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JP4615248B2 - Method for producing polar group-containing cyclic olefin copolymer - Google Patents
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JP4615248B2 - Method for producing polar group-containing cyclic olefin copolymer - Google Patents

Method for producing polar group-containing cyclic olefin copolymer Download PDF

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Description

本発明は環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体、極性基を有する環状オレフィン系共重合体及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer, a cyclic olefin copolymer having a polar group, and a method for producing the same.

ポリノルボルネンは従来のポリオレフィン材料に比べて耐熱性に優れ、高透明性,低複屈折率を示し,光学レンズやディスク,光ファイバーといった光学材料に用いられていることから最も重要な透明プラスチック材料の一つとして多くの分野で使用されている。   Polynorbornene is one of the most important transparent plastic materials because it has superior heat resistance compared to conventional polyolefin materials, exhibits high transparency and low birefringence, and is used in optical materials such as optical lenses, disks, and optical fibers. It is used in many fields.

しかし、化学的に安定である反面、無極性のため他のプラスチック材料や金属薄膜との接着性が悪い等の問題がある。この問題を解決するためにポリノルボルネンに極性基を導入した重合体を製造しようと多くの試みがなされている。   However, while chemically stable, there is a problem such as poor adhesion to other plastic materials and metal thin films due to nonpolarity. In order to solve this problem, many attempts have been made to produce polymers in which polar groups are introduced into polynorbornene.

最初に、極性基含有ノルボルネンを開環メタセシス重合触媒存在下で直接重合することが提案された(例えば特許文献1〜3参照)。
しかしながら、このような開環メタセシス重合によるノルボルネン重合体は水素添加という工程が必要であり,また重合活性はかなり低く改良の余地がある。
First, it has been proposed to directly polymerize polar group-containing norbornene in the presence of a ring-opening metathesis polymerization catalyst (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
However, the norbornene polymer obtained by such ring-opening metathesis polymerization requires a step of hydrogenation, and the polymerization activity is considerably low and there is room for improvement.

次に、非特許文献1には原子移動ラジカル重合によるノルボルネン誘導体とアクリル酸メチルとの共重合が提案されている。得られた共重合体はランダム共重合体であったが、ノルボルネン含有量が少なく、また低分子量という課題があった。   Next, Non-Patent Document 1 proposes copolymerization of a norbornene derivative and methyl acrylate by atom transfer radical polymerization. The obtained copolymer was a random copolymer, but had a problem of low norbornene content and low molecular weight.

近年、酸素親和性の低い後周期の遷移金属錯体を用いることで極性モノマーを保護基なしで直接重合しようとする試みがなされている。例えば,Grubbsらは,ニッケルのキレート型錯体による極性基含有ノルボルネンとエチレンとの共重合を行っている(非特許文献2)。しかしながら、本手法ではノルボルネン含率の低いポリエチレン類似体しか得られない。
また、プロピレンをはじめとする1-アルケン系モノマーとの共重合では、共重合性能の観点から極性モノマーの直接共重合は極めて難しい状況にある。
In recent years, attempts have been made to directly polymerize polar monomers without a protecting group by using a late transition metal complex having a low oxygen affinity. For example, Grubbs et al. Copolymerize polar group-containing norbornene and ethylene using a chelate-type complex of nickel (Non-patent Document 2). However, this approach can only yield polyethylene analogs with low norbornene content.
Further, in copolymerization with 1-alkene monomers such as propylene, direct copolymerization of polar monomers is extremely difficult from the viewpoint of copolymerization performance.

極性基含有ノルボルネン誘導体の共重合に関してはニッケル錯体による非特許文献3、非特許文献4等があり、また、パラジウム錯体では非特許文献5等がある。しかしながら、これらの手法で得られる共重合体の主鎖は,ノルボルネン骨格のみからなるため物性の制御が困難である。   Regarding the copolymerization of polar group-containing norbornene derivatives, there are Non-Patent Document 3, Non-Patent Document 4 and the like using nickel complexes, and Non-Patent Document 5 and the like for palladium complexes. However, the main chain of the copolymer obtained by these methods is composed only of a norbornene skeleton, so that it is difficult to control physical properties.

特開平9−120002号JP 9-120002 A 特開平9−221577号JP-A-9-221577 特開平9−316179号JP-A-9-316179 Sharon Elyashiv-Barad,Nils Greinert,and Ayusman Sen.Macromolecules.2002,35,7521Sharon Elyashiv-Barad, Nils Greinert, and Ayusman Sen.Macromolecules.2002,35,7521 Grubbs,R.Sceience 2000,287,460-462Grubbs, R.Sceience 2000,287,460-462 Guillermo C.Bazan.Macromolecules 2003,36,9731-9735Guillermo C.Bazan.Macromolecules 2003,36,9731-9735 Brian L.Goodall,Larry F.Rhodes. Macromolecules 2003,36,2623-2632Brian L. Goodall, Larry F. Rhodes. Macromolecules 2003, 36, 2623-2632 Ayusman Sen.Organomitallics 2001,20,2802-2812Ayusman Sen.Organomitallics 2001,20,2802-2812

本発明者らはこのような状況に鑑みて検討した結果、種々の方法で合成したアルケニルジアルキルアルミニウムをノルボルネン等の環状オレフィンと共重合させ、環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体を得た。また、この共重合体に酸素等の分解剤によって酸化分解を初めとする後反応を施すことにより、極めて簡便に、極性基を含有する環状オレフィン系共重合体、好ましくはノルボネン系共重合体(すなわちノルボルネン−1-アルケン共重合体)を製造し得ることを見出した。
本発明により得られる極性基を含有する環状オレフィン系共重合体は、環状オレフィン系共重合体に極性を付与するだけに留まらず、導入した極性基を利用した高分子側鎖での反応により様々なポリマー修飾ができ、さらに新規な共重合体を製造可能な極めて有用な共重合体である。
As a result of studying in view of such a situation, the present inventors copolymerized alkenyldialkylaluminum synthesized by various methods with a cyclic olefin such as norbornene to obtain a cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer. Further, by subjecting this copolymer to a post-reaction such as oxidative decomposition using a decomposing agent such as oxygen, a cyclic olefin-based copolymer containing a polar group, preferably a norbornene-based copolymer ( That is, it was found that a norbornene-1-alkene copolymer) can be produced.
The cyclic olefin copolymer containing a polar group obtained by the present invention is not limited to imparting polarity to the cyclic olefin copolymer, but varies depending on the reaction in the polymer side chain using the introduced polar group. It is a very useful copolymer that can be modified with a polymer and can be used to produce a new copolymer.

すなわち、本発明は、環状オレフィンと化学式(A)で表されるアルケニルジアルキルアルミニウム化合物とをメタロセン触媒もしくはハーフメタロセン触媒を用いて共重合して得られる環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体を、分解剤と反応させ、該共重合体中のジアルキルアルミニウム基を極性基に変換することを特徴とする、環状オレフィン単位と化学式(C)で表される単位と、化学式(D)で表される単位を含有し、重量平均分子量が1,000〜1,000,000である極性基含有環状オレフィン系共重合体の製造方法を提供するものである。
化学式(A)

Figure 0004615248
(式中、R1,R2は炭素数1〜20のアルキル基、nは1〜20の整数を示す。)

化学式(C)
Figure 0004615248
(式中,nは1〜20の整数を示す。)

化学式(D)
Figure 0004615248
(式中、nは1〜20の整数、XはOH、COOH、SOOH又はSOOOH基を示す。) That is, the present invention decomposes a cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer obtained by copolymerizing a cyclic olefin and an alkenyldialkylaluminum compound represented by the chemical formula (A) using a metallocene catalyst or a half metallocene catalyst. A cyclic olefin unit, a unit represented by the chemical formula (C), and a unit represented by the chemical formula (D), wherein the dialkylaluminum group in the copolymer is converted into a polar group by reacting with the agent. And a method for producing a polar group-containing cyclic olefin copolymer having a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 .
Chemical formula (A)
Figure 0004615248
(Wherein, R 1, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, n is an integer of 1-20.)

Chemical formula (C)
Figure 0004615248
(In the formula, n represents an integer of 1 to 20.)

Chemical formula (D)
Figure 0004615248
(In the formula, n represents an integer of 1 to 20, and X represents an OH, COOH, SOOH or SOOOH group.)

また、本発明は、前記化学式(C)及び化学式(D)のnが2〜6で、化学式(D)のXがOH基である、上記の極性基含有環状オレフィン系共重合体の製造方法を提供するものである。
特に極性基の含有量(すなわち化学式Dの単位)が0.1〜3モル%や20〜50モル%である共重合体も好ましい。
Moreover, this invention is a manufacturing method of said polar group containing cyclic olefin type copolymer whose n of said Chemical formula (C) and Chemical formula (D) is 2-6, and X of Chemical formula (D) is OH group. Is to provide.
In particular, a copolymer having a polar group content (that is, a unit of the chemical formula D) of 0.1 to 3 mol% or 20 to 50 mol% is also preferable.

さらに、本発明は、上記の前記分解剤が酸素、二酸化炭素、二酸化イオウ又は三酸化イオウである上記の極性基含有環状オレフィン系共重合体の製造方法を提供するものである。   Furthermore, the present invention provides a method for producing the above polar group-containing cyclic olefin copolymer, wherein the decomposition agent is oxygen, carbon dioxide, sulfur dioxide or sulfur trioxide.

本発明によって、高価な試薬や過酷な反応条件を用いることなく、極性基含有環状オレフィン系共重合体(好ましくはノルボルネン−アルケン共重合体)を容易に製造できる。   According to the present invention, a polar group-containing cyclic olefin copolymer (preferably a norbornene-alkene copolymer) can be easily produced without using expensive reagents and harsh reaction conditions.

極性基含有環状オレフィン系共重合体の極性基としては水酸基、カルボキシル基、スルフィニル基などが導入可能であり、該共重合体中の環状オレフィン単位、アルケン単位、極性基を有するアルケン単位の含有量も任意に調節可能であり、各種用途に適合した共重合体を提供することが可能となる。
さらに、導入した極性基を利用して様々なポリマー修飾が可能である。
As the polar group of the polar group-containing cyclic olefin copolymer, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfinyl group or the like can be introduced, and the cyclic olefin unit, the alkene unit, and the content of the alkene unit having a polar group in the copolymer Can be arbitrarily adjusted, and a copolymer suitable for various applications can be provided.
Furthermore, various polymer modifications are possible using the introduced polar group.

[環状オレフィン」
本発明において、環状オレフィンとは、シクロペンテン等のモノシクロアルケンやノルボルネンなどであり、例えば特許第2868569号公報に広く例示されている。本発明においてはノルボルネン系環状オレフィンが好ましく利用される。また、好ましい具体的なモノマーとしては、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン等が挙げられ、中でもノルボルネンが好ましい。
[アルケニルジアルキルアルミニウム化合物]
本発明において、環状オレフィンと共重合するアルケニルジアルキルアルミニウム化合物は化学式(A)で表される。
化学式(A)

Figure 0004615248
[Cyclic olefins]
In the present invention, the cyclic olefin is a monocycloalkene such as cyclopentene or norbornene, and is widely exemplified in, for example, Japanese Patent No. 2868569. In the present invention, norbornene-based cyclic olefin is preferably used. In addition, preferable specific monomers include norbornene, tetracyclododecene, dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, 5-methyl-2-norbornene, and the like. Among these, norbornene is preferable.
[Alkenyldialkylaluminum compounds]
In the present invention, the alkenyldialkylaluminum compound copolymerized with the cyclic olefin is represented by the chemical formula (A).
Chemical formula (A)
Figure 0004615248

式中、R1、R2は炭素数1〜20のアルキル基、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、特に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。またnは1〜20の整数、好ましくは2〜6の整数、より好ましくは4または6である。
具体的には、プロペニルジエチルアルミニウム、プロペニルジイソブチルアルミニウム、ペンテニルジエチルアルミニウム、ペンテニルジイソブチルアルミニウム、ヘキセニルジイソブチルアルミニウム、ヘキセニルジエチルアルミニウム、オクテニルジイソブチルアルミニウム、オクテニルジエチルアルミニウム、デケニルジイソブチルアルミニウム、ドデケニルジイソブチルアルミニウム、ウンデケニルジイソブチルアルミニウム等を例示することができる。この中で好ましくは、ヘキセニルジイソブチルアルミニウム、ヘキセニルジエチルアルミニウム、オクテニルジイソブチルアルミニウム、オクテニルジエチルアルミニウムである。
Wherein, R 1, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. N is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 2 to 6, more preferably 4 or 6.
Specifically, propenyldiethylaluminum, propenyldiisobutylaluminum, pentenyldiethylaluminum, pentenyldiisobutylaluminum, hexenyldiisobutylaluminum, hexenyldiethylaluminum, octenyldiisobutylaluminum, octenyldiethylaluminum, decenyldiisobutylaluminum, dodecenyldiisobutylaluminum, An example is undecenyl diisobutylaluminum. Among these, hexenyl diisobutylaluminum, hexenyldiethylaluminum, octenyldiisobutylaluminum, and octenyldiethylaluminum are preferable.

[アルケニルジアルキルアルミニウム化合物の製造法]
本発明に用いるアルケニルジアルキルアルミニウムは公知化合物である。市販品を利用することもできるし、公知の方法により化学式(A)の化合物を製造できる。例えば、非共役ジエンのハイドロアルミネーション反応、アルケニルハライドと有機アルミニウム化合物のクロスカップリング反応、アルケニルリチウムやアルケニルマグネシウムといった有機金属化合物と有機アルミニウム化合物とのトランスメタル化反応等がある。この中で好ましい方法は、非共役ジエンのハイドロアルミネーション反応であり、非共役ジエンとジアルキルアルミニウムハイドライドを穏和な条件下で反応させて、アルケニルジアルキルアルミニウムを製造できる。
[Method for producing alkenyldialkylaluminum compound]
The alkenyldialkylaluminum used in the present invention is a known compound. A commercial item can also be utilized and the compound of Chemical formula (A) can be manufactured by a well-known method. For example, there are hydroalumination reaction of non-conjugated dienes, cross-coupling reaction of alkenyl halide and organoaluminum compound, transmetalation reaction between organometallic compound such as alkenyl lithium and alkenyl magnesium and organoaluminum compound. Among these, a preferred method is a hydroalumination reaction of a nonconjugated diene, and an alkenyldialkylaluminum can be produced by reacting a nonconjugated diene and a dialkylaluminum hydride under mild conditions.

[環状オレフィンとアルケニルジアルキルアルミニウムの共重合]
環状オレフィンとアルケニルジアルキルアルミニウムの共重合体を得る触媒は特に限定はされないが、通常ノルボルネンの重合に用いられる配位アニオン型の触媒を使用することができる。
例えば、いわゆるメタロセン触媒もしくはハーフメタロセンを使用することが出来る。この中でも、本発明においては、嵩高い環状オレフィンであるノルボルネンとアルケニルジアルキルアルミニウムとの共重合性の観点からハーフメタロセン触媒を使用することが好ましい。
[Copolymerization of cyclic olefin and alkenyldialkylaluminum]
The catalyst for obtaining a copolymer of a cyclic olefin and an alkenyldialkylaluminum is not particularly limited, but a coordination anion type catalyst usually used for polymerization of norbornene can be used.
For example, so-called metallocene catalysts or half metallocenes can be used. Among these, in the present invention, it is preferable to use a half metallocene catalyst from the viewpoint of copolymerization of norbornene and alkenyldialkylaluminum which are bulky cyclic olefins.

ここでハーフメタロセン触媒とは、下記の成分(a)と成分(b)、必要に応じて成分(c)からなるものである。
成分(a):共役五員環配位子等を有する周期表4〜6族の遷移金属化合物。
成分(b):成分(a)を活性化させる活性化剤であり、下の(b-1)から
(b-4)が挙げられる。
(b-1)アルミニウムオキシ化合物
(b-2)成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換可能なイオン性化合物
(b-3)ルイス酸
(b-4)イオン交換性層状珪酸塩
成分(c):有機アルミニウム化合物。
Here, the half metallocene catalyst is composed of the following components (a) and (b) and, if necessary, the component (c).
Component (a): a transition metal compound of Groups 4 to 6 of the periodic table having a conjugated five-membered ring ligand and the like.
Component (b): an activator for activating component (a), and examples include (b-1) to (b-4) below.
(B-1) Aluminum oxy compound (b-2) An ionic compound capable of reacting with component (a) to convert component (a) into a cation (b-3) Lewis acid (b-4) Ion exchange layered Silicate component (c): an organoaluminum compound.

なお、本発明においては、ハーフメタロセン触媒の(a)成分としては、下記式(1)のメタロセン化合物が好ましい。





式(1)

Figure 0004615248
(式中、R1、R2およびR3は炭素数1〜5のアルキル基を、R4およびR5は炭素数1〜3のアルキル基もしくはハロゲンを示し、それぞれ同じでも異なっても良い。MはTi、ZrもしくはHfを示す。)
具体的な化合物としては、(i−PrNSiMe2Flu)TiMe2、(i−BuNSiMe2Flu)TiMe2、(t−BuNSiMe2Flu)TiMe2、(i−PrNSiMe2Flu)TiCl2、(i−BuNSiMe2Flu)TiCl2、(t−BuNSiMe2Flu)TiCl2、(i−PrNSiMe2Flu)ZrMe2、(i−BuNSiMe2Flu)ZrMe2、(t−BuNSiMe2Flu)ZrMe2、(i−PrNSiMe2Flu)ZrCl2、(i−BuNSiMe2Flu)ZrCl2、(t−BuNSiMe2Flu)ZrCl2、(i−PrNSiMe2Flu)HfMe2、(i−BuNSiMe2Flu)HfMe2、(t−BuNSiMe2Flu)HfMe2、(i−PrNSiMe2Flu)HfCl2、(i−BuNSiMe2Flu)HfCl2、(t−BuNSiMe2Flu)HfCl2などが挙げられ、好ましくは(t−BuNSiMe2Flu)TiMe2、(t−BuNSiMe2Flu)ZrMe2、(t−BuNSiMe2Flu)HfMe2である。本発明において、特に好ましくは下記式(2)で表されるチタニウム錯体[(t−BuNSiMe2Flu)TiMe2]である。該チタニウム錯体は、例えば、「Macromolecules、第31巻、3184頁、1998年」の記載に基づき、容易に合成することができる。
式(2)
Figure 0004615248
(式中、Meはメチル基を、t−Buはターシャリーブチル基を示す。) In the present invention, the metallocene compound represented by the following formula (1) is preferable as the component (a) of the half metallocene catalyst.





Formula (1)
Figure 0004615248
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 4 and R 5 represent an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or halogen, and may be the same or different. M represents Ti, Zr or Hf.)
Specific compounds include (i-PrNSiMe 2 Flu) TiMe 2 , (i-BuNSiMe 2 Flu) TiMe 2 , (t-BuNSiMe 2 Flu) TiMe 2 , (i-PrNSiMe 2 Flu) TiCl 2 , (i- BuNSiMe 2 Flu) TiCl 2 , (t-BuNSiMe 2 Flu) TiCl 2 , (i-PrNSiMe 2 Flu) ZrMe 2 , (i-BuNSiMe 2 Flu) ZrMe 2 , (t-BuNSiMe 2 Flu) ZrMe 2 Flu PrNSiMe 2 Flu) ZrCl 2 , (i-BuNSiMe 2 Flu) ZrCl 2 , (t-BuNSiMe 2 Flu) ZrCl 2 , (i-PrNSiMe 2 Flu) HfMe 2 , (i-BuNSiMe 2 Flu) HfMe 2 Flu BuNSiMe 2 Flu) HfMe 2, ( i-PrN iMe 2 Flu) HfCl 2, ( i-BuNSiMe 2 Flu) HfCl 2, is like (t-BuNSiMe 2 Flu) HfCl 2, preferably (t-BuNSiMe 2 Flu) TiMe 2, (t-BuNSiMe 2 Flu) ZrMe 2, a (t-BuNSiMe 2 Flu) HfMe 2. In the present invention, a titanium complex [(t-BuNSiMe 2 Flu) TiMe 2 ] represented by the following formula (2) is particularly preferable. The titanium complex can be easily synthesized based on, for example, the description of “Macromolecules, Vol. 31, page 3184, 1998”.
Formula (2)
Figure 0004615248
(In the formula, Me represents a methyl group, and t-Bu represents a tertiary butyl group.)

また、(b)成分は、アルモキサン、又はボレート若しくはボラン化合物が好ましい。   The component (b) is preferably alumoxane, borate or borane compound.

本発明においては,コモノマーとしてアルケニルジアルキルアルミニウム化合物を使用するため、活性化剤として用いる(b-1)アルミニウムオキシ化合物を除いて、他の有機アルミニウム化合物を全く使用しない重合法も可能である。すなわち、アルケニルジアルキルアルミニウムはコノモマーとしても、成分(c)の有機アルミニウム化合物としても作用する。   In the present invention, since an alkenyldialkylaluminum compound is used as a comonomer, a polymerization method in which no other organoaluminum compound is used except for the (b-1) aluminumoxy compound used as an activator is also possible. That is, the alkenyldialkylaluminum acts both as a conomer and as an organoaluminum compound of component (c).

[重合方法]
本発明の共重合体を得るに際して、反応系中の各モノマーの量比は経時的に一定である必要はなく、各モノマーを一定の混合比で供給することも便利であるし、供給するモノマーの混合比を経時的に変化させることも可能である。
また、共重合反応比を考慮してモノマーのいずれかを分割添加することもできる。
本発明では化学式(B)で表される単位、即ちアルケニルジアルキルアルミニウム単位を最大50モル%導入することを目的としている。ここでこの様なアルケニルジアルキルアルミニウム単位を多量に含有する共重合体を得るための原料仕込み比を説明する。この仕込み比は重合反応に使用する触媒の共重合性やアルミニウム化合物の鎖長(炭素数)によって変化する。アルケニルジアルキルアルミニウム単位を最大50モル%導入するための環状オレフィンとアルケニルジアルキルアルミニウムのモル比は、1:0.001〜1:10であり、好ましくは1:0.001〜1:5であり、より好ましくは1:0.001〜1:2である。
[Polymerization method]
In obtaining the copolymer of the present invention, the amount ratio of each monomer in the reaction system does not need to be constant over time, and it is convenient to supply each monomer at a constant mixing ratio. It is also possible to change the mixing ratio over time.
Also, any of the monomers can be added in portions in consideration of the copolymerization reaction ratio.
The object of the present invention is to introduce a unit represented by the chemical formula (B), that is, an alkenyldialkylaluminum unit up to 50 mol%. Here, the raw material charging ratio for obtaining a copolymer containing a large amount of such alkenyldialkylaluminum units will be described. This charging ratio varies depending on the copolymerizability of the catalyst used in the polymerization reaction and the chain length (carbon number) of the aluminum compound. The molar ratio of cyclic olefin to alkenyldialkylaluminum for introducing up to 50 mol% of alkenyldialkylaluminum units is 1: 0.001-1: 10, preferably 1: 0.001-1: 5, More preferably, it is 1: 0.001-1: 2.

重合様式は、触媒成分と各モノマーが効率よく接触するならば、あらゆる重合様式を採用出来る。具体的には、不活性溶媒を用いる溶液重合法あるいは環状オレフィンを溶媒として用いるバルク重合法などが採用出来る。また、連続重合、回分式重合、又は予備重合を行う方法も適用される。
溶液重合の場合には重合溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の飽和脂肪族又は芳香族炭化水素の単独または混合物が用いられる。重合温度は0〜200℃であり、また分子量調節剤として補助的に水素を用いることが出来る。
As the polymerization mode, any polymerization mode can be adopted as long as the catalyst component and each monomer come into efficient contact. Specifically, a solution polymerization method using an inert solvent or a bulk polymerization method using a cyclic olefin as a solvent can be employed. Further, a method of performing continuous polymerization, batch polymerization, or prepolymerization is also applied.
In the case of solution polymerization, a saturated aliphatic or aromatic hydrocarbon such as hexane, heptane, pentane, cyclohexane, benzene, and toluene is used alone or as a polymerization solvent. The polymerization temperature is 0 to 200 ° C., and hydrogen can be used as an auxiliary molecular weight regulator.

[環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体]
本発明の環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体は、環状オレフィンから導かれる構造単位中に、化学式(B)で表されるアルケニルジアルキルアルミニウム由来の構造単位がランダムに分布したものであり、環状オレフィン単位を50〜99.9モル%、好ましくは60〜99.9モル%、より好ましくは65〜99.9モル%、化学式(B)で表される単位を0.1〜50モル%、好ましくは0.1〜40モル%、より好ましくは0.1〜35モル%含んでなる環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体である。アルミニウム由来の構造単位が0.1モル%より少ない場合には、ジアルキルアルミニウム基を極性基に変換した場合の効果(染色性、接着性等の改善)が得られ難い。また、50モル%より大きい場合には、ポリ環状オレフィン本来の性能を出せないという問題がある。
化学式(B)

Figure 0004615248
(式中、R1,R2は炭素数1〜20のアルキル基、nは1〜20の整数を示す。) [Cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer]
The cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer of the present invention is a structural unit derived from a cyclic olefin in which structural units derived from the alkenyldialkylaluminum represented by the chemical formula (B) are randomly distributed. The unit is 50 to 99.9 mol%, preferably 60 to 99.9 mol%, more preferably 65 to 99.9 mol%, and the unit represented by the chemical formula (B) is 0.1 to 50 mol%, preferably Is a cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer comprising 0.1 to 40 mol%, more preferably 0.1 to 35 mol%. When the number of structural units derived from aluminum is less than 0.1 mol%, it is difficult to obtain the effects (improved dyeability, adhesion, etc.) when dialkylaluminum groups are converted to polar groups. Moreover, when larger than 50 mol%, there exists a problem that the original performance of a polycyclic olefin cannot be taken out.
Chemical formula (B)
Figure 0004615248
(Wherein, R 1, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, n is an integer of 1-20.)

本発明の共重合体は、用途によってはアルミニウム由来の構造単位量の好ましい範囲が異なる。耐熱性を要求される用途に関しては、化学式(B)で表される単位の含有量は大き過ぎないことが好ましく、0.1〜5モル%が好ましい場合があり、より好ましくは0.1〜3モル%の場合がある。これに対して、軟質材料や樹脂添加剤として使用する場合には、化学式(B)で表される単位の含有量が大きいことが好適の場合があり、20〜50モル%が好ましい場合がある。   The preferred range of the structural unit amount derived from aluminum varies depending on the use of the copolymer of the present invention. For applications requiring heat resistance, the content of the unit represented by the chemical formula (B) is preferably not too large, and may be preferably 0.1 to 5 mol%, more preferably 0.1 to 0.1 mol%. It may be 3 mol%. On the other hand, when used as a soft material or a resin additive, it may be preferable that the content of the unit represented by the chemical formula (B) is large, and 20 to 50 mol% may be preferable. .

アルケニルジアルキルアルミニウム化合物の含有量に関しては、C13-NMRを用いて決定する。測定条件は以下の通り。NMR装置:日本電子製JEOL-La-500、測定温度:120℃、溶媒:1,1,2,2 -テトラクロロエタン- d2、パルス角度:45゜、スキャン回数:10000、パルス間隔7秒。各吸収スペクトルの化学シフトの決定に関しては、1,1,2,2-テトラクロロエタンを内部標準として決定できる。1,1,2,2 - テトラクロロエタンの化学シフトは74.47ppmとする。 The content of the alkenyldialkylaluminum compound is determined using C 13 -NMR. The measurement conditions are as follows. NMR apparatus: JEOL-La-500 manufactured by JEOL Ltd., measurement temperature: 120 ° C., solvent: 1,1,2,2-tetrachloroethane-d 2 , pulse angle: 45 °, scan frequency: 10,000, pulse interval 7 seconds. Regarding the determination of the chemical shift of each absorption spectrum, 1,1,2,2-tetrachloroethane can be determined as an internal standard. The chemical shift of 1,1,2,2-tetrachloroethane is 74.47 ppm.

本発明の環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体は非常に不安定であり、空気中の水分や酸素等で容易に分解を起こす。そこで、本発明では、重合生成物を窒素雰囲気下で、メタノールと反応させ、炭素-アルミニウムの結合を炭素-水素の結合に変換して、ノルボルネン由来のメチン部位(46〜54ppm付近)とアルケニルジアルキルアルミニウム由来のメチル基(12〜15ppm付近)の吸収スペクトルの面積比からアルケニルジアルキルアルミニウム単位の共重合量の同定を行った。   The cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer of the present invention is very unstable and easily decomposes with moisture or oxygen in the air. Therefore, in the present invention, the polymerization product is reacted with methanol in a nitrogen atmosphere to convert the carbon-aluminum bond to a carbon-hydrogen bond, so that a methine moiety derived from norbornene (around 46 to 54 ppm) and an alkenyldialkyl are obtained. The copolymerization amount of the alkenyldialkylaluminum unit was identified from the area ratio of the absorption spectrum of the methyl group derived from aluminum (around 12 to 15 ppm).

本発明のノルボルネン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体を代表とする環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体の分子量は、重量平均分子量で1,000〜1,000,000、好ましくは3,000〜800,000、更に好ましくは、5,000〜600,000である。また、重量平均分子量と数平均分子量の比は特に制限がなく、重合条件によって広い範囲のものが製造出来るが、一般的に2〜8程度である。
なお、重量平均分子量と数平均分子量は下の様にして測定する。すなわち、ウォーターズ社製150Cを用いて、ゲルパーミエーショングロマトグラフィーの手法により測定をおこなう。条件は測定温度:140℃、溶媒:オルトジクロロベンゼン、カラム:Shodex 80M/S 2本、分子量の算出は標準ポリスチレンから決定する。
The molecular weight of the cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer represented by the norbornene-alkenyldialkylaluminum copolymer of the present invention is 1,000 to 1,000,000, preferably 3,000 to 800, in terms of weight average molecular weight. 000, more preferably 5,000 to 600,000. The ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is not particularly limited, and a wide range can be produced depending on the polymerization conditions, but is generally about 2 to 8.
The weight average molecular weight and number average molecular weight are measured as follows. That is, measurement is performed by a gel permeation chromatography method using 150C manufactured by Waters. Conditions are measurement temperature: 140 ° C., solvent: orthodichlorobenzene, column: two Shodex 80M / S, and calculation of molecular weight is determined from standard polystyrene.

[極性基含有環状オレフィン系共重合体]
本発明の極性基含有環状オレフィン系共重合体について具体的に説明する。この共重合体は環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体を各種の分解剤と反応させることによって製造できる。すなわち、該共重合体中のジアルキルアルミニウム基(炭素−アルミニウム結合)を炭素-極性基の結合に変換することで得られる。
分解剤との反応は、低分子有機アルミニウム化合物と無機化合物との反応に関する既知の方法に準じて実施することができる。分解剤としては、酸素、過酸化物、二酸化炭素、イオウ酸化物などが挙げられる。
[Polyolefin-containing cyclic olefin copolymer]
The polar group-containing cyclic olefin copolymer of the present invention will be specifically described. This copolymer can be produced by reacting a cyclic olefin-alkenyldialkylaluminum copolymer with various decomposition agents. That is, it can be obtained by converting a dialkylaluminum group (carbon-aluminum bond) in the copolymer into a carbon-polar group bond.
The reaction with the decomposing agent can be carried out according to a known method relating to the reaction between the low molecular weight organoaluminum compound and the inorganic compound. Examples of the decomposing agent include oxygen, peroxide, carbon dioxide, and sulfur oxide.

具体的には、酸素や過酸化物と接触させその後加水分解することにより、ジアルキルアルミニウム基を水酸基に変換することが可能であり、水酸基含有の環状オレフィン系共重合体が得られる(文献例: R.Rienacker and G. Ohloff,Angew.chem.,1961,73,240, P.Tesseire and M. Plattier,Recherches,1963,13,34 [Chem.]bstr.,1964,60,1591)。また、二酸化炭素と接触させその後加水分解することにより、ジアルキルアルミニウム基をカルボキシル基に変換することが可能であり、カルボキシル基含有のノルボルネン系共重合体が得られる(文献例: K.Ziegla r,F.Krupp,K.Weyer and W.Larbig,Liebugs Ann.Chem.,1960,629,251)。更に、二酸化硫黄、三酸化硫黄と接触させその後加水分解することにより、それぞれ、ジアルキルアルミニウム基をスルフィニル(SOOH)基、スルフォニル(SOOOH)基に変換することが可能であり、これらの極性基を含有するノルボルネン系共重合体が得られる(文献例: K.Zieglar,F.Krupp,K.Weyer and W.Larbig,Liebugs Ann.Chem.,1960,629,251,A.J.Kunchin,L.I.Akhmetov,V.P.Yur'ev and G.A.Tolstikov,J.Gen.Chem.USSR(Engl.Transl.),1978,48,420,A.J.Rutkowski and A.F.Turbak,US Pat.3121737 [Chem.abstr.,1964,60,10550])。   Specifically, the dialkylaluminum group can be converted into a hydroxyl group by contacting with oxygen or peroxide and then hydrolyzing, and a hydroxyl group-containing cyclic olefin copolymer can be obtained (example of literature: R. Rienacker and G. Ohloff, Angew. Chem., 1961, 73, 240, P. Tesseire and M. Plattier, Recherches, 1963, 13, 34 [Chem.] Bstr., 1964, 60, 1591). Moreover, it is possible to convert a dialkylaluminum group into a carboxyl group by contacting with carbon dioxide and then hydrolyzing, and a norbornene-based copolymer containing a carboxyl group can be obtained (reference example: K. Zieglar, F. Krupp, K. Weyer and W. Larbig, Liebugs Ann. Chem., 1960, 629, 251). In addition, dialkylaluminum groups can be converted into sulfinyl (SOOH) groups and sulfonyl (SOOOOH) groups by contacting with sulfur dioxide and sulfur trioxide, respectively, and then hydrolyzing. Norbornene copolymers are obtained (examples: K. Zieglar, F. Krupp, K. Weyer and W. Larbig, Liebugs Ann. Chem., 1960,629,251, AJKunchin, LIAkhmetov, VPYur'ev and GATolstikov, J. Gen. Chem. USSR (Engl. Transl.), 1978, 48, 420, AJRutkowski and AFTurbak, US Pat. 3121737 [Chem. Abstr., 1964, 60, 10550]).

ところで、本分解反応において、ジアルキルアルミニウム基を極性基に変換する割合は必ずしも100%である必要はない。必要に応じて、炭素-アルミニウム結合を単純に加水分解した(炭素-水素結合に変換した)化学式(C)の構造を持つ成分を含有させることができる。この様な部分的な分解をする方法としては、酸素や二酸化炭素とノルボルネン-アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体を接触させる際に、アルコールや水等を混入させること、酸素や二酸化炭素をアルケニルジアルキルアルミニウムの含有量以下(当量以下)で接触させること、反応時の温度や時間などを変更することで達成することが可能である。さらには(C)の構造は対応する1−アルケンの共重合によっても導入可能である。
なお、本発明においては、環状オレフィンとアルケニルジアルキルアルミニウムの共重合体において、メタノール/HClによる重合停止により(C)成分が100%でD成分が0%の共重合体、すなわち極性基を含有しない環状オレフィン共重合体が製造できる。また、酸素により重合を停止することにより(C)成分と(D)成分を有する極性基含有環状オレフィン共重合体が一段階で製造出来る。
By the way, in this decomposition reaction, the ratio which converts a dialkylaluminum group into a polar group does not necessarily need to be 100%. If necessary, a component having a structure of the chemical formula (C) in which a carbon-aluminum bond is simply hydrolyzed (converted to a carbon-hydrogen bond) can be contained. As a method for such partial decomposition, alcohol or water is mixed when oxygen or carbon dioxide and norbornene-alkenyldialkylaluminum copolymer are brought into contact, and oxygen or carbon dioxide is mixed with alkenyldialkylaluminum. It can be achieved by bringing the content into contact with the content or less (equivalent or less), or changing the temperature or time during the reaction. Furthermore, the structure of (C) can also be introduced by copolymerization of the corresponding 1-alkene.
In the present invention, in the copolymer of cyclic olefin and alkenyldialkylaluminum, the copolymer with 100% of component (C) and 0% of component D due to termination of polymerization with methanol / HCl, that is, does not contain a polar group. A cyclic olefin copolymer can be produced. Moreover, the polar group containing cyclic olefin copolymer which has (C) component and (D) component can be manufactured in one step by stopping superposition | polymerization with oxygen.

本発明の極性基含有環状オレフィン系共重合体は、環状オレフィンから導かれる構造単位中に、化学式(C)、化学式(D)で表される構造単位がランダムに分布したものであり、環状オレフィン単位を50〜99.9モル%、好ましくは60〜99.9モル%、より好ましくは65〜99.9モル%、化学式(C)で表される単位を0〜49.9モル%、好ましくは0〜40モル%、より好ましくは0〜30モル%、化学式(D)で表される単位を0.1〜50モル%、好ましくは0.1〜40モル%、より好ましくは0.1〜35モル%含んでなる極性基含有環状オレフィン系共重合体である。
化学式(D)で表される構造単位が0.1モル%より少ない場合には、染色性や接着性等に対する極性基の効果が得られない。また、50モル%より大きい場合には、ポリ環状オレフィン本来の性能を出せないという問題がある。
The polar group-containing cyclic olefin copolymer of the present invention is a structural unit derived from a cyclic olefin in which structural units represented by chemical formula (C) and chemical formula (D) are randomly distributed. The unit is 50 to 99.9 mol%, preferably 60 to 99.9 mol%, more preferably 65 to 99.9 mol%, and the unit represented by the chemical formula (C) is 0 to 49.9 mol%, preferably Is 0 to 40 mol%, more preferably 0 to 30 mol%, 0.1 to 50 mol%, preferably 0.1 to 40 mol%, more preferably 0.1 to 0.1% by mole of the unit represented by the chemical formula (D). A polar group-containing cyclic olefin copolymer comprising ˜35 mol%.
When the structural unit represented by the chemical formula (D) is less than 0.1 mol%, the effect of the polar group on the dyeability and adhesiveness cannot be obtained. Moreover, when larger than 50 mol%, there exists a problem that the original performance of a polycyclic olefin cannot be taken out.

ところで、化学式(C)で表される構造単位の含有量は、本共重合体の耐熱性に大きく影響すると考えられる。このため化学式(C)で表される構造単位の含有量は、用途によって好ましい範囲が異なる。高耐熱性を要求される用途に関しては、化学式(C)で表される単位の含有量は大きすぎないことが好ましく、20モル%以下、より好ましくは10モル%以下の共重合体が好ましい場合がある。20モル%より大きい場合には、耐熱性に悪影響を与える場合もある。しかし、軟質材料や樹脂添加剤として使用する場合には、化学式(C)で表される単位の含有量が大きいことが好適であり、化学式(C)で表される単位の含有量は、20〜50モル%、好ましくは20〜40モル%の共重合体が好ましい場合もある。   By the way, it is considered that the content of the structural unit represented by the chemical formula (C) greatly affects the heat resistance of the copolymer. For this reason, as for content of the structural unit represented by Chemical formula (C), a preferable range changes with uses. For applications requiring high heat resistance, the content of the unit represented by the chemical formula (C) is preferably not too large, and a copolymer of 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less is preferred. There is. If it is larger than 20 mol%, the heat resistance may be adversely affected. However, when used as a soft material or a resin additive, it is preferable that the content of the unit represented by the chemical formula (C) is large, and the content of the unit represented by the chemical formula (C) is 20 A copolymer of ˜50 mol%, preferably 20 to 40 mol% may be preferred.

化学式(C)、化学式(D)で表される構造単位の含有量は、前述のC13-N MRの測定条件と同様にして、ノルボルネン由来のメチン部位(46〜54ppm付近)、化学式(C)で表される構造単位由来のメチル基(12ppm付近)、化学式(D)で表される構造単位由来の極性基Xに隣接するメチレン基(40ppm以上)、ただし、カルボキシル基の場合にはカルボキシル基の炭素、の吸収スペクトルの面積比から各単位の含有量を同定する。
さらに、本発明の極性基を有する環状オレフィン系共重合体の分子量は、環状オレフィンアルケニルジアルキルアルミニウム共重合体で記述した範囲の分子量を持つことが好ましい。
The content of the structural unit represented by the chemical formula (C) and the chemical formula (D) is the same as the measurement conditions of C 13 -N MR described above, and the methine site derived from norbornene (around 46 to 54 ppm), the chemical formula (C ) Derived from a structural unit represented by the formula (D), a methylene group (40 ppm or more) adjacent to the polar group X derived from the structural unit represented by the chemical formula (D). The content of each unit is identified from the area ratio of the absorption spectrum of the group carbon.
Furthermore, the molecular weight of the cyclic olefin copolymer having a polar group of the present invention preferably has a molecular weight in the range described for the cyclic olefin alkenyldialkylaluminum copolymer.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下の実施例における物性の測定及び反応原料、助剤は下記の通りである。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. The present invention is not limited to these examples. The measurement of physical properties and reaction raw materials and auxiliaries in the following examples are as follows.

[物性の測定法]
(1)分子量及び分子量分布の測定
ウォーターズ社製150Cを用いて、ゲルパーミエーショングロマトグラフィーの手法により測定した。条件は測定温度:140℃、溶媒:オルトジクロロベンゼン、カラム:Shodex 80M/S 2本、分子量の算出は標準ポリスチレンから決定した。
[Measurement method of physical properties]
(1) Measurement of molecular weight and molecular weight distribution Using 150C manufactured by Waters, the molecular weight and molecular weight distribution were measured by gel permeation chromatography. The conditions were measurement temperature: 140 ° C., solvent: orthodichlorobenzene, column: two Shodex 80M / S, and calculation of molecular weight was determined from standard polystyrene.

(2)アルケニルジアルキルアルミニウムの構造及び反応率の測定
1H-NMR、13C-NMRによる測定:日本電子製JEOL-La-300を用いて,室温条件下で、パルスフーリエ変換法にて実施した。
ガスクロマトグラフィーによる測定:GLサイエンス社製GC-353を用い、注入試料:1μml、インジェクション温度:250℃、検出器:FID、検出器温度、カラム温度:40℃で測定。反応混合物の組成の同定は、オーセンティックサンプルの保持時間との比較とクロマトグラムのピーク面積から算出した。
(3)共重合体のコモノマー含量の測定
13C-NMRを用いて前述の方法で決定した。測定条件は以下の通り。NMR装置:日本電子製JEOL-La-500、測定温度:120℃、溶媒:1,1 ,2,2-テトラクロロエタン- d2、パルス角度:45゜、スキャン回数:10000、パルス間隔7秒。
また、本実施例における全ての反応は精製窒素雰囲気下で実施した。
(2) Measurement of structure and reaction rate of alkenyldialkylaluminum
Measurement by 1 H-NMR and 13 C-NMR: JEOL-La-300 manufactured by JEOL Ltd. was used and subjected to pulse Fourier transform at room temperature.
Measurement by gas chromatography: GC-353 manufactured by GL Sciences Inc. was used, injection sample: 1 μml, injection temperature: 250 ° C., detector: FID, detector temperature, column temperature: 40 ° C. Identification of the composition of the reaction mixture was calculated from the comparison with the retention time of the authentic sample and the peak area of the chromatogram.
(3) Measurement of comonomer content of copolymer
It was determined by the method described above using 13 C-NMR. The measurement conditions are as follows. NMR apparatus: JEOL-La-500 manufactured by JEOL Ltd., measurement temperature: 120 ° C., solvent: 1,1,2,2-tetrachloroethane-d 2 , pulse angle: 45 °, number of scans: 10,000, pulse interval 7 seconds.
All the reactions in this example were performed under a purified nitrogen atmosphere.

[原料、助剤]
(1)ノルボルネン:アルドリッチ ケミカル カンパニー社製を水素化カルシウムを用いて脱水し更に蒸留した。
(2)1,7-オクタジエン:東京化成社製を水素化カルシウムを用いて脱水し、更に蒸留した。
(3)トルエン:水素化カルシウムを用いて脱水し、更に蒸留した。
(4)窒素、アルゴン:酸化マンガン、モレキュラシーブ4Aの充填塔を通して、微量の酸素と水分を除去した。
(5)ジイソブチルアルミニウムハイドライド:東ソー・ファインケム社製をそのまま使用した。
[Raw materials, auxiliaries]
(1) Norbornene: Aldrich Chemical Company, Inc. was dehydrated using calcium hydride and further distilled.
(2) 1,7-octadiene: Tokyo Kasei Co., Ltd. was dehydrated using calcium hydride and further distilled.
(3) Toluene: dehydrated using calcium hydride and further distilled.
(4) Nitrogen, argon: Trace amounts of oxygen and moisture were removed through a packed tower of manganese oxide and molecular sieve 4A.
(5) Diisobutylaluminum hydride: Tosoh Finechem Corporation was used as it was.

ハーフメタロセン触媒
(a)成分
ジメチルシリルフルオレニルアミドジメチルチタン;[t-BuNSiMe2Flu]
「Macromolecules、第31巻、3184頁、1998年」の記載に基づき調製した。−20℃にてヘキサン中で再結晶して精製し重合に用いた。
(b)成分
トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート;[Ph3C][B(C6F5)4]:東ソー・ファインケム社製の市販品をそのまま使用した。
Half metallocene catalyst (a) component dimethylsilylfluorenylamide dimethyltitanium; [t-BuNSiMe 2 Flu]
It was prepared based on the description of “Macromolecules, Vol. 31, 3184, 1998”. It refine | purified by recrystallizing in hexane at -20 degreeC, and it used for superposition | polymerization.
(B) Component Triphenylcarbenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate; [Ph 3 C] [B (C 6 F 5 ) 4 ]: A commercial product manufactured by Tosoh Finechem Corporation was used as it was.

[オクテニルジイソブチルアルミニウムの合成]
50mlの攪拌機付きガラス反応器に、1,7-オクタジエン(20ml:0 .14mol)とジイソブチルアルミニウムハイドライド(2.5ml:0.014mol)を加え60℃で6時間反応させた。その後、残存する1,7-オクタジエンを減圧除去して反応生成物を得た。本反応生成物はガスクロマトグラフィーとNMRで分析をした。0.5mlの反応生成物を2mlのノルマル-デカン(内部標準)で希釈し、その後、蒸留水と塩酸を加えて分解して分析に用いた。その結果、オクテニルジイソブチルアルミニウムが定量的に生成していることを確認した。
[Synthesis of octenyl diisobutylaluminum]
1,7-octadiene (20 ml: 0.14 mol) and diisobutylaluminum hydride (2.5 ml: 0.014 mol) were added to a 50 ml glass reactor equipped with a stirrer and reacted at 60 ° C. for 6 hours. Thereafter, the remaining 1,7-octadiene was removed under reduced pressure to obtain a reaction product. This reaction product was analyzed by gas chromatography and NMR. 0.5 ml of the reaction product was diluted with 2 ml of normal-decane (internal standard), then decomposed by adding distilled water and hydrochloric acid and used for analysis. As a result, it was confirmed that octenyl diisobutylaluminum was quantitatively produced.

[実施例1]
[ノルボルネンとオクテニルジイソブチルアルミニウムの共重合]
100mlの攪拌機付きガラス反応器に、トルエンと前述の手法により得たオクテニルジイソブチルアルミニウム(0.007mol),ノルボルネン(0.036mol)を加えた、ここでトルエンの添加量は、オクテニルジイソブチルアルミニウムとノルボルネン,トルエンの体積が30mlとなるように調整して加えた。反応器内を40℃とした。ここで、[Ph3C][B(C6F5)4]を20μmol、[t-BuNSiMe2Flu]を20μmolとなるようにトルエン溶液として添加し、40℃の温度で10分間重合を実施した。10分後、少量のメタノール・塩酸を直接添加して重合反応を終了させた。反応生成物はろ別し、60℃で6時間減圧乾燥させ、ノルボルネン系共重合体(ノルボルネン−1-オクテン共重合体)を得た。この共重合体の重量と物性は表1に示す。
[Example 1]
[Copolymerization of norbornene and octenyl diisobutylaluminum]
To a 100 ml glass reactor equipped with a stirrer, toluene and octenyl diisobutylaluminum (0.007 mol) and norbornene (0.036 mol) obtained by the above-described method were added. Here, the amount of toluene added was octenyl diisobutylaluminum and The volume of norbornene and toluene was adjusted so as to be 30 ml. The inside of the reactor was set to 40 ° C. Here, [Ph 3 C] [B (C 6 F 5 ) 4 ] is added as a toluene solution so as to be 20 μmol and [t-BuNSiMe 2 Flu] is added as 20 μmol, and polymerization is carried out at a temperature of 40 ° C. for 10 minutes. did. Ten minutes later, a small amount of methanol / hydrochloric acid was directly added to terminate the polymerization reaction. The reaction product was filtered off and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 6 hours to obtain a norbornene copolymer (norbornene-1-octene copolymer). The weight and physical properties of this copolymer are shown in Table 1.

[実施例2〜3]
添加するオクテニルジイソブチルアルミニウムの添加量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施した。得られたノルボルネン系共重合体の収量及びポリマーの物性は表1に示す。図1(a)に実施例3の13CNMRを示す。
[Examples 2-3]
The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of octenyl diisobutylaluminum added was changed as shown in Table 1. The yield of the obtained norbornene copolymer and the physical properties of the polymer are shown in Table 1. FIG. 1 (a) shows 13 CNMR of Example 3.

[実施例4〜6]
実施例1〜3の方法によって10分の重合を行ったのち、乾燥酸素200ml分を室温で1.5時間導入した。その後、反応生成物をろ別し、60℃で6時/間減圧乾燥させ、水酸基含有ノルボルネン系共重合体を得た。これらの共重合体の物性は表2に示す。
これらの共重合体の構造は下記であり、ノルボルネン−1-オクテン共重合体の1オクテンの一部の末端に水酸基が置換した共重合体である。図1(b)に実施例6の13CNMRを示す。

Figure 0004615248
(式中、x,y,zは、各構成単位の重合度を表す数である。なお、各構成単位はランダムに共重合している。) [Examples 4 to 6]
After 10 minutes of polymerization by the method of Examples 1 to 3, 200 ml of dry oxygen was introduced at room temperature for 1.5 hours. Thereafter, the reaction product was filtered off and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 6 hours / hour to obtain a hydroxyl group-containing norbornene copolymer. The physical properties of these copolymers are shown in Table 2.
The structures of these copolymers are as follows, and are copolymers in which a hydroxyl group is substituted at the terminal of a part of 1-octene of the norbornene-1-octene copolymer. FIG. 1 (b) shows 13 CNMR of Example 6.
Figure 0004615248
(In the formula, x, y, and z are numbers representing the degree of polymerization of each structural unit. Each structural unit is randomly copolymerized.)

Figure 0004615248
Figure 0004615248

Figure 0004615248
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ポリノルボルネンは従来のポリオレフィン材料に比べて耐熱性に優れ、高透明性、低複屈折率を示し、光学レンズやディスク,光ファイバーといった光学材料に用いられていることから最も重要な透明プラスチック材料の一つとして多くの分野で使用されている。
しかしながら、従来のポリノルボルネンやノルボルネン−エチレン共重合体は、化学的に安定である反面、無極性のため他のプラスチック材料や金属薄膜との接着性が悪い等の問題があった。
本発明により得られるノルボルネン系共重合体は、上記問題点を解決したものであり、極性が要求される様々な用途に利用可能な環状オレフィン系共重合体である。
Polynorbornene is one of the most important transparent plastic materials because it has excellent heat resistance compared to conventional polyolefin materials, exhibits high transparency and low birefringence, and is used in optical materials such as optical lenses, disks, and optical fibers. It is used in many fields.
However, the conventional polynorbornene and norbornene-ethylene copolymer are chemically stable, but have problems such as poor adhesion to other plastic materials and metal thin films because they are nonpolar.
The norbornene-based copolymer obtained by the present invention is a cyclic olefin-based copolymer that solves the above-described problems and can be used for various applications that require polarity.

実施例3の13C−NMRスペクトル(a)と、実施例6の13C−NMRスペクトル(b)である。 13 C-NMR spectra of Examples 3 and (a), a 13 C-NMR spectrum of Example 6 (b).

Claims (3)

環状オレフィンと化学式(A)で表されるアルケニルジアルキルアルミニウム化合物とをメタロセン触媒もしくはハーフメタロセン触媒を用いて共重合して得られる環状オレフィン−アルケニルジアルキルアルミニウム共重合体を、分解剤と反応させ、該共重合体中のジアルキルアルミニウム基を極性基に変換することを特徴とする、環状オレフィン単位と化学式(C)で表される単位と、化学式(D)で表される単位を含有し、重量平均分子量が1,000〜1,000,000である極性基含有環状オレフィン系共重合体の製造方法。
化学式(A)
Figure 0004615248
(式中、R 1 ,R 2 は炭素数1〜20のアルキル基、nは1〜20の整数を示す。)

化学式(C)
Figure 0004615248
(式中,nは1〜20の整数を示す。)

化学式(D)
Figure 0004615248
(式中、nは1〜20の整数、XはOH、COOH、SOOH又はSOOOH基を示す。)
A cyclic olefin- alkenyldialkylaluminum copolymer obtained by copolymerizing a cyclic olefin and an alkenyldialkylaluminum compound represented by the chemical formula (A) using a metallocene catalyst or a half metallocene catalyst, and a decomposition agent, A cyclic olefin unit, a unit represented by the chemical formula (C), and a unit represented by the chemical formula (D), characterized by converting a dialkylaluminum group in the copolymer into a polar group, and having a weight average A method for producing a polar group-containing cyclic olefin copolymer having a molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
Chemical formula (A)
Figure 0004615248
(Wherein, R 1, R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, n is an integer of 1-20.)

Chemical formula (C)
Figure 0004615248
(In the formula, n represents an integer of 1 to 20.)

Chemical formula (D)
Figure 0004615248
(In the formula, n represents an integer of 1 to 20, and X represents an OH, COOH, SOOH or SOOOH group.)
前記分解剤が酸素、二酸化炭素、二酸化イオウ又は三酸化イオウである請求項1記載の極性基含有環状オレフィン系共重合体の製造方法。 The method for producing a polar group-containing cyclic olefin copolymer according to claim 1, wherein the decomposing agent is oxygen, carbon dioxide, sulfur dioxide or sulfur trioxide . 前記化学式(C)及び化学式(D)のnが2〜6で、化学式(D)のXがOH基である、請求項1記載の極性基含有環状オレフィン系共重合体の製造方法。 The manufacturing method of the polar group containing cyclic olefin type copolymer of Claim 1 whose n of the said Chemical formula (C) and Chemical formula (D) is 2-6, and X of Chemical formula (D) is OH group .
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