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JP3084101B2 - ポリケトンの製造方法 - Google Patents
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JP3084101B2 - ポリケトンの製造方法 - Google Patents

ポリケトンの製造方法

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JP3084101B2
JP3084101B2 JP03247383A JP24738391A JP3084101B2 JP 3084101 B2 JP3084101 B2 JP 3084101B2 JP 03247383 A JP03247383 A JP 03247383A JP 24738391 A JP24738391 A JP 24738391A JP 3084101 B2 JP3084101 B2 JP 3084101B2
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ザ ブリテイッシュ ピトローリアム コンパニー ピー.エル.シー.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G67/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing oxygen or oxygen and carbon, not provided for in groups C08G2/00 - C08G65/00
    • C08G67/02Copolymers of carbon monoxide and aliphatic unsaturated compounds

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少くとも2種のオレフ
ィンと一酸化炭素とを、パラジウム触媒の存在下及び極
性非プロトン溶媒中で、反応されることによるポリケト
ンの製造方法に関する。このようなポリケトンは、容器
及び包装材料の製造並びにポリエチレンのような普通の
重合体への添加物として有用である。
【0002】
【従来の技術】欧州特許第361623号明細書には、
ポリケトン即ち1種以上のオレフィンと一酸化炭素との
線状交互共重合体は、オレフィンと一酸化炭素とを、次
のような触媒組成物の存在下で、反応させることにより
製造できると開示している。その触媒組成物は、(a)
パラジウム化合物と、(b)4以下のpKaを有する酸
のアニオンと、及び(c)一般式(R´)2 P−R−P
(R´)2 (式中R´は任意に極性置換された芳香族ヒ
ドロアルビル基であり、Rは架橋部に少くとも炭素原子
2個を含む2価架橋基を示す)を有するビスホスフィン
とから作成されるものである。このポリケトンの製造方
法は、特にTHFを含む1種以上の極性非プロトン溶媒
と50%(容量)以下の水との混合物の存在下で、反応
させることを特徴としている。この明細書では、5から
15%(容量)の水を含有する混合物を使用するのが最
も好適であるとしている。
【0003】欧州特許第390237号、第38451
7号及び第376364号明細書では、メタノールのよ
うな低級脂肪族アルコールと混合する場合のみである
が、溶媒として環状エーテル、例えばTHFの利用を開
示している。
【0004】米国特許第4940776号、第4916
208号及び欧州特許第357101号、第51023
号明細書では、ケトン類が用いられると述べているが、
水の臨界性についての記載はない。
【0005】低級脂肪族アルコール並びにアセトン及び
メチルエチルケトンのようなケトンから成る混合溶媒の
使用を記載した文献は多くある(例えば米国特許第48
82417号及び第4914184号明細書参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】欧州特許第36162
3号明細書の開示内容とは反対に、ポリケトン重合体の
製造に極性非プロトン溶媒を使用する場合、水が小量即
ち0.5%(重量)以下でないと、収量が低くなること
を見出した。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明において提供され
る三元重合体ポリケトンの製造方法は次のとおりであ
る。その製造方法は、少くとも2種のオレフィンと一酸
化炭素とを、高い温度及び圧力下で、(a)パラジウム
源と、(b)パラジウムには配位結合しないか又は原料
の一酸化炭素及びオレフィンよりはパラジウムに強く配
位しないアニオン源と、(c)一般式(R´)2 P−R
−P(R´)2 (式中R´は任意に極性置換された芳香
族ヒドロアルビル基であり、Rは式−(CH2 n −で
nが2から8の2価有機架橋基である)で表されるビス
ホスフィンと、及び(d)1,4キノンとから作成され
る触媒の存在下で、反応させることから成り、極性非プ
ロトン溶媒と0.0001から0.5%(重量)の水と
の混合物から成る溶媒中で反応を行うことを特徴とす
る。
【0008】一酸化炭素と好適に反応するオレフィン
は、エチレン、プロピレン、炭素数4から10のアルフ
ァオレフィン、スチレン及びスチレンのアルキル置換体
である。好ましくはエチレン、プロピレン、1−ブデ
ン、1−ペンテン、2−メチル−1−ペンタエン、1−
ヘキサエン及びスチレンである。さらに好ましくは、エ
チレンとプロピレンもしくは炭素数4から6のアルファ
オレフィンのいずれかとの混合物が用いられる。
【0009】三元重合体ポリケトンという名称は、上記
のように少くとも2種のオレフィンと一酸化炭素とを、
下記の反応条件で反応させることにより製造される線状
交互共重合体を意味する。本発明の製造方法は、オレフ
ィン単位の少くとも70モル%がエチレンである三元重
合体ポリケトンを製造するのが特に好ましく、少くとも
80%が最も好ましい。このような製品組成は、原料オ
レフィン類の相対比率を調節することによって達成され
る。
【0010】一酸化炭素の純度は、とくに限定的ではな
いが、水素ガスの含量が20%(容量)以下であるのが
好ましい。触媒に関しては、パラジウム源について限定
はないと考えられているが、カルボン酸パラジウム、例
えば酢酸パラジウム、プロピオン酸パラジウム又はアセ
ト酢酸パラジウムが好ましい。強く配位するアニオン即
ち配位子(例えば、ハロゲン化パラジウム)を含有する
パラジウム源は、使用前にその配位子を触媒組成物から
除去されれば、前駆物質として用いることができる。
【0011】触媒組成物の構成分(b)は、パラジウム
には配位しないか又は原料の一酸化炭素及びオレフィン
よりはパラジウムに強く配位しないアニオンである。こ
のようなアニオンの典型例は、(1)4以下のpKa
(25℃、水中で測定)有する酸の共役塩基(欧州特許
第121965号明細書のハロゲン化水素は除く)又は
(2)欧州特許第314309号明細書に開示されてい
るアニオン類である。好適なアニオン類には、パラート
ルエンスルフォン酸塩、トリフロロ酢酸塩、ジフロロ酢
酸塩、テトラフロロホウ酸塩及び欧州特許第31430
9号明細書記載の型のホウ酸塩アニオンがある。
【0012】触媒組成物の構成分(c)であるビスホス
フィンは、一般式(R´)2 P−R−P(R´)2 で表
される。式中R´は任意に極性置換された芳香族ヒドロ
アルビル基であり、Rは式−(CH2 n −でnが2か
ら8である2価架橋基を示す。好ましいビスホスフィン
は、一般式(Ph)2 P−(CH2 m −P(Ph)2
を有し、式中Phはフェニール基でmは2から6である
もの又は1個以上のフェニール基が炭素数1から4のア
ルコキシ置換体であるものである。最も好ましくは、m
が2から4の上記一般式を有するビスホスフィンであ
る。
【0013】本発明の製造方法で用いられる触媒は、こ
れら3構成分の原料を重合反応槽に入れることによっ
て、その反応条件下で反応槽中に生成する。換言すれ
ば、これら3構成分を用いて、一般式ZPd(Q)2 2+
2X- を有する前駆パラジウム錯体が作られる。この式
中、Zは上記のビスホスフィンであり、Xは構成分
(b)に相応する非配位性又は弱配位性のアニオンであ
り、Qはニトリルのような弱配位性の配位子である。
【0014】触媒が重合反応槽中で作られるのであれ
ば、ビスホスフィンのパラジウムに対するモル比は、好
ましくは0.8:1から1.5:1の範囲であり、一方
アニオンのパラジウムに対するモル比は2:1から2
0:1好ましくは2:1から4:1の範囲である。触媒
の作成法とは無関係に、パラジウムのオレフィンに対す
るモル比は、その反応条件では、10-7:1から1
-3:1が好ましい。
【0015】上記のパラジウム触媒は、パラジウム1モ
ル当り5から5000モルの1.4−キノンを添加する
ことによって、さらに活性化される。最も好ましい1,
4−キノン類は1,4−ベンゾキノリン及び1,4−ナ
フトキノンである。1,4−キノンの溶媒中の水に対す
るモル比は1:5から10:1の範囲が好ましい。
【0016】
【発明の効果】本発明の製造方法の特徴は、小量である
が一定量の水を含有する極性非プロトン溶媒中で、重合
反応を行うことである。水分量は、使用される極性非プ
ロトン溶媒の全重量に対して、0.0001から0.5
%(重量)の範囲でなければならない。これより水が多
いと、ポリケトンの収量が減少する。最高の結果を得る
ためには、水分量は0.005から0.2%(重量)が
好ましい。
【0017】極性非プロトン溶媒は、炭素数3から10
のケトン、炭素数2から10の非環状エーテル、炭素数
4から12の環状エーテル及び炭素数6から10の芳香
族化合物からなる群から選択した1種以上の溶媒が好適
である。炭素数10までの塩素化脂肪族及び芳香族溶媒
もまた用いられる。好ましい溶媒には、テトラヒドロフ
ラン、アセトン及び1,4−ジオキサンがある。
【0018】本発明の製造方法は、(1)触媒を生成す
る構成分または別個に作られた前駆パラジウム錯体、
(2)溶媒、(3)液状オレフィンからなる液状原料
を、一酸化炭素とガス状フレフィンからなるガス状原料
と共に、数条の流れとして重合反応槽に注入することに
よって、好適に行われる。重合反応槽について、温度は
好適には20から120℃の範囲に、好ましくは30か
ら100℃に保持され、圧力は20から150バール好
ましくは20から80バールに保持されるのがよい。重
合反応槽中のオレフィンの一酸化炭素に対するモル比は
2:1から1:2の範囲が好ましい。重合反応槽は、バ
ッチ法及び連続法のいずれの方法でも運転される。
【0019】上記の製造方法で生産された三元重合体ポ
リケトンは、重合反応槽から取出し、濾過して反応液か
ら分離し、生産物が不溶の溶媒、例えばTHF、メタノ
ール又はアセトンで洗浄する。
【0020】さらに、本発明の特徴は、上記製造方法で
生産された三元重合体ポリケトンが、アルコール等の通
常のプロトン溶媒を用いて作られた生産物より高い融点
と固有粘度を有する点である。言い換えれば本発明の製
造方法は、高分子量をもつ三元重合体ポリケトンの製造
に特に有用である。
【0021】
【実施例】本発明について、以下の実施例で説明する。
【0022】実施例1 三元重合体ポリケトン(一酸化炭素、エチレン、プロピ
レン)を次の方法で製造した。攪拌可能な容積300c
3 のオートクレーブ中で、前駆パラジウム錯体〔Pd
(dppp)(Ph(N)2 〕(BF4 2 (0.01
63g,0.018ミリモル)を1,4−ベンゾキノン
(0.3505g,3.25ミリモル)、プロピレン
(27.3g,0.65モル)及びTHF(1000c
3 ,含水量0.01%重量)と共に混合した。さら
に、エチレンと一酸化炭素の等モル混合物を注入して、
全圧力を室温で30バールgにした。オートクレーブの
内容物を70℃まで加熱して、全圧力を50バールgに
調節した。さらにガス状原料混合物を適当量注入しつ
つ、この反応条件を4時間保持した。重合反応は、圧力
を抜いて終了させた。生産した重合体は、濾過して分離
し、メタノール及びアセトンで洗浄し、真空中で乾燥し
た。三元重合体ポリケトン21.21gを得た(融点2
19−221℃、固着粘度3.3dl・g-1)。
【0023】比較試験A THFの代りにメタノール(100cm3 ,含水量0.
01%重量)を用いる以外、実施例1と同じ方法で三元
重合体ポリケトン(一酸化炭素、エチレン、プロピレ
ン)を製造した。三元重合体ポリケトン2.21gを得
た(融点173−175℃、固有粘度0.4dl・
-1)。
【0024】実施例2 THFの代りに1,4−ジオキサン(100cm3 ,含
水量0.02%重量)を用いる以外、実施例1と同じ方
法で三元重合体ポリケトン(一酸化炭素、エチレン、プ
ロピレン)を製造した。三元重合体ポリケトン4.49
gを得た(融点204−210℃、固有粘度3.1dl
・g-1)。
【0025】実施例3 〔Pd(dppp)(Ph(N)2 〕(BF4 2
0.040ミリモルを用い、THFの含水量が0.06
%重量である以外、実施例1と同じ方法で三元重合体ポ
リケトン(一酸化炭素、エチレン、プロピレン)を製造
した。三元重合体ポリケトン33.00gを得た(融点
213−217℃、固有粘度2.6dl・g-1)。
【0026】実施例4 THFの含水量が0.1%重量である以外、実施例1と
同じ方法で三元重合体ポリケトン(一酸化炭素、エチレ
ン、プロピレン)を製造した。三元重合体ポリケトン
6.58gを得た(融点210−215℃)。
【0027】比較試験B THFの含水量が0.56%重量である以外、実施例1
と同じ方法で三元重合体ポリケトン(一酸化炭素、エチ
レン、プロピレン)を製造した。三元重合体ポリケトン
0.26gを得た(融点208−216℃)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−180926(JP,A) 特開 昭63−57638(JP,A) 特開 昭62−285919(JP,A) 特開 昭62−212432(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 67/00 - 67/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少くとも2種のオレフィンと一酸化炭素
    とを、高い温度及び圧力下で、(a)パラジウム源と、
    (b)パラジウムには配位しないか又は原料の一酸化炭
    素及びオレフィンはより強く配位しないアニオン源と、
    (c)一般式(R´)2 P−R−P(R´)2 (式中R
    ´は任意に極性置換された芳香族ヒドロアルビル基であ
    り、Rは式−(CH2 n −でnが2から8の2価有機
    架橋基である)で表されるビスホスフィンと、及び
    (d)1,4キノンとから作成される触媒の存在下で、
    反応させることから成り、極性非プロトン溶媒と0.0
    001から0.5%(重量)の水との混合物から成る溶
    媒中で、反応を行うことを特徴とする三元重合体ポリケ
    トンの製造方法。
  2. 【請求項2】 使用される水の量が0.005から0.
    2%(重量)の範囲にあることを特徴とする請求項1記
    載の製造方法。
  3. 【請求項3】 極性非プロトン溶媒はテトロヒドロフラ
    ン、アセトン及びジオキサンから選択されることを特徴
    とする請求項1記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 2種のオレフィンがエチレンとプロピレ
    ンとから成ることを特徴とする請求項1記載の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 全オレフィンの一酸化炭素に対するモル
    比が2:1から1:2の範囲にあることを特徴とする請
    求項1記載の製造方法。
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NO913760L (no) 1992-03-27
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GB9020976D0 (en) 1990-11-07
EP0485058B1 (en) 1997-11-19
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