッチ、マシュー イー.
(72)【発明者】
【氏名】ネイサマー、デイビッド アール.
(72)【発明者】
【氏名】クローシン、イェジー
(72)【発明者】
【氏名】ピアソン、デイビッド エム.
(72)【発明者】
【氏名】オリアリー、レスリー イー.
(72)【発明者】
【氏名】ローゼン、マリ エス.
(72)【発明者】
【氏名】デウィルデ、ジョセフ エフ.
【テーマコード(参考)】
4J002
4J015
4J100
4J128
【Fターム(参考)】
4J002BB02W
4J002BB02X
4J002GA01
4J002GK00
4J002GM00
4J015EA00
4J100AA02P
4J100AA16Q
4J100CA04
4J100DA01
4J100DA04
4J100DA24
4J100FA09
4J100FA10
4J100FA21
4J100FA28
4J100FA29
4J100GA01
4J100GC26
4J100JA15
4J128AA01
4J128AA02
4J128AB00
4J128AC01
4J128AC26
4J128AC27
4J128AC28
4J128AD05
4J128AD11
4J128AD13
4J128AD15
4J128AE06
4J128BA01A
4J128BA01B
4J128BB01A
4J128BB01B
4J128BC25A
4J128BC25B
4J128EA01
4J128EB02
4J128EB09
4J128EC02
4J128FA02
4J128FA04
4J128FA07
4J128FA09
4J128GB01
(57)【要約】
実施形態は、スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための担持されたビフェニルフェノール重合触媒の使用を対象とし、担持されたビフェニルフェノール重合触媒は、式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための担持されたビフェニルフェノール重合触媒の使用であって、前記担持されたビフェニルフェノール重合触媒は、式I:
【化1】
(式中、R
5、R
7、R
8、及びR
10の各々が、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、アラルキル、ハロゲン、又は水素であり、
R
4及びR
11の各々が、独立して、ハロゲン又は水素であり、
R
2及びR
13の各々が、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、若しくはアラルキル、又は水素であり、
R
15及びR
16の各々が、独立して、2,7-二置換カルバゾール-9-イル又は3,6-二置換カルバゾール-9-イルであり、
Lは、Lが共有結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成するC
3アルキレン又はC
4アルキレンであり、
R
1、R
3、R
12、及びR
14の各々が、独立して、(C
1~C
8)アルキル、ハロゲン、又は水素であり、
R
6及びR
9の各々が、水素、(C
1~C
8)アルキル、又はハロゲンであり、任意選択的に、R
6は、R
7と連結することができ、かつR
8が、R
9と連結して環状構造を形成することができ、
各Xが、独立して、ハロゲン、水素、(C
1~C
20)アルキル、(C
7~C
20)アラルキル、(C
1~C
6)アルキル置換(C
6~C
12)アリール、又は(C
1~C
6)アルキル置換ベンジル、-CH
2Si(R
C)
3(ただしR
Cが、(C
1~C
12)炭化水素である)であり、
Mが、Zr又はHfである)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される、使用。
【請求項2】
前記式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒が、構造(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)、(viii)、(ix)、(x)、(xi)、(xii)、(xiii)、(xiv)、及び(xv):
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
からなる群から選択される、請求項1に記載の使用。
【請求項3】
B条件(100℃及び100ポンド/平方インチ(psi)のエチレンで、H
2/C
2が、0.0017であり、C
6/C
2が、0.4である)で形成された前記ポリマーが、約150,000ダルトン~約800,000ダルトンの範囲内の分子量(Mw)を有する、請求項1に記載の使用。
【請求項4】
K条件(100℃及び100(psi)で、H
2/C
2が、0.0068であり、C
6/C
2が、0.4である)で形成された前記ポリマーが、約500,000ダルトン未満の分子量(Mw)を有する、請求項1に記載の使用。
【請求項5】
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための重合触媒系であって、
メタロセンオレフィン重合触媒と、
請求項1に記載のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される担持ビフェニルフェノール重合触媒と、を含む、重合触媒系。
【請求項6】
ポリマーを製造するためのスラリー相重合方法であって、
スラリー相重合反応器において、請求項5に記載の前記重合触媒の存在下で、オレフィンモノマーを重合して、前記ポリマーを製造することを含む、方法。
【請求項7】
R
15及びR
16の各々が、3,6-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イルである、請求項5に記載の重合触媒系又は請求項6に記載のスラリー相重合方法。
【請求項8】
R
15及びR
16の各々が、2,7-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イルである、請求項5に記載の重合触媒系又は請求項6に記載のスラリー相重合方法。
【請求項9】
前記メタロセンオレフィン重合触媒が、
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX
2、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX
2、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(ブチルシクロペンタジエニル)MX
2、
(メチルシクロペンタジエニル)(1,3-ジメチル-テトラヒドロインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(1,3-ジメチル-テトラヒドロインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(4,7-ジメチルインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(1,5-ジメチルインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(1,4-ジメチルインデニル)MX
2、
Me
2Si(インデニル)
2MX
2、
Me
2Si(テトラヒドロインデニル)
2MX
2、
(n-プロピルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
(n-ブチルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
(1-メチル、3-ブチルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
HN(CH
2CH
2N(2,4,6-Me
3フェニル))
2MX
2、
HN(CH
2CH
2N(2,3,4,5,6-Me
5フェニル))
2MX
2、
(ブチルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
(プロピルシクロペンタジエニル)
2MX
2、及びそれらの混合物
(式中、Mが、Zr又はHfであり、Xが、F、Cl、Br、I、Me、ベンジル、CH
2SiMe
3、及び(C
1~C
5)のアルキル又はアルケニルから選択される)からなる群から選択される、請求項5に記載の重合触媒系又は請求項6に記載のスラリー相重合方法。
【請求項10】
高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分を含むポリエチレン組成物であって、前記高分子量ポリエチレン成分及び前記低分子量ポリエチレン成分が、請求項5に記載の重合触媒系を使用する重合プロセスを介して単一のスラリー相反応器内で一緒に製造される、ポリエチレン組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、ビフェニルフェノール重合触媒、より具体的には、スラリー相重合反応プロセスを介してポリマーを製造するために用いられ得るビフェニルフェノール重合触媒に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリマーは、多くの製品に用いられ得るが、その例としては、とりわけ、フィルム、繊維、不織布及び/若しくは織布、押出物品、並びに/又は成形品などが挙げられる。ポリマーは、重合触媒の存在下で、重合反応において1種類以上のモノマーを反応させることによって製造され得る。
【発明の概要】
【0003】
本開示は、以下を含む様々な実施形態を提供する。
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための担持ビフェニルフェノール重合触媒の使用が提供され、担持されたビフェニルフェノール重合触媒は、式I:
【0004】
【化1】
(式中、R
5、R
7、R
8、及びR
10の各々は、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、アラルキル、ハロゲン、又は水素であり、R
4及びR
11の各々は、独立して、ハロゲン又は水素であり、R
2及びR
13の各々は、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、若しくはアラルキル、又は水素であり、R
15及びR
16の各々は、独立して、2,7-二置換カルバゾール-9-イル又は3,6-二置換カルバゾール-9-イルであり、Lは、Lが共有結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成するC
3アルキレン又はC
4アルキレンであり、R
1、R
3、R
12、及びR
14の各々は、独立して、(C
1~C
8)アルキル、ハロゲン、又は水素であり、R
6及びR
9の各々は、水素、(C
1~C
8)アルキル、又はハロゲンであり、任意選択的に、R
6は、R
7と連結することができ、かつR
8は、R
9と連結することができ、環状構造を形成することができ、各Xは、独立して、ハロゲン、水素、(C
1~C
20)アルキル、(C
7~C
20)アラルキル、(C
1~C
6)アルキル置換(C
6~C
12)アリール、又は(C
1~C
6)アルキル置換ベンジル、-CH
2Si(R
C)
3,(ただしR
Cは、(C
1~C
12)炭化水素である)であり、かつMは、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)である)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される。
【発明を実施するための形態】
【0005】
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するために使用することができる担持ビフェニルフェノール重合触媒は、式I:
【0006】
【化2】
(式中、R
5、R
7、R
8、及びR
10の各々は、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、アラルキル、ハロゲン、又は水素であり、R
4及びR
11の各々は、独立して、ハロゲン又は水素であり、R
2及びR
13の各々は、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、若しくはアラルキル、又は水素であり、R
15及びR
16の各々は、独立して、2,7-二置換カルバゾール-9-イル又は3,6-二置換カルバゾール-9-イルであり、Lは、Lが共有結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成するC
3アルキレン又はC
4アルキレンであり、R
1、R
3、R
12、及びR
14の各々は、独立して、(C
1~C
8)アルキル、ハロゲン、又は水素であり、R
6及びR
9の各々は、水素、(C
1~C
8)アルキル、又はハロゲンであり、任意選択的に、R
6は、R
7と連結することができ、かつR
8は、R
9と連結することができ、環状構造を形成することができ、各Xは、独立して、ハロゲン、水素、(C
1~C
20)アルキル、(C
7~C
20)アラルキル、(C
1~C
6)アルキル置換(C
6~C
12)アリール、又は(C
1~C
6)アルキル置換ベンジル、-CH
2Si(R
C)
3(ただしR
Cは、(C
1~C
12)炭化水素である)であり、かつMは、Zr又はHfである)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される。
【0007】
本明細書に記載されるように、式Iによって表されるビフェニルフェノール重合プレ触媒(すなわち、ビフェニルフェノール重合プレ触媒)は、ビフェニルフェノール重合触媒を製造するために利用され得る。例えば、式Iによって表されるビフェニルフェノール重合プレ触媒は、活性化条件下で、式Iによって表されるビフェニルフェノール重合プレ触媒を活性化するように活性剤と接触させることができ、それにより、ビフェニルフェノール重合触媒を製造する。
【0008】
前述のように、式Iに示されるようなR5、R7、R8、及びR10の各々は、独立して、(C1~C20)アルキル、アリール、アラルキル、ハロゲン、又は水素であり得る。1つ以上の実施形態は、R5、R7、R8、及びR10の少なくとも1つが、フッ素などのハロゲンであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5、R7、R8、及びR10の各々が、フッ素などのハロゲンであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5及びR10の各々が、フッ素などのハロゲンであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5及びR10の各々が、塩素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5及びR10の各々が、メチルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5及びR10の少なくとも1つが、アルキル又はアリール置換シリルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5及びR10の各々が、ジアルキル又はトリアルキル置換シリルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R5及びR10の各々が、オクチルジメチルシリルであることを条件とする。
【0009】
1つ以上の実施形態は、R7及びR8の各々が、独立して、水素又はメチルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R7及びR8の少なくとも1つが、水素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R7及びR8の各々が、水素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R7及びR8の少なくとも1つが、C1アルキル、例えば、メチルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R7及びR8の各々が、メチルであることを条件とする。
【0010】
1つ以上の実施形態は、R1、R3、R12、及びR14の各々が、独立して、(C1~C8)アルキル、ハロゲン、又は水素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R1、R3、R12、及びR14の少なくとも1つが、水素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R1、R3、R12、及びR14の各々が、水素であることを条件とする。
【0011】
1つ以上の実施形態は、R6及びR9の各々が、水素、(C1~C8)アルキル、又はフッ素などのハロゲンであり、任意選択的に、R6が、R7と連結することができ、かつR8が、R9と連結することができ、環状構造を形成することができることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R6及びR9の各々が、水素であるか、又はフッ素などのハロゲンであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R6及びR9の各々が、水素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R6及びR9の各々が、フッ素などのハロゲンであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R6が、R7と連結することができ、かつR8が、R9と連結することができ、環状構造を形成することができることを条件とする。
【0012】
本明細書で使用される場合、「アルキル」は、水素が1つ欠乏した、直鎖状、分枝鎖状、及び環式のパラフィン基を含む。したがって、例えば、CH3基(「メチル」)及びCH3CH2基(「エチル」)は、アルキルの例である。
【0013】
本明細書で使用される場合、「アリール」は、フェニル、ナフチル、ピリジル、及び分子がベンゼン、ナフチレン、フェナントレン、アントラセンなどに特徴的な環構造を有する他のラジカルを含む。「アリール」は、C6~C20アリールであってもよいことが理解される。例えば、C6H5-芳香族構造は「フェニル」であり、C6H4-芳香族構造は「フェニレン」である。本明細書で使用される場合、「アリールアルキル」とも呼ばれ得る「アラルキル」は、そこからぶら下がるアリールを有するアルキルである。「アラルキル」基は、C7~C20アラルキル基であり得ることが理解される。「アルキルアリール」は、そこからぶら下がる1つ以上のアルキルを有するアリールである。本明細書で使用される場合、「ヒドロカルビル」には、水素が1つ欠乏した水素及び炭素を含む脂肪族、環式、オレフィン、アセチレン、及び芳香族ラジカル(すなわち、炭化水素ラジカル)が含まれる。
【0014】
前述のように、式Iに示されるようなR4及びR11の各々は、独立して、水素であるか、又はフッ素などのハロゲンであり得る。例えば、1つ以上の実施形態は、R4及びR11の各々が、水素であることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R4及びR11の各々が、フッ素であることを条件とする。
【0015】
前述のように、式Iに示されるようなR2及びR13の各々は、独立して、(C1~C20)のアルキル、アリール、若しくはアラルキル、又は水素であり得る。1つ以上の実施形態は、R2及びR13の各々が、n-ブチル、t-ブチル、又は2-メチル-ペンチルなどの、(C3~C4)アルキルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R2及びR13の各々が、1,1,3,3-テトラメチルブチルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R2及びR13の各々が、(C1)アルキル、すなわち、メチルであることを条件とする。
【0016】
前述のように、式Iに示されるようなR15及びR16の各々は、2,7-二置換カルバゾール-9-イル又は3,6-二置換カルバゾール-9-イルであり得る。例えば、1つ以上の実施形態は、R15及びR16の各々が、2,7-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イル、2,7-ジエチルカルバゾール-9-イル、2,7-ジメチルカルバゾール-9-イル、及び2,7-ビス(ジイソプロピル(n-オクチル)シリル)-カルバゾール-9-イルからなる群から選択される2,7-二置換カルバゾール-9-イルであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、R15及びR16の各々は、3,6-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イル、3,6-ジエチルカルバゾール-9-イル、3,6-ジメチルカルバゾール-9-イル、及び3,6-ビス(ジイソプロピル(n-オクチル)シリル)-カルバゾール-9-イルからなる群から選択される3,6-二置換カルバゾール-9-イルであることを条件とする。
【0017】
前述のように、式Iに示されるようなLは、Lが共有結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成するC3アルキレン又はC4アルキレンであり得る。例えば、1つ以上の実施形態では、Lは、Lが結合している2個の酸素原子どうしの間に3炭素架橋又は4炭素架橋を形成する飽和(C3~C4)アルキルであり得る。例えば、1つ以上の実施形態は、Lが、Lが結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成する飽和(C3)アルキルであることを条件とする。「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、及び(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、及び炭素-ケイ素二重又は三重結合を欠いていることを意味する。例えば、1つ以上の実施形態は、Lが、Lが結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成する飽和(C4)アルキルであることを条件とする。
【0018】
前述のように、式Iに示されるような各Xは、独立して、ハロゲン、水素、(C1~C20)アルキル、(C7~C20)アラルキル、(C1~C6)アルキル置換(C6~C12)アリール、又は(C1~C6)アルキル置換ベンジル、-CH2Si(RC)3(ただし、RCは、(C1~C12)炭化水素である)であり得る。例えば、1つ以上の実施形態は、各Xが、独立して、(C1)アルキルであることを条件とする。
【0019】
前述のように、式Iに示されるようなMは、金属原子などのヘテロ原子である。いくつかの実施形態では、Mは、Zr及びHfからなる群から選択され得る。1つ以上の実施形態は、Mがジルコニウムであることを条件とする。1つ以上の実施形態は、Mがハフニウムであることを条件とする。
【0020】
本明細書に記載されるような、式IのR基(R1~R16)及びXの各々は、独立して、置換又は非置換であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、式IのXの各々は、独立して、(C1~C6)アルキル置換(C6~C12)アリール、又は(C1~C6)アルキル置換ベンジルであり得る。本明細書で使用される場合、「置換された」は、その用語に続く基が、任意の位置の1つ以上の水素の代わりに少なくとも1つの部分を保有することを示し、その部分は、ハロゲンラジカル、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、アミン基、ホスフィン基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、(C1~C20)アルキル基、(C2~C10)アルケニル基、及びそれらの組み合わせなどを含む群から選択される。「二置換されている」とは、任意の位置に2つ以上の置換基が存在することを指し、その部分は、ハロゲンラジカル、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、アミン基、ホスフィン基、アルコキシ基、フェニル基、ナフチル基、(C1~C20)アルキル基、(C2~C10)アルケニル基、及びそれらの組み合わせなどを含む群から選択される。
【0021】
本明細書のメタロセンオレフィン重合触媒と、ビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されるビフェニルフェノール重合触媒とは、本明細書に記載の反応物を利用して製造することができる。本明細書のメタロセンオレフィン重合触媒と、ビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されるビフェニルフェノール重合触媒とは、多くのプロセスによって、例えば公知のメタロセンオレフィン重合触媒などの公知の触媒を製造するために利用される、例えば、従来の溶媒、反応条件、反応時間、及び単離手順を用いて製造することができる。
【0022】
1つ以上の実施形態は、重合触媒、すなわち式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されるビフェニルフェノール重合触媒を提供する。ビフェニルフェノール重合触媒は、活性化条件下で、ビフェニルフェノール重合プレ触媒及び活性剤を接触させることによって製造され、ビフェニルフェノール重合触媒、例えば、活性化ビフェニルフェノール重合プレ触媒を提供することができる。活性化条件は、当該技術分野において周知である。
【0023】
本明細書で使用される場合、「活性化剤」は、例えば触媒成分のカチオン種を生成することによって、錯体又は触媒成分を活性化させることができる、担持された又は担持されていない任意の化合物又は化合物の組み合わせを指す。例えば、これは、複合体/触媒成分の金属中心、例えば、式Iの金属錯体のからの少なくとも1つの脱離基、例えば、本明細書に記載の「X」基の引抜きを含み得る。本明細書で使用される場合、「脱離基」とは、金属原子に結合し、活性化剤によって引抜かれ、したがってオレフィン重合に対して活性な種を生成することができる1つ以上の化学部分を指す。
【0024】
活性剤は、ルイス酸又は非配位性イオン性活性剤又はイオン化活性剤、又はルイス塩基、アルミニウムアルキル、及び/又は従来型助触媒を含む任意の他の化合物を含むことができる。上述のメチルアルミノキサン(「MAO」)及び修飾メチルアルミノキサン(「MMAO」)に加えて、例示的な活性化剤としては、これらに限定されないが、アルミノキサン若しくは修飾アルミノキサン、及び/又は、中性又はイオン性のイオン化化合物が挙げられるが、例えば、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-(CF3)2フェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-(CF3)2フェニル)ボレート、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)ボレート、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロナフチル)アルミネート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロナフチル)アルミネート、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)アルミネート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペルフルオロナフチル)アルミネート、トリス(ペルフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペルフルオロナフチル)ホウ素、トリス(ペルフルオロフェニル)アルミニウム、トリス(ペルフルオロナフチル)アルミニウム、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられ得る。
【0025】
アルミノキサンは、-Al(R)-O-サブユニット(式中、Rは、アルキル基である)を有するオリゴマーアルミニウム化合物として記載され得る。アルミノキサンの例としては、メチルアルミノキサン(「MAO」)、修飾メチルアルミノキサン(「MMAO」)、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、又はこ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。アルミノキサンは、それぞれのトリアルキルアルミニウム化合物の加水分解によって生成することができる。MMAOは、トリメチルアルミニウムと、トリイソブチルアルミニウムなどの高級トリアルキルアルミニウムとの加水分解によって生成することができる。アルミノキサン及び修飾アルミノキサンを調製するための様々な既知の方法がある。アルミノキサンは、修飾メチルアルミノキサン(「MMAO」)タイプ3A(「修飾メチルアルミノキサンタイプ3A」の商品名でAkzo Chemicals、Inc.から市販されている。なお、これについては、米国特許第5,041,584号に記載されている)を含むことができる。MAO源は、例えば、約1重量%~約50重量%のMAOを有する溶液であり得る。市販のMAO溶液としては、Albemarle Corporation(ルイジアナ州Baton Rouge)から入手可能な、10重量%及び30重量%のMAO溶液を挙げることができる。
【0026】
1つ以上のアルキルアルミニウム化合物などの1つ以上の有機アルミニウム化合物を、アルミノキサンと組み合わせて使用することができる。アルキルアルミニウム化合物の例としては、限定されないが、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、及びそれらの組み合わせが挙げられる。他のアルキルアルミニウム化合物、例えばトリアルキルアルミニウム化合物の例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム(「TEAL」)、トリイソブチルアルミニウム(「TiBAl」)、トリ-n-ヘキシルアルミニウム、トリ-n-オクチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0027】
メタロセンオレフィン重合触媒は、任意のメタロセンオレフィン重合触媒であり得る。1つ以上の実施形態では、メタロセンオレフィン重合触媒は、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX2、(テトラメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX2、(テトラメチルシクロペンタジエニル)(ブチルシクロペンタジエニル)MX2、Me2Si(インデニル)2MX2、Me2Si(テトラヒドロインデニル)2MX2、(n-プロピルシクロペンタジエニル)2MX2、(n-ブチルシクロペンタジエニル)2MX2、(1-メチル、3-ブチルシクロペンタジエニル)2MX2、HN(CH2CH2N(2,4,6-Me3C6H2))2MX2、HN(CH2CH2N(2,3,4,5,6-Me5C6))2MX2、(プロピルシクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)MX2、(ブチルシクロペンタジエニル)2MX2、(プロピルシクロペンタジエニル)2MX2、及びそれらの混合物(ただし、Mは、Zr又はHf、Xは、F、Cl、Br、I、Me、ベンジル、CH2SiMe3、及び(C1~C5)アルキル又はアルケニルから選択される)からなる群から選択される。1つ以上の実施形態では、メタロセンオレフィン重合触媒は、ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、又は(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドからなる群から選択される。
【0028】
メタロセンオレフィン重合触媒及びビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒を含む重合触媒系を利用して、ポリマーを製造することができる。例えば、スラリー相重合反応器において、重合触媒系とオレフィンとを、重合条件下で接触させて、ポリマー、例えばポリオレフィンポリマーを製造することができる。
【0029】
本明細書で使用される場合、「ポリマー」は、1つ以上の異なるモノマーから誘導される2つ以上の同じ又は異なるポリマー単位を有する、例えばホモポリマー、コポリマー、ターポリマーなどである。「ホモポリマー」は、同じポリマー単位を有するポリマーである。「コポリマー」は、互いに異なる2つ以上のポリマー単位を有するポリマーである。「ターポリマー」は、互いに異なる3つのポリマー単位を有するポリマーである。ポリマー単位に言及する際、「異なる」とは、ポリマー単位が、互いに少なくとも1つの原子で異なるか、又は異性体的に異なることを示す。したがって、本明細書で使用されるコポリマーの定義は、ターポリマーなどを含む。本明細書で使用される場合、「重合プロセス」は、ポリマーを製造するために用いられるプロセスである。
【0030】
実施形態は、ポリマーがポリオレフィンポリマーであり得ることを条件とする。本明細書で使用される場合、「アルケン」と称され得る「オレフィン」は、炭素及び水素を含み、少なくとも1つの二重結合を有する直鎖状、分枝鎖状、又は環状の化合物を指す。本明細書で使用される場合、ポリマー又はコポリマーがオレフィンを含む(例えば、オレフィンから製造される)といわれる場合、このようなポリマー又はコポリマー中に存在するオレフィンは、オレフィンの重合形態である。例えば、コポリマーが1重量%~99重量%のエチレン含有量を有するといわれる場合、コポリマー中のポリマー単位は、重合反応においてエチレンから誘導され、誘導単位は、ポリマーの総重量に基づいて1重量%~99重量%で存在すると理解される。高級α-オレフィンとは、炭素原子数が3以上のα-オレフィンを意味する。
【0031】
ポリオレフィンとしては、エチレンなどのオレフィンモノマーから製造されたポリマー、すなわちポリエチレン、及び3~20個の炭素原子を含有する直鎖状又は分枝鎖状の高級α-オレフィンモノマーが挙げられる。高級α-オレフィンモノマーの例としては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、及び3,5,5-トリメチル-1-ヘキセンが挙げられるが、それらに限定されない。ポリオレフィンの例としては、特に、エチレン-1-ブテン、エチレン-1-ヘキセン、及びエチレン-1-オクテンコポリマーなどの、少なくとも50重量%のエチレンを有するエチレン系ポリマーが挙げられる。用いられ得る他のオレフィンとしては、例えば、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、共役又は非共役ジエン、ポリエン、ビニルモノマー及び環状オレフィンが挙げられる。モノマーの例としては、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、及びシクロペンテンが挙げられ得るが、これらに限定されない。多くの実施形態では、エチレンのコポリマーが生成され、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、及び最も好ましくは4~8個の炭素原子を有する少なくとも1つのα-オレフィンを有するコモノマーとが、例えばスラリー重合プロセスで、重合され得る。別の一実施形態では、エチレン及び/又はプロピレンは、ターポリマーを製造するために、少なくとも2つの異なるコモノマーと重合することができ、任意選択的に、そのうちの1つは、ジエンであり得る。
【0032】
1つ以上の実施形態は、ポリマーが、ポリマーの総重量に基づいて、1~100重量%のエチレン由来の単位を含むことができることを条件とする。1~100重量%の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれるが、例えば、ポリマーは、ポリマーの総重量に基づいて、下限として1、5、10、又は50重量%のエチレンから誘導される単位から、上限として100、95、90、85、又は75重量%までのエチレンから誘導される単位を含むことができる。
【0033】
式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒を含む重合触媒系は、単一のスラリー相反応器における重合プロセスを介してポリマーを提供するのを助けることができる。1つ以上の実施形態では、得られるポリマーは、本明細書に詳述されるように、少なくとも高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分を有することができる。1つ以上の実施形態では、得られるポリマーは、高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分を含む二峰性ポリエチレン組成物などの多峰性ポリマーであり得るが、それらの高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分は、単一のスラリー相反応器で、重合触媒系を使用した重合プロセスを介して一緒に形成される。高分子量のポリエチレン成分及び低分子量のポリエチレン成分を有することは、いくつかの用途において望ましい。
【0034】
驚くべきことに、本開示の式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒を含む重合触媒系は、本明細書に詳述されるように、同様の重合条件で他の(本発明以外の)重合触媒を用いて形成されるポリマー中の高分子量成分と比較して、より小さい分子量を有する高分子量ポリエチレン成分を含むポリマーを、製造することができる。いくつかの用途では、他の高分子量ポリエチレン成分よりも低分子量を有する高分子量ポリエチレン成分が望ましい。
【0035】
実施形態は、ポリマーが8,000~400,000の数平均分子量(Mn)を有し得ることを条件とする。8,000~400,000の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として8,000、10,000、12,000、40,000、又は84,000から、上限として400,000、300,000、250,000、200,000、150,000、又は100,000までのMnを有することができる。いくつかの実施形態では、Mnは、40,300~207,200の範囲内であり得る。
【0036】
実施形態は、ポリマーが、B条件で約150,000~約800,000の重量平均分子量(Mw)及び/又はK条件で約500,000ダルトン未満の分子量を有し得ることを条件とする。150,000~800,000の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として約50,000、約100,000、約150,000、又は約200,000から、上限として、K条件で約800,000、約700,000、又は約600,000までのMwを有することができる。いくつかの実施形態は、ポリマーが、K条件で150,000~800,000の重量平均分子量(Mw)及び/又はK条件で500,000ダルトン未満の分子量を有し得ることを条件とする。150,000~800,000の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、K条件で下限として150,000又は200,000から、上限として800,000、700,000、又は600,000までのMwを有することができる。いくつかの例では、ポリマーは、K条件で50,000~500,000、又はK条件で100,000~500,000のMwを有することができる。本明細書で使用される場合、B条件は以下のとおりである:温度は、100℃であり、エチレンは、100ポンド/平方インチ(psi)であり、H2/C2は、0.0017であり、C6/C2は、0.4である。本明細書で使用される場合、K条件は以下のとおりである:温度は、100℃であり、エチレンは、100psiであり、H2/C2は、0.0068であり、C6/C2は、0.4である。
【0037】
実施形態は、ポリマーが200,000~10,000,000のz平均分子量(Mz)を有し得ることを条件とする。200,000~10,000,000の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として200,000、700,000、又は900,000から、上限として10,000,000、5,000,000、又は3,000,000までのMzを有することができる。
【0038】
実施形態は、ポリマーが、2.00~20.00の範囲内のMz対Mw比を有することができることを条件とする。2.00~20.00の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として2.00、3.00、又は4.00から、上限として20.00、15.00、又は10.00までのMz対Mw比を有することができる。
【0039】
いくつかの実施形態では、ポリマーは、2.00超、3.00超、4.00超、又は5.00超であるMw対Mn比の値を有することができる。いくつかの実施形態は、ポリマーが5.00~75.00の範囲のMw対Mn比を有することができることを条件とする。5.00~75.00の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、又は7.00から、上限として75.00、60.00、50.00又は20.00のMw対Mn比を有することができる。
【0040】
実施形態は、ポリマーが、ポリマーのMw対Mn比よりも小さいMz対Mw比を有することができることを条件とする。
【0041】
実施形態は、ポリマーが、ASTMのD1238にしたがって(190℃、21kgの負荷で)測定された場合に、0.001dg/1分~1000dg/1分の範囲のメルトインデックス(I21)を有することができることを条件とする。0.001dg/1分~1000dg/1分の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれる。
【0042】
実施形態は、気相重合反応器を用いて製造されたポリマーが、摂氏110~135度(℃)の融解温度(Tm)を有し得ることを条件とする。118~135℃の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として110、113、118、119、又は120℃から、上限として135、133、132、130、又は128℃までのTmを有することができる。融解温度(すなわち、Tm)は、ASTMのD3418-08に従って、示差走査熱量測定によって決定することができる。例えば、10mgの試料に対して10℃/分のスキャン速度を使用し、2番目の加熱サイクルを使用する。
【0043】
実施形態は、ポリマーが、0.890g/cm3~0.970g/cm3の密度を有し得ることを条件とする。0.890~0.970g/cm3の、全ての個々の値及び部分範囲が含まれ、例えば、ポリマーは、下限として0.890、0.900、0.910、0.920、又は0.940g/cm3から、上限として0.970、0.960、又は0.950g/cm3までの密度を有することができる。密度は、ASTMのD-792-13、変位によるプラスチックの密度及び比重(相対密度)のための標準試験方法、方法B(水以外の液体中、例えば、液体2-プロパノール中の固体プラスチックを試験するための方法)に従って決定され得る。結果は1立方センチメートル当たりのグラム数(g/cm3)の単位で報告する。
【0044】
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)試験法:重量平均分子量試験法:高温ゲル浸透クロマトグラフィー機器(HTGPC、Polymer Laboratories社製)で得られたクロマトグラムを使用して、Mw、数平均分子量(Mn)、及びMw/Mnを決定する。HTGPCは、トランスファライン、示差屈折率検出器(DRI)、及び3つのPolymer Laboratories社製、PLgel 10μm Mixed-Bカラムを備えており、全て160℃に維持されたオーブンに収容される。方法は、BHT処理したTCBで構成される溶媒を、基準流量1.0ミリリットル/分(mL/分)及び基準注入体積300マイクロリットル(μL)で使用する。6グラムのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT、抗酸化剤)を4リットル(L)の試薬グレードの1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)に溶解させ、得られた溶液を0.1マイクロメートル(μm)のテフロンフィルタで濾過して溶媒を得ることにより、溶媒を調製する。溶媒がHTGPC機器に入る前に、インラインデガッサで溶媒を脱気する。一連の単分散ポリスチレン(PS)標準物を用いてカラムを較正する。別個に、既知の体積の溶媒中の既知の量の試験ポリマーを160℃で2時間連続的に振とうしながら加熱して溶液を得ることによって、溶媒に溶解させた既知の濃度の試験ポリマーを調製する。(全ての量は、重量測定法で測定する。)試験ポリマーの目標溶液濃度cは、1ミリリットル溶液あたり0.5~2.0ミリグラム(mg/mL)のポリマーで、高分子量のポリマーには、より低い濃度cが使用される。各試料に測定を実施する前に、DRI検出器をパージする。次に、装置内の流量を1.0mL/分に増加させ、最初の試料を注入する前に、DRI検出器を8時間安定させる。カラムキャリブレーションとユニバーサルキャリブレーションの関係を使用して、Mw及びMnを計算する。式:
【0045】
【数1】
を用いて、各溶出体積でのM
Wを計算する(式中、下付き文字「X」は、試験試料を表し、下付き文字「PS」は、PS標準を表し、a
PS=0.67であり、K
PS=0.000175であり、a
x及びK
xは、公開された文献から得られる)。ポリエチレンの場合、a
x/K
x=0.695/0.000579である。ポリプロピレンの場合、a
x/K
x=0.705/0.0002288である。結果のクロマトグラムの各ポイントで、次式c=K
DRII
DRI/(dn/dc)(なお、式中、K
DRIは、DRIを較正することによって決定される定数であり、「/」は、除算を示し、dn/dcは、ポリマーの屈折率の増分である)を使用して、ベースラインを差し引いたDRI信号I
DRIから濃度cを計算する。ポリエチレンの場合、dn/dc=0.109である。溶出体積に対する濃度クロマトグラフィーのクロマトグラムの積分面積と、所定の濃度に注入ループ容積を乗じた値に等しい注入質量との比率から、ポリマーの質量回収率を計算する。特に断りのない限り、全ての分子量は、グラム/モル(g/mol)で報告する。Mw、Mn、MWDを決定する方法の更なる詳細については、米国特許出願公開第2006/0173123号の24~25ページの段落番号[0334]~[0341]に記載されている。y軸上にdW/dLog(M
W)、x軸上にLog(M
W)をプロットして、GPCクロマトグラムを得る。なお、Log(M
W)及びdW/dLog(M
W)は、上記で定義したとおりである。
【0046】
ポリマーは、特に、フィルム、繊維、不織布及び/若しくは織布、押出物品、並びに/又は成形品などの多くの物品に用いられ得る。
【0047】
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための重合触媒系が提供され、重合触媒系は、メタロセンオレフィン重合触媒と、本明細書に詳述される、式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される担持ビフェニルフェノール重合触媒とを含む。
【0048】
メタロセンオレフィン重合触媒及び/又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒、並びに例えば活性剤などの本明細書で論じられる他の成分は、担体と共に利用され得る。「キャリア」とも称され得る「担体」は、例えば、タルク、無機酸化物、及び無機塩化物などの、多孔質担体材料を含む任意の担体材料を指す。
【0049】
メタロセンオレフィン重合触媒及び/又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されるビフェニルフェノール重合触媒、並びに本明細書で論じる他の成分は、同一若しくは別々の担体に担持されることができ、又は成分のうちの1つ以上を非担持形態で使用してもよい。担体を用いることは、当該技術分野において使用される任意の技術によって達成することができる。1つ以上の実施形態は、噴霧乾燥プロセスが用いられることを条件とする。噴霧乾燥プロセスは、当該技術分野において周知である。担体は、官能化されてもよい。
【0050】
担体は、多孔質担体材料、例えば、タルク、無機酸化物、又は無機塩化物であり得る。他の担体材料としては、樹脂担体材料、例えばポリスチレン、ポリスチレンジビニルベンゼンポリオレフィン、若しくはポリマー化合物などの官能化若しくは架橋有機担体、ゼオライト、粘土、若しくは任意の他の有機若しくは無機担体材料など、又はそれらの混合物が挙げられる。
【0051】
担体材料としては、2、3、4、5、13、又は14族の金属酸化物を含む、無機酸化物が挙げられる。いくつかの好ましい担体としては、シリカ、ヒュームドシリカ、アルミナ、シリカ-アルミナ、及びそれらの混合物が挙げられる。他のいくつかの担体としては、マグネシア、チタニア、ジルコニア、塩化マグネシウム、モンモリロナイト、フィロケイ酸塩、ゼオライト、タルク、粘土などが挙げられる。また、これらの担体材料の組み合わせ、例えば、シリカ-クロム、シリカ-アルミナ、シリカ-チタニアなどを使用することができる。更なる担体材料としては、多孔質アクリルポリマー、ナノ複合材料、エアロゲル、球晶、及びポリマービーズが挙げられる。更なる担体材料としては、多孔質アクリルポリマー、ナノ複合材料、エアロゲル、球晶、及びポリマービーズが挙げられ得る。
【0052】
担体の一例は、商品名Cabosil(商標)TS-610で入手可能なヒュームドシリカ、又はCabot Corporationから入手可能な他のTS又はTGシリーズの担体である。ヒュームドシリカは、典型的には、表面ヒドロキシル基の大部分がキャップされるように、ジメチルシリルジクロリドで処理された、7~30ナノメートルのサイズの粒子を有するシリカである。
【0053】
担体材料は、約10~約700m2/gの範囲内の表面積、約0.1~約4.0g/cm3の範囲内の細孔容積、及び約5~約500μmの範囲内の平均粒径を有し得る。より好ましくは、担体材料の表面積は、約50~約500m2/gの範囲内であり、細孔容積は、約0.5~約3.5g/cm3の範囲内であり、平均粒径は約10~約200μmの範囲内である。最も好ましくは、担体材料の表面積は、約100~約400m2/gの範囲内であり、細孔容積は、約0.8~約3.0g/cm3の範囲内であり、平均粒径は、約5~約100μmの範囲内である。キャリアの平均細孔径は、典型的には、10~1000Å、好ましくは50~約500Å、最も好ましくは75~約350Åの範囲の細孔径を有する。
【0054】
メタロセンオレフィン重合触媒及び/又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒、並びに活性剤などの本明細書で論じられる他の成分をスラリー化してもよい。スラリーは、当該技術分野において周知である。スラリーは、例えば、メタロセンオレフィン重合触媒及び/又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒、活性剤、並びに担体を含み得る。
【0055】
スラリー中の活性剤中の金属と、メタロセンオレフィン重合触媒中の金属又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒中の金属とのモル比は、20,000:1~0.5:1、20,000:1~2000:1、20,000:1~5,000:1、20,000:1~10,000:1、1000:1~0.5:1、300:1~1:1、又は150:1~1:1であり得る。スラリー中の任意の2つ以上の成分の組み合わせを容易にするために、1つ以上の希釈剤、例えば、流体を使用することができる。例えば、メタロセンオレフィン重合触媒及び/又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒、並びに活性剤は、トルエン又は別の非反応性炭化水素若しくは炭化水素混合物の存在下で、一緒に組み合わせることができる。トルエンに加えて、他の好適な希釈剤としては、エチルベンゼン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、他の炭化水素、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。次に、乾燥状態の、若しくはトルエンと混合された担体を、混合物に加えること、又は金属-配位子錯体/活性化剤を担体に加えることができる。スラリーは、重合プロセスのために反応器に供給されてよく、かつ/又はスラリーは、重合プロセスのために反応器に供給される前に、乾燥(例えば、噴霧乾燥)され得る。
【0056】
上述したように、重合プロセスは、スラリー相重合反応器を介したスラリー相重合プロセスであってもよい。重合プロセスは、既知の装置及び反応条件、例えば既知の重合条件を用い得る。一例として、重合温度は、大気圧、大気圧より低い圧力、又は大気圧より高い圧力で、約0℃~約300℃の範囲であり得る。実施形態は、ポリオレフィンポリマーを製造する方法であって、重合条件下で、オレフィンを、本明細書に記載の重合触媒系と接触させて、オレフィンを重合させて、ポリオレフィンポリマーを製造することを含む方法を提供する。
【0057】
1つ以上の実施形態は、ポリマーがスラリー相重合システムを介して、0.07~68.9バール、3.45~27.6バール、又は6.89~24.1バールの範囲内の超大気圧、及び30℃~130℃、65℃~110℃、75℃~120℃、又は80℃~120℃の範囲内の温度で形成され得ることを条件とする。撹拌及び/又は流動床スラリー相重合システムが用いられ得る。
【0058】
一般に、従来のスラリー相流動床重合プロセスは、1つ以上のオレフィンモノマーを含む流れを、反応条件下で、懸濁状態に固体粒子の床を維持するのに十分な速度で、触媒組成物、例えば、重合触媒系(メタロセンオレフィン重合触媒及び式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒)及び活性剤を含む組成物の存在下で、流動床反応器に連続的に通すことによって実施することができる。未反応のモノマーを含む流れは、反応器から連続的に引き出され、圧縮され、冷却され、任意選択的に、部分的又は完全に凝縮され、反応器に再循環され得る。生成物、すなわちポリマーを反応器から取り出すことができ、更に替わりのモノマーを、再循環流に加えることができる。触媒組成物及び反応体に対して不活性なガスもまた、ガス流中に存在し得る。重合システムは、例えば、単一の反応器又は連続した2つ以上の反応器を含み得る。
【0059】
重合プロセスの供給流は、オレフィンモノマー、例えば窒素及び/又は水素などの非オレフィンガスを含んでいてもよく、更に、重合プロセスにおいて凝縮可能であり、反応熱を除去するために使用され得る1つ以上の非反応性アルカンを含み得る。例示的な非反応性アルカンとしては、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、それらの異性体及びそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。供給物は、単一又は複数の異なる場所で反応器に入れることができる。
【0060】
重合プロセスのために、重合触媒(メタロセンオレフィン重合触媒及び/又は式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒)を連続的に反応器に供給することができる。
【0061】
重合プロセスのために、水素は、反応器内で水素対エチレンのガスモル比で利用することができ、これは、約0.0~3.5の範囲、約0.0~1.0の範囲、0.01~0.7の範囲、0.03~0.5の範囲、0.005~0.3の範囲、又は0.0017~0.0068の範囲であることができる。いくつかの実施形態は、水素ガスを用いる。
【0062】
本開示のいくつかの態様が、以下のように提供される。
【0063】
態様1は、スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための担持ビフェニルフェノール重合触媒の使用を提供し、担持されたビフェニルフェノール重合触媒は、式I:
【0064】
【化3】
(式中、R
5、R
7、R
8、及びR
10の各々は、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、アラルキル、ハロゲン、又は水素であり、R
4及びR
11の各々は、独立して、ハロゲン又は水素であり、R
2及びR
13の各々は、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、若しくはアラルキル、又は水素であり、R
15及びR
16の各々は、独立して、2,7-二置換カルバゾール-9-イル又は3,6-二置換カルバゾール-9-イルであり、Lは、Lが共有結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成するC
3アルキレン又はC
4アルキレンであり、R
1、R
3、R
12、及びR
14の各々は、独立して、(C
1~C
8)アルキル、ハロゲン、又は水素であり、R
6及びR
9の各々は、水素、(C
1~C
8)アルキル、又はハロゲンであり、任意選択的に、R
6は、R
7と連結することができ、かつR
8は、R
9と連結することができ、環状構造を形成することができ、各Xは、独立して、ハロゲン、水素、(C
1~C
20)アルキル、(C
7~C
20)アラルキル、(C
1~C
6)アルキル置換(C
6~C
12)アリール、又は(C
1~C
6)アルキル置換ベンジル、-CH
2Si(R
C)
3、(ただしR
Cは、(C
1~C
12)炭化水素である)であり、かつMは、ジルコニウム(Zr)又はハフニウム(Hf)である)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される。
【0065】
態様2は、式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒が、本明細書に記載されるような構造(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)、(viii)、(ix)、(x)、(xi)、(xii)、(xiii)、(xiv)、及び(xv)からなる群から選択される、態様1の使用を提供する。
【0066】
態様3は、B条件(100℃及び100ポンド/平方インチ(psi)のエチレンで、H2/C2は、0.0017であり、C6/C2は、0.4である)で形成されたポリマーが、約150,000ダルトン~約800,000ダルトンの範囲内の分子量(Mw)を有する、態様の使用を提供する。
【0067】
態様4は、K条件(100℃及び100(psi)で、H2/C2は、0.0068であり、C6/C2は、0.4である)で形成されたポリマーが、約500,000ダルトン未満の分子量(Mw)を有する、態様1の使用を提供する。すなわち、1つ以上の実施形態では、ポリマーは、B条件で約150,000ダルトン~約800,000ダルトンの範囲の分子量、又はK条件で約500,000未満の分子量を有する。
【0068】
態様5は、スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための重合触媒系であって、メタロセンオレフィン重合触媒と、態様1のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造された担持ビフェニルフェノール重合触媒とを含む重合触媒系を提供する。
【0069】
態様6は、ポリマーを製造するためのスラリー相重合方法であって、スラリー相重合反応器において、態様5の重合触媒系の存在下でオレフィンモノマーを重合して、ポリマーを製造することを含む方法を提供する。すなわち、様々な実施形態では、重合触媒系(例えば、メタロセン及び/又はビフェニルフェノール重合プレ触媒/触媒)の一部又は全部を、トリム溶液として提供する。例えば、メタロセン触媒の一部を、トリム溶液として提供してよい。あるいは、ビフェニルフェノール重合プレ触媒/触媒の一部を、トリム溶液として提供してよい。
【0070】
態様7は、R15及びR16の各々が、3,6-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イルである、態様5の重合触媒系又は態様6のスラリー相重合方法を提供する。
【0071】
態様8は、R15及びR16の各々が、2,7-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イルである、態様5の重合触媒系又は態様6のスラリー相重合方法を提供する。
【0072】
態様9は、メタロセンオレフィン重合触媒が、
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX2、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX2、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(ブチルシクロペンタジエニル)MX2、
(メチルシクロペンタジエニル)(1,3-ジメチル-テトラヒドロインデニル)MX2、
(シクロペンタジエニル)(1,3-ジメチル-テトラヒドロインデニル)MX2、
(シクロペンタジエニル)(4,7-ジメチルインデニル)MX2、
(シクロペンタジエニル)(1,5-ジメチルインデニル)MX2、
(シクロペンタジエニル)(1,4-ジメチルインデニル)MX2、
Me2Si(インデニル)2MX2、
Me2Si(テトラヒドロインデニル)2MX2、
(n-プロピルシクロペンタジエニル)2MX2、
(n-ブチルシクロペンタジエニル)2MX2、
(1-メチル、3-ブチルシクロペンタジエニル)2MX2、
HN(CH2CH2N(2,4,6-Me3フェニル))2MX2、
HN(CH2CH2N(2,3,4,5,6-Me5フェニル))2MX2、
(ブチルシクロペンタジエニル)2MX2、
(プロピルシクロペンタジエニル)2MX2、及びそれらの混合物
(式中、Mは、Zr又はHfであり、Xは、F、Cl、Br、I、Me、ベンジル、CH2SiMe3、及び(C1~C5)のアルキル又はアルケニルから選択される)からなる群から選択される、態様5の重合触媒系又は態様6のスラリー相重合方法を提供する。
【0073】
態様10は、高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分を含むポリエチレン組成物であって、高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分が、態様5の重合触媒系を使用する重合プロセスを介して、単一のスラリー相反応器中で一緒に製造される、ポリエチレン組成物を提供する。
【実施例】
【0074】
式(I)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒、そのビフェニルフェノール重合触媒を含む重合触媒系、及び比較用の重合触媒(式(I)の重合プレ触媒から製造されたものを除く)を、以下のように調製した。
【0075】
式(I)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒、及びそのビフェニルフェノール重合触媒を含む重合触媒系を、以下のように調製した。
【0076】
構造(i)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0077】
【0078】
4-ドデシル-2-ヨード-6-メチルフェノールの調製:アセトニトリル(25mL)に、4-ドデシル-2-メチルフェノール(2.12g、7.688mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物(1.48g、7.78mmol)を添加し、0~10℃(氷水浴)で約15分間撹拌し、その時点でN-ヨードスクシンイミド(1.73g、7.668mmol)を添加した。反応混合物は、濃厚なスラリーになったので、追加のアセトニトリル(25mL)を加え、撹拌を再開した。反応混合物を室温まで昇温させ、24時間撹拌し、その時点の後では約16%の出発物質が残っていた。したがって、追加の0.3当量のN-ヨードスクシンイミド(0.52g、2.30mmol)を反応物に加え、室温で5時間撹拌した。反応混合物を濃縮乾固し、塩化メチレン(50mL)に溶解させ、10重量%のチオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄し(3×50mL)、水、次いでブライン(各50mL)で洗浄し、無水MgSO4で乾燥させ、シリカゲルのパッドで濾過し、次いで濃縮して、2.80gの粗化合物(GCMSによる純度約95%)をオフホワイト色の固体として得た。生成物をヘキサン(8mL)から再結晶させて、1.79g(58.0%)の純粋な生成物を得た。
【0079】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.29(s、1H)、6.89(s、1H)、2.46(t、2H)、2.28(s、3H)、1.55(br s、2H)、1.27(br s、18H)、0.89(t、3H)。
【0080】
【0081】
1,3-ビス(4-ドデシル-2-ヨード-6-メチルフェノキシ)プロパンの調製:ジメチルホルムアミド(25mL)に、4-ドデシル-2-ヨード-6-メチルフェノール(1.63g、4.05mmol)、K2CO3(1.19g、8.61mmol)、及びプロパン-1,3-ジイルビス(4-メチルベンゼンスルホネート)(0.78g、2.03mmol)を添加した。反応混合物を100℃で30分間加熱し、その時点で冷却し、回転蒸発によって濃縮乾固した。残留物を1:1の塩化メチレン及び水(100mL)に溶解させ、塩化メチレン中に抽出した(50mLずつで3回)。合わせた有機相を、各200mLずつの2N NaOH、水、次いでブラインで洗浄し、無水MgSO4で乾燥させ、シリカゲルの小パッドを通して濾過し、濃縮して、1.6gの化合物を褐色の油状物として得た。この粗製物を、ヘキサン(10mL)から再結晶させて、1.32g(77.1%)の生成物を白色のふわふわした粉末として得た。
【0082】
【0083】
40mLのジメチルエーテルに、11mLの水及び15mLのTHF中の、2.35gの94.2%純度(3.19mmol)の2,7-ジ-tert-ブチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(国際公開第2017/004462A1号に記載されるように調製したもの)、1.274g(1.508mmol)の1,3-ビス(4-ドデシル-2-ヨード-6-メチルフェノキシ)プロパン、0.447gのNaOH(11.2mmol)を添加した。反応混合物をN2で約15分間スパージし、次いで112mg(0.097mmol)のPd(PPh3)4を添加し、85℃に48時間加熱し、次いで冷却した。冷却後、沈殿物が形成され、これを真空濾過によって単離し、高真空下で約2時間乾燥させた。この粗保護生成物を、次の工程でそのまま使用した。粗保護配位子に、150mLの1:1のメタノール/THFと、約100mgのPTSAとを添加した。溶液を60℃に6時間加熱し、冷却し、濃縮した。粗配位子を塩化メチレンに取り、ブラインで洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、シリカゲルのパッドを通して濾過した後、濃縮して、粗配位子を得た。この粗生成物をヘキサンに取り、ISCO精製システム(ヘキサン中2%酢酸エチル、均一濃度)を用いるフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、2.30g(97.5%)の純粋な配位子を得た。粗保護配位子に、150mLの1:1のメタノール/THFと、約100mgのPTSAとを添加した。溶液を60℃に6時間加熱し、冷却し、濃縮した。粗配位子を塩化メチレンに取り、ブラインで洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、シリカゲルのパッドを通して濾過した後、濃縮して、粗配位子を得た。この粗生成物をヘキサンに取り、ISCO精製システム(ヘキサン中2%酢酸エチル、均一濃度)を用いるフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、2.30g(97.5%)の純粋な配位子を得た。
【0084】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 8.05(d、4H)、7.46(dd、4H)、7.33(dd、4H)、7.15(d、4H)、7.10(d、2H)、6.98(d、2H)、6.38(br s、2H)、3.72(t、4H)、2.63(t、4H)、2.00(s、6H)、1.79(br s、6H)、1.68(五重項、4H)、1.32(br m、86H)、0.93(t、6H)、0.85(s、18H)。
【0085】
【0086】
窒素パージされたグローブボックス中の撹拌棒を備えたジャーに、HfCl4(0.0516g、0.161mmol)及びトルエン(10mL)を添加した。得られたスラリーを、-30℃のグローブボックス冷凍庫中で冷却した。撹拌冷却したスラリーに、ジエチルエーテル中の臭化メチルマグネシウム(3.0M、0.22mL、0.66mmol)を添加した。約4分間、混合物を激しく撹拌した。固体は、溶液になり、混合物は、淡黄色に変化した。次いで、この混合物に、配位子(0.2500g、0.161mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、周囲温度で2時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(10mL)を添加し、混合物を翌日濾過した。無色固体を真空下で濃縮して、0.2145gの構造iの生成物を白色固体として得た(収率は75.8%であった)。
【0087】
1H NMR(400MHz、C6D6)δ 8.24(d、2H)、8.06(d、2H)、8.01(d、2H)、7.88(d、2H)、7.80(d、2H)、7.58(d、2H)、7.54(dd、2H)、7.35(dd、2H)、7.12(d、2H)、6.51(d、2H)、3.64(五重項、2H)、3.40(五重項、2H)、2.24(t、4H)、1.80(d、2H)、1.65(d、2H)、1.62(s、18H)、1.28(m、90H)、0.93(s、30H)、-0.78(s、6H)。
【0088】
【0089】
本明細書で使用される場合、「Me」は、メチルを指し、「Et」は、エチルを指し、「n-Oct」は、n-C8H17を指し、「tBu」は、tert-ブチルを指し、「n-Pr」は、n-C3H7を指す。
【0090】
構造(ii)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0091】
配位子を、構造iの合成において上述したように調製した。
【0092】
【0093】
窒素パージされたグローブボックス中の撹拌棒を備えたジャーに、ZrCl4(0.0376g、0.161mmol)及びトルエン(10mL)を添加した。得られたスラリーを、-30℃のグローブボックス冷凍庫中で冷却した。撹拌冷却したスラリーに、ジエチルエーテル中の臭化メチルマグネシウム(3.0M、0.23mL、0.69mmol)を添加した。約4分間、混合物を激しく撹拌した。固体は、溶液になり、混合物は、淡黄色に変化した。次いで、この混合物に、配位子(0.2505g、0.161mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、周囲温度で2時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(10mL)を添加し、混合物を翌日濾過した。無色固体を真空下で濃縮して、0.2640gの構造iiの生成物を白色固体として得た(収率は97.9%であった)。
【0094】
1H NMR(400MHz、C6D6)δ 8.24(d、2H)、8.05(d、2H)、8.01(d、2H)、7.85(d、2H)、7.58(d、2H)、7.54(dd、2H)、7.34(dd、2H)、7.13(d、2H)、6.50(d、2H)、3.55(五重項、2H)、3.40(五重項、2H)、2.24(t、4H)、1.81(d、2H)、1.66(d、2H)、1.61(s、18H)、1.28(m、100H)、0.94(s、18H)、-0.58。
【0095】
【0096】
構造(iii)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0097】
【0098】
4,4’-ジエチル-2-ニトロ-1,1’-ビフェニルの調製:三つ口の丸底フラスコに、磁気撹拌棒、サーモウェル、添加漏斗、及びセプタムを取り付けた。フラスコに、4,4’-ジエチルビフェニル(15.0089g、71.366mmol)及び無水酢酸(382mL、4041mmol)を充填した。氷水浴(内部温度2.9℃)を使用して、溶液を冷却した。硝酸(12.0mL、209.4mmol)と酢酸(6.5mL、152.7mmol)との混合物を、10分間連続して滴下して添加した。内部温度が10℃を超えないように監視した。添加終了時の温度は、8.6℃であり、最高到達温度は、10.0℃であった。混合物を10分後にGC/MSによって試料採取したところ、反応が完了したことが示された。20分後の時点で、反応混合物を、約2Lの氷水(大部分は氷)を含有するビーカーに注ぎ、1.5時間撹拌した。黄色の油状物を、水相から分離させた。混合物を分液漏斗に移し、ジクロロメタン(285mL)を混合物に添加した。混合物をよく混合し、分離させた。有機相を分離し、水(230mL)及び1MのNaOH水溶液(230mL)で洗浄した。黄色溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過した。溶液を、35℃で開始して最終的に50℃に達する浴温での回転蒸発によって濃縮して、黄色油状物(22.46g)を粗製物として得た。生成物が溶出するまでヘキサン中10~20%ジクロロメタンの勾配を使用して、Isco CombiFlashシステムの330gシリカゲルGraceカラムで、油状物をクロマトグラフィーにかけた。画分をGC/MS及びTLC(ヘキサン中5%酢酸エチル)によって分析した。純粋な画分を合わせ、回転蒸発によって濃縮し、高真空下で乾燥させて、15.75g(86.5%)の生成物を、黄色油状物として得た。
【0099】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.64(d、J=1.7Hz、1H)、7.40(dd、J=7.9、1.8Hz、1H)、7.32(d、J=7.9Hz、1H)、7.25~7.20(m、4H)、2.73(q、J=7.6Hz、2H)、2.68(q、J=7.6Hz、2H)、1.28(t、J=7.6Hz、3H)、1.26(t、J=7.6Hz、3H)。13C NMR(101MHz、CDCl3)δ 149.22、144.50、143.95、134.54、133.42、131.68、131.64、128.04、127.73、123.02、28.43、28.04、15.21、14.96。
【0100】
【0101】
2,7-ジエチル-9H-カルバゾールの調製:磁気撹拌棒を備えた三つ口の丸底フラスコを、窒素雰囲気下のグローブボックスに入れた。フラスコに、4,4’-ジエチル-2-ニトロ-1,1’-ビフェニル(20.580g、80.608mmol)及び亜リン酸トリエチル(81mL)を充填した。フラスコをセプタムで密閉し、冷却器及び窒素ガス入口を備えたドラフトチャンバに移した。黄色溶液を加熱還流させ(加熱マントル温度は175℃)、2時間及び4時間の還流後にGC/MS分析のために試料採取した(0.1mLの試料を、ジクロロメタン中に希釈させた)。4時間後、出発物質は微量のみ観察された。所望の生成物の分子量を有する主要ピークが観察された。そのため、反応混合物を、室温まで冷却させた。白色の結晶性沈殿が観察された。反応混合物を一晩、冷凍庫で保存した。白色の結晶性固体(クロップ1)を、冷たい状態で真空濾過により回収し、冷たいエタノール20mLずつで5回洗浄した。固体を乾燥させた。濾液を再び冷凍庫に一晩置いた。母液中に沈殿した結晶性固体(クロップ2)を、冷たい状態で真空濾過により回収し、冷たいエタノール10mLずつで5回洗浄した。両方の固体をバイアルに移し、高真空下に置いて、クロップ1からは結晶性固体8.2640gを得て、クロップ2からは結晶性固体2.3351gを得た。生成物の全収量は10.5991g(58.9%)であった。
【0102】
1H NMR(400MHz、DMSO-d6)δ 7.93(d、J=7.9Hz、2H)、7.78(s、1H)、7.19(dd、J=1.5、0.7Hz、2H)、7.08(ddd、J=8.0、1.3、0.6Hz、2H)、2.82(q、J=7.7Hz、4H)、1.33(t、J=7.6Hz、6H)。13C NMR(101MHz、DMSO-d6)δ 140.94、140.27、120.51、119.54、118.75、109.55、28.80、16.15。
【0103】
【0104】
2,7-ジエチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾールの調製:三つ口の丸底フラスコに撹拌棒を取り付け、窒素雰囲気下のグローブボックスに入れた。フラスコに、2-(2-ヨード-4-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェノキシ)テトラヒドロ-2H-ピラン(24.48g、58.798mmol)、2,7-ジエチル-9H-カルバゾール(9.595g、42.965mmol)、リン酸三カリウム(31.04g、146.229mmol)、及び乾燥トルエン(114mL)を充填した。グローブボックス内で、ヨウ化銅(0.2860g、1.502mmol)を20mLバイアルに加え、トルエン(1mL)で希釈した。フラスコと、ヨウ化銅溶液を含有するバイアルとをグローブボックスから取り出してドラフトチャンバに入れた。フラスコに、窒素ガス注入口及び冷却器を取り付けた。N,N-ジメチルエチレンジアミン(0.602mL、5.593mmol)を、ヨウ化銅溶液に添加し、スラリー化した溶液を反応混合物に添加した。混合物を、125℃(加熱マントル温度)で加熱した。24時間後、GC分析は約84.74%の変換を示し、15.26%のカルバゾールが残っていたので、乾燥トルエン(1mL)中の追加の無水ヨウ化銅(0.2827g、1.484mmol)スラリー及びN,N-ジメチルエチレンジアミン(0.602mL、5.593mmol)を添加した。反応混合物を125℃で更に24時間、撹拌し続けた。48時間後、GC分析は、約97.60%の変換を示し、2.40%のカルバゾールが残っていた。反応物を室温に冷却し、小さなシリカプラグを通して濾過し、75mLずつのテトラヒドロフランで3回洗浄し、回転蒸発によって濃縮して、暗褐色油状物(35.15g)として粗生成物を得たが、これは最終的に固体に変化した。固体はヘキサン(75mL)からは再結晶しないので、溶液を回転蒸発により濃縮して、暗褐色油状物を得たが、これは最終的に固体に変化した。この物質を熱いヘキサン(25mL)に溶解させ、ガラス漏斗を用いて綿を通して熱い状態で濾過し、再結晶させた。得られたスラリーは、過度に濃縮されたものであった。スラリーを加温して固体を溶解させ、得られた溶液を回転蒸発により濃縮して、暗褐色油状物を得たが、これは最終的に固体に変化した。固体をヘキサン(50mL)から再結晶させて、淡褐色結晶を得た。結晶を真空濾過によって回収し、冷たいヘキサン10mLずつで2回洗浄し、高真空下で乾燥させて、生成物14.2792g(64.9%)を淡褐色結晶として得た。
【0105】
1H NMR(400MHz、CDCl3+TMS)δ 7.95(d、J=7.9Hz、2H)、7.47(d、J=2.4Hz、1H)、7.42(dd、J=8.7、2.5Hz、1H)、7.33(d、J=8.6Hz、1H)、7.06(dt、J=8.0、1.2Hz、2H)、7.06~7.00(m、1H)、6.99~6.93(m、1H)、5.26(t、J=2.9Hz、1H)、3.70(td、J=11.1、2.9Hz、1H)、3.46(dt、J=11.2、3.7Hz、1H)、2.73(q、J=7.6Hz、4H)、1.74(s、2H)、1.45~1.34(1.38及び1.37ppmで2つの一重項と重複するm、2H)、1.38(s、3H)、1.37(s、3H)、1.25(t、J=7.6、Hz、8H)、1.15~1.09(m、2H)、0.82(s、9H)。13C NMR(101MHz、CDCl3+TMS)δ 151.07、144.12、142.07、142.03、141.55、141.53、127.76、126.69、126.30、121.29、121.16、119.61、119.57、119.48、119.41、116.29、109.53、108.95、96.85、61.47、57.07、38.19、32.38、31.85、31.62、31.46、29.99、29.49、25.06、17.66、16.11、16.07。
【0106】
【0107】
2,7-ジエチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾールの調製:三つ口の丸底フラスコに、磁気撹拌棒、セプタム、及び窒素ガス入口を取り付けた。フラスコに、2,7-ジエチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(10.0012g、19.544mmol)及び乾燥テトラヒドロフラン(130mL)を充填した。この溶液を、氷水浴を使用して0~10℃に約15分間冷却し、ヘキサン中2.5Mのn-ブチルリチウム(20.500mL、51.250mmol)を、ゆっくり添加した。溶液の色は、透明な淡黄色から透明な暗黄色に変化した。4時間撹拌した後、2-イソ-プロポキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン(10.200mL、49.9967mmol)をゆっくり添加した。溶液は、透明な暗黄色から濁った淡黄色に変化した。混合物を0~10℃で1時間撹拌した後、反応物を室温に温め、一晩撹拌した。反応混合物に、冷たい飽和重炭酸ナトリウム水溶液(110mL)を添加した。水相を、75mLずつのジクロロメタンで4回抽出した。有機相を合わせ、冷たい飽和重炭酸ナトリウム水溶液(290mL)で洗浄し、ブライン(290mL)で洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空濾過によって濾過した。濾液を回転蒸発により濃縮し、高真空下に置いて、粗生成物を淡黄色泡状物(13.76g)として得た。泡状物をアセトニトリル(50mL)中でスラリー化し、次いで室温で30分間撹拌した後、真空濾過により白色固体を単離した。固体を、冷たいアセトニトリル20mLずつで2回洗浄し、高真空下で乾燥させて、生成物7.8165g(62.7%)を、オフホワイト色の固体として得た。
【0108】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.93(d、J=7.9Hz、2H)、7.93(d、J=7.9Hz、2H)、7.84(dd、J=2.6、0.8Hz、1H)、7.45(dd、J=2.5、0.8Hz、1H)、7.06(d、J=8.0Hz、2H)、7.05(d、J=8.0Hz、2H)、7.02(s、1H)、7.00(s、1H)、5.00~4.96(m、1H)、2.81~2.69(m、5H)、2.62(dt、J=11.2、3.9Hz、1H)、1.72(s、2H)、1.67~1.62(m、1H)、1.42~1.34(m、18H)、1.27~1.05(m、8H)、1.21~1.06(m、1H)、1.04~0.92(m、1H)、0.83~0.77(m、9H)。13C NMR(101MHz、CDCl3)δ 156.44、145.68、142.11、142.01、141.71、141.68、133.85、130.95、129.45、121.25、121.01、119.57、119.54、119.23、119.21、109.70、109.51、101.27、83.61、61.20、56.95、38.30、32.37、31.88、31.41、31.36、30.02、29.48、29.45、25.02、25.00、24.75、18.19、16.22、16.16。
【0109】
【0110】
2’,2’’’-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(2,7-ジエチル-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)-[1,1’-ビフェニル]-2-オール)の調製:三つ口の丸底フラスコに、磁気撹拌棒、セプタム、冷却器、及び窒素ガス入口を取り付けた。フラスコに、2,7-ジエチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(3.6936g、5.792mmol)、1,2-ジメトキシエタン(72mL)、NaOH(0.7647g、19.118mmol)の水(21mL)溶液、テトラヒドロフラン(24mL)、及び1,3-ビス(4-フルオロ-2-ヨード-6-メチルフェノキシ)プロパン(1.5002g、2.757mmol)を充填した。混合物を窒素で約15分間パージし、次いでテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.2368g、0.2049mmol)を添加した。混合物を85℃で48時間加熱し還流させ、次いで室温に冷却した。冷却後、配位子が溶液中に残った。混合物を、相分離のために分液漏斗に移した。相は完全には分離しなかった。水(30mL)を混合物に添加したが、相は、なおも完全には分離しなかった。ジクロロメタン(30mL)を混合物に添加し、4つの相を分離した。有機相を合わせた。水相を合わせ、ジクロロメタン(30mL)で抽出した。全ての有機相を合わせ、硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空濾過によって濾過した。フラスコを、15mLずつのジクロロメタンで2回洗浄し、有機相を含有するフィルタフラスコに濾過した。有機溶液を回転蒸発により濃縮して、赤褐色油状物(5.66g)を粗保護配位子として得た。配位子を1H NMRによって分析した。保護された配位子を、テトラヒドロフラン(200mL)及びメタノール(200mL)の混合物に溶解させ、次いで60℃に加熱した。溶液に、p-トルエンスルホン酸(0.0556g、0.2922mmol)を添加し、反応物を60℃で8時間撹拌し、次いで室温に冷却した。混合物を1H NMRによって分析して、反応の完了を判定した。配位子は脱保護されていると考えられた。配位子を回転蒸発により濃縮して、褐色の粘着性物質(4.86g)とした。配位子は、室温のアセトニトリル(10mL)中では再結晶しなかった。配位子を濃縮して褐色の粘着性固体とし、少量のジクロロメタンに溶解させ、配位子が溶出するまでヘキサン中35~40%のジクロロメタンの勾配を用いて、Isco CombiFlashシステムの220 Graceカラムにかけた。画分をTLC(ヘキサン中40%のジクロロメタン)によって分析し、純粋な画分を回転蒸発によって濃縮して、1.59gの淡黄色固体を得た。少量の不純物を含む画分も回転蒸発によって濃縮して、1.16gの淡黄色固体を得た。両方の固体を1H NMRによって分析したところ、脱保護されていないことがわかった。固体を合わせ、脱保護を繰り返した。配位子をテトラヒドロフラン(200mL)及びメタノール(200mL)の混合物に溶解させ、次いで60℃に加熱した。溶液が酸性(pH=1~3)になるまで、溶液にp-トルエンスルホン酸一水和物(0.2864g、1.506mmol)を添加した。8時間後、物質を1H NMRによって分析して、脱保護が完了したことを確認し、次いで室温に冷却した。物質を濃縮して黄色の粘着性固体とし、少量のジクロロメタンに溶解させ、配位子が溶出するまでヘキサン中35~40%のジクロロメタンの勾配を用いて、Isco CombiFlashシステムの120 Graceカラムにかけた。純粋な画分を回転蒸発によって濃縮して、0.7084gの淡黄色の結晶性固体を得た。個体を1H NMRによって分析した。少量の不純物を含む画分を回転蒸発によって濃縮し、少量のジクロロメタンに溶解させ、ヘキサン中35~40%ジクロロメタンの勾配を用いて、Isco CombiFlashシステムの220 Graceカラムにかけた。純粋な画分を回転蒸発によって濃縮して、1.3092gの淡黄色の結晶性固体を得た。個体を1H NMRによって分析した。全収量は、白色結晶性固体としての生成物2.0176g(64.0%)であった。
【0111】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.98(d、J=7.9Hz、4H)、7.43(d、J=2.4Hz、2H)、7.41(d、J=2.5Hz、2H)、7.07(dd、J=8.0、1.4Hz、4H)、6.98(dd、J=8.9、3.1Hz、2H)、6.88(s、4H)、6.81(dd、J=8.6、3.1Hz、2H)、6.56(s、2H)、3.65(t、J=6.4Hz、4H)、2.65(q、J=7.6Hz、8H)、1.94(s、6H)、1.77(p、J=6.8Hz、2H)、1.73(s、4H)、1.37(s、12H)、1.17(t、J=7.6Hz、12H)、0.79(s、18H)。13C NMR(101MHz、CDCl3)δ 160.20、157.78、149.70、149.68、147.86、143.01、141.95、141.85、133.53、133.44、133.01、132.93、128.98、127.92、126.47、126.45、125.47、121.40、119.97、119.79、117.40、117.18、116.20、115.97、108.67、70.80、57.16、38.20、32.43、31.81、31.56、30.62、29.45、16.30、16.28、16.03。[炭素-フッ素結合による多重度は同定されなかった]。19F NMR(376MHz、CDCl3)δ-118.04(t、J=8.8Hz)。HRMS(ESI、M+NH4
+):C77H92F2N3O4に対する(m/z)計算値は1160.705であり、実測値は1160.704であった。
【0112】
【0113】
構造(iii)の調製:ジャーに、HfCl4(0.1410g、0.4372mmol)及びトルエン(27mL)を充填した。スラリーを、グローブボックス冷凍庫中で、-25℃に30分間冷却した。撹拌している冷たいスラリーに、ジエチルエーテル中の3.0Mの臭化メチルマグネシウム(0.60mL、1.8mmol)を添加した。混合物を、2分間激しく撹拌した。固体は溶液になったが、反応溶液は濁っていた。この溶液に、配位子(0.5000g、0.4372mmol)を固体として添加した。固体を含有するバイアルを、トルエン(3.0mL)ですすいだ。すすぎ溶媒を、反応混合物に添加した。2時間撹拌した後、褐色がかった反応混合物を、フリットガラス漏斗を用いて真空下で濾過した。ケーキを、5mLずつのトルエンで2回洗浄した。濾液(透明な淡黄色溶液)に、ヘキサン(20mL)を添加した。得られた濁った溶液を濾過し、高真空下で濃縮して、0.5933g(100.5%)の生成物を淡黄色固体として得た。収率が過剰になっているのは、除去が困難なトルエンの存在によるものであった。
【0114】
1H NMR(400MHz、C6D6)δ 8.17(d、J=7.9Hz、2H)、8.04(d、J=7.9Hz、2H)、7.85(d、J=2.5Hz、2H)、7.76(s、2H)、7.65(s、2H)、7.28~7.26(m、4H)、7.11(dd、J=8.0、1.5Hz、2H)、6.74(dd、J=9.0、3.2Hz、2H)、6.08(dd、J=8.2、3.2Hz、2H)、3.48(dt、J=9.9、4.8Hz、2H)、3.19(dt、J=10.6、5.5Hz、2H)、3.02~2.89(m、4H)、2.70~2.54(m、4H)、1.66(d、J=14.6Hz、2H)、1.61(d、J=14.6Hz、4H)、1.44(t、J=7.6Hz、6H)、1.27(m及びs、8H)、1.22(s、6H)、1.19(s、6H)、1.13(t、J=7.6Hz、6H)、0.86(s、18H)、-0.70(s、6H)。13C NMR(101MHz、C6D6)δ 161.59、159.14、153.64、149.53、149.50、142.81、142.46、141.56、141.32、140.70、135.72、135.63、135.00、134.92、130.50、127.03、123.94、121.63、120.90、120.69、120.44、119.91、118.02、117.79、117.52、117.30、113.22、110.12、76.13、57.65、49.77、38.25、32.66、31.99、30.97、30.41、30.27、30.10、17.14、16.30、16.20。[炭素-フッ素結合による多重度は同定されなかった]。19F NMR(376MHz、C6D6)δ-115.12(d、J=8.7Hz)。
【0115】
【0116】
構造(iv)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0117】
【0118】
4,4’-ジメチル-2-ニトロ-1,1’-ビフェニルの調製:三つ口の丸底フラスコに、磁気撹拌棒、サーモウェル、添加漏斗、及びセプタムを取り付けた。フラスコを窒素雰囲気下に置き、4,4’-ジメチルビフェニル(5.7972g、31.806mmol)及び無水酢酸(170mL、1798.4mmol)を充填した。溶液を氷水浴(内部温度3.8℃)で冷却した。内部温度が10℃を超えないように監視しながら、硝酸(3.3mL、69.8mmol)及び酢酸(5.3mL、92.5mmol)の混合物を連続的に滴下して添加した。0~10℃で10分後に、GC/MSによって試料採取した。GC/MSは、出発ビフェニルの生成物への変換を示し、反応が完了したと判定した。25分後の時点で、反応混合物を氷水(主に氷)(850mL)のビーカーに注ぎ、1.5時間撹拌した。黄色の油状物を、水相から分離させた。混合物を分液漏斗に移し、ジクロロメタン(127mL)を添加し、相を分離させた。有機相を水(100mL)で洗浄し、次いで、1Mの水酸化ナトリウム水溶液(100mL)で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空濾過によって濾過し、回転蒸発によって濃縮して、生成物を粗製の橙色油状物(10.8926g)として得た。油状物をIsco CombiFlashシステムに充填し、330gのGraceカラムを用いて、生成物が溶出するまでヘキサン中15~20%のジクロロメタンの勾配を使用して、クロマトグラフィーを実行した。TLCによって画分をそれぞれ分析した。純粋な画分を合わせ、回転蒸発によって濃縮し、高真空下で乾燥させて、5.07g(70.1%)の生成物を黄色固体として得た。
【0119】
1H NMR(400MHz、CDCl3+TMS)δ 7.62~7.58(m、1H)、7.36(ddd、J=7.9、1.8、0.8Hz、1H)、7.28(d、J=7.8Hz、1H)、7.22~7.15(m、4H)、2.42(s、3H)、2.36(s、3H)。13C NMR(101MHz、CDCl3+TMS)δ 149.10、138.30、137.76、134.33、133.25、132.84、131.59、129.28、127.68、124.19、21.11、20.70。
【0120】
【0121】
2,7-ジメチル-9H-カルバゾールの調製:グローブボックス内で、磁気撹拌器及びセプタムを備えた三つ口の丸底フラスコに、4,4’-ジメチル-2-ニトロ-1,1’-ビフェニル(4.9855g、21.937mmol)及び亜リン酸トリエチル(22mL、128mmol)を充填した。ドラフトチャンバ内で、フラスコに冷却器及び窒素ガス入口を取り付けた。黄色スラリーを窒素雰囲気下に置き、加熱して還流させ(加熱マントル温度は175℃)、GC/MS分析用に試料採取した。黄色スラリーは、最終的に褐色溶液に変化した。2時間後、GC/MSは、生成物の形成と出発物質の残存とを示した。5時間後、微量の出発物質のみが観察され、反応が完了したと判定された。次いで、反応物を室温に冷却した。白色の結晶性沈殿が観察された。反応混合物を一晩、冷凍庫で保存した。白色結晶性固体(クロップ1)を真空濾過によって収集し、冷たいエタノールで洗浄し(5.5mLずつで5回)、高真空下で乾燥させて、1.62gの生成物を白色結晶性固体として得た。濾液を、週末にかけて冷凍庫に入れておいた。白色の結晶性沈殿が観察された。白色結晶性固体(クロップ2)を真空濾過によって収集し、冷たいエタノールで洗浄し(5.5mLずつで5回)、高真空下で乾燥させて、0.62gの生成物を白色結晶性固体として得た。得られた全収量は、白色結晶性固体としての生成物2.24g(52.2%)であった。
【0122】
1H NMR(400MHz、DMSO-d6)δ 10.96(s、1H)、7.87(d、J=7.9Hz、2H)、7.25(s、2H)、6.93(d、J=7.9Hz、2H)、2.45(s、6H)。13C NMR(101MHz、DMSO-d6)δ 140.23、134.33、120.32、119.87、119.47、110.82、21.67.
【0123】
【0124】
2,7-ジメチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(13)(201303282-6)の調製:三つ口の丸底フラスコに、磁気撹拌棒及びセプタムを取り付けた。グローブボックス内で、フラスコに、2-(2-ヨード-4-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェノキシ)テトラヒドロ-2H-ピラン(6.9934g、16.797mmol)、2,7-ジメチル-9Hカルバゾール(2.2032g、10.408mmol)、リン酸三カリウム(7.5577g、35.604mmol)、及び乾燥トルエン(25mL)を充填した。グローブボックス内で、乾燥トルエン(1mL)中でスラリー化した無水ヨウ化銅(0.0676g、0.3549mmol)及びN,N-ジメチルエチレンジアミン(0.1456mL、1.353mmol)を、反応混合物に添加した。ドラフトチャンバ内で、フラスコに冷却器及び窒素ガス入口を取り付けた。反応物を窒素雰囲気下に置き、125℃(加熱マントル温度)で加熱した。24時間後、HPLC分析は、生成物の形成と出発カルバゾールの残存とを示した。したがって、乾燥トルエン(1mL)中でスラリー化した追加の無水ヨウ化銅(0.0667g、0.3502mmol)及びN,N-ジメチルエチレンジアミン(0.1456mL、1.353mmol)を添加した。反応混合物を125℃で更に24時間、撹拌し続けた。48時間後、HPLC分析は出発カルバゾールの消費についてほとんど変化を示さなかったので、この時点で反応を停止させた。次いで、反応物を室温に冷却した。反応物を、小さなシリカプラグを通して真空濾過により濾過した。プラグをテトラヒドロフラン(それぞれ50mLずつで3回)で洗浄し、濾液を回転蒸発によって濃縮して、生成物を粗褐色油状物として得た。油状物をクロロホルムに溶解させ、シリカゲルを添加した。スラリーを回転蒸発によって濃縮して、乾燥粉末状混合物を得た。粉末状混合物をIsco CombiFlashシステムに充填し、生成物が溶出するまでヘキサン中15~20%のジクロロメタンの勾配を使用して、クロマトグラフィーを実行した。TLCによって画分をそれぞれ分析した。純粋な画分を合わせ、回転蒸発により濃縮して淡黄色固体を得て、これを高真空下で乾燥させて溶媒を除去した。固体を1H NMRによって分析したところ、出発物質である2-(2-ヨード-4-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェノキシ)テトラヒドロ-2H-ピランがいくらか存在することが示された。固体をヘキサンから再結晶させて、白色固体を得た。固体を真空濾過によって収集し、冷たいヘキサンで洗浄した(10mLずつで2回)。微量のヘキサンを除去するために、固体をジクロロメタンに溶解させ、回転蒸発によって濃縮して、白色結晶性固体を得た(2回繰り返した)。固体を高真空下で乾燥させ、2.96g(58.8%)の生成物を白色の結晶性固体として得た。
【0125】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 8.01(d、J=7.9Hz、2H)、7.54(d、J=2.4Hz、1H)、7.50(dd、J=8.7、2.5Hz、1H)、7.39(d、J=8.7Hz、1H)、7.11(dd、J=7.9、1.4Hz、2H)、7.08(dt、J=1.5、0.8Hz、1H)、7.01(dt、J=1.6、0.8Hz、1H)、5.35(t、J=2.9Hz、1H)、3.80(td、J=11.2、2.9Hz、1H)、3.57(dt、J=11.1、3.4Hz、1H)、2.52(s、6H)、1.82(s、2H)、1.63~1.50(m、2H)、1.47(s、3H)、1.45(s、3H)、0.90(s、9H)。13C NMR(101MHz、CDCl3)δ 150.91、144.07、141.90、141.88、134.94、134.84、127.68、126.71、126.05、121.00、120.85、120.63、120.60、119.39、119.30、116.06、110.82、110.18、96.67、61.43、57.00、38.18、32.39、31.85、31.60、31.52、29.95、25.10、22.05、21.96、17.57。
【0126】
【0127】
2,7-ジメチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(16)(201303282-23)の調製:三口丸底フラスコに、磁気撹拌棒、セプタム、及び窒素ガス入口を取り付けた。フラスコを窒素雰囲気下に置き、2,7-ジメチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(2.8580g、5.912mmol)及び乾燥テトラヒドロフラン(40mL)を充填した。この溶液を0~10℃に約15分間冷却(氷水浴を使用)し、ヘキサン中2.5Mのn-ブチルリチウム(6.2mL、15.500mmol)を、ゆっくり添加した。0~10℃で4時間撹拌した後、2-イソ-プロポキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン(3.1mL、15.195mmol)を、ゆっくり添加した。混合物を0~10℃で1時間撹拌した後、反応物を室温に温め、一晩撹拌した。反応混合物に、冷たい飽和重炭酸ナトリウム水溶液(40mL)を添加した。水相をジクロロメタンで抽出した(20mLずつで4回)。有機相を合わせ、冷たい飽和重炭酸ナトリウム水溶液(90mL)で洗浄し、次にブライン(90mL)で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空濾過によって濾過し、回転蒸発によって濃縮し、次いで高真空下に置いて、生成物を粗白色結晶性固体(3.8902g)として得た。粗生成物を1H NMRによって分析した。粗製物をアセトニトリル(30mL)中でスラリー化し、室温で30分間撹拌した後、真空濾過によって白色固体を単離した。固体を冷たいアセトニトリルで洗浄した(10mLずつで2回)。微量のアセトニトリルを除去するために、固体をジクロロメタンに溶解させ、回転蒸発によって濃縮して、オフホワイト色の結晶性固体を得た(2回繰り返した)。固体を高真空下で乾燥させ、2.24g(62.2%)の生成物をオフホワイト色の結晶性固体として得た。
【0128】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.96,(d、J=7.9Hz、1H)、7.95(d、J=7.9Hz、1H)、7.88(d、J=2.6Hz、1H)、7.45(d、J=2.6Hz、1H)、7.08(dd、J=8.0、1.4Hz、1H)、7.07(dd、J=8.0、1.4Hz、1H)、7.01(d、J=0.8Hz、1H)、4.99~4.95(m、1H)、2.77(td、J=10.9、3.0Hz、1H)、2.61(dt、J=11.3、4.0Hz、1H)、2.50(s、3H)、2.48(s、3H)、1.76(s、2H)、約1.73(m、1H)、1.43及び1.42(重複する一重項、15H)、1.40(s、3H)、1.40~1.00(m’s、5H)、0.84(s、9H)。13C NMR(101MHz、CDCl3)δ 156.66、145.86、142.08、141.96、135.05、134.09、131.09、129.45、120.95、120.68、120.61、119.15、119.10、110.80、110.71、101.55、83.66、61.18、56.87、38.29、32.37、31.87、31.46、31.36、30.02、25.05、24.96、24.72、24.70、22.10、22.07、18.23。
【0129】
【0130】
2’,2’’’-(プロパン-1,3-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(2,7-ジメチル-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)-[1,1’-ビフェニル]-2-オール)の調製:三つ口の丸底フラスコに、磁気撹拌棒、セプタム、冷却器、及び窒素ガス入口を取り付けた。フラスコを窒素雰囲気下に置き、2,7-ジメチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(2.1304g、3.494mmol)、1,2-ジメトキシエタン(44mL)、水酸化ナトリウム(0.4680g、11.700mmol)の水(13mL)溶液、テトラヒドロフラン(15mL)、及び1,3-ビス(4-フルオロ-2-ヨード-6-メチルフェノキシ)プロパン(0.9055g、1.664mmol)を充填した。混合物を窒素で約15分間パージし、次いでテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.1373g、0.1188mmol)を添加した。混合物を85℃で20時間加熱し還流させ、反応が完了したかどうかについて、HPLCにより分析した。2時間後、HPLCは、保護された生成物の形成と架橋の消費とを示した。20時間後、HPLC分析に変化はなく、反応が完了したと判定された。次いで、反応物を室温に冷却した。冷却後、保護された生成物が溶液中に残っていた。混合物を、分液漏斗に移し、相分離させた。相を分離した。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、真空濾過によって濾過した。固体をジクロロメタンで洗浄し、濾液を回転蒸発によって濃縮して、保護された生成物を、粗製の粘着性の金橙色固体(3.3180g)として得た。保護された生成物を1H NMRによって分析した。保護された生成物を、テトラヒドロフラン(17.5mL)及びメタノール(17.5mL)の混合物に溶解させ、次いで60℃に加熱した。溶液にp-トルエンスルホン酸一水和物(0.0663g、0.3485mmol)を添加した。反応物を60℃で一晩撹拌し、反応の完了について19F NMRによって分析した。次いで、反応物を室温に冷却した。溶液を回転蒸発により濃縮して、脱保護された生成物を、粗製の金橙色の粘着性固体(2.8889g)として得た。固体をクロロホルムに溶解させ、シリカゲルを添加した。スラリーを回転蒸発によって濃縮して、乾燥粉末状混合物を得た。粉末状混合物をIsco CombiFlashシステムに充填し、生成物が溶出するまで330 Graceカラム及びヘキサン中40~50%のジクロロメタンの勾配を使用して、クロマトグラフィーを実行した。TLCによって画分をそれぞれ分析した。純粋な画分を合わせ、回転蒸発によって濃縮して、橙色の結晶性固体を得た。微量のヘキサンを除去するために、固体をジクロロメタンに溶解させ、回転蒸発によって濃縮して、橙色結晶性固体を得た(2回繰り返した)。固体を高真空下で乾燥させ、1.35g(74.9%)の生成物を橙色の結晶性固体として得た。
【0131】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 8.04(d、J=7.9Hz、4H)、7.52(d、J=2.4Hz、2H)、7.50(d、J=2.4Hz、2H)、7.12(dd、J=8.0、1.4Hz、4H)、7.06(dd、J=8.9、3.1Hz、2H)、6.94(s、4H)、6.91(dd、J=8.8、2.9Hz、2H)、6.73(s、2H)、3.75(t、J=6.4Hz、4H)、2.44(s、12H)、2.05(s、6H)、1.87(p、J=6.3Hz、2H)、1.82(s、4H)、1.47(s、12H)、0.88(s、18H)。13C NMR(101MHz、CDCl3)δ 160.25、157.82、149.58、149.55、147.82、143.12、141.81、135.32、133.52、133.43、133.01、132.92、128.94、127.97、126.49、125.52、121.14、121.09、119.70、117.44、117.21、116.21、115.98、109.87、70.77、57.12、38.21、32.42、31.80、31.55、30.56、22.07、16.28。[炭素-フッ素結合による多重度は同定されなかった]。19F NMR(376MHz、CDCl3)δ-118.04(t、J=8.8Hz)。
【0132】
【0133】
構造(iv)の調製:窒素雰囲気下のグローブボックス中に反応のセットアップを行った。ジャーに、HfCl4(0.0335g、1.046mmol)及びトルエン(6mL)を充填した。スラリーを、グローブボックス冷凍庫中で、-25℃に30分間冷却した。撹拌している冷たいスラリーに、ジエチルエーテル中の3.0M臭化メチルマグネシウム(0.14mL、0.42mmol)を添加した。混合物を、2分間激しく撹拌した。固体は溶液になったが、反応溶液は濁っていた。溶液に、トルエン(2mL)中の配位子(0.1076g、0.0990mmol)の溶液を添加した。配位子溶液を含有するバイアルを、トルエン(2.0mL)ですすいだ。すすぎ溶媒を、反応混合物に添加した。1.5時間撹拌した後、褐色がかった反応混合物を、フリットガラス漏斗を用いて真空下で濾過した。ケーキを、4mLずつのトルエンで2回洗浄した。濾液(透明な淡黄色溶液)に、ヘキサン(10mL)を添加した。得られた濁った溶液を濾過し(シリンジフィルタを使用)、高真空下で濃縮して、0.1097g(85.7%)の生成物を得た。
【0134】
1H NMR(400MHz、C6D6)δ 8.15(d、J=8.0Hz、2H)、8.00(dt、J=7.9、0.5Hz、2H)、7.87(d、J=2.5Hz、2H)、7.76~7.75(m、2H)、7.63(dt、J=1.4、0.7Hz、2H)7.29~7.21(m、4H)、7.05(ddd、J=7.9、1.4、0.6Hz、3H)、6.73(ddd、J=9.0、3.2、0.7Hz、2H)、6.07(ddd、J=8.2、3.2、0.8Hz、2H)、3.49(dt、J=9.9、4.9Hz、2H)、3.19(ddd、J=10.6、6.1、5.1Hz、2H)、2.64(s、6H)、2.27(s、6H)、1.67(d、J=14.5Hz、2H)、1.58(d、J=14.5Hz、2H)、1.27(broad s、8H)、1.22(s、6H)、1.19(t、J=0.7Hz、6H)、0.85(s、18H)、-0.69(s、6H)。13C NMR(101MHz、C6D6)δ 161.49、159.04、153.43、149.47、149.44、142.21、141.32、140.70、136.21、135.59、135.50、134.90、134.81、134.47、130.43、126.91、123.66、121.99、121.37、120.55、119.66、118.07、117.84、117.52、117.29、114.42、111.20、76.10、57.48、49.01、38.19、32.57、31.94、31.66、31.29、30.19、22.50、22.13、16.17、1.38。[炭素-フッ素結合による多重度は同定されなかった。]
【0135】
【0136】
構造(v)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0137】
【0138】
メソ-ペンタン-2,4-ジイルジベンゼンスルホネートの調製:250mLの三つ口の丸底フラスコに、2つのセプタム、撹拌棒を取り付け、窒素ガス下に置いた。フラスコに、2,4-ペンタンジオール(7.5mL、69.1mmol)及びピリジン(110mL、このピリジンは使用前にモレキュラーシーブ3Åの上に置いた)を充填した。無色の溶液を約0℃に冷却(氷水浴を使用)した。p-トルエンスルホニルクロリド(39.5903g、0.2077mol)を10分間かけて少しずつ添加した。溶液は、黄色に変色した。氷浴を除去し、混合物を一晩撹拌した。一晩撹拌した後、反応混合物を550mLの氷水に注ぎ、3時間撹拌した。白色沈殿物を真空濾過により回収した。固体を、50mLずつの水で2回洗浄した。固体を放置して空気乾燥させた。粗製物の1H-NMRは、4.57及び4.70ppmでの六重項の積分に基づいて、約1:1のメソ異性体:ラセミ異性体の比を示した。粗ビス-トシレート(23.8423g)を白色固体として得た。固体をジャーに移し、ジエチルエーテル(50mL)を添加した。混合物を、10分間激しく撹拌した。真空濾過によって固体を単離した。ケーキを、10mLずつのジエチルエーテルで2回洗浄した。この抽出手順を、更に3回以上繰り返した。回収した白色固体を、風乾した。固体の1H-NMRは、メソ異性体に濃縮されていないことを示した。したがって、固体をジエチルエーテル(240mL)に懸濁させ、一晩、激しく撹拌した。固体を濾過し、少量の試料を1H-NMRによって分析した。スペクトルは、約2:1のメソ対ラセミ比を示した。したがって、固体をジエチルエーテル(240mL)に懸濁させ、一晩、激しく撹拌した。この手順を2回繰り返した。次いで、更に66時間強く撹拌した後、固体を濾過し、少量の試料を、1H-NMRによって分析した。スペクトルは、約6:1のメソ:ラセミ比を示した。固体を高真空下に放置してジエチルエーテルを除去し、10.08g(35.3%)のメソ濃縮ビストシレートを白色固体として得た。
【0139】
【0140】
2,2’-(((メソ)-ペンタン-2,4-ジイル)ビス(オキシ))ビス(5-フルオロ-1-ヨード-3-メチルベンゼン)の調製:250mLの丸底フラスコに、冷却器、2つのセプタム、磁気撹拌棒、及び冷却器の上部のガス注入口を取り付けた。フラスコに、メソ-ペンタン-2,4-ジイルジベンゼンスルホネート(3.0041g、7.2823mmol)、4-フルオロ-2-ヨード-6-メチルフェノール(3.6751g、14.582mmol)[米国特許出願公開第2015/0291713A1号に記載されているように調製]、炭酸カリウム(4.0220g、29.101mmol)及びN,N-ジメチルホルムアミド(55mL)を充填した。反応物を窒素下に置き、100℃に加熱した。2時間加熱した後に褐色混合物をGC/MS分析のために試料採取したところ、生成物の分子量の画分に対応するピークが示され、出発物質であるフェノールが消費されたようであった。反応混合物を室温に冷却し、ロータリーエバポレーター(浴温25~70℃)で濃縮して、湿った褐色固体を得た。固体を、ジクロロメタン(50mL)と水(50mL)との間で分配した。相を分離した。水相を、30mLずつのジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機相を、1Mの水酸化ナトリウム水溶液(60mL)、水(60mL)、及び飽和塩化ナトリウム水溶液(60mL)で洗浄した。有機相を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、真空下で濃縮して、4.02gの褐色油状物を得た。油状物を、120gのGraceカラム及び自動ISCO装置を用いて、クロマトグラフィーにかけた。カラムを、ヘキサン中0~2%の酢酸エチルの勾配で溶出させた。生成物を含有する画分を、TLC及びGC/MSの組み合わせによって同定した。画分を合わせ、高真空下で濃縮して、生成物(2.2653g、54.4%)を、黄色油状物として得た。
【0141】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.32(m、2H)、6.86(m、2H)、4.69(m、2H)、2.48(m、1H)、2.28(s、6H)、2.27(s、1H)、1.96(m、1H)、1.31(d、6H)、1.27(d、1H)。
【0142】
【0143】
2’,2’’’-(((メソ)-ペンタン-2,4-ジイル)ビス(オキシ))ビス(3-(2,7-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)-[1,1’-ビフェニル]-2-オール)の調製:1,2-ジメトキシエタン(125mL)に、2,7-ジ-tert-ブチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(5.20g、mmol)(構造(iv)の合成に記載)(室温まで温める)、2,2’-(((メソ)-ペンタン-2,4-ジイル)ビス(オキシ))ビス(5-フルオロ-1-ヨード-3-メチルベンゼン)(2.037g、mmol)、NaOH(0.8994g、mmol)の水(30mL)溶液、及びTHF(70mL)を添加した。全てがNaOHの添加前に溶液になった。反応混合物をN2で約15分間スパージし、次いでPd(PPh3)4を添加し、85℃に一晩加熱し、次いで冷却した。19F NMR分光法を使用して、反応が完了したかどうかを判定した。反応液を濃縮し、残留物を塩化メチレン(200mL)に取り、ブライン(200mL)で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで脱水し、シリカゲルのパッドに通して濾過し、濃縮して、粗保護配位子を得た。粗保護配位子に、THF(50mL)、メタノール(50mL)、及び約100mgのPTSAを添加した。PTSAは、溶液が酸性(pH試験紙)になるまで添加する。溶液を60℃に一晩加熱し、次いで冷却し、濃縮した。粗配位子を塩化メチレン(100mL)に取り、ブライン(100mL)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、シリカゲルのパッドを通して濾過し、次いで濃縮して、配位子を褐色の結晶性粉末として得た。この配位子は微量の不純物を示したので、330gのISCOカラムを介してクロマトグラフィーを、塩化メチレン:ヘキサン勾配を用いて実行し、1.92gの白色結晶を生成した。不純物と所望の生成物との間にわずかな重複があったので、不純な画分を、330gカラムで、同じ条件を使用してISCOにかけた。
【0144】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 8.01(dd、4H)、7.41(dd、4H)、7.30(dd、4H)、7.04(dd、4H)、6.99(dd、2H)、6.79(dd、2H)、6.49(br s、2H)、3.96(br s、2H)、1.94(s、6H)、1.74(s、4H)、1.37(d、12H)、1.29(s、36H)、0.85(d、6H)、0.80(s、18H)。19F NMR(376MHz、CDCl3)δ-118.66(s)
【0145】
【0146】
窒素パージされたグローブボックス中の、撹拌棒を備えたジャーに、ZrCl4(0.0399g、0.171mmol)及びトルエン(10mL)を添加した。得られたスラリーを、-25℃のグローブボックス冷凍庫中で冷却した。撹拌冷却したスラリーに、ジエチルエーテル中の臭化メチルマグネシウム(3.0M、0.25mL、0.75mmol)を添加した。約4分間、混合物を激しく撹拌した。固体は、溶液になり、混合物は、淡褐色に変化した。次いで、この混合物に、配位子(0.2007g、0.1561mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、周囲温度で5時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(10mL)を添加し、混合物を濾過した。溶液を真空下で濃縮して、0.2248gの構造vの生成物を、白色固体として得た。いくらかの残留溶媒が、最終生成物中に残っていた。
【0147】
【0148】
式(vi)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、国際公開第2017/004462A1号に記載されるように調製した。なお、国際公開第2017/004462A1号の全内容は、参照により、本明細書に組み込まれる。
【0149】
【0150】
構造(vii)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。配位子は、国際公開第2017/004462A1号に記載されているように調製した。
【0151】
【0152】
窒素雰囲気下でグローブボックス中に、反応のセットアップを行った。ジャーに、ZrCl4(0.0333g、0.1429mmol)及びトルエン(10mL)を充填した。スラリー混合物を、グローブボックス冷凍庫内で-25℃に冷却した。撹拌しているスラリーの冷えた混合物に、ジエチルエーテル中3.0Mの臭化メチルマグネシウム(0.22mL、0.66mmol)を添加した。混合物を、約4分間激しく撹拌した。固体が溶解し、褐色に変色した。混合物に、配位子(0.2002g、0.1353mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、室温で4時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサンを添加し、濾過した。溶液を真空下で濃縮して、0.1942g(理論収量は0.2164g、90%である)の生成物を、オフホワイトの固体として得た。生成物を更に精製した。固体の大部分が溶解するまで、固体にヘキサン、次いでトルエンを添加した。混合物を濾過し(Whatmanの0.45μLシリンジフィルタを使用)、溶液を濃縮して生成物を得た。
【0153】
1H NMR(400MHz、C6D6)δ 8.10(d、2H)、7.99(d、2H)、7.81(br s、2H)、7.76(br、4H)、7.41(d、2H)、7.32(d、2H)、7.27(d、2H)、6.85(dd、2H)、6.08(dd、2H)、3.38(m、2H)、3.20(m、2H)、1.83(d、2H)、1.56(m、18H)、1.36(d、12H)、1.23(br s、9H)、1.16(s、12H)、1.05(br m、6H)、0.93(s、18H)、0.81(s、18H)、0.59(s、18H)、-0.55(s、6H)。
【0154】
【0155】
構造(viii)のビフェニルフェノール重合プレ触媒は、国際公開第2017/004456A1号に記載されるように調製した。なお、国際公開第2017/004456A1号の全内容は、参照により、本明細書に組み込まれる。
【0156】
【0157】
構造(ix)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0158】
【0159】
2-ヨード-4-フルオロフェノール、1,4-ジブロモブタン、K2CO3、及び100mLのアセトンを、撹拌棒及び冷却器を備えた250mLフラスコに入れた。反応混合物を撹拌し、一晩還流し(60℃)、GC及びGCMSによってチェックした。両方の分析が反応の完了を示したので、混合物を冷却し、シリカゲルのパッドを通して濾過し、回転蒸発によって濃縮した。残留物を熱いアセトンから再結晶させて、7.137gの白色結晶を得た。濾液を再結晶させて、0.6gの総質量を得たが、それはそれに対して橙色のほのかな色合いを有し、いくつかの不純物を含む98%純度であった。
【0160】
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ 7.49(dd、2H)、7.00(m、2H)、6.75(dd、2H)、4.07(m、4H)、2.09(m、4H)。
【0161】
【0162】
6’,6’’’-(ブタン-1,4-ジイルビス(オキシ))ビス(3-(2,7-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)-[1,1’-ビフェニル]-2-オール)の調製:45mLのDMEに、2.69g(3.58mmol)の2,7-ジ-tert-ブチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール(米国特許出願公開第2015/0291713A1号に記載されているように調製)、0.901g(1.70mmol)の1,4-ビス(4-フルオロ-2-ヨードフェノキシ)ブタン、0.45g(11.25mmol)のNaOH、13mLの水、及び13mLのTHFを添加した。系をN2でスパージし、次いで130mgのPd(Ph3)4を添加し、85℃に48時間加熱し、次いで冷却し、濃縮した。冷却後、保護配位子が溶液から沈殿したので、それを真空濾過によって単離し、高真空下で約1時間更に乾燥させて、粗配位子を灰色粉末として得た。この配位子を、次の工程でそのまま使用した。粗保護配位子に、100mLの1:1のメタノール/THFと、約100mgのPTSAとを添加した。溶液を60℃に8時間加熱し、次いで冷却し、濃縮した。残留物を塩化メチレン(200mL)に取り、ブライン(200mL)で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、シリカゲルのパッドを通して濾過し、次いで濃縮して、黄色粉末を得た。この化合物を、ヘキサン中2%酢酸エチルで溶出させるISCO精製システムを使用するフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、1.70g(54.4%)の純粋な化合物を白色粉末として得た。
【0163】
【0164】
窒素パージされたグローブボックス中の、撹拌棒を備えたジャーに、HfCl4(0.0795g、0.248mmol)及びトルエン(15mL)を添加した。得られたスラリーを-25℃のグローブボックス冷凍庫中で冷却した。撹拌している冷却したスラリーに、ジエチルエーテル中の臭化メチルマグネシウム(3.0M、0.34mL、1.02mmol)を添加した。約4分間、混合物を激しく撹拌した。固体は、溶液になり、混合物は、淡黄色に変化した。次いで、この混合物に、配位子(0.3007g、0.237mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、周囲温度で2.5時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(15mL)を添加し、混合物を濾過した。淡黄色溶液を真空下で濃縮して、0.3866gの生成物を褐色固体として得た。固体にヘキサン(10mL)を添加し、混合物を室温で2.5時間撹拌した。次いで、濾過により固体を回収した。固体を真空下で乾燥させて、0.3280gの構造ixの生成物をオフホワイトの固体として得た(収率は93.8%であった)。
【0165】
【0166】
構造(x)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、国際公開第2017/058858号に記載されるように調製した。なお、国際公開第2017/058858号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0167】
【0168】
構造(xi)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、国際公開第2017/058858号に記載されるように調製した。なお、国際公開第2017/058858号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0169】
【0170】
構造(xii)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、米国特許第8,609,794号に記載されるように調製した。なお、米国特許第8,609,794号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0171】
【0172】
構造(xiii)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0173】
【0174】
2-メチルブタン-1,4-ジオールの合成:窒素を充填したグローブボックス内で、撹拌棒及びセプタムを備えた3つ口の丸底フラスコに、テトラヒドロフラン中の2.0M水素化アルミニウムリチウム(109mL、217.72mmol)及びテトラヒドロフラン(240mL)を充填した。フラスコを密封し、グローブボックスからドラフトチャンバに取り出した。フラスコは窒素ガス入口を備えていた。溶液を0℃に冷却(氷水浴を使用)した。テトラヒドロフラン(70mL)中のジメチル2-メチルスクシネート(9.00g、56.19mmol)の溶液を、冷却した溶液にシリンジを介してゆっくり添加した。得られた混合物を、室温で17時間撹拌した。混合物を0℃に冷却(氷水浴を使用)し、過剰の水素化アルミニウムリチウムを、水(4.1mL)、10%の水酸化ナトリウム水溶液(8.4mL)、更に水(12.6mL)を連続して添加することによって急冷した。次に、混合物を室温で3時間撹拌し、濾過した。固体をジエチルエーテルで洗浄した。濾液を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、回転蒸発によって濃縮して、沈殿を有する粗黄色油状物を得た。油状物を高真空下で乾燥させ、3.41g(58.3%)の生成物を、沈殿を有する黄色の油状物として得た。
【0175】
1H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 4.69(p、J=5.1Hz、1H)、3.70(dq、J=9.5、5.0Hz、0H)、3.60(tt、J=7.6、4.3Hz、0H)、3.48(dt、J=9.8、4.6Hz、0H)、3.37(ddd、J=10.7、7.1、3.6Hz、0H)、1.76(七重項、J=6.8、5.0Hz、0H)、1.62(dddd、J=14.6、8.0、6.6、5.6Hz、0H)、1.48(dtd、J=14.1、6.0、5.2Hz、0H)、0.91(d、J=6.8Hz、1H)。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 67.62、60.34、37.00、33.53、16.98。
【0176】
【0177】
2-メチルブタン-1,4-ジイルビス(4-メチルベンゼンスルホネート)の合成:撹拌棒、セプタム、及び窒素注入口を備えた三つ口の丸底フラスコに、p-トルエンスルホニルクロライド(15.06g、78.99mmol)及び無水ピリジン(26mL)を充填した。溶液を0℃に冷却(氷水浴を使用)した。無水ピリジン(6.5mL)中の2-メチルブタン-1,4-ジオール(3.41g、32.70mmol)の溶液を、シリンジを介して滴下して添加した。得られた混合物を、0℃(氷水浴を使用)で5時間撹拌した。反応物を、撹拌した氷水(65mL)のビーカーに注ぎ、その底に、濃い桃色の油相を形成した。相を分離した。水相を、ジクロロメタンで抽出した(65mLずつで3回)。合わせた有機相を、水(25mL)、10重量%の硫酸(25mL)、1Mの炭酸ナトリウム、更に水(25mL)で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、回転蒸発によって濃縮して、沈殿を有する粗桃色油状物を得た。過剰のピリジンを除去するために、油状物をジクロロメタンに溶解させ、10重量%の硫酸(25mL)、次いで水(25mL)で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、回転蒸発によって濃縮して、沈殿を有する粗桃色油状物を得た。油状物を高真空下で乾燥させて、8.89g(65.9%)の生成物を、沈殿物を有する桃色油として得た。1H NMR(500MHz、クロロホルム-d)δ 7.75(dt、J=8.4、2.0Hz、4H)、7.35(d、J=7.9Hz、4H)、4.08~3.94(m、2H)、3.87~3.74(m、2H)、2.44(s、6H)、1.92(h、J=6.5Hz、1H)、1.79~1.69(m、1H)、1.51~1.42(m、1H)、0.85(dd、J=6.8、1.6Hz、3H)。
【0178】
13C NMR(126MHz、クロロホルム-d)δ 144.81、144.79、132.62、132.56、129.77、127.64、73.88、67.75、31.57、29.27、21.46、15.70。
【0179】
【0180】
2,2’-((2-メチルブタン-1,4-ジイル)ビス(オキシ))ビス(5-フルオロ-1-ヨード-3-メチルベンゼン)の合成:撹拌棒、セプタム、冷却器、及び窒素注入口を備えた三つ口の丸底フラスコに、2-メチルブタン-1,4-ジイルビス(4-メチルベンゼンスルホネート)(3.00g、7.27mmol)、4-フルオロ-2-ヨード-6-メチルフェノ-ル(3.67g、14.56mmol、米国特許出願公開第2015/0291713A1号で公開された方法で調製)、無水カリウムカーボネート(4.02g、29.08mmol)、及びN,N-ジメチルホルムアミド(58mL)を充填した。得られた混合物を、100℃で5時間撹拌し、次いで室温に冷却する。混合物を回転蒸発により、乾燥状態まで濃縮した。残留物を、50:50のジクロロメタン:水(30mL)に溶解させた。相を分離した。水相を、ジクロロメタンで抽出した(30mLずつで3回)。合わせた有機相を、2Nの水酸化ナトリウム水溶液(115mL)、水(115mL)、次いでブライン(115mL)で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、回転蒸発によって濃縮して、粗赤褐色油状物(4.12g)を得た。油状物を最小量のヘキサンに溶解させ、フラッシュカラムクロマトグラフィー(ISCO、シリカゲル220g、ヘキサン中5~10%のジクロロメタン)によって精製した。生成物を含有する画分を組み合わせ、回転蒸発によって濃縮して、濃い黄色油状物を得た。微量のヘキサンを除去するために、油をジクロロメタンに溶解させ回転蒸発によって濃縮して、濃い黄色油状物を得た(2回繰り返した)。油状物を高真空下で乾燥させ、2.55g(61.3%)の生成物を、濃い黄色油状物として得た。1H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 7.30(ddd、J=7.5、3.1、0.7Hz、2H)、6.86(ddt、J=8.7、3.1、0.7Hz、2H)、3.96(t、J=6.6Hz、2H)、3.79~3.71(m、2H)、2.44~2.34(m、1H)、2.32(dt、J=1.5、0.7Hz、6H)、2.25(dtd、J=13.9、6.9、5.6Hz、1H)、1.86(ddt、J=14.0、7.7、6.3Hz、1H)、1.24(d、J=6.8Hz、3H)。13C NMR(101MHz、クロロホルム-d)δ 159.57、159.55、157.12、157.09、153.58、153.55、153.23、153.20、133.15、133.12、133.07、133.04、123.50、123.41、123.25、123.17、118.01、117.94、117.79、117.72、91.45、91.35、91.30、91.21、77.46、77.45、71.25、71.23、33.98、31.22、17.36。炭素フッ素結合による多重度は指定されなかった。
【0181】
【0182】
2’,2’’’-((2-メチルブタン-1,4-ジイル)ビス(オキシ))ビス(3-(2,7-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)-[1,1’-ビフェニル]-2-オール)の合成:撹拌棒、セプタム、冷却器及び窒素注入口を備えた3つ口丸底フラスコに、2,7-ジ-tert-ブチル-9-(2-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(2,4,4-トリメチルペンタン-2-イル)フェニル)-9H-カルバゾール-9-イル(5.86g、8.45mmol、米国特許出願公開第2015/0291713A1号で公開された方法で調製)、2,2’-((2-メチルブタン-1,4-ジイル)ビス(オキシ))ビス(5-フルオロ-1-ヨード-3-メチルベンゼン)(2.30g、4.02mmol)、1,2-ジメトキシエタン(105mL)、テトラヒドロフラン(36mL)、及び水酸化ナトリウム(1.12g、27.98mmol)の水(31mL)溶液を充填した。混合物を窒素で15分間パージし、次いでテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.36g、0.31mmol)を添加した。混合物を、85℃で20時間加熱した。沈殿物が形成された。反応物を室温まで冷却し、濾過した。固体をジクロロメタンに溶解させ、溶液を回転蒸発によって濃縮して、黄褐色の結晶性固体を得た。固体を、テトラヒドロフラン(43mL)、メタノール(43mL)及びクロロホルム(60mL)の混合物に溶解させた。溶液を60℃に加熱し、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.16g、0.82mmol)を添加した。反応物を60℃で一晩加熱し、室温に冷却した。反応物を回転蒸発によって濃縮して、粗製の褐色結晶性固体を得た。固体をアセトニトリルから再結晶化させ、濾過し、冷たいアセトニトリルで洗浄(10mずつで2回)した。配位子をジクロロメタンに溶解させ、回転蒸発によって濃縮して、淡褐色の結晶性固体を得た。固体を高真空下で乾燥させ、4.50g(87.1%)の生成物を淡褐色の結晶性固体として得た。1H NMR(400MHz、クロロホルム-d)δ 8.00(dt、J=8.3、2.4Hz、4H)、7.46~7.39(m、4H)、7.34~7.25(m、4H)、7.09(dt、J=3.7、1.8Hz、4H)、7.00(dt、J=8.9、3.3Hz、2H)、6.86(dd、J=8.8、3.1Hz、2H)、6.30(s、2H)、3.54(td、J=9.3、4.2Hz、2H)、3.27(d、J=5.9Hz、2H)、2.05(s、3H)、2.01(s、3H)、1.74(s、4H)、1.67(m、1H)、1.39(d、J=2.8Hz、12H)、1.34~1.24(m、36H)、1.24~1.09(m、2H)、0.81(s、9H)、0.80(s、9H)、0.56(d、J=6.6Hz、3H)。13C NMR(101MHz、cdcl3)δ 160.07、160.04、157.65、157.62、150.02、149.99、149.96、148.93、148.90、148.88、148.86、147.74、147.70、142.81、141.62、141.60、133.60、133.51、133.03、132.95、129.01、127.44、127.39、126.51、126.49、126.38、126.36、125.23、125.19、121.05、121.01、119.47、117.68、117.66、117.63、117.35、117.22、117.13、116.99、116.18、116.12、115.95、115.89、106.32、79.01、71.64、57.18、57.13、38.25、35.06、33.34、32.54、32.51、31.96、31.91、31.87、31.79、31.64、30.40、16.45、16.40。炭素フッ素結合による多重度は指定されなかった。
【0183】
窒素雰囲気下でグローブボックス中に、反応のセットアップを行った。ジャーに、四塩化ジルコニウム(0.054g、0.23mmol)及びトルエン(15mL)を充填した。スラリー混合物を、グローブボックス冷凍庫内で-25℃に冷却した。撹拌しているスラリーの冷えた混合物に、ジエチルエーテル中3.0Mの臭化メチルマグネシウム(0.35mL、1.05mmol)を添加した。混合物を、約4分間激しく撹拌した。固体が溶解し、淡黄色に変色した。混合物に、配位子(0.30g、0.23mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、室温で2時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(15mL)を添加し、濾過した。溶液を真空下で濃縮して、0.36gの生成物をほぼ黒色の固体として得た。固体にヘキサン(15mL)を添加し、混合物を室温で4時間撹拌した。黒色の固体が観察された。混合物を室温で2日間撹拌した。混合物に、トルエンを2mLずつ添加して固体の大部分を溶解させた。合計16mLのトルエンを添加した。混合物をシリンジフィルタで濾過し、真空下で濃縮して、0.29gの生成物を褐色固体として得た。褐色固体にヘキサン(10mL)を加え、混合物を室温で一晩撹拌した。混合物を濾過し、固体をガラスのバイアルに入れ、高真空下で乾燥させて、0.19g(56.6%)の生成物をオフホワイト色の固体として得た。1生成物のH-NMRは、それが異性体の混合物であることを示した。
【0184】
1H NMR(500MHz、ベンゼン-d6)δ 8.19(m、5H)、8.12(d、J=8.0Hz、5H)、7.95~7.82(m、11H)、7.79(s、4H)、7.53~7.45(m、6H)、7.43~7.32(m、10H)、6.99~6.86(m、6H)、6.09(s、5H)、4.03~3.91(m、3H)、3.49(t、J=9.9Hz、1H)、3.36~3.20(m、7H)、1.89~1.61(m、6H)、1.57(s、13H)、1.53(d、J=4.7Hz、41H)、1.27(d、J=2.6Hz、34H)、1.25~1.15(m、32H)、1.05(d、J=6.8Hz、6H)、1.00(d、J=10.7Hz、9H)、0.90(s、22H)、0.84(d、J=3.5Hz、32H)、0.44(d、J=7.1Hz、6H)、0.17(d、J=7.1Hz、3H)、-0.36(d、J=3.7Hz、8H)、-0.46(s、5H)、-0.54(s、3H)。異性体は同定されず、積分はプロトンの比ごとには正規化されない。
【0185】
【0186】
構造(xiv)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。窒素雰囲気下でグローブボックス中に、反応のセットアップを行った。ジャーに、ZrCl4(0.0561g、0.241mmol)及びトルエン(15mL)を充填した。スラリー混合物を、グローブボックス冷凍庫内で-25℃に冷却した。撹拌しているスラリーの冷えた混合物に、ジエチルエーテル中3.0Mの臭化メチルマグネシウム(0.36mL、1.080mmol)を添加した。混合物を、約4分間激しく撹拌した。固体が溶解し、黄色に変色した。混合物に、配位子(0.3002g、0.239mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、室温で2時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(15mL)を添加し、濾過した。溶液を真空下で濃縮して、0.3793gの生成物を黄色固体として得た。固体にヘキサン(10mL)を添加し、トルエンを2mLずつ添加して固体の大部分を溶解させた。合計8mLのトルエンを添加した。褐色の濁った溶液を、一晩撹拌した。次に、溶液をシリンジフィルタで濾過し、真空下で濃縮して、0.3345gの生成物を褐色固体として得た。過剰のトルエンを除去するために、ヘキサン(10mL)を固体に加え、混合物を1時間激しく撹拌し、真空下に置いて、0.2985g(90.81%)の生成物を褐色固体として得た。
【0187】
1H NMR(400MHz、ベンゼン-d6)δ 8.56(d、J=1.9Hz、2H)、8.38(d、J=1.9Hz、2H)、7.95(d、J=8.6Hz、2H)、7.90(d、J=2.5Hz、2H)、7.79(d、J=8.8Hz、2H)、7.76(dd、J=8.6、1.9Hz、2H)、7.46(dd、J=8.8、1.9Hz、2H)、7.29(d、J=2.5Hz、2H)、6.83(dd、J=8.9、3.2Hz、2H)、6.15(dd、J=8.2、3.2Hz、2H)、3.47(dt、J=9.8、4.7Hz、2H)、3.24(dt、J=10.5、5.4Hz、2H)、2.11(s、3H)、1.58(sを伴うm、24H)、1.33(s、18H)、1.26(s、7H)、1.23(s、7H)、1.19(s、6H)、0.84(s、18H)、-0.50(s、6H)。
【0188】
【0189】
構造(xv)のビフェニルフェノール重合プレ触媒を、以下のように調製した。
【0190】
窒素雰囲気下でグローブボックス中に、反応のセットアップを行った。ジャーに、ZrCl4(0.0563g、0.242mmol)及びトルエン(15mL)を充填した。スラリー混合物を、グローブボックス冷凍庫内で-25℃に冷却した。撹拌しているスラリーの冷えた混合物に、ジエチルエーテル中3.0Mの臭化メチルマグネシウム(0.36mL、1.080mmol)を添加した。混合物を、約5分間激しく撹拌した。固体が溶解し、褐色に変色した。混合物に、配位子(0.3008g、0.242mmol)を固体として添加した。得られた混合物を、室温で2時間撹拌した。次いで、混合物にヘキサン(15mL)を添加し、濾過した。淡褐色溶液を真空下で濃縮して、0.3548gの生成物を褐色固体として得た。固体に、ヘキサン(10mL)及びトルエン(2.5mL)を添加した。濁った灰色の溶液を濾過し、高真空下で濃縮して、0.1860g(56.53%)の生成物を、白色固体として得た。
【0191】
1H NMR(400MHz、ベンゼン-d6)δ 8.53(dd、J=1.9、0.7Hz、2H)、8.35(dd、J=1.9、0.7Hz、2H)、7.66~7.56(m、8H)、7.41(d、J=1.9Hz、1H)、7.39(d、J=1.9Hz、1H)、7.22(d、J=2.5Hz、2H)、6.89(dd、J=9.0、3.1Hz、2H)、6.57(ddd、J=9.0、7.3、3.2Hz、2H)、4.93(dd、J=9.0、4.8Hz、2H)、4.05(t、J=9.9Hz、2H)、3.44(d、J=12.3Hz、2H)、1.56(s、4H)、1.42(s、18H)、1.24(s、18H)、1.20(s、6H)、1.15(s、6H)、0.81~091(m、4H)、0.77(s、18H)、-0.83(s、6H)。
【0192】
【0193】
比較用の重合触媒(式(I)の重合プレ触媒から製造されたもの以外)を、以下のように調製した。
【0194】
構造(xxi)の比較用重合プレ触媒は、米国特許出願公開第2018/0298128A1号に記載されているように調製することができる。なお、米国特許出願公開第2018/0298128A1号の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0195】
【0196】
種々の実施形態では、構造(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)、(viii)、(ix)、(x)、(xi)、(xii)、(xiii)、(xiv)、及び/又は(xv)のプレ触媒から製造されたビフェニルフェノール重合触媒は、ポリマーを製造するために使用することができる。
【0197】
式Iの、活性化され、担持ビフェニルフェノール重合触媒である実施例1(EX1)を、以下のように調製した。
【0198】
触媒調製の一般的手順:SMAOへのプレ触媒の担持反応(全ての作業は、コアモジュール3(CM3)ハイスループットユニットの窒素パージボックス内で実施する)。実験を開始する前に、プレ触媒の原液を、トルエン中で所望の濃度に調製した。各反応バイアルに対して、所望の量のSMAOを手動で秤量して、SMAO1g当たり45μmolの触媒(約1:108当量比)に到達させ、タンブル撹拌ディスクと一緒に添加した。トルエンをCM3によって分注し、続いて所望の量のプレ触媒の原液を分注した。特定のプレ触媒原液は、利用可能な溶液の容量が限られているため、手動で送達した。全ての反応成分を添加した後、バイアルに蓋をし、300rpmで撹拌し、50℃に加熱した。30分後、バイアルを室温まで冷却し、キャップを外し、反応プレートをCM3ボルテックスデッキの位置に配置した。反応バイアルを800rpmで3分間ボルテックスしながら混合し、均一なスラリーを形成させた。次いで、所望の量の各担持触媒スラリーを8mLバイアルにドータリングして、Isopar E(商標)(C8飽和炭化水素の混合物を含むイソパラフィン溶媒)で希釈した。複数の娘試料が必要とされた場合、新しいPDTチップをその後のドータリングステップごとに利用した。反応物は、PPRの所望の濃度にドータリングした。
【0199】
実施例2(EX2)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例2のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0200】
実施例3(EX3)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例3のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0201】
実施例4(EX4)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例4のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0202】
実施例5(EX5)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例5のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0203】
実施例6(EX6)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例6のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0204】
実施例7(EX7)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例7のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0205】
実施例8(EX8)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例8のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0206】
実施例9(EX9)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例9のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0207】
実施例10(EX10)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例10のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0208】
実施例11(EX11)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例11のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0209】
実施例12(EX12)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例12のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0210】
実施例13(EX13)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例13のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0211】
実施例14(EX14)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例14のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0212】
実施例15(EX15)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例15のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例20と同じようにして調製した。
【0213】
実施例16(EX16)は、表1に示されるように、活性化され、担持された実施例16のビフェニルフェノール重合触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0214】
比較実施例1(CE1)は、表1に示されるように、比較実施例1の触媒が用いられたという変更を伴う以外は、実施例1と同じようにして調製した。
【0215】
EX1~16及びCE1の個々の触媒のそれぞれの、エチレン/1-ヘキセン共重合を、以下のようにスラリー相で行った。
【0216】
スラリー相重合のための、一般的な並列圧力反応器(PPR)手順:全ての溶液及びPPR溶液を、窒素下の不活性雰囲気グローブボックス中で調製した。Isopar E(商標名)、エチレン、及び水素は、2つのカラムを通過させることによって精製するが、1つ目のカラムは、A2アルミナを含有し、2つ目のカラムは、Q5反応物を含有していた。48個のPPR-A反応器セルは、以下のようにして、実際のPPR運転が行われる前の平日に調製した:タールを塗ったガラス管のライブラリをリアクターウェルに手動で挿入し、撹拌機パドルをモジュールヘッドに取り付け、モジュールヘッドをモジュール本体に取り付けた。反応器を150℃に加熱し、窒素で10時間パージし、50℃に冷却した。実験当日、反応器をエチレンで2回パージし、完全に排気して、ラインをパージした。次いで、反応器を50℃に加熱し、撹拌機を400rpmで作動させた。反応器を適切な溶媒レベルまでIsopar-E(商標)で満たした。ロボット針を使用して、5mLの最終反応体積を得た。モジュール1~3への溶媒注入は、左側のロボットアームを使用して実行し、モジュール4~6への溶媒注入は、右側のロボットアームを使用し、両方のアームを同時に作動させた。溶媒注入に続いて、反応器を最終的な所望の温度に加熱し、撹拌は、Library Studio設計でプログラムされた設定点まで増加させた。反応器が、温度設定点に達した(所望の温度に応じて約10~30分を必要とする)とき、セルを、ガスアキュムレータからの純粋なエチレン又はエチレンと水素との混合物のいずれかにより所望の設定点まで加圧し、溶媒が飽和した(ガスの取り込みによって観察される)。エチレン-水素混合物を使用した場合、全てのセルで溶媒が飽和すると、残りの運転に対して、ガス供給ラインがエチレン-水素混合物から純粋なエチレンに切り替えた。次に、ロボット合成プロトコルが開始され、それによって、コモノマー溶液(1-ヘキセン)が最初に注入され、次にスカベンジャー溶液(SMAO)が注入され、最後にIsopar-E(商標)中のビフェニルフェノール重合触媒溶液が注入された。モジュール1~3への注入はすべて、左側のロボットアームを使用して実行され、モジュール4~6への注入は右側のロボットアームを使用し、両方のアームを同時に作動させた。ロボットは、既定のセルに対する3つの注入すべてを完了してから、シーケンス内の次のセルの注入を開始する。各試薬の追加では、500μLのIsopar-E(商標)溶媒を用いて追い出して、試薬の完全な注入を確実にした。各試薬を添加した後、針の内側及び外側をIsopar-E(商標)で洗浄した。個々の各セルにビフェニルフェノール重合触媒を注入した瞬間に、反応タイマーを開始した。重合反応は、60~180分間、又は60~180psiの設定されたエチレン取り込みのうちの、いずれか早い方まで進行し、次に、アルゴン中の10%(v/v)CO2の40psi過圧を加えることによって急冷した。データ収集は、各セルの急冷後5分間継続した。反応器を50℃に冷却し、排気し、PPRチューブをモジュールブロックから取り外した。PPRライブラリをドライボックスから取り出し、次に、揮発性物質を、Genevacロータリーエバポレーターを使用して除去した。ライブラリバイアルを再秤量して収率を得たら、ライブラリを分析に供した。
【0217】
運転は、以下の表1に詳述されるように、条件B又はKで実施した。EX1~16及びCE1についての結果を表1及び表2に示す。
【0218】
様々な実施形態では、構造(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)、(viii)、(ix)、(x)、(xi)、(xii)、(xiii)、(xiv)、及び(xv)のプレ触媒から製造されるビフェニルフェノール重合触媒は、多峰性(例えば、二峰性)ポリエチレン組成物中の高分子量ポリエチレン成分を製造するために、本明細書の重合触媒系において使用することができる。
【0219】
数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及びz平均分子量(Mz)を、当技術分野で知られているように、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定した。
【0220】
ポリマーに組み込まれたコモノマーの含有量(すなわち、1-ヘキセン)(重量%))は、GPC測定で、溶解したポリマーに対する高速FT-IR分光法によって決定した。
【0221】
生産性(ポリマーのキログラム数/触媒のキログラム数)を、反応器に添加された触媒及び活性剤の量に対する生成されたポリマーの比率として決定した。
【0222】
融解温度(すなわち、Tm)は、ASTMのD3418-08に従って示差走査熱量測定によって決定することができる。例えば、10mgの試料に対して10℃/分のスキャン速度を使用し、2番目の加熱サイクルを使用する。
【0223】
B条件は以下のとおりである:温度は、100℃であり、エチレンは、100ポンド/平方インチ(psi)であり、H2/C2は、0.0017であり、C6/C2は、0.4である。
【0224】
K条件は以下のとおりである:温度は、100℃であり、エチレンは、100psiであり、H2/C2は、0.0068であり、C6/C2は、0.4である。
【0225】
【0226】
【0227】
表1及び2に詳述されるように、実施例1~16は、スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための担持ビフェニルフェノール重合触媒の使用を提供し、担持ビフェニルフェノール重合触媒は、式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される。特に、実施例1~16の各々は、特定の用途に望ましい場合がある分子量(例えば、B条件で約150,000ダルトン~約800,000ダルトンの範囲の分子量、及び/又はK条件で約500,000未満の分子量)を有するポリマーを提供する。例えば、実施例1~16の各々は、メタロセンオレフィン重合触媒と共に使用するのにも好適な条件で製造されるポリマーを提供する。すなわち、実施例1~16の担持ビフェニルフェノール重合触媒のそれぞれをメタロセンオレフィン重合触媒と共に用いて、単一のスラリー相重合反応器で使用して多峰性(例えば、二峰性)ポリマーを製造することができる重合触媒系を製造することができる。
【0228】
式Iの担持ビフェニルフェノール重合触媒は、スラリー相重合プロセスを介して、式Iのビフェニルフェノール重合触媒(例えば、同じ式Iの担持ビフェニルフェノール重合触媒)を使用して溶液相重合プロセスを介して製造されたポリマー中のコモノマー組み込み量に対して改善されたコモノマー組み込み量を有するポリマーを製造するために使用することができる。式Iの担持ビフェニルフェノール重合触媒は、スラリー相重合プロセスを介して、同様のスラリー相条件下で比較触媒から製造されたポリマー中のコモノマー組み込み量に対して改善されたコモノマー組み込み量を有するポリマーを製造するために使用することができる。
【手続補正書】
【提出日】2023-10-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための担持されたビフェニルフェノール重合触媒の使用であって、前記担持されたビフェニルフェノール重合触媒は、式I:
【化1】
(式中、R
5、R
7、R
8、及びR
10の各々が、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、アラルキル、ハロゲン、又は水素であり、
R
4及びR
11の各々が、独立して、ハロゲン又は水素であり、
R
2及びR
13の各々が、独立して、(C
1~C
20)アルキル、アリール、若しくはアラルキル、又は水素であり、
R
15及びR
16の各々が、独立して、2,7-二置換カルバゾール-9-イル又は3,6-二置換カルバゾール-9-イルであり、
Lは、Lが共有結合している2個の酸素原子どうしの間に架橋を形成するC
3アルキレン又はC
4アルキレンであり、
R
1、R
3、R
12、及びR
14の各々が、独立して、(C
1~C
8)アルキル、ハロゲン、又は水素であり、
R
6及びR
9の各々が、水素、(C
1~C
8)アルキル、又はハロゲンであり、任意選択的に、R
6は、R
7と連結することができ、かつR
8が、R
9と連結して環状構造を形成することができ、
各Xが、独立して、ハロゲン、水素、(C
1~C
20)アルキル、(C
7~C
20)アラルキル、(C
1~C
6)アルキル置換(C
6~C
12)アリール、又は(C
1~C
6)アルキル置換ベンジル、-CH
2Si(R
C)
3(ただしR
Cが、(C
1~C
12)炭化水素である)であり、
Mが、Zr又はHfである)のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される、使用。
【請求項2】
前記式Iのビフェニルフェノール重合プレ触媒が、構造(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、(vii)、(viii)、(ix)、(x)、(xi)、(xii)、(xiii)、(xiv)、及び(xv):
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
からなる群から選択される、請求項1に記載の使用。
【請求項3】
B条件(100℃及び100ポンド/平方インチ(psi)のエチレンで、H
2/C
2が、0.0017であり、C
6/C
2が、0.4である)で形成された前記ポリマーが、約150,000ダルトン~約800,000ダルトンの範囲内の分子量(Mw)を有する、請求項1に記載の使用。
【請求項4】
K条件(100℃及び100(psi)で、H
2/C
2が、0.0068であり、C
6/C
2が、0.4である)で形成された前記ポリマーが、約500,000ダルトン未満の分子量(Mw)を有する、請求項1に記載の使用。
【請求項5】
スラリー相重合プロセスを介してポリマーを製造するための重合触媒系であって、
メタロセンオレフィン重合触媒と、
請求項1に記載のビフェニルフェノール重合プレ触媒から製造される担持ビフェニルフェノール重合触媒と、を含む、重合触媒系。
【請求項6】
ポリマーを製造するためのスラリー相重合方法であって、
スラリー相重合反応器において、請求項5に記載の前記重合触媒の存在下で、オレフィンモノマーを重合して、前記ポリマーを製造することを含む、方法。
【請求項7】
R
15及びR
16の各々が、3,6-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イルである、請求項5に記載の重合触媒系。
【請求項8】
R
15及びR
16の各々が、2,7-ジ-t-ブチルカルバゾール-9-イルである、請求項5に記載の重合触媒系。
【請求項9】
前記メタロセンオレフィン重合触媒が、
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX
2、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(プロピルシクロペンタジエニル)MX
2、
(テトラメチルシクロペンタジエニル)(ブチルシクロペンタジエニル)MX
2、
(メチルシクロペンタジエニル)(1,3-ジメチル-テトラヒドロインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(1,3-ジメチル-テトラヒドロインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(4,7-ジメチルインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(1,5-ジメチルインデニル)MX
2、
(シクロペンタジエニル)(1,4-ジメチルインデニル)MX
2、
Me
2Si(インデニル)
2MX
2、
Me
2Si(テトラヒドロインデニル)
2MX
2、
(n-プロピルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
(n-ブチルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
(1-メチル、3-ブチルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
HN(CH
2CH
2N(2,4,6-Me
3フェニル))
2MX
2、
HN(CH
2CH
2N(2,3,4,5,6-Me
5フェニル))
2MX
2、
(ブチルシクロペンタジエニル)
2MX
2、
(プロピルシクロペンタジエニル)
2MX
2、及びそれらの混合物
(式中、Mが、Zr又はHfであり、Xが、F、Cl、Br、I、Me、ベンジル、CH
2SiMe
3、及び(C
1~C
5)のアルキル又はアルケニルから選択される)からなる群から選択される、請求項5に記載の重合触媒系。
【請求項10】
高分子量ポリエチレン成分及び低分子量ポリエチレン成分を含むポリエチレン組成物であって、前記高分子量ポリエチレン成分及び前記低分子量ポリエチレン成分が、請求項5に記載の重合触媒系を使用する重合プロセスを介して単一のスラリー相反応器内で一緒に製造される、ポリエチレン組成物。
【国際調査報告】