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。     

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。     

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。     

P^N^P三齿铬配合物合成和结构及其催化乙烯齐聚与聚合

合成了系列的2-(二苯基膦)-N-[2-(二芳基膦)亚苄基]苯胺(P^N^P)和2-(二苯基膦)-N-[2-(二芳基膦)苄基]苯胺(P^N^P)铬(Ⅲ)配合物,经过元素分析和光谱分析进行了表征,并使用X射线单晶测试确定两类铬(Ⅲ)配合物都具有六配位的变形八面体构型.在MAO或AlEtCl2作用下,这些铬配合物可高活性地催化乙烯齐聚或聚合,其催化乙烯反应特征依赖于配体中桥联胺的键联形式.2-(二苯基膦)-N-[2-(二芳基膦)亚苄基]苯胺铬配合物1a～1e催化乙烯聚合,无齐聚物生成;而2-(二苯基膦)-N-[2-(二芳基膦)苄基]苯亚胺铬配合物2a～2e表现出较高的乙烯三聚选择性.     

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.     

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。     

苯并咪唑类过渡金属配合物:新型乙烯齐聚与聚合催化剂

苯并咪唑杂环具有良好的配位选择性,能与多种金属形成配合物.这些配合物往往具有优良的生理、荧光、催化等性能.综述了近年来含有苯并咪唑衍生物的过渡金属配合物的合成方法及其在催化乙烯齐聚和聚合方面的研究进展,并讨论了配合物的结构因素如取代基的电子效应、位阻效应等对配合物催化性能的影响规律.     

乙烯齐聚催化剂研究进展

综述了乙烯齐聚催化剂的研究进展.按照碳链的原子数目,简要介绍了α-烯烃的用途.按照后过渡金属催化剂和前过渡金属催化剂分类介绍了乙烯齐聚催化剂的研究情况,并重点介绍了乙烯三聚催化剂的研究进展,给出了部分聚合机理.文章最后介绍了α-烯烃除用乙烯齐聚催化剂方法外,还有石蜡热裂解、烷烃催化裂解、烷烃脱氢、烯烃二聚和歧化等方法制备.乙烯齐聚法所得产品线性化程度高,聚合度分布窄,分离费用低,产品质量好.在我国,石蜡裂解法为主要生产方法,因此在我国开展乙烯齐聚的研究,开发具有自主知识产权的齐聚催化剂,具有十分重要的意义.     

后过渡金属催化烯烃可控/活性聚合的研究进展

烯烃活性聚合由于可以制备出预定分子量的窄分布聚合物,以及各种嵌段共聚物、末端功能化聚合物等而受到广泛关注.过渡金属催化的烯烃配位聚合反应活性高,催化剂性能可通过配体结构的修饰进行调节,聚合物微观结构易于调控,其活性聚合进一步拓展了对烯烃聚合物分子设计的手段,具有重要的意义.除了以钛、锆、钒等为金属中心的前过渡系催化剂之...     

后过渡金属烯烃聚合催化剂的研究进展

综述了近两年来后过渡金属(VIII族)催化剂在乙烯、丙烯和α-烯烃聚合,α-烯烃和极性单体共聚,α-烯烃活性聚合,以及乙烯齐聚等方面的最新进展.     

新型的乙烯聚合催化剂

简要介绍了新型的烯烃聚合催化剂－Ｎｉ（Ⅱ）、Ｐｄ（Ⅱ）、Ｆｅ（Ⅱ）、Ｃｏ（Ⅱ）类后过渡金属催化剂的发展,特点及催化乙烯聚合机理,并就它们的组成结构、聚合条件和配体体积对聚合产物结构,分子量等的影响根据配体不同分类进行了讨论。     

Oligomerization and Polymerization of Ethylene Initiated by a Novel Ni(Ⅱ)-Based Acetyliminopyridine Complexes as Single-Site Catalysts

Novel Ni(Ⅱ)-based acetyliminopyridine complexes 1b, 2b, 3b (1-3b), which are synthesized from ligands 1a, 2a, 3a (1-3a) and [NiCl2(DME)], are suitable precursors for the catalysts that are necessary for ethylene oligomerization and polymerization reactions, activated by methylaluminoxane (MAO).The MAO-treated 1-3b presents an active catalytic center, which may oligomerize and polymerize ethylene to produce linear α-olefins and polyethylene, respectively. The molecular weight distributions of oligomers that are obtained are in good agreement with the Schulz-Flory rules for oligomers＞C4. The activity of oligomers show significant reliance on the structures of catalyst precursors.     

新型后过滤金属烯烃聚合催化剂——镍系烯烃聚合催化剂

镍系烯烃聚合催化剂是近年来受到广泛关注的一类新型催化剂，是配位催化研究的热点之一。这类催化剂具有高催化活性、单活性中心和良好的分子剪栽性，可以在分子层次上实现烯烃聚合的分子设计与组装。本文介绍了镍系烯烃聚合催化剂的发展和研究概况，并评述了聚合特性及最新研究进展。     

新型后过渡金属烯烃聚合催化剂－－镍系烯烃聚合催化剂*

镍系烯烃聚合催化剂是近年来受到广泛关注的一类新型催化剂,是配位催化研究的热点之一。这类催化剂具有高催化活性、单活性中心和良好的分子剪栽性,可以在分子层次上实现烯烃聚合的分子设计与组装。本文介绍了镍系烯烃聚合催化剂的发展和研究概况,并评述了聚合特性及最新研究进展。     

吡啶-三唑金属配合物的合成及其在乙烯聚合反应中的催化性能

以苄氯、吡啶炔和叠氮化钠为原料,在铜(Ⅰ)催化下,通过Click反应制得新型配体1-苄基-4-邻吡啶基-1,2,3-三唑(1); 1分别与无水FeCl₂, CoCl₂或NiBr₂ ·DME反应合成了3个新型的吡啶基三唑金属配合物(2~4),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, IR和元素分析表征。考察了2~4对乙烯聚合反应的催化性能。结果表明：以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂, 4具有最高的催化活性,在温度为20 ℃, Al/Ni为2 500条件下,催化活性达8.8×10⁵ g·mol^-1·h^-1。     

Temperature Dependence of the Activity of a Late Transition Metal Catalyst by Molecular Modeling

A combination of molecular mechanics and the charge equilibration method was applied and further developed to predicting the catalyst activity of a metal complex. A late transition metal catalyst, {di‐μ‐bromotetra [N,N′‐bis(3,5‐dimethylanil)‐4‐methyl‐2,6‐bis(imino)phenoxy]nickel} bromide (MOL) was dealt with. A modified molecular force field from universal force field was set and validated for this system. Simulations predict that the activity of MOL varies little with temperature. Simulation results were in good agreement with experimental results for ethylene oligomerization with MOL.

Temperature dependence of QEq charge on the Ni central atom of MOL.