半茂钛催化乙烯与降冰片烯共聚的理论研究

运用密度泛函方法对含酚-膦配体的半茂钛化合物催化乙烯与降冰片烯共聚合反应的详细机理进行了理论研究。计算结果表明,虽然由于配体的不同,此系列钛化合物具有两种典型结构,但其在助催化剂作用下形成的催化活性种均为相似的P-Ti成键的阳离子物种。在烯烃聚合反应中,烯烃单体的配位插入反应易于从阳离子活性种中氧原子的对位发生。由乙烯及降冰片烯聚合反应各步骤的比较可知,乙烯单体插入Ti-Me结构的初始插入步骤较插入Ti-Et结构困难得多,因而链引发步骤为乙烯均聚的决速步骤。而降冰片烯单体插入Ti-Me结构较之乙烯单体容易得多,但由于降冰片烯单体位阻较大,其连续插入十分困难。在共聚反应过程中,NBE单体的引入可以使得Et插入反应容易越过较难的插入Ti-Me结构步骤,这是NBE与Et共聚反应的反应活性远大于催化Et均聚反应的最主要原因。     

茂金属催化乙烯与降冰片烯共聚合研究

研究了茂金属催化体系Ｍｅ２ＳｉＣｐ２ＭＣｌ２／ＭＡＯ（Ｍ＝Ｚｒ，ｔｉ）催化乙烯与降冰片烯共聚合，考察了不同聚合条件下的共聚及乙烯动力学行为，对共聚物的结构进行了ＤＳＣ，１３Ｃ ＮＭＲ表征．研究表明，在相同的聚合条件下，Ｚｒ较Ｔｉ有更佳的共聚合催化性能．在相近的投料比条件下，得到了降冰片烯含量和Ｔｇ均较文献高的乙烯与降冰片烯的共聚物．     

锆茂均相催化体系催化乙烯与降冰片烯共聚合的研究

锆茂均相催化体系催化乙烯与降冰片烯共聚合的研究谢光华，王金梅，张盛庆（中国科学院化学研究所，北京，１０００８０）关键词锆茂均相催化体系，乙烯，降冰片烯，共聚合金属二茂基化合物与甲基铝氧烷（ＭｅｔｈｙｌａｌｕｎｕｎｏｘａｎｅＭＡＯ）组成以甲苯为溶剂的均...     

茂钛/MAO催化体系进行降冰片烯聚合的研究

以降冰片烯为例的环状烯烃的聚合方式主要有两种 :( A) Vinyl-type polymerization;( B) Ring-Opening Polymerization　　 80年代中期以前 ,环烯烃聚合研究主要集中在开环易位聚合 (ROMP)反应 [1] .Kaminsky[2 ] 首次以[En(Ind) 2 Zr Cl2 ]/MAO等为催化剂进行降冰片烯的聚合 ,获得了熔点极高 (高于其 40 0℃的分解温度 )的大分子量加成结构的聚合物 .研究结果表明 ,具有 C2 和 Cs对称性的茂锆催化体系能高活性地得到降冰片烯加成聚合物 [3,4 ] ,但是这些由茂锆催化体系合成的降冰片烯聚合物不溶于有机溶剂 ,难以进行精确定量的结…     

烯基取代的茂钛族络合物合成及应用于烯烃催化聚合的进展

综述了烯基取代基的茂钛族络合物的合成，取代基上双键的化学反应，以及它们在α－烯烃催化聚合上的最新进展。     

乙烯和降冰片烯加成共聚合催化体系*

在C5系列的综合利用中近年来倍受关注的环烯烃共聚物是最具有发展潜力的高端产品之一。本文评述了用于乙烯和降冰片烯类共聚合体系新型加成催化剂的最新进展,包括茂金属催化剂、非茂金属催化剂和后过渡金属催化剂三大类。开发新型半夹心型催化剂是茂金属研究领域的热点,目前主要有两类：1.限定几何构型催化剂（CGC）;2. Cp’MX₃和Cp’M(R)X₂ (Cp’=茂基或取代茂基;M=Ti, Zr, Hf;X=卤素或烷基;R=OAr, NR₂, NPR₃)。非茂金属催化剂则具有亲电能力更强的活性中心及更开放的配位空间,通常具有更高的NB插入率,甚至在一定条件下具有类活性聚合的特征。而后过渡金属催化剂由于对氧（或Lewis酸）更不敏感,导致对极性基团有更好的耐受性。此外,重点围绕配体结构对催化特性的影响,如何提高分子量和环烯烃的有效插入率及其序列结构的调控等进行了对比和剖析,并展望其今后发展趋势。     

含氮杂茂配体的类茂配合物NpCpTiCl_2催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合时不仅须大量甲基铝氧烷(MAO)作助催化剂,而且其稳定性较差,结构修饰困难,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的发展.近几年来,将非环戊二烯类配体与IVB 族金属作用形成的配合物应用于催化烯烃聚合的研究大量出现[1],其中非环戊二烯配体有脒化物[2,3]、酰胺基[4,5]、NFDA3唑啉[6]、卟啉[7 ]、烷氧基[8]、芳氧基[9～11]、和β-二酮[12,13]、8-羟基喹啉[14～16]等.这些非茂配合物均可催化乙烯或丙烯聚合,但活性都较低.我们曾制备了含配位原子为氧或氮的非环戊二烯基配体的半茂配合物,即茂金属中一个环戊二烯基配体被非环戊二烯基配体取代,使金属中心与一个茂和一个非茂配体配位而形成的桥连或非桥连型的配合物[17,18].这类配合物不仅稳定性好,而且消耗的助催化剂量较少,活性高,对所得聚合物的结构有一定的控制作用.桥连型半茂配合物以“限制几何构型”催化剂为代表[16,19～20 ],非桥连型半茂配合物的报道较少,如CpTi(OiPr)Me2和CpTi(OAr)X2 [21 ,22].我们选择氮杂茂类配体为非环戊二烯阴离子配体,氮杂茂环以一价阴离子的形式与金属中心钛配位,与另一个环戊二烯阴离子形成类茂型配合物.这种类茂配合物易于制备, 稳定性好,而且消耗的助催化剂量较小.     

膦亚胺半茂钛催化体系合成无规聚丙烯弹性体的研究

采用2种膦亚胺半茂化合物[(t-Bu)_3P=N]CpTiCl_2(PT1)和[(t-Bu)_3P=N]CpTiMe_2(PT2)为主催化剂,分别以甲基铝氧烷(MAO)或[Ph_3C][B(C_6F_5)_4]为助催化剂用于丙烯聚合研究.详细考察了不同n(Al)/n(Ti)、反应温度、反应压力、反应时间等因素对丙烯聚合活性、分子量与分子量分布及其分子结构的影响.还与典型的(rac-[En(IndH_4)_2]ZrCl_2)(1),CpTiCl_3(2)及Cp_2TiCl_2(3)催化剂的催化效果进行了比较.凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振氢谱与碳谱(1H/13C-NMR)、示差扫描量热分析(DSC)和红外(FTIR)分析结果表明:这2种催化剂催化丙烯聚合的活性可高达3.25×10~6g聚合物/molTi×h,重均分子量高达4.4×10~5,分子量分布2.0.降低温度及升高反应压力和延长反应时间都能使聚丙烯分子量增加.观察到聚合初期产物分子量随聚合时间线性增大.在-100~200oC范围内没有观察到熔融峰出现,但在-3.7~-2.6oC区间可以观察到有玻璃化转变温度出现.序列结构分析表明,所生成的聚丙烯为无规结构,但二元组r(62.28%)高于m(37.72%),意味着聚合过程中有间规聚合倾向.[mr/(2mm+mr)]+[mr/(2rr+mr)]=1.04的计算结果进一步说明,由此类催化剂体系催化丙烯聚合生成的产物立体结构序列分布服从伯努利统计模型,聚合主要以1,2-插入方式为主,同时含有少量2,1-插入.     

β-二酮钛非茂催化剂催化降冰片烯聚合

用 (dibenzoylmethanato) 2 Ti(OPh) 2 [(dbm) 2 Ti(OPh) 2 ]/甲基铝氧烷 (MAO)为代表的新型 β 二酮钛非茂催化剂实现了降冰片烯的聚合 ,得到加成聚合和开环易位聚合的混合物 ,研究了实现高聚合活性所需的特殊条件及所得的聚合物结构 ,主要应用傅立叶转变红外技术 (FTIR)对聚合物结构进行了表征和分析     

桥联茂钛配合物催化丙烯聚合反应选择性的理论研究

采用密度泛函方法对3种不同类型的硅桥联茂钛配合物[Me_2SiN(Me_4Cp)TiCl_2(A),Me_2SiCpFluTiCl_2(B)及Me_2SiInd_2TiCl_2(C)]催化丙烯聚合反应的选择性进行了理论研究.计算结果表明,硅桥联茂金属配体的空间结构是其催化烯烃聚合反应的区域选择性和立体选择性的主要原因.聚合过程中,α-烯烃配位有1,2插入(一级插入)和2,1插入(二级插入)2种方式,3种硅桥联茂金属催化剂均表现为烯烃的一级插入,这种区域选择性与催化剂硅桥联配体的刚性结构密切相关.对烯烃聚合反应链增长机理进行了理论计算,结果表明,具有Cs对称性的Me_2SiN(Me_4Cp)TiCl_2和Me_2SiCpFluTiCl_2催化丙烯聚合分别得到无规立构和间规立构的聚烯烃产物,而具有C_2对称性的Me_2SiInd_2TiCl_2催化丙烯聚合得到等规立构的聚烯烃产物,与实验结果一致.     

降冰片烯与α-烯烃的无规共聚研究

以Cs-对称芴基氨基二甲基钛络合物{[t-Bu NSi Me2Flu]Ti Me2}为催化剂,Ph3CB(C6H5)4为助催化剂,实现了降冰片烯与α-烯烃[己烯(2a)、辛烯(2b)、癸烯(2c)、十二烯(2d)和十八烯(2e)]的无规共聚,其中共聚物3e的结构经13C NMR确证。研究了2的侧链长度对3的共聚活性、热性能和光学性能的影响。结果表明,3a~3e均有较高的共聚活性,其值随着α-烯烃侧链长度和浓度的增加而提高,3e的共聚活性最高[63 100kg(polymer)·mol-1(Ti)·h-1];并具有高分子量(1.3×105~1.6×105)和窄分子量分布(1.10~1.48)以及可控的Tg(14℃~175℃)。3a~3e用甲苯通过涂膜法制得的自组装膜(3a'~3e')的透过率在90%左右,其中3e'的透过率高达96%。     

二氯二茂钛（锆）／格氏试剂体系在有机合成中的应用

介绍近几年来二氯二茂钛(锆)／格氏试剂体系在有机合成中的应用，特别是使用该体系发展的新反应及其机理的研究情况。     

开环茂金属成环及氢分子消除反应机理的理论研究

采用密度泛函方法(DFT)在M06-2X/def2-TZVPP//B3LYP/def2-TZVPP+ZPE水平下, 对以开环的(η⁵-C₅H₇)₂Ru为前驱体生成闭环(η⁵-C₅H₅)₂Ru的各种可能的反应路径进行了详细的研究. 最终确定其反应机理为: (η⁵-C₅H₇)₂Ru的一个η⁵-C₅H₇发生端碳成键的成环反应形成(η³-C₅H₇)Ru(η⁵-C₅H₇), 经过两步氢原子迁移到Ru原子上, 之后脱掉一个氢气分子形成(η⁵-C₅H₅)Ru(η⁵-C₅H₇), 而后另一个η⁵-C₅H₇再重复成环并进行两步氢迁移以及氢气分子消除而得到最终的产物(η⁵-C₅H₅)₂Ru.     

二茂钛二羧酸配合物的合成与性能

作者曾报道了一些二茂钛二羧酸衍生物的合成及结构,本文选择具有一定空间位阻并具有某些药理作用的羧酸配体进行相应的二茂钛二羧酸配合物的合成,并首次报道该类配合物在活性氢化钠存在下对已烯-1的催化加氢行为。     

气相中La催化乙烯脱氢及C-C键耦合的理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法研究了气相中过渡金属La在二、四重态势能面上催化C2H4的反应机理。全参数优化了二、四重态势能面上各个驻点的几何构型,同时对过渡态进行了频率分析,使用内禀反应坐标（IRC）方法验证了过渡态的准确性,通过AIM理论和NBO分析方法对主要的驻点进行了键分析,并对2IM1、2IM3进行了态密度分析。结果表明：La与C2H4的反应存在两种可能的路径,反应在二重态势能面上进行且均为放热反应。键分析表明初始复合物中La与C2H4分子之间为共价作用。     

含茂、非茂混合配体钛族络合物的合成与催化烯烃聚合的研究进展

目前金属有机钛族络合物的发展呈现出多元化的趋势:茂络合物、非茂络合物以及茂非茂混合配体络合物,而其中茂、非茂混合配体络合物是近年来发展的一个新亮点.关于茂钛族络合物、非茂钛族络合物近年已经有过许多的综述,而关于茂、非茂混合配体钛族络合物的综述却很少.综述了近年来茂、非茂混合配体钛族络合物合成与催化烯烃聚合的研究进展.     

茂钛类络合物催化碳酸二甲酯和苯酚酯交换反应合成碳酸二苯酯的研究

首次将二氯二茂钛用于碳酸二甲酯和苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应, 发现二氯二茂钛对该反应来讲是一种性能优良的催化剂; 和钛酸酯类催化剂相比, 茂钛类催化剂在空气中更稳定, 从而更适合于工业化应用. 同时探讨了不同种类茂钛类化合物的催化性能, 发现位阻效应、环戊二烯环的电子分散效应以及取代基的吸电子效应等, 都会影响中心钛原子的Lewis酸性以及相应的催化活性. 总体来讲, 位阻效应越小、环戊二烯环的电子分散效应越大、与中心钛原子连接的取代基的吸电子能力越强, 越有利于反应的进行.     

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.     

茂金属聚合催化剂的研究现状

198 0年德国汉堡大学的化学家 Sinn等[1] 发现了烯烃聚合用的茂金属催化剂 .茂金属催化剂为两个环戊二烯中间夹有过渡金属如 Zr、Hf、Ti等的具有三明治结构的有机金属化合物 .茂金属催化剂与传统的多相 Ziegler- Natta催化剂相比 ,具有可溶且聚合活性物种单一 ,对乙烯等烯烃的聚合活性高 ,高分子产物的分子量及组成分布窄等特点 .选择不同的茂金属催化剂 ,可获得所需立构规整性的高分子物 ,除能获得全同立构的聚烯烃外 ,还可获得由 Ziegler- Natta催化剂不能合成的间规立构聚烯烃 ,如聚苯乙烯 [2 ]与聚丙烯 [3 ] .由 Ziegler- Natta催化…     

中性水杨醛亚胺镍催化烯烃聚合反应链引发机理的密度泛函研究

采用密度泛函理论(DFT),以乙烯为模型,在B3LYP/LANL2MB水平上研究了中性水杨醛亚胺镍催化烯烃聚合反应链引发机理.通过几何构型全优化,得到了链引发阶段的反应物、产物、中间体和过渡态的最可几构型.由于该催化剂中,与中心原子N i相联接的配体不对称性,使得反应存在两条可能路径(路径A甲基位于N i—O键的对位,路径B甲基位于N i—N键的对位).分别对这两条路径进行了分析和比较.结果表明反应并不只是简单地按一条路径进行,而是通过相互竞争,最终使反应在两条路径间转换,形成一条在能量上最为有利的反应途径.