新型过渡金属烯烃聚合催化剂的合成及烯烃聚合反应

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本论文合成并表征了一系列以铁、钴、镍、铬、铜、锌为中心离子的吡啶双亚胺配合物,研究了这些配合物催化烯烃聚合的催化活性及影响因素。主要研究工作如下: 1.合成了苯环邻、间位含特丁基的吡啶双亚胺铁、钴和铬烯烃聚合催化剂(cat1,cat2,cat4和cat5),通过单晶X-ray衍射方法测定了cat2的晶体结构,表明cat2的中心金属钴离子Co(Ⅱ)呈近似Cv对称的扭曲三角双锥构型。在助催剂甲基铝氧烷(MAO)的活化下,cat1-2可高效催化乙烯聚合和降冰片烯加成聚合,得到高分子量线形聚乙烯和聚降冰片烯。三价铁配合物(cat4-5)与亚铁配合物(cat1)具有相同的活性物种,在催化乙烯聚合的活性以及催化产物聚乙烯的性能方面均与cat1相似。相应的铬配合物(cat3)在相同的条件下以中等活性催化乙烯聚合得到高分子量、中等支化度聚乙烯;催化降冰片烯聚合活性较低。研究还发现FeCl2,CoCl2(THF)1.5和CrCl3(THF)3在MAO活化下,催化降冰片烯聚合亦有一定的活性。 2.合成、表征了苯环上含有大体积基团的吡啶双亚胺Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配合物(cat6-9),在MAO作用下催化乙烯聚合几乎没有活性。 3.合成了一系列吡啶双亚胺的Ni(Ⅱ)的配合物(cat10-cat15),并用单晶衍射方法测定了cat12和cat14的晶体结构,表明其中心金属镍Ni(Ⅱ)均呈扭曲四方锥构型。以MAO为助催化剂时,cat10-15催化乙烯聚合得到齐聚物且活性较低,但能以高活性催化降冰片烯加成聚合,得到高分子量的聚合物。系统探讨了催化剂结构、MAO浓度、单体浓度、聚合温度、反应时间对降冰片烯聚合的影响。
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