环戊二烯基(或茚基)二氯化钕体系催化丁二烯聚合反应动力学

<正> 环戊二烯基(或茚基)轻烯土二氯化物C_5H_5NdCl_2·nC_4H_8O(C_5H_5为环戊二烯基、C_4H_8O为四氢呋喃、Ln代表Pr或Nd、n=0,1,2,3)、C_5H_5LnCl_2·HCl·nC_4H_8O、C_9H_7LnCl_2·nC_4H_8O和C_9H_7LnCl_2·HCl·nC_4H_8O(C_9H_7为茚基)能与烷基铝组合形成一类新型丁二烯聚合催化剂,虽然稀土催化丁二烯聚合反应动力学已有报道,但是其催化体系、聚合条件和研究方法各不相同。过去的研究多应用稳态动力学处理方法侧重于聚合速度的研究。本文的目的在于通过聚合物活性链的变化,考察C_5H_5NdCl_2·nC_4H_8O     

二(环戊二烯基)氯化镨和二茚基稀土氯化物的合成

二(环戊二烯基)氯化镨的合成已知的二(环戊二烯基)稀土氯化物(C_5H_5)_2LnCl(Ln=Sm～Lu)均为重稀土化合物.曾有人试图合成二(环戊二烯基)轻稀土(Ln=La～Nd)氯化物但未获成功,认为是由于镧系收缩和轻稀土配位的不饱和性.然而,用取代环戊二烯基和茚基或含螯合物为配位体却可以合成轻稀土的化合物.我们采用 NdCl_3·2THF 和环戊二烯钠在 THF 溶液中室温下反应制得了(C_5H_5)_2NdCl·THF.它具有二聚体的结构,属单斜晶系,空间群为 P2_1/c,该化合物在抽空加热下脱 THF,得到组成符合(C_5H_5)_2NdCl 的残余物.     

取代环戊二烯基钕、钆、镱络合物的合成

本文合成了一些[M(THF)_2][L_2LnCl_2]络合物,其中Ln为Nd,Gd或Yb;L为C_5Me_5,C_5Me_4C_2H_5或C_5Me_4C_3H_7;M为Li或K。并分离了中性络合物(C_5Me_4C_3H_7)_2NdCl。这些络合物对空气和水非常敏感,除了含K的阴离子型络合物外,其它络合物都易溶于汽油,苯和甲苯等非极性溶剂。络合物均经元素分析、红外和核磁鉴定。     

Nd—Al双金属活性体的组成及其对共轭双烯烃的聚合

稀土Ziegler-Natta催化剂活性体对双烯烃配位聚合的研究已有很多报道。作者曾从NdCl_3·3P_(350)~(**)-Al(i-Bu)_3体系分离出Nd-Al双金属活性体。本文从NdCl_3·3P_(350)-HAl(i-Bu)_2和Al(C_2H_5)_3反应体系中分离出一系列Nd-Al双金属活性体,用元素分析方法研究了这些活性体的组成,并综合考察了在无助催化剂AlR_3存在下从不同烷基铝获得的活性体本身对共轭双烯烃的定向聚合能力。 单体、溶剂、HAl(i-Bu)_2、Al(C_2H_5)_5及活性体的合成,聚合方法,聚合物表征均按文献[4]。     

环戊烷基（或烯丙基）环戊二烯基稀土二氯化物的合成

本文报导环戊烷基(或烯丙基)环戊二烯基稀土二氯化物的合成。用元素分析,热分析、红外光谱、质谱和核磁共振谱表征了这两类化合物组成为C_5H_9C_5H_4LnCl_2·nTHF和C_3H_5C_5H_4LnCl_2·nTHF(Ln=Nd,Sm,Gd;n=0,1,2,3)测定了反应中间体C_5H_9C_5H_4Na·THF的晶体结构。     

2,4—二甲基戊二烯基稀土配合物的合成

通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱、热重分析、晶体结构的测定以及对化合物水解产物的分析。确认合成了下列配合物: 〔η~5-2,4-(CH_3)_2C_5H_5〕LnCl_2·3THF(Ln=Nd,Sm,Gd), 〔η~5-2,4-(C_3H)_2C_5H_5〕_2LnCl·THF(Ln=Nd,Sm), 〔η~5-2,4-(CH_3)_2C_5H_5)_3Ln(Ln=La,Sm,Gd), (2,4-(CH_3)_2C_5H_5=2,4-二甲基戊二烯基。 THF=四氢呋喃     

利用歧化反应的逆反应合成C_5H_5LnCl_2·2LiCl·5THF配合物(Ln=La,Nd)

由于镧系收缩和配位不饱和性,导致长期不能合成轻稀土环戊二烯基氯化物。陈文启等借严格控制氯化稀土与环戊二烯基钠的摩尔比为1:0.5,制备了环戊二烯基轻稀土二氯化物(Pr、Ce、Nd),但即使将这一摩尔比调整为1:0.25也不能得到类似的镧的化合物。李毅等以LnCl_3—LiCl(Ln=La、Nd)的四氢呋喃溶液和等摩尔的C_5H_5Na反应,以比较高的收率制备了[Li(THF)_2]_2(μ-Cl)_4C_5Ln·THF,并测定了其晶体结构。我们     

可溶性稀土聚乙炔的合成及其聚合机理的研究

研究了各种催化体系、催化剂浓度及聚合条件对催化效率(f)和聚乙炔分子量()的影响。发现Nd(i-OC_3H_7)-AlR_3(R=C_2H_5,i-C_4H_9)催化体系可获得较大的可溶分数(q)。催化剂浓度、Al/Nd克分子比和聚合温度对f、及q均有一定影响。可溶性Nd(i-OC_3H_7)_3-AlR_3催化体系的UV光谱证实、Nd的价态与AlR_3混合与AlR_3混合后保持不变。PA的IR光谱示出,Nd(i-OC_3H_7)_3-Al(C_2H_5)_3及Nd(i-OC_3H_7)_3-Al(i-C_4H_9)_3体系获得的聚合物分别含有CH_3CH_2—和(CH_3)_2CHCH_2—末端基。上述结果表明,乙炔的聚合可能是通过单体在Nd-C键之间的插入进行的。     

苯基稀土氯化物的合成及其表征

1970年,Hart等首先合成了Sc(C_6H_5)_3、Y(C_6H_5)_3、LiLa(C_6H_5)_4和LiPr(C_6H_5)_4。1972年,Cotton等测定了[Lu(2,6-(CH_3)_2C_6H_3)_4]·[Li·4THF]的晶体结构。1986年,陈文启等人合成了Nd(C_6H_5)_3,Gd(C_6H_5)_3和LiNd(C_6H_5)_4。本文首次合成了苯基稀土氯化物C_6H_5LnCl_2·nTHF(Ln=Pr,Sm,Gd,n=3,4);C_6H_5LnCl_2·LiCl·nTHF(Ln=Pr、Nd、Sm、Gd,n=2、3、5);(C_6H_5)_2GdCl·LiCl·2THF;[(C_6H_5)_2NdCl]_2·LiCl·4THF。测定了C_6H_5GdCl_2·4THF的晶体结构。     

苄基环戊二烯基稀土二氯化物的合成和表征

合成了苄基环戊二烯基稀土二氯化物,经元素分析、热分析、红外光谱、质谱及核磁共振谱分析,证实其组成为C_6H_5CH_2C_5H_4LnCl_2·nTHF(C_6H_5CH_2C_5H_4=苄基环戊二烯,Ln=Nd,Sm,Gd,n=1,2)。对新化合物苄基环戊二烯进行了表征,同时还测定了中间物C_6H_5CH_2C_5H_4Na·THF的晶体结构。     

Nd(C_8H_(11))Cl_2·3THF-R_3Al对丁二烯聚合的催化活性

Nd(C_8H_(11))Cl_2·3THF与不同烷基铝〔Et_3Al,i-Bu_3Al,HAl(i-Bu_2)〕组成的催化体系可催化丁二烯聚合。实验结果表明,催化剂活性取决于所用的烷基铝、铝钕比和催化剂用量,而溶剂对催化活性影响不大。聚合物的微观结构则不受烷基铝种类、溶剂、铬钕比和催化剂用量的影响,均可得到高顺式(97—98％)聚丁二烯。     

SYNTHESIS of(η~5-C_9H_7)Ln(η~8-C_8H_8)·2THF AND CRYSTAL STRUCTURE OF(η~5-C_9H_7)Pr(η~8-C_8H_8)·2THF

The reaction of LnCl_3 with K _9H_7(C_9H_7=indenyl)andK_2C_8H_8(C_8H_8=cyclooctatetraene)in tetrahydrofuran(THF)give thecorresponding complexes(η~5-C_9H_7)Ln(η~8-C_8H_8)·2THF.The synthesis of(η~5-C_9H_7)Ln(η~8-C_8H_8)·2THF(Ln=Pr,Nd)and crystal structure of(η~5-C_9H_7)Pr(η~8-C_8H_8)·2THF are described.     

RECl_2·nTHF(RE=Nd,Sm,Yb)与C_8H_8的反应

近年来低价稀土有机化学领域的研究工作相当活跃,相继发现Sm~(2+)、Yb~(2+)化合物不仅可催化烯烃氢化、聚合’,而且还可以和CO、苯乙炔等化合物发生氧化加成反应.但文献所报道的工作主要局限于Sm~(2+)、Eu~(2+)和Yb~(2+)化合物.我们首次研究了NdCl_2·nTHF的化学反应性能,并发现这一配合物具有很强的还原性,甚至可以直接和CpH,CH_3CpH等反应.最近我们发现NdCl_2·nTHF可以在室温直接与C_8H_8反应,产物为[C_8H_8NdCl·2THF]_2和NdCl_3;SmCl_2·nTHF也可以在室温和C_8H_8反应,反应产物为[C_8H_8 SmCl·     

结晶的稀土配合催化剂活性体

在3d族过渡金属配合催化剂结构的研究中,作为活性中心的模型,引人注意的是金属和铝摩尔比1∶1和1∶2的活性体,但其摩尔比2∶1的活性体尚未见报道. 在稀土配合催化剂本质的研究中,人们也一直把注意力集中于催化剂结构,但成功地合成或分离出结晶的活性体只有两种双金属配合物.Ballard等报道的Er(η-C_5H_4R)_2(CH_3)Al(CH_3)_2使乙烯聚合有活性,我们合成出的(CF_3CO_2)HLnCl(C_2H_5)Al(C_2H_5)_2使双烯烃聚合得到高顺式聚合物. 本文利用(i-C_3H_7O)_3Ln-Et_2AlCl-Et_3Al(三元体系)和(i-C_3H_7O)_2LnCl-Et_3Al(二元体系)的可溶性,合成了摩尔比为1∶2∶3=Al∶Ln∶Cl(Ln=Gd,Dy,Er,Tm.Lu-Al活性体中1∶1∶1=Al∶Ln∶Cl)的四种新的Ln-Al-Ln结晶活性体.     

杯芳烃钕配合物均相体系催化丁二烯聚合

应用新型配体杯芳烃钕配合物与三异丁基铝以及添加Al(i-Bu)₂Cl为第三组分构成二元、三元均相催化体系催化丁二烯聚合.研究结果表明,对于杯[6,8]芳烃钕(C[n]Nd_xCl_y)/Al(i-Bu)₃/汽油体系,当n(Al)/n(Nd)=40～100,50℃时具有中等催化聚合活性,所制得聚丁二烯的粘均分子量为1×10⁵～2×10⁵,顺-1,4结构含量为89%左右,添加适量Al(i-Bu)₂Cl能提高催化活性.杯芳烃钕(C[n]Nd)构成的三元体系在n(Al)/n(Nd)=30,n(Cl)/n(Nd)=1～3时不同杯芳烃的活性次序为:C6>C4>C8     

在载体催化体系下二乙基锌对乙烯聚合催化效率的影响及调节分子量的动力学研究

本文对比研究了用(Ⅰ):TiCl_4/MgCl_2/Al(C_2H_5)_3和(Ⅱ):TiCl_4/MgCl_2/Al(C_2H_5)_3/Zn(C_2H_5)_2两种载体催化体系在常压下进行乙烯配位聚合的动力学行为,测定了聚合速率V_p、T_i活性中心比浓度[C~*]、聚合活化能△E、聚合速率常数K_p及链增长寿期L值。并分别测定以Al(C_2H_5)_3与Zn(C_2H_5)_2为链转移剂的链转移速度常数乓K_(tr,Al)与K_(tr,Zn)以及链转移活化能△E_(tr,Al)与△E_(tr,Zn)。表明Zn(C_2H_5)_2能有效地进一步提高催化效率和降低聚乙烯的分子量并进行讨论。     

[C_5H_5Fe(CO)_2]LnCl_2·nTHF和[C_5H_5Fe(CO)_2][C_5H_4(SiMe_3)]LnCl·nTHF双核配合物的合成

合成了稀土铁双核配合物:〔C_5H_5Fe(CO)_2〕LnCl_2·nTHF(Ln=Nd,Sm,Gd;n=1,2)和〔C_5H_5Fe(CO)_2〕〔C_5H_4(SiMe_3)〕·LnCl·nTHF(Ln=Nd,Sm,Gd;n=0,1,2)。元素分析,热分析,红外光谱和质谱分析确认了这两种配合物。红外光谱数据表明铁与稀土原子是以羰基桥连接。晶体结构分析表明〔(C_5H_5Fe(CO)_2〕Na·4THF是〔C_5H_5Fe(CO)_2〕LnCl_2·nTHF合成的中间体。     

A highly active neodymium chloride isopropanol complex/modified methylaluminoxane catalyst for preparing polyisoprene with high cis-1,4 stereospecificity and narrow molecular weight distribution

<正>Neodymium chloride isopropanol complex(NdCl_3·3~iPrOH) activated by modified methylaluminoxane(MMAO) was examined in isoprene polymerization in hexane,with regards to Nd compounds,aluminum(Al) compounds,[Al]/[Nd] ratio,polymerization temperature and time.NdCl_3-3~iPrOH exhibited high activity producing polymers featuring high cis-1,4 stereospecificity(96%),very high molecular weight(M_n1.0×10~6) and fairly narrow molecular weight distribution (MWD,M_w/M_n2.0) simultaneously.In comparison,neodymium isopropoxide also showed high activity providing polymers with narrow MWD(M_w/M_n = 2.07),but somewhat low cis-1,4 content(ca.92%),while neodymium chloride had no activity under present polymerization conditions.The Al compounds affected the polymer yield in the order of Al(i-Bu)_3MMAOAl(i-Bu)_2H.MMAO as cocatalyst afforded polyisoprene with high M_n over 1.0×10~6,whereas as stronger chain transfer agent than MMAO,Al(i-Bu)_3 and Al(i-Bu)_2H yielded polymers with low M_n(1.0×10~5-8.0×10~5). NdCl_3·3~iPrOH/MMAO catalyst showed a fairly good catalytic activity even at relatively low[Al]/[Nd]ratio of 30,and the produced polymer remained high cis-1,4 content of 95.8%along with high M_n over 1.0×10~6 even at elevated temperatures up to 70℃.The polymerization rate is of the first order with respect to the concentration of isoprene.The mechanism of active species formation was discussed preliminarily.     

Ce~Ⅳ络合物和取代环戊二烯碱金属盐的反应 Ⅰ.六氯二吡啶铈~(Ⅳ)与取代环戊二烯碱金属盐的反应

本文研究了反应温度及LM中M的性质(其中M=Na或Li,L=-C_5Me_5或—C_3H_7C_5Me_4)对六氯二吡啶铈(IV)(C_5H_6N)_2CeCl_6和LM反应的影响。结果表明,无论采用LNa或LLi,在室温或是-78℃下反应,都得不到相应的Ce~(IV)有机络合物。此时,Ce~(IV)还原而得到Ce~(III)的取代环戊二烯衍生物。当NaC_5Me_5和(C_5H_6N)_2CeCl_6的摩尔比为3:1时,反应后可以得到中性的(C-5Me_5)CeCl_2·Py;当LiC_5Me_5和(C_5H_6N)_2CeCl_6的反应摩尔比提高到4:1时,可以分离到Li[(C_5Me_5)CeCl_3](Py)_2。     

Nd(O-i-C_3H_7)_2Cl的直接合成法

我们在实验中发现,Nd(O-i-C_3H_7)_2Cl和异丙醇形成的络合物在苯-异丙醇混合溶液中并不沉淀析出,从而可用NdCl_3·3HO-i-C_3H_7,和NaO-i-C_3H_7,直接合成Nd(O-i-C_3H_7)_2Cl。