铁、钴催化剂乙烯聚合原位紫外-可见光谱研究

利用乙烯常压聚合原位紫外 可见 (UV Vis)光谱技术 ,对 3个铁、钴络合物作为催化剂前体的催化剂体系进行了研究 .3个铁、钴络合物分别为 2 ,6 双 [1 (2 ,6 二甲基苯基亚胺 )乙基 ]吡啶二氯化铁 (a)、2 ,6 双 [1 (2 ,4,6 三甲基苯基亚胺 )乙基 ]吡啶二氯化铁 (b)和 2 ,6 双 [1 (2 ,6 二异丙基苯基亚胺 )乙基 ]吡啶二氯化钴(c) .实验结果表明 ,MAO对络合物催化剂前体的活化作用是一个快速过程 ;在聚合条件下分别观察到 5 6 0、6 30和 5 80nm的活性峰 ,考察了它们在聚合过程中的生长和在加入无水乙醇逐步使催化剂中毒时活性峰的消失规律 .对催化剂活性物种的结构和聚合机理进行了探讨     

2,6-吡啶二亚胺基锰(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构及催化性能

由三齿含氮配体2,6-二[1-(2,6-二甲基苯基亚胺)乙基]吡啶(L1)、2,6-二[1-(2,6-二乙基苯基亚胺)乙基]吡啶(L2)和2,6-二[1-(2,4,6-三甲基苯基亚胺)乙基]吡啶(L3)分别与MnCl2·4H2O在乙腈中反应,合成了3个新的具有较大空间位阻的2,6-吡啶二亚胺基氯化锰配合物L1Mn(Ⅱ)...     

无机/有机复合载体负载乙酰丙酮铁/双亚胺基吡啶催化剂及其乙烯聚合

采用溶胶-凝胶法,将苯乙烯-丙烯酸共聚物(PSA)包覆于955 Davison硅胶上得到无机/有机复合微球载体,并在2,6-二[1-(2-异丙基苯基亚胺基)乙基]吡啶/Fe(acac)3均相催化剂中浸渍后得到负载型双亚胺基吡啶铁催化剂.该催化剂在生产高结晶度(72%)聚乙烯的同时,还能生产一定量的α-烯烃.考察了不同膜材料以及聚合条件(不同助催化剂,压力,温度,Al/Fe摩尔比)对聚合活性以及聚合产物性能的影响,发现温度对聚合产物的α-烯烃与聚乙烯的质量比影响最大,助催化剂类型既影响催化剂的活性,也对最终产物的性质有着很大的影响.氯化镁处理的PSA作为膜材料时,负载2,6-二[1-(2-异丙基苯基亚胺基)乙基]吡啶/Fe(acac)3所得到聚乙烯分子量较低(Mw=11.9×104),结晶度较大(72%),熔融指数MI较高(2.35 g/10min),可作为双峰聚乙烯中的低分子量部分加以利用.     

二氯·{2-乙氧甲酰基-6-[1-[(2,6-二乙基苯)亚胺基]乙基]吡啶}合钴(II)的晶体结构极其对乙烯齐聚的催化活性

利用2,6-二甲基吡啶作为起始物合成了不对称前驱体6-乙酰基-2-乙酯基吡啶，在此基础上合成了单亚胺吡啶配体（5）和相应的Co(II)配合物二氯·{2-乙氧甲酰基-6-[1-[(2,6-二乙基苯)亚胺基]乙基]吡啶}合钴(II)（6）。晶体结构分析表明：配体5作为三齿配体以[N, N, O]原子和两个氯离子与中心钴(II)配位，形成畸变的三角双锥配位环境，其中吡啶氮原子和两个氯原子形成赤道平面。将该钴配合物作为催化剂应用于乙烯的聚合过程，以MAO为助催化剂，在15.5ºC下作用1 h，可达到1.820×10⁴ g/mol-Co∙h∙atm的催化活性。     

α-二亚胺镍复式催化剂/MAO制备高支化的长支链聚乙烯

研究了由两种α-二亚胺镍催化剂[Cat1:α-萘基-丁二亚胺二溴化镍,Cat2:2,6-二异丙基苯基苊二亚胺二溴化镍]组成的复式镍催化剂在MAO活化下催化单一乙烯聚合.可制备得到支化度高达上百个支链(每1000个碳),长支链的比例占到30%左右的聚乙烯.13C-NMR、GPC、DSC、WAXD、DMA结果表明此复式催化剂催化乙烯聚合可得到分子量较高、分子量分布较窄的长支链聚乙烯弹性体.在合适的条件下,此复式催化体系还具有促进提高催化活性的良好协同作用,其聚合活性比两种单一催化剂都高(4·6×105g PE/mol Ni·h).     

乙烯聚合三齿氮配体金属铁钴催化剂的最新进展

1998年美国Brookhart[1]和英国帝国大学的Gibson[2]各自独立报道了含有吡啶基团的二亚胺型的铁(Ⅱ)和钴(Ⅱ)催化剂,该类催化剂显示了很高的乙烯聚合的活性(高达107g mol-1h-1),而且这种新型催化剂具有制备容易,价格便宜,活性高,耐极性官能团性能较好等优点,使得三齿配体类的后过渡金属烯烃聚合催化剂倍受重视,对其研究也更加深入发展起来.     

SiO2负载的后过渡金属配合物／三乙基铝催化乙烯聚合研究

将后过渡金属配合物{[2,6-ArN=C(Me)2C5H3N]FeCl2} ( Ar=2,6-iPr2C6H3) Ⅰ负载于SiO2上, 并与三乙基铝(AlEt3)组成催化剂体系并催化乙烯聚合. 考察了Al/Fe比(AlEt3/催化剂摩尔比)、聚合温度对催化剂活性、聚乙烯(PE)分子量、熔融温度以及结晶度的影响. 在Al/Fe比为750、聚合温度为40 ℃时, 催化剂活性达到7.07×105g PE·(mol Fe·h)-1. 实验所得聚合物的分子量为1.05×105～2.33×105 g/mol, 熔融温度高达132 ℃左右,结晶度在44.2%～77.8%之间.     

高分子化铁系烯烃聚合催化剂的合成及乙烯聚合

合成了含烯丙基不对称型的“茂后”催化剂[ArN=C(Me)][Ar'N=C(Me)]C~5H~3NFeCl~2[Ar=2,6-(i-Pr)~2C~6H~3,Ar'=4-烯丙基-2,6-(i-Pr)~2C~6H~3]，通过IR，^1HNMR,EI-MS,EA对化合物进行表征。利用这个催化剂上的烯烃基团在自由基引发下与苯乙烯共聚，制备出高分子化的“茂后”催化剂。研究了高分子化前后催化剂催化乙烯聚合行为，高分子化的催化剂在常压13℃下催化乙烯聚合时，活性最高达到2.5×10^6gPE/molFe.h，高于未高分子化之前催化剂的活性。证明了高分子化是“茂后”催化剂理想的固载化方式。     

镍催化剂乙烯聚合原位UV-Vis光谱研究

非茂单中心聚乙烯催化剂在近几年得到快速发展[1],其中有些催化剂已表现出良好的发展前景,例如α－二亚胺／镍,钯催化剂[2,3],Vries等人[4]在超临界CO2中用α－二亚胺／钯催化乙烯和1－己烯聚合,制得高分子量聚合物,并与以CH2Cl2为溶剂的聚合反应地对比;Held等人[5]以H2O为介质进行了α－二亚胺／镍催化剂的乙烯聚合研究,制备了线的或支化的聚合物,并表现出较高的活性。     

乙烯聚合三齿氮配体金属铁钻催化剂的最新进展

1998年美国Brookhart和英国帝国大学的Gibson各自独立报道了含有吡啶基团的二亚胺型的铁（Ⅱ）和钴（Ⅱ）催化剂,该类催化剂显示了很高的乙烯聚合的活性（高达10^7g mol^-1h^-1）,而且这种新型催化剂具有制备容易,价格便宜,活性高,耐极性官能团性能较好等优点,使得三齿配体类的后过渡金属烯烃聚合催化剂倍受重视,对其研究也更加深入发展起来．本文主要对近几年来国内外乙烯聚合三齿氮配位后过渡金属Fe和Co催化剂的研究成果进行了总结．     

聚2-丙烯酰氧乙基二茂铁甲酸酯的合成及性能

以二茂铁甲酸(FCA)和2-羟乙基丙烯酸酯(HEA)为反应物、以二环己基碳二亚胺(DCC)为脱水剂、以对二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂通过酯化反应合成并表征了2-丙烯酰氧乙基二茂铁甲酸酯(AEFC).然后以AEFC为单体、3种不同溴代烷为引发剂、溴化亚铜(Cu Br)和2,2-联吡啶(bpy)为催化体系、甲苯为溶剂在100℃下通过ATRP方法合成并表征了聚2-丙烯酰氧乙基二茂铁甲酸酯(PAEFC).这3种引发剂分别为:溴代乙酸乙酯(EBr A)、2-溴丙酸甲酯(2-MBP)和2-溴异丁酸乙酯(EBi B),同时还比较了3种引发剂对聚合物动力学的影响,结果表明EBr A为引发剂时AEFC的聚合过程不是以一个"活性"/可控的方式进行的,而2-MBP和EBi B为引发剂时聚合过程是以一个"活性"/可控的方式进行的,但是2-MBP的可控性较EBi B差.另外还研究了EBi B为引发剂时,EBi B的用量对聚合过程的影响,结果表明[AEFC]∶[EBi B]=100∶1时聚合过程的可控性较高.催化剂的用量对聚合过程的影响研究表明当[AEFC]∶[Cu Br]=100∶2时聚合过程的可控性较高.聚合物的热力学性能表明其有较低熔点160.6℃,热分解焓变为9541 J/g,较高的分解温度200~460℃.     

β-二亚胺基Ni(Ⅱ)配合物的合成及其催化乙烯聚合研究

合成了一系列带有不同取代基的β-二亚胺配体及其Ni(Ⅱ)的配合物.利用核磁共振谱、元素分析和单晶X射线衍射等手段对配体及配合物进行了表征.元素分析和单晶结构分析表明,在相同的实验条件下苯基取代的β-二亚胺配体锂盐与NiCl2反应只能得到双配体化合物1;而2,6-二甲基苯基及2,6-二异丙基苯基取代的配体锂盐与NiCl2反应得二聚的单氯化物2和3,2个Ni原子通过双氯桥连接在一起.配合物2和3经烷基铝活化后催化乙烯聚合可得到高分子量聚乙烯,活性可达到2.0×105gPE/(molcat·h),分子量最高可达到100万以上.     

吡啶亚胺(胺)钒烯烃聚合催化剂

设计合成了一系列以吡啶二亚胺、吡啶胺-亚胺和吡啶二胺为螯合配体的三价钒配合物2a2e, 并通过红外和元素分析等技术手段对其进行了结构表征。 在助催化剂和再生活化剂的存在下, 这些催化剂展示出了高活性和良好的高温稳定性。 得到高相对分子质量、单峰分布聚乙烯表明聚合体系为单活性中心。 以吡啶二胺为螯合配体的配合物2e(2, 6-bis[2, 6-(ⁱPr)₂PhNC(Me)]₂(C₅H₃N)VCl)在50 ℃下显示出的活性高达6.96 kg PE/mmol_V·h, 且在70 ℃时仍保持高的催化活性, 这表明双阴离子吡啶二胺能更好的保护催化活性中心。 此外, 这类三价钒催化剂能高活性催化乙烯-降冰片烯及乙烯-己烯共聚, 在温和条件下即可得到较高单体插入率(降冰片烯37.3%, 己烯4.8%)的共聚物。     

丙氨酸酯衍生物的合成及其对吲哚美辛的经皮促渗活性

以N,N-二乙基-l-丙氨酸为原料,N,N′-二环己基碳二亚胺为缩合剂,4-甲氨基吡啶为催化剂,合成了7个新型的2-(N,N′-二乙基氨基)丙酸酯（1a~1g）,其结构经¹H NMR, MS（ESI）和元素分析表征。研究了其对药物吲哚美辛的体外经皮促渗活性。结果表明：1g对吲哚美辛的经皮促渗活性最好（94.2%）。     

[N,N]-二齿镍配合物催化烯烃聚合

烯烃聚合催化剂的设计是烯烃配位聚合领域的一个核心科学问题,通过设计合成精确结构的催化剂可以有效地调控催化聚合性能以及聚合产物的结构.后过渡金属催化剂由于其易调变性、对聚合产物支化结构的可控性及对极性单体的容忍性,在烯烃聚合领域引起了广泛的关注.本文介绍了近年来本课题组在[N,N]-二齿镍烯烃聚合催化剂设计方面的研究进展,包括四元环的中性脒基镍催化剂、五元环的-二亚胺镍催化剂、2-胺基吡啶和-胺基亚胺系列镍催化剂,以及六元环的-二亚胺和苯胺基亚胺镍催化剂在烯烃聚合的应用.通过优化后过渡金属镍催化剂结构,可成功实施烯烃活性聚合.     

高活性α-二亚胺基Ni(Ⅱ)配合物的合成、表征及其催化乙烯聚合研究

设计并合成了一种新型的含有强供电子、大体积基团tert-butyl的α-二亚胺配体1及其Ni(Ⅱ)配合物2,并利用1H NMR,13C NMR,元素分析,FT-IR,XPS对其进行了表征.配合物2/氯化二乙基铝(DEAC)组成的催化体系催化乙烯聚合显示了非常高的活性,最高可达3.15×108 g PE/(mol·Ni·h·MPa).所得聚乙烯的支化度也较高,最高可达131branches/1000C.并研究了聚合条件如聚合反应温度、Al/Ni物质的量比、反应时间等因素对催化剂活性的影响.在反应温度为5℃,Al/Ni物质的量比为600时,该催化体系催化乙烯聚合活性最高.采用1H NMR,GPC,DSC,TG分别对聚合物进行了表征.     

配体骨架烷基取代基对α-二亚胺镍催化乙烯聚合的影响

合成了4种α-二亚胺镍催化剂Ar—NC(R1)C(R2)N—ArNiBr2[Ar=2,6-dimethylphenyl,R1=CnH2n+1,R2=CmH2m+1;其中Cat1:m=1,n=1;Cat2:m=2,n=1;Cat3:m=3,n=1;Cat4:m=2,n=2],考察了聚合温度、催化剂浓度和催化剂配体骨架碳原子上烷基取代基对乙烯聚合反应活性、聚合物链结构和结晶性能的影响.实验发现,当配体骨架上烷基取代基R1和R2不同时,催化剂具有较高的活性,且聚合物分子量也较高;其中,Cat2和Cat3在20℃,乙烯常压和5.8mmol/L催化剂用量下,乙烯聚合活性达1.86×103kgPE/(molNi.h)和1.92×103kgPE/(molNi.h),聚合物分子量(Mw)达6.82×105和1.019×105.聚乙烯链结构分析表明,甲基支链在聚乙烯支链中占主导地位,支化度主要受反应温度的影响;同时还发现,配体骨架碳原子上烷基取代基不同的二亚胺镍催化合成聚乙烯的长支链比例相对较高,特别是在较高反应温度40℃下,己基及以上长支链比例明显增加.     

水杨醛亚胺镍配合物催化乙烯与甲基丙烯酸甲酯的共聚反应

以4种基于水杨醛亚胺配体的镍配合物bis[N-(2,6-diisopropylphenyl)salicylaldiminate]-nickel(Ⅱ)(C1), bis[N-(2,6-diisopropylphenyl)-3-methylsalicylaldiminate]-nickel(Ⅱ)(C2), bis[N-(2,6-diisopropylphenyl)-3-isopropylsalicylaldiminate]-nickel(Ⅱ)(C3)和[N-(2,6-diisopropylphenyl)-3-isopropylsalicylaldiminate]-nickel(Ph)(PPh₃)(C4)为催化剂, 在甲基铝氧烷(MAO)作用下, 对乙烯与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行催化共聚. 以C3为模型催化剂, 研究了Al/Ni摩尔比、 聚合温度、 聚合时间等对共聚反应的影响. 在最佳的聚合条件下, 探索了不同的催化剂结构对共聚反应的影响. 结果表明, 对于双(水杨醛亚胺)镍配合物, C2的活性高于C1和C3, 为13.1 kg/(mol Ni·h), 而C3的插入率最低, 为14.1%. 对于具有相同配体不同结构的配合物C3和C4, 含双水杨醛亚胺配体的C3的催化活性高于含单水杨醛亚胺配体的C4, 而两者在共聚单体MMA的插入率方面差别不大. 对所得共聚物微观结构和热性能进行了表征.     

芳基亚胺桥联双核茂钛络合物催化乙烯聚合

 采用芳基亚胺桥联双核茂钛络合物催化乙烯聚合反应,考察了茂环上不同取代基、聚合温度、聚合时间和助催化剂用量对络合物催化活性和所得聚合物分子量的影响. 结果表明,该类络合物催化乙烯聚合的活性很高,所得聚合物具有较高的分子量和较宽的分子量分布. 络合物催化活性最高可达3.420×105 g/(mol·h),所得聚合物分子量最高可达659345 g/mol,分子量分布最宽为Mw/Mn=5.88. 茂环上的取代基增大,络合物的催化活性提高,而且催化活性随着助催化剂甲基铝氧烷(MAO)用量的增大而增大. 聚合时间为1.0 h和聚合温度为60 ℃时,络合物的催化活性最高.     

RCOO-取代的镍(Ⅱ)配合物单组分高效催化乙烯均聚和共聚反应

合成并表征了含RCOO-基团的单核(Ni¹~Ni²)及双核(Ni³)镍配合物[(2,6-R₂-C₆H₃)—N=C(H)—(3-Ph-5-PhCOO-2-O-C₆H₂)-κ²-N,O]Ni(CH₃)(pyridine)](R=iPr;3,5-tBu₂C₆H₃),并用于催化乙烯均聚和共聚反应。 作为单组分催化剂,这些配合物可以有效地催化乙烯聚合得到中等相对分子质量的支化聚乙烯(PE)。 供电性的PhCOO—基团促进了催化剂Ni¹的引发,从而在低温下比Ni⁰活性更高。 引入大位阻的2,6-(3,5-二叔丁基苯基)苯胺基团,催化剂Ni²在5×10⁵ Pa下的活性高达1.8×10⁶ g PE mol^-1·Ni^-1·h^-1,是活性最高的水杨醛亚胺中性镍催化剂之一。 与相应的单核催化剂相比,双核催化剂Ni³对三苯基膦具有更好的耐受性。 这些催化剂可催化乙烯与1,5-己二烯、1,7-辛二烯、6-溴-1-己烯或10-十一烯酸甲酯的共聚合,制备功能化聚乙烯。