后过渡金属配合物催化乙烯齐聚与聚合的研究进展

后过渡金属配合物催化乙烯齐聚和聚合研究,不仅拓展了后过渡金属配合物的应用 ,而且为探求烯烃聚合催化剂提供了新机遇,成为当前催化研究中的热点课题.本文综述了后过渡金属铁、钴、镍配合物催化乙烯齐聚和聚合的国内外最新研究进展.     

后过渡金属催化乙烯齐聚与聚合进展

石化工业最重要的产品是聚烯烃,其中大部分与聚乙烯相关,α-烯烃不仅是重要的共聚单体,也是精细化工的基本原料,乙烯工业发展程度代表了一个国家石化技术的水平。后过渡金属催化剂作为新型催化体系,能够高效催化乙烯齐聚和聚合,并且乙烯聚合可制备新型聚乙烯树脂。通过对配体的修饰,提高后过渡金属配合物催化活性,增加催化体系的热稳定性,仍然是当前催化剂设计的重要课题;实现对所得聚乙烯微观结构的控制,提高聚烯烃宏观性质是产业化的重要基础。本文基于配合物催化剂配体骨架设计为基础,集中讨论了铁、钴和镍配合物用于乙烯聚合和齐聚的性质比较;特别是集中展示了我们近期研究工作,综述了后过渡金属催化剂的新进展。     

烷基铝对球形MgCl_2负载的茂金属催化剂催化乙烯聚合的影响

以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂的茂金属催化剂虽然具有催化活性高、分子量分布窄、聚合物化学组成均匀等优点,但其极高的Al/Zr比和聚合物颗粒形态差等缺点限制了其工业化应用,因此对茂金属催化剂的负载化成为近年来的研究热点.在众多的载体中,球形MgCl2是研究得很少的一类载体,文献中曾采用先负载主催化剂茂金属配合物,聚合时再加入助催化剂MAO的方法[1],由于加入的MAO与主催化剂的络合能力很强,会使部分载上的主催化剂溶解下来,成为均相聚合[2,3],导致聚合物颗粒形态差,且粘釜现象严重.我们则采用相反的思路,即先将助催化剂MAO负载在球形MgCl2上,制得MgCl2/MAO,在聚合前再将MgCl2/MAO与Et[Ind]2ZrCl2混合陈化,并立即在少量烷基铝活化下引发乙烯聚合[4],实验结果表明,该催化剂聚合活性高、聚合物的颗粒形态好、且不粘釜,是一种新型的载体催化剂.由于烷基铝的加入可使催化剂的活性大幅度提高,所以本文将烷基铝也称作助催化剂,来研究其对该载体催化剂催化乙烯聚合的影响.     

过渡金属乙烯齐聚与聚合催化剂研究进展

综述了近年来过渡金属配合物催化乙烯齐聚与聚合的最新进展;介绍了乙烯齐聚或聚合的反应时间、反应温度、乙烯压力、助催化剂用量等反应条件及配体上不同取代基对前过渡金属(铬,锆,钛,钒)和后过渡金属(铁,钴,镍,铜)配合物的催化活性和齐聚或聚合产物的影响;分别以钛和镍配合物催化剂为例,介绍了前过渡金属和后过渡金属催化乙烯齐聚或聚合的机理。     

聚合负载三氯化镨配合物的合成、表征及催化活性

合成并表征了聚(苯乙烯(S)-丙烯酸(A))镨配合物(SAAC·Pr).红外光谱表明了它的配位结构.计算了共聚物中单体单元的序列分布.苯乙烯和丙烯酸单元长序列分布随其在共聚物中含量的增加而增加.当丙烯酸长序列分布高时,配合物的催化活性低.苯乙烯和丙烯酸的平均链长分别为 nS=3, nA=1时,配合物的催化活性最高.     

镍二亚胺配合物/烷基铝催化乙烯聚合

直链低碳α-烯烃是生产线性低密度聚乙烯的共聚单体及合成高级润滑油和一些精细化学品的中间体，通过乙烯齐聚反应生成直链α-烯烃是目前工业上重要的生产方法，近几年来使乙烯齐聚成α-烯烃的含二或三齿配体后过渡金属催化剂的催化特性受到人们很大的关注。     

SiO2负载的磺化三苯膦铑配合物催化高碳烯氢甲酰化

本文将水溶性磺化三苯基膦铑配合物催化剂负载在SiO_2表面使其复相化,考察不同制备方法制得催化剂的性能及对反应活性和选择性的影响。这种负载化水溶性Wilkinson催化剂比表面积较大,可在适当过量配体存在下保持较高的催化活性;当液态高碳烯烃十一烯酸甲酯和1-己烯在固定床加压流动态反应器中连续进行氢甲酰化催化反应时,产物醛的选择性大于95%;正异醛比(n/i值)随P/Rh摩尔比的提高而提高P/Rh=15,产物中正构醛大于或接近80%(n/i为4)。P/Rh>15后,配体增多几乎不再提高产物n/i值,而影响反应速度。     

钴配合物催化的乙烯与三烷基铝置换反应动力学研究

研究了用钴配合物催化的乙烯与三异丁基铝的置换反应动力学. 置换反应速率相对于烷基铝浓度、配合物浓度及乙烯压力呈一级关系. 置换反应速率的动力学方程为r=1.4 ×106[R3Al][Cat.][pC2H4]. 反应的活化能为71.9 kJ/mol.     

修饰Al2O3负载的烯基取代茂金属催化体系催化乙烯聚合的研究

经过十几年的研究和开发,茂金属催化剂已经有了很大的发展,部分已经工业化,同时新的茂金催化体系仍然在不断地开发出来［１～４］．均相烯烃聚合催化剂经负载后能有效地改善所得聚合物的颗粒形态,并可用于气相聚合,同时也出现了许多新的聚合特征,这方面的研究一直是烯烃聚合催化剂研究领域的一个热点［５～８］．在负载型催化剂的制备时,通常用ＭＡＯ先对载体进行处理,然后再负载茂金属,这样ＭＡＯ的用量就很大．茂环上的取代基对聚合有较大的影响,许多聚合规律仍在探索之中．尽管硼化合物作为助催化剂的茂金属催化体系已经被应用…     

聚合负载三氯化钕配合物的合成及其催化活性——含硫醇和亚砜基团的配合物

合成了含—CH     

后过渡金属催化降冰片烯加成聚合

综述了后过渡金属催化剂催化降冰片烯加成聚合的研究进展。主要介绍了Ni、Pd、Co三种金属催化剂各自的结构以及其催化降冰片烯聚合的特点,同时也阐述了Ni、Pd催化剂催化降冰片烯聚合的机理。     

过渡金属络合物催化乙烯齐聚

综述了乙烯齐聚的最新成果,重点阐述了用于乙烯齐聚的新型催化剂,讨论了烯烃高聚与齐聚催化剂的关系,烯烃高聚与齐聚的反应机理相同,。差别主要在于烯烃插入与β－H消除反应的速率,第IV副族金属络合物主要催化乙烯齐聚,第Ⅲ副族金属主要催化乙烯高聚,改变茂金属催化体系的助催化剂和反应条件可得到齐聚产物,选择体积较小配体的第Ⅷ族金属络合物,有利于β－H消除得到齐聚产物。     

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.     

三种不同碳桥联双核茂钛配合物的合成及催化乙烯聚合研究

合成了3种不同结构的CnH₂n桥联双核茂钛配合物(CH₃)₂C[(C₅H₄)TiCl₂(C₅H₅)]₂(3),(CH₂)_n[(C₅H₄)TiCl₂(C₅H₅)]₂(6,n=3;7,n=4),并用1HNMR进行了表征.发现以甲苯为溶剂时,不仅提高了产率,而且有效地避免了副产物Cp₂TiCl₂的生成.研究了化合物7/MAO(甲基铝氧烷)催化乙烯聚合的反应,考察了反应条件对催化体系的影响.结果表明,催化活性随着n(Al)/n(Cat.)比的增大而提高,聚乙烯的分子量在n(Al)/n(Cat.)=500和50℃时达到最高值9.0102×10⁴;随着聚合时间的延长,催化活性下降,而产物分子量不断升高;随着温度的上升,50℃时催化活性和聚乙烯的分子量最高,分别为2.4074×10⁵gPE/(molTi·h)和6.8679×10⁴.随着桥联双核茂钛配合物碳桥的增长,催化活性增加,所得聚乙烯的分子量降低.     

镍配合物催化乙烯齐聚和聚合的进展

继SHOP催化体系采用镍配合物催化乙烯齐聚制备端烯烃在研究和应用中获得成功以来,由于后过渡金属上容易产生β-氢消除反应,镍配合物催化乙烯的研究搁置了近二十年。然而,近十年里,镍配合物催化乙烯齐聚和聚合研究再次受到催化剂研究者的重视,进入了飞速发展的新时期。本文综述近三年间这个领域的发展,特别是我国学者在这个领域的贡献,展示了镍配合物在乙烯齐聚和乙烯聚合制备支化聚烯烃中的巨大潜力,促进该领域研究的发展。     

Synthesis and Characterization of Late Transition Metal Complexes of Mono-Acetate Pendant Armed Ethylene Cross-Bridged Tetraazamacrocycles with Promise as Oxidation Catalysts for Dye Bleaching

Ethylene cross-bridged tetraazamacrocycles are known to produce kinetically stable transition metal complexes that can act as robust oxidation catalysts under harsh aqueous conditions. We have synthesized ligand analogs with single acetate pendant arms that act as pentadentate ligands to Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn. These complexes have been synthesized and characterized, including the structural characterization of four Co and Cu complexes. Cyclic voltammetry demonstrates that multiple oxidation states are stabilized by these rigid, bicyclic ligands. Yet, redox potentials of the metal complexes are modified compared to the “parent” ligands due to the pendant acetate arm. Similarly, gains in kinetic stability under harsh acidic conditions, compared to parent complexes without the pendant acetate arm, were demonstrated by a half-life seven times longer for the cyclam copper complex. Due to the reversible, high oxidation states available for the Mn and Fe complexes, the Mn and Fe complexes were examined as catalysts for the bleaching of three commonly used pollutant model dyes (methylene blue, methyl orange, and Rhodamine B) in water with hydrogen peroxide as oxidant. The efficient bleaching of these dyes was observed.     

用于烯烃与(甲基)丙烯酸甲酯配位共聚的非茂后过渡催化剂研究进展

非茂后过渡金属催化剂因其良好的耐杂原子能力在催化烯烃和极性单体共聚合方面表现出很好的特性,并具有潜在的工业应用前景。本文综述了近年来Fe、Co、Ni、Pd、Cu等非茂后过渡金属催化剂催化乙烯、丙烯与(甲基)丙烯酸甲酯配位共聚的研究状况,重点介绍了Fe、Co、Ni、Pd为中心金属的非茂后过渡金属催化剂的结构对乙烯、丙烯与(甲基)丙烯酸甲酯配位共聚的催化活性和所得共聚物分子量的影响,并强调了设计新型配体是开发新型非茂后过渡金属催化剂的一种重要途径。