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      催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物的制作方法

      文檔序號:3669576閱讀:200來源:國知局
      專利名稱:催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物。

      背景技術(shù)
      共軛雙烯烴可以聚合得到各種立體規(guī)整的聚合物,其中許多是性能優(yōu)良的合成橡膠,由此將橡膠合成技術(shù)推進到嶄新的階段,使合成橡膠工業(yè)的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的質(zhì)量與數(shù)量都有了重大的改革與增長。異戊烯橡膠簡稱異戊橡膠(IR),主要分為順1,4-IR,反1,4-IR,和3,4-IR三大類。順1,4-IR是一種通用型的合成橡膠,由于其分子結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠非常類似,因此可以代替天然橡膠廣泛應(yīng)用于眾多加工領(lǐng)域。反1,4-IR又稱為合成的杜仲橡膠或巴拉塔膠,其分子鏈為反-1,4結(jié)構(gòu),常溫下以結(jié)晶聚合物形式存在。已開發(fā)用于醫(yī)用材料、形狀記憶材料等。
      隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展、高等級公路的興建和汽車時速的不斷提高,人們對汽車的安全性能提出了越來越高的要求,牽引性能和抗石化性能成為衡量汽車輪胎性能的重要指標。但橡膠內(nèi)在的動態(tài)黏彈特性使得在提高輪胎牽引性能的同時,往往無法避免其滾動阻力和生熱的增大以及耐磨耗性能的下降。為此,將不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的合成橡膠與天然橡膠共混或采用集成橡膠來制備輪胎胎面用膠。由于3,4-聚異戊二烯橡膠的分子結(jié)構(gòu)特點是主鏈中雙鍵含量低,且分子鏈節(jié)上含有大量較大的側(cè)鏈,有著良好的濕抓著性能和高溫低滯后損失,是一種低生熱、高抗?jié)窕暮铣上鹉z材料。使得用其制備的胎面膠既具有優(yōu)異的抗?jié)窕阅?,又沒有丁苯橡膠(SRR)嚴重的生熱,可提高輪胎行駛的安全性能,還可作為密封材料、抗震材料和聚丙烯增韌改性劑因而倍受關(guān)注。
      高分子合成是高分子科學的基礎(chǔ)。高分子合成中探索和開發(fā)新的催化體系是推動高分子科學向前發(fā)展的及其重要的研究課題。為了滿足合成橡膠工業(yè)的發(fā)展需求,近五十年來,科研工作者不斷尋找合適的催化劑以制備具有新穎結(jié)構(gòu)和性能的聚異戊二烯材料。其中,稀土配合物催化劑表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能。如采用稀土氯化物和稀土β-二酮類配合物與烷基鋁組成的非均相和均相絡(luò)合催化劑高效催化聚合丁二烯和異戊二烯成功,開辟了稀土催化劑在高分子合成中的應(yīng)用。眾多研究成果表明,稀土催化劑在高分子合成中具有高催化活性和高定向性等優(yōu)異性能。在已有眾多報道的催化異戊二烯聚合研究中,絕大多數(shù)催化聚合產(chǎn)物是1,4-順式和1,4-反式結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯。迄今為止,只有少數(shù)文獻報道了3,4-結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯催化劑。如AlEt3-Ti(OR)4(R=烷基),(dmpe)2CrCl2-MAO(dmpe 1,2-二(二甲基-磷)乙烷),以及一些含有氮原子配位的鐵系催化劑等。這些催化劑催化聚合所得聚異戊二烯中3,4-結(jié)構(gòu)的含量不是很高。而3,4-結(jié)構(gòu)的聚異戊二烯由于其具有的獨特的物理機械性能及其在汽車工業(yè)中的應(yīng)用而越來越引起廣泛的重視。最近,侯召民等報道了一種含茂基的雙核釔烷基配合物,能夠催化異戊二烯聚合得到全同的3,4-聚異戊二烯(參考文獻L.Zhang,Y.Luo,z.Hou,J.Am.Chem.Soc.2005,127,14562)。這是目前稀土金屬配合物引發(fā)異戊二烯3,4-聚合的唯一一篇報道。由于其催化劑結(jié)構(gòu)中含有的茂基基團,使得該催化體系對溫度、雜原子等條件較為敏感,這將會限制進一步的工業(yè)應(yīng)用。若將茂基基團改變?yōu)榉敲鶊F,將會使所得配合物的穩(wěn)定性得到提高。


      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,配體中含有N,P雜原子,稀土金屬上連有烷基,其具有式1所示的結(jié)構(gòu)
      式1 其中R是二烷基膦上的取代基,為甲基、叔丁基、環(huán)己基或苯基; R’為胺上的取代基,為叔丁基、吡啶基、苯基或帶有取代基的苯基; R″為疊氮上的取代基,為三甲基硅基、苯基、均三甲基苯基或2,6-二異丙基苯基; 稀上金屬(Ln)是釔(Y)、镥(Lu)或鈧(Sc)。
      優(yōu)選的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,具有如式2-式7所示的結(jié)構(gòu)
      R=CH3,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物1,F(xiàn)w=534.8 R=CH3,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物2,F(xiàn)w=576.8 R=CH3,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物3,F(xiàn)w=618.9 R=CH3,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物4,F(xiàn)w=530.8 R=CH3,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物5,F(xiàn)w=535.7 R=CH3,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物6,F(xiàn)w=577.8 R=CH3,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物7,F(xiàn)w=619.9 R=CH3,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物8,F(xiàn)w=531.8 R=CH3,R′=tBu,R″=C6H5,配合物9,F(xiàn)w=514.8 R=CH3,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物10,F(xiàn)w=556.8 R=CH3,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物11,F(xiàn)w=598.9 R=CH3,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物12,F(xiàn)w=510.9 R=tBu,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物13,F(xiàn)w=576.8 R=tBu,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物14,F(xiàn)w=618.8 R=tBu,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物15,F(xiàn)w=660.9 R=tBu,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物16,F(xiàn)w=572.8 R=tBu,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物17,F(xiàn)w=577.7 R=tBu,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物18,F(xiàn)w=519.8 R=tBu,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物19,F(xiàn)w=661.9 R=tBu,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物20,F(xiàn)w=573.8 R=tBu,R′=tBu,R″=C6H5,配合物21,F(xiàn)w=556.8 R=tBu,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物22,F(xiàn)w=598.8 R=tBu,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物23,F(xiàn)w=640.9 R=tBu,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物24,F(xiàn)w=552.9 式2.配合物1-24的分子結(jié)構(gòu)
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物25,F(xiàn)w=596.8 R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物26,F(xiàn)w=638.8 R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物27,F(xiàn)w=680.9 R=C6H5,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物28,F(xiàn)w=592.8 R=C6H5,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物29,F(xiàn)w=597.7 R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物30,F(xiàn)w=639.8 R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物31,F(xiàn)w=681.9 R=C6H5,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物32,F(xiàn)w=593.8 R=C6H5,R′=tBu,R″=C6H5,配合物33,F(xiàn)w=576.8 R=C6H5,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物34,F(xiàn)w=618.8 R=C6H5,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物35,F(xiàn)w=660.9 R=C6H5,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物36,F(xiàn)w=572.9 R=C6H11,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物37,F(xiàn)w=602.8 R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物38,F(xiàn)w=644.8 R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物39,F(xiàn)w=686.9 R=C6H11,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物40,F(xiàn)w=598.8 R=C6H11,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物41,F(xiàn)w=603.7 R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物42,F(xiàn)w=545.8 R=C6H11,R′=py ridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物43,F(xiàn)w=687.9 R=C6H11,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物44,F(xiàn)w=599.8 R=C6H11,R′=tBu,R″=C6H5,配合物45,F(xiàn)w=582.8 R=C6H11,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物46,F(xiàn)w=624.8 R=C6H11,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物47,F(xiàn)w=666.9 R=C6H11,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物48,F(xiàn)w=578.9 式3.配合物25-48的分子結(jié)構(gòu)
      R=CH3,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物49,F(xiàn)w=578.8 R=CH3,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物50,F(xiàn)w=620.8 R=CH3,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物51,F(xiàn)w=664.9 R=CH3,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物52,F(xiàn)w=574.8 R=CH3,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物53,F(xiàn)w=579.7 R=CH3,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物54,F(xiàn)w=521.8 R=CH3,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物55,F(xiàn)w=663.9 R=CH3,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物56,F(xiàn)w=575.8 R=CH3,R′=tBu,R″=C6H5,配合物57,F(xiàn)w=558.8 R=CH3,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物58,F(xiàn)w=600.8 R=CH3,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物59,F(xiàn)w=642.9 R=CH3,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物60,F(xiàn)w=554.9 R=tBu,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物61,F(xiàn)w=620.8 R=tBu,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物62,F(xiàn)w=662.8 R=tBu,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物63,F(xiàn)w=704.9 R=tBu,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物64,F(xiàn)w=616.8 R=tBu,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物65,F(xiàn)w=621.7 R=tBu,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物66,F(xiàn)w=563.8 R=tBu,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物67,F(xiàn)w=705.9 R=tBu,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物68,F(xiàn)w=617.8 R=tBu,R′=tBu,R″=C6H5,配合物69,F(xiàn)w=600.8 R=tBu,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物70,F(xiàn)w=642.8 R=tBu,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物71,F(xiàn)w=684.9 R=tBu,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物72,F(xiàn)w=596.9 式4.配合物49-72的分子結(jié)構(gòu)
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物73,F(xiàn)w=640.8 R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物74,F(xiàn)w=682.8 R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物7,5Fw=724.9 R=C6H5,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物76,F(xiàn)w=636.8 R=C6H5,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物77,F(xiàn)w=641.7 R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物78,F(xiàn)w=683.8 R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物79,F(xiàn)w=725.9 R=C6H5,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物80,F(xiàn)w=637.8 R=C6H5,R′=tBu,R″=C6H5,配合物81,F(xiàn)w=620.5 R=C6H5,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物82,F(xiàn)w=663.3 R=C6H5,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物83,F(xiàn)w=705.4 R=C6H5,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物84,F(xiàn)w=671.4 R=C6H11,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物85,F(xiàn)w=647.3 R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物86,F(xiàn)w=689.3 R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物87,F(xiàn)w=731.4 R=C6H11,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物88,F(xiàn)w=643.3 R=C6H11,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物89,F(xiàn)w=648.2 R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物90,F(xiàn)w=590.3 R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物91,F(xiàn)w=732.4 R=C6H11,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物92,F(xiàn)w=644.3 R=C6H11,R′=tBu,R″=C6H5,配合物93,F(xiàn)w=627.3 R=C6H11,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物94,F(xiàn)w=669.3 R=C6H11,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物95,F(xiàn)w=711.4 R=C6H11,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物96,F(xiàn)w=623.4 式5.配合物73-96的分子結(jié)構(gòu)
      R=CH3,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物97,F(xiàn)w=666.9 R=CH3,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物98,F(xiàn)w=706.9 R=CH3,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物99,F(xiàn)w=751.0 R=CH3,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物100,F(xiàn)w=660.9 R=CH3,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物101,F(xiàn)w=665.8 R=CH3,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物102,F(xiàn)w=607.9 R=CH3,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物103,F(xiàn)w=750.0 R=CH3,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物104,F(xiàn)w=661.9 R=CH3,R′=tBu,R″=C6H5,配合物105,F(xiàn)w=644.9 R=CH3,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物106,F(xiàn)w=686.8 R=CH3,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物107,F(xiàn)w=729.0 R=CH3,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物108,F(xiàn)w=641.0 R=tBu,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物109,F(xiàn)w=706.9 R=tBu,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物110,F(xiàn)w=748.9 R=tBu,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物111,F(xiàn)w=791.0 R=tBu,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物112,F(xiàn)w=702.9 R=tBu,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物113,F(xiàn)w=707.8 R=tBu,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物114,F(xiàn)w=649.9 R=tBu,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物115,F(xiàn)w=792.0 R=tBu,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物116,F(xiàn)w=703.9 R=tBu,R′=tBu,R″=C6H5,配合物117,F(xiàn)w=686.9 R=tBu,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物118,F(xiàn)w=728.9 R=tBu,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物119,F(xiàn)w=771.0 R=tBu,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物120,F(xiàn)w=683.0 式6.配合物97-120的分子結(jié)構(gòu)
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物121,F(xiàn)w=726.9 R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物122,F(xiàn)w=768.9 R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物123,F(xiàn)w=811.0 R=C6H5,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物124,F(xiàn)w=722.9 R=C6H5,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物125,F(xiàn)w=727.8 R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物126,F(xiàn)w=769.9 R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物127,F(xiàn)w=812.0 R=C6H5,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物128,F(xiàn)w=723.9 R=C6H5,R′=tBu,R″=C6H5,配合物129,F(xiàn)w=706.6 R=C6H5,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物130,F(xiàn)w=749.4 R=C6H5,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物131,F(xiàn)w=791.5 R=C6H5,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物134,F(xiàn)w=757.5 R=C6H11,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物135,F(xiàn)w=733.4 R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物136,F(xiàn)w=775.4 R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物137,F(xiàn)w=817.5 R=C6H11,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物138,F(xiàn)w=729.4 R=C6H11,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物139,F(xiàn)w=734.3 R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物140,F(xiàn)w=676.4 R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物141,F(xiàn)w=818.5 R=C6H11,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物142,F(xiàn)w=730.4 R=C6H11,R′=tBu,R″=C6H5,配合物143,F(xiàn)w=713.4 R=C6H11,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物144,F(xiàn)w=755.4 R=C6H11,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物145,F(xiàn)w=797.5 R=C6H11,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物146,F(xiàn)w=709.5 式7.配合物121-146的分子結(jié)構(gòu) 本發(fā)明的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其制備方法的步驟和條件如下 (1)、合成式1所示配合物所需的配體 在氮氣保護下的反應(yīng)器里,加入N-二苯基膦苯胺的THF溶液,在0℃滴加與N-二苯基膦苯胺等摩爾量的2,4,6-三甲基疊氮的THF溶液,滴加完畢后,室溫攪拌12小時,待反應(yīng)結(jié)束后,減壓到-0.1至-0.2MPa除去溶劑,得到的粗產(chǎn)物用乙醚洗滌得到白色粉末,即配體N-2,4,6-三甲苯基-(苯胺-二苯基)膦亞胺。產(chǎn)率70-80%。
      (2)、合成式1所示配合物 在手套箱里,將三烷基稀土Ln(CH2SiMe3)3(THF)2(Ln=Y(jié),Lu,Sc)滴加到等摩爾量的步驟(1)中所得到的相應(yīng)配體N-2,4,6-三甲苯基-(苯胺-二苯基)膦亞胺的甲苯/正己烷混合溶液中,甲苯/正己烷混合溶液中的甲苯∶正己烷體積比為2∶1,保持室溫的條件3h,將沉淀用-30℃的正己烷洗滌,得到白色的式1所示配合物。其產(chǎn)率是60-70%。
      本發(fā)明的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其催化方法的步驟和條件如下 (1)、先把異戊二烯用氫化鈣干燥,然后減壓蒸餾純制,于無水無氧條件下低溫保存?zhèn)溆谩?br> (2)、異戊二烯的溶液聚合方法 采用的溶劑為氯苯、溴苯、正己烷、二氯甲烷或甲苯,異戊二烯單體濃度為15~50wt%,聚合反應(yīng)溫度為-60~40℃,最佳聚合反應(yīng)溫度為-60~20℃,最佳單體與催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物的摩爾比為500~2000,反應(yīng)時間為0.1~12小時,反應(yīng)結(jié)束后,用體積比為10%的鹽酸的乙醇溶液終止反應(yīng),得到白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。其中聚異戊二烯的3,4-結(jié)構(gòu)含量為0.44~0.95。聚異戊二烯的分子量用凝膠滲透色譜儀(Waters 410)測定,聚異戊二烯的3,4-結(jié)構(gòu)含量由核磁共振波譜計算。
      所述的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,具有如式1所示的結(jié)構(gòu);優(yōu)選如式2-7所示的結(jié)構(gòu)。
      本發(fā)明的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,配合物26的分子結(jié)構(gòu)式如圖1-1所示。配合物26的X-射線單晶衍射表征的晶體結(jié)構(gòu)圖如圖1-2所示。
      配合物30的分子結(jié)構(gòu)式圖2-1所示。配合物30的晶體結(jié)構(gòu)圖如圖2-2所示。
      配合物74的分子結(jié)構(gòu)式圖3-1所示。配合物74的晶體結(jié)構(gòu)圖如圖3-2所示。
      配合物126的分子結(jié)構(gòu)式圖4-1所示。配合物126的晶體結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示。
      本發(fā)明的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,以活潑的稀土金屬碳鍵為引發(fā)中心,具有活性聚合的特征。聚合反應(yīng)速度快、反應(yīng)溫度低,所得聚異戊二烯分子量高。并且,利用含有不同空間障礙的側(cè)基,調(diào)節(jié)催化劑活性中心的空間效應(yīng)和電子效應(yīng),同時改變助催化劑的空間障礙和反應(yīng)溫度,最終實現(xiàn)對聚合物區(qū)域選擇性的控制,獲得3,4-結(jié)構(gòu)含量最高為0.95的聚異戊二烯產(chǎn)物。
      本發(fā)明提供的催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,可制備3,4-結(jié)構(gòu)的高分子量聚異戊二烯。聚合的反應(yīng)溫度較低,-60℃即可以進行溶液聚合。副反應(yīng)少,單體幾乎全部轉(zhuǎn)化為聚合物,轉(zhuǎn)化率達100%,因此沒有廢棄物。聚合反應(yīng)速度快,通常為2小時;產(chǎn)物的分子量較高,分子量分布較窄,具有活性聚合的特點, 很重要的是發(fā)明人進行了卓有成效的總結(jié),可通過改變聚合溫度控制3,4-結(jié)構(gòu)含量。



      圖1-1為配合物26的分子結(jié)構(gòu)式。
      圖1-2為配合物26的X-射線單晶衍射表征的晶體結(jié)構(gòu)圖。
      圖2-1為配合物30的分子結(jié)構(gòu)式。
      圖2-2為配合物30的X-射線單晶衍射表征的晶體結(jié)構(gòu)圖。
      圖3-1為配合物74的分子結(jié)構(gòu)式。
      圖3-2為配合物74的X-射線單晶衍射表征的晶體結(jié)構(gòu)圖。
      圖4-1為配合物126的分子結(jié)構(gòu)式。
      圖4-2為配合物126的X-射線單晶衍射表征的晶體結(jié)構(gòu)圖。
      圖5聚合溫度對聚異戊二烯3,4結(jié)構(gòu)含量的影響圖。圖中,配合物26,[borate]/[配合物26]=1,[TIBA]/[配合物26]=50,[IR]/[配合物26]=1000。

      具體實施例方式 制備實施例1 配合物26的制備 (1)配合物26所用配體I的制備。其反應(yīng)過程如下所示
      配體I 在氮氣保護下的反應(yīng)器里,加入N-二苯基膦苯胺1.66g(6.1mmol)的THF溶液30mL,在0℃滴加摩爾比為1∶1的2,4,6-三甲基疊氮0.97g(6.1mmol),滴加完畢后,室溫攪拌12小時。待反應(yīng)結(jié)束后,減壓除去溶劑,得到的粗產(chǎn)物用乙醚洗滌得到白色粉末,即配體I。其重量為1.80g,產(chǎn)率是73%。以氘代氯仿(CDCl3)為試劑用300兆赫茲核磁共振儀(氫譜,1H NMR)表征了配體I的結(jié)構(gòu)δ 2.06(s,6H,o-C6H2CH3),2.19(s,3H,p-C6H2CH3),5.28(br,1H,NH),6.71(s,2H,C6H2),6.84(t,1H,p-NC6H5),6.95(d,JH-H=7.8Hz,2H,o-NC6H5),7.12(t,JH-H=7.8Hz,2H,m-NC6H5),7.37-7.43(m,4H,m-PC6H5),7.47-7.53(m,2H,p-PC6H5),7.73-7.80(m,4H,o-PC6H5). (2)配合物26的制備。其制備過程如下所示
      配體I配合物26 在手套箱里,將Sc(CH2SiMe3)3(THF)20.181g,(0.4mmol)溶于5mL的正己烷中,并將其滴加到甲苯與己烷體積比為2∶1的配體I(0.164g,0.4mmol)的甲苯/己烷混合溶液中,保持室溫的條件3h。將沉淀用-30℃的正己烷洗得到白色的配合物26。其重量為0.17g,其產(chǎn)率是61%。以氘代苯(C6D6)為試劑用核磁共振儀氫譜((1H NMR),400兆赫茲)、碳譜((13C NMR),100兆赫茲)、紅外和元素分析表征了配合物的結(jié)構(gòu)。1H NMR(400 MHz,C6D6,25℃)δ=0.45(d,2JH-H=11.6Hz,2H,CH2SiMe3),0.57(s,18H,SiMe3),0.78(d,2JH-H=11.2Hz,2H,CH2SiMe3),1.02(br,4H,THF),1.73(s,6H,o-NC6H2Me2)2.21(s,3H,p-NC6H2Me),3.85(br,4H,THF),6.71(s,2H,C6H2),6.88(t,3JH-H=7.2Hz,1H,p-NC6H5),7.01-7.05(m,4H,m-P(C6H5)2),7.08-7.09(m,2H,p-P(C6H5)2),7.27(t,3JH-H=7.6Hz,2H,m-NC6H5),7.48(d,3JH-H=8Hz,2H,o-NC6H4),7.78-7.83(m,4H,o-P(C6H5)2).13C NMR(100 MHz,C6D6,25℃)δ=4.70(s,6C,SiMe3),20.91(s,2C,o-NC6H2Me2),21.19(s,1C,p-NC6H2Me),25.02(s,2C,THF),42.56(br,2C,CH2SiMe3),71.72(s,2C,THF),120.33(s,1 C,p-NC6H5),122.46(d,3Jp-c=15 Hz,2C,o-NC6H5),129.06(d,3Jp-c=11Hz,4 C,m-P(C6H4)2),129.50(s,2C,m-NC6H4),129.81(s,2C,m-NC6H2),131.18(s,1 C,p-NC6H2),131.92,132.34(s,2 C,o-NC6H2),132.15(s,2 C,p-P(C6H5)2)133.20(d,2Jp-c=10Hz,4 C,o-P(C6H5)2),135.30(d,1Jp-c=5 Hz,2 C,ipso-P(C6H5)2),141.75(s,1C,ipso-NC6H2),148.80(s,1 C,ipso-NC6H5).IR(KBr pellets)v 3644(w),3056(w),2947(s),2858(w),1595(s),1570(w),1495(m),1478(s),1437(s),1374(w),1300(s),1248(s),1182(w),1163(m),1117(s),1079(w),1035(m),1003(s),981(m),948(w),863(s),804(s),752(s),719(s),692(s),679(m).Anal.calcd(%)for C39H56N2OPSi2Sc(700.97)C,66.82;H,8.05;N,4.00.foundC,67.04;H,8.13;N,3.92. 制備實施例2配合物30的制備 (1)配合物30所用配體II的制備。其反應(yīng)過程如下所示
      配體II 在氮氣保護下的反應(yīng)器里,加入2-N-二苯基膦胺基吡啶170g(6.1mmol)的THF溶液30mL,在0℃滴加等摩爾量的2,4,6-三甲基疊氮0.97g(6.1mmol),滴加完畢后,室溫攪拌12小時。待反應(yīng)結(jié)束后,減壓除去溶劑,得到的粗產(chǎn)物用乙醚洗滌得到白色粉末,即配體II。其重量為1.76g,產(chǎn)率是70%。以氘代氯仿(CDCl3)為試劑用300兆赫茲核磁共振儀(氫譜,1H NMR)表征了配體II的結(jié)構(gòu)δ 2.06(s,6H,o-C6H2CH3),2.19(s,3H,p-C6H2CH3),5.28(br,1H,NH),6.71(s,2H,C6H2),6.84(t,1H,p-NC6H5),6.95(d,JH-H=7.8Hz,2H,o-NC6H5),7.12(t,JH-H=7.8Hz,2H,m-NC6H5),7.37-7.43(m,4H,m-PC6H5),7.47-7.53(m,2H,p-PC6H5),7.73-7.80(m,4H,o-PC6H5). (2)配合物30的制備。其制備過程如下所示
      配體II 配合物30 在手套箱里,將Sc(CH2SiMe3)3(THF)20.181g,(0.4mmol)溶于5mL的正己烷中,并將其滴加到甲苯與己烷體積比為2∶1的配體II(0.165g,0.4mmol)的甲苯/己烷混合溶液中,保持室溫的條件3h。將沉淀用-30℃的正己烷洗得到白色的配合物30。其重量為0.15g,其產(chǎn)率是58%。以氘代苯(C6D6)為試劑用核磁共振儀氫譜((1H NMR),400兆赫茲)、碳譜((13C NMR),100兆赫茲)、紅外和元素分析表征了配合物的結(jié)構(gòu)。1H NMR(400 MHz,C6D6,25℃)δ=0.45(d,2JH-H=11.6Hz,2H,CH2SiMe3),0.57(s,18H,SiMe3),0.78(d,2JH-H=11.2Hz,2H,CH2SiMe3),1.02(br,4H,THF),1.73(s,6H,o-NC6H2Me2) 2.21(s,3H,p-NC6H2Me),3.85(br,4H,THF),6.71(s,2H,C6H2),6.88(t,3JH-H=7.2Hz,1H,p-NC6H5),7.01-7.05(m,4H,m-P(C6H5)2),7.08-7.09(m,2H,p-P(C6H5)2),7.27(t,3JH-H=7.6 Hz,2 H,m-NC6H5),7.48(d,3JH-H=8Hz,2H,o-NC6H4),7.78-7.83(m,4 H,o-P(C6H5)2).13C NMR(100 MHz,C6D6,25℃)δ=4.70(s,6C,SiMe3),20.91(s,2 C,o-NC6H2Me2),21.19(s,1C,p-NC6H2Me),25.02(s,2C,THF),42.56(br,2C,CH2SiMe3),71.72(s,2C,THF),120.33(s,1 C,p-NC6H5),122.46(d,3Jp-c=15Hz,2 C,o-NC6H5),129.06(d,3Jp-c=11Hz,4 C,m-P(C6H4)2),129.50(s,2 C,m-NC6H4),129.81(s,2 C,m-NC6H2),131.18(s,1C,p-NC6H2),131.92,132.34(s,2 C,o-NC6H2),132.15(s,2C,p-P(C6H5)2)133.20(d,2Jp-c=10Hz,4C,o-P(C6H5)2),135.30(d,1Jp-c=5 Hz,2 C,ipso-P(C6H5)2),141.75(s,1C,ipso-NC6H2),148.80(s,1C,ipso-NC6H5).IR(KBr pellets)v 3644(w),3056(w),2947(s),2858(w),1595(s),1570(w),1495(m),1478(s),1437(s),1374(w),1300(s),1248(s),1182(w),1163(m),1117(s),1079(w),1035(m),1003(s),981(m),948(w),863(s),804(s),752(s),719(s),692(s),679(m).Anal.calcd(%)for C39H56N2OPSi2Sc(700.97)C,66.82;H,8.05;N,4.00.foundC,67.04;H,8.13;N,3.92. 制備實施例3配合物74的制備 配合物74的制備。其制備過程如下所示
      配體I配合物74 在手套箱里,將Y(CH2SiMe3)3(THF)20.198g,(0.4mmol)溶于5mL的正己烷中,并將其滴加到甲苯與己烷體積比為2∶1的配體I(0.164g,0.4mmol)的甲苯/己烷混合溶液中,保持室溫的條件3h。將沉淀用-30℃的正己烷洗得到白色的配合物74。其重量為0.20g,其產(chǎn)率是75%。以氘代苯(C6D6)為試劑用核磁共振儀氫譜((1H NMR),400兆赫茲)、碳譜((13C NMR),100兆赫茲)、紅外和元素分析表征了配合物的結(jié)構(gòu)。1H NMR(400 MHz,C6D6,25℃)δ=0.12(s,4H,CH2SiMe3),0.59(s,18H,SiMe3),1.05(br,4H,THF),1.77(s,6H,o-NC6H2Me2),2.20(s,3H,p-NC6H2Me),3.66(br,4H,THF),6.70(s,2H,C6H2),6.84(t,3JH-H=7.2Hz,1H,p-NC6H4),7.01-7.13(m,6H,m-P(C6H4)2,p-P(C6H4)2),7.22(t,3JH-H=7.6Hz,2 H,m-NC6H5),7.34(d,3JH-H=8Hz,2H,o-NC6H5),7.80-7.83(m,4H,o-P(C6H5)2).13C NMR(100 MHz,C6D6,25℃)δ=5.05(s,6 C,SiMe3),20.90(s,2 C,o-NC6H2Me2),21.17(s,1 C,p-NC6H2Me),25.54(s,2 C,THF),37.71(d,1JY-C=39.9Hz,2 C,CH2SiMe3),70.09(br,2C,THF),120.33(s,1 C,p-NC6H5),122.41(d,3Jp-c=15Hz,2 C,o-NC6H5),129.06(d,3Jp-c=11Hz,4 C,m-P(C6H5)2),129.69(s,2 C,m-NC6H5),129.81(s,2C,m-NC6H2),131.54(s,1C,p-NC6H2),131.67,132.59(s,2C,o-NC6H2),132.00(s,2C,p-P(C6H5)2),132.94(d,2Jp-c=9Hz,4 C,o-P(C6H5)2),135.14(d,1Jp-c=6Hz,2 C,ipso-P(C6H5)2),142.03(s,1 C,ipso-NC6H2),148.85(s,1C,ipso-NC6H5).IR(KBr pellets)v 3654(w),3055(w),2947(s),2856(w),1595(s),1568(w),1494(m),1477(s),1437(s),1372(w),1300(s),1284(s),1182(w),1162(m),1117(s),1079(w),1036(m),1003(s),978(m),947(w),860(s),798(s),752(s),719(m),693(s).Anal.calcd(%)forC39H56N2OPSi2Y(744.93)C,62.88;H,7.58;N,3.76.foundC,62.54;H,7.83;N,3.59. 制備實施例4配合物122的制備 配合物122的制備。其制備過程如下所示
      配體I 配合物122 在手套箱里,將Lu(CH2SiMe3)3(THF)210.232g,(0.4mmol)溶于5mL的正己烷中,并將其滴加到甲苯與己烷體積比為2∶1的配體I(0.164g,0.4mmol)的甲苯/己烷混合溶液中,保持室溫的條件3h。將沉淀用-30℃的正己烷洗得到白色的配合物122。其重量為0.21g,其產(chǎn)率是70%。以氘代苯(C6D6)為試劑用核磁共振儀氫譜((1H NMR),400兆赫茲)、碳譜((13C NMR),100兆赫茲)、紅外和元素分析表征了配合物的結(jié)構(gòu)。1H NMR(400 MHz,C6D6,25℃)δ=0.07(br,4H,CH2SiMe3),0.58(s,18H,SiMe3),1.05(br,4H,THF),1.78(s,6H,o-NC6H2Me2),2.22(s,3H,p-NC6H2Me),3.68(br,4H,THF),6.71(s,2H,C6H2),6.84(t,3JH-H=7.2Hz,1H,p-NC6H5),7.05-7.11(m,6H,m-P(C6H5)2,p-P(C6H5)2),7.22(t,3JH-H=7.6Hz,2H,m-NC6H5),7.34(d,3JH-H=8Hz,2H,o-NC6H5),7.78-7.82(m,4H,o-P(C6H5)2).13C NMR(100 MHz,C6D6,25℃)δ=5.22(s,6 C,SiMe3),20.81(s,2 C,o-NC6H2Me2),21.13(s,1 C,p-NC6H2Me),25.19(s,2C,THF),44.44(s,2C,CH2SiMe3),70.67(br,2C,THF),120.25(s,1C,p-NC6H5),122.40(d,3Jp-c=15Hz,2 C,o-NC6H5),129.06(d,3Jp-c=12Hz,4 C,m-P(C6H5)2),129.55(s,2C,m-NC6H5),129.75(s,2C,m-NC6H2),131.71,132.63(s,2 C,o-NC6H2),132.06(s,2 C,p-P(C6H5)2),132.98(d,2Jp-c=9Hz,4 C,o-P(C6H5)2),135.36(d,1Jp-c=6Hz,2C,ipso-P(C6H5)2),141.90(s,1 C,ipso-NC6H2),148.72(s,1 C,ipso-NC6H5).IR(KBr pellets)v 3655(w),3056(w),2946(s),2855(w),1595(s),1569(w),1494(m),1478(s),1437(s),1372(w),1300(s),1248(s),1182(w),1163(m),111 8(s),1109(m),1079(w),1036(m),1003(s),994(w),979(m),947(w),861(s),801(s),752(s),714(s),691(s).Anal.calcd(%)for C39H56N2OPSi2Lu(830.99)C,56.37;H,6.79;N,3.37.foundC,56.54;H,7.03;N,3.29. 應(yīng)用實施例1 (1)、先把異戊二烯用氫化鈣干燥,然后減壓蒸餾純制,于無水無氧條件下低溫保存?zhèn)溆谩?br> 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于50℃的恒溫水浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.5mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=50。反應(yīng)進行2h,加入1mL10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯。凈重0.68g。轉(zhuǎn)化率100%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=10.9萬,Mw/Mn=1.47。3,4(%)=0.71(1HNMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例2 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borateL/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于20℃的恒溫水浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.5mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=50。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.68g。轉(zhuǎn)化率100%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=6.01萬,Mw/Mn=2.06。3,4(%)=0.88(1H NMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例3 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于-20℃的低溫浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.5mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=50。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.68g。轉(zhuǎn)化率100%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=26.2萬,Mw/Mn=1.75。3,4(%)=0.925(1H NMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例4 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于-40℃的低溫浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.5mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=50。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.66g。轉(zhuǎn)化率97%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=99.0萬,Mw/Mn=1.55。3,4(%)=0.947(1H NMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例5 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于-60℃的恒溫水浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.5mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=50。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.36g。轉(zhuǎn)化率52%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=150.7萬,Mw/Mn=1.59。3,4(%)=0.95(1H NMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例6 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于20℃的恒溫水浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.2mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=20。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.68g。轉(zhuǎn)化率100%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=9.6萬,Mw/Mn=1.52。3,4(%)=0.88(1H NMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例7 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物26(以下簡稱配合物26)(6.4mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物26]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物26]=1。反應(yīng)瓶置于20℃的恒溫水浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3 mL甲苯中的AliBu3(0.05mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物26]=5。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.62g。轉(zhuǎn)化率91%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=15.2萬,Mw/Mn=1.61。3,4(%)=0.85(1HNMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例8 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物74(以下簡稱配合物74)(6.8mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物74]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物74]=1。反應(yīng)瓶置于20℃的低溫浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.1mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物74]=10。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.66g。轉(zhuǎn)化率97%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=48.7萬,Mw/Mn=2.17。3,4(%)=0.44(1H NMR,300MHz,CDCl3)。
      應(yīng)用實施例9 稱取催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物122(以下簡稱配合物122)(7.7mg,0.010mmol)置于反應(yīng)瓶中(反應(yīng)瓶事先經(jīng)抽空、火烤、冷卻、充氬處理,該過程重復(fù)三次),然后加入甲苯2mL,異戊二烯(0.68g,10.0mmol),單體與催化劑的摩爾比[IR]/[配合物122]=1000,然后加入溶解在3mL甲苯中的助催化劑[PhMe2NH][B(C6F5)4](8.0mg,0.010mmol),助催化劑與催化劑的摩爾比[borate]/[配合物122]=1。反應(yīng)瓶置于20℃的低溫浴中,達到恒定溫度后,加入溶解在3mL甲苯中的AliBu3(0.1mmol),AliBu3與催化劑的摩爾比[TIBA]/[配合物122]=10。反應(yīng)進行2h,加入1mL 10%鹽酸(體積比)的乙醇溶液終止后,倒入約30mL乙醇中沉降,過濾得白色固體產(chǎn)物聚異戊二烯。將該產(chǎn)物置于真空干燥箱中,得產(chǎn)物聚丙交酯凈重0.68g。轉(zhuǎn)化率100%。在60℃下,干燥48h,用GPC分析聚異戊二烯的分子量得Mn=26.6萬,Mw/Mn=2.31。3,4(%)=0.80(1HNMR.300MHz,CDCl3)。
      權(quán)利要求
      1、一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,配體中含有N,P雜原子,稀土金屬上連有烷基,其結(jié)構(gòu)如下
      其中R是二烷基膦上的取代基,為甲基、叔丁基、環(huán)己基或苯基;
      R’為胺上的取代基,為叔丁基、吡啶基、苯基或帶有取代基的苯基;
      R″為疊氮上的取代基,為三甲基硅基、苯基、均三甲基苯基或2,6-二異丙基苯基;
      稀土金屬(Ln)是釔(Y)、镥(Lu)或鈧(Sc)。
      2、如權(quán)利要求1所述的一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,其具有如下所示的結(jié)構(gòu)
      R=CH3,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物1,F(xiàn)w=534.8
      R=CH3,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物2,F(xiàn)w=576.8
      R=CH3,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物3,F(xiàn)w=618.9
      R=CH3,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物4,F(xiàn)w=530.8
      R=CH3,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物5,F(xiàn)w=535.7
      R=CH3,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物6,F(xiàn)w=577.8
      R=CH3,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物7,F(xiàn)w=619.9
      R=CH3,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物8,F(xiàn)w=531.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=C6H5,配合物9,F(xiàn)w=514.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物10,F(xiàn)w=556.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物11,F(xiàn)w=598.9
      R=CH3,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物12,F(xiàn)w=510.9
      R=tBu,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物13,F(xiàn)w=576.8
      R=tBu,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物14,F(xiàn)w=618.8
      R=tBu,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物15,F(xiàn)w=660.9
      R=tBu,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物16,F(xiàn)w=572.8
      R=tBu,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物17,F(xiàn)w=577.7
      R=tBu,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物18,F(xiàn)w=519.8
      R=tBu,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物19,F(xiàn)w=661.9
      R=tBu,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物20,F(xiàn)w=573.8
      R=tBu,R′=tBu,R″=C6H5,配合物21,F(xiàn)w=556.8
      R=tBu,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物22,F(xiàn)w=598.8
      R=tBu,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物23,F(xiàn)w=640.9
      R=tBu,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物24,F(xiàn)w=552.9。
      3、如權(quán)利要求1所述的一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,其具有如下所示的結(jié)構(gòu)
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物25,F(xiàn)w=596.8
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物26,F(xiàn)w=638.8
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物27,F(xiàn)w=680.9
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物28,F(xiàn)w=592.8
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物29,F(xiàn)w=597.7
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物30,F(xiàn)w=639.8
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物31,F(xiàn)w=681.9
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物32,F(xiàn)w=593.8
      R=C6H5,R′=tBu,R″=C6H5,配合物33,F(xiàn)w=576.8
      R=C6H5,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物34,F(xiàn)w=618.8
      R=C6H5,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物35,F(xiàn)w=660.9
      R=C6H5,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物36,F(xiàn)w=572.9
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物37,F(xiàn)w=602.8
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物38,F(xiàn)w=644.8
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物39,F(xiàn)w=686.9
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物40,F(xiàn)w=598.8
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物41,F(xiàn)w=603.7
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物42,F(xiàn)w=545.8
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物43,F(xiàn)w=687.9
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物44,F(xiàn)w=599.8
      R=C6H11,R′=tBu,R″=C6H5,配合物45,F(xiàn)w=582.8
      R=C6H11,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物46,F(xiàn)w=624.8
      R=C6H11,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物47,F(xiàn)w=666.9
      R=C6H11,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物48,F(xiàn)w=578.9。
      4、如權(quán)利要求1所述的一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,其具有如下所示的結(jié)構(gòu)
      R=CH3,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物49,F(xiàn)w=578.8
      R=CH3,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物50,F(xiàn)w=620.8
      R=CH3,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物51,F(xiàn)w=664.9
      R=CH3,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物52,F(xiàn)w=574.8
      R=CH3,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物53,F(xiàn)w=579.7
      R=CH3,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物54,F(xiàn)w=521.8
      R=CH3,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物55,F(xiàn)w=663.9
      R=CH3,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物56,F(xiàn)w=575.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=C6H5,配合物57,F(xiàn)w=558.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物58,F(xiàn)w=600.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物59,F(xiàn)w=642.9
      R=CH3,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物60,F(xiàn)w=554.9
      R=tBu,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物61,F(xiàn)w=620.8
      R=tBu,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物62,F(xiàn)w=662.8
      R=tBu,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物63,F(xiàn)w=704.9
      R=tBu,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物64,F(xiàn)w=616.8
      R=tBu,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物65,F(xiàn)w=621.7
      R=tBu,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物66,F(xiàn)w=563.8
      R=tBu,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物67,F(xiàn)w=705.9
      R=tBu,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物68,F(xiàn)w=617.8
      R=tBu,R′=tBu,R″=C6H5,配合物69,F(xiàn)w=600.8
      R=tBu,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物70,F(xiàn)w=642.8
      R=tBu,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物71,F(xiàn)w=684.9
      R=tBu,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物72,F(xiàn)w=596.9。
      5、如權(quán)利要求1所述的一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,其具有如下所示的結(jié)構(gòu)
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物73,F(xiàn)w=640.8
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物74,F(xiàn)w=682.8
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物7,5 Fw=724.9
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物76,F(xiàn)w=636.8
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物77,F(xiàn)w=641.7
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物78,F(xiàn)w=683.8
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物79,F(xiàn)w=725.9
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物80,F(xiàn)w=637.8
      R=C6H5,R′=tBu,R″=C6H5,配合物81,F(xiàn)w=620.5
      R=C6H5,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配臺物82,F(xiàn)w=663.3
      R=C6H5,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物83,F(xiàn)w=705.4
      R=C6H5,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物84,F(xiàn)w=671.4
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物85,F(xiàn)w=647.3
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物86,F(xiàn)w=689.3
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物87,F(xiàn)w=731.4
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物88,F(xiàn)w=643.3
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物89,F(xiàn)w=648.2
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物90,F(xiàn)w=590.3
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物91,F(xiàn)w=732.4
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物92,F(xiàn)w=644.3
      R=C6H11,R′=tBu,R″=C6H5,配合物93,F(xiàn)w=627.3
      R=C6H11,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物94,F(xiàn)w=669.3
      R=C6H11,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物95,F(xiàn)w=711.4
      R=C6H11,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物96,F(xiàn)w=623.4。
      6、如權(quán)利要求1所述的一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,其具有如下所示的結(jié)構(gòu)
      R=CH3,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物97,F(xiàn)w=666.9
      R=CH3,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物98,F(xiàn)w=706.9
      R=CH3,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物99,F(xiàn)w=751.0
      R=CH3,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物100,F(xiàn)w=660.9
      R=CH3,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物101,F(xiàn)w=665.8
      R=CH3,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物102,F(xiàn)w=607.9
      R=CH3,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物103,F(xiàn)w=750.0
      R=CH3,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物104,F(xiàn)w=661.9
      R=CH3,R′=tBu,R″=C6H5,配合物105,F(xiàn)w=644.9
      R=CH3,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物106,F(xiàn)w=686.8
      R=CH3,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物107,F(xiàn)w=729.0
      R=CH3,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物108,F(xiàn)w=641.0
      R=tBu,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物109,F(xiàn)w=706.9
      R=tBu,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物110,F(xiàn)w=748.9
      R=tBu,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物111,F(xiàn)w=791.0
      R=tBu,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物112,F(xiàn)w=702.9
      R=tBu,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物113,F(xiàn)w=707.8
      R=tBu,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物114,F(xiàn)w=649.9
      R=tBu,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物115,F(xiàn)w=792.0
      R=tBu,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物116,F(xiàn)w=703.9
      R=tBu,R′=tBu,R″=C6H5,配合物117,F(xiàn)w=686.9
      R=tBu,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物118,F(xiàn)w=728.9
      R=tBu,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物119,F(xiàn)w=771.0
      R=tBu,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物120,F(xiàn)w=683.0。
      7、如權(quán)利要求1所述的一種催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物,其特征在于,其具有如下所示的結(jié)構(gòu)
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物121,F(xiàn)w=726.9
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物122,F(xiàn)w=768.9
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物123,F(xiàn)w=811.0
      R=C6H5,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物124,F(xiàn)w=722.9
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物125,F(xiàn)w=727.8
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物126,F(xiàn)w=769.9
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物127,F(xiàn)w=812.0
      R=C6H5,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物128,F(xiàn)w=723.9
      R=C6H5,R′=tBu,R″=C6H5,配合物129,F(xiàn)w=706.6
      R=C6H5,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物130,F(xiàn)w=749.4
      R=C6H5,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物131,F(xiàn)w=791.5
      R=C6H5,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物134,F(xiàn)w=757.5
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=C6H5,配合物135,F(xiàn)w=733.4
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物136,F(xiàn)w=775.4
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物137,F(xiàn)w=817.5
      R=C6H11,R′=C6H5,R″=SiMe3,配合物138,F(xiàn)w=729.4
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=C6H5,配合物139,F(xiàn)w=734.3
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物140,F(xiàn)w=676.4
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物141,F(xiàn)w=818.5
      R=C6H11,R′=pyridine,R″=SiMe3,配合物142,F(xiàn)w=730.4
      R=C6H11,R′=tBu,R″=C6H5,配合物143,F(xiàn)w=713.4
      R=C6H11,R′=tBu,R″=2,4,6-Me3C6H2,配合物144,F(xiàn)w=755.4
      R=C6H11,R′=tBu,R″=2,6-iPr2C6H3,配合物145,F(xiàn)w=797.5
      R=C6H11,R′=tBu,R″=SiMe3,配合物146,F(xiàn)w=709.5。
      全文摘要
      本發(fā)明屬于催化異戊二烯3,4選擇性聚合非茂稀土烷基配合物。其可以用于催化異戊二烯進行溶液選擇性聚合。異戊二烯溶液聚合時所用溶劑為氯苯、溴苯、正己烷、二氯甲烷或甲苯。在上述溶劑中異戊二烯聚合反應(yīng)可在-60~50℃進行,反應(yīng)0.1~12小時后單體轉(zhuǎn)化率可達到100%。產(chǎn)物的分子量由單體與引發(fā)劑的摩爾比控制,得到的聚異戊二烯3,4結(jié)構(gòu)的含量受到催化劑的空間效應(yīng)和電子效應(yīng)、聚合反應(yīng)的溶劑、溫度和實施方法等影響。降低溫度可以提高聚合物的3,4結(jié)構(gòu)的含量。本發(fā)明獲得的聚異戊二烯3,4結(jié)構(gòu)的含量最高達0.95。
      文檔編號C08F4/00GK101100490SQ20071005584
      公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
      發(fā)明者崔冬梅, 李世輝, 蔚 苗 申請人:中國科學院長春應(yīng)用化學研究所
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