《包括格鲁布斯荷维达型络合物和末端烯烃的催化剂组合物及其用于氢化丁腈橡胶的用途.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《包括格鲁布斯荷维达型络合物和末端烯烃的催化剂组合物及其用于氢化丁腈橡胶的用途.pdf(94页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104023845 A (43)申请公布日 2014.09.03 C N 1 0 4 0 2 3 8 4 5 A (21)申请号 201280059977.X (22)申请日 2012.10.19 PCT/CN2011/001753 2011.10.21 CN B01J 31/22(2006.01) B01J 31/02(2006.01) C08C 19/02(2006.01) (71)申请人朗盛德国有限责任公司 地址德国科隆 (72)发明人维尔纳奥布雷赫特 萨拉戴维 柳庆春 魏真理 (74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人余刚 张英。
2、 (54) 发明名称 包括格鲁布斯-荷维达型络合物和末端烯烃 的催化剂组合物及其用于氢化丁腈橡胶的用途 (57) 摘要 本发明涉及新颖的基于格鲁布斯-荷维达、 格雷拉或詹型的基于钌或锇的络合催化剂和包括 至少一个乙烯基基团、优选乙基乙烯基醚的特定 助催化剂的催化剂组合物,并且涉及一种用于在 此类催化剂组合物的存在下选择性氢化丁腈橡胶 的方法,该方法优选地具有一个在前的复分解步 骤,该复分解步骤使用的络合催化剂与在该氢化 步骤中所使用的是同一种。 (66)本国优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.06.05 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/07081。
3、5 2012.10.19 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/057289 EN 2013.04.25 (51)Int.Cl. 权利要求书23页 说明书65页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书23页 说明书65页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104023845 A CN 104023845 A 1/23页 2 1.一种催化剂组合物,该催化剂组合物可通过使一种络合催化剂与至少一种助催化剂 以该络合催化剂与该助催化剂的在从1:(1-550)、优选1:(20-550)范围内的摩尔比相接触 获得,其中该助催化剂必须含有至少一个乙烯基基。
4、团并且其中该络合催化剂具有以下通式 (A) 其中 M是钌或锇, X 1 和X 2 是相同的或不同的配体, L是一种供电子配体,它可以与或不与X 1 连接以形成一种环状结构, R 1 是氢、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基并且 R 2 、R 3 、R 4 和R 5 是相同或不同的并且各自是氢或一个有机或无机的取代基, R 6 为H、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、-C(O)R、-C(O)OR、-C(O) N(R) 2 、-C(S)R、-C(S)SR、-C(S)OR、-C(S)N(R) 2 、-S(O) 2 N(R) 2 、-S( O) 2 R、-S(O)R或一个含与结合到Y上的碳。
5、原子相邻的CO或一个CS结构要素的基 团, n为0或1, 其中如果n1,那么要素 应该是指Y和(E) n 是或者通过一个单键或通过一个双键而连接的,其中 (i)如果Y和(E) n 是通过一个单键而连接的,那么 Y为氧(O)、硫(S)、N-R或P-R,并且 E为CH 2 或 (ii)如果Y和(E) n 是通过一个双键连接的,那么 Y为N或P,并且 E为CH, 其中如果n0,那么 Y为氧(O)、硫(S)、N-R或P-R并且是直接通过一个单键而连接到以上在化学式(A)中 描绘的该苯基部分上 并且其中在所有以上具有通式(A)的情况下 R为氢或烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基。 2.根据权利要求。
6、1所述的催化剂组合物,其中该助催化剂具有以下通式(1) 权 利 要 求 书CN 104023845 A 2/23页 3 CH 2 CRR (1) 其中R和R是相同的或不同的并且应该是指 氢或 OR 1 其中R 1 应该是指烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基、C(O)(R 2 )、-C(O) N(R 2 ) 2 、-(CH 2 ) n -X m R 2 、-(CH 2 ) n -X m -CHCH 2 、或-(CH 2 ) p -C(R 3 ) 2 R 4 其中 X是相同的或不同的并且是指氧(O)或NR 2 R 2 是相同的或不同的并且表示H、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基, R。
7、 3 是相同的或不同的并且表示C 1 -C 8 烷基或-(CH 2 ) n -O-CHCH 2 , R 4 表示(CH 2 ) p -O-CHCH 2 , n是在从1至5的范围内, m是在从1至10的范围内, p是在从0至5的范围内,或 其中在替代方案中,如果R和R二者都表示一个基团OR 1 ,那么两个R 1 可以彼此连接 并且一起表示一个二价基团-(C(R 2 ) 2 ) q -,其中q是2、3或4并且R 2 是相同的或不同的并且 具有以上所定义的含义,或 SR 5 、SOR 5 、SO 2 R 5 其中R 5 表示烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基,或 N(R 6 R 7 )、P(R。
8、 6 R 7 ) 其中R 6 和R 7 是相同的或不同的并且应该是指烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳 基,-C(O)(R 2 ),或 其中在替代方案中,R 6 和R 7 可以与它们二者同时都连接到其上的如N或P原子一起形 成一个饱和的、不饱和的或芳香族的在其上具有4至7个碳原子的环状结构,其中所述碳原 子的一个、两个或三个可以被选自以下项的一个部分代替:氧、硫、氮、N-R 8 或P-R 8 ,其中R 8 应该是指烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基;或 P(O)(OR 9 ) 2 其中R 9 是相同的或不同的并且应该是指烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基, 然而,条件是R和R二者在。
9、化学式(1)中必须不同时都表示氢。 3.根据权利要求2所述的催化剂组合物,其中使用了一种具有该通式(1)的助催化剂, 其中R是氢并且R应该是指, OR 1 其中R 1 应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳 基、C 6 -C 24 -杂芳基、-C(O)(R 2 )、-C(O)N(R 2 ) 2 、-(CH 2 ) n X m R 2 、-(CH 2 ) n X m -CHCH 2 、 或-(CH 2 ) p -C(R 3 ) 2 R 4 , 其中 X是相同的或不同的并且是氧(O)或NR 。
10、2 , R 2 是相同的或不同的并且表示H、C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔 基、C 6 -C 24 -芳基、或C 3 -C 20 -杂芳基, R 3 是相同的或不同的并且表示C 1 -C 4 烷基或-(CH 2 ) n -O-CHCH 2 , R 4 表示(CH 2 ) p -O-CHCH 2 , 权 利 要 求 书CN 104023845 A 3/23页 4 n是在从1至4的范围内, m是在从1至5的范围内, p是在从0至5的范围内, SR 5 、SOR 5 、SO 2 R 5 其中R 5 表示C 1 -C 16。
11、 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或 C 6 -C 24 -杂芳基, N(R 6 R 7 )、P(R 6 R 7 ) 其中R 6 和R 7 是相同的或不同的并且应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯 基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 6 -C 24 -杂芳基、-C(O)(R 2 ),或 其中在替代方案中,R 6 和R 7 可以与它们二者同时都连接到其上的如N或P原子一起形 成一个饱和的、不饱和的或芳香族的在其上具有4至7个。
12、碳原子的环状结构,其中所述碳原 子的一个、两个或三个可以被选自以下项的一个部分代替:氧、硫、氮、N-R 8 或P-R 8 ,其中R 8 应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 6 -C 24 -杂 芳基,或 P(O)(OR 9 ) 2 其中R 9 是相同的或不同的并且应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、 C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 6 -C 24 -杂芳基。 4.根据权利要求2所述的催化剂。
13、组合物,其中使用了一种具有该通式(1)的助催化剂, 其中R和R是相同的或不同的并且应该是指 OR 1 其中R 1 应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳 基、C 6 -C 24 -杂芳基、-C(O)(R 2 )、-C(O)N(R 2 ) 2 、-(CH 2 ) n X m R 2 、-(CH 2 ) n X m -CHCH 2 、 或-(CH 2 ) p -C(R 3 ) 2 R 4 , 其中 X是相同的或不同的并且是氧(O)或NR 2 , R 2 是相同的或不同的并且表示H、C 1 -。
14、C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔 基、C 6 -C 24 -芳基、或C 3 -C 20 -杂芳基, R 3 是相同的或不同的并且表示C 1 -C 4 烷基或-(CH 2 ) n -O-CHCH 2 , R 4 表示(CH 2 ) p -O-CHCH 2 , n是在从1至4的范围内, m是在从1至5的范围内, p是在从0至5的范围内, 其中在替代方案中,如果R和R二者都表示一个基团OR 1 ,那么两个R 1 可以彼此连接 并且一起表示一个二价基团-(C(R 2 ) 2 ) q -,其中q是2、3或4并且R 2 是相同的或不同的并。
15、且 具有以上所定义的含义, SR 5 、SOR 5 、SO 2 R 5 其中R 5 表示C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或 C 6 -C 24 -杂芳基, N(R 6 R 7 )、P(R 6 R 7 ) 其中R 6 和R 7 是相同的或不同的并且应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯 权 利 要 求 书CN 104023845 A 4/23页 5 基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 6 -C 24 -杂芳。
16、基、-C(O)(R 2 ),或 其中在替代方案中,R 6 和R 7 可以与它们二者同时都连接到其上的如N或P原子一起形 成一个饱和的、不饱和的或芳香族的在其上具有4至7个碳原子的环状结构,其中所述碳原 子的一个、两个或三个可以被选自以下项的一个部分代替:氧、硫、氮、N-R 8 或P-R 8 ,其中R 8 应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 6 -C 24 -杂 芳基,或 P(O)(OR 9 ) 2 其中R 9 是相同的或不同的并且应该是指C 1 -C 16 -烷基、C 3 -。
17、C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、 C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 6 -C 24 -杂芳基。 5.根据权利要求2所述的催化剂组合物,其中使用了一种具有该通式(1)的助催化剂, 其中 R是氢并且R表示 OR 1 其中R 1 应该是指C 1 -C 6 -烷基、C 5 -C 6 -环烷基、C 2 -C 6 -烯基、C 2 -C 6 -炔基、苯基、咪唑 基、三唑基、或吡啶基、-C(O)(R 2 )、-C(O)N(R 2 ) 2 、-(CH 2 ) n O m R 2 、-(CH 2 ) n O m -CHCH 2 、 或-(CH 2 ) p -C(R 3 。
18、) 2 R 4 , 其中 R 2 是相同的或不同的并且表示H、C 1 -C 6 -烷基、C 5 -C 8 -环烷基、C 2 -C 8 -烯基、C 2 -C 8 -炔基、 苯基、咪唑基、三唑基、或吡啶基, R 3 是相同的或不同的并且表示甲基、乙基或-(CH 2 ) n -O-CHCH 2 , R 4 表示(CH 2 ) p -O-CHCH 2 , n为1、或2, m是1、2、或3,并且 p是0、1、或3。 6.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中该助催化剂是选自由化学式(助催化 剂-1)至(助催化剂-38)组成的组 权 利 要 求 书CN 104023845 A 5/23页 6 权 利 要 。
19、求 书CN 104023845 A 6/23页 7 权 利 要 求 书CN 104023845 A 7/23页 8 7.根据权利要求1所述的催化剂组合物,其中使用了一种选自下组的催化剂,该组由 以下各项组成 (i)具有通式(A1)的催化剂, 其中M、L、X 1 、X 2 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、n以及E可以具有对权利要求1中的该通式(A)提及 的含义, (ii)具有通式(A2)的催化剂, 权 利 要 求 书CN 104023845 A 8/23页 9 其中,M、L、X 1 、X 2 、R 1 、R 2 、R 4 、R 5 、R 6 、n以及E具有对权利要求1中的该化。
20、学式(A)提及 的通用的和优选的含义, (iii)具有通式(A3)的催化剂 其中 X 1 和X 2 是相同的或不同的并且应该是指氢、卤素、拟卤素、直链或支链的C 1 -C 30 -烷基、 C 6 -C 24 -芳基、C 1 -C 20 -烷氧基、C 6 -C 24 -芳氧基、C 3 -C 20 -烷基二酮酸酯、C 6 -C 24 -芳基二酮酸酯、 C 1 -C 20 -羧酸酯、C 1 -C 20 -烷基磺酸酯、C 6 -C 24 -芳基磺酸酯、C 1 -C 20 -烷基硫醇、C 6 -C 24 -芳基硫 醇、C 1 -C 20 -烷基磺酰基、或C 1 -C 20 -烷基亚磺酰基, L是一种供电。
21、子配体,它可以与或不与X 1 连接以形成一种环状结构, R 3 为氯、氟、溴、-C(O)R、-C(O)OR、-OC(O)R、-C(O)N(R) 2 、-C(S)R、-C( S)SR、-C(S)OR、-C(S)N(R) 2 、-S(O) 2 N(R) 2 、-S(O) 2 R、或-S(O)R, R 4 为H、卤素、硝基、氰基、C 1 -C 20 烷基、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫基、-Si(R) 3 、-O-Si(R) 3 、 C 6 -C 20 芳基、C 6 -C 20 芳氧基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂芳基、-C(O)R、-C(O)OR、-C(O。
22、) N(R) 2 、-C(S)R、-C(S)SR、-C(S)OR、-C(S)N(R) 2 、-S(O) 2 N(R) 2 、-S(O) 2 R、 或-S(O)R, R 2 和R 5 各自是H、溴(Br)、碘(I)、C 1 -C 20 烷基、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫 基、-Si(R) 3 、-O-Si(R) 3 、C 6 -C 20 芳氧基、C 6 -C 20 芳基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂芳基、-C(O) OR、-C(O)N(R) 2 、或-SO 2 N(R) 2 , R 6 为H、C 1 -C 20 烷基、C 6 -C 20 芳基、C 2 。
23、-C 20 杂环、C 2 -C 20 杂芳基、-C(O)R、-C(O)OR、-C( O)N(R) 2 、-SO 2 N(R) 2 、或-N(SO 2 -R) 2 、-S(O)R、或-S(O) 2 R, n为0或1 其中如果n1,那么要素 应该是指Y和(E) n 是或者通过一个单键或通过一个双键而连接的,其中 (i)如果Y和(E) n 是通过一个单键而连接的,那么 权 利 要 求 书CN 104023845 A 9/23页 10 Y为氧(O)、硫(S)、N-R或P-R并且 E为CH 2 或 (ii)如果Y和(E) n 是通过一个双键连接的,那么 Y为N或P E为CH, 其中如果n0,那么 Y为氧。
24、(O)、硫(S)、N-R或P-R并且是直接通过一个单键而连接到以上在化学式(A3) 中描绘的该苯基部分上 并且其中在所有以上情况下在化学式(A3)中 R是相同的或不同的并且应该是指H,C 1 -C 20 -烷基,C 3 -C 10 -环烷基,C 2 -C 16 -烯基, C 2 -C 20 -炔基,C 6 -C 24 -芳基,或C 2 -C 24 -杂芳基,或者如果两个取代基R结合到同一个原子上, 则这两个取代基R还可以与它们结合到其上这些原子形成一个饱和的或不饱和的环状结 构, (iv)具有通式(A4)的催化剂 其中M、L、Y、X 1 、X 2 、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 。
25、5 、R 6 以及n具有对通式(A)给出的含义, (v)具有通式(A5)的催化剂 其中 Y为氧(O)或-NR,其中R表示氢、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、或杂芳基, W为氧(O)或NR 7 ,其中R 7 是氢或直链或支链的C 1 -C 10 烷基, R 15 表示直链或支链的烷基, R 16 、R 17 、R 18 、以及R 19 是相同的或不同的并且表示氢、卤素、烷基、环烷基、烷氧基、烯基、 炔基、芳基、或杂芳基,并且 权 利 要 求 书CN 104023845 A 10 10/23页 11 L、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、以及n应该具有对通式A给出的含义, (vi)。
26、具有通式(A6)的催化剂 其中 M是钌或锇,优选钌, Z为氧(O)或硫(S), Y为氧(O)、硫(S)、N-R 7 或P-R 7 ,其中R 7 具有以下指出的含义, X 1 和X 2 是相同或不同的配体, R 1 为、烷基、烯基、炔基、或芳基, R 2 、R 3 、R 4 和R 5 是相同或不同的并且各自是氢、有机或无机的取代基, R 61 是H、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、烷氧基羰基、 烷氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺酰基或烷基亚磺酰基,其中各自都可以任选地被一个或多 个烷基、卤素、烷氧基、芳基或杂芳基的取代基取代, R 62 是烷基、环烷基、烯基、炔基、芳。
27、基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、烷氧基羰基、烷 氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺酰基或烷基亚磺酰基,其中各自都可以任选地被一个或多个 烷基、卤素、烷氧基、芳基或杂芳基的取代基取代, 或者其中在替代方案中,R 61 和R 62 可以与它们结合到其上的这两个相邻的碳原子一起 形成一种环状结构, L是一个配体, R 7 是烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、烷氧基羰基、烷 氨基、烷硫基、芳硫基、烷基磺酰基或烷基亚磺酰基,它们各自可以任选地被一个或多个烷 基、卤素、烷氧基、芳基或杂芳基的取代基取代,并且 n是0或1,并且 (vii)具有通式(A7)的催化剂 权 利 要 求 。
28、书CN 104023845 A 11 11/23页 12 其中 X 1 和X 2 是相同的或不同的并且应该是指氢、卤素、拟卤素、直链或支链的C 1 -C 30 -烷基、 C 6 -C 24 -芳基、C 1 -C 20 -烷氧基、C 6 -C 24 -芳氧基、C 3 -C 20 -烷基二酮酸酯、C 6 -C 24 -芳基二酮酸酯、 C 1 -C 20 -羧酸酯、C 1 -C 20 -烷基磺酸酯、C 6 -C 24 -芳基磺酸酯、C 1 -C 20 -烷基硫醇、C 6 -C 24 -芳基硫 醇、C 1 -C 20 -烷基磺酰基、或C 1 -C 20 -烷基亚磺酰基, L是一种供电子配体,它可以与或。
29、不与X 1 连接以形成一种环状结构, Y为NR或PR,优选NR, R 3 为氯、氟、溴、-C(O)R、-C(O)OR、-OC(O)R、-C(O)N(R) 2 、-C(S)R、-C( S)SR、-C(S)OR、-C(S)N(R) 2 、-S(O) 2 N(R) 2 、-S(O) 2 R、或-S(O)R, R 4 为H、卤素、硝基、氰基、C 1 -C 20 烷基、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫基、-Si(R) 3 、-O-Si(R) 3 、 C 6 -C 20 芳基、C 6 -C 20 芳氧基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂芳基、-C(O)R、-C(O)OR。
30、、-C(O) N(R) 2 、-C(S)R、-C(S)SR、-C(S)OR、-C(S)N(R) 2 、-S(O) 2 N(R) 2 、-S(O) 2 R、 或-S(O)R, R 2 和R 5 各自是H、溴(Br)、碘(I)、C 1 -C 20 烷基、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫 基、-Si(R) 3 、-O-Si(R) 3 、C 6 -C 20 芳氧基、C 6 -C 20 芳基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂芳基、-C(O) OR、-C(O)N(R) 2 、或-SO 2 N(R) 2 , R 6 为H、C 1 -C 20 烷基、C 6 -C 20 芳基。
31、、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂芳基、-C(O)R、-C(O)OR、-C( O)N(R) 2 、-SO 2 N(R) 2 、-N(SO 2 -R) 2 、-S(O)R、或-S(O) 2 R, 并且其中在所有以上情况下在化学式(A7)中 R是相同的或不同的并且应该是指H、C 1 -C 20 -烷基、C 3 -C 10 -环烷基、C 2 -C 16 -烯基、 C 2 -C 20 -炔基、C 6 -C 24 -芳基、或C 2 -C 24 -杂芳基,或者如果两个取代基R结合到同一个原子上, 则这两个取代基R还可以与它们结合到其上这些原子形成一个饱和的或不饱和的环状结 构。 8.根据权。
32、利要求2或3所述的催化剂组合物,其中一种选自由以下示出的化学式组成 的组的催化剂,其中Mes在各自情况下都是2,4,6-三甲苯基,Ph是苯基, 权 利 要 求 书CN 104023845 A 12 12/23页 13 权 利 要 求 书CN 104023845 A 13 13/23页 14 权 利 要 求 书CN 104023845 A 14 14/23页 15 权 利 要 求 书CN 104023845 A 15 15/23页 16 权 利 要 求 书CN 104023845 A 16 16/23页 17 权 利 要 求 书CN 104023845 A 17 17/23页 18 权 利 要 。
33、求 书CN 104023845 A 18 18/23页 19 权 利 要 求 书CN 104023845 A 19 19/23页 20 权 利 要 求 书CN 104023845 A 20 20/23页 21 权 利 要 求 书CN 104023845 A 21 21/23页 22 权 利 要 求 书CN 104023845 A 22 22/23页 23 和 9.一种用于氢化丁腈橡胶的方法,该方法包括 a)通过使根据权利要求1至8中任一项所述的络合催化剂与至少一种助催化剂以该络 合催化剂与该助催化剂的在1:(1-550)、优选1:(20-550)范围内的摩尔比相接触制备该催 化剂组合物,其中该。
34、助催化剂必须含有至少一个乙烯基基团并且此后 b)在步骤a)中形成的该催化剂组合物的存在下氢化该丁腈橡胶。 10.根据权利要求9所述的用于氢化一种丁腈橡胶的方法,其中步骤a)是在从-20 至160范围内并且优选地在从20至80的范围内的一个温度下进行。 权 利 要 求 书CN 104023845 A 23 23/23页 24 11.根据权利要求9或10所述的用于氢化一种丁腈橡胶的方法,其中在步骤a)中该络 合催化剂与助催化剂的比率是1:(20-500)、优选1:(25-475)、更优选1:(25-450)、最优选 1:(30-450)并且特别是1:(30-100)。 12.根据权利要求9至11中。
35、任一项所述的用于氢化一种丁腈橡胶的方法,其中步骤b) 中的该氢化是在从60至200、优选从80至180、最优选从100至160范围内的 一个温度下并且在0.5MPa至35MP、更优选3.0MPa至10MPa范围内的一个氢压下进行。 13.用于制备一种氢化丁腈橡胶的方法,其中首先使该丁腈橡胶在一个复分解反应中 经受一分子量降解,包括在不存在或存在一种共烯烃下使该丁腈橡胶与根据权利要求1、7 或8所述的络合催化剂相接触,然后 a)使存在于在该复分解反应后获得的反应混合物中的该络合催化剂与至少一种具 有至少一个乙烯基基团的助催化剂以该络合催化剂与该助催化剂的在1:(1-550)、优选 1:(20-5。
36、50)范围内的摩尔比相接触以便形成一种催化剂组合物并且此后 b)在该催化剂组合物存在下氢化该丁腈橡胶。 权 利 要 求 书CN 104023845 A 24 1/65页 25 包括格鲁布斯 - 荷维达型络合物和末端烯烃的催化剂组合 物及其用于氢化丁腈橡胶的用途 技术领域 0001 本发明涉及新颖的基于按一定摩尔比的具有复分解活性的基于钌或锇的络合催 化剂和特定助催化剂的催化剂组合物并且涉及一种用于在此类新颖催化剂组合物的存在 下选择性地氢化丁腈橡胶的方法。 背景技术 0002 术语“丙烯腈-丁二烯橡胶”或“丁腈橡胶”,为简略起见还称作“NBR”,将对其进 行广义解释并且指的是至少一种,-不饱和。
37、腈、至少一种共轭二烯以及(若希望的话) 一种或多种另外的可共聚单体的共聚物或三聚物的橡胶类。 0003 氢化NBR,也简称为“HNBR”,是通过氢化NBR而商业上制造的。因此,基于二烯烃 的聚合物中的碳-碳双键的选择性氢化必须在不影响这些聚合物链中的腈基和其他官能 团(如羧基基团,当将其他可共聚单体引入这些聚合物链上时)的情况下进行。 0004 HNBR是一种具有非常好的耐热性、优异的耐臭氧性和耐化学药品性以及还有优异 的耐油性的特种橡胶。HNBR的上述物理和化学性能与非常好的机械性能,尤其是高耐磨性 有关。为此,HNBR已在多种应用中找到了广泛的用途。例如HNBR在汽车行业中被用于密 封、软。
38、管、皮带和阻尼件,还在石油探测领域中被用于定子、油井密封和阀门密封,并且也在 飞机行业、电子行业、机械工程和造船业中被用于许多部件。 0005 高于95的氢化转化率、或5的残余双键(RDB)含量,在氢化反应过程中没有 交联,以及生成物HNBR中小于约2.5的凝胶水平是确保HNBR在这些领域内高性能应用并 且保证最终产物的优异可加工性的底限。 0006 HNBR中的共聚二烯烃单元的氢化程度可以在从50至100的范围内改变,然 而,所希望的氢化程度是从约80至约100、优选从约90至约99.9。商业等级的HNBR 典型地具有低于18的不饱和性的剩余水平以及大概高达约50的丙烯腈含量。 0007 有。
39、可能或者使用均相或者使用非均相的氢化催化剂来进行NBR的氢化。使用 的催化剂通常是基于铑、钌或钯,但也可能使用铂、铱、铼、锇、钴或铜,或者作为金属或优 选地以金属化合物的形式(参见,例如,US-A-3,700,637、DE-A-2539132、EP-A-0134023、 DE-A-3541689、DE-A-3540918、EP-A-0298386、DE-A-3529252、DE-A-3433392、 US-A-4,464,515以及US-A-4,503,196)。用于在均相中氢化的适宜的催化剂和溶剂是从 DE-A-2539132和EP-A-0471250中已知。 0008 还出于商业目的,通过。
40、NBR的氢化生产HNBR是在有机溶剂中通过使用或者非均相 或者均相的过渡金属催化剂(通常基于铑或钯)进行。此类方法受制于多个缺陷如对于催 化剂金属的高价格以及在催化剂金属去除/回收中所涉及的成本。这已经导致了基于更廉 价的贵金属如锇和钌的替代催化剂的研究和开发。 0009 替代的NBR氢化方法可以使用基于Os的催化剂进行。一种非常适用于NBR氢化 的催化剂是OsHCl(CO)(O 2 )(PCy 3 ) 2 ,如在工业与工程化学研究(Ind.Eng.Chem.Res.),1998, 说 明 书CN 104023845 A 25 2/65页 26 37(11),4253-4261)中所描述的。在。
41、所研究的反应条件的整个范围内,使用这种催化剂的氢 化速度优于由威尔金森催化剂(Wilkinsons catalyst)(RhCl(PPh 3 ) 3 )所产生的那些。 0010 基于Ru的络合物还是用于聚合物溶液氢化的良好催化剂并且Ru金属的价格 是甚至更廉价的。Ru-PPh 3 络合物和RuHCl(CO)L 2 (L是一种庞大的膦)催化剂系统导致 NBR的定量氢化,如在分子催化杂志A辑:化学催化(Journal of Molecular Catalysis A:Chemical),1997,126(2-3),115-131)中所披露的。在此类氢化过程中,不需要加入一种 游离的膦配体来维持催化。
42、剂活性。然而,它们易于形成凝胶并且可能在氢化过程中引起一 定程度的交联。 0011 然而,上述这些Os或Ru催化剂仅是对于氢化是活性催化剂,而对于复分解反应不 是。因此,这些类型的Os或Ru催化剂不能用于NBR复分解/降解来产生具有减少的分子 量的NBR。 0012 HNBR生产的另一个问题是具有低门尼粘度的HNBR难以通过可商购的NBR的直接 氢化来制造。相对高的门尼粘度对HNBR的可加工性进行了限制。许多应用将理想地使用 具有较低分子量和较低门尼粘度的HNBR等级。这将产生可加工性方面的决定性的改进。 0013 很长时间以来,不可能通过已经建立的直接NBR氢化方法以大规模生产具有低摩 尔质。
43、量(对应于低于55范围内的门尼粘度(ML1+4,在100下)或具有约Mw200,000g/ mol的重均分子量的HNBR,主要由于以下两个原因:首先,在NBR的氢化过程中,出现门尼粘 度上的急剧增加,这意味着获得了一种具有实质性地增加的门尼粘度的HNBR聚合物。这个 门尼增加比(MIR)总体上是大约2或甚至更高,取决于该NBR的等级、氢化水平以及NBR原 料的性质。因此,销售的HNBR的门尼粘度范围受限于该NBR起始材料的门尼粘度的下限。 其次,要用于氢化的NBR原料的摩尔质量不能随意降低,因为否则由于橡胶变得太黏在可 用的NBR工厂中的处理是不再可能的。在已建立的工厂中可以容易地处理的NBR。
44、原料的最 低门尼粘度是在约30门尼单位(ML1+4,在100下)的范围内。利用这种NBR原料获得的 氢化丁腈橡胶的门尼粘度是大约55门尼单位(ML1+4,在100下)。门尼粘度根据ASTM标 准D1646进行测定。 0014 在更近的现有技术中,这个问题通过在氢化前通过降解将丁腈橡胶的分子量 减少至小于30门尼单位的门尼粘度(ML1+4,在100下)或Mw200,000g/mol的重均 分子量来解决。分子量上的减少通过NBR在复分解催化剂的存在下的复分解来实现。 WO-A-02/100905和WO-A-02/100941描述了例如一种包括通过烯烃复分解降解丁腈橡胶起 始聚合物和随后的氢化的方法。
45、。在一个第一步骤中,在一种共烯烃(coolen)和一种基于 锇、钌、钼或钨络合物的特定催化剂的存在下使丁腈橡胶反应,并在一个第二步骤中加以氢 化。所获得的氢化丁腈橡胶可以具有在从30000至250000范围内的重均分子量(M w ),在从 3至50范围内的门尼粘度(在100下,ML1+4)以及小于2.5的多分散性指数PDI。该复分 解反应是有利地在与后续氢化反应相同的溶剂中进行,这样使得在完成降解反应以后,降 解的丁腈橡胶不必从该溶剂中分离出来。对于丁腈橡胶的复分解,众所周知的是大量的基 于Ru的复分解催化剂例如像格鲁布斯(Grubbs)I(苯亚甲基双(三环己膦)二氯钌)、格鲁 布斯II(苯亚。
46、甲基1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基三环己膦二氯钌)、格 鲁布斯III(苯亚甲基1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基二氯-双(3-溴吡 啶)钌)、荷维达-格鲁布斯(Hoveyda-Grubbs)II(1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪 说 明 书CN 104023845 A 26 3/65页 27 唑烷亚基二氯(邻异丙氧基苯基亚甲基)钌)(参见例如US-A-2008/0064882)以及大量 的基于亚芴基的络合催化剂(参见例如US-A-2009/0076226)。 0015 EP-A-1 905 777披露了具有以下通用结构的钌络合催化剂 001。
47、6 0017 其中 0018 M是钌, 0019 X 1 和X 2 各自是氯或RCOO,其中在这种RCOO中的R是C 1 -C 20 烷基或其衍生物, 0020 L是一种供电子络合物配体,它可以与或不与X 1 连接以形成一种环状结构 0021 Y是氧、硫、氮或磷; 0022 R是H、卤素原子、硝基、氰基、C 1 -C 20 烷基、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫基、C 1 -C 20 硅烷 基、C 1 -C 20 硅烷氧基、C 6 -C 20 芳基、C 6 -C 20 芳氧基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂环芳基、亚磺酰基、磺酰 基、甲酰基、C 1 -C 。
48、20 羰基、C 1 -C 20 酯、C 1 -C 20 酰氨基、C 1 -C 20 脲基或衍生物或C 1 -C 20 亚磺酰氨基 (sulfonamido)基团; 0023 R 1 和R 2 各自是H、溴(Br)、碘(I)、C 1 -C 20 烷基或衍生物、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫 基、C 1 -C 20 硅烷氧基、C 6 -C 20 芳氧基、C 6 -C 20 芳基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂环芳基、C 1 -C 20 酯、C 1 -C 20 酰氨基、C 1 -C 20 脲基或衍生物或C 1 -C 20 亚磺酰氨基基团; 0024 R 3 是。
49、H、C 1 -C 20 烷基或衍生物、C 1 -C 20 烷氧基、C 1 -C 20 烷硫基、C 1 -C 20 硅烷基、C 1 -C 20 硅 烷氧基、C 6 -C 20 芳基、C 6 -C 20 芳氧基、C 2 -C 20 杂环、C 2 -C 20 杂环芳基、亚磺酰基、磺酰基、C 1 -C 20 羰 基、C 1 -C 20 酯、C 1 -C 20 酰氨基、C 1 -C 20 脲基或衍生物或C 1 -C 20 亚磺酰氨基基团;并且 0025 EWG是C 1 -C 20 氨基磺酰基(SO 2 NR 2 )、甲酰基、C 1 -C 20 羰基、C 1 -C 20 酯、C 1 -C 20 氨羰基 (CONR 2 )、酰氨基、氯、氟、C 1 -C 20 脲基或衍生物或C 1 -C 20 亚磺酰氨基基团。 0026 EP-A-1 905 777进一步陈述了这些催化剂可以。