(57)【要約】【課題】オレフィンやジエンの重合用の助触媒として有用な、炭化水素溶媒に可溶なボレート化合物含有組成物及びその製造方法を提供する。【解決手段】トリアルキルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート化合物含有組成物。水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートと長鎖アルキル基含有アミン化合物とを反応させることを含む、トリアルキルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート化合物含有組成物の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で示されるアミン化合物（式中、Ｒ1は炭素数１〜３０のアルキル基を表す。Ｒ2およびＲ3は互いに同じでも異なっていてもよい炭素数８〜３０のアルキル基を表す、）および式（２）で示されるトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前記に同じ）を含有する組成物。
【化１】
2019059795.tif 000003
【請求項２】
式（１）で示されるアミン化合物および式（２）で示されるトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物の合計モル数に対する式（１）で示されるアミン化合物の含有量は、１〜３０モル％の範囲である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
Ｒ2およびＲ3が炭素数１４以上である、請求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】
水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物を含有しない、請求項１〜３のいずれかに記載の組成物。
【請求項５】
エーテル化合物を含有しない、請求項１〜４のいずれかに記載の組成物。
【請求項６】
オレフィンおよびジエンから成る群から選ばれる少なくとも1種のモノマーの重合助触媒用である、請求項１〜５のいずれかに記載の組成物。
【請求項７】
水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートと式（１）で示されるアミン化合物とを反応させることを含み、かつ水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートに対して等当量以上の式（１）で示されるアミン化合物を用いる、請求項１〜５のいずれかに記載の組成物の製造方法。
【請求項８】
水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートに対する式（１）で示されるアミン化合物の量比が１．０１〜１．５当量の範囲である、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５に記載の組成物を助触媒として使用して、オレフィンおよびジエンから成る群から選ばれる少なくとも1種のモノマーを重合することを含む、重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオレフィンやジエンの重合の助触媒として使用される、有用なトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物含有組成物およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からオレフィンやジエンの重合用触媒として、メタロセン化合物やジイミン錯体、フェノキシ錯体などの非メタロセン系金属錯体触媒が使用されることか数多く報告されている。これらの金属錯体触媒を用いた触媒系の多くで、メチルアルミノキサンやテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物が活性種を安定化させるための助触媒として使用されている。テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物はメチルアルミノキサンよりも熱安定性に優れることや、金属錯体に対して使用される量論比がメチルアルミノキサンよりも少なくて済むことから、溶液重合系での助触媒として広く使用されている。
【０００３】
また、金属錯体触媒によるオレフィンやジエンの重合で使用される溶媒としては、通常非極性の炭化水素溶剤が使用されている。特に臭気や毒性の観点からトルエンなどの芳香族炭化水素系溶媒よりもヘキサンなどの脂肪族炭化水素溶剤への切り替えも進んでいる。
【０００４】
しかしながら、通常のテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物はトルエンなどの芳香族炭化水素溶剤に難溶であること、溶解したとしても、ボレート化合物が溶解した濃厚相と溶解してない希薄相の液―液２相に分離することが知られている（特許文献１）。
【０００５】
またヘキサンやヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶剤には難溶であることから、脂肪族炭化水素溶媒に可溶なテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物が望まれ、提案されている（特許文献２）。特許文献２に記載のジ（オクタデシル）メチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートやビス（水添牛脂アルキル）メチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートは炭化水素に易溶な化合物として有用である。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の製造方法ではリチウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートと別途調整したジアルキルメチルアミンの塩酸塩とを反応させることで調製されており、この方法では水に難溶な原料のリチウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートあるいは長鎖脂肪族アミンの塩酸塩が生成物に残存し、これらが触媒毒となり、重合用の助触媒として使用した際に十分な活性を示さないことが懸念されていた。実際、特許文献２の実施例２ではエーテルが生成物中に残存しており、リチウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートのジエチルエーテル錯体が残存していることが推察される。
【０００７】
特許文献３では、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートのアルカリ金属塩とアミンとを混合したのちにプロトン酸で処理するアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート誘導体の製造方法が開示されている。しかし、この方法でも、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートのアルカリ金属塩のエーテル錯体あるいは長鎖脂肪族アミンのプロトン酸塩が生成物中に残存し、触媒毒として作用することが懸念されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１８−１０４３３５
【特許文献２】特表２０００−５０７１５７
【特許文献３】特表２００７−５３０６７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、これら従来技術を鑑み、触媒毒となる化合物の残存を抑制したトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物含有組成物およびその工業的製法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明者は、トリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物組成物の製造方法について、鋭意検討した結果、水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを製造用原料としてトリアルキルアミンと反応させることで本発明を完成させるに至った。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、オレフィンやジエンの重合用の助触媒として有用なトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物を含有する組成物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、式（１）で示されるアミン化合物（式中、Ｒ1は炭素数１〜３０のアルキル基を表す。Ｒ2およびＲ3は互いに同じでも異なっていてもよい炭素数８〜３０のアルキル基を表す）および式（２）で示されるトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物（式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は前記に同じ）を含有する組成物に関する。
【００１３】
【化１】
2019059795.tif 000002
【００１４】
Ｒ1は炭素数１〜３０のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基を表す。Ｒ2およびＲ3は互いに同じでも異なっていてもよい炭素数８〜３０のアルキル基を表し、好ましくは炭素数１４〜３０のアルキル基を表す。
【００１５】
式（２）で示されるトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物の具体例は以下の通りである。
ジ−ｎ−オクチルメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリ−ｎ−オクチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリス（２-エチルヘキシル）アミンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリノニルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジデシルメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリ−ｎ−デシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリウンデシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジドデシルメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリト゛デシルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジ硬化牛脂アルキル（Ｃ１４〜１８）メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどが挙げられる。
【００１６】
式（１）で示されるアミン化合物および式（２）で示されるトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物の合計モル数に対する式（１）で示されるアミン化合物の含有量は、例えば、１〜３０モル％の範囲であり、好ましくは２〜２５モル％の範囲である。式（１）で示されるアミン化合物は、特許文献２に記載のジアルキルメチルアミンの塩酸塩と異なり、触媒毒とはなり得ない。そのため、本発明の組成物においては、式（２）で示されるトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物から式（１）で示されるアミン化合物を分離除去することなく、そのまま含んだ状態で、重合体の製造に用いることができる。
【００１７】
本発明の組成物は、エーテル錯体を形成して触媒毒となり得る、水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物あるいはテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの金属塩を含有しないことが好ましい。さらに、本発明の組成物は、触媒毒となり得る、エーテル化合物を含有しないことが好ましい。エーテル化合物を含有しないとは、1Ｈ−ＮＭＲ分析の結果、エーテル化合物が検出されないことを意味する。
【００１８】
本発明は、本発明の組成物の製造方法を包含する。
この製造方法は、水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートと式（１）で示されるアミン化合物とを反応させることを含み、かつ水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートに対して等当量以上の式（１）で示されるアミン化合物を用いる方法である。
【００１９】
上記製造で原料として用いられる水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートは公知化合物であり、製造方法には特に限定されないが、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートの金属塩をプロトン酸で処理する方法が挙げられる。
【００２０】
水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの製造で使用されるテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートの金属塩としては、リチウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ナトリウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、カリウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、などのアルキル金属塩の他、マグネシウムビス［テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート］あるいはテトラキス（ペンタフルオロフェニル）マグネシウムクロライドやテトラキス（ペンタフルオロフェニル）マグネシウムブロマイドなどのテトラキス（ペンタフルオロフェニル）マグネシウムハライドといったアルカリ土類金属塩などが挙げられる。これらは精製品を用いてもよいし、当該化合物を調整した溶液を用いてもよいが、最終的に得られるボレート化合物（２）は炭化水素溶媒に易溶であり、再結晶などによる精製が困難であることから、できるだけ純度の高いボレートの金属塩を用いることが好ましい。
【００２１】
水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの製造に際に使用される溶媒としては、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートの金属塩が溶解しかつ、水とは混和しない溶媒であれば特に限定されないが、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−ｎ−プロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどのエーテル系溶媒を用いることが好ましい。これらの溶媒は単独で使用してもよいし、他のエーテル系溶媒あるいはトルエン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素溶媒との混合溶媒として使用してもよい。
【００２２】
また、ボレートの金属塩を処理する際に使用されるプロトン酸としては塩酸、硫酸、硝酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸などが挙げられる。
【００２３】
プロトン酸の使用量は、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートの金属塩に対して等量以上であれば特に問題ないが、処理後の有機相に使用したプロトン酸が残存しないように、水洗後の水相のｐＨが３以上になるまで有機相を水洗することが好ましい。水相のｐＨが３未満の場合だと、有機相に使用したプロトン酸塩が残存し、後述のアミン化合物（１）との反応において、アミンのプロトン酸塩が生成し、ボレート化合物（２）中に残存することで、重合時の触媒毒となることが懸念される。
【００２４】
本発明の製造方法においては、上記のように調製された水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの溶液を、そのままアミン化合物（１）との反応に使用することができる。
【００２５】
本発明の製造方法に使用される一般式（１）で示されるアミン化合物は、反応により生成した式（２）のボレート化合物が、溶媒である炭化水素に溶解するような化合物であれば特に限定されない。具体的なアミン化合物としては、ジ−ｎ−オクチルメチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリス（２-エチルヘキシル）アミン、トリノニルアミン、ジデシルメチルアミン、トリ−ｎ−デシルアミン、トリウンデシルアミン、ジドデシルメチルアミン、トリト゛デシルアミン、ジ硬化牛脂アルキル（Ｃ１４〜１８）メチルアミン、ジオクタデシルメチルアミンなどが挙げられる。
【００２６】
中でも炭素数が１４以上のアルキル基を２つ以上有するアミン化合物（１）を用いて得られるボレート化合物（２）は脂肪族炭化水素溶媒にも可溶となる。
【００２７】
本発明の製造方法においては、水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートに対して等当量以上の式（１）で示されるアミン化合物を用いる。そうすることで、未反応の水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートが生成物である組成物中に残存することを抑制できる。水素化テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートに対するアミン化合物（１）の使用量は、好ましくは１．０１〜１．５当量の範囲であり、より好ましくは１．０２〜１．４当量の範囲である。１．０当量未満の場合は、エーテル化合物あるいは水が付加した水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートが生成物である組成物中残存し、重合用助触媒として使用した際に、この化合物が触媒毒として作用する虞がある。
【００２８】
本発明の製造方法における、反応温度及び時間は特に限定されないが、好ましくは１０〜４０℃、１０分以上であることができるが、この範囲に限定される意図ではない。
【００２９】
反応終了後，反応液は無水硫酸ナトリウムあるいは無水硫酸マグネシウムなどの脱水剤で脱水した後、溶媒を除去することで、アミン化合物（１）およびトリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物（２）を含有する生成物である組成物を得ることができる。
【００３０】
本発明の組成物に含まれるボレート化合物（２）は炭化水素溶媒などを用いて再結晶することもできる。但し、Ｒ2およびＲ3が炭素数１０以上のアルキル基であるボレート化合物（２）は、常温で液体状の化合物である、再結晶による精製は、Ｒ2およびＲ3が炭素数１０未満のアルキル基であるボレート化合物（２）に限られる。
【００３１】
本発明の組成物は、アミン化合物（１）およびボレート化合物（２）を含有し、炭化水素溶媒に易溶であり、好ましくは、触媒毒となるアミンのプロトン酸塩やエーテル化合物を含有しない。そのため、オレフィンやジエンの重合用助触媒として有用である。
【００３２】
本発明は、上記本発明の組成物を助触媒として使用して、オレフィンおよびジエンから成る群から選ばれる少なくとも1種のモノマーを重合することを含む、重合体の製造方法を包含する。ボレート化合物（２）を助触媒として使用して、オレフィンおよびジエンから成る群から選ばれる少なくとも1種のモノマーを重合することは、例えば、特許文献２に記載され公知であるので、本発明の組成物を助触媒として使用すること以外は、特許文献２に記載の重合体の製造方法を参照して、本発明の重合体の製造方法を実施できる。
【実施例】
【００３３】
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３４】
なお、分析に当たっては下記機器を使用した。
1Ｈ−ＮＭＲおよび19Ｆ−ＮＭＲ：日本電子株式会社（ＪＥＯＬ）製ＥＣＡ-５００ＳＳ
【００３５】
［実施例１］
カリウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（含水量５．９ｗｔ％）１６．５ｇ（２１．６ｍｍｏｌ）をジイソプロピルエーテル３０ｍＬで溶解し、４Ｎ−塩酸１５ｍＬで２回処理した。分相した有機相は、水相のｐＨが３以上になるまで水洗を実施した。得られた有機相の19Ｆ−ＮＭＲ内標法による分析にて、水素化テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートの回収率は１００％であった。
【００３６】
上記で得られた溶液にジ硬化牛脂アルキルメチルアミン（商品名：リポミン  Ｍ２ＨＴ（ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ））１２．２ｇ（２２．７ｍｍｏｌ）を添加し、室温で１時間攪拌した。反応液は飽和食塩水にて洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて脱水後、減圧濃縮した。濃縮後得られた粘ちょう液体は、トルエンで溶解し再濃縮をし、２５．９ｇの褐色の粘ちょう液体を得た。
【００３７】
得られた粘ちょう液体の19Ｆ−ＮＭＲ分析からボレートの純度は９９．９％であり、２，３，４，５，６−ペンタフルオロトルエンを内標に用いた、粘ちょう液体中のテトラキス（ペンタフルオロフェニル）含量は４９．９ｗｔ％であった。２，３，４，５，６−ペンタフルオロトルエンを内標に用いた、1Ｈ-ＮＭＲ測定の結果から、ジ硬化牛脂アルキルメチルアミン含量が４６．５ｗｔ％含まれており、溶媒として使用したジイソプロピロピルエーテルは検出されなかった。本分析結果から本化合物はジ硬化牛脂アルキルメチルアミンが１８ｍｏｌ％含まれているジ硬化牛脂アルキルメチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートであることを確認した。なお、収率は９９％であった。
【００３８】
以下に、ジ硬化牛脂アルキルメチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートのＮＭＲ分析データを示す。
【００３９】
19Ｆ−ＮＭＲ(アセトン−ｄ６)  δ（ｐｐｍ）：  −１３２．９（ｔ，８Ｆ）、−１６４．５（ｔ，４Ｆ）、−１６８．３（ｔ，８Ｆ）
1Ｈ−ＮＭＲ(アセトン−ｄ６)  δ（ｐｐｍ）：  ０．８５（ｔ，６Ｈ）、１．２０〜１．４４（ｍ，５６Ｈ）、１．８４（ｍ，４Ｈ）、３．０４（ｓ，３Ｈ）、３．３０（ｍ，４Ｈ）
また、溶媒に使用したジイソプロピルエーテルは検出されなかった。
なお、本化合物はヘキサンと任意の割合で混和した溶液を形成することを確認した。
【００４０】
［実施例２］
ジ硬化牛脂アルキルメチルアミンに替えてジデシルメチルアミンを使用した以外は、実施例１と同様の方法にて製造を実施した。その結果、粘ちょう液体のボレート化合物を９８％の収率で得た。19Ｆ−ＮＭＲおよび1Ｈ−ＮＭＲ分析の結果、本化合物はジデシルメチルアミンが１０ｍｏｌ％含まれているジデシルメチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートであることを確認した。
【００４１】
以下に、ジデシルメチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートのＮＭＲ分析データを示す。
【００４２】
19Ｆ−ＮＭＲ(アセトン−ｄ６)  δ（ｐｐｍ）：  −１３２．９（ｔ，８Ｆ）、−１６４．５（ｔ，４Ｆ）、−１６８．３（ｔ，８Ｆ）
1Ｈ−ＮＭＲ(アセトン−ｄ６)  δ（ｐｐｍ）：  ０．８３（ｔ，６Ｈ）、１．２０〜１．４４（ｍ，２８Ｈ）、１．８５（ｍ，４Ｈ）、３．０８（ｓ，３Ｈ）、３．３５（ｍ，４Ｈ）
【００４３】
また、溶媒に使用したジイソプロピルエーテルは検出されなかった。
なお、本化合物はヘキサンには難溶であるものの、トルエンと任意の割合で混和した溶液を形成することを確認した。
【００４４】
［実施例３］
ジ硬化牛脂アルキルメチルアミンに替えてジ−ｎ−オクチルメチルアミンを使用した以外は、実施例１と同様の方法にて製造を実施後、ヘキサンにて晶析することでジ-ｎ-オクチルメチルアミンが５ｍｏｌ％含まれているジ−ｎ−オクチルメチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートを９４％の収率で得た。
【００４５】
以下に、ジ−ｎ−オクチルメチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートのＮＭＲ分析データを示す。
【００４６】
19Ｆ−ＮＭＲ(アセトン−ｄ６)  δ（ｐｐｍ）：  −１３２．９（ｔ，８Ｆ）、−１６４．５（ｔ，４Ｆ）、−１６８．３（ｔ，８Ｆ）
1Ｈ−ＮＭＲ(アセトン−ｄ６)  δ（ｐｐｍ）：  ０．８３（ｔ，６Ｈ）、１．１８〜１．４４（ｍ，２０Ｈ）、１．８６（ｍ，４Ｈ）、３．１１（ｓ，３Ｈ）、３．３８（ｍ，４Ｈ）
【００４７】
また、溶媒に使用したジイソプロピルエーテルは検出されなかった。
なお、本化合物はヘキサンには難溶であるものの、トルエンと４０ｗｔ％の溶解度で溶液を形成することを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、オレフィンやジエンの重合用助触媒として有用である、トリアルキルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート化合物を含有する組成物に関連する分野に有用である。