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本文采用胍基和吡啶官能化茚基为单阴离子辅助配体,合成并表征了11个新的含有Ln–N键的稀土二胺基配合物。研究了单胍基稀土二胺基配合物和吡啶官能化茚基稀土二胺基配合物催化L–丙交酯和rac–丙交酯的开环聚合行为,考察了吡啶官能化茚基稀土二胺基配合物催化芳胺(含杂环芳胺)与碳二酰亚胺的胍化反应。1.采用复分解反应,将无水LnCl3依次与等当量的胍基锂盐[(SiMe3)2NC(NCy)2]Li、两倍当量的NaN(SiMe3)2或LiN(SiHMe2)2在THF中“一锅法”反应,合成了一系列单胍基稀土二胺基配合物[(SiMe3)2NC(NCy)2]Ln[N(SiRMe2)2]2(THF)n(R=Me, n=0, Ln=Nd (1), Lu (2), Y (3); R=H, n=1, Ln=Y (4)),产率在62–79%之间。配合物1–4经过了元素分析、红外光谱和X–射线单晶衍射的测试,配合物2–4还经过了1H NMR和13CNMR表征。X–射线单晶结构测试表明,配合物1–3的中心稀土离子Ln3+配位了一个胍基辅助配体和两个胺基,配位数是4,呈扭曲的四面体几何构型。配合物4的中心离子Y3+配位了一个胍基辅助配体、两个胺基和一个四氢呋喃分子,配位数是5,呈扭曲的双三角锥几何构型。2.稀土三胺基配合物Ln[N(SiHMe2)2]3(THF)n(n=2, Ln=La, Nd, Sm, Er, Lu, Y; n=1, Ln=Sc)与吡啶官能化的茚C9H6CMe2CH2C5H4-α在甲苯中经过胺基消除反应,合成了一系列新型吡啶官能化茚基稀土二胺基配合物(C9H6CMe2CH2C5H4N-α)Ln[N(SiHMe2)2]2(Ln=La (5), Nd (6), Sm (7), Er (8), Lu (9), Y(10), Sc (11)),产率在70–87%之间。配合物5–11经过元素分析、红外光谱、核磁共振(除了配合物8)和X–射线单晶衍射等测试。X–射线单晶结构测试表明,配合物5–11虽然具有相同的结构类型,但是它们的晶系不同,5·0.5(C7H8)属于单斜晶系,空间群为P21/n,6–8及10也属于单斜晶系,但空间群为P21/c,配合物9和11则属于正交晶系,空间群为P na21。吡啶官能化茚基辅助配体以η5/κ1的方式与稀土离子配位,两个胺基以Ln–N键的形式与稀土离子配位,形成了限制几何构型(CGC)的空间结构,稀土离子的配位数为6。3.单胍基稀土二胺基配合物1–4可以作为单组份催化剂,在50C的甲苯中高活性地引发L–丙交酯的开环聚合。配合物4还可以在室温下的THF中,高活性引发rac–丙交酯的开环聚合,得到的间规聚合物(Pr>0.70)。此外,在一定条件下,配合物4可以实现L–丙交酯和rac–丙交酯的可控聚合。通过对齐聚物末端基的1H NMR、MALDI–TOF等分析,推测配合物1–4引发丙交酯开环聚合经历了配位–插入的聚合机理。4.吡啶官能化茚基稀土二胺基配合物5–10可作为单组份引发剂,在60C的甲苯中有效引发L–丙交酯的开环聚合。同时,在室温下的THF中,它们对rac–丙交酯的开环聚合也显示了较好的催化活性。在2倍当量的苄醇作用下,配合物5或6对L–丙交酯和rac–丙交酯开环聚合有可控聚合的特性。反应动力学研究表明,5/2BnOH在催化丙交酯开环聚合过程中遵循一级反应动力学,而6/2BnOH遵循零级反应动力学。对齐聚物的末端基分析表明,苄醇作用下,丙交酯的开环聚合经过了由苄氧基引发的配位–插入反应机理。5.吡啶官能化茚基稀土二胺基配合物5–11可以在比较温和的条件下高活性地催化芳胺与N,N′–二异丙基碳二酰亚胺的胍化反应。稀土离子对配合物的催化活性有很大的影响(Y> Er> Lu> La> Nd> Sm> Sc)。选取具有高催化活性的配合物10考察了不同芳胺(含杂环芳胺)与碳二酰亚胺的催化加成反应。结果表明,芳环上含强吸电子基团或2,6位含较大空间位阻基团的芳胺不利于与碳二酰亚胺的胍化反应。