二苯基膦胺配体的合成及其与铬(Ⅲ)化合物催化乙烯四聚的性能

 利用氯化二苯基膦与二胺类化合物反应生成二苯基膦胺配体, 它与四氢呋喃氯化铬或乙酰丙酮铬在甲基铝氧烷的存在下显示出较高的催化乙烯四聚的活性和较高的生成 1-辛烯选择性(最高可达73.1%). 产物除 1-辛烯外, 还包括 1-己烯、甲基环戊烷和亚甲基环戊烷. 实验结果表明, 铬化合物类型对催化剂活性和 1-辛烯选择性影响较小, 而反应温度、压力和Al/Cr摩尔比等对催化剂活性和1-辛烯选择性影响较大.     

膦胺铬和双膦铬催化乙烯选择性齐聚研究进展

乙烯选择性齐聚制备线性α-烯烃是在学术界和工业界均受到高度重视,具有目标产物选择性高、产品易分离和经济效益显著等特点。铬系配合物催化剂在催化乙烯选择性齐聚反应中综合性能较好,有良好的发展和应用前景。近年来的研究表明,配体结构对催化剂性能有重要影响;反应体系中通入H 2可以改善齐聚产物的分布并抑制低聚物的生成;开发不以甲基铝氧烷为助催化剂的催化体系可降低催化剂成本;而乙烯选择齐聚机理及金属中心氧化态对催化剂的设计有重要的指导意义。本文主要从以上几个方面介绍了膦胺铬和双膦铬配合物在催化乙烯选择性齐聚中的研究进展,分析了目前乙烯选择性四聚工业化急需解决的问题,展望了该领域未来的发展方向。     

基于5-氨基邻甲酚的膦配体的合成及在乙烯齐聚中的应用

以5-氨基邻甲酚与二苯基氯化膦为原料,通过取代反应合成了一种含有PNP和P—O结构的膦配体并确定了其结构.通过与Cr(acac)_3原位生成以及与Cr Cl3(THF)_3预制的方法制成配合物作为主催化剂,以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,形成催化体系用于催化乙烯齐聚反应,考察了溶剂种类、反应温度、反应压力及Al/Cr摩尔比对该催化剂的活性和选择性的影响,并与原位生成的邻位和对位氨基酚类膦配体催化体系催化乙烯齐聚反应效果进行了对比.试验结果表明,以环己烷为溶剂,MAO为助催化剂,当反应温度为50℃、反应压力为2.5 MPa、Al/Cr摩尔比为700的条件下,该催化剂的活性最高达5.91×10~6 g/(mol·Cr·h),液相产物中1-辛烯选择性高达72.94%,1-己烯和1-辛烯总的选择性为82.11%.     

Kaminsky型催化剂催化乙烯环齐聚反应的研究

研究发现Cp~2ZrL~2(L=Cl,Me,OC~6H~4-p-Me)/EAO(乙基铝氧烷)可同步催化乙烯齐聚-环化反应,不仅给出链状烯烃,而且生成环状剂聚物－－亚甲基环戊烷。环状齐聚物的选择性取决于主催化剂的结构和浓度,反应介质,预反应温度和反应温度,反应时间,Al/Zr比及烷基铝水解程度等因素,加入碱性第三组分对催化活性和选择性亦有一定影响。在优化反应条件下,亚甲基环戊烷的选择性达到37%。     

Kaminsky型催化剂催化乙烯环齐聚反应的研究

研究发现Cp~2ZrL~2(L=Cl,Me,OC~6H~4-p-Me)/EAO(乙基铝氧烷)可同步催化乙烯齐聚-环化反应,不仅给出链状烯烃,而且生成环状剂聚物－－亚甲基环戊烷。环状齐聚物的选择性取决于主催化剂的结构和浓度,反应介质,预反应温度和反应温度,反应时间,Al/Zr比及烷基铝水解程度等因素,加入碱性第三组分对催化活性和选择性亦有一定影响。在优化反应条件下,亚甲基环戊烷的选择性达到37%。     

新型均相铬系催化剂的制备与催化乙烯齐聚

合成了3种新型的N取代基中含有O/N杂原子的1,3,5-三氮杂环己烷[NNN]型配体,利用氢核磁共振谱(1H NMR)、碳核磁共振谱(13C NMR)及电子轰击质谱(EI-MS)等方法对其进行表征.将[NNN]型配体与Cr(Ⅲ)络合制备相应的均相铬催化剂,采用电喷雾质谱(ESI-MS)及元素分析分别对其进行表征.以甲基烷氧铝(MAO)为助催化剂,考察了反应温度、反应压力及铝铬摩尔比等因素对催化乙烯齐聚催化性能的影响.研究结果表明,在以甲苯为溶剂,反应温度50℃,反应压力0.8 MPa,铝铬摩尔比为500∶1,Cr浓度为2.0×10-4mol/L的反应条件下,取代基为3-二甲氨基丙基的均相铬催化剂的催化活性能够达到15.71×105g/(mol Cr·h),对1-己烯和1-辛烯的选择性达到91.02%,而取代基为3-乙氧基丙基的均相铬催化剂的催化活性比较低,为11.54×105g/(mol Cr·h),但对1-己烯和1-辛烯的选择性较高,达到93.05%.     

超支化铬系催化剂的合成及乙烯齐聚性能研究

以正辛胺和十二胺为原料,分别制备了两种超支化PNP配体,通过引入金属铬活性位点的方法合成了具有不同烷基链长度的超支化PNP铬系催化剂.采用红外光谱(IR)、核磁共振磷谱(~(31)P-NMR)、核磁共振氢谱(~1H-NMR)、紫外光谱(UV)和质谱(MS)等表征方法证明合成催化剂的结构与理论结构预测相符.详细考察了催化剂用量、溶剂种类、反应条件以及配合物结构对乙烯齐聚性能的影响.实验结果显示,超支化PNP铬系催化剂在甲苯作溶剂,甲基铝氧烷(MAO)做助催化剂时表现出良好的催化乙烯齐聚性能,产物主要为低碳烯烃.在最佳条件下,催化活性最高可达到1.69×10~5 g·(mol Cr·h)~(-1),己烯和辛烯的选择性为43.3%以上.相同聚合条件下,其催化活性随着端基烷基链长度的增加而下降.     

乙烯四聚合成1-辛烯助催化剂研究进展

1-辛烯是生产高性能聚烯烃、高端润滑油的主要原料,其生产技术直接影响聚烯烃和润滑油行业的发展。乙烯选择性四聚合成1-辛烯,具有产物选择性高、纯度高、原子经济性好等优点,是1-辛烯生产技术的发展趋势,备受学术界及工业界的青睐。乙烯选择性四聚催化体系常用甲基铝氧烷(MAO)作为助催化剂,其用量直接影响乙烯选择性四聚的生产成本。降低MAO的用量,或不用MAO是乙烯选择性四聚合成1-辛烯技术追求的目标。本文综述了乙烯选择性四聚催化体系助催化剂MAO的作用机理,以及非MAO体系乙烯四聚合成1-辛烯技术新进展。     

新型树枝状PNP铬催化剂的合成及催化性能

以1.0代聚酰胺-胺(PAMAM)为配体骨架,氯代二苯基膦为原料,通过取代反应合成了1种含有较大空间位阻的新型树枝状PNP配体,再以Cr Cl3(THF)3为络合试剂,通过络合反应合成树枝状PNP铬催化剂.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、核磁共振波谱(NMR)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)和元素分析等手段证实合成的新型树枝状PNP配体及其铬催化剂的结构与理论设计的结构一致.以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,对乙烯齐聚反应进行了研究,考察了溶剂种类、反应温度、反应压力及Al/Cr摩尔比对该催化剂活性和选择性的影响.结果表明,以甲苯为溶剂,MAO为助催化剂,当反应温度为25℃,反应压力为0.9 MPa,Al/Cr摩尔比为500时,该催化剂的活性高达2.15×105g/(mol Cr·h),催化剂对乙烯三聚、四聚反应的选择性共达到36.76%.     

Ti(Ⅳ)/PNP/MAO体系催化乙烯齐聚的研究

合成了三种PNP配体,并与Ti(Ⅳ)作用形成催化剂,利用核磁共振氢谱、元素分析及质谱对配体及催化剂进行了结构表征。在助催化剂甲基铝氧烷(MAO)存在的条件下,催化乙烯齐聚。试验结果表明:钛(Ⅳ)剂催化活性最高可达2.58×105g/(molTi.h),α-烯烃选择性达80.72%。     

The Research of Novel Ti（IV）/PNP/MAO Catalyst System for Ethylene Oligomerization

合成了三种PNP配体,并与Ti（IV）作用形成催化剂,利用核磁共振氢谱、元素分析及质谱对配体及催化剂进行了结构表征。在助催化剂甲基铝氧烷（MAO）存在的条件下,催化乙烯齐聚。试验结果表明：钛（IV）剂催化活性最高可达2．58×105g／（molTi·h）,α-烯烃选择性达80．72％。     

醚类给电子体对Cr/PNP乙烯选择性齐聚体系催化反应性能的影响

采用实验和DFT计算相结合的方法,研究了4种醚类给电子体对Cr/PNP乙烯齐聚催化体系的影响.实验结果表明,C₆+C₈选择性和聚乙烯的选择性受给电子体种类影响各异.DFT计算表明,添加乙醚、甲缩醛、二噁烷和乙二醇二甲醚给电子体后,反应的速率决定步骤均从两分子乙烯氧化偶联成金属五元环转移到第四分子乙烯插入铬金属七元环.给电子体乙二醇二甲醚和甲缩醛的两个氧原子与铬中心在反应过程中发生单/双配位交替变化,其环状结构的大小和稳定性影响乙烯分子插入难易程度,从而影响反应选择性和活性.醚类给电子体对乙烯齐聚反应的影响是电子效应和位阻效应的协同作用,但位阻效应更加明显.另外,在甲基环己烷和甲苯两种溶剂下,乙烯齐聚体系能垒差小于1.5 kJ·mol^-1,在本体系中可以忽略甲基铝氧烷（MAO）中微量甲苯对反应性能的影响.     

HZSM-5 分子筛上乙烯芳构化过程中 C4 至 C6 中间体的反应机理

 应用量子力学和分子力学联合的 ONIOM2 (B3LYP/6-31G(d,p):UFF) 方法, 采用包含分子筛孔道结构的 78T 簇模型, 对 HZSM-5 分子筛上乙烯芳构化过程中 C4 至 C6 中间体的反应历程进行了研究, 探讨了分子筛的酸催化机理和择形催化作用. 结果表明, 作为乙烯二聚产物的表面正丁基烷氧络合物 (C4) 直接与乙烯作用得到正己基烷氧络合物 (C6), 在分子筛孔穴尺寸的限制下, 很难实现碳链的折叠环化. 按照间歇反应历程, 丁基烷氧络合物先发生 C–O 键断裂, 脱质子生成 1-丁烯, 然后在酸性位上再与乙烯加成, 在分子筛表面生成 3-甲基戊基烷氧络合物. 该烷氧络合物脱除质子给分子筛, 同时环化生成甲基环戊烷, 后者再与分子筛酸性质子共同脱除氢分子, 生成不稳定的碳正离子中间体, 然后重构成环己烷正离子. 丁基烷氧络合物脱质子的活化能为 158.42 kJ/mol; 1-丁烯与乙烯加成反应的活化能为 130.71 kJ/mol; 3-甲基戊基烷氧络合物脱氢环化生成甲基环戊烷的活化能为 122.06 kJ/mol. 由于孔穴的限域作用, 五员环的甲基环戊烷是重要的中间体.     

超支化铬系催化剂的合成及乙烯齐聚性能研究

以不同端基烷基链长度的1.0G超支化大分子为桥联基,通过对其端基氨基进行催化功能改性,合成了系列具有不同桥联基长度的超支化PNP铬系催化剂。采用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振磷谱(31P-NMR)、紫外光谱(UV)和质谱(MS)等表征方法证明合成催化剂的结构与理论结构相符。详细考察了溶剂种类、反应温度、Al/Cr摩尔比、反应压力、催化剂用量和催化剂结构对催化剂乙烯齐聚性能的影响。实验结果表明,当以甲苯为溶剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂时,超支化PNP铬系催化剂表现出良好的催化乙烯齐聚性能,产物以低碳烯烃为主。最佳条件下,催化活性最高可达到1.69×105g/mol Cr·h,己烯和辛烯的选择性为43.3%以上。相同聚合条件下,其催化活性随着端基烷基链长度的增加而下降。     

碳水化合物衍生的手性配体——25含碳水化合物单元的膦配体在钯催化的Heck反应中的应用

评价了一种碳水化合物衍生的具有较大立体位阻及较三苯基膦更富电子的膦配体(甲基3-脱氧-3-二苯膦基-4,6-氧-苯次甲基-α-D-吡喃阿卓糖苷,3-MBPA)在Pd催化的Heck反应中的性能.发现在N,N-二甲基乙酰胺溶刺中K2CO3是该催化体系较适合的碱;在该配体的支持下催化剂中钯的用量可低至0.5 mo1%;可催化苯乙烯与带给电子基团的溴代芳烃及带吸电子基团的氯代芳烃发生反应,高产率地生成相应的偶联产物;反应区域选择性表明,Pd(OAc)2/3-MBPA体系在催化苯乙烯与卤代芳烃的Heck反心中并存阳离子催化途径,说明3-MBPA中的氧原了可能也参与配位;同时发现,加入助配体四丁基溴化胺(TBAB)后,可能是Br-参与配位有利于增加中性催化途径的机会而提高了反应区域选择性.     

硅胶键合膦的制备及其对铑络合物催化1-辛烯氢甲酰化反应的影响

以硅胶为载体, 采用键合接枝法将2-(二苯膦基)乙基三乙氧基硅烷(DPPES)共价键合于硅胶表面, 制备了性能优良的硅胶键合型膦配体(以SiO₂(PPh₂)表示). 以SiO₂(PPh₂)为配体, Rh(acac)(CO)₂ (acac:乙酰丙酮)为催化前体, 负载铑膦络合物催化剂(SiO₂(PPh₂)/Rh)在1-辛烯氢甲酰化反应中原位生成. 对生成的负载型催化剂和硅胶键合型膦配体进行了傅里叶变换红外(FTIR)光谱表征, 考察了膦/铑摩尔浓度比([P]/[Rh])、温度等因素对铑催化的长链1-辛烯氢甲酰化反应的影响. 结果表明, 膦/铑摩尔浓度比的增加能显著提高反应的成醛选择性, 降低铑的流失. 在[P]/[Rh]=12、363 K、2.0 MPa、1.5 h 的温和反应条件下, 1-辛烯转化率和成醛选择性分别可达98.4%和95.3%, 其催化活性与DPPES或三苯基膦(TPP)作配体时的均相铑催化相近. 催化剂循环4 次后, 反应活性无明显下降, 1-辛烯转化率均在97.0%左右, 经电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)检测,有机相中铑流失低于0.1%.     

甲基铝氧烷的改性及其对乙烯聚合催化活性的影响

用BCl3为修饰剂制备了改性甲基铝氧烷(BMAO) 以二氯二茂锆为主催化剂、BMAO为助催化剂,考察了影响乙烯聚合活性的各种因素及其聚合动力学行为 与常用的甲基铝氧烷(MAO)相比,BMAO用于催化体系显著提高了乙烯聚合的催化活性.     

乙烯选择性三聚/四聚铬系催化剂及其齐聚机理研究进展

线性α-烯烃是一类重要的有机化工原料和中间体,其下游市场包括聚乙烯、合成润滑油、表面活性剂等,其中C4~C8 组分的消费量占全球线性α-烯烃消费量的一半以上。采用1-己烯和1-辛烯作为共聚单体生产的线性低密度聚乙烯（LLDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）产品具有优异的性能,被广泛用于薄膜、管材等领域。为了提高原子经济性,学术界和工业界一直致力于乙烯选择性三聚/四聚催化剂的设计与开发,而铬系催化剂是其中研究最广泛、最深入的体系。本文从配体、铬源、助催化剂、反应条件等方面综述了典型的铬系乙烯选择性三聚/四聚催化体系,包括雪佛龙菲利普斯乙烯三聚催化体系,Cr/PNP催化体系,以及其他N、P、Si配体等催化体系。在本文第二部分综述了乙烯选择性齐聚的相关机理提案,包括经典的Cossee-Arlman机理、单核金属环机理、双核金属环机理、双配位机理、及其他机理提案。     

基于[PNP]配体的铬催化剂体系选择性催化乙烯齐聚的研究进展

乙烯选择性三聚和四聚催化反应为制备1-己烯和1-辛烯提供了重要途径.在报道和披露的众多结构和组成的催化剂体系中,我们选择[PNP]配位骨架的铬催化剂体系,对其发展和应用进行了综述.论文以结构与催化性能的关联性为主线,阐述[PNP]骨架以及N和P上取代基的电子和立体空间效应对催化性能的影响.从目前的研究态势来看,[PNP]配位骨架的铬催化剂体系在乙烯选择性齐聚生产1-辛烯等线性α-烯烃方面具有发展潜力.     

树状PAMAM改性纳米二氧化硅负载镍催化剂的制备及催化乙烯齐聚性能

以纳米二氧化硅为载体,树状聚酰胺-胺(PAMAM)镍络合物为催化活性中心,通过共价负载制备了一种具有良好催化活性和循环利用性的PAMAM改性纳米二氧化硅负载镍催化剂(化合物G).采用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了化合物G的组成及形貌.研究了该类负载镍催化剂催化乙烯齐聚的性能,考察了齐聚条件对其性能的影响.结果表明,化合物G具有良好的催化乙烯齐聚活性和循环利用性.基于灰色关联分析得出反应压力是影响乙烯齐聚活性的最主要因素,反应温度是影响乙烯齐聚选择性的最主要因素.当以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,反应压力0.7 MPa, n(Al)/n(Ni)为500,反应温度为35℃,主催化剂用量为5μmol时,化合物G催化乙烯齐聚活性为3.75×105 g/(mol Ni·h),齐聚产物中C4～C8烯烃选择性为94.98%.化合物G的树状效应使其金属负载量、催化乙烯齐聚活性和C8烯烃的选择性均高于氨基化改性纳米二氧化硅负载镍(化合物E);且化合物G经3次回收循环使用后,催化乙烯齐聚活性为3.12×105 g/(mol Ni·h),齐...