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本论文主要包括三方面的内容:一是炔基官能团化的茂型钛、锆化合物的合成及其对乙烯聚合的催化性能:二是炔基官能团化的二茂锆化合物与Ru3(CO)12的反应;三是炔基宫能团化的茂型铁、钌化合物的合成,以及炔基官能团化的二茂铁化合物与Ru3(CO)12的反应。
1.设计并合成了一系列苯乙炔基取代的环戊二烯PhC2(C5MenH5-n)(1,n=4;2,n=2),PhC2(C5Ph2H3)(3)。配体1,2和3经正丁基锂负离子化后分别与TiCl4·2THF,ZrC14,Cp*ZrC13反应,得到了炔基官能团化的二茂钛、锆化合物(n5-[C5Me4(C=CPh)]}2MC12[M=Ti(5),Zr(6)],{η5-[1,2-R2-4-(PhC-=C)C5H2])2ZrC12[R=Me(7),Ph(8)],cp*{n5-[C5Me4(C-CPh)]ZrC12(9)和Cp*{η5-[1,2-R2-4-(PhC=C)C5H2]}ZrC12[R=Me(10),Ph(11)]。用MAO作为助催化剂,研究了该系列化合物催化乙烯的聚合反应。聚合结果表明:锆化合物6-11的活性要远远高于钛化合物5。不对称二茂锆化合物10和11的活性要比其他的锆化合物的活性高。在40℃,化合物11显示了最高活性,达到1.87x106g(mol of Zr)-1h-1,甚至比Cp2ZrCl2还高。当温度高于50℃,化合物9没有活性,这表明在高温下,化合物9形成的活性物质不稳定,会分解。PDI的数值表明,催化聚合是单一活性物质催化。但对于化合物10,20℃时,其PDI达到了7.22,它的分子量分布是双峰。而当温度为40℃以上时,它的分子量分布是单峰。
2.炔基官能团化的二茂锆化合物与Ru3(CO)12的反应,意外地得到了Zr-茂键断裂的脱Zr产物,而不是预期设想的通过两个炔基C-C偶联而形成的多核钌杂五元环桥连二茂锆化合物。化合物7与Ru3(CO)12在苯中加热回流反应,得到三核钌杂环化合物(3,4-Me2C5H2)2(μ3-C4Ph2)Ru3(CO)6(μ-CO)2(14)。其中两个钌原子对称位于钌杂五元环的上下两边,并且以η5方式与钌杂五元环配位。钌杂五元环很明显是两个炔基基团以“头对头”C-C偶联形成的,同时它是共平面的。化合物8与Ru3(CO)12在苯中加热回流反应,则得到三核钌杂环化合物(3,4-Ph2C5H2)2(μ3-C4Ph2)Ru3(CO)6(μ-CO)2(16)以及双核钌杂环化合物(3,4-Ph2C5H2)2(μ-C4Ph2)Ru2(CO)5(μ-CO)(17)。化合物17只有一个钌原子和钌杂五元环以η5方式配位。跟报道过的大多数ferrole类型的化合物一样,[Ru2(CO)6]部分具有非锯马几何构型,存在一个亚桥连的羰基。
3.合成了一系列炔基官能团化的二茂铁化合物{η5-[C5Me4(C=CPh)])2Fe(19)和{η5-[1,2-R2-4-(PhC=C)C5H2]}2Fe[R=Me(20),Ph(21)],并研究了它们与Ru3(CO)12的反应。化合物19与Ru3(CO)12在苯中加热回流反应,得到双核钌杂环化合物[η5-(C5Me4)]2Fe(μ-C4Ph2)Ru2(CO)5(μ-CO)(27)。化合物20和21与Ru3(CO)12在苯中加热回流反应,则得到三核钌杂环化合物[μ5-(3,4-R2C5H2)2]Fe(μ3-C4Ph2)Ru3(CO)6(μ-CO)2[R=Me(28),Ph(29)].