乙烯反应中的铁配合物催化剂：从概念到产业化

聚烯烃的核心是催化剂,地球上丰度最高的过渡元素铁的配合物在催化乙烯反应中展示了优异性能,本文综述了用于乙烯低聚与聚合的铁配合物催化剂的最新进展.通过调控所用配体的电子效应和空间位阻可以实现乙烯催化性能与所得聚合物微观结构的控制;铁催化剂具有独特的优势,不仅实现α-烯烃制备,而且可以制备高度线性聚乙烯包括制备窄分布的聚乙烯蜡.铁催化剂未来将在高附加值聚乙烯有巨大应用潜力.     

膦配体修饰的Rh／SiO2用于3-戊烯酸甲酯氢甲酰化反应

制备了膦配体修饰的Rh/SiO2多相催化剂(L-Rh/SiO2),该催化剂在内烯烃氢甲酰化制备正构醛反应中表现出了高活性和高区域选择性,而且在高压釜反应器中可以通过简单的过滤与产物分离.通过使用不同的单齿和螯合双齿膦配体考察了配体的电子及空间效应对L-Rh/SiO2催化剂催化性能的影响。     

含8-羟基喹啉类配体的新型钛配合物[O,N]CpTiCl_2的合成及其催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合的活性中心被认为是1 4电子结构的金属阳离子配合物 [Ｃｐ2 ＭＲ]+ (Ｒ为烷基 ) ,并且金属中心的Ｌｅｗｉｓ酸性和周围茂配体的空间构型对其催化活性及聚合产物的结构有直接的影响[1,2 ] .然而 ,茂金属须大量ＭＡＯ存在下才能显示高活性 ,并且其稳定性较差 ,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的实际应用 .近几年来 ,将含非环戊二烯基配体的金属配合物应用于烯烃均相聚合的研究大量出现[3] ,其中非环戊二烯基配体有含氮化合物[4～ 9] 和含氧化合物[10～ 15] 等 ,这些非茂配合物可催化乙烯或丙烯聚合 ,但活性一般较低 .茂金…     

含8—羟基喹啉类配体的新型钛配合物[O,N]CpTiCl2的合成及其催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合的活性中心被认为是14电子结构的金属阳离子配合物[Cp2MR] +(R为烷基 ),并且金属中心的Lewis酸性和周围茂配体的空间构型对其催化活性及聚合产物的结构有直接的影响[1,2].然而,茂金属须大量MAO存在下才能显示高活性,并且其稳定性较差,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的实际应用.近几年来,将含非环戊二烯基配体的金属配合物应用于烯烃均相聚合的研究大量出现[3],其中非环戊二烯基配体有含氮化合物 [4～9]和含氧化合物[10～15]等,这些非茂配合物可催化乙烯或丙烯聚合,但活性一般较低 .     

含8-羟基喹啉类配体的新型钛配合物[O,N]CpTiCl2的合成及其催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合的活性中心被认为是14电子结构的金属阳离子配合物[Cp2MR] +(R为烷基 ),并且金属中心的Lewis酸性和周围茂配体的空间构型对其催化活性及聚合产物的结构有直接的影响[1,2].然而,茂金属须大量MAO存在下才能显示高活性,并且其稳定性较差,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的实际应用.近几年来,将含非环戊二烯基配体的金属配合物应用于烯烃均相聚合的研究大量出现[3],其中非环戊二烯基配体有含氮化合物 [4～9]和含氧化合物[10～15]等,这些非茂配合物可催化乙烯或丙烯聚合,但活性一般较低 .     

一种吡啶二亚胺类铁催化剂的合成及乙烯低聚研究

设计并合成了一种新型吡啶二亚胺类铁配合物 ,该配合物配体中将氟取代基和甲基取代基结合在一起 ,用于乙烯齐聚活性可以达到 10 7g molFe·h ,产物中 90 %以上是 1 丁烯 ,1 己烯和 1 辛烯等低碳数α 烯烃 .低聚反应温度对低聚活性和低聚物分布有很大影响 ,随着反应温度的提高 ,齐聚活性降低 ,低聚物明显向低碳数分布移动 .随着Al Fe的增加 ,低聚活性先迅速增加 ,在Al Fe为 10 0 0时达到最大 ,然后又迅速降低 ;低聚物的分布基本不受Al Fe的影响 .比较了几种具有相似结构的化合物及其低聚性能与新合成的催化剂 ,讨论了配合物结构与低聚活性和低聚物性能之间的关系 .合适的邻位取代基位阻和取代基电子效应是决定催化剂活性和低聚物分布的主要因素 .     

Ind2Zr(OC6H4Me-P)2和EtnAICL3-n催化乙烯齐聚的研究

茂金属催化剂 ( Kaminsky催化剂 )是 80年代发展起来的烯烃聚合高效催化剂 [1] ,有关其催化烯烃聚合的研究很多 [2～ 4 ] .近年来 ,Kaminsky型催化剂催化乙烯齐聚合成低碳α烯烃的研究已有报道 [5] .由乙烯齐聚得到的直链低碳α烯烃是生产线性低密度聚乙烯 ( LL DPE)和高密度聚乙烯 ( HDPE)的共聚单体 .以茚基锆化合物与烷基铝组成的 Ziegler- Natta催化体系催化乙烯齐聚尚未见报道 .本文考察了Ind2 Zr( OC6H4 Me- p) 2 和各种乙基铝组成的二元催化体系对乙烯齐聚的催化性能 .1　实验部分　　二茚基锆配合物 Ind2 Zr Cl2 和 Ind2 …     

乙烯齐聚过程生成癸烯的催化体系研究进展

癸烯作为有机合成的基础原料,是现代化工生产中不可或缺且用量逐年增加的长链烯烃之一,目前工业上还没有一条采用乙烯齐聚法直接生产癸烯的工艺路线。乙烯通过齐聚反应可以制备长链烯烃,本文针对乙烯齐聚生成癸烯的反应,详细地阐述了国内外Cr催化体系的研究现状和取得的研究成果,包括催化剂的结构对产物癸烯选择性的影响、乙烯齐聚过程中发生乙烯、己烯共聚生成癸烯的聚合反应机理等;同时阐述了用于乙烯齐聚反应的Ni催化体系的研究现状,包括催化剂的结构与癸烯选择性之间的关系,配体树枝状大分子的结构对癸烯选择性的影响等。此外,还介绍了Fe、Ti、Zr等其他催化体系在催化乙烯齐聚生成癸烯方面所取得的研究进展,目的是为开发癸烯催化剂提供理论依据。     

多相催化乙烯齐聚制α-烯烃的研究(I)

以金属离子交换型中孔分子筛MZSM 5、MZSM 5P为催化剂,在中压条件下对多相催化乙烯齐聚反应进行了探索性研究.结果表明,系列催化剂对乙烯的反应活性较NaZSM 5有显著的提高,但对目标产物α 烯烃的选择性差.对MZSM 5经表面修饰后的系列催化剂MZSM 5P,反应活性降低,而目标产物α 烯烃的选择性有所提高.这说明采用适宜的有机碱对离子交换型分子筛催化剂MZSM 5进行表面修饰是提高离子交换型分子筛催化剂乙烯齐聚反应选择性的一个有效方法.     

二茚基二芳氧基锆催化乙烯齐聚

直链低碳α 烯烃是生产线性低密度聚乙烯 (ＬＬＤＰＥ)和高密度聚乙烯 (ＨＤＰＥ)的共聚单体 .Ｋａｍｉｎｓｋｙ型催化剂是 80年代发展起来的烯烃高效聚合催化剂[1].近年来亦有文献报道该类催化剂催化乙烯齐聚合成低碳α 烯烃[2～ 5].而以茚基锆化合物与氯化烷基铝所组成的催化体系催化乙烯齐聚还未见文献报道 .本文考查了茚基锆化合物和一氯二乙基铝所组成的二元催化体系对乙烯齐聚的催化性能 ,合成了Ｉｎｄ2 Ｚｒ(ＯＣ6 Ｈ4 ｐ Ｍｅ) 2 、Ｉｎｄ2 Ｚｒ(ＯＣ6 Ｈ5) 2 、Ｉｎｄ2 ＺｒＣｌ2 和Ｃｐ2 Ｚｒ(ＯＣ6 Ｈ4 ｐ Ｍｅ) 2 4个化合物 ,…     

双核水杨醛亚胺铁系催化剂的合成及对乙烯齐聚催化性能的研究

以1.0代(1.0G)树枝状大分子、水杨醛和FeCl_2·4H_2O为原料,依次经过希夫碱反应和络合反应合成了一种双核水杨醛亚胺铁系催化剂。FT-IR、1 H NMR、UV和MS证实合成产物的结构与理论结构相符。以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,考察了溶剂种类、反应温度、反应压力、Al/Fe摩尔比及金属活性中心种类对催化体系催化乙烯齐聚性能的影响。结果表明,当以甲苯为溶剂,聚合时间为30min,反应温度为15℃、反应压力为0.5MPa、Al/Fe摩尔比为1000时,该双核水杨醛亚胺铁系催化剂的活性可达1.14×10~5g/(mol Fe·h),齐聚产物中C_4及C_6烯烃含量高达90%以上。     

一种后过渡金属催化剂催化乙烯低聚动力学研究

设计并合成了一种新型的后过渡金属铁络合物 { [(2 ArNC(Me) ) 2 C5H3N]FeCl2 } (Ar =2 ,4 C6 H4(CH3) 2 ) ,研究了该络合物 甲基铝氧烷 (MAO)催化乙烯低聚 ,讨论了低聚反应温度、Al Fe摩尔比、催化剂浓度、反应压力等对催化剂活性及反应速率的影响 .本催化剂的最大特点是活性高 (在 30℃ ,3 0MPa时活性可达 4 2 6× 10 8goligomer·molFe·h- 1 )、初速度大 ,动力学曲线为衰减型 .     

单茂钛/MAO体系催化乙烯/丙烯共聚合研究Ⅰ.乙烯/丙烯共聚物的合成及聚合反应规律研究

采用合成的催化剂五甲基环戊二烯基三烯丙氧基钛 [Cp Ti(OAllyl) 3]与改性甲基铝氧烷 (mMAO)组成新型催化体系进行乙烯 /丙烯共聚合 ,考察了助催化剂 (mMAO)中TMA含量、气体配比、聚合温度、助催化剂和主催化剂浓度等因素对共聚合活性及产物分子量的影响 ,研究其变化规律 .结果表明 ,Cp Ti(OAllyl) 3/mMAO催化体系中钛的价态分布为Ti(Ⅳ )时对共聚合更为有利 ,制得了乙烯 /丙烯无规共聚物弹性体     

Hyperbranched macromolecules bridged salicylaldimine cobalt complexes: synthesis,characterization and ethylene oligomerization studies

A series of novel 1.0 generation (1.0G) hyperbranched macromolecules bridged salicylaldimine cobalt complexes were synthesized in high yields. The compounds were characterized by fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, ultraviolet (UV) visible spectroscopy, electrospray ionization mass spectrometry (ESI–MS), elemental analysis and thermal gravimetric analysis (TGA), as well as were investigated as precatalysts for the oligomerization of ethylene. Upon activation with methylaluminoxane (MAO) and diethylaluminumchloride (DEAC), the cobalt precatalysts showed moderate catalytic activities in the range of 10⁵ g/(mol Co h) in ethylene reactivity with the high selectivity for the butenes and high carbon number olefins products. The correlation between cobalt complexes and their catalytic activities and product distribution were investigated in detail under various reaction parameters. The research results showed that the catalytic activities of precatalysts increased with the increase of ethylene pressure and Al/Co molar ratio; however, the catalytic activities firstly increased and then decreased with the increase of reaction temperature. The highest activity of 2.54 × 10⁵ g/(mol Co h) and 50.18% selectivity of high number carbon olefins was obtained under the reaction temperature of 25 °C, ethylene pressure of 0.5 MPa, and Al/Co molar ratio of 1500. In addition, the nature of solvent and co-catalyst, as well as the structure of precatalysts, significantly affected both the activity and the product distribution of the resultant catalysts.     

Selective ethylene oligomerization bearing hyperbranched bispyridylamine chromium catalyst

Two new hyperbranched bispyridylamine ligands and multinuclear chromium complexes were synthesized with 1.0?G hyperbranched macromolecules, 2-chloropyridine, 2-chloro-4-methylpyridine and CrCl₃(THF)₃ as raw materials. The structures of hyperbranched ligands and chromium complexes were characterized by UV, FT-IR, ¹H NMR, ESI-MS, and elemental analysis. These hyperbranched chromium complexes were evaluated as catalyst precursors by using MAO as activator in the oligomerization of ethylene. Effects of reaction temperature, reaction pressure, Al/Cr molar ratio, concentration of catalyst, solvent, and the structure of catalysts on the catalytic activity and product selectivity were investigated. The oligomerization results showed that with increase of reaction temperature, reaction pressure, and Al/Cr molar ratio, the catalytic activity increased and then decreased; the catalytic activity continuously decreased as the amount of catalyst increased. The products were mainly based on C₆ and C₈. Under optimized conditions, the catalytic system of hyperbranched NNN/Cr(III)/MAO led to activity of 1.26?×?10⁵ g/(mol·Cr·h) and 63.34% selectivity for C₆ and C₈.     

Ethylene Oligomerization by (dppe)MCl_2 [M = Fe(II), Co(II),Ni(II)] Complexes/EAO

Transition-metal-catalyzed oligomerzation of ethylene is an important process to provide a-olefins in the C6~C20 range. In recent years, the catalytic behavior of late transition metal complexes containing bi- and tri-dentate ligands for oligomerization of ethylene to a-olefins has attracted much attention. When oligomerization of ethylene catalyzed by nickel diimine and Fe(II), Co(II) 2,6-bis(imino)pyridine catalysts, the oligomers with high average molecular weight were obtained1-5. Eth…     

Ethylene oligomerization by diimine iron(II) complexes/EAO

The catalytic properties of a series of Fe(II) diimine complexes (diimine=N,N′-o-phenylenebis(salicylideneaminato), N,N′-ethylenebis(salicylideneaminato), N,N′-o-phenylenebisbenzal, N,N′-ethylenebisbenzal) in combination with ethylaluminoxane (EAO) for ethylene oligomerization have been investigated. Treatment of the iron(II) complexes with EAO in toluene generates active catalytic systems in situ that oligomerize ethylene to low-carbon olefins. The effects of reaction temperature, ratios of Al/Fe and reaction periods on catalytic activity and product distribution have been studied. The activity of complex FeCl₂(PhCH=o-NC₆H₄N=CHPh) with EAO at 200°C is 1.35×10⁵ g oligomers/mol Fe·h, and the selectivity of C_4–10 olefins is 84.8%.     

超支化双吡啶亚胺铬催化剂的合成及催化乙烯齐聚性能

以1.0代(G)超支化大分子(C₃₈H₅₁N₉O₂)为配体骨架,2-氯-4-甲基吡啶和CrCl₃(THF)₃为原料,依次经过取代和配合反应合成了一种超支化双吡啶亚胺配体及其铬催化剂。 利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)、核磁共振氢谱(¹H NMR)和元素分析等方法对其进行表征。 结果与理论设计预期一致。 考察了反应温度、乙烯压力、Al与Cr摩尔比(n(Al)/n(Cr))、溶剂及助催化剂种类等因素对催化剂催化乙烯齐聚性能的影响。 结果表明,以甲苯为溶剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,当反应温度为45 ℃,乙烯压力为4 MPa,n(Al)/n(Cr)=300,催化剂用量为7 μmol时,活性可达1.32×10⁵ g/(mol(Cr)·h),C₆和C₈的选择性为59.30%。     

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%.