KR101074223B1 - Ethylene trimerization catalyst systems and method for preparing 1-hexene using the same - Google Patents
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Abstract
(R1)(R2)P(R5)CHCH(R6)P(R3)(R4)인 P-C-C-P 골격구조 리간드, 크롬계 금속화합물, 및 활성제를 포함하는 촉매계, 및 상기 촉매계를 사용하여 에틸렌을 삼량체화함으로써, 반응 활성을 안정적으로 유지하면서 고활성, 고선택적으로 1-헥센을 제조하는 방법에 관한 것이다.A catalyst system comprising a PCCP framework ligand, a chromium-based metal compound, and an activator, wherein the catalyst system comprises (R 1 ) (R 2 ) P (R 5 ) CHCH (R 6 ) P (R 3 ) (R 4 ) The present invention relates to a method of producing 1-hexene with high activity and high selectivity while maintaining the reaction activity stably by trimerizing ethylene.
헥센, 에틸렌, 삼량체화, 촉매, 올리고머 Hexene, ethylene, trimerization, catalysts, oligomers
Description
도 1은 본 발명에 따른 촉매계를 이용한 에틸렌 삼량체화 반응에 있어서의 반응시간 경과에 따른 촉매 활성의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the change in catalyst activity over time in the ethylene trimerization reaction using the catalyst system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 촉매계를 이용한 에틸렌 삼량체화 반응에 있어서의 반응시간 경과에 따른 선택도의 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the change in selectivity over time of the reaction in the ethylene trimerization reaction using the catalyst system according to the present invention.
본 발명은 에틸렌의 삼량체화 반응에 사용하기 위한 촉매계 및 상기 촉매계를 이용하여 에틸렌을 삼량체화함으로써 1-헥센을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a catalyst system for use in the trimerization reaction of ethylene and to a process for producing 1-hexene by trimerizing ethylene using the catalyst system.
1-헥센은 특정약품으로서의 용도 뿐만아니라 선형저밀도 폴리에틸렌을 만들기 위한 모노머 또는 코모노머로서 중합공정에 광범위하게 사용되는 중요한 상업적 원료이다. 1-hexene is an important commercial raw material widely used in the polymerization process as a monomer or comonomer to make linear low density polyethylene as well as for use as a specific drug.
선형 저밀도폴리에틸렌 제조에 필요한 고급 알파올레핀의 제조는 에틸렌의 올리고머화 반응에 의해 얻어진다. 그러나 에틸렌 올리고머화는 상당한 양의 부 텐, 기타 헥센 및 헥센의 이성체, 특정 고급 올리고머 및 폴리에틸렌이 함께 생성되는 비효율적인 측면이 있다. The preparation of the higher alphaolefins necessary for the production of linear low density polyethylene is obtained by oligomerization of ethylene. Ethylene oligomerization, however, has the inefficient aspect of producing a significant amount of butenes, other hexenes and hexenes isomers, certain higher oligomers and polyethylenes together.
종래 에틸렌의 올리고머화 기술은 일반적으로 슐쯔-플로리(Schulze-Flory) 또는 포이즌 (Poisson) 생성물 분포에 따라 다양한 α-올레핀을 제공하게 되므로 원하는 생성물만을 선택적으로 생산하기 어려운 문제가 있었다. 이와 관련하여 미국특허 제 6,184,428호는 킬레이트 리간드로서 2-디페닐 포스피노 벤조산(DPPBA), 니켈 전구체인 NiCl2·6H2O 및 촉매 활성제로 소듐 테트라페닐보레이트를 포함하는 니켈촉매를 개시하고 있으며, 이를 이용한 에틸렌의 올리고머화에 있어서 선형 C6 α-올레핀에 대한 선택도는 약 33 %인 것으로 나타났다. Conventional oligomerization techniques of ethylene generally provide a variety of α-olefins depending on the Schulze-Flory or Poisson product distribution, so it was difficult to selectively produce only the desired product. In this regard, US Pat. No. 6,184,428 discloses a nickel catalyst comprising 2-diphenyl phosphino benzoic acid (DPPBA) as a chelating ligand, NiCl 2 .6H 2 O as a nickel precursor and sodium tetraphenylborate as a catalytic activator, In oligomerization of ethylene using this, the selectivity for linear C6 α-olefin was found to be about 33%.
또한 독일특허 제1,443,927호 및 미국특허 제 3,906,053호에는 트리알킬알루미늄 촉매를 기본으로 한 지글러 타입기술이 개시되어 있으며, 이를 통하여 올레핀 혼합물에 대해 14-25 질량%의 1-헥센을 생산할 수 있는 것으로 나타났다. In addition, German Patent No. 1,443,927 and US Patent No. 3,906,053 disclose Ziegler-type techniques based on trialkylaluminum catalysts, which have been shown to produce 14-25 mass% of 1-hexene for olefin mixtures. .
최근에는 에틸렌을 전이금속 촉매작용을 통해 선택적으로 삼량체화시켜 1-헥센을 생산하는 것에 대한 광범위한 연구가 진행되고 있는데, 공지된 대부분의 전이금속 촉매는 크롬계촉매이다. Recently, extensive research has been conducted on the production of 1-hexene by selective trimerization of ethylene through transition metal catalysis. Most known transition metal catalysts are chromium-based catalysts.
공지된 크롬계 삼량체화 촉매계로서, 인 및 질소 헤테로 원자를 가지는 헤테로 원자 리간드, 또는 황 및 질소 헤테로 원자를 둘 다 가지는 헤테로 원자 리간드를 포함하는 촉매계를 들 수 있다(WO 03/053891, WO 03/053890). 이들 리간드는 헤테로 원자사이에 적어도 하나의 탄소 원자 스페이서 (spacer)를 포함하여 크롬과 실질적인 트리덴테이트(tridentate) 배위를 이루며, 이러한 리간드를 함유하는 크롬계 촉매계는 1-헥센에 대해 높은 선택도를 나타내지만, 촉매 활성이 높지 않은 문제가 있다. As the known chromium-based trimerization catalyst system, a catalyst system including a hetero atom ligand having a phosphorus and a nitrogen hetero atom or a hetero atom ligand having both a sulfur and a nitrogen hetero atom may be mentioned (WO 03/053891, WO 03 /). 053890). These ligands contain at least one carbon atom spacer between heteroatoms to form a substantial tridentate coordination with chromium, and chromium-based catalyst systems containing such ligands exhibit high selectivity for 1-hexene. Although it shows, there exists a problem that catalyst activity is not high.
한편, WO 02/04119에는 일반식 (R1)(R2)X-Y-X(R3)(R4) 의 리간드를 사용한 크롬계 촉매를 개시하고 있으며, 여기에서, X는 인, 비소, 또는 안티몬이고, Y는 -N(R5)-와 같은 연결 그룹이며, R1, R2, R3 및 R4중 적어도 하나가 극성 또는 전자 수여 치환체를 가져야 한다는 것이다. On the other hand, WO 02/04119 discloses a chromium-based catalyst using a ligand of the general formula (R 1 ) (R 2 ) XYX (R 3 ) (R 4 ), wherein X is phosphorus, arsenic, or antimony , Y is a linking group such as -N (R 5 )-and at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 must have a polar or electron-donating substituent.
또 다른 공지 문헌에서는 촉매 조건하에 1-헥센에 대해 촉매 활성을 나타내지 않는 리간드로서 R1, R2, R3 및 R4중 적어도 하나에 극성 치환체를 가지지 않는 화합물인 (o-에틸페닐)2PN(Me)P(o-에틸페닐)2의 용도를 개시하였다. (Antea Carter et al., Chem. Commun., 2002, p. 858 - 859). Another publication discloses (o-ethylphenyl) 2 PN, a compound that does not have a polar substituent on at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 as a ligand that does not exhibit catalytic activity for 1-hexene under catalytic conditions. The use of (Me) P (o-ethylphenyl) 2 is disclosed. (Antea Carter et al., Chem. Commun., 2002, p. 858-859).
또한 국내공개특허 10-2006-0002741에 따르면 (o-에틸페닐)2PN(Me)P(o-에틸페닐)2 과 같이 인에 부착된 페닐환의 오르토 위치상에 비극성 치환체를 함유하는 PNP리간드를 사용하여 우수한 에틸렌 삼량체화 활성 및 선택성이 실제로 가능하다고 하였다. In addition, according to Korean Patent Publication No. 10-2006-0002741, such as (o-ethylphenyl) 2 PN (Me) P (o-ethylphenyl) 2 The use of PNP ligands containing nonpolar substituents on the ortho position of the phenyl ring attached to phosphorus has shown that excellent ethylene trimerization activity and selectivity are indeed possible.
이와 같이, 종래기술에 따른 에틸렌 삼량체화를 위한 크롬 촉매계의 리간드는 (R)nPN(R')P(R)m인 PNP형 헤테로 리간드에만 국한되어 있으며, 1-헥센에 대한 선택도 및 활성이 모두 우수한 촉매계를 제시하고 있지 못하고 있다는 점에서 기술적 한계를 갖는다. 뿐만 아니라, 종래의 선행기술인 헤테로원자를 포함하는 PNP형 골격의 리간드는 1-헥센 제조 반응에 있어서 반응 시간의 경과에 따라 반응 활성이 일관적으로 유지되지 못하고 반응 속도가 크게 감소하는 문제점이 있었다.As such, the ligand of the chromium catalyst system for ethylene trimerization according to the prior art is limited to only PNP type hetero ligands of (R) n PN (R ') P (R) m , and selectivity and activity for 1-hexene All of these have technical limitations in that they do not present excellent catalyst systems. In addition, the ligand of the PNP-type backbone containing a hetero atom of the prior art has a problem that the reaction activity is not maintained consistently with the passage of the reaction time and the reaction rate is greatly reduced in the 1-hexene production reaction.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 연구를 거듭한 끝에, 본 발명자들은 인 원자를 포함하는 P-C-C-P 골격구조 리간드를 활용한 전이금속 촉매계의 작용을 통해 에틸렌 삼량체화에 의한 1-헥센의 제조에 있어서, 헤테로 원자 리간드에서 인과 인 원자사이의 구조가 1-헥센의 선택도 및 촉매활성을 결정하는 중요한 요소라는 것을 발견하였다. 또한 본 발명에 따른 P-C-C-P 골격구조 리간드를 활용하면, 촉매의 활성이 상당히 안정되어 반응시간의 경과에 따른 반응 속도의 감소를 방지할 수 있음을 알게 되었다.After repeated studies to solve the above problems of the prior art, the present inventors have studied the preparation of 1-hexene by ethylene trimerization through the action of a transition metal catalyst system using a PCCP skeletal structure ligand containing a phosphorus atom. In the heteroatom ligand, the structure between phosphorus and phosphorus atom was found to be an important factor in determining the selectivity and catalytic activity of 1-hexene. In addition, it was found that by using the P-C-C-P framework ligand according to the present invention, the activity of the catalyst is considerably stable to prevent a decrease in the reaction rate with the passage of the reaction time.
따라서 본 발명의 목적은 전이금속 또는 전이금속 전구체, 조촉매, 및 하기 화학식 1로 표시되는 P-C-C-P 골격구조 리간드를 포함하는 크롬계 촉매계, 및 상기 촉매계를 사용하여 에틸렌을 삼량체화함으로써, 반응 활성을 안정적으로 유지하면서, 고활성, 고선택적으로 1-헥센을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the reaction activity by trimerizing ethylene using a transition metal or transition metal precursor, a cocatalyst, and a PCCP framework ligand represented by the following formula (1), and ethylene using the catalyst system. It is to provide a method for producing 1-hexene, which is highly active and highly selective.
여기에서, R1, R2, R3 및 R4는 독립적으로 하이드로 카빌, 치환된 하이드로카빌, 헤테로하이드로 카빌, 또는 치환된 헤테로하이드로 카빌이고, 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 1 이상은 P에 결합된 원자에 인접한 적어도 하나의 원자 상에 치환체를 가지며, Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl, heterohydro carbyl, or substituted heterohydro carbyl, wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 At least one of which has a substituent on at least one atom adjacent to the atom bonded to P,
R5와 R6는 수소를 제외한 하이드로카빌, 치환된 하이드로 카빌, 헤테로하이드로카빌 및 치환된 헤테로하이드로 카빌로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. R 5 and R 6 are selected from the group consisting of hydrocarbyl except substituted hydrogen, substituted hydrocarbyl, heterohydrocarbyl and substituted heterohydro carbyl.
이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 에틸렌 삼량체화 촉매계는 전이금속 또는 전이금속 전구체, P-C-C-P 골격구조 리간드 및 조촉매를 포함하여 이루어지고, 상기 P-C-C-P 골격구조 리간드는 하기의 화학식 1로 나타나는 것을 특징으로 하는 것이다.The ethylene trimerization catalyst system according to the present invention comprises a transition metal or transition metal precursor, a P-C-C-P framework ligand and a promoter, and the P-C-C-P framework ligand is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
여기에서, R1, R2, R3 및 R4는 독립적으로 하이드로 카빌, 치환된 하이드로카빌 또는 치환된 헤테로하이드로 카빌 그룹이며, 이들 임의 치환체는 비전자 공여체이다. 이들 치환체는 비극성 그룹일 수 있다. 바람직하게, R1, R2, R3 및 R4는 원자 P에 결합된 원자에 인접한 원자상에 비전자 공여체를 합유하는 치환된 방향족 또는 치환된 헤테로 방향족 그룹일 수 있다. R1, R2, R3 및 R4의 적합한 예에는 메틸, 에틸, 에틸레닐, 프로필, 프로페닐, 프로피닐, 부틸, 사이클로헥실, 2-메틸사이클로헥실, 2-에틸사이클로헥실, 2-이소프로필사이클로헥실, 벤질, 페닐, 톨릴, 크실릴, o-메틸페닐, o-에틸페닐, o-이소프로필페닐, o-t-부틸페닐, o-메톡시페닐, o-이소프로폭시페닐, 큐밀, 메시틸, 비페닐, 나프틸, 안트라세닐, 메톡시, 에톡시, 페녹시, 톨릴녹시, 디메틸아미노, 티오메틸, 트리메틸실닐, 디메틸히드라질 등이 포함되나 이들에만 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 사이클로헥실, 2-메틸사이클로헥실, 2-에틸사이클로헥실, 2-이소프로필사이클로헥실, o-메틸페닐, o-에틸페닐, o-이소프로필페닐, o-t-부틸페닐, o-메톡시페닐, o-이소프로폭시페닐 중에서 독립적으로 선택될 수 있다. Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrocarbyl, substituted hydrocarbyl or substituted heterohydro carbyl group, and these optional substituents are non-electron donors. These substituents may be nonpolar groups. Preferably, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be substituted aromatic or substituted heteroaromatic groups which incorporate non-electron donors on atoms adjacent to atoms bonded to atom P. Suitable examples of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include methyl, ethyl, ethylenyl, propyl, propenyl, propynyl, butyl, cyclohexyl, 2-methylcyclohexyl, 2-ethylcyclohexyl, 2-iso Propylcyclohexyl, benzyl, phenyl, tolyl, xylyl, o-methylphenyl, o-ethylphenyl, o-isopropylphenyl, ot-butylphenyl, o-methoxyphenyl, o-isopropoxyphenyl, cumyl, mesityl , Biphenyl, naphthyl, anthracenyl, methoxy, ethoxy, phenoxy, tolyloxy, dimethylamino, thiomethyl, trimethylsilyl, dimethylhydrazyl, and the like. Preferably cyclohexyl, 2-methylcyclohexyl, 2-ethylcyclohexyl, 2-isopropylcyclohexyl, o-methylphenyl, o-ethylphenyl, o-isopropylphenyl, ot-butylphenyl, o-methoxyphenyl and o-isopropoxyphenyl may be independently selected.
R1, R2, R3 및 R4 모두가 방향족 또는 치환된 방향족 그룹일 수 있고, R1, R2, R3 및 R4 모두가 각각 P원자에 결합된 원자에 인접한 적어도 하나의 원자상에 비전자 공여 그룹에 의해 치환될 수 있으며, R1, R2, R3 및 R4 모두가 P원자에 결합된 원자에 인접한 적어도 하나의 원자상에 비극성 그룹에 의해 치환될 수 있다. R 1 , R 2 , R 3 and R 4 All may be aromatic or substituted aromatic groups, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 All may be substituted by non-electron donating groups on at least one atom adjacent to the atom bonded to each P atom, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 All may be substituted by nonpolar groups on at least one atom adjacent to the atom bonded to the P atom.
R5와 R6는 수소를 제외한 하이드로카빌, 치환된 하이드로 카빌, 헤테로하이드로카빌 및 치환된 헤테로하이드로 카빌 그룹이다. 구체적으로 알킬, 아릴녹시, 할로겐, 니트로, 알콕시카보닐, 카보닐옥시, 알콕시, 아미노카보닐, 카보닐아미노, 디알킬아미노 또는 이들의 유도체 및 임의 치환체에 의해 치환된 아릴로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.R 5 and R 6 are hydrocarbyl except substituted hydrogen, substituted hydrocarbyl, heterohydrocarbyl and substituted heterohydro carbyl groups. Specifically selected from the group consisting of aryl substituted by alkyl, aryloxy, halogen, nitro, alkoxycarbonyl, carbonyloxy, alkoxy, aminocarbonyl, carbonylamino, dialkylamino or derivatives thereof and optional substituents Can be.
본 발명에 따른 P-C-C-P 골격구조 리간드는 또한 다중의 (R1)(R2)P(R5)CHCH(R6)P(R3)(R4) 단위로 구성될 수 있다. 이러한 다중 P-C-C-P 골격구조 리간드의 예에는 데드리머 리간드 및 개별 단위들이 하나 이상의 R그룹을 통해 결합된 리간드가 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 리간드의 대표적인 예로서 1,2,4,5-테트라-(P(o-에틸페닐)2)사이클로헥산 , 1,2,4,5-테트라-(P(o-에틸페닐)2)벤젠, 1,2,3,4-테트라-(P(o-에틸페닐)2)사이클로펜탄 등을 들 수 있다. PCCP framework ligands according to the invention may also be composed of multiple (R 1 ) (R 2 ) P (R 5 ) CHCH (R 6 ) P (R 3 ) (R 4 ) units. Examples of such multiple PCCP framework ligands include, but are not limited to, deaddrier ligands and ligands in which individual units are bound through one or more R groups, as typical examples of
본 발명에 따른 리간드의 예에는 (o-에틸페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-에틸페닐)2, (o-이소프로필페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-이소프로필페닐)2, (o-메틸페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-메틸페닐)2, (o-에틸페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(페닐)2, (o-에틸페닐)2PCH(에틸)CH(메틸)P(o-에틸페닐)2, (o-에틸페닐)2PCH(에틸)CH(에틸)P(o-에틸페닐)2, (o-에틸페닐)2PCH(이소프로필)CH(메틸)P(o-에틸페닐)2, (o-에틸페닐)2PCH(n-프로필)CH(메틸)P(o-에틸페닐)2, (o-에틸페닐)2PCH(이소프로필)CH(에틸)P(o-에틸페닐)2, 1,2-디-(P(o-에틸페닐)2)사이클로헥산, 1,2-디-(P(o-에틸페닐)2)사이클로펜탄, 3,4-디-(P(o-에틸페닐)2)피롤, 4,5-디-(P(o-에틸페닐)2)이미다졸, (o-에틸페닐)2PCH(디메틸아민)CH(디메틸아민)P(o-에틸페닐)2, (o-메톡시페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-메톡시페닐)2, (o-에톡시페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-에톡시페닐)2, (o-디메틸아민페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-디메틸아민페닐)2, (o-에틸사이클로헥실)2PCH(메틸)CH(메틸)P(o-에틸사이클로헥실)2이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 리간드들은 당업자들에게 공지된 다양한 방법을 이용하여 제조될 수 있다. Examples of ligands according to the invention include (o-ethylphenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P (o-ethylphenyl) 2 , (o-isopropylphenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P ( o-isopropylphenyl) 2 , (o-methylphenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P (o-methylphenyl) 2 , (o-ethylphenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P (phenyl) 2 , (o-ethylphenyl) 2 PCH (ethyl) CH (methyl) P (o-ethylphenyl) 2 , (o-ethylphenyl) 2 PCH (ethyl) CH (ethyl) P (o-ethylphenyl) 2 , ( o-ethylphenyl) 2 PCH (isopropyl) CH (methyl) P (o-ethylphenyl) 2 , (o-ethylphenyl) 2 PCH (n-propyl) CH (methyl) P (o-ethylphenyl) 2 , (o-ethylphenyl) 2 PCH (isopropyl) CH (ethyl) P (o-ethylphenyl) 2 , 1,2-di- (P (o-ethylphenyl) 2 ) cyclohexane, 1,2-di- (P (o-ethylphenyl) 2 ) cyclopentane, 3,4-di- (P (o-ethylphenyl) 2 ) pyrrole, 4,5-di- (P (o-ethylphenyl) 2 ) imidazole, (o-ethylphenyl) 2 PCH (dimethylamine) CH (dimethylamine) P (o-ethylphenyl) 2 , (o-methoxyphenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P (o-methoxyphenyl) 2 , (o-ethoxyphenyl) 2 PCH (methyl) CH (Methyl) P (o-ethoxyphenyl) 2 , (o-dimethylaminephenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P (o-dimethylaminephenyl) 2 , (o-ethylcyclohexyl) 2 PCH (methyl ) CH (methyl) P (o-ethylcyclohexyl) 2 , but is not limited thereto, and the ligands according to the present invention may be prepared using various methods known to those skilled in the art.
본 발명에 따른 상기 리간드의 P-C-C-P형 골격구조는 공지된 종래의 (R)nPN(R')P(R)m 헤테로 리간드와는 별개의 독립적인 구조를 띠는 것으로서, 리간드의 골격 구조 내의 헤테로 원자는 단지 인(P) 원자뿐이다. 즉, 본 발명에 따른 촉 매계에 사용되는 리간드는 두 개의 인 원자 사이에 질소 원자가 없이 2개의 탄소-탄소 골격 구조로 이루어진 것으로서, 탄소 주변의 치환체로 적당히 공간 구조를 조절함으로써 우수한 촉매활성을 나타낼 뿐만 아니라 85 wt% 이상의 높은 1-헥센 선택도를 달성할 수 있다. The PCCP-type framework of the ligand according to the present invention has a structure independent of the known conventional (R) n PN (R ') P (R) m heteroligand, and is heterologous within the framework of the ligand. The only atom is the phosphorus (P) atom. That is, the ligand used in the catalyst system according to the present invention is composed of two carbon-carbon skeleton structures without nitrogen atoms between two phosphorus atoms, and exhibits excellent catalytic activity by appropriately adjusting the spatial structure with substituents around carbon. As well as high 1-hexene selectivity above 85 wt%.
고선택도의 1-헥센 제조를 위한 본 발명에 따른 상기 리간드를 포함하는 촉매계는 전이금속 화합물 및 조촉매를 임의의 순서로 배합하는 단계를 통하여 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 촉매계는 전이금속 화합물 및 상기의 P-C-C-P골격 구조의 리간드로부터 동일계 리간드 배위 복합체를 생성하는 단계를 통하여 제조될 수 있는데, P-C-C-P골격 구조의 리간드 및 전이금속 화합물을 사용하여 제조된 예비 형성된 배위복합체를 반응 혼합물에 첨가하거나, 또는 P-C-C-P골격 구조의 리간드 및 전이금속 화합물을 반응기에 별도로 첨가하여 동일계에서 P-C-C-P골격 구조의 리간드 배위 복합체를 생성할 수 있다. 동일계에서 P-C-C-P골격 구조의 리간드 배위복합체를 생성한다는 것은 복합체가 촉매반응이 일어나는 매질에서 생성된다는 것을 의미하는 것으로, 배위 복합체가 동일계에서 생성되도록 하기 위해서는 금속 대 리간드의 비율이 전형적으로 약 0.01:1 ~ 100:1, 바람직하게는 약 0.1:1 ~ 10:1, 더욱 바람직하게는 0.5:1 ~ 2:1이 되도록 전이금속 화합물 및 P-C-C-P골격 구조의 리간드를 배합한다. The catalyst system comprising the ligand according to the present invention for the production of high selectivity 1-hexene can be prepared by combining the transition metal compound and the promoter in any order. The catalyst system according to the present invention can be prepared through the step of generating in situ ligand coordination complex from the transition metal compound and the ligand of the PCCP skeleton structure, the preformed configuration prepared using the ligand and transition metal compound of the PCCP skeleton structure The complex may be added to the reaction mixture, or the ligand and transition metal compound of the PCCP skeletal structure may be separately added to the reactor to generate a ligand coordination complex of the PCCP skeletal structure in situ. Generating ligand coordination complexes of PCCP framework structures in situ means that the complexes are produced in the medium in which the catalysis takes place. In order for coordination complexes to be formed in situ, the ratio of metal to ligand is typically about 0.01: 1 to The ligand of the transition metal compound and the PCCP skeletal structure is combined to be 100: 1, preferably about 0.1: 1 to 10: 1, more preferably 0.5: 1 to 2: 1.
본 발명에 따른 촉매계에 사용되는 전이 금속은 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 티탄, 탄탈륨, 바나듐 및 지르코늄으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 크롬이 다. 본 발명에 따른 에틸렌 삼량체화를 촉매화하는 전이금속 화합물은 단순 무기 또는 유기 염, 배위 또는 유기금속 복합체일 수 있으며, 이 화합물은 크롬 또는 크롬전구체인 것이 바람직하고, 상기 크롬 또는 크롬전구체는 크롬(Ⅲ)아세틸아세토노에이트, 삼염화크롬 트리스테트라하이트로퓨란 및 크롬(Ⅲ)2-에틸헥사노에이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The transition metal used in the catalyst system according to the invention may be selected from chromium, molybdenum, tungsten, titanium, tantalum, vanadium and zirconium, preferably chromium. The transition metal compound catalyzing the ethylene trimerization according to the present invention may be a simple inorganic or organic salt, coordination or organometallic complex, preferably the compound is chromium or chromium precursor, and the chromium or chromium precursor is chromium ( III) acetylacetonoate, chromium trichloride tristetrahytrofuran and chromium (III) 2-ethylhexanoate are preferred.
또한, 전이금속의 P-C-C-P골격 구조 리간드 배위 복합체는 상온 이상에서 용해되나, 불용성이 되도록 폴리머 사슬에 부착된 형태로 변형될 수 있다. 또한, P-C-C-P골격 구조의 리간드, 또는 전이금속 화합물을 실리카, 실리카겔, 폴리실록산 또는 알루미나 등의 백본에 결합시켜 고정화 할 수 있다. In addition, the P-C-C-P skeletal structure ligand coordination complex of the transition metal is dissolved at room temperature or higher, but may be modified into a form attached to the polymer chain to be insoluble. In addition, a ligand or a transition metal compound having a P-C-C-P skeleton structure may be immobilized by binding to a backbone such as silica, silica gel, polysiloxane, or alumina.
본 발명의 방법에 사용하기 위한 조촉매는 P-C-C-P골격 구조의 리간드 및 전이금속 화합물과의 혼합시에 활성촉매를 생성하는 임의의 화합물일 수 있다. 활성제는 단일 화합물뿐만 아니라 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직한 예로는 유기알루미늄 화합물, 유기붕소화합물, 유기 염을 들 수 있다. The promoter for use in the method of the present invention may be any compound which produces an active catalyst upon mixing with a ligand of the P-C-C-P backbone structure and a transition metal compound. The active agent may be not only a single compound but also a mixture thereof, and preferred examples thereof include organoaluminum compounds, organoboron compounds, and organic salts.
상기 유기 알루미늄 화합물은 식 AlR3 (R은 각각 독립적으로 C1 ~ C12 알킬, 산소 함유 알킬 또는 할라이드이다)의 화합물 및 LiAlH4와 같은 화합물 등을 포합한다. 이러한 예에는 트리메틸알루미늄 (TMA), 트리에틸알루미늄 (TEA), 트리이소부틸알루미늄 (TIBA), 트리-n-옥틸알루미늄, 메틸알루미늄 디클로라이드, 에틸알루미늄 디클로라이드, 디메틸알루미늄 클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 메틸알루미늄 세스퀴클로라 이드 및 알루미녹산이 포함된다. 알루미녹산은 당업계에서 물과 트리메틸알루미늄과 같은 알킬알루미늄 화합물을 혼합하여 제조 될 수 있는 올리고머 화합물로서 널리 알려져 있다. 알루미녹산 올리고머 화합물은 선형, 사이클릭, 케이지 (cage) 형태 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 상이한 2 이상의 알루미녹산이 혼합된 형태일 수 있다. The organoaluminum compounds include compounds of the formula AlR 3 (R each independently is C 1 to C 12 alkyl, oxygen containing alkyl or halide), compounds such as LiAlH 4, and the like. Examples include trimethylaluminum (TMA), triethylaluminum (TEA), triisobutylaluminum (TIBA), tri-n-octylaluminum, methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, dimethylaluminum chloride, diethylaluminum chloride, Aluminum isopropoxide, ethylaluminum sesquichloride, methylaluminum sesquichloride and aluminoxanes. Aluminoxanes are well known in the art as oligomeric compounds that can be prepared by mixing water with alkylaluminum compounds such as trimethylaluminum. The aluminoxane oligomeric compounds may be in linear, cyclic, cage form, or mixtures thereof, and may be in the form of a mixture of two or more different aluminoxanes.
상기 유기 붕소 화합물의 예로는 보록신, NaBH4, 트리에틸 보란, 트리페닐보란, 트리페닐보란 암모니아 착화합물, 트리부틸보레이트, 트리아이소프로필보레이트, 트리스(펜타플로로페닐)보란, 트리틸(테트라펜타플로로페닐)보레이트, 디메틸페닐암모늄(테트라펜타플로로페닐)보레이트, 디에틸페닐암모늄(테트라펜타플로로페닐)보레이트, 메틸디페닐암모늄(테트라펜타플로로페닐)보레이트, 에틸디페닐암모늄(테트라펜타플로로페닐)보레이트 등을 들 수 있으며, 이들 유기붕소화합물은 상기의 유기 알루미늄 화합물과 혼합된 형태로 사용될 수 있다. Examples of the organoboron compound include boroxine, NaBH 4 , triethyl borane, triphenylborane, triphenylborane ammonia complex, tributylborate, triisopropylborate, tris (pentafluorophenyl) borane, and trityl (tetrapenta). Florophenyl) borate, dimethylphenylammonium (tetrapentafluorophenyl) borate, diethylphenylammonium (tetrapentafluorophenyl) borate, methyldiphenylammonium (tetrapentafluorophenyl) borate, ethyldiphenylammonium (tetra Pentafluorophenyl) borate, and the like, and these organoboron compounds may be used in a mixed form with the organoaluminum compounds.
또한 본 발명에 따른 촉매계에 사용가능한 조촉매 성분 중에서 알루미녹산은 알킬알루미녹산 예를 들어 메틸알루미녹산 (MAO) 및 에틸알루미녹산 (EAO)뿐 아니라 변형 메틸알루미녹산 (MMAO)과 같은 변형된 알킬 알루미녹산으로부터 선택될 수 있다. 변형 메틸 알루미녹산은 (Akzo Nobel 제품)은 메틸그룹 이외에 이소부틸 또는 n-옥틸그룹과 같은 혼성 알킬 그룹을 함유한다. Also among the cocatalyst components usable in the catalyst system according to the invention are aluminoxanes modified alkyl aluminoxanes such as methyl aluminoxane (MAO) and ethyl aluminoxane (EAO) as well as modified alkyl aluminoxanes (MMAO). It may be selected from noric acid. Modified methyl aluminoxane (from Akzo Nobel) contains a mixed alkyl group such as isobutyl or n-octyl group in addition to the methyl group.
알루미녹산은 전이금속 화합물, 특히 크롬 화합물과 배합 시, 알루미늄 : 금속이 약 1:1 내지 10,000:1, 바람직하게는 약 1:1 내지 1,000:1의 비율이 되도록 배합될 수 있다. The aluminoxane may be formulated in a ratio of about 1: 1 to 10,000: 1, preferably about 1: 1 to 1,000: 1, of aluminum: metal when combined with transition metal compounds, particularly chromium compounds.
본 발명에 따른 촉매계의 개별 성분들은 용매의 존재 또는 부존재 하에, 동시에 또는 임의의 순서로 순차적으로 배합될 수 있다. 각 촉매 성분의 혼합은 -20 내지 250℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 촉매 성분이 혼합되는 동안 올레핀의 존재는 보호 효과를 나타내어 향상된 촉매 성능을 제공할 수 있다. 바람직한 온도의 범위는 20 내지 100℃이다. The individual components of the catalyst system according to the invention can be combined in the presence or absence of a solvent, simultaneously or sequentially in any order. Mixing of each catalyst component can be carried out at a temperature of -20 to 250 ° C., and the presence of olefins during the mixing of the catalyst components can provide a protective effect to provide improved catalyst performance. Preferable temperature range is 20-100 degreeC.
본 발명에 따른 반응 생성물, 즉 1-헥산은 개시된 촉매계와 통상적인 장치 및 접촉 기술을 이용하여 불활성 용매의 존재 또는 부재 하에서의 균질 액상 반응, 또는 촉매계가 일부 용해되지 않거나 전부 용해되지 않는 형태인 슬러리 반응, 또는 2상 액체/액체 반응 또는 생성물 올레핀이 주 매질로 작용하는 벌크상 또는 가스상 반응에 의하여 제조될 수 있다.The reaction product according to the invention, i.e. 1-hexane, is a homogeneous liquid phase reaction in the presence or absence of an inert solvent, or a slurry reaction in which the catalyst system is partially or completely insoluble using conventional catalysts and contacting techniques with the disclosed catalyst system. Alternatively, the biphasic liquid / liquid reaction or product olefins can be prepared by bulk or gas phase reactions serving as the main medium.
본 발명에 따른 촉매계를 이용하여 1-헥센을 제조하는 방법이 또한 불활성 용매 중에 수행되는 경우, 각 촉매 화합물 및 조촉매와 반응하지 않는 임의의 불활성 용매가 사용될 수 있다. 이들 불활성 용매는 임의의 포화 지방족 및 불포화 지방족 및 방향족 탄화수소 및 할로겐화 탄화수소를 포함 할 수 있으며, 바람직하게는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 큐멘, 헵탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 메틸사이클로펜탄, n-헥산, 1-헥센, 1-헥센 등이 포함되나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. If the process for producing 1-hexene using the catalyst system according to the invention is also carried out in an inert solvent, any inert solvent which does not react with each catalyst compound and promoter can be used. These inert solvents may include any saturated aliphatic and unsaturated aliphatic and aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons, preferably benzene, toluene, xylene, cumene, heptane, cyclohexane, methylcyclohexane, methylcyclopentane, n-hexane , 1-hexene, 1-hexene, and the like, but are not limited thereto.
본 발명에 따른 촉매계를 사용하여 1-헥센을 제조하는 방법은 -20 내지 250℃의 온도, 바람직하게는 15 ~ 130℃의 온도, 더 바람직하게는 30 ~ 70℃의 온도범 위에서 수행될 수 있으며, 반응 압력은 대기압 내지 500 bar의 압력, 바람직하게는 10 ~ 70 bar의 에틸렌 압력, 더 바람직하게는 30 ~ 50 bar의 압력에서 수행될 수 있다. The method for preparing 1-hexene using the catalyst system according to the present invention may be carried out at a temperature range of -20 to 250 ° C, preferably 15 to 130 ° C, more preferably 30 to 70 ° C. The reaction pressure can be carried out at atmospheric pressure to a pressure of 500 bar, preferably at an ethylene pressure of 10 to 70 bar, more preferably at a pressure of 30 to 50 bar.
본 발명의 바람직한 실시예에서 P-C-C-P골격 구조의 리간드 배위 복합체 및 반응 조건은 에틸렌으로부터의 1-헥센 수율이 30 질량% 이상, 바람직하게는 50 질량% 이상이 되도록 선택된다. 이 경우 수율은 형성된 반응 생성물의 총 질량에 대한 1-헥센의 질량분율을 의미한다. 본 발명에 따른 방법은 또한 P-C-C-P골격 구조의 리간드 및 반응 조건에 따라 에틸렌의 삼량체인 1-헥센 이외에도 다소의 1-부텐, 1-옥텐, 메틸사이클로펜탄, 메틸렌사이클로펜탄, 프로필사이클로펜탄 및 다수의 고급 올리고머 및 폴리에틸렌을 제공할 수 있다. In a preferred embodiment of the invention the ligand coordination complex of the P-C-C-P framework structure and the reaction conditions are selected such that the 1-hexene yield from ethylene is at least 30 mass%, preferably at least 50 mass%. Yield in this case means mass fraction of 1-hexene relative to the total mass of the reaction product formed. The process according to the invention also depends on the ligand of the PCCP backbone structure and the reaction conditions, in addition to 1-hexene which is a trimer of ethylene, some 1-butene, 1-octene, methylcyclopentane, methylenecyclopentane, propylcyclopentane and many higher Oligomers and polyethylenes can be provided.
본 방법에 따른 방법은 임의 유형의 반응기를 포함하는 플랜트로 수행될 수 있는데, 이러한 반응기의 예로는 배치식 반응기, 반배치식 반응기 및 연속식 반응기를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 플랜트는 반응기, 이 반응기내에 올레핀 반응기 및 촉매계의 주입구, 이 반응기로부터 올리고머화 반응 생성물을 유출을 위한 라인 및 올리고머화 반응 생성물을 분리하기 위한 적어도 하나의 분리기를 조합하여 포함할 수 있다. The process according to the method can be carried out in a plant comprising any type of reactor, examples of which include, but are not limited to, batch reactors, semi-batch reactors and continuous reactors. The plant may comprise a reactor, an inlet of an olefin reactor and a catalyst system therein, a combination of the oligomerization reaction product from this reactor and a line for effluent and at least one separator for separating the oligomerization reaction product.
본 발명에 따른 에틸렌 삼량체화 촉매계를 사용하여 에틸렌을 삼량체화시킴으로써, 안정적인 반응 활성을 유지하면서, 고활성, 고선택적으로 1-헥센을 생산할 수 있다.By trimerizing ethylene using the ethylene trimerization catalyst system according to the invention, it is possible to produce 1-hexene with high activity and high selectivity while maintaining stable reaction activity.
이하 본 발명에 따른 제조예 및 실시예를 참조하여 본 발명을 좀 더 상세히 기술하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Preparation Examples and Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
촉매 catalyst 제조예Manufacturing example 1: One: R,RR, R -(-( 22 -- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 PCHPCH (( 메틸methyl )) CHCH (( 메틸methyl )P() P ( 22 -- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 리간드의Ligand 제조 Produce
B. Bosnich et al, J. Am. Chem. Soc 99(19) (1977) 6262에 개시된 바와 같이 제조하였다. In B. Bosnich et al, J. Am. Chem. Prepared as disclosed in Soc 99 (19) (1977) 6262.
(2R,3R)-부탄디올로부터 (2R,3R)-부탄디올 디-p-톨루엔솔포네이트를 제조했다. 이 제조 방법은 R. B. Mitra et al, J. Am . Chem . Soc . 84 (1962)에 개시된 바와 같이 하였다. 얼음물 조로 냉각된 1L 플라스크에 건조된 피리딘 100 ㎖ (1.24 mol)을 넣고 염화-p-톨루엔솔폰닐 100 g (0.525 mol)과 혼합 후 (2R,3R)-부탄디올 22 ㎖ (0.245 mol)을 서서히 적가하였다. 20 분 동안 상온으로 온도를 올린 후 반 고체상의 혼합물을 상온에서 밤새 유지하였다. 과량의 얼음 조각을 더하고 덩어리가 형성되지 않도록 격렬하게 흔들었다. 분말 결정이 서서히 분리된 것을 확인 후, 얼음조각과 함께 2시간동안 교반하고, 이 혼합물에 부서진 얼음조각과 진한 염산액 70 ㎖를 격렬하게 교반하면서 주입하였다. 적출된 슬러리를 여과 후 물로 완전히 세척하고 건조하여 (2R,3R)-부탄디올 디-p-톨루엔솔포네이트 85 g (86.3 %)의 생성물을 얻었다(녹는 점 62 - 64 ℃).(2R, 3R) -butanediol di-p-toluenesolfonate was prepared from (2R, 3R) -butanediol. This method of preparation is described in RB Mitra et al, J. Am . Chem . Soc . 84 (1962). 100 ml (1.24 mol) of dried pyridine was added to a 1 L flask cooled in an ice water bath, mixed with 100 g (0.525 mol) of p -toluene sulphonyl chloride, and then slowly added dropwise to 22 ml (0.245 mol) of (2R, 3R) -butanediol. It was. After raising the temperature to room temperature for 20 minutes, the mixture of the semi-solid phase was kept at room temperature overnight. Excess ice cubes were added and shaken vigorously to prevent lumps from forming. After confirming that the powder crystals were slowly separated, the mixture was stirred for 2 hours with ice cubes, and 70 ml of broken ice cubes and concentrated hydrochloric acid solution were poured into the mixture with vigorous stirring. The extracted slurry was filtered, washed thoroughly with water and dried to give 85 g (86.3%) of (2R, 3R) -butanediol di-p -toluenesolfonate (melting point 62-64 ° C.).
트리(2-메톡시페닐)인의 제조는 다음과 같이 진행하였다. 마그네슘 조각 (91.1 g, 3.75 mol)을 THF 2 L중의 2-브로모-애니졸 95 ㎖ (0.75 mol)으로 적가하였다. 격렬히 반응 후 반응 혼합물을 환류 하에 2시간 동안 가열하여 그리냐드 시약을 수득하였다. 이 그리냐드 시약을 -78℃에서 THF 2 L중의 PCl3용액 17.5 ㎖ (0.2 mol)에 교반하면서 2시간에 걸쳐 적가하였다. 적가 완료 후, 드라이아이스/아세톤 조를 제거하고 반응물을 상온으로 올렸다. 반응물을 밤새 교반하고 용매를 진공 중에서 제거하였다. 이 포스핀 생성물 제거 없이 모두 다음 단계에서 사용되었다. The preparation of tri ( 2 -methoxyphenyl) yne was carried out as follows. A piece of magnesium (91.1 g, 3.75 mol) was added dropwise to 95 ml (0.75 mol) of 2- bromo-anisol in 2 L of THF. After vigorous reaction, the reaction mixture was heated at reflux for 2 hours to obtain Grignard reagent. This Grignard reagent was added dropwise over 2 hours with stirring to 17.5 ml (0.2 mol) of a PCl 3 solution in 2 L of THF at -78 ° C. After completion of the dropwise addition, the dry ice / acetone bath was removed and the reaction raised to room temperature. The reaction was stirred overnight and the solvent was removed in vacuo. All were used in the next step without this phosphine product removal.
250 ㎖의 적가용 포넬과 환류 냉각용 콘덴서 및 질소 주입기를 장착한 3 구 1 L 둥근 플라스크에 재결정화 된 트리(2-메톡시페놀)인 70 g과 건조된 테트라하이드로퓨란 (THF) 300 ㎖를 주입했다. 이 용액에 얇은 리튬 조각 2.8 g을 25℃에서 교반하며 질소분위기에서 넣었다. 용액에 즉시 LiP(2-OMe-Ph)2가 형성되면서 많은 열이 발생되면서 용액이 짙은 적황색으로 변하였다. 온도를 서서히 1시간동안 55℃로 올리고 2시간동안 다시 25℃로 냉각하며 교반하였다. 형성된 2-메톡시페닐리튬은 증류 정제된 t-부틸클로라이드 18.5 g으로 45분 동안 적가하여 분해시켰다. 투명한 적황색 용액을 5분 동안 끓인 후 다시 -4℃로 냉각하였다. In a 3-necked 1 L round flask equipped with 250 ml drop-in fornell, reflux condenser and nitrogen injector, 70 g of recrystallized tri (2-methoxyphenol) and 300 ml of dried tetrahydrofuran (THF) Injected. 2.8 g of thin lithium flakes were added to this solution in a nitrogen atmosphere with stirring at 25 ° C. As soon as LiP (2-OMe-Ph) 2 was formed in the solution, a lot of heat was generated and the solution turned dark red yellow. The temperature was slowly raised to 55 ° C. for 1 hour and stirred while cooling to 25 ° C. for 2 hours. The 2-methoxyphenyllithium formed was decomposed by dropwise addition of 18.5 g of distilled and purified t-butylchloride for 45 minutes. The clear red yellow solution was boiled for 5 minutes and then cooled to -4 ° C.
여기에 냉각 교반 상태에서 위에서 제조한 (2R,3R)-부탄디올 디-p-톨루엔솔포네이트 19.6 g을 건조된 THF 100 ㎖에 녹인 후 1시간 동안 적가하였다. 서서히 상온으로 올린 후 30분간 교반하였다. 질소를 흘린 물 300 ㎖를 더한 후 THF를 감압으로 증류하여 제거한 결과 무색 오일 형태의 생성물이 추출되었다. 생성물을 에테르 150 ㎖로 2번 추출 후 Na2SO4에 의해 건조하였다. 에테르 추출물을 질소 하에 에탄올 50 ㎖에 6수화니켈과염산 (nickel perchlorate hexahydrate) 8.4 g 용액 속에 여과하였다. 여과기에 남아있는 Na2SO4를 에테르로 철저히 세척 후 그 에테르 용액을 니켈용액에 더했다. 때때로 노란 결정을 나타내는 적갈색 오일 형태의 생성물은 [Ni((2S,3S)-bis(di-p-methoxyphenyl)phosphorousbutane)2](ClO4)2이다. 이 오일 결정 혼합물을 뜨거운 에탄올 (50 ㎖)에 녹아 있는 소디윰 씨오시안나이트(NaNCS) 8.4 g에 더하고 그 용액을 균일한 황갈색 고체인 [Ni((2S,3S)-비스(디-o-메톡시페닐)포스포러스부탄)2NCS]NCS 가 형성될 때까지 몇 시간동안 격렬하게 교반하였다. 이 고체 생성물을 에탄올로 완전히 세척후 마지막으로 에테르로 세척하였다. To this was added 19.6 g of (2R, 3R) -butanediol di-p-toluenesolfonate prepared above in 100 ml of dried THF, under cooling and stirring, for 1 hour. After slowly raising to room temperature, the mixture was stirred for 30 minutes. After adding 300 ml of nitrogen-dried water, THF was distilled off under reduced pressure, and the product of colorless oil was extracted. The product was extracted twice with 150 mL ether and dried by Na 2 SO 4 . The ether extract was filtered under a nitrogen into a solution of 8.4 g of nickel perchlorate hexahydrate in 50 ml of ethanol. Na 2 SO 4 remaining in the filter was thoroughly washed with ether, and the ether solution was added to the nickel solution. The product in reddish brown oil form, sometimes showing yellow crystals, is [Ni ((2S, 3S) -bis (di-p-methoxyphenyl) phosphorousbutane) 2 ] (ClO 4 ) 2 . This oil crystal mixture was added to 8.4 g of sodium oxycyanite (NaNCS) dissolved in hot ethanol (50 mL) and the solution was added to a uniform tan solid [Ni ((2S, 3S) -bis (di- o -meth). Oxyphenyl) phosphorusbutane) 2 Stirred vigorously for several hours until NCS] NCS was formed. This solid product was washed thoroughly with ethanol and finally with ether.
이 니켈 착체 17 g을 에탄올 150 ㎖로 질소 하에 부유시키고 교반하며 가열하였다. 물 20 g에 시안화나트륨 (NaCN) 4g을 재빠르게 더하였다. 니켈 착체는 서서히 용해되어 맑은 적색의 용액인 [Ni((2S,3S)-bis(di-o-methoxyphenyl)phosphorousbutane)2CN3]-가 생성 된 다음 다시 베이지 색의 탁한 용액으로 변하였다. 뜨거운 용액을 노란색 슬러리가 될 때까지 교반하였다. 슬러리 용액을 냉각하고 고체를 물로 25 ㎖ 두번 연속해서 세척한 후 얼음으로 냉각한 에탄올로 재빠르게 냉각했다. 불순물이 포함된 베이지 색 고체를 25℃에서 건조후, 끊는 무수 에탄올 125 ㎖로 더한 후 프리쯔에 의해 여과하였다. 상온으로 프리쯔 여과를 12 시간 유지시킨 결과 여과액이 모두 빠지고 무색의 광택나는 고체만 남았다. 무수 에탄올 60 ㎖로 다시 결정화하여 완전 무색의 순수 S,S-(2-메톡시페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(2-메톡시페닐)2 을 6.8 g을 얻었다. 17 g of this nickel complex was suspended in nitrogen with 150 ml of ethanol and heated with stirring. 4 g of sodium cyanide (NaCN) were quickly added to 20 g of water. The nickel complex was slowly dissolved to form a clear red solution [Ni ((2S, 3S) -bis ( di - o- methoxyphenyl) phosphorousbutane) 2 CN 3 ] - , which was then converted to a beige turbid solution. The hot solution was stirred until a yellow slurry. The slurry solution was cooled and the solid washed 25 ml twice successively with water and then quickly cooled with ice-cooled ethanol. The beige solid containing impurities was dried at 25 ° C., added with 125 mL of anhydrous ethanol, and filtered through frittes. The fritted filtration was maintained at room temperature for 12 hours, and the filtrate was lost and only a colorless, glossy solid remained. Pure S, S of completely colorless again crystallized in absolute ethanol 60 ㎖ - (2 - methoxyphenyl) 2 PCH (methyl) CH (methyl) P (2 - methoxyphenyl) 2 was obtained for the 6.8 g.
실시예Example 1: One: CrCr (( IIIIII )() ( 아세틸아세토노에이트Acetylacetonoate )) 33 , (2-, (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 P-CH(P-CH ( 메틸methyl )) CHCH (( 메틸methyl )-P(2-) -P (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
300㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 4.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖ 중의 Cr(III)(아세틸아세토노에이트)3 3.5 mg (0.010 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 1 의 (2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 5.5 mg (0.010m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600rpm의 교반속도로 교반하였다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, 4.0 mmol-Al of MAO was added, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, 3.5 mg (0.010 mmol) of Cr (III) (acetylacetonoate) 3 in 10 ml of toluene were taken in a 50 ml Schlenk container, and (2-methoxyphenyl) 2 P-CH ( Methyl) CH (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 5.5 mg (0.010 mmol) was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, 중량을 재 어 폴리에틸렌 0.63 g을 수득하였다. GC분석하여 반응 혼합물의 총질량이 56.2 g 임을 확인하였다. 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. These solid products were dried overnight in an oven at 100 ° C. and weighed to give 0.63 g of polyethylene. GC analysis confirmed that the total mass of the reaction mixture was 56.2 g. The product distribution of this example is summarized in Table 1.
실시예Example 2: 2: CrCr (( IIIIII )() ( 아세틸아세토노에이트Acetylacetonoate )) 33 , (2-, (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 P-CH(P-CH ( 메틸methyl )) CHCH (( 메틸methyl )-P(2-) -P (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예 1의 300 ㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 2.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖중의 Cr(III)(아세틸아세토노에이트)3 1.7 mg (0.005 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 1 의 (2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 2.73 mg (0.005 m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600rpm의 교반속도로 저었다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, followed by addition of MAO 2.0 mmol-Al, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, 1.7 mg (0.005 mmol) of Cr (III) (acetylacetonoate) 3 in 10 ml of toluene were taken in a 50 ml Schlenk container, and (2-methoxyphenyl) 2 P-CH ( 2.73 mg (0.005 mmol) of methyl) CH (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, GC분석하 여 확인된 생성물의 질량은 73.5 g이고 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. After drying these solid products overnight in a 100 ° C. oven, the mass of the product identified by GC analysis was 73.5 g and the product distribution of this example is summarized in Table 1.
실시예Example 3: 3: CrCr (( IIIIII )() ( 아세틸아세토노에이트Acetylacetonoate )) 33 , (2-, (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 P-CH(P-CH ( 메틸methyl )) CHCH (( 메틸methyl )-P(2-) -P (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예 1의 300 ㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100 ㎖ 가하고 MAO 2.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50 ㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10 ㎖중의 Cr(III)(아세틸아세토노에이트)3 1.7 mg (0.005 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 1 의 (메톡시페닐)2PCH(메틸)CH(메틸)P(메톡시페닐)2 2.73 mg (0.005 m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 반응기의 온도를 70℃로 올린 후 유지하고 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600rpm의 교반속도로 저었다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, followed by addition of MAO 2.0 mmol-Al, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, 1.7 mg (0.005 mmol) of Cr (III) (acetylacetonoate) 3 in 10 ml of toluene were taken in a 50 ml Schlenk container, and (methoxyphenyl) 2 PCH (methyl) CH ( 2.73 mg (0.005 mmol) of methyl) P (methoxyphenyl) 2 was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The temperature of the reactor was raised to 70 ° C. and maintained, and the pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, GC분석하여 확인된 생성물의 질량은 48.6 g이고 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하 였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. After drying these solid products in an oven at 100 ° C. overnight, the mass of the product identified by GC analysis was 48.6 g and the product distribution of this example is summarized in Table 1.
실시예Example 4: 4: CrClCrCl 33 (( 테트라하이드로퓨란Tetrahydrofuran )) 33 , (2-, (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 P-P- CHCH (( 메틸methyl )) CHCH (메틸)-P(2-메(Methyl) -P (2-meth 톡시Toxi 페닐)Phenyl) 2 2 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예 1의 300 ㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 4.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖중의 CrCl3(테트라하이드로퓨란)3 3.75 mg (0.01 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 1의 (2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 5.5 mg (0.01 m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600 rpm의 교반속도로 저었다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, 4.0 mmol-Al of MAO was added, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, 3.75 mg (0.01 mmol) of CrCl 3 (tetrahydrofuran) 3 in 10 ml of toluene was taken in a 50 ml Schlenk container, and (2-methoxyphenyl) 2 P-CH (methyl) CH of the catalyst preparation example 1 was prepared. 5.5 mg (0.01 mmol) of (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, GC분석하여 확인된 생성물의 질량은 38.2 g이고 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하 였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. After drying these solid products overnight in a 100 ° C. oven, the mass of the product identified by GC analysis was 38.2 g and the product distribution of this example is summarized in Table 1.
실시예Example 5: 5: CrCr (2-(2- 에틸헥사노에이트Ethylhexanoate )) 3,3, (2- (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 P-P- CHCH (( 메틸methyl )) CHCH (메틸)-P(2-메(Methyl) -P (2-meth 톡시Toxi 페닐)Phenyl) 2 2 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예 1의 300 ㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 4.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖중의 Cr(2-에틸헥사노에이트)3 4.0 mg (0.01 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 1 의 (2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 5.5 mg (0.01 m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600rpm의 교반속도로 저었다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, 4.0 mmol-Al of MAO was added, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, a Schlenk vessel in 50㎖ toluene 10㎖ Cr (2-ethylhexanoate) takes a 3 4.0 mg (0.01 m㏖), prepared in Catalyst Preparation Example 1 (2-methoxyphenyl) 2 P-CH (methyl ) 5.5 mg (0.01 mmol) of CH (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, GC분석하여 확인된 생성물의 질량은 65.7 g이고 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하 였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. After drying these solid products in an oven at 100 ° C. overnight, the mass of the product identified by GC analysis was 65.7 g and the product distribution of this example is summarized in Table 1.
촉매 catalyst 제조예Manufacturing example 2: R,R-(2- 2: R, R- (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 22 P-P- CHCH (( 메틸methyl )) CHCH (메틸)-P(2-(Methyl) -P (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 22 리간드의Ligand 제조 Produce
트리(2-에틸페닐)인을 제조하기 위해 2-브로모-애니졸 대신 2-브로모 에틸벤젠을 사용하는 것을 제외하고는 촉매제조예 1과 동일한 방법으로 리간드를 제조 하였다. A ligand was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 2-bromo ethylbenzene was used instead of 2-bromo-anisole to prepare tri (2-ethylphenyl) in.
실시예Example 6: 6: CrCr (( IIIIII )() ( 아세틸아세토노에이트Acetylacetonoate )) 33 , R,R-(2-, R, R- (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 22 P-CH(P-CH ( 메틸methyl )) CHCH (( 메틸methyl )-P(2-) -P (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 22 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예1의 300㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 4.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖ 중의 Cr(III)(아세틸아세토노에이트)3 3.5 mg (0.010 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 2 의 R,R-(2-에틸페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-에틸페닐)2 5.4 mg (0.010m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600rpm의 교반속도로 교반하였다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, 4.0 mmol-Al of MAO was added, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, 3.5 mg (0.010 mmol) of Cr (III) (acetylacetonoate) 3 in 10 ml of toluene were taken in a 50 ml Schlenk container, and R, R- (2-ethylphenyl) 2 P of Catalyst Preparation Example 2 was obtained. 5.4 mg (0.010 mmol) of -CH (methyl) CH (methyl) -P (2-ethylphenyl) 2 was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, 중량을 재어 폴리에틸렌 1.5g을 수득하였다. GC분석하여 반응 혼합물의 총질량이 86.3 g 임을 확인하였다. 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. These solid products were dried in an oven at 100 ° C. overnight and then weighed to yield 1.5 g of polyethylene. GC analysis confirmed that the total mass of the reaction mixture was 86.3 g. The product distribution of this example is summarized in Table 1.
실시예Example 7: 7: CrClCrCl 33 (( 테트라하이드로퓨란Tetrahydrofuran )) 33 , R,R-(2-, R, R- (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 22 P-P- CHCH (( 메틸methyl )) CHCH (메틸)-P(2-(Methyl) -P (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 2 2 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예 1의 300 ㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 4.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖중의 CrCl3(테트라하이드로퓨란)3 3.75 mg (0.01 m㏖)을 취하고, 촉매 제조예 2의 R,R-(2-에틸페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-에틸페닐)2 5.4 mg (0.01 m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600rpm의 교반속도로 저었다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, 4.0 mmol-Al of MAO was added, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, 3.75 mg (0.01 mmol) of CrCl 3 (tetrahydrofuran) 3 in 10 ml of toluene was taken in a 50 ml Schlenk container, and R, R- (2-ethylphenyl) 2 P-CH ( Methyl) CH (methyl) -P (2-ethylphenyl) 2 5.4 mg (0.01 mmol) was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염 산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, GC분석하여 확인된 생성물의 질량은 50.8 g이고 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. After drying these solid products overnight in a 100 ° C. oven, the mass of the product identified by GC analysis was 50.8 g and the product distribution of this example is summarized in Table 1.
실시예Example 8: 8: CrCr (2-(2- 에틸헥사노에이트Ethylhexanoate )) 3,3, R,R-(2- R, R- (2- 에틸페닐Ethylphenyl )) 22 P-P- CHCH (( 메틸methyl )) CHCH (메틸)-P(2-에(Methyl) -P (2-on 틸Teal 페닐)Phenyl) 2 2 및 And MAOMAO 를 사용한 에틸렌 Ethylene Using 삼량체화Trimerization 반응 reaction
실시예 1의 300 ㎖ 스텐레스 스틸 반응기를 질소, 진공으로 세척 후 사이클로헥산을 100㎖ 가하고 MAO 4.0 m㏖-Al을 더한 후 45℃로 온도 상승시켰다. 글로브 상자에서 50㎖ Schlenk용기에 톨루엔 10㎖중의 Cr(2-에틸헥사노에이트)3 4.0 mg (0.01 m㏖)을 취하고, 촉매 제조 예 2 의 R,R-(2-에틸페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-에틸페닐)2 5.4 mg (0.01 m㏖)을 혼합하여 상온에서 5분 동안 교반한 후 반응기에 더했다. 압력 반응기에 에틸렌을 30 bar로 충진하고 600 rpm의 교반속도로 저었다. 30분후 반응기에 에틸렌 공급을 중단, 교반을 멈추어 반응을 중단하고 반응기를 10℃ 아래로 냉각하였다.The 300 ml stainless steel reactor of Example 1 was washed with nitrogen and vacuum, and then 100 ml of cyclohexane was added, 4.0 mmol-Al of MAO was added, and the temperature was raised to 45 ° C. In a glove box, a Schlenk vessel in 50㎖ toluene 10㎖ Cr (2-ethylhexanoate) takes a 3 4.0 mg (0.01 m㏖), R, R- , prepared in Catalyst Preparation Example 2 (2-ethylphenyl) 2 P- 5.4 mg (0.01 mmol) of CH (methyl) CH (methyl) -P (2-ethylphenyl) 2 was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes and then added to the reactor. The pressure reactor was filled with ethylene at 30 bar and stirred at a stirring speed of 600 rpm. After 30 minutes the ethylene feed to the reactor was stopped, stirring was stopped to stop the reaction and the reactor was cooled down below 10 ° C.
반응기 내의 과량의 에틸렌을 방출한 후 반응기에 함유된 액체에 10 vol% 염산이 섞인 에탄올을 주입하였다. 액상을 GC-FID로 분석하기 위해 내부 표준물로 노난을 첨가하였다. 소량의 유기층 샘플을 무수황산마그네슘 상에 통과하여 건조시킨 후, GC-FID로 분석하였다. 나머지 유기층을 여과하여 고체 왁스/폴리머 생성물을 분리하였다. 이들 고체 생성물을 100℃ 오븐에서 밤새 건조한 후, GC분석하여 확인된 생성물의 질량은 75.7 g이고 본 실시예의 생성물 분포를 표 1에 요약하였다.After releasing excess ethylene in the reactor, ethanol mixed with 10 vol% hydrochloric acid was injected into the liquid contained in the reactor. Nonan was added as an internal standard to analyze the liquid phase by GC-FID. A small amount of organic layer sample was dried over anhydrous magnesium sulfate and analyzed by GC-FID. The remaining organic layer was filtered to separate the solid wax / polymer product. After drying these solid products overnight in a 100 ° C. oven, the mass of the product identified by GC analysis was 75.7 g and the product distribution of this example is summarized in Table 1.
(g)Total output
(g)
(㎏/g-Cr)Activity
(Kg / g-Cr)
(%)1-hexene
(%)
(%)1-octene
(%)
(%)1-decene
(%)
(%)Etc
(%)
(%)polymer
(%)
실시예 9 ~ 12: Cr(III)(아세틸아세토노에이트)3, (2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 및 MMAO-12 를 사용한 에틸렌 삼량체화 반응의 반응 시간에 따른 반응 활성 및 선택도 변화Examples 9-12 Cr (III) (acetylacetonoate) 3 , (2-methoxyphenyl) 2 P-CH (methyl) CH (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 and MMAO-12 Changes in Reaction Activity and Selectivity with Reaction Time of Ethylene Trimerization Using
반응 온도를 45℃, 에틸렌 압력을 30 bar로 유지하고, Cr(III)(아세틸아세토노에이트)3 1.75 mg (0.005 m㏖), 촉매 제조예 1 의 (2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 2.73 mg (0.005m㏖)과 Akzo-Nobel의 MMAO-12를 3.0 mmol 사용하여 반응 시간을 각 실시예에 따라 30 분 (실시예 9), 1시간 (실시예 10), 2시간 (실시예 11) 및 4시간 (실시예 12)으로 달리하며 반응을 실시하였다. 그 외의 반응 실시 과정 및 생성물 처리과정은 실시예 1과 동일하게 진행하였다.The reaction temperature was maintained at 45 ° C., the ethylene pressure was maintained at 30 bar, 1.75 mg (0.005 mmol) of Cr (III) (acetylacetonoate) 3 , (2-methoxyphenyl) 2 P-CH of catalyst preparation example 1 2.73 mg (0.005 mmol) of (methyl) CH (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 and 3.0 mmol of MMAO-12 from Akzo-Nobel were used for a reaction time of 30 minutes according to each example (Example 9), 1 hour (Example 10), 2 hours (Example 11) and 4 hours (Example 12) were carried out with different reactions. Other reaction and product processing proceeded in the same manner as in Example 1.
반응물 생성 결과를 하기 표 2에 나타내었으며, 시간경과에 따른 활성 및 선택도의 변화를 도 1 및 도 2에 표시하였다. The reactant production results are shown in Table 2 below, and the changes in activity and selectivity over time are shown in FIGS. 1 and 2.
비교실시예Comparative Example 1 ~ 4: 1 to 4: CrCr (( IIIIII )() ( 아세틸아세토노에이트Acetylacetonoate )) 33 , (2-, (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 22 PNPN (이소프로필)P(2-(Isopropyl) P (2- 메톡시페닐Methoxyphenyl )) 2 2 및 And MMAOMMAO -- 12 를12 사용한 에틸렌 Used ethylene 삼량체화Trimerization 반응의 반응 시간에 따른 반응 활성 및 선택도 변화 Changes in reaction activity and selectivity with reaction time of reaction
(2-메톡시페닐)2P-CH(메틸)CH(메틸)-P(2-메톡시페닐)2 대신 (2-메톡시페닐)2PN(이소프로필)P(2-메톡시페닐)2 2.68 mg (0.005m㏖)을 사용하는 것을 제외하고 실시예 9 ~ 12와 동일한 방법으로 실시하였다. (2-methoxyphenyl) 2 P-CH (methyl) CH (methyl) -P (2-methoxyphenyl) 2 instead of (2-methoxyphenyl) 2 PN (isopropyl) P (2-methoxyphenyl) 2 The procedure was carried out in the same manner as in Examples 9 to 12, except that 2.68 mg (0.005 mmol) was used.
반응물 생성 결과를 하기 표 2에 나타내었으며, 시간경과에 따른 활성 및 선택도의 변화를 도 1 및 도 2에 표시하였다. The reactant production results are shown in Table 2 below, and the changes in activity and selectivity over time are shown in FIGS. 1 and 2.
(hr)Reaction time
(hr)
(g)Total output
(g)
(%)1-hexene
(%)
(%)1-octene
(%)
(%)1-decene
(%)
상기의 실시예 9 내지 12 및 비교 실시예 1 내지 4는 본 발명의 P-C-C-P 골격 구조의 리간드와 종래 기술의 헤테로 원자 구조인 PNP 리간드에 있어서, 반응시간에 따른 1-헥센 제조반응의 성능을 비교하기 위한 것이다. Examples 9 to 12 and Comparative Examples 1 to 4 compare the performance of the 1-hexene preparation reaction according to the reaction time in the ligand of the PCCP skeleton structure of the present invention and the PNP ligand of the prior art hetero atom structure. It is for.
도 1은 에틸렌 삼량체화 반응의 반응시간 경과에 따른 촉매 활성의 변화를 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 P-C-C-P 구조의 리간드의 촉매계를 사용한 경우에는 시간이 경과하더라도 일정하게 증가하는 수율을 얻을 수 있었으나, 종래 기술에 따른 PNP 리간드 촉매계를 사용한 경우 초기에는 수율이 증가하나 반응이 진행될수록 수율이 오히려 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 P-C-C-P 리간드 촉매계는 종래 기술에 의한 PNP 리간드 촉매계에 비하여 촉매활성이 안정적으로 유지되는 효과가 있음을 알 수 있다.Figure 1 shows the change in catalyst activity over time of the reaction of the ethylene trimerization reaction, in the case of using the catalyst system of the ligand of the PCCP structure according to the present invention was able to obtain a consistently increased yield over time, When the PNP ligand catalyst system according to the technique is used, the yield initially increases, but it can be seen that the yield decreases as the reaction proceeds. That is, it can be seen that the P-C-C-P ligand catalyst system according to the present invention has an effect of stably maintaining catalytic activity as compared to the PNP ligand catalyst system according to the prior art.
도 2는 에틸렌 삼량체화 반응의 반응시간 경과에 따른 선택도의 변화를 나타낸 그래프로서, 본 발명에 따른 P-C-C-P 구조의 리간드 촉매계를 사용한 경우와 종래 기술에 의한 PNP 리간드 촉매계를 사용한 경우에 있어서 선택도의 큰 차이를 나타내지 않았다.Figure 2 is a graph showing the change in selectivity over the reaction time of the ethylene trimerization reaction, the selectivity in the case of using the ligand catalyst system of the PCCP structure according to the present invention and the PNP ligand catalyst system according to the prior art There was no significant difference.
즉, 에틸렌 삼량체화 반응에 있어서, 본 발명에 따른 P-C-C-P 리간드 촉매계는 종래의 PNP 리간드 촉매계와 마찬가지로 높은 활성과 선택도를 그대로 갖으면서도, 종래의 촉매계 보다 안정적으로 반응 활성을 유지할 수 있음을 알 수 있다.That is, in the ethylene trimerization reaction, it can be seen that the PCCP ligand catalyst system according to the present invention can maintain the reaction activity more stably than the conventional catalyst system, while having the same high activity and selectivity as the conventional PNP ligand catalyst system. .
본 발명에 따른 P-C-C-P 골격구조 리간드를 함유하는 크롬계 촉매계를 사용하여 에틸렌을 삼량체화하는 경우, 촉매 활성이 우수하고, 1-헥센에 대한 선택도가 높아, 고순도의 1-헥센을 제조할 수 있으며, 촉매활성이 안정적으로 유지되어 반응시간의 경과에 따른 반응속도의 감소를 방지할 수 있는 우수한 효과가 있다. In the case of trimerization of ethylene using a chromium-based catalyst system containing a PCCP framework ligand according to the present invention, it has excellent catalytic activity and high selectivity for 1-hexene, thereby making it possible to prepare high purity 1-hexene. In addition, since the catalytic activity is stably maintained, there is an excellent effect of preventing a decrease in the reaction rate with the passage of the reaction time.
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