胺基双酚铁配合物的合成、表征及催化性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrisdc
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二氧化碳(CO2)与环氧烷烃共聚生成聚碳酸酯等环境友好高分子材料的聚合反应因其绿色环保的特点受到广泛关注。胺基双酚类配体作为一种易于合成与修饰的配体类型,铁作为一种无毒无害、廉价易得的绿色金属。二者被用于催化CO2与环氧烷烃的交替共聚反应较晚,相关报道也较少。本文以3,5-二叔丁基苯酚为原料,经过一系列反应,合成了4种胺基桥联的胺基双酚配体,并将其与铁离子进行络合,得到了4种胺基双酚铁配合物。通过核磁、元素分析和高分辨质谱对得到的中间产物、配体及配合物进行表征,证明了所得配体及配合物与目标产物一致。首次将合成的胺基双酚铁配合物用于催化CO2与环氧环己烷(CHO)的交替共聚反应,并通过1H-NMR、FT-IR和GPC等分析手段对聚合反应的产物进行了表征。考察了不同胺基双酚结构、助催化剂种类、催化剂与助催化剂的比例、聚合反应的温度、聚合反应的压力、聚合反应的时间和CHO单体与催化剂的摩尔比对反应结果的影响。发现对于胺基双酚铁配合物而言,侧翼连接苯环的配合物往往表现出较优秀的催化活性和选择性。当配合物Fe-L1为主催化剂时,选择强亲核弱离去能力的阴离子和大体积阳离子构成的助催化剂PPNCl能有效提高其催化活性,并且其活性随聚合温度的升高而升高,随聚合压力的升高呈现出先升高后下降的趋势,随催化剂与CHO单体摩尔比的升高而升高;CHO的总转化率和聚合物的分子量随聚合时间的增长不断提高。此外,配合物Fe-L1与PPNCl组成的催化体系具有很强的热稳定性,在较高的温度下,仍可以保持着良好的选择性。当聚合温度为120℃时,反应的TOF值可以达到225.5 h-1,相较于已报道的单核铁基催化剂,表现十分优异。
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