【発明の詳細な説明】
線状一酸化炭素/α−オレフィンコポリマー製造用触媒
本発明は一酸化炭素と少なくとも1のエチレン性不飽和炭化水素の線状交互ポ
リマーの製造に関する。特に本発明は新規触媒組成物の製造法及びこの触媒を用
いる上記ポリマーの新規製造法に関する。
本発明は一酸化炭素とα−オレフィンの共重合用均一系触媒、同触媒の製造法
及び同触媒を用いるα−オレフィンと一酸化炭素の共重合方法に関する。より具
体的には、本発明は一酸化炭素とオレフィンを共重合形態で含有するポリマーの
製造に有用な均一系触媒に関する。
一酸化炭素とエチレン性不飽和化合物との線状交互コポリマーの製造法は米国
特許第3,835,123号及び3,984,388号に記載されている。これ
らのポリマーは一般構造式 −A−B−A−B−(ここでA=オレフィン、B=
カルボニル)で示される。オレフィンがエチレンのとき生成ポリマーは式
で示されうる。
プロピレンが反応混合物中に存在すると、ポリマーはそのオレフィン性部分中
にランダムに分散したC3単位をもつ。このC3単位は2つのカルボニル基間に唯
1個のオレフィン性単位が位置するポリマーの線状交互構造を妨げることはない
。
一酸化炭素/α−オレフィンポリマーの製法の改良技術がヨーロッパ出願0
121 965 A2及び0 181 014 A1に記載されている。触媒組
成物がメンデレエフ周期律表のVIII族金属と2未満のpKaをもつ非ヒドロハロ
ゲン化酸と該金属と錯体を形成しうるリン、ヒ素又はアンチモンデンデート基を
もつ二座配位子に基づくものであるときより高活性の触媒が得られることが報告
されている。たとえば遷移金属源としてはPd、Co又はNiがまた用いうるア
ニオンとしてはヘキサフルオロホスフェート(PF6 -)、トリクロロアセテート
及びテトラフルオロボレート(BF4 -)がありこれらはそれぞれヘキサフルオロ
リン酸、トリクロロ酢酸及びテトラフルオロホウ酸の共役アニオンである。
米国特許第4,804,739号には遷移金属源としてパラジウムまたアニオ
ン源として4級ホスホニウム塩に基づく触媒の使用が記載されている。これらの
触媒は生成物中の金属残渣の量を減らす。この触媒組成物は一般にパラジウム(
II)塩(たとえばハロゲン化物又は酢酸塩)、強有機酸(たとえばトリフルオロ
酢酸、p−トルエンスルホン酸)、及び二座配位ホスフィン(たとえば1,3−
ビス[ジフェニルホスフィノ]プロパン)からなるものである。
米国特許第4,831,114号にはVIII族金属、約2〜4のpKaをもつ非
ハロゲン化水素酸、及びある種の二座配位ヒドロカルビルホスフィン配位子から
なる触媒の使用が記載されている。この組成物は低い反応器温度でより高い反応
性を示す旨記載されている。
ヨーロッパ出願0 396 268 A1にはパラジウム(II)塩、二座配位
アミン、ホスフィン、アルシン又はスチベン及び特定のアニオンからなる触媒の
使用が記載されている。キノンが遷移金属の還元を抑える酸化剤として加えられ
ている。キノンは触媒安定性を保持するのに有用である旨記載されている。
一酸化炭素とα−オレフィンとの重合用の異なる触媒系にはカチオン性パラジ
ウム(II)触媒の使用が含まれる。研究者はカチオン性パラジウム(II)化合物
[Pd(CH3CN)4]+2[(BF4)]2 -を用いて温和な条件下にスチレン、
α−メチルスチレン、シクロヘキサン、ノルボルニレン及びノルボルナジエンを
重合することを報告している。(Sen.Organometallics 1
982,1,415−417)。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)1
,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン][ビス(テトラフルオロ
ボレート)]及び[Pd(トリフェニルホスフィン)n(CH3CN)4-n](B
F4)2(ここでn=1〜3)を用いるエチレン/一酸化炭素の重合用のカチオン
性パラジウム(II)が報告されている。Advances in Polyme r Science
,73/74、Springer−Verlag,ニューヨ
ーク,1986,126−44ページ。
EP 061 337 A1には触媒錯体を水性相にとかした2相水性/有機
媒体中での不飽和有機化合物の接触水素化法が記載されている。ロジウム触媒が
好ましいが、[Pd(水溶性ホスフィン配位子)2(オクトン)2]+2も水素化触
媒として用いるための好ましい予備形成錯体として記載されている。
EP 0 450 707 A1にはイソプレンからのイソプレニル−アルキ
ルエーテルの製造におけるある種のパラジウム(O)錯体の使用が記載されてい
る。
公知の方法と触媒を用いてつくったエチレン/一酸化炭素線状交互コポリマー
からの成形品の成形や加工は困難である。これらコポリマーの融点がそれらの熱
分解点に近いため熱成形技術の制御が困難となっている。この問題は重合反応混
合物中に少量のプロピレンを加えることで解決しうる。このプロピレンはポリマ
ーを鎖中に共重合され、得られるターポリマーの望ましい溶融流動が起こる融点
を低下させる。米国特許第4,866,128号及び4,904,716号には
220−235℃の融点範囲をもつターポリマーが成形プロセスにより好ましい
ことが記載されている。
米国特許第4,866,128号には他のポリマーを混合することによってオ
レフィン/一酸化炭素ポリマーの融点を制御するという別の手段が記載されてい
る。上の方法は、エチレン/一酸化炭素コポリマーと池の物質とが溶融加工条件
下でさえ、非相溶性であることからごく限られた成功を得ているにすぎない。た
とえば米国特許第4,904,728号及び4,954,570号参照。
高い触媒効率とより高い反応速度にてポリマー中により種々のオレフィン性コ
モノマーを導入しうるより使い勝手のよい触媒が望まれている。これらの触媒は
オレフィン性成分をかえることによるこのポリマー及びターポリマーの溶融流動
特性の制御により大きな可能性をもたらしまた完全に無定形のものから高度に結
晶性のものに到る範囲のポリマーの製造を可能にする。
また強酸成分の使用を必要としない触媒組成物も要求されている。この種触媒
は、たとえば装置の腐食速度が小さいとか毒性が小さいといった顕著な効果をも
っている。
本発明者が見出した新規触媒は式
(Pd(II)S4-xLx)+2(A)y -n
ここで
Pd(II)は+2価のパラジウムであり;
Sは合成溶媒であり;
Lは1以上の結合サイトをもつ実質上水不溶性の1以上の単座配位子、二座配
位子又は三座配位子であり;
xは1〜3の整数であって配位子結合サイトの総数に等しく;
Aは錯体をカチオン形にしうる又は安定化する弱又は非配位性アニオンであり
;そして
nは1又は2であり、yは2又は1である;
但し
(i) nが1のときyは2であり;
そして
(ii)アニオンAがテトラフルオロボレートであるとき、有機金属錯体は(トリ
ス(アセトニトリル)パラジウム(II)トリフェニルホスフィン)、(ビス(ア
セトニトリル)パラジウム(II)ビス(トリフェニル−ホスフィン))、((ア
セトニトリル)パラジウム(II)トリス(トリフェニルホスフィン))又は(ビ
ス(アセトニトリル)パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)
プロパン)ではない、
で示されるカチオン性遷移金属錯体からなるものである。
これらの触媒はいくつかの方法で好ましく製造される。この触媒組成物の第1
の製造法は(a)ニトロソニウム テトラフルオロボレート及び元素状パラジウ
ム及び合成溶媒を接触させて溶液をつくり、そして(b)この溶液と単座−、二
座−、三座−又は四座配位子と、パラジウム(II)及び弱又は非配位性アニオン
のカチオン性有機金属錯体を形成するに十分な反応条件下に、混合する諸工程か
らなる。
触媒組成物の第2の製造法は、
(a)強酸及び元素状パラジウム及び合成溶媒を接触させて溶液をつくり、そし
て(b)この溶液と単座−、二座−、三座−又は四座配位子と、パラジウム(II
)及び弱又は非配位性アニオンのカチオン性有機金属錯体を形成するに十分な反
応条件下に、混合する諸工程からなる。
触媒組成物の第3の製造法は(a)ジハロゲン化パラジウム及び金属含有塩及
び合成溶媒を接触させて溶液をつくり、そして(b)この溶液と単座−、二座−
、三座−又は四座配位子と、パラジウム(II)及び弱又は非配位性アニオンのカ
チオン性有機金属錯体を形成するに十分な反応条件下に、混合する諸工程からな
る。
この新規触媒組成物は一酸化炭素と少なくとも1のエチレン性不飽和炭化水素
の共重合によって線状交互ポリマーをつくるのに有用である。メタノール等のア
ルコールを重合混合物に含ませることによって重合速度が増大する。
本発明の触媒組成物は通常、パラジウム源、適宜の溶媒及びアニオンを反応さ
せ、溶媒を適宜の配位子で部分的又は完全に置換することによって製造される。
アニオンは好ましくは強酸のアニオン、即ち測定しうるpKa値をもつ酸用には
2未満のpKaをもつ酸のアニオン、であり、特にテトラフルオロボレート、テ
トラフェニルボレート、過酸素酸塩、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオ
ロメタンスルホネート又はそれらの混合物が好ましい。触媒の製造法により、パ
ラジウム又はジハロゲン化パラジウム(ジフッ化パラジウムは除く)のいずれか
がパラジウム源として好ましく用いられる。
触媒の合成に用いる溶媒はパラジウム金属錯体又はいずれかの反応剤を分解し
ないものであることを要する。下記する触媒の製造法により、次の化合物が合成
溶媒として好ましく用いられる:アセトニトリル、ベンゾニトリル、プロピオニ
トリル、1,4−ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルア
ミド、ピリジン、1−ピペリジンカルボニトリル、ジメトキシエーテル、アニリ
ン、ジメチルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テ
トラヒドロフラン又はそれらの少なくとも2の混合物。
アニオン源としては強酸のアニオンが好ましい。これらの酸と塩の例にはニト
ロシウムテトラフルオロボレート、テトラフルオロホウ酸、過塩素酸銀、過塩素
酸、ナトリウムテトラフェニルボレート、ナトリウムヘキサフルオロホスフェー
ト及び銀トリフルオロメタンスルホネートがある。
合成溶媒分子を部分的に又は完全に置き換えるために用いる配位子は単座−、
二座−、三座−又は四座配位子でありうる。好ましい配位用配位子の例としては
脂肪族又は芳香族置換窒素含有化合物、ホスフィン、アルシン及びスチビンがあ
る。好ましく用いられる配位子は実質上水不溶性のものである。得られる触媒錯
体が、ここで述べる一酸化炭素と少なくとも1のα−オレフィン交互線状コポリ
マーの製造法で触媒を溶解するに有用な非水性不溶性溶媒よりも水にとけにくい
ことをもって本明細書及び請求の範囲では実質上非水溶性と称する。より好まし
い配位用配位子は1,3−トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタンである
。
通常、パラジウム原子に共有結合した親核性基であり錯体に安定性をもたらす
配位子が触媒組成物に用いうる。これらは窒素、リン、ヒ素又はアンチモンの単
座、二座又は三座配位子から選ばれる。好ましい単座配位子は式
R1R2R3Zで示される:
ここでR1、R2及びR3は独立にアルキル、アリール、アルカリール又はアル
コキシアリールから選ばれる1〜20の炭素原子をもつ有機基である。6〜14
の炭素原子をもつ各アリール、アルカリール又はアルコキシアリールが好ましい
。これらの有機基の例としてはフェニル、p−メチルフェニル、o−メトキシフ
ェニル、p−メトキシフェニル、o−ジメトキシフェニル及び2,6−ジメチル
フェニルがある。Z用の適当な原子には窒素、リン、ヒ素及びアンチモンがあり
、窒素又はリンが好ましい。単座配位子の例にはトリフェニルホスフィン、ジフ
ェニルメチルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、トリス(o−メトキシ
フェニル)ホスフィン、トリス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィン、ト
リス(p−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(p−メチルフェニル)ホス
フィン及びトリス(p−ジメチルフェニル)ホスフィン及びそれらの少なくとも
2の混合物がある。
好ましい二座配位子は式
R1R2−Z−R4−Z−R1R2である。
ここでR1とR2は前記に定義した基である。これらの有機基の例にはフェニル
、p−メチルフェニル、o−メトキシフェニル、p−メトキシフェニル、o−ジ
メトキシフェニル及び2,6−ジメチルフェニルがある。R4基は2〜20の炭
素原子をもつ2価のアリール又はアルカリール有機基であり、好ましくは2又は
3個の炭素原子がZを分けている。Z用の適当な原子には窒素、リン、ヒ素及び
アンチモンがあり、特に窒素又はリンが好ましい。二座配位子の例には、1,2
−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ
)プロパン、1,3−ビス[ビス(o−メトキシフェニル)ホスフィノ]プロパ
ン、1,3−ビス[ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィノ]プロパン
、1,3−ビス[ビス(p−メトキシフェニル)ホスフィノ]プロパン、1,3
−ビス[ビス(p−メチルフェニル)ホスフィノ]プロパン、1,3−ビス[ビ
ス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィノ]プロパン及びそれらの少なくとも
2の混合物がある。
好ましい三座配位子は式
[R1R2−M−R5]3−Y−R6
で示される。
ここでR1とR2は前記の定義をもつ基である。これらの有機基の例としてはフ
ェニル、p−メトキシフェニル、o−メトキシフェニル、p−メトキシフェニル
、o−ジメトキシフェニル及び2,6−ジメチルフェニルがある。R5基は好ま
しくは1又は2個の炭素原子をもつ2価の基であり、Mは窒素、リン、ヒ素又は
アンチモン等の3価の基である。Yは窒素、リン又はヒ素であり、R6は存在し
ないか又はYが炭素であるときR61〜20の炭素原子をもついずれかの有機基
又は水素である。三座配位子の例としては、1,1,1−トリス(ジメチルホス
フィノメチル)エタン、トリス(ジメチルホスフィノメチル)メタン、1,1,
1−トリス(ジメチルホスフィノメチル)プロパン、トリス(ジフェニルホスフ
ィノメチル)メタン、1,1,1−トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタ
ン、1,1,1−トリス(ジフェニルホスフィノメチル)プロパン、トリス(ジ
フェニルホスフィノエチル)メタン、N,N,N−[トリス(ジフェニルホ
スフィノメチル)]アミン、N,N,N−[トリス(ジフェニルホスフィノエチ
ル)]アミン、1,1,1−トリス(ビス(2,6−ジメトキシフェニル)ホス
フィノメチル]エタン、1,1,1−トリス[ビス(2,6−ジメチルフェニル
)ホスフィノメチル]エタン、N,N,N−[トリス[ビス(2,6−ジメトキ
シフェニル)ホスフィノメチル]]アミン、N,N,N−[トリス[ビス(2,
6−ジメチルフェニル)ホスフィノメチル]アミン及びそれらの少なくとも2の
混合物がある。
パラジウムトリフルオロボレート組成物は金属パラジウムとわずかに過剰のニ
トロソニウムテトラフルオロボレートとを上記酸化剤と相溶性のある適当な合成
溶媒中で接触させ、次いでこの溶媒を配位用配位子で部分的に又は完全に置換す
ることによって製造できる。適当な合成(用)溶媒の例としてはアセトニトリル
、ベンゾニトリル、プロピオニトリルネ、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサ
ン及びそれらの少なくとも2の混合物がある。反応は好ましくは、わずかに化学
量論過剰量のニトロソニウムテトラフルオロボレートを用い反応剤又は生成物を
分解しない適宜の温度で反応剤を接触させることによって行われる。好ましくは
反応は不活性雰囲気中室温で行われる。
バラジウム金属錯体をつくる別の方法はパラジウム金属と酸化用酸、たとえば
トリフルオロメタンスルホン酸、テトラフルオロホウ酸又はより好ましくは過塩
素酸、とを適当な合成溶媒中で直接反応させ、次いで溶媒を配位用配位子で部分
的に又は完全に置換する方法である。この酸化用酸はパラジウム金属をPd(0
)からPd(II)に酸化しうるものであることを要する。合成溶媒の非限定的な
例としては、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルホ
ルムアミド、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、1−ピペリ
ジンカルボニトリル、ピリジン、アニリン、ジメトキシエタン、ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン又はそれらの少なくとも2の適宜
の相溶性混合物がある。反応は好ましくはわずかに過剰量の酸成分の存在下にパ
ラジウムを用いて行われる。
バラジウム金属錯体はまたジハロゲン化パラジウムを金属配位用塩とを、駆動
力として塩除去を用いて、反応させ、次いで溶媒を配位用配位子で部分的に又は
完全に置換することによっても製造できる。たとえば、ジハロゲン化パラジウム
はCl、Br又はIのどれかを有する。上の金属塩は、たとえば、リチウム、ナ
トリウム、カリウム又は銀とテトラフェニルボレート、過塩素酸塩、硝酸塩又は
ヘキサフルオロホスフェート等の酸のアニオンからなりうる。金属含有塩の好ま
しい例としては、テトラフェニルボレート、銀テトラフェニルボレート、過塩素
酸銀、硝酸ナトリウム、硝酸銀、ナトリウムヘキサフルオロホスフェート、銀ト
リフルオロメタンスルホネート及びカリウムヘキサフルオロホスフェートがある
。合成溶媒の非限定的な例としてはジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホ
ルアミド、ピリジン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、プロピオニトリル、1
−ピヘリジルカルボニトリル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン
、アニリン、ジメチルスルホキシド、1,4−ジオキサン又はそれらの少なくと
も2の適宜の相溶性混合物がある。
本発明の一酸化炭素/オレフィンポリマー製造のための重合反応は好ましくは
モノマー類と触媒を液相で又は気相で工業的に通常用いられる反応を用いて接触
させることによって行われる。用いる触媒の量は広範囲に変化させうる。好まし
い触媒量は重合溶媒1l当たりパラシウム1×10-1〜1×10-6モルである。
本発明の方法においては、上記した新規触媒組成物を用いて、一酸化炭素を少
なくとも1のエチレン性不飽和炭化水素(即ちα−オレフィン)と重合させる。
2〜20の炭素原子をもつ炭化水素が好ましく2〜10の炭素原子をもつものが
より好ましい。これらの炭化水素の例としてはエチレン、プロピレン、ブテン、
4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン、オクテン、デセン、スチレン又はp−メ
チルスチレンがある。好ましいα−オレフィンはエチレン及び/又はプロピレン
である。
この重合方法では触媒組成物と共に活性化剤を用いうる。活性化剤は一例にメ
タノール等のアルカノールである。理論にしばられたくはないが、分解したポリ
マーフラグメントのマススペクトルからはアルコールが反応混合物中にハロゲン
として作用していることが示唆される。アルコールを存在させると反応速度が増
大する。これは重合の開始及び/又は停止に作用していることを示唆している。
アルコールはまた重合溶媒としても機能しうる。しかしBF4 -等の弱配位性ア
ニオンを含有する触媒の場合は反応速度の低下が認められる。アルコール:パラ
ジウムの好ましいモル比は1:1〜1,000,000であり100:1〜10
0,000:1が最も好ましい。好ましいアルコールの例としては1〜4の炭素
原子をもつ低級アルカノール、たとえばメタノール、エタノール、n−プロパノ
ール、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール及びt−ブタノール
がある。
重合用の好ましい反応圧力は1〜700気圧であり、特に7〜300気圧が好
ましい。重合反応ではオレフィン:一酸化炭素(ここでオレフィン成分はエチレ
ン及び/又はプロピレン)の分圧比は1:2〜1:20、特に1:4〜1:10
が好ましい。
重合反応は通常「不活性溶媒」中で行われる。ここで「不活性溶媒」とは加温
、加圧下にて配位子の分解又は置換なしに触媒組成物を溶解させるものをいう。
しかし、不活性溶媒はたとえばアルカノール等の重合反応プロセスでの開始、連
鎖停止、連鎖移動反応等の速度に影響を与える成分からなっていてもよい。反応
温度で低い蒸気圧をもつ溶媒がより高い反応容器圧力の必要性をなくす点で好ま
しい。好ましい溶媒の例としはエーテル、ジエーテル、環状エーテル、ケトン、
ジケトン、アルカノール、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、芳香族アミン
及びニトリルがある。これら溶媒の具体例としては、ジエチルエーテル、ジメト
キシエタン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチ
ルケトン、ジメチルスルホキシド、メタノール、エタノール、n−プロパノール
、イソプロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、トル
エン、キシレン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロ
エタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ピペリジンカルボニトリル、ベン
ゾニトリル、アニリン、ピリジン及びそれらの少なくとも2の混合物がある。
オレフィン基が2より多い炭素原子をもつとき、特にアニオンがBF4 -等の非
配位性であるとき、溶媒の選択と反応温度はポリマーのタクティシティに影響を
与える。たとえば30℃以下で溶媒としてアセトンを用いると、同じ反応条件て
1,2−ジクロロエタンを用いた場合よりもよりタクティシティの大きいポリマ
ーが得られる。反応温度が65℃以上に上がると溶媒にかかわらず本質的にア
タクチックなポリマーが得られる。
触媒中に存在する対イオンによって重合速度が影響を受ける。アニオンがBF4 -
のような非配位性であるときは、極性溶媒を用いた方が非極性溶媒を用いた場
合よりも重合反応速度は小さくなる。同様に、アニオンが過塩素酸塩のように強
配位性であるときは、極性溶媒を用いた方が極性の小さい溶媒を用いた場合より
も反応速度は一般的に大きい。
反応器としてはこの種重合反応に用いられている反応器を用いるうる。適当な
重合温度は触媒の分解なしに十分な反応速度をもたらす温度が好ましい。また温
度は、用いた反応混合物に応じ、ポリマーの分子量やタクティシティに影響を与
える。反応剤、一酸化炭素及びα−オレフィンはPd(II)に十分に還元しまた
還元速度は温度が増加すると増加する。一般にすべての触媒は加温下でより速や
かに還元される。重合は−78℃〜200℃の範囲で起こる。最も好ましい範囲
は25〜150℃である。反応温度が上昇すると、触媒の失活が顕著でない限り
重合速度も増大する。たとえばアニオンとしてBF4 -をもつ触媒は100℃以上
の反応器温度では過塩素酸塩をもつものに比しより不安定である。後者は80℃
において7時間以上反応速度は本質的に低下しない。触媒の失活は分解又は所望
の反応を促進する触媒の能力をこわす他の機構によって起こりうる。
実験
全ての触媒錯体を水及び酸素の最後の痕跡を除去するためにPA−400 D
avidson冷凍グレードのシリカ上の還元クロムのカラムを通過させた乾燥
窒素下で製造した。アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、ジメ
チルホルムアミド及びヘキサメチルホスホルアミドを入手し得る時無水物として
又はアルドリッチ ケミカル社(Aldrich Chemical Comp
any)から高純度物質として購入し、さらに精製することなしに使用した。パ
ラジウム粉末、ニトロソニウム、テトラフルオロボレート、過塩素酸銀、二塩化
パラジウム、ナトリウム ヘキサホスフェート、トリフルオロメタンスルホン酸
銀及びナトリウム テトラフェニルボレートをアルドリッチ ケミカル社から購
入し、さらに精製することなしに使用した。N,N,N’,N’−テトラメチル
−1,3−プロパンジアミンをアルドリッチ ケミカル社から購入し、乾燥窒素
下でカルシウムハイドライド上で還流し、次いでカルシウムハイドライドから蒸
留した。トリス(o−メトキシフェニル)ホスフィン及び1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパンをストレム ケミカル社(Strem Chemic
al Company)から購入し、加熱メタノールからの蒸留を必要としたア
ルドリッチ社から購入した1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパンの不
純なバッチを除き、さらに精製することなしに使用した。1,1,1−トリス(
ジメチルホスフィノメチル)−エタン及び1,1,1−トリス(ジフェニルホス
フィノメチル)エタンリガンドを文献(Maier,L.J.Inorg.Nu cl.Chem
,24,(1962)275及びWhitesides,G.M
.J.Am.Chem.Soc.,93,6,(1971)1379−1389
)に記載の方法を適用することによって製造した。全ての錯体を用意して、酸素
及び水の除去装置を備えた真空大気(Vacuum Atmospheres)
乾燥ボックス中で重量を測った。[テトラキス(アセトニトリル)パラジウム(II)][テトラフルオロボレー ト](I)の製造
25mLの容器を乾燥ボックス中にパラジウム粉末、0.5g(4.70mm
ol)、を充填し、次いで真空ラインに移した。アセトニトリルを50mL加え
、磁気で攪拌させた微細に粉砕した金属のスラリーを形成した。乾燥ボックス中
に100mL容器をニトロソニウム テトラフルオロボレート、1.21g(1
0.34mmol)、を充填し、次いで真空ラインに移した。パラジウム金属ス
ラリーを含有する容器に加えた(2×50mL)ニトロソニウム テトラフルオ
ロボレートを溶解させるためにアセトニトリル(2×50mL)を加えた。この
混合物を室温で少なくとも4時間攪拌し、懸濁した金属の痕跡量を持つアセトニ
トリル中のパラジウム錯体の黄色溶液の形成を得た。この黄色溶液を濾過し、使
用前にパラジウム錯体から過剰の金属残留物を除去した。この錯休を下記の製造
においてカチオン、I、として記載する。比較例:[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニ ルホスフィノ)プロパン][テトラフルオロボレート](II)
カチオン、I、を4.70mmolの規模で上記記載の如く製造した。1,3
−ビス(ジフエニルホスフィノ)プロパン、2.13g(5.12mmol)を
真空ボックス中の500mL容器に加えた。この容器を真空ラインに移し、アセ
トニトリルを100mL加えた。この溶液を反応の進行中磁気によって攪拌した
。Iを濾過し、ホスフィンを含有する容器中に直接に加え、濃い赤色の沈澱を得
た。室温で攪拌してこの色を徐々にあせさせ、一晩攪拌した後にほとんど無色に
なった可溶性生成物を得た。全ての揮発性物質を真空下で除去し、ヘキサン(2
×100mL)で洗いオフホワイトの固体を得た。真空下で数時間室温で完全に
乾燥させ、この固体からヘキサンを除去した。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)ビス[トリス(o−メトキシフェ ニル)ホスフィン][テトラフルオロボレート](III)の製造
カチオン、I、を4.70mmolの規模で上記記載の如く製造した。トリス
(o−メトキシフェニル)ホスフィン、3.64g(10.34mmol)、を
乾燥ボックス中の500mL容器に加え、真空ラインに移した。アセトニトリル
、75mL、を加えてホスフィンを部分的に溶解した。この混合物を反応の進行
中室温で磁気によって攪拌した。Iを濾過し、ホスフィンを含有する容器中に直
接に加えて溶液を暗色にさせた。室温で一晩の攪拌の後にこの色は薄黄色(パー
ルイエロー)に和らげられた。全ての揮発性物質を真空下で除去し、ヘキサン(
2×100mL)で洗い固体を得た。この残留物を真空乾燥させてオフホワイト
の固体を得た。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)[1,1,1−トリス(ジメチル ホスフィノメチル)エタン)][テトラフルオロボレート](IV)の製造
カチオン、I、を4.70mmolの規模で上記記載の如く製造した。1,1
,1−トリス(ジメチルホスフィノメチル)エタン、2.61g(〜2.6mL
又は10.34mmol)、を乾燥ボックス中の500mL容器に加え、次いで
真空ラインに移した。アセトニトリル、50mL、をこの配位子に加え、この混
合物を反応中磁気によって攪拌した。Iをホスフィンを含有する容器中に濾過し
て加えた。この溶液を室温で一晩攪拌した。全ての揮発性物質を真空下で除去し
、ヘキサン(2×100mL)で洗い残留物を得た。この得られたオレンジ色の
固体を使用する前に真空乾燥した。「ビス(アセトニトリル)パラジウム(II){1,1,1−トリス(ジフェニ ルホスフィノメチル)エタン}][テトラフルオロボレート](V)の製造
カチオン、I、を4.70mmolの規模で上記記載の如く製造した。1,1
,1−トリス(ジフェニルホスフィノメチル)エタンの3.23g、5.17m
mol、を乾燥ボックス中の500mL容器に加えた。この容器を真空ラインに
移し、配位子を溶解したアセトニトリル、100mL、を加えた。この混合物を
反応の進行中磁気によって攪拌した。Iをホスフィンを含有する容器中に濾過し
て加え、オレンジ色の溶液の形成を得た。この混合物を室温で一晩攪拌した。全
ての揮発性物質を真空下で除去して粉末状残留物を得た。この残留物をヘキサン
(1×200mL)で洗い、次いで数時間真空乾燥して黄橙色の固体を得た。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)(N,N,N’,N’−テトラメ チル1,3−プロパンジアミン)][テトラフルオロボレート],(VI),の 製造
カチオン、I、をアセトニトリル中の1.88mmolの規模で上記記載の如
く製造した。500mLの容器にN,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−
プロパンジアミン、0.48g(4.14mmol)、及びアセトニトリル、7
5mLを充填した。この容器の含有物を反応の進行中磁気によって攪拌した。I
を濾過し、二座アミンを含有する容器中に直接加えた。この混合物を室温で一晩
攪拌した。全ての揮発性物質を真空下で除去した。残留する赤橙色の固体をヘキ
サン(2×100mL)で洗った。この固体を数時間真空乾燥させた。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)−1,3−ビス(ジフェニルホス フィノ)プロパン][過塩素酸塩],(VII),の製造
100mLの容器を乾燥ボックス中で過塩素酸パラジウム、0.25g(1.
41mmol)で充填し、次いで真空ラインに移した。250mL容器を乾燥ボ
ックス中に過塩素酸銀、0.64g(2.82mmol)、を充填し、真空ライ
ンに移した。アセトニトリル、50mL、をPdCl2を含有する容器に加えこ
のスラリーを磁気によって攪拌した。アセトニトリル、50mL、を過塩素酸銀
を含有する250mL容器に加えた。この容器の含有物を操作中磁気によって攪
拌した。過塩素酸パラジウムスラリーをカニューレを使って過塩素酸銀溶液に加
え、白色固体上に黄色溶液のある顆粒形成を得た。この混合物を約15時間室温
で攪拌した。250mLの容器を乾燥ボックス中で1,3−ビス(ジフェニルホ
スフィン)プロパン(DPPP)、0.64g(1.41mmol)、で充填し
、次いで真空ラインに移した。DPPPを含有するこの容器にアセトニトリル、
30mL、を加え、次の反応の持続中攪拌を続けた。二塩化パラジウムの反応生
成物を含有する容器の攪拌を過塩素酸銀によって停止させ、これらの塩をこの溶
液から沈澱させた。可溶性ジカチオン[Pd(CH3CN)4]+2[ClO4]2 -
を含有する溶媒相をこの混合物から濾過してアセトニトリル中のDPPPの溶液
中に直接に加えた。紺青色になったさらなる沈澱が生じた。これは過剰量のAg
ClO4及び沈澱したAgClによるDPPPの主として酸化生成物であると信
じられる。この混合物を12時間攪拌し、次いでこの液相から沈澱物を分離する
ために沈澱させた。この沈澱物から黄色溶液を濾過し、そして溶媒を真空下で除
去した。結晶を生じた薄い黄緑色固体を得た。この固体をヘキサン(2×30m
L)で洗い、次で真空乾燥(3×10-3トル(0.4パスカル)ゲージ、室温)
した。[ビス(ジメチルホルムアミド)パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニル ホスフィノ)プロパン][過塩素酸塩]の製造
二塩化パラジウム、0.5g(2.82mmol)、を乾燥ボックス中で磁気
攪拌棒を備えた250mLの容器中に計量して加え、次で真空ラインに移した。
ジメチルホルムアミド、30mL、を加えて二塩化パラジウムのスラリーを形成
した。過塩素酸銀、1.29g(6.20mmol)を磁気攪拌棒を備えた10
0mLの容器に乾燥ボックス中で計量して加え、次いで真空ラインに移した。ジ
メチルホルムアミド、50mL、を攪拌により容易に溶解した過塩素酸銀に加え
た。この過塩素酸銀をカニューレを使って二塩化パラジウムを含有する攪拌スラ
リーに移した。灰白色の沈澱物上に濃黄色の溶液を形成する中間体を得た。この
混合物を室温で約15時間攪拌した。攪拌が終了し、溶液は塩から分離した。磁
気攪拌棒を備えた250mLの容器を乾燥ボックス中で1,3−ビス(ジフェニ
ルホスフィノ)プロパン(DPPP)、1.28g(2.82mmol)で充填
し、次いで真空ラインに移した。ジメチルホルムアミド、30mL、を攪拌しな
がらDPPPに加え、このサンプルを部分的に溶解した。過塩素酸銀と二塩化パ
ラジウムとの反応生成物を沈澱物から濾過してDPPPを含有する容器に加えた
。この残留DPPPは速やかに溶解し鮮黄色の溶液を直ちに形成した。この溶液
を約2時間攪拌し、過剰の溶媒を除去するために40℃の温度で真空下に置いた
。ヘキサン(2×50mL)で洗い次いで真空乾燥して粘着性の黄褐色の生成物
を得た。この最終生成物は微細なベージュ色の粉末であった。[ビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニルホスフ ィノ)プロパン][テトラフルオロボレート],(IX),の製造
100mLの容器を乾燥ボックス中でパラジウム粉末、0.25g(2.35
mmol)、で充填し、次いで真空ラインに移した。ベンゾニトリル、20mL
、を磁気によって攪拌させたこの容器に加えて微細に粉砕された金属のスラリー
を形成した。100mLの容器に乾燥ボックス中でニトロソニウム テトラフル
オロボレート、0.60g(5.17mmol)で充填し、次いで真空ラインに
移した。ベンゾニトリル、20mL、を加えて溶液を形成し、磁気によって攪拌
した。このニトロソニウム テトラフルオロボレートをカニューレを使用してP
dスラリーに加えた。この混合物を三日間反応させた。次いでこの混合物を5時
間50℃の温度に加熱して反応を完了させた。橙黄色の懸濁液を得た。250m
Lの容器を乾燥ボックス中で1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(
DPPP)、1.07g(2.58mmol)、で充填し、次いで真空ラインに
移した。ベンゾニトリル、20mL、をDPPPを含有するこの容器に加えて磁
気によって攪拌した。パラジウムとNOBF4との反応生成物を含有する容器の
内容物をカニューレを使ってDPPPを含有する容器に加えた。2時間攪拌して
黄橙色の溶液が沈澱物上に形成した。この混合物を固体から濾過し、ヘキサン、
50mL、をこの濾過溶液に加えてベージュ色の粉末の沈澱を得た。この粉末を
ヘキサン(3×20mL)で洗い、使用する前に室温で数時間真空下で乾燥させ
た。[ビス(プロピオニトリル)パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニルホス フィノ)プロパン][テトラフルオロボレート],(X),の製造
100mLの容器に乾燥ボックス中でパラジウム粉末、0.25g(2.35
mmol)を充填し、次いで真空ラインに移した。プロピオニトリル、25mL
、
をこの容器に加えて微細に粉砕された金属のスラリーを形成し、磁気によって攪
拌した。100mLの容器に乾燥ボックス中でニトロソニウム テトラフルオロ
ボレート、0.60g(5.17mmol)を充填し、次いで真空ラインに移し
た。プロピオニトリル、25mL、を加えて溶液を形成し、磁気によって攪拌し
た。このニトロソニウム テトラフルオロボレートをカニューレを使ってPdス
ラリーに加えてオリーブ色の溶液の形成を直ちに得た。この混合物を4時間注目
されるある沈澱物形成と反応させた。250mLの容器を乾燥ボックス中で1,
3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(DPPP)、1.07g(2.5
8mmol)で充填し、次いで真空ラインに移した。プロピオニトリル、25m
L、をDPPPを含有する容器に加えて磁気によって攪拌した。パラジウムとN
OBF4との反応生成物を含有する容器の内容物をカニューレを使ってDPPP
を含有する容器に加えた。この混合物を4時間攪拌し、追加の沈澱物形成を注目
した。この溶液を100mL容器に濾過して加え、真空下で容量を減少させた後
にヘキサン、35mL、で沈澱させた。オフホワイトから金色の粉末を得た。こ
れをヘキサン(3×25mL)で洗い、使用する前に真空で数時間乾燥させた。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニルホスフ ィノ)プロパン][ヘキサフルオロホスフェート],(XI),の製造
250mLの容器に乾燥ボックス中で二塩化パラジウム、0.25g(1.4
2mmol)、を充填し、次いで真空ラインに移した。アセトニトリル、30m
L、をこの容器に加えてスラリーを形成し、磁気によって攪拌した。100mL
の容器に乾燥ボックス中でナトリウムヘキサフルオロホスフェート、0.52g
(3.10mmol)を充填し、次いで真空ラインに移した。アセトニトリル、
30mL、を加えて溶液/スラリーを形成し、磁気によって攪拌した。ナトリウ
ムヘキサフルオロホスフェートをPdCl2のスラリーに加えた。次いでNaP
F6を含有する容器を再びアセトニトリル、30mL、ですすぎ、これをPdC
l2を含有する容器に移した。この混合物は黄色の溶液を徐々に形成した。この
溶液を室温で15時間攪拌した。反応で消費される全ての二塩化パラジウムによ
って灰白色の沈澱が形成した。250mLの容器に乾燥ボックス中で1,3−ビ
ス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(DPPP)を充填し、次いで真空ライン
に移した。アセトニトリル、30mL、を加え、そして二塩化パラジウムとナト
リウムヘキサホスフェートとの反応生成物を含有する溶液をDPPP含有容器に
濾過した。この混合物を追加の沈澱の形成と一緒に約2時間攪拌した。全ての溶
媒及び揮発性物質を室温で真空下で除去し、ヘキサン(2×50mL)で洗いオ
フホワイトの固体を得た。[ジメトキシエタンパラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニルホフフィノ) プロパン][テトラフルオロボレート],(XII),の製造
250mLの容器に乾燥ボックス中でパラジウム粉末、0.25g(2.35
mmol)を充填させ、次いで真空ラインに移した。ジメトキシエタン、25m
L、をこの容器に加えて微細な粉砕された金属のスラリーを形成し、磁気によっ
て攪拌した。100mLの容器に乾燥ボックス中でニトロソニウム テトラフル
オロボレート、0.60g(5.17mmol)、を充填し、次いで真空ライン
に移した。1,2−ジメトキシエタン、50mLを加えて溶液を形成し、磁気に
よって攪拌した。ニトロソニウム テトラフルオロボレートをカニューレを使っ
てPdスラリーに加え、黄緑色の溶液の速やかな形成を得た。この混合物を注目
される沈澱物形成のわずかな量と15時間反応させた。250mLの容器に乾燥
ボックス中で1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(DPPP)、1
.07g(2.58mmol)を充填し、次いで真空ラインに移した。ジメトキ
シエタン、50mL、をDPPP含有容器に加え、磁気によって攪拌した。パラ
ジウムとNOBF4との反応生成物を含有する容器の内容物をカニューレを使っ
てDPPP含有容器に加えた。この混合物を白色沈澱物上の鮮黄色の溶液の形成
と共に4時間攪拌した。この溶液を固体から濾過し、そして揮発性物質を真空下
で除去した。粘着性の固体をヘキサン(2×50mL)で洗い、次いで1,2−
ジメトキシエタン、50mL、中に溶解し、ヘキサン100mLを加えて、黄色
沈澱の形成を得た。これをヘキサン(3×50mL)で洗い使用前に真空乾燥さ
せた。[ビス(アセトニトリル)パラジウム(II)−1,3−ビス(ジフェニル)ホ スフィノ)プロパン][トリフルオロメタンスルホネート](XIII)の製造
二塩化パラジウム、0.25g(1.41mmol)、及び銀トリフルオロメ
タンスルホネート、0.80g(3.10mmol)、を乾燥ボックス中で計量
し、磁気攪拌棒を備えた250mLの容器に移した。このフラスコを真空ライン
に移し、アセトニトリル、75mL、をこの混合物に加え、操作中の間磁気によ
って攪拌した。この溶液相はオフホワイト沈澱の形成によって徐々に黄色になっ
た。1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン(DPPP)、0.64g
(1.55mmol)、を乾燥ボックス中で計量し、250mLの容器に加え、
次いで真空ラインに移した。薄黄色溶液相を沈澱物からDPPP含有フラスコ中
に濾過した。この重合
Parr Instrument Companyから購入した450mLの
ステンレススチール(316−ss)を一酸化炭素とオレフィンの共重合に用い
た。この反応器に熱除去用に内部冷却ループを配しまた4個の羽根をもつ攪拌機
を2重にとりつけた。他に断らない限りPID(proportional−i
ntegral−derivative)で温度コントロールした。これは重合
の間の温度変化の速度とトレンド及び温度設定の関数として冷却と加熱を予測す
るものである。湿分と酸素を、他に断らない限り、反応器表面から、シリンダと
攪拌器アセンブリを少なくとも12時間接触オーブン中120℃で加熱すること
により除き、高純度窒素パージ下にこれら構成部材を組み立てた。実施例に述ベ
るように空気を窒素下に200℃に加熱してさらに乾燥させ、次いで圧力を解放
し次いで真空ポンプで容器を排気した。この加熱及び真空の繰り返しを合計3回
繰り返した。実施例ではこれを不活性条件下のチャージングという。
特に記載した場合を除き、いくつかの重合実験ではすべての触媒成分及び溶媒
を乾燥窒素下に扱いまた移動させた。ゴム隔膜をもつチオンスビン中に触媒を移
し乾燥ボックス中で秤量した。通常50−100mLの、溶媒を、標準の無空気
移動を用い乾燥窒素下に、固体分を溶解させるためにこの触媒ボックスに移した
。触媒と促進剤と溶媒を100mL容積の加圧添加容器を通して反応器に移した
。容器を、この移動作業中不活性雰囲気下に保ち、また高窒素圧(750−10
00psig(5170−6895kPaゲージ))下にこの液体分を反応器に
圧入した。特に断らない限り、各成分を次の順序で反応器に加えた;1)促進剤
(メタノール)、2)溶媒及び3)溶媒中の触媒。それぞれの添加後反応器を大
気圧にした。次にプロピレン及び/又はエチレンを反応器に加え所望の分圧を得
た後一酸化炭素を加え反応を開始した。すべての反応時間は最後の成分である一
酸化炭素を反応器に加えた時に基づく。窒素下に反応成分を移動させることを考
慮しないでした実験では、実験溶媒、メタノール及び溶媒にとかした触媒を反応
器シリンダに空気中で加えることにより、室温で反応器に供給した。次いでシリ
ンダーを反応器ヘッドにとりつけ、チャージング前に窒素又はガス状オレフィン
で簡単にパージした。プロピレン及び/又はエチレンを次に反応器に加え各成分
の所望の分圧を得た。反応器を所望の設定値に又はそれの数度内に加熱し一酸化
炭素を加えて所望の全体とした。全反応時間は一酸化炭素を反応器に加えた時に
基づく。混合物を実験時間中1000rpmで攪拌した。重合終了点で反応器か
ら圧力を解放して反応を停止し、反応器ヘッドからシリンダをとりはずして生成
物を取り出した。溶媒をポリマーから脱気した。これはヒュームフード中に一夜
置いて行い次いで真空オーブン中にて60−90℃で少なくとも48時間乾燥さ
せた。生成物には安定化剤も拡散化剤も加えなかった。
反応溶媒
テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル及び1,2−ジメトキシエタンをAl
drichからキロラボシリンダーに入れて購入し、次いでベンゾフェノンの存
在下にNa/K合金下に還流して乾燥しNa/Kベンゾフェノンケタール基アニ
オンを生成させた。この混合物から溶媒を蒸留した。トルエンをFisherか
ら得て4Aモレキュラーシーブで乾燥し、溶融Naを用いて還流し蒸留した。ク
ロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン及びアセトニトリルを無水
の形で完全密封ボトルに入れてAldrichから購入しさらに精製することな
く用いた。アセトンはDelta Distributorsから試薬級を55
ガロンドラムに入れて購入し、さらに精製することなく用いた。絶対メタノール
をFisherから購入し窒素パージし、Mgの削りくずを加えてマグネシウム
メトキシドをつくった。無水メタノールを乾燥窒素下にこの混合物から蒸留し、
さらにMg削りくずを加え次いで乾燥窒素下に生成物を蒸留した。全無水溶媒を
乾燥窒素下に保存した。
本発明を次の比較例(本発明ではない)及び非制限的な次の実施例で説明する
。比較例と実施例のポリマー生成物は13C NMR及び/又は赤外分光法で分析
した。すべてのコポリマー生成物は一酸化炭素とエチレンの線状交互コポリマー
であることを確認しまたすべてのターポリマー生成物は一酸化炭素とエチレン又
はブロピレンの線状交互ターポリマーであることを確認した。実施例1
反応器に不活性条件下で先に記載した如く、IIIの0.2mmol、1,2
−ジクロロエタン、150mL、メタノール、10mL、オクテン50mL及び
一酸化炭素を充填した。この混合物を25時間加熱せずに25時間攪拌した。ポ
リマーの約1gを反応器から回収した。重合速度はポリマーの2g/g−Pd/
時であった。実施例2
反応器に不活性条件下で先に記載した如く、IVの0.2mmol、1,2−
ジクロロエタン、150mL、メタノール、10mL、オクテン、50mL及び
一酸化炭素を充填した。この混合物を加熱せずに24時間攪拌した。ポリマーの
こんせき量を反応器から回収した。実施例3
反応器に不活性条件下で先に記載した如く、Vの0.2mmol、1,2−ジ
クロロエタン、135mL、メタノール、10mL、プロピレン、80psig
(552kPa、ゲージ)19℃及び十分な一酸化炭素を充填し、17℃で90
6psig(6.247kPa、ゲージ)の全反応圧を与えた。この混合物を2
4時間攪拌し、加熱なしに24時間50分攪拌した。ポリマーの13.68gの
全体を反応器から回収した。重合速度はポリマーの26g/g−Pd/時であっ
た。実施例4
反応器に不活性条件下で先に記載した如く、VIの0.2mmol、1,2−
ジクロロエタン、150mL、メタノール、10mL、エチレン、275psi
g(1.896kPa、ゲージ)、24℃及び十分な一酸化炭素を充填し、24
℃で1012psig(6.977kPa、ゲージ)の全反応圧力とした。この
混合物を29時間26分加熱せずに攪拌した。ポリマーの0.30gの全部を反
応器から回収した。重合速度はポリマーの0.5g/g−Pd/時であった。実施例5
反応器に先に記載した如く空気又は湿気に露出に対する考慮のない雰囲気条件
下でVIの0.12mmol、1,2−ジクロロエタン、150mL、メタノー
ル、5mL、エチレンを214psig(1.475kPa、ゲージ)18℃で
充填し、そして十分な一酸化炭素を加え32℃で914psig(6.302k
Pa、ゲージ)の全反応器圧力を与えた。最初に、反応器設定値は45℃であっ
た。最終設定値は実験を通して観測された102℃の最大温度で100℃であっ
た。この混合物を終了前に51分攪拌した。二つの追加の一酸化炭素の充填を反
応の進行中に行った。ポリマーの25.87g全体を集めた。重合速度はポリマ
ーの2.384g/g−Pd/時であった。実施例6
反応器に空気又は湿気の露出に対しての考慮なしに先に記載した如く、VII
の0.12mmol、150mL、メタノール、10mLエチレンを229ps
ig(1,579kPa、ゲージ)24℃で充填し、そして一酸化炭素を加え2
9℃で920psig(6,343kPa、ゲージ)の全反応器圧力を与えた。
最初に、反応器設定値は45℃であった。最終設定値は実験を通して観測された
83℃の最大温度を持つ80℃であった。この混合物を終了前に1時間攪拌した
。二つの追加の一酸化炭素の充填を反応の進行中に行った。ポリマーの35.9
8gの全部を集めた。重合速度はポリマーの2,818g/g−Pd/時であっ
た。実施例7
反応器に空気又は湿気の露出に対する考慮しない雰囲気下で先に記載した如く
、VIIの0.12mmol、メタノール、150mLエチレンを20℃で11
9psig(820kPa、ゲージ圧で充填し、そして十分な一酸化炭素を加え
て25℃で900psig(6,205kPa、ゲージ)の全反応圧を与えた。
最初に反応器設定値は45℃であった。最後の設定値は80℃であった。しかし
反応はセットポイントに達する前に終了し、そして観測された最大温度は77℃
であった。混合物を終了前に40分間攪拌した。一つの追加の一酸化炭素の充填
を
反応の進行中に行った。ポリマーの13.17gの全部を集めた。重合速度はポ
リマーの1.547g/g−Pd/時であった。実施例8
反応器に空気又は湿気の露出に対する考慮のない雰囲気下で先に記載した如く
、VIIIの0.012mmol、アセトン、150mL、メタノール、1mL
、エチレンを12℃で211psig(1,455kPa、ゲージ)で充填し、
そして十分な一酸化炭素を加え47℃で985psig(6.791kPa、ゲ
ージ)の全反応器圧を与えた。反応器設定値は80℃であった。一酸化炭素を反
応器が45℃に達した時に加熱を通して加えた。混合物を終了前に7時間20分
攪拌した。触媒は全圧下で連続降下によって指摘された如くまだ活性であった。
二つの追加の一酸化炭素の充填を反応の進行中に行った。ポリマーの28.84
gの全部を集めた。重合速度はポリマーの3,080g/g−Pd/時であった
。実施例9
反応器に先に記載した如く空気又は湿気の露出に対する考慮を持たない雰囲気
条件下でIXの0.17mmol、1,2−ジクロロエタン、100mL、メタ
ノール、10mLエチレンを24℃で215psig(1,482kPa、ゲー
ジ)で充填し、そして十分な一酸化炭素を加え52℃で1002psig(6.
909kPa、ゲージ)の全反応圧を与えた。反応器設定値は65℃であった。
一酸化炭素を反応が45℃に達した時に加熱を通して加えた。70℃の最大温度
が実験を通して観測された。混合物を終了前に1時間35分攪拌した。触媒は実
験の最後でまた活性であった。二つの追加の一酸化炭素の充填を反応の進行中に
行った。ポリマーの28.35gの全部を集めた。重合速度はポリマーの100
8g/g−Pd/時であった。実施例10
反応器に先に記載した如く空気又は湿気の露出に対して考慮を持たない雰囲気
条件下てXの0.19mmol、1,2−ジクロロエタン、150mL、メタノ
ール、10mL、エチレンを21℃で216psig(1,489kPa、ゲー
ジ)で充填し、十分な一酸化炭素を加えて49℃で1001psig(6.90
2kPa、ゲージ)の全反応器圧力を与えた。反応器設定値は65℃であった。
一酸化炭素を反応器が45℃に達した時に加熱を通して加えた。66℃の最大温
度が実験を通して観測された。混合物を終了前に1時間11分攪拌した。触媒は
実験の終りまだ活性であった。一つの追加の一酸化炭素の充填が反応の進行中に
行われた。ポリマーの18.14gの全部を集めた。重合速度はポリマー/g−
Pd/hr.の771gであった。実施例11
反応器に先に述べた如く空気又は湿気の露出に対する考慮を持たない雰囲気条
件下てXIの0.17mmol、1,2−ジクロロエタン、150mL、メタノ
ール、10mL、エチレンを28℃、224psig(1,544kPa、ゲー
ジ)で充填し、十分な一酸化炭素を加え、49℃で1023psig(7.05
3kPa、ゲージ)の全反応器圧を与えた。反応器セットポイントは65℃であ
った。一酸化炭素を反応器が45℃に達した時に加熱を通して加えた。反応器温
度を38分の全実験温度後に90℃よりも24分後に75℃に増加させた。混合
物を終了前に47分攪拌した。ポリマーのこんせきを得た。実施例12
反応器に先に述べた如く空気又は湿気の露出に対する考慮を持たない雰囲気条
件下でXIの0.17mmol、アセトニトリル、150mL、メタノール、1
0mL、エチレンを26℃、224psig(1,544kPa、ゲージ)で充
填し、十分な一酸化炭素を加え、50℃で1001psig(6.902kPa
、ゲージ)の全反応器圧を与えた。反応器セットポイントは65℃であった。一
酸化炭素を反応器が45℃に達した時に加熱を通して加えた。反応混合物を終了
前に43分攪拌した。しかしポリマーは得られなかった。あるオリゴーマー性生
成が反応器表面に棒状被覆を形成した。実施例13
反応器に先に述べた如く空気又は湿気の露出に対する考慮を持たない雰囲気条
件下でXIIIの0.17mmol、1,2−ジクロロエタン、150mL、メ
タノール、10mL、エチレンを31℃、226psig(1,558kPa、
ゲージ)で充填し、十分な一酸化炭素を加え、49℃で1004psig(6.
922kPa、ゲージ)の全反応器圧を与えた。反応器セットポイントは65℃
であった。一酸化炭素を反応器が45℃に達した時に加熱を通して加えた。反応
混合物を終了前に2時間及び6分攪拌した。ポリマーのこんせきを得た。実施例14
反応器に先に述べた如く空気又は湿気の露出に対する考慮を持たない雰囲気条
件下でVIIIの0.12mmol、アセトン、150mL、メタノール、10
mLプロピレンを25℃で、26℃で224psig(1,544kPa、ゲー
ジ)の組合せたプロピレン+エチレン圧力を与えるために十分なエチレンを及び
72℃で1026psig(7.074kPa、ゲージ)の組合せたプロピレン
+エチレン+一酸化炭素圧を与えるために十分な一酸化炭素を充填した。反応器
セットポイントは実験を通して観測された101℃の最大温度を持つ100℃で
あった。終了前に混合物を2時間及び18分攪拌した。二つの追加の一酸化炭素
の充填を反応の進行中に反応器に行った。ポリマーの31.48gの全部を集め
た。重合速度はポリマー/g−Pd/hr.の1,072gであった。分析は組
合せられたプロピレンからなるポリマーの9.31モルパーセントを示した。実施例15
反応器に先に述べた如く空気又は湿気の露出に対する考慮を持たない雰囲気条
件下でXIIIの0.11mmol、アセトン、150mL、メタノール、10
mL、エチレンを18℃、210psig(1.448kPa、ゲージ)で充填
し、十分な一酸化炭素を加え、19℃で1036psig(7.143kPa、
ゲージ)の全反応器圧を与えた。反応器セットポイントは最初50℃、12分後
に65℃そして23分後に80℃であった。二つの追加の一酸化炭素の充填を反
応の進行中に反応器に加えた。混合物を終了前に1時間及び7分攪拌した。ポリ
マーの36.35gの全部を集めた。重合速度はポリマー/g−Pd/hr.の
2.898gであった。
次の比較例ではSenにより教示されているように〔ビス(アセトニトリル)
パラジウム(II)1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン〕〔テトラ
フルオロボレートを、この触媒の触媒活性を極性溶媒が下げることを示すために
用いた。また65℃以上のプロセス温度において触媒活性と重合速度が顕著に低
下した。逆にこれらのパラメーターは本発明による触媒活性を実質上低下させな
い。比較例1
前記したように不活性条件下に反応器にII、1,2−ジクロロエタンの0.
2ミリモル、150mL、メタノール10mL、オクテン、50mL及び一酸化
炭素810psig(5,585kPa、ゲージ)を26℃で充填した。この混
合物を加熱せずに22時間15分攪拌した。反応器からポリマー全量11.40
gを回収した。重合速度はポリマーの24g/g−Pd/時だった。比較例2
前記したように不活性条件下に反応器に11、1,2−ジクロロエタンの0.
2ミリモル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、17℃で80p
sig及び十分な一酸化炭素を加え17℃で1001psig(6,902kP
a、ゲージ)の全反応器圧を得た。重合中重合による消費に応じ追加の一酸化炭
素を加えた。混合物を加熱せずに24時間30分攪拌した。ポリマーの51.0
5gの全量を反応器から回収した。重合速度はポリマーの87g/g−Pd/時
だった。比較例3
前記したように不活性条件下に反応器にII、アセトニトリルの0.2ミリモ
ル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、15℃で90psig(
620kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え15℃で907psig(
6,254kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。重合中重合による消費に応じ
追加の一酸化炭素を加えた。停止前に混合物を加熱せずに33時間55分攪拌し
た。ポリマーの0.80gの全量を反応器から回収した。重合速度はポリマーの
1g/g−Pd/時だった。比較例4
前記したように不活性条件下に反応器にII、クロロホルムの0.2ミリモル
、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、19℃で76psig(5
24kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え19℃で926psig(6
,405kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。重合中重合による消費に応じ追
加の一酸化炭素を加えた。混合物を加熱せずに24時間5分攪拌した。ポリマー
の
25.412gの全量を反応器から回収した。重合速度はポリマーの24g/g
−Pd/時だった。比較例5
前記したように不活性条件下に反応器にII、塩化メチレンの0.2ミリモル
、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、20℃で76psig(5
24kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え17℃で931psig(6
,419kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。混合物を加熱せずに24時間3
0分攪拌した。ポリマーの27.172gの全量を反応器から回収した。重合速
度はポリマーの53g/g−Pd/時だった。比較例6
前記したように不活性条件下に反応器にII、テトラヒドロフランの0.2ミ
リモル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、18℃で78psi
g(538kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え17℃で909psi
g(6,267kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。混合物を加熱せずに19
時間30分攪拌した。ポリマーの10.41gの全量を反応器から回収した。重
合速度はポリマーの25g/g−Pd/時だった。比較例7
前記したように不活性条件下に反応器にII、1,2−ジメトキシエタンの0
.2ミリモル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、22℃で86
psig(590kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え18℃で945
psig(6,516kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。混合物を加熱せず
に24時間15分攪拌した。ポリマーの6.08gの全量を反応器から回収した
。重合速度はポリマーの12g/g−Pd/時だった。比較例8
前記したように不活性条件下に反応器にII、メタノールの0.2ミリモル、
150mL、メタノール、10mL、プロピレン、18℃で94psig(64
8kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え17℃で905psig(6,
240kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。混合物を加熱せずに24時間5分
攪拌した。ポリマーの3.25gの全量を反応器から回収した。重合速度はポリ
マーの6g/g−Pd/時だった。比較例9
前記したように不活性条件下に反応器にII、1,2−ジクロロエタンの0.
2ミリモル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、18℃で80p
sig(552kPa、ゲージ)及び十分な一酸化炭素を加え16℃で1002
psig(6,909kPa、ゲージ)の全反応器圧を得た。混合物を加熱せず
に24時間25分攪拌した。ポリマーの3.49gの全量を反応器から回収した
。重合速度はポリマーの24g/g−Pd/時だった。比較例10
前記したように不活性条件下に反応器にII、1,2−ジクロロエタンの0.
2ミリモル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、19℃で77p
sig及び十分な一酸化炭素を加え125℃で902psig(6,919kP
a、ゲージ)の全反応器圧を得た。一酸化炭素の供給後125℃の設定値に達す
るのに合計15分を要した。混合物を加熱せずに2時間30分攪拌した。実験後
触媒は十分な活性を示さなかった。ポリマーの9.05gの全量を反応器から回
収した。重合速度はポリマーの170g/g−Pd/時だった。比較例11
前記したように不活性条件下に反応器にII、1,2−ジクロロエタンの0.
2ミリモル、150mL、メタノール、10mL、プロピレン、39℃で271
psig及び十分な一酸化炭素を加え54℃で1150psig(7,929k
Pa、ゲージ)の全反応器圧を得た。反応器を一酸化炭素添加前に45℃に加熱
した。反応の設定値は65℃だった。3分後設定値より8℃高い発熱があった。
混合物を加熱せずに2時間51分攪拌した。ポリマーの30.71gの全量を反
応器から回収した。重合速度はポリマーの506g/g−Pd/時だった。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Catalyst for production of linear carbon monoxide / α-olefin copolymer
The present invention relates to a linear alternating poison of carbon monoxide and at least one ethylenically unsaturated hydrocarbon.
Related to the production of rimmers. In particular, the present invention relates to a method for producing a novel catalyst composition and the use of this catalyst.
The present invention relates to a novel method for producing the above polymer.
The present invention relates to a homogeneous catalyst for copolymerizing carbon monoxide and α-olefin, and a method for producing the same.
And a method for copolymerizing an α-olefin and carbon monoxide using the same catalyst. More
Specifically, the present invention relates to a polymer containing carbon monoxide and an olefin in copolymerized form.
It relates to a homogeneous catalyst useful for production.
US manufactures linear alternating copolymers of carbon monoxide and ethylenically unsaturated compounds
It is described in Patents 3,835,123 and 3,984,388. this
These polymers have the general structural formula -ABAB- (where A = olefin, B =
Carbonyl). When the olefin is ethylene, the resulting polymer is of the formula
Can be indicated by
When propylene is present in the reaction mixture, the polymer will
C randomly distributed inThreeHas units. This CThreeThe unit is only between two carbonyl groups.
Does not interfere with the linear alternating structure of the polymer where one olefinic unit is located
.
An improved technology for the production of carbon monoxide / α-olefin polymer is disclosed in European Patent Application 0
121 965 A2 and 0 181 014 A1. Catalyst group
Non-hydrohalo compounds having a Group VIII metal of the Mendeleev Periodic Table and a pKa of less than 2
A phosphorus, arsenic or antimony dendate group capable of forming a complex with the genoic acid and the metal;
Reports that higher activity catalysts can be obtained when based on bidentate ligands
Have been. For example, Pd, Co or Ni may also be used as a transition metal source.
Hexafluorophosphate (PF6 -), Trichloroacetate
And tetrafluoroborate (BFFour -) And these are hexafluoro
It is a conjugate anion of phosphoric acid, trichloroacetic acid and tetrafluoroboric acid.
U.S. Pat. No. 4,804,739 discloses palladium or anion as transition metal source.
The use of catalysts based on quaternary phosphonium salts as a source of oxygen is described. these
The catalyst reduces the amount of metal residues in the product. This catalyst composition generally comprises palladium (
II) Salts (eg, halides or acetates), strong organic acids (eg, trifluoro
Acetic acid, p-toluenesulfonic acid), and bidentate phosphines (eg, 1,3-
Bis [diphenylphosphino] propane).
U.S. Pat. No. 4,831,114 discloses a Group VIII metal, a non-metal with a pKa of about 2-4.
From hydrohalic acids and certain bidentate hydrocarbylphosphine ligands
The use of a catalyst is described. This composition is more reactive at lower reactor temperatures
It is described that it shows sex.
European Application 0 396 268 A1 includes palladium (II) salts, bidentate coordination
Catalysts consisting of amines, phosphines, arsine or stibene and certain anions
Use is described. Quinone added as an oxidant to suppress the reduction of transition metals
ing. Quinones are described as being useful for maintaining catalyst stability.
Different catalyst systems for the polymerization of carbon monoxide and α-olefins include cationic paradigms.
And the use of um (II) catalysts. Researchers are cationic palladium (II) compounds
[Pd (CHThreeCN)Four]+2[(BFFour)]Two -Styrene under mild conditions using
α-methylstyrene, cyclohexane, norbornylene and norbornadiene
It reports that it polymerizes. (Sen.Organometallics 1
982, 1, 415-417). [Bis (acetonitrile) palladium (II) 1
, 3-bis (diphenylphosphino) propane] [bis (tetrafluoro
Borate)] and [Pd (triphenylphosphine)n(CHThreeCN)4-n] (B
FFour)TwoCation for the polymerization of ethylene / carbon monoxide using (where n = 1 to 3)
Palladium (II) has been reported.Advances in Polyme r Science
73/74, Springer-Verlag, New York
1986, pp. 126-44.
EP 061 337 A1 discloses a two-phase aqueous / organic solution in which the catalyst complex is dissolved in an aqueous phase.
A method for catalytic hydrogenation of unsaturated organic compounds in a medium is described. Rhodium catalyst
Preferred is [Pd (water-soluble phosphine ligand)Two(Octon)Two]+2Also hydrogenated
It is described as a preferred preformed complex for use as a medium.
EP 0 450 707 A1 describes an isoprenyl-alkyl from isoprene.
Describes the use of certain palladium (O) complexes in the preparation of
You.
Ethylene / carbon monoxide linear alternating copolymers prepared using known methods and catalysts
It is difficult to form and process a molded product from the above. The melting points of these copolymers are
Because it is close to the decomposition point, it is difficult to control the thermoforming technology. This problem is
The problem can be solved by adding a small amount of propylene to the compound. This propylene is a polymer
Melting point at which the desired melt flow of the resulting terpolymer is copolymerized into the chain.
Lower. U.S. Patent Nos. 4,866,128 and 4,904,716 disclose
Terpolymers having a melting point range of 220-235 ° C are preferred for the molding process
It is described.
U.S. Pat. No. 4,866,128 discloses that by mixing other polymers,
Another means of controlling the melting point of the refin / carbon monoxide polymer has been described.
You. In the above method, the ethylene / carbon monoxide copolymer and the pond material are melt-processed.
Even below, they have only had limited success because of their incompatibility. Was
See, for example, U.S. Patent Nos. 4,904,728 and 4,954,570.
Higher catalyst efficiency and higher reaction rates allow more olefinic
There is a need for a more user-friendly catalyst that can introduce monomers. These catalysts
Melt flow of this polymer and terpolymer by changing the olefinic component
Characteristic control offers great potential and from completely amorphous to highly coupled
It enables the production of polymers ranging from crystalline ones.
There is also a need for a catalyst composition that does not require the use of a strong acid component. This kind of catalyst
Can have significant effects, for example, low corrosion rates or low toxicity
ing.
The novel catalyst found by the present inventors is represented by the formula
(Pd (II) S4-xLx)+2(A)y -n
here
Pd (II) is +2 valent palladium;
S is a synthesis solvent;
L is one or more substantially water-insoluble monodentate ligands having one or more binding sites, bidentate
A ligand or a tridentate ligand;
x is an integer from 1 to 3 equal to the total number of ligand binding sites;
A is a weak or non-coordinating anion that can put or stabilize the complex in a cationic form
; And
n is 1 or 2 and y is 2 or 1;
However
(i) when n is 1, y is 2;
And
(ii) When the anion A is tetrafluoroborate, the organometallic complex is
(Acetonitrile) palladium (II) triphenylphosphine), (bis (A
(Cetonitrile) palladium (II) bis (triphenyl-phosphine)), ((A
(Cetonitrile) palladium (II) tris (triphenylphosphine)) or (bi
(Acetonitrile) palladium (II) 1,3-bis (diphenylphosphino)
Not propane)
It consists of a cationic transition metal complex shown by these.
These catalysts are preferably prepared in several ways. The first of the catalyst composition
The process for the production of (a) nitrosonium tetrafluoroborate and elemental palladium
(B) contacting the solution with the synthesis solvent to form a solution;
Lactate-, tridentate- or tetradentate ligands, palladium (II) and weak or non-coordinating anions
Mixing under sufficient reaction conditions to form a cationic organometallic complex of
Become.
A second method for producing the catalyst composition comprises:
(A) A solution is prepared by contacting a strong acid, elemental palladium and a synthesis solvent, and
(B) this solution, a monodentate, bidentate, tridentate or tetradentate ligand and palladium (II
) And sufficient to form a cationic organometallic complex of a weak or non-coordinating anion.
It consists of the steps of mixing under the appropriate conditions.
A third method of preparing the catalyst composition comprises (a) palladium dihalide and a metal-containing salt and
And a synthesis solvent to form a solution, and (b) a monodentate-, bidentate-
, Tridentate or tetradentate ligands with palladium (II) and weak or non-coordinating anions
Mixing steps under reaction conditions sufficient to form a thionic organometallic complex.
You.
The novel catalyst composition comprises carbon monoxide and at least one ethylenically unsaturated hydrocarbon.
Is useful for making linear alternating polymers by copolymerization of Such as methanol
Inclusion of alcohol in the polymerization mixture increases the rate of polymerization.
The catalyst composition of the present invention is generally prepared by reacting a palladium source, a suitable solvent and an anion.
And the solvent is partially or completely replaced with a suitable ligand.
The anion is preferably a strong acid anion, i.e. an acid having a measurable pKa value.
Acid anions having a pKa of less than 2, especially tetrafluoroborate,
Traphenyl borate, peroxyacid salt, hexafluorophosphate, trifluoro
Preferred are methanesulfonate or mixtures thereof. Depending on the catalyst manufacturing method,
Either radium or palladium dihalide (excluding palladium difluoride)
Is preferably used as a palladium source.
Solvents used in the synthesis of the catalyst decompose the palladium metal complex or any of the reactants.
Need to be nothing. The following compounds are synthesized by the following catalyst manufacturing method.
It is preferably used as a solvent: acetonitrile, benzonitrile, propioni
Tolyl, 1,4-dioxane, dimethylformamide, hexamethylphosphorua
Amide, pyridine, 1-piperidinecarbonitrile, dimethoxyether, anili
Dimethylsulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether,
Trahydrofuran or a mixture of at least two of them.
The anion source is preferably a strong acid anion. Examples of these acids and salts include nitrite
Rosium tetrafluoroborate, tetrafluoroboric acid, silver perchlorate, perchlorine
Acid, sodium tetraphenylborate, sodium hexafluorophosphate
And silver trifluoromethanesulfonate.
The ligands used to partially or completely replace the synthesis solvent molecules are monodentate-,
It may be a bidentate, tridentate or tetradentate ligand. Examples of preferred coordinating ligands include
Aliphatic or aromatic substituted nitrogen containing compounds, phosphine, arsine and stibine
You. Preferably used ligands are substantially water-insoluble. The resulting catalyst complex
The body comprises carbon monoxide as described herein and at least one α-olefin alternating linear copolymer.
Less soluble in water than non-aqueous insoluble solvents useful for dissolving catalysts
In this specification and the claims, the term "water-insoluble" is used. More preferred
The coordinating ligand is 1,3-tris (diphenylphosphinomethyl) ethane
.
Usually a nucleophilic group covalently bonded to the palladium atom, which brings stability to the complex
Ligands can be used in the catalyst composition. These are simply nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony.
It is selected from a bidentate, bidentate or tridentate ligand. Preferred monodentate ligands have the formula
R1RTwoRThreeIndicated by Z:
Where R1, RTwoAnd RThreeIs independently alkyl, aryl, alkaryl or al
An organic group having 1 to 20 carbon atoms selected from xyaryl. 6-14
Each aryl, alkaryl or alkoxyaryl having carbon atoms of
. Examples of these organic groups are phenyl, p-methylphenyl, o-methoxyphenyl.
Phenyl, p-methoxyphenyl, o-dimethoxyphenyl and 2,6-dimethyl
There is phenyl. Suitable atoms for Z include nitrogen, phosphorus, arsenic and antimony
, Nitrogen or phosphorus are preferred. Examples of monodentate ligands include triphenylphosphine, diphthine
Phenylmethylphosphine, dimethylphenylphosphine, tris (o-methoxy
Phenyl) phosphine, tris (2,6-dimethoxyphenyl) phosphine,
Lis (p-methoxyphenyl) phosphine, tris (p-methylphenyl) phos
Fins and tris (p-dimethylphenyl) phosphines and at least their
There are two mixtures.
Preferred bidentate ligands have the formula
R1RTwo-ZRFour-ZR1RTwoIt is.
Where R1And RTwoIs a group defined above. Examples of these organic groups are phenyl
, P-methylphenyl, o-methoxyphenyl, p-methoxyphenyl, o-di
There are methoxyphenyl and 2,6-dimethylphenyl. RFourThe base is 2-20 charcoal
A divalent aryl or alkaryl organic group having an elemental atom, preferably 2 or
Three carbon atoms separate Z. Suitable atoms for Z include nitrogen, phosphorus, arsenic and
There is antimony, and nitrogen or phosphorus is particularly preferred. Examples of bidentate ligands include 1,2
-Bis (diphenylphosphino) ethane, 1,3-bis (diphenylphosphino)
) Propane, 1,3-bis [bis (o-methoxyphenyl) phosphino] propa
1,3-bis [bis (2,6-dimethoxyphenyl) phosphino] propane
1,3-bis [bis (p-methoxyphenyl) phosphino] propane, 1,3
-Bis [bis (p-methylphenyl) phosphino] propane, 1,3-bis [bi
[2,6-dimethylphenyl] phosphino] propane and at least their
There are two mixtures.
Preferred tridentate ligands have the formula
[R1RTwo-MRFive]Three-Y-R6
Indicated by
Where R1And RTwoIs a group having the above definition. Examples of these organic groups are
Phenyl, p-methoxyphenyl, o-methoxyphenyl, p-methoxyphenyl
, O-dimethoxyphenyl and 2,6-dimethylphenyl. RFiveGroup is preferred
Or a divalent group having 1 or 2 carbon atoms, and M is nitrogen, phosphorus, arsenic or
It is a trivalent group such as antimony. Y is nitrogen, phosphorus or arsenic;6Exists
Or if Y is carbon, R6Any organic group having 1 to 20 carbon atoms
Or hydrogen. Examples of tridentate ligands include 1,1,1-tris (dimethylphos
Finomethyl) ethane, tris (dimethylphosphinomethyl) methane, 1,1,
1-tris (dimethylphosphinomethyl) propane, tris (diphenylphosphine)
(Inomethyl) methane, 1,1,1-tris (diphenylphosphinomethyl) eta
1,1,1-tris (diphenylphosphinomethyl) propane, tris (diphenyl
Phenylphosphinoethyl) methane, N, N, N- [tris (diphenylpho
Sphinomethyl)] amine, N, N, N- [tris (diphenylphosphinoethyl)
)] Amine, 1,1,1-tris (bis (2,6-dimethoxyphenyl) phos
Finomethyl] ethane, 1,1,1-tris [bis (2,6-dimethylphenyl)
) Phosphinomethyl] ethane, N, N, N- [tris [bis (2,6-dimethoxy)
[Ciphenyl) phosphinomethyl]] amine, N, N, N- [tris [bis (2,
6-dimethylphenyl) phosphinomethyl] amine and at least two of them
There is a mixture.
The palladium trifluoroborate composition has a slight excess
Suitable synthesis of Trosonium tetrafluoroborate with the above oxidizing agents
Contact in a solvent and then partially or completely displacing the solvent with a coordinating ligand.
It can be manufactured by Acetonitrile is an example of a suitable synthesis (for) solvent
, Benzonitrile, propionitrile, dimethoxyethane, 1,4-dioxa
And mixtures of at least two of them. The reaction is preferably slightly chemical
Using a stoichiometric excess of nitrosonium tetrafluoroborate to reactant or product
It is carried out by contacting the reactants at an appropriate temperature that does not decompose. Preferably
The reaction is performed at room temperature in an inert atmosphere.
Another method of making a palladium metal complex is to use palladium metal and an oxidizing acid, such as
Trifluoromethanesulfonic acid, tetrafluoroboric acid or more preferably persalt
Acid in a suitable synthetic solvent, and then the solvent is partially reacted with a coordinating ligand.
It is a method of completely or completely substituting. This oxidizing acid converts palladium metal to Pd (0
) To Pd (II). Non-limiting of the synthesis solvent
Examples include dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide,
Lumamide, acetonitrile, propionitrile, benzonitrile, 1-piperi
Gincarbonitrile, pyridine, aniline, dimethoxyethane, diethylate
, Tetrahydrofuran, 1,4-dioxane or at least two of them as appropriate
There is a compatible mixture of The reaction is preferably performed in the presence of a slight excess of the acid component.
This is performed using radium.
Palladium metal complexes also drive palladium dihalides and metal coordination salts
The reaction is carried out using salt removal as force and then the solvent is partially or with a coordinating ligand.
It can also be produced by complete substitution. For example, palladium dihalide
Has any of Cl, Br or I. The above metal salts are, for example, lithium, na
Thorium, potassium or silver and tetraphenylborate, perchlorate, nitrate or
It can consist of an anion of an acid such as hexafluorophosphate. Preference for metal-containing salts
Good examples are tetraphenylborate, silver tetraphenylborate, perchlorine
Silver acid, sodium nitrate, silver nitrate, sodium hexafluorophosphate, silver
There are trifluoromethanesulfonate and potassium hexafluorophosphate
. Non-limiting examples of synthesis solvents include dimethylformamide, hexamethylphospho
Luamide, pyridine, acetonitrile, benzonitrile, propionitrile, 1
-Pyeridylcarbonitrile, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran
, Aniline, dimethyl sulfoxide, 1,4-dioxane or at least one of them
There are also two suitable miscible mixtures.
The polymerization reaction for producing the carbon monoxide / olefin polymer of the present invention is preferably
Contacting monomers and catalyst in liquid or gas phase using reactions commonly used in industry
This is done by letting The amount of catalyst used can vary widely. Preferred
The amount of catalyst used is 1 x 10 palladium per liter of polymerization solvent.-1~ 1 × 10-6Is a mole.
In the method of the present invention, the novel catalyst composition described above is used to reduce carbon monoxide.
It is polymerized with at least one ethylenically unsaturated hydrocarbon (ie, an α-olefin).
Hydrocarbons having 2 to 20 carbon atoms are preferred, and those having 2 to 10 carbon atoms are preferred.
More preferred. Examples of these hydrocarbons are ethylene, propylene, butene,
4-methyl-1-pentene, hexene, octene, decene, styrene or p-meth
There is chill styrene. Preferred α-olefins are ethylene and / or propylene
It is.
In this polymerization method, an activator can be used together with the catalyst composition. Activators are examples
It is an alkanol such as tanol. Not wanting to be bound by theory,
From the mass spectrum of the mer fragment, the alcohol
It is suggested that it is acting as. The reaction rate increases in the presence of alcohol.
Great. This suggests that it is affecting the initiation and / or termination of the polymerization.
Alcohols can also function as polymerization solvents. But BFFour -Weak coordination
In the case of a catalyst containing nion, a decrease in the reaction rate is observed. Alcohol: para
The preferred molar ratio of indium is from 1: 1 to 1,000,000 and from 100: 1 to 10,000,000.
000: 1 is most preferred. Examples of preferred alcohols include 1 to 4 carbons
Lower alkanols having atoms such as methanol, ethanol, n-propano
, Isopropanol, n-butanol, s-butanol and t-butanol
There is.
The preferred reaction pressure for the polymerization is from 1 to 700 atm, especially from 7 to 300 atm.
Good. Olefin: Carbon monoxide (where the olefin component is ethylene
And / or propylene) are from 1: 2 to 1:20, in particular from 1: 4 to 1:10.
Is preferred.
The polymerization reaction is usually performed in an “inert solvent”. Here, the "inert solvent" is heated
, Which dissolves the catalyst composition under pressure without decomposition or substitution of the ligand.
However, inert solvents may be used in the polymerization reaction process, such as alkanols, for example.
It may be composed of a component which affects the speed of chain termination, chain transfer reaction and the like. reaction
Solvents with low vapor pressure at temperature are preferred because they eliminate the need for higher reactor pressure.
New Examples of preferred solvents include ethers, diethers, cyclic ethers, ketones,
Diketones, alkanols, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, aromatic amines
And nitriles. Specific examples of these solvents include diethyl ether,
Xiethane, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, acetone, methylethyl
Luketone, dimethyl sulfoxide, methanol, ethanol, n-propanol
, Isopropanol, n-butanol, s-butanol, t-butanol, tol
Ene, xylene, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloro
Ethane, acetonitrile, propionitrile, piperidinecarbonitrile, ben
There are zonitrile, aniline, pyridine and mixtures of at least two of them.
When the olefin group has more than 2 carbon atoms, especially when the anion is BFFour -Etc. non
When coordinating, the choice of solvent and reaction temperature will affect the tacticity of the polymer.
give. For example, if acetone is used as a solvent at 30 ° C. or lower,
Polymer with higher tacticity than when using 1,2-dichloroethane
Is obtained. When the reaction temperature rises above 65 ° C, essentially no matter the solvent,
A tactic polymer is obtained.
The rate of polymerization is affected by the counter ion present in the catalyst. Anion is BFFour -
When a non-coordinate solvent is used, the use of a polar solvent is
The polymerization reaction rate is lower than the case. Similarly, if the anion is as strong as perchlorate
When coordinating, using a polar solvent is less than using a less polar solvent.
However, the reaction rate is generally high.
The reactor used for this seed polymerization reaction can be used as the reactor. Appropriate
The polymerization temperature is preferably a temperature that provides a sufficient reaction rate without decomposition of the catalyst. Also warm
Affects the molecular weight and tacticity of the polymer, depending on the reaction mixture used.
I can. Reactants, carbon monoxide and α-olefins are sufficiently reduced to Pd (II) and
The reduction rate increases with increasing temperature. Generally, all catalysts are faster at elevated temperatures.
Crab is reduced. Polymerization occurs in the range of -78C to 200C. Most preferred range
Is 25 to 150 ° C. As the reaction temperature rises, unless catalyst deactivation is noticeable
The rate of polymerization also increases. For example, BF as an anionFour -100 ° C or higher for catalysts with
Is more unstable at reactor temperatures than with perchlorate. The latter is 80 ° C
, The reaction rate is not substantially reduced for 7 hours or more. Deactivation of the catalyst is decomposed or desired
It can be caused by other mechanisms that break the ability of the catalyst to promote the reaction.
Experiment
All catalyst complexes were subjected to PA-400 D to remove the last traces of water and oxygen.
Drying through a column of reduced chromium on avidson refrigeration grade silica
Manufactured under nitrogen. Acetonitrile, propionitrile, benzonitrile,
Tilformamide and hexamethylphosphoramide are available as anhydrides when available
Or Aldrich Chemical Company (Aldrich Chemical Comp.)
any) as high purity material and used without further purification. Pa
Radium powder, nitrosonium, tetrafluoroborate, silver perchlorate, dichloride
Palladium, sodium hexaphosphate, trifluoromethanesulfonic acid
Silver and sodium tetraphenylborate purchased from Aldrich Chemical
And used without further purification. N, N, N ', N'-tetramethyl
-1,3-propanediamine was purchased from Aldrich Chemical Co., Ltd.
Reflux under calcium hydride under, then steam from calcium hydride
Stayed. Tris (o-methoxyphenyl) phosphine and 1,3-bis (dife
Nylphosphino) propane was purchased from Strem Chemical.
al Company) and required distillation from heated methanol.
1,3-bis (diphenylphosphino) propane purchased from Ludrich
Except for the pure batch, it was used without further purification. 1,1,1-Tris (
Dimethylphosphinomethyl) -ethane and 1,1,1-tris (diphenylphosphomethyl)
Finomethyl) ethane ligands have been described in the literature (Maier, LJ.Inorg. Nu cl. Chem
, 24, (1962) 275 and Whitesides, G .; M
.J. Am. Chem. Soc., 93, 6, (1971) 1379-1389.
) Was applied. Prepare all complexes with oxygen
Atmosphere (Vacuum Atmospheres) equipped with water and water removal equipment
The weight was measured in the drying box.[Tetrakis (acetonitrile) palladium (II)] [Tetrafluorovolley G) Production of (I)
A 25 mL container was placed in a dry box with palladium powder, 0.5 g (4.70 mm
ol), and then transferred to a vacuum line. Add 50 mL of acetonitrile
A slurry of finely ground metal, magnetically stirred, was formed. In the drying box
Nitrosonium tetrafluoroborate, 1.21 g (1
0.34 mmol), and then transferred to a vacuum line. Palladium metal
Nitrosonium tetrafluo (2 x 50 mL) added to the container containing the rally
Acetonitrile (2 × 50 mL) was added to dissolve the roborate. this
The mixture is stirred at room temperature for at least 4 hours and acetonitrile with traces of suspended metal
The formation of a yellow solution of the palladium complex in tolyl was obtained. The yellow solution is filtered and used.
Excess metal residues were removed from the palladium complex before use. The following manufacturing process
In the cation, I.Comparative Example: [Bis (acetonitrile) palladium (II) 1,3-bis (diphenyi) Ruphosphino) propane] [tetrafluoroborate] (II)
The cation, I, was prepared as described above on a 4.70 mmol scale. 1,3
-Bis (diphenylphosphino) propane, 2.13 g (5.12 mmol)
Added to a 500 mL container in a vacuum box. Transfer the container to a vacuum line and
100 mL of tonitrile was added. The solution was stirred magnetically during the course of the reaction.
. I was filtered and added directly into the vessel containing phosphine to give a dark red precipitate.
Was. Stir at room temperature to allow this color to fade gradually, and after stirring overnight, almost colorless
A soluble product was obtained. All volatiles were removed under vacuum and hexane (2
× 100 mL) to give an off-white solid. Completely at room temperature for several hours under vacuum
Dry and remove hexane from this solid.[Bis (acetonitrile) palladium (II) bis [tris (o-methoxy Nyl) phosphine] [tetrafluoroborate] (III)
The cation, I, was prepared as described above on a 4.70 mmol scale. Tris
3.64 g (10.34 mmol) of (o-methoxyphenyl) phosphine
Add to the 500 mL container in the drying box and transfer to vacuum line. Acetonitrile
, 75 mL were added to partially dissolve the phosphine. The mixture is allowed to proceed
Stirred magnetically at medium room temperature. I is filtered and placed directly in the vessel containing the phosphine.
The solution was darkened immediately upon addition. After stirring overnight at room temperature, the color is pale yellow (par
Le Yellow). All volatiles are removed under vacuum and hexane (
2 × 100 mL) to give a solid. Vacuum dry the residue to off-white
A solid was obtained.[Bis (acetonitrile) palladium (II) [1,1,1-tris (dimethyl Production of [phosphinomethyl) ethane]] [tetrafluoroborate] (IV)
The cation, I, was prepared as described above on a 4.70 mmol scale. 1,1
, 1-tris (dimethylphosphinomethyl) ethane, 2.61 g (~ 2.6 mL
Or 10.34 mmol), into a 500 mL container in a dry box,
Transferred to vacuum line. Acetonitrile, 50 mL, was added to the ligand and the mixture was added.
The mixture was stirred magnetically during the reaction. Filter I into a vessel containing phosphine
Added. The solution was stirred overnight at room temperature. Remove all volatiles under vacuum
And hexane (2 × 100 mL) to give a residue. This obtained orange
The solid was vacuum dried before use.“Bis (acetonitrile) palladium (II) {1,1,1-tris (diphenyl Ruphosphinomethyl) ethane}] [tetrafluoroborate] (V)
The cation, I, was prepared as described above on a 4.70 mmol scale. 1,1
3.23 g, 5.17 m of 1,1-tris (diphenylphosphinomethyl) ethane
mol was added to a 500 mL container in the drying box. Put this container in a vacuum line
Transfer and add 100 mL of acetonitrile with the ligand dissolved. This mixture
The reaction was stirred magnetically during the course of the reaction. Filter I into a vessel containing phosphine
Addition resulted in the formation of an orange solution. The mixture was stirred overnight at room temperature. all
All volatiles were removed under vacuum to give a powdery residue. Hexane
(1 × 200 mL) and then dried under vacuum for several hours to give a yellow-orange solid.[Bis (acetonitrile) palladium (II) (N, N, N ', N'-tetrame Tyl 1,3-propanediamine)] [tetrafluoroborate], (VI) Manufacture
The cation, I, was prepared as described above on a scale of 1.88 mmol in acetonitrile.
Manufactured. N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-
Propanediamine, 0.48 g (4.14 mmol), and acetonitrile, 7
5 mL was charged. The contents of the vessel were stirred magnetically during the course of the reaction. I
Was filtered and added directly into the container containing the bidentate amine. Allow this mixture to stand at room temperature overnight
Stirred. All volatiles were removed under vacuum. Remove remaining red-orange solid
Washed with sun (2 × 100 mL). The solid was dried under vacuum for several hours.[Bis (acetonitrile) palladium (II) -1,3-bis (diphenylphospho) Production of Fino) propane] [perchlorate], (VII)
In a 100 mL container in a dry box, palladium perchlorate, 0.25 g (1.
41 mmol) and then transferred to a vacuum line. Dry the 250 mL container
Silver perchlorate, 0.64 g (2.82 mmol), and vacuum vacuum
Moved to Acetonitrile, 50 mL, with PdClTwoIn a container containing
Was stirred magnetically. Acetonitrile, 50 mL, to silver perchlorate
Was added to a 250 mL container. The contents of this container were magnetically disrupted during operation.
Stirred. Add the palladium perchlorate slurry to the silver perchlorate solution using a cannula.
Thus, granulation with a yellow solution on a white solid was obtained. Let this mixture stand for about 15 hours at room temperature
With stirring. Place a 250 mL container in a dry box with 1,3-bis (diphenyl
(Sphine) propane (DPPP), 0.64 g (1.41 mmol)
And then transferred to a vacuum line. Acetonitrile in this container containing DPPP,
30 mL was added and stirring continued for the duration of the next reaction. Reaction of palladium dichloride
Agitation of the container containing the product is stopped with silver perchlorate and these salts are dissolved in the solution.
The solution was precipitated. Soluble dication [Pd (CHThreeCN)Four]+2[ClOFour]Two -
The solvent phase containing is filtered from this mixture to give a solution of DPPP in acetonitrile
Was added directly into. A further precipitate became dark blue. This is the excess Ag
ClOFourIs believed to be the main oxidation product of DPPP by precipitated AgCl.
Be confused The mixture is stirred for 12 hours, then the precipitate is separated from the liquid phase
Precipitated. The yellow solution was filtered from the precipitate and the solvent was removed in vacuo.
I left. A pale yellow-green solid with crystals was obtained. This solid is treated with hexane (2 × 30 m
L) and then vacuum dried (3 × 10-3Torr (0.4 Pascal) gauge, room temperature)
did.[Bis (dimethylformamide) palladium (II) 1,3-bis (diphenyl Production of [phosphino) propane] [perchlorate]
0.5 g (2.82 mmol) of palladium dichloride in a dry box magnetically
Weighed into a 250 mL vessel equipped with a stir bar and then transferred to a vacuum line.
Add 30 mL of dimethylformamide to form a slurry of palladium dichloride
did. 1.29 g (6.20 mmol) of silver perchlorate were added to a 10 equipped with a magnetic stir bar.
Weighed into a 0 mL container in a dry box and then transferred to a vacuum line. The
Add methylformamide, 50 mL, to the easily dissolved silver perchlorate by stirring.
Was. This silver perchlorate is stirred using a cannula with a stirring slurry containing palladium dichloride.
Moved to Lee. An intermediate was obtained which formed a dark yellow solution on an off-white precipitate. this
The mixture was stirred at room temperature for about 15 hours. The stirring was terminated and the solution separated from the salt. Magnetic
A 250 mL container equipped with a gas stir bar is placed in a dry box with 1,3-bis (diphenyl).
Ruphosphino) propane (DPPP), filled with 1.28 g (2.82 mmol)
And then transferred to a vacuum line. Stir dimethylformamide, 30 mL,
The sample was partially dissolved in addition to DPPP. Silver perchlorate and PA
The reaction product with radium was filtered from the precipitate and added to a vessel containing DPPP.
. This residual DPPP dissolved quickly and immediately formed a bright yellow solution. This solution
Was stirred for about 2 hours and placed under vacuum at a temperature of 40 ° C. to remove excess solvent
. Wash with hexane (2 × 50 mL) and dry in vacuo to give a sticky tan product
I got The final product was a fine beige powder.[Bis (benzonitrile) palladium (II) 1,3-bis (diphenylphosphine Production of (ino) propane] [tetrafluoroborate], (IX)
A 100 mL container was placed in a dry box with palladium powder, 0.25 g (2.35 g).
mmol), and then transferred to a vacuum line. Benzonitrile, 20 mL
, A magnetically agitated into this container and add a finely ground metal slurry
Was formed. Nitrosonium tetraflu in a dry box in a 100 mL container
Oroborate, charged with 0.60 g (5.17 mmol), then put on vacuum line
Moved. Add 20 mL of benzonitrile to form a solution and stir magnetically
did. This nitrosonium tetrafluoroborate is cannulated using P
d Added to the slurry. The mixture was reacted for three days. The mixture is then
The reaction was completed by heating to a temperature of 50.degree. An orange-yellow suspension was obtained. 250m
L in a dry box with 1,3-bis (diphenylphosphino) propane (
DPPP), 1.07 g (2.58 mmol), then put on a vacuum line
Moved. Benzonitrile, 20 mL, was added to the container containing DPPP and magnetically added.
Stirred by air. Palladium and NOBFFourOf the container containing the reaction product with
The contents were added via cannula to the container containing DPPP. Stir for 2 hours
A yellow-orange solution formed on the precipitate. The mixture was filtered from the solid and hexane,
50 mL was added to the filtered solution to give a beige powder precipitate. This powder
Wash with hexane (3 × 20 mL) and dry under vacuum at room temperature for several hours before use
Was.[Bis (propionitrile) palladium (II) 1,3-bis (diphenylphos Production of Fino) propane] [tetrafluoroborate], (X)
Palladium powder, 0.25 g (2.35 g) in a dry box in a 100 mL container.
mmol) and then transferred to a vacuum line. Propionitrile, 25 mL
,
To this container to form a slurry of finely ground metal, which is magnetically stirred.
Stirred. Nitrosonium tetrafluoro in a dry box in a 100 mL container
Charge borate, 0.60 g (5.17 mmol), then transfer to vacuum line
Was. Add 25 mL of propionitrile to form a solution and stir magnetically.
Was. This nitrosonium tetrafluoroborate can be converted to Pd
The formation of an olive solution in addition to the rally was immediately obtained. Watch this mixture for 4 hours
Reacted with some of the precipitate formed. Place a 250 mL container in a dry box for 1,
3-bis (diphenylphosphino) propane (DPPP), 1.07 g (2.5
8 mmol) and then transferred to a vacuum line. Propionitrile, 25m
L was added to the vessel containing DPPP and stirred magnetically. Palladium and N
OBFFourThe contents of the container containing the reaction product with
Was added to the container. The mixture was stirred for 4 hours and noticed additional precipitate formation
did. After filtering this solution into a 100 mL container and reducing the volume under vacuum,
In hexane, 35 mL. A golden powder was obtained from off-white. This
It was washed with hexane (3 × 25 mL) and dried in vacuo for several hours before use.[Bis (acetonitrile) palladium (II) 1,3-bis (diphenylphosphine) Production of (ino) propane] [hexafluorophosphate], (XI)
Palladium dichloride, 0.25 g (1.4 in a dry box in a 250 mL container
2 mmol), and then transferred to a vacuum line. Acetonitrile, 30m
L was added to this vessel to form a slurry and stirred magnetically. 100mL
Sodium hexafluorophosphate in a dry box in a container of 0.52 g
(3.10 mmol) and then transferred to a vacuum line. Acetonitrile,
30 mL was added to form a solution / slurry and stirred magnetically. Natori
Muhexafluorophosphate with PdClTwoWas added to the slurry. Then NaP
F6Is again rinsed with acetonitrile, 30 mL, which is
lTwoWas transferred to a container containing The mixture gradually formed a yellow solution. this
The solution was stirred at room temperature for 15 hours. All palladium dichloride consumed in the reaction
An off-white precipitate formed. 1,3-Bi in a 250 mL container in a dry box
(Diphenylphosphino) propane (DPPP) and then vacuum line
Moved to Add acetonitrile, 30 mL, and add palladium dichloride and sodium
The solution containing the reaction product with lithium hexaphosphate is placed in a DPPP-containing container.
Filtered. The mixture was stirred for about 2 hours with the formation of additional precipitate. All melts
The solvents and volatiles are removed under vacuum at room temperature and washed with hexane (2 × 50 mL).
A white solid was obtained.[Dimethoxyethane palladium (II) 1,3-bis (diphenylhoffino) Production of [propane] [tetrafluoroborate], (XII)
Palladium powder, 0.25 g (2.35 g) in a dry box in a 250 mL container
mmol) and then transferred to a vacuum line. Dimethoxyethane, 25m
L to this container to form a finely ground metal slurry,
And stirred. Nitrosonium tetraflu in a dry box in a 100 mL container
Oroborate, 0.60 g (5.17 mmol) was charged and then vacuum line
Moved to Add 50 mL of 1,2-dimethoxyethane to form a solution,
Therefore, it was stirred. Nitrosonium tetrafluoroborate with cannula
To the Pd slurry to give a rapid formation of a yellow-green solution. Attention to this mixture
The reaction was allowed to proceed for 15 hours with a small amount of precipitate formed. Dry in 250mL container
1,3-bis (diphenylphosphino) propane (DPPP), 1
. 07 g (2.58 mmol) were charged and then transferred to a vacuum line. Jimetoki
Cietan, 50 mL, was added to the DPPP containing vessel and stirred magnetically. Para
Jium and NOBFFourThe contents of the container containing the reaction product with
To the container containing DPPP. The mixture forms a bright yellow solution on a white precipitate
For 4 hours. The solution is filtered from the solid and the volatiles are removed under vacuum
Removed. Wash the sticky solid with hexane (2 × 50 mL), then 1,2-
Dissolve in dimethoxyethane, 50 mL, add 100 mL of hexane and add yellow
A precipitate formed. Wash this with hexane (3 x 50 mL) and dry under vacuum before use.
I let you.[Bis (acetonitrile) palladium (II) -1,3-bis (diphenyl) pho Production of [Sufino) propane] [trifluoromethanesulfonate] (XIII)
Palladium dichloride, 0.25 g (1.41 mmol), and silver trifluoromethane
Weigh tansulfonate, 0.80 g (3.10 mmol) in a dry box
And transferred to a 250 mL vessel equipped with a magnetic stir bar. Vacuum line this flask
And acetonitrile, 75 mL, is added to the mixture and magnetically during operation.
And stirred. The solution phase gradually turned yellow due to the formation of an off-white precipitate.
Was. 1,3-bis (diphenylphosphino) propane (DPPP), 0.64 g
(1.55 mmol) in a dry box and added to a 250 mL container,
It was then transferred to a vacuum line. The pale yellow solution phase is separated from the precipitate in a flask containing DPPP.
And filtered. This polymerization
450 mL purchased from Parr Instrument Company
Using stainless steel (316-ss) for copolymerization of carbon monoxide and olefin
Was. This reactor has an internal cooling loop for heat removal and a 4-blade stirrer
Was mounted twice. Unless otherwise noted, PID (proportional-i
The temperature was controlled by an integral-derivative method. This is polymerization
Predict cooling and heating as a function of temperature change rate and trend and temperature setting during
Things. Moisture and oxygen are removed from the reactor surface to the cylinder unless otherwise noted.
Heating the stirrer assembly at 120 ° C. in a contact oven for at least 12 hours
The components were assembled under a high purity nitrogen purge. Described in Example
Air to 200 ° C under nitrogen to dry further, then release pressure
The vessel was then evacuated with a vacuum pump. Repeat heating and vacuum three times in total
Repeated. In the embodiment, this is called charging under inert conditions.
Except where noted, some polymerization experiments included all catalyst components and solvents.
Was treated and transferred under dry nitrogen. Transfer the catalyst into a thionsbin with a rubber septum.
And weighed in a dry box. Solvent, typically 50-100 mL, standard airless
Transferred to this catalyst box to dissolve solids under dry nitrogen using transfer
. The catalyst, promoter and solvent were transferred to the reactor through a 100 mL volumetric addition vessel.
. The vessel is kept under an inert atmosphere during this transfer operation and is maintained under a high nitrogen pressure (750-10
This liquid fraction into the reactor under 100 psig (5170-6895 kPa gauge).
Pressed. Unless otherwise noted, each component was added to the reactor in the following order; 1) Accelerator
(Methanol), 2) solvent and 3) catalyst in solvent. Larger reactor after each addition
Atmospheric pressure. Next, propylene and / or ethylene are added to the reactor to obtain a desired partial pressure.
After that, carbon monoxide was added to start the reaction. All reaction times are the last component
Based on when carbon oxide was added to the reactor. Consider moving reaction components under nitrogen
In the experiments that were not considered, the reaction was carried out with the experimental solvent, methanol and the catalyst dissolved in the solvent.
The reactor was fed at room temperature by adding it to the reactor cylinder in air. Next,
A nitrogen or gaseous olefin before charging.
And easily purged. Propylene and / or ethylene are then added to the reactor and each component
The desired partial pressure was obtained. Heat the reactor to the desired set point or within a few degrees of it
Carbon was added to the desired overall. The total reaction time is the time when carbon monoxide is added to the reactor.
Based. The mixture was stirred at 1000 rpm for the duration of the experiment. Reactor at the end of polymerization
Release the pressure to stop the reaction and remove the cylinder from the reactor head to produce
I took things out. The solvent was degassed from the polymer. This is overnight during fume hood
Place and then dry in a vacuum oven at 60-90 ° C for at least 48 hours.
I let you. No stabilizer or diffusing agent was added to the product.
Reaction solvent
Tetrahydrofuran, diethyl ether and 1,2-dimethoxyethane
purchased from Drich in kilolab cylinders, followed by the presence of benzophenone.
Reflux in the presence of Na / K alloy under reflux and dry to obtain Na / K benzophenone ketal-based
On was generated. The solvent was distilled from this mixture. Toluene Fisher
And dried over 4A molecular sieves and refluxed and distilled using molten Na. K
Anhydrous roloform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane and acetonitrile
Purchased from Aldrich in a fully sealed bottle in the form of a
Used well. Acetone has a reagent grade of 55 from Delta Distributors.
Purchased in gallon drums and used without further purification. Absolute methanol
Purchased from Fisher, purged with nitrogen, added Mg shavings and added magnesium
Methoxide was made. Distilling anhydrous methanol from this mixture under dry nitrogen;
Further Mg shavings were added and the product was distilled under dry nitrogen. All anhydrous solvents
Stored under dry nitrogen.
The invention is illustrated by the following comparative examples (but not the invention) and the following non-limiting examples.
. The polymer products of Comparative Examples and Examples are13Analyzed by C NMR and / or infrared spectroscopy
did. All copolymer products are linear alternating copolymers of carbon monoxide and ethylene
And that all terpolymer products are carbon monoxide and ethylene or
Was confirmed to be a linear alternating terpolymer of propylene.Example 1
0.2 mmol of III, 1,2 as described above under inert conditions in the reactor.
-Dichloroethane, 150 mL, methanol, 10 mL, octene 50 mL and
Filled with carbon monoxide. The mixture was stirred for 25 hours without heating for 25 hours. Po
About 1 g of the limer was recovered from the reactor. The polymerization rate is 2 g / g-Pd /
It was time.Example 2
0.2 mmol of IV, 1,2-
Dichloroethane, 150 mL, methanol, 10 mL, octene, 50 mL and
Filled with carbon monoxide. The mixture was stirred without heating for 24 hours. Polymeric
A volume was collected from the reactor.Example 3
In a reactor, 0.2 mmol of V, 1,2-diethyl as previously described under inert conditions.
Chloroethane, 135 mL, methanol, 10 mL, propylene, 80 psig
(552 kPa, gauge) Filled with 19 ° C. and sufficient carbon monoxide.
A total reaction pressure of 6 psig (6.247 kPa, gauge) was provided. This mixture is
The mixture was stirred for 4 hours and stirred for 24 hours and 50 minutes without heating. 13.68 g of polymer
The whole was recovered from the reactor. The polymerization rate was 26 g / g-Pd / h of the polymer.
Was.Example 4
0.2 mmol of VI, 1,2-
Dichloroethane, 150 mL, methanol, 10 mL, ethylene, 275 psi
g (1.896 kPa, gauge), 24 ° C. and enough carbon monoxide
The total reaction pressure was 1012 psig (6.977 kPa, gauge) at 0 ° C. this
The mixture was stirred without heating for 29 hours and 26 minutes. 0.30 g of polymer
Collected from the reactor. The polymerization rate was 0.5 g / g-Pd / hr of the polymer.Example 5
Atmospheric conditions without consideration for exposure to air or moisture as described above for the reactor
0.12 mmol of VI, 1,2-dichloroethane, 150 mL, methanol
5 mL of ethylene at 214 psig (1.475 kPa, gauge) at 18 ° C
Fill and add enough carbon monoxide at 32 ° C. to 914 psig (6.302 k
(Pa, gauge). Initially, the reactor set point was 45 ° C.
Was. The final setting was 100 ° C with the maximum temperature of 102 ° C observed throughout the experiment.
Was. The mixture was stirred for 51 minutes before completion. Anti-fill two additional carbon monoxide
I went during the rehearsal. A total of 25.87 g of polymer was collected. Polymerization rate is polymer
2.384 g / g-Pd / hr.Example 6
VII as described above without consideration for exposure of the reactor to air or moisture.
0.12mmol, 150mL, methanol, 10mL ethylene 229ps
ig (1,579 kPa, gauge) at 24 ° C. and add carbon monoxide and add
A total reactor pressure of 920 psig (6,343 kPa, gauge) at 9 ° C. was provided.
Initially, the reactor set point was 45 ° C. Final settings were observed throughout the experiment
80 ° C. with a maximum temperature of 83 ° C. The mixture was stirred for 1 hour before completion
. Two additional carbon monoxide charges were made during the course of the reaction. 35.9 of polymer
A total of 8 g was collected. The polymerization rate was 2,818 g / g-Pd / hour of the polymer.
Was.Example 7
As described above, in an atmosphere not considering the exposure of air or moisture to the reactor
, 0.12 mmol of VII, methanol and 150 mL ethylene at 20 ° C.
Fill at 9 psig (820 kPa, gauge pressure) and add enough carbon monoxide
At 25 ° C. to give a total reaction pressure of 900 psig (6,205 kPa, gauge).
Initially the reactor setting was 45 ° C. The last setting was 80 ° C. However
The reaction is terminated before the set point is reached and the maximum observed temperature is 77 ° C
Met. The mixture was stirred for 40 minutes before completion. One additional carbon monoxide fill
To
Performed while the reaction was in progress. A total of 13.17 g of polymer was collected. The polymerization rate is
It was 1.547 g / g-Pd / hr of the rimer.Example 8
As described above, in an atmosphere without regard to exposure of air or moisture to the reactor.
, VIII, 0.012 mmol, acetone, 150 mL, methanol, 1 mL
, Ethylene at 211 ° C. and 211 psig (1,455 kPa, gauge),
Then, sufficient carbon monoxide was added, and 985 psig (6.791 kPa,
). The reactor setting was 80 ° C. Anti-carbon monoxide
It was added through heating when the reactor reached 45 ° C. 7 hours 20 minutes before finishing the mixture
Stirred. The catalyst was still active as indicated by a continuous drop under total pressure.
Two additional carbon monoxide charges were made during the course of the reaction. 28.84 of the polymer
All of g were collected. The polymerization rate was 3,080 g / g-Pd / hr of the polymer.
.Example 9
Atmosphere with no consideration for air or moisture exposure as described above for the reactor
Under conditions, 0.17 mmol of IX, 1,2-dichloroethane, 100 mL, meta
And 10 mL ethylene at 215 psig (1,482 kPa,
Di) and add enough carbon monoxide to add 1002 psig (6.
(909 kPa, gauge). The reactor setting was 65 ° C.
Carbon monoxide was added through heating when the reaction reached 45 ° C. 70 ° C maximum temperature
Was observed throughout the experiment. The mixture was stirred for 1 hour and 35 minutes before completion. The catalyst is real
It was also active at the end of the experiment. Two additional carbon monoxide charges during the course of the reaction
went. A total of 28.35 g of polymer was collected. The polymerization rate is 100
It was 8 g / g-Pd / hour.Example 10
Atmosphere with no consideration for air or moisture exposure as described above for the reactor
Under conditions, 0.19 mmol of X, 1,2-dichloroethane, 150 mL, methano
10 mL, ethylene at 216 psig (1,489 kPa,
Di), add enough carbon monoxide and add 1001 psig (6.90) at 49 ° C.
A total reactor pressure of 2 kPa (gauge) was applied. The reactor setting was 65 ° C.
Carbon monoxide was added through heating when the reactor reached 45 ° C. Maximum temperature of 66 ° C
Degree was observed throughout the experiment. The mixture was stirred for 1 hour and 11 minutes before completion. The catalyst is
It was still active at the end of the experiment. One additional charge of carbon monoxide occurs during the course of the reaction.
It was conducted. A total of 18.14 g of polymer was collected. Polymerization rate is polymer / g-
Pd / hr. Was 771 g.Example 11
Atmospheric conditions without consideration for air or moisture exposure to the reactor as described above
0.17 mmol of XI, 1,2-dichloroethane, 150 mL, methano
10 mL, ethylene at 28 ° C., 224 psig (1,544 kPa,
Di), add enough carbon monoxide and add 1023 psig (7.05
A total reactor pressure of 3 kPa (gauge) was provided. Reactor set point is 65 ° C
Was. Carbon monoxide was added through heating when the reactor reached 45 ° C. Reactor temperature
The degree was increased to 75 ° C after 24 minutes than 90 ° C after 38 minutes of total experimental temperature. mixture
The material was stirred for 47 minutes before completion. A polymer cough was obtained.Example 12
Atmospheric conditions without consideration for air or moisture exposure to the reactor as described above
0.17 mmol of XI, acetonitrile, 150 mL, methanol, 1
0 mL, ethylene at 26 ° C and 224 psig (1,544 kPa, gauge)
And add enough carbon monoxide and add 1001 psig (6.902 kPa) at 50 ° C.
, Gauge). The reactor set point was 65 ° C. one
Carbon oxide was added through heating when the reactor reached 45 ° C. End reaction mixture
Stir for 43 minutes before. However, no polymer was obtained. Some oligomeric raw materials
The formation formed a rod-like coating on the reactor surface.Example 13
Atmospheric conditions without consideration for air or moisture exposure to the reactor as described above
0.17 mmol of XIII, 1,2-dichloroethane, 150 mL,
Tanol, 10 mL, ethylene at 31 ° C., 226 psig (1,558 kPa,
Gauge), add enough carbon monoxide and add 1004 psig (6.
A total reactor pressure of 922 kPa (gauge) was applied. Reactor set point is 65 ° C
Met. Carbon monoxide was added through heating when the reactor reached 45 ° C. reaction
The mixture was stirred for 2 hours and 6 minutes before completion. A polymer cough was obtained.Example 14
Atmospheric conditions without consideration for air or moisture exposure to the reactor as described above
0.12 mmol of VIII, acetone, 150 mL, methanol, 10
mL propylene at 25 ° C. and 224 psig (1,544 kPa,
Di) and sufficient ethylene to give the combined propylene + ethylene pressure
Propylene combined at 1026 psig (7.074 kPa, gauge) at 72 ° C
Sufficient carbon monoxide was charged to give + ethylene + carbon monoxide pressure. Reactor
The set point was 100 ° C with a maximum temperature of 101 ° C observed throughout the experiment.
there were. The mixture was stirred for 2 hours and 18 minutes before completion. Two additional carbon monoxide
Was charged to the reactor while the reaction was in progress. Collect all of 31.48 g of polymer
Was. The polymerization rate was determined as polymer / g-Pd / hr. Of 1,072 g. Analysis is a group
9.31 mole percent of the polymer consisting of combined propylene was indicated.Example 15
Atmospheric conditions without consideration for air or moisture exposure to the reactor as described above
0.11 mmol of XIII, acetone, 150 mL, methanol, 10
mL, ethylene charged at 18 ° C, 210 psig (1.448 kPa, gauge)
And add enough carbon monoxide and add 1036 psig (7.143 kPa,
Gauge). Reactor set point first at 50 ° C, after 12 minutes
At 65 ° C and 80 ° C after 23 minutes. Anti-fill two additional carbon monoxide
During the reaction, it was added to the reactor. The mixture was stirred for 1 hour and 7 minutes before completion. Poly
A total of 36.35 g of the mer was collected. The polymerization rate was determined as polymer / g-Pd / hr. of
It was 2.898 g.
In the next comparative example, as taught by Sen [bis (acetonitrile)
Palladium (II) 1,3-bis (diphenylphosphino) propane] [tetra
Fluoroborate was used to show that polar solvents reduce the catalytic activity of this catalyst.
Using. At a process temperature of 65 ° C or higher, the catalyst activity and polymerization rate are remarkably low.
I dropped it. Conversely, these parameters do not substantially reduce the activity of the catalyst according to the invention.
No.Comparative Example 1
As described above, under inert conditions, the reactor was treated with 0.1,1,2-dichloroethane in 0.1 mL.
2 mmol, 150 mL, methanol 10 mL, octene, 50 mL and monoxide
810 psig of carbon (5,585 kPa, gauge) was charged at 26 ° C. This mix
The mixture was stirred for 22 hours and 15 minutes without heating. 11.40 total amount of polymer from reactor
g was collected. The polymerization rate was 24 g / g-Pd / hr of the polymer.Comparative Example 2
As described above, 0.1 g of 11,1,2-dichloroethane was added to the reactor under inert conditions.
2 mmol, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 80p at 17 ° C
sig and enough carbon monoxide to add 1001 psig (6,902 kP
a, gauge). Additional carbon monoxide depending on consumption by polymerization during polymerization
Element was added. The mixture was stirred without heating for 24 hours 30 minutes. 51.0 of polymer
A total of 5 g was recovered from the reactor. Polymerization rate is 87 g / g-Pd / hr of polymer
was.Comparative Example 3
The reactor was charged with 0.2 mM acetonitrile under inert conditions as described above.
, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 90 psig at 15 ° C (
620 kPa, gauge) and sufficient carbon monoxide at 907 psig (15 ° C.).
6,254 kPa, gauge). Depending on consumption by polymerization during polymerization
Additional carbon monoxide was added. Before stopping, the mixture was stirred without heating for 33 hours and 55 minutes.
Was. A total of 0.80 g of polymer was recovered from the reactor. Polymerization rate of polymer
It was 1 g / g-Pd / hour.Comparative Example 4
II, 0.2 mmol of chloroform in the reactor under inert conditions as described above
, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 19 psi at 76 psig (5
24 kPa, gauge) and sufficient carbon monoxide at 926 psig (6
, 405 kPa, gauge). During polymerization, add
Additional carbon monoxide was added. The mixture was stirred without heating for 24 hours and 5 minutes. polymer
of
A total of 25.412 g was recovered from the reactor. Polymerization rate is 24 g / g of polymer
−Pd / hr.Comparative Example 5
II, 0.2 mmol of methylene chloride in the reactor under inert conditions as described above
, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 76 psig (5
24 kPa, gauge) and enough carbon monoxide to add 931 psig (6
, 419 kPa, gauge). 24 hours 3 without heating the mixture
Stirred for 0 minutes. A total of 27.172 g of polymer was recovered from the reactor. Polymerization speed
The degree was 53 g / g-Pd / hour of the polymer.Comparative Example 6
Under inert conditions as described above, the reactor was charged with 0.2
Remol, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 78 psi at 18 ° C
g (538 kPa, gauge) and sufficient carbon monoxide at 909 psi at 17 ° C.
A total reactor pressure of g (6,267 kPa, gauge) was obtained. 19 without heating the mixture
The mixture was stirred for 30 minutes. A total of 10.41 g of polymer was recovered from the reactor. Heavy
The combined rate was 25 g / g-Pd / hr of polymer.Comparative Example 7
As described above, under inert conditions, the reactor was charged with 0,1,2-dimethoxyethane.
. 2 mmol, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 86 at 22 ° C
psig (590 kPa, gauge) and sufficient carbon monoxide at 945 at 18 ° C.
A total reactor pressure of psig (6,516 kPa, gauge) was obtained. Without heating the mixture
For 24 hours and 15 minutes. A total of 6.08 g of polymer was recovered from the reactor
. The polymerization rate was 12 g / g-Pd / hr of the polymer.Comparative Example 8
II, 0.2 mmol of methanol, under inert conditions as described above
150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 94 psig (64
8 kPa, gauge) and enough carbon monoxide to add 905 psig (6,
A total reactor pressure of 240 kPa (gauge) was obtained. 24 hours 5 minutes without heating the mixture
Stirred. A total of 3.25 g of polymer was recovered from the reactor. Polymerization rate is poly
6 g / g-Pd / hr.Comparative Example 9
As described above, under inert conditions, the reactor was treated with 0.1,1,2-dichloroethane in 0.1 mL.
2 mmol, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 80 p at 18 ° C
sig (552 kPa, gauge) and enough carbon monoxide to add 1002 at 16 ° C.
A total reactor pressure of psig (6,909 kPa, gauge) was obtained. Without heating the mixture
For 24 hours and 25 minutes. A total of 3.49 g of polymer was recovered from the reactor
. The polymerization rate was 24 g / g-Pd / hr of the polymer.Comparative Example 10
As described above, under inert conditions, the reactor was treated with 0.1,1,2-dichloroethane in 0.1 mL.
2 mmol, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 77p at 19 ° C
sig and sufficient carbon monoxide at 902 psig (6,919 kP
a, gauge). Reach 125 ° C set point after feeding carbon monoxide
It took a total of 15 minutes to run. The mixture was stirred for 2 hours 30 minutes without heating. After the experiment
The catalyst did not show sufficient activity. The total amount of 9.05 g of polymer was removed from the reactor.
Received. The polymerization rate was 170 g / g-Pd / hr of the polymer.Comparative Example 11
As described above, under inert conditions, the reactor was treated with 0.1,1,2-dichloroethane in 0.1 mL.
2 mmol, 150 mL, methanol, 10 mL, propylene, 271 at 39 ° C
psig and enough carbon monoxide to add 1150 psig (7,929 k
(Pa, gauge). Heat reactor to 45 ° C before adding carbon monoxide
did. Reaction set point was 65 ° C. After 3 minutes, there was an exotherm 8 ° C. higher than the set value.
The mixture was stirred without heating for 2 hours and 51 minutes. 30.71 g total amount of polymer
Collected from the reactor. The polymerization rate was 506 g / g-Pd / hr of the polymer.