CN102448970B - 包含属于周期表第二列的金属的有机金属化合物及其制备方法 - Google Patents

包含属于周期表第二列的金属的有机金属化合物及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102448970B
CN102448970B CN201080024062.6A CN201080024062A CN102448970B CN 102448970 B CN102448970 B CN 102448970B CN 201080024062 A CN201080024062 A CN 201080024062A CN 102448970 B CN102448970 B CN 102448970B
Authority
CN
China
Prior art keywords
formula
integer
organometallic compound
rare earth
thf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080024062.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102448970A (zh
Inventor
G·科蒂亚尔
P·勒弗洛克
F·涅夫
J·蒂耶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Ecole Polytechnique
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Ecole Polytechnique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Ecole Polytechnique filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of CN102448970A publication Critical patent/CN102448970A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102448970B publication Critical patent/CN102448970B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
    • C07F3/02Magnesium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F3/00Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/003Coating on a liquid substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/006Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterized by the colour of the layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及新型有机金属化合物,其包含基于属于周期表第2列的二价金属,该有机金属化合物可在稀土金属催化体系中用作烷基化剂。所述新型化合物具有下式(I):

Description

包含属于周期表第二列的金属的有机金属化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型有机金属化合物,其基于属于周期表第2列的二价金属,该有机金属化合物可在用于聚合的基于稀土的催化体系中用作烷基化助催化剂。本发明还涉及用于制备所述新型有机金属化合物的方法。 
背景技术
由于节约燃料和保护环境的需求已成为优先问题,需要制备具有机械性能优良且滞后性尽可能低的混合物,以便能够以橡胶组合物的形式使用该混合物,该橡胶混合物可用于制造包含于轮胎组合物中的各种半成品,例如内衬层、胎侧或胎面,并为了获得滚动阻力不断降低的轮胎。为了实现这个目标,已提出了在聚合末期通过官能化剂、偶联剂或星形支化剂来改变二烯聚合物和共聚物的结构,以便向该弹性体引入与用于该橡胶组合物的填料(或多种填料)相互作用的官能团。 
为了获得由此改性的聚合物和碳黑之间的良好相互作用的目的,这些解决方案中的绝大部分首先集中在官能化聚合物的使用上,该官能化聚合物对于碳黑而言具有活性。 
最近,为了获得由此改性的聚合物和二氧化硅之间的良好相互作用的目的,已经开发出对二氧化硅具有活性的改性弹性体。 
在通过基于稀土的催化体系存在下的单体聚合来获得二烯弹性体时(特别地,如本申请人的专利文件EP 1355960A1或EP 1509557B1中所描述的),有可能想到用包含官能团的试剂来进行官能化,该官能团适于该官能化二烯弹性体所设想的应用。 
作为可用于此官能化步骤的官能化剂,有可能想到在现有技术中用于使二烯弹性体官能化的那些官能化剂,该二烯弹性体获自基于碱金属的有机化合物的催化剂存在下的阴离子聚合过程。 
作为这种涉及与碳黑的相互作用的现有技术的举例说明,可提及例如在专利文件US-B-4,550,142中描述的通过如4,4’-双(二乙氨基)苯甲酮的试剂进行链端改性的二烯弹性体,或者可提及锡的卤化衍生物,或者也可提及沿着聚合物链接枝对于碳黑具有活性的官能团。 
作为这种涉及与二氧化硅相互作用的现有技术的举例说明,可提及例如美国专利US-A-5,066,21,其中描述了包含二烯聚合物的橡胶组合物,该二烯聚合物通过具有至少一个未水解的烷氧基残基的烷氧基硅烷进行官能化。在本申请人名下的专利文件EP 0692492A1和EP 0692493A1中描述了用烷氧基硅烷基团来使二烯弹性体官能化(使用官能化剂如环氧化烷氧基硅烷)。文件EP 0778311A1公开了二烯聚合物,其在链末端包含硅醇官能团,或者包含具有硅醇末端的聚硅氧烷嵌段,该二烯聚合物通过在聚合末期使环状聚硅氧烷与活性聚合物反应而获得。 
使用基于稀土的催化体系来合成官能化聚合物的方法具有的优势为:使得二烯弹性体在不同结构的链端具有化学官能团(取决于所用官能化剂的选择)。 
然而,一个缺陷在于,该合成过程包括数个步骤,这可导致以工业规模(例如,其关系到使用较大数目的反应器并因此关系到复杂的辅助设备)制造这种聚合物时的较高成本。 
另一个缺陷在于该官能化剂纯度的控制,根据情况,该纯度可导致生长中的聚合物链末端的失活反应或终止反应,这引起未官能化的弹性体链的比例较高或较低。 
发明内容
本发明旨在有助于克服在制备官能化弹性体的现有技术中所遇到的缺陷。 
本发明人已经在他们的研究中发现了基于属于周期表第二列的二价金属的新型有机金属化合物。此新型有机金属化合物可与稀土金属盐结合形成用于聚合的催化体系,特别地,该催化体系使得有可能削减用于合成链端经官能化的二烯弹性体的步骤的数目,同时确保最优的官能化,即接近或等于100%的官能化。 
此新型有机金属化合物在用于聚合的基于稀土金属盐的催化体系中的用途,更特别地是在用于制备官能化二烯弹性体的基于稀土金属盐的催化体系中的用途,使得有可能免除与官能化剂反应的后续步骤。由此得到的官能化二烯弹性体具有高水平的官能化(直至100%),并且可有利地用于包含增强填料且旨在用于轮胎应用的橡胶组合物中。 
因此,本发明的第一主题是基于周期表第二列的金属的新型有机金属化合物。 
本发明的另一主题是用于制备此新型化合物的方法。 
本发明的另一主题是此新型化合物在基于稀土金属盐的催化体系中作为助催化剂的用途。 
当然,用于限定催化体系组分的表述“基于”理解为意指这些组分和/或这些组分间的反应产物的混合物。另外,以“a至b之间”的表述来表示的任何数值范围代表从大于a到小于b的数值范围(换言之,限定值a和b不包括在内),而以“a至b”的表述来表示的任何数值范围意指从a直到b的数值范围(换言之,包括严格限定值a和b)。 
因此,本发明的第一主题是基于属于周期表第二列的金属并且符合式(I)的有机金属化合物: 
式I 
其中: 
M为属于周期表第二列的金属,其选自Be、Mg、Sr、Ba和Ra; 
R1、R2、R3、R4彼此相同或彼此不同,其为氢原子或者烷基取代基或者芳基取代基,该烷基取代基为线性的或支化的,该芳基取代基 为取代的或非取代的,R1、R2、R3、R4任选地键合在一起(此时Ri与Ri+1键合)以形成至少一个由5个或6个原子组成的环或形成至少一个芳环; 
R和R′表示烷基取代基或芳基取代基,该烷基取代基为线性的或支化的,该芳基取代基为取代的或非取代的,R和R′彼此相同或彼此不同; 
L为路易斯碱; 
x为等于0、1、2、3或4的整数; 
m为大于或等于0且小于或等于3的整数; 
n为大于或等于1且小于或等于3的整数; 
在此式(I)中,M优选地为镁。 
当R1、R2、R3或R4表示烷基取代基时,此烷基取代基优选地为C1-C12的烷基取代基,并且还更优选地为C1-C6的烷基取代基。 
当R1、R2、R3或R4表示芳基取代基时,此芳基取代基优选地为C6-C12的芳基取代基,并且还更优选地为C6-C10的芳基取代基。 
当R1、R2、R3或R4键合在一起形成包含5或6个碳原子的环时,所得的单元优选地由2至4个共轭芳环组成,并且更优选地由2至3个环组成。 
优选地,R1、R2、R3和R4为氢原子。 
当R或R′表示烷基取代基时,此烷基取代基优选地为C1-C6的烷基取代基,并且更优选地为C1-C4的烷基取代基。 
当R或R′表示芳基取代基时,此芳基取代基优选地为C6-C12的芳基取代基,并且更优选地为C5-C6的芳基取代基。 
优选地,R和R′为甲基、乙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。 
在式(I)中,n为整数,其优选地等于1。 
在式(I)中,m为整数,其优选地等于0或1,m更优选地等于1。 
在式(I)中,L为路易斯碱。根据本发明,该路易斯碱优选地选自胺或醚。优选地,该路易斯碱为吡啶或四氢呋喃(THF)。 
作为式(I)的有机金属化合物,作为例子,可提及双(邻-N,N-二甲基氨苄基)镁,其中R1、R2、R3和R4为氢原子,R和R′为甲基,m等 于0,n等于1,x等于1并且L为THF。 
本发明的另一主题是合成上述式(I)的化合物的方法。 
这些根据本发明的式(I)的化合物的制备方法包括以下步骤: 
(a)合成基于碱金属且符合式(II)的盐: 
式II 
R1、R2、R3、R4、R、R′、n和m如上文的式(I)中的限定。 
Z为锂、钠或钾原子; 
(b)使前述步骤中得到的式(II)的化合物与属于周期表第二列的金属的盐反应,该金属选自Be、Mg、Sr、Ba和Ra; 
(c)回收所得的式(I)的有机金属化合物。 
各个步骤在极性或非极性溶剂中发生,或者在极性溶剂与非极性溶剂的混合物中发生。 
作为举例说明,在步骤(a)中,可从二甲基氨基甲苯出发,在有机锂化合物和任选的醇钾的存在下合成该碱金属盐。 
在步骤(b)中,该属于周期表第二列的金属的盐优选地为卤化物,更有选地为氯化物。该属于周期表第二列的金属优选地为镁。该属于周期表第二列的金属的盐的使用比例使得式(II)的化合物/盐的摩尔比为1.5至2.5,优选地为1.8至2.2,更优选地,基本上等于2。 
在步骤(c)中,以本身已知的方式来进行对前述步骤中得到的式(I)的有机金属化合物的回收,例如通过蒸发该合成溶剂,或者通过在溶剂或溶剂混合物中重结晶。 
Bailey等人在文件Chem.Eur.J.2003,9,4820-4828中特别地描述了类似的方法。 
本发明的另一主题是式(III)的有机金属化合物在用于聚合的基于稀土金属盐的催化体系中作为烷基化助催化剂的用途: 
式III 
其中: 
-M为属于周期表第二列的金属,换言之,M选自Be、Mg、Sr、Ba、Ra和Ca; 
-R1、R2、R3、R4彼此相同或彼此不同,其为氢原子或者烷基取代基或者芳基取代基,该烷基取代基为线性的或支化的,该芳基取代基为取代的或非取代的,R1、R2、R3、R4任选地键合在一起以形成至少一个由5个或6个原子组成的环或形成至少一个芳环; 
-R和R′彼此相同或彼此不同,其表示烷基取代基或芳基取代基,该烷基取代基为线性的或支化的,该芳基取代基为取代的或非取代的; 
-L为路易斯碱; 
-x为等于0、1、2、3或4的整数; 
-m为整数,其值为0至3; 
-n为整数,其值为1至3; 
此式(III)的化合物的优选方面与上文限定的新型式(I)化合物的那些优选方面相同。 
根据本发明,该稀土金属盐可用式Ln(A)3(B)n来表示,其中Ln为稀土元素,A选自卤化物、羧酸酯、有机磷酸酯、醇化物、酰胺、烷基或氢硼化物,而B为一个或多个与该稀土金属络合的溶剂分子,并且n为0至3之间的整数。 
根据本发明的表述“稀土”理解为意指来自镧系的族、钇或钪的任何元素。优选地,该稀土元素选自元素钇、钕、钆或钐,更优选地为钕或钆。 
在B的限定中,表述“络合的溶剂”特别地理解为意指醚、胺、磷酸酯和硫醚。例如,作为胺,可提及三烷基胺族和芳族胺族,如吡啶或哌嗪及其衍生物。作为磷酸酯,可提及例如三-正丁基磷酸酯。作为硫醚,可提及二烷基硫化物族,如二甲基硫化物。作为醚,可提及例如二乙基醚、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二-正丙氧基乙烷、1,2-二-正丁氧基乙烷、四氢呋喃、二氧己环和四氢吡喃。更特别地,B为醚,优选地为四氢呋喃(THF)。 
当A为卤化物时,其优选地为氯化物。此时,B优选地为THF分子,而n等于2.。 
当A为羧酸酯时,该羧酸酯选自线性的或支化的在直链上具有6至16个碳原子的脂族羧酸的酯,以及取代的或未取代的具有6至12个碳原子之间的芳族羧酸的酯。作为例子,可提及线性的或支化的新癸酸酯(叔碳酸酯)、2-乙基己酸酯或己酸酯,或者取代的或未取代的环烷酸酯。在羧酸酯的族中,A优选地为稀土2-乙基己酸酯、环烷酸酯或新癸酸酯。 
当A选自有机磷酸酯时,该有机磷酸酯包括通式为(R′O)(R″O)PO(OH)的磷酸二酯,其中R′和R″相同或不同,代表烷基、芳基或烷基芳基。在这些磷酸二酯中,R′和R″相同或不同,优选地为正丁基、异丁基、戊基、正戊基、异戊基、2,2-二甲基己基、1-乙基己基、2-乙基己基、甲苯基或壬苯氧基。在有机磷酸盐的族中,该盐更优选地为稀土双(2-乙基己基)磷酸盐。 
当A选自醇化物时,所包括的醇或多元醇的醇化物源自于脂族或环状烃,且特别地源自于线性的或支化的在直链上具有1至10个碳原子的脂族烃,更特别地源自于线性的或支化的在直链上具有4至8个碳原子的脂族烃。例如,可提及新戊酸酯。 
当A选自酰胺的族时,该酰胺特别地包括二烷基酰胺、N,N-双(二烷基甲硅烷基)酰胺和N,N-双(三烷基甲硅烷基)酰胺,该烷基具有1至10个之间的碳原子。 
当A选自二烷基酰胺时,B优选地为THF,而n优选地等于1。此时A优选地为二异丙基酰胺和二甲基酰胺。 
当A选自N,N-双(三烷基甲硅烷基)酰胺时,n优选地等于0。此时 A优选地为式-N[Si(CH3)3]的N,N-双(三甲基甲硅烷基)酰胺。 
当A选自N,N-双(二烷基甲硅烷基)酰胺时,B优选地为THF,而n优选地等于2或3。此时A优选地为式-N[SiH(CH3)2]的N,N-双(二甲基甲硅烷基)酰胺。 
当A选自烷基的族时,A优选地为(三烷基甲硅烷基)烷基,如(三甲基甲硅烷基)甲基或双(三甲基甲硅烷基)甲基。 
当A选自氢硼化物时,A优选地为四氢硼化物,B优选地为THF,而n优选地等于2或3。 
该稀土金属盐优选地选自稀土三[二(2-乙基己基)磷酸盐],稀土三[N,N-双(三甲基甲硅烷基)酰胺]或者稀土三(氢硼化物)。 
优选地,该式(III)的新型化合物可按照如下比例用于基于稀土金属盐的催化体系中:该比例使得式(III)的化合物/稀土金属的摩尔比的值为1.5至20(包括限定值),更优选地为2至12。 
根据本发明的其他方面,式(III)的化合物可与至少一种组分相结合地用于基于稀土金属盐的催化体系中,该至少一种组分任选地存在于此类型的催化体系之内,并特别地选自其他烷基化剂、卤素供体和预制的共轭二烯。 
将注意到,与稀土金属盐相结合的该式(III)的有机金属化合物能够形成用于共轭二烯聚合的催化体系,特别地,这使得有可能削减用于合成链端经官能化的二烯弹性体的步骤,同时确保所述弹性体的最优的官能化,换言之,其官能化程度为75%(或甚至90%)至100%。 
具体实施方式
通过对照附录阅读对本发明的数个示例性具体实施方案所作的如下描述,将更好地理解本发明的上述特征以及其他特征,这些具体实施方案作为举例说明而给出,但并非限制性的。 
实施例 
在惰性氩气气氛下,使用Schlenk技术或手套箱来进行所有的有机金属合成。根据常规技术(经过钠或分子筛蒸馏)使这些合成过程中所用的所有溶剂干燥,并将其保存于惰性气氛下。例如,戊烷和THF是新近经过钠/苯甲酮蒸馏的。所有的反应物均来自Sigma-Aldrich、 Strem和Fluka。 
合成 
镧系盐的合成 
根据以下文献中所述的流程来制备Nd(BH4)3(THF)3:S.Cendrowski-Guillaume、M.Nierlich、M.Lance、M.Ephritikhine,Organometallics,1998,17,786。 
邻-二甲基氨苄基钾[K-CH2C6H4-邻-NMe2)3]的合成 
将13.4克的邻-二甲基氨基甲苯(或N,N-二甲基-邻-甲苯胺)(M=135克·摩尔-1,99毫摩尔)溶解于40毫升己烷和20毫升二乙醚的混合物中。在环境温度下,在氮气下,加入40毫升的丁基锂溶液(2.5M,在己烷中),并同时搅拌。经3小时后,在氩气下分步加入1当量的tBuOK。将该溶液加热,出现黄色沉淀。维持搅拌过夜。将该溶液过滤并用己烷混合物(3×40毫升)将该黄色沉淀清洗三次。经真空干燥后,研磨该固体并将其再次真空干燥过夜。获得14.9克邻-二甲基氨苄基钾的黄色粉末(收率=80%)。1H NMR(THF-d8,22℃):δ=2.03和2.57(2×1H,s,KCH2-),2.67(s,6H,-NMe2),5.11(t,1H,JH-H=7赫兹,芳族CH),6.04(d,1H,JH-H=7赫兹,芳族CH),6.16(t,1H,JH-H=7赫兹,芳族CH),6.26(t,1H,JH-H=7赫兹,芳族CH)。 
双(邻-N,N-二甲基氨苄基)镁的合成 
在氩气下,向Schlenk烧瓶中引入0.20克MgCl2(2.1毫摩尔)和0.70克邻-N,N-二甲基氨苄基钾(4.0毫摩尔)。将约25毫升的THF在 -78℃下的真空中再浓缩。在环境温度下将该混合物搅拌30分钟,随后在50℃下将其在静态真空中回流加热5小时。此时,不可溶的MgCl2晶体消失。在50℃下经过一夜之后,将该混合物离心分离;去除灰白色的KCl离心分离小球,并将该橙色溶液浓缩至1-2毫升,随后加入约0.5毫升的石油醚。在该红色溶液中出现无色晶体。对该晶体中的一种所作的XRD分析(附录4)表明该双(邻-N,N-二甲基氨苄基)镁络合物(THF)的单体结构。M=0.30克(收率=42%)。1H NMR(THF-d8,22℃):δ=7.00(d,2H,CH(6),J(C-H)=7赫兹),6.90(d,2H,CH(3),J(C-H)=7赫兹),6.75(t,2H,CH(4),J(C-H)=7赫兹),6.55(t,2H,CH(5),J(C-H)=7赫兹),3.65(t,4H,游离的非氘化THF),2.65(s,12H,C(8)和C(9),N(CH3)2),1.80(m,4H,游离的非氘化THF),1.17(s,4H,C(1),Mg-CH2-)。13C NMR(THF-d8):δ=152.8(C(2)),148.4(C(7)),128.9(C(6)),125.9(C(4)),118.9(C(5)),118.4(C(3)),45.7(N(CH3)2),19.0(Mg-CH2-)。 
聚合 
流程 
使用装有瓶帽和气密且不漏的密封垫的“Steinie”瓶(预先清洗并干燥)作为聚合反应器。在50℃至60℃之间的温度下并在惰性气氛(氮气)中进行该丁二烯聚合反应。 
对于每次聚合,将甲基环己烷引入所述瓶中作为聚合溶剂。用氮气将此甲基环己烷冲洗10分钟,以消除挥发性杂质。 
使用5至7之间的“聚合溶剂(甲基环己烷)/单体(丁二烯)”重量比(在下文中,此重量比称作S/M)。 
该基于钕的前体(换言之,三氢硼化钕)和官能化助催化剂都是对空气敏感的化合物。为此原因,将它们通过在惰性气体下密封的玻璃安瓿来引入,该玻璃安瓿随后在聚合反应开始时破碎。 
由钕制成的催化基质的量以及烷基化剂的量均以微摩尔和μMcm(每100克单体中的微摩尔数)来表示。使用甲醇(1毫升)或乙酰丙酮(以过量使用)来终止该聚合反应。使用N-1,3-二甲基丁基-N’-苯基-对-苯二胺(6PPD)和AO2246作为所得聚合物溶液的保护剂(各自以每100克弹性体0.2克的重量)。 
随后,通过tamolate de calcium(无中译文)存在下的气提并用在100℃下辊上的干燥或在60℃下的烘箱中用小股氮气真空干燥,或者通过在50℃下用氮气吹洗来进行部分真空脱除挥发组分,从而从由此得到的聚合物溶液中提取出聚丁二烯。 
对照试验 
向Steinie瓶中连续引入35毫升的甲基环己烷溶剂、5.0克的丁二烯、180微摩尔的丁基辛基镁和一份含20微摩尔Nd(BH4)3(THF)3的密封玻璃安瓿。 
在机械搅拌的作用下打破该安瓿,随后将反应介质加热至60℃的温度。经20分钟后,通过加入甲醇而使该聚合反应终止,使该聚合物凝结、防氧化并随后干燥。由此获得5.0克的聚丁二烯。下表中给出了此聚合物的特征。 
试验1 
向Steinie瓶中连续引入35毫升的甲基环己烷溶剂、5.2克的丁二烯和两份各含21微摩尔Nd(BH4)3(THF)3和174微摩尔双(邻-N,N-二甲基氨苄基)镁的密封玻璃安瓿。 
在机械搅拌的作用下打破该安瓿,随后将反应介质加热至60℃的温度。经20分钟后,通过加入甲醇而使该聚合反应终止,使该聚合物凝结、防氧化并随后干燥。由此获得5.2克的聚丁二烯。下表中给出了此聚合物的特征。 
试验2 
向Steinie瓶中连续引入70毫升的甲基环己烷溶剂、7.8克的丁二烯和两份各含20微摩尔Nd(BH4)3(THF)3和181微摩尔双(邻-N,N-二甲基氨苄基)镁的密封玻璃安瓿。 
在机械搅拌的作用下打破该安瓿,随后将反应介质加热至55℃的温度。经7分钟后,通过加入甲醇而使该聚合反应终止,使该聚合物凝结、防氧化并随后干燥。由此获得7.8克的聚丁二烯。下表中给出了此聚合物的特征。 
附录1: 
通过尺寸排阻色谱法(SEC)技术来确定所得的聚丁二烯的分子量分布 
a)测量原理: 
尺寸排阻色谱法(SEC)使得有可能在溶液中通过填充有多孔凝胶的色谱柱来使大分子根据其尺寸而分离。该大分子根据其水力学体积而分离,具有最大体积的那些大分子首先洗脱。 
SEC并不是绝对法,SEC使得有可能评估聚合物的分子量分布。由商用的校准产品,可确定各种数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw),并可通过门尼校正来计算多分散指数(Ip=Mw/Mn)。 
b)聚合物的制备: 
在分析前,不对该聚合物样品作特别的处理。简单地将该聚合物样品溶解于(四氢呋喃+1体积%的二异丙胺+1体积%的三乙胺+1体积%的蒸馏水)中直至浓度为约1克/升。随后,在注射前,使该溶液经0.45微米孔隙的过滤器过滤。 
c)SEC分析: 
所用的设备为Waters Alliance色谱。洗脱溶剂为(四氢呋喃+1体积%的二异丙胺+1体积%的三乙胺),其流速为0.7毫升/分钟,系统温度为35℃,而分析时间为90分钟。使用一套四根串联的Waters色谱柱,色谱柱的商品名为Styragel HMW7、Styragel HMW6E和两根Styragel HT6E。 
该聚合物样品溶液的注射体积为100微升。检测器为WATERS2410差示折光计,并且用于该色谱数据的操作软件为Waters Empower系统。 
算出的平均分子量与对于具有以下微观结构的聚丁二烯所产生的校正曲线相关联:11重量%的1,2-类型单元和48重量%的反-1,4-类型单元。 
附录2: 
通过近红外光谱(NIR)来确定制得的聚合物的微观结构 
使用被称作“近红外”(NIR)的测试技术。这是使用“对照”弹性体 的非直接方法,该“对照”弹性体的微观结构已经通过13C NMR技术测量。使用弹性体中单体分布和此弹性体的NIR谱图形状之间所存在的定量关联(比尔-朗伯定律)。此技术以两个阶段进行: 
1)校正: 
-获得“对照”弹性体各自的图谱。 
-建立将微观结构与所得图谱相关联的数学模型,这使用基于对该色谱数据进行因子分析的PLS(偏最小二乘)回归方法。以下两份文件深入讨论了这种“多变量”数据分析方法的理论和实践: 
(1)P.GELADI和B.R.KOWALSKI 
“Partial Least Squares regression:a tutorial”, 
Analytica ChimicaActa,第185卷,1-17(1986)。 
(2)M.TENENHAUS 
“La régression PLS-Théorie et pratique”[PLS回归-理论和实践] 
巴黎,Editions Technip(1998)。 
2)测量: 
-记录样品的图谱。 
-计算微观结构。 
附录3: 
通过NMR表征所制得的聚合物。存在于链端的官能团的确认和定量 
使用装有BBI1H-X 5毫米探针的Bruker AV500能谱仪通过1H和 13C NMR来分析聚合物。用于分析的溶剂是CS2和C6D12的混合物。从CS2的质子化杂质开始进行校正,其化学位移为7.12ppm。 
1H和2D NMR谱图证实了二甲基氨苄基在制得的聚丁二烯链端的存在。确定每种类型质子的化学位移的归属,该化学位移的信息在下图中给出: 
根据6.80ppm处的芳族质子信号(其对一个质子积分),或者根据2.7至2.3ppm之间的宽峰(在芳环的α位的-N(CH3)2基团和CH2基团)(其对8个质子积分)来进行官能化链数目的定量。这些值涉及到聚丁二烯的顺-1,4-、反-1,4-和1,2-单元的特征信号的积分。两个计算方法得到的值在统计学上彼此相等。 

Claims (6)

1.有机金属化合物,其符合式(I):
其中:
-M为Mg;
-R1、R2、R3、R4相同且代表氢原子;
-R和R'相同并且代表甲基、乙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基;
-L为THF;
-x为等于0、1、2、3或4的整数;
-m为整数,其值为0至3;
-n为整数,其值为1至3。
2.根据权利要求1所述的有机金属化合物,其特征在于,所述式(I)的有机金属化合物为双(邻-N,N-二甲基氨苄基)镁。
3.根据权利要求1所述的式(I)的有机金属化合物的制备方法,其包括以下步骤:
(a)合成基于碱金属且符合如下式(II)的盐:
其中,R1、R2、R3、R4、R、R'、n和m与权利要求1中的限定相同,而Z为锂、钠或钾原子;
(b)使前述步骤中得到的式(II)的化合物与Mg的盐反应;
(c)回收所得的式(I)的有机金属化合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,在步骤(a)中,所述碱金属盐是在有机锂和醇钾的存在下从二甲基氨基甲苯出发而合成的。
5.式(III)的有机金属化合物在用于聚合的基于稀土金属盐的催化体系中作为烷基化助催化剂的用途:
其中:
-M为Mg;
-R1、R2、R3和R4相同且代表氢原子;
-R和R'相同并且代表甲基、乙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基;
-L为THF;
-x为等于0、1、2、3或4的整数;
-m为整数,其值为0至3;
-n为整数,其值为1至3。
6.根据权利要求5所述的用途,其特征在于所述式(III)的化合物/稀土金属的摩尔比的值为1.5至20。
CN201080024062.6A 2009-06-02 2010-06-01 包含属于周期表第二列的金属的有机金属化合物及其制备方法 Expired - Fee Related CN102448970B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0902652A FR2946047B1 (fr) 2009-06-02 2009-06-02 Nouveaux composes organometallique a base d'un metal appartenant a la 2eme colonne de la classification periodique et procede de preparation
FR0902652 2009-06-02
PCT/EP2010/003307 WO2010139450A1 (fr) 2009-06-02 2010-06-01 Nouveaux composes organometalliques a base d'un metal appartenant a la 2eme colonne de la classification periodique et procede de preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102448970A CN102448970A (zh) 2012-05-09
CN102448970B true CN102448970B (zh) 2015-04-15

Family

ID=41426961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080024062.6A Expired - Fee Related CN102448970B (zh) 2009-06-02 2010-06-01 包含属于周期表第二列的金属的有机金属化合物及其制备方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8507397B2 (zh)
EP (1) EP2438072B1 (zh)
JP (1) JP5752681B2 (zh)
KR (1) KR101774740B1 (zh)
CN (1) CN102448970B (zh)
BR (1) BRPI1011130A8 (zh)
FR (1) FR2946047B1 (zh)
WO (1) WO2010139450A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2946048B1 (fr) * 2009-06-02 2012-12-28 Michelin Soc Tech Systeme catalytique pour la polymerisation de dienes conjugues,procede de polymerisation et polymere fonctionnel obtenu
FR3029918B1 (fr) 2014-12-12 2018-01-26 Universite Claude Bernard Lyon 1 Agent de transfert pour la preparation d'une polyolefine fonctionnelle ou telechelique
FR3029920B1 (fr) * 2014-12-12 2016-12-09 Univ Claude Bernard Lyon Polyolefine fonctionnelle ou telechelique, ses derives, et son procede de preparation
FR3044664B1 (fr) * 2015-12-08 2017-12-29 Michelin & Cie Copolymere monofonctionnel ou telechelique de 1,3-diene et d'ethylene ou d'alpha-monoolefine.
FR3058148A1 (fr) * 2016-10-31 2018-05-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Composition de caoutchouc comprenant une charge renforcante specifique
KR102606065B1 (ko) 2017-10-30 2023-11-27 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린 적어도 이소프렌 엘라스토머, 강화 수지 및 금속 염으로부터 제조된 내부 층을 갖는 타이어
US10703837B1 (en) 2019-05-01 2020-07-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Method of making a functionalized elastomer, elastomer, rubber composition and tire
US10711016B1 (en) 2019-05-01 2020-07-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Functionalized aluminum reagents
US11352455B2 (en) 2019-05-01 2022-06-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Method of making a functionalized elastomer, elastomer, rubber composition and tire
US10968239B2 (en) 2019-05-01 2021-04-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Functionalized aluminum reagents

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58189203A (ja) 1982-04-30 1983-11-04 Nippon Zeon Co Ltd ゴム組成物
EP0299074B1 (en) 1987-01-14 1992-01-29 Bridgestone Corporation Tire
WO1995004090A1 (fr) * 1993-07-30 1995-02-09 Nippon Zeon Co., Ltd. Copolymere de diene conjugue modifie, son procede de production et composition le contenant
FR2722505B1 (fr) 1994-07-15 1996-09-27 Michelin & Cie Compositions elastomeres chargees a la silice utilisables pour des enveloppes de pneumatiques
FR2722503A1 (fr) 1994-07-15 1996-01-19 Michelin & Cie Polymeres dieniques fonctionnels, leur procede de preparation et leur utilisation dans des compositions elastomeres chargees a la silice utilisables pour des enveloppes de pneumatiques
US5521309A (en) * 1994-12-23 1996-05-28 Bridgestone Corporation Tertiary-amino allyl-or xylyl-lithium initiators and method of preparing same
FR2740778A1 (fr) 1995-11-07 1997-05-09 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de silice et de polymere dienique fonctionalise ayant une fonction silanol terminale
ES2317952T3 (es) 2000-11-09 2009-05-01 Societe De Technologie Michelin Sistema catalitico y procedimiento de preparacion de elastomeros mediante este sistema.
MXPA04003409A (es) * 2001-10-12 2004-07-30 Dow Global Technologies Inc Composiciones de complejo metalico y su uso como catalizadores para producir polidienos.
AU2003233065A1 (en) * 2002-05-16 2003-12-02 Michelin Recherche Et Technique S.A. Catalytic system for preparing polybutadienes and preparation method
DE10259243A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-01 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Co- und Terpolymeren aus Olefinen
FR2946048B1 (fr) * 2009-06-02 2012-12-28 Michelin Soc Tech Systeme catalytique pour la polymerisation de dienes conjugues,procede de polymerisation et polymere fonctionnel obtenu

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dimeric Benzylcalcium Complexes: Influence of THF in Stereoselective Styrene Polymerization;Sjoerd Harder, et al.;《Organometallics》;20020503;第21卷(第11期);2268-2274 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2946047B1 (fr) 2011-07-29
US20120135857A1 (en) 2012-05-31
KR101774740B1 (ko) 2017-09-05
WO2010139450A1 (fr) 2010-12-09
JP5752681B2 (ja) 2015-07-22
EP2438072B1 (fr) 2016-11-23
CN102448970A (zh) 2012-05-09
EP2438072A1 (fr) 2012-04-11
BRPI1011130A2 (pt) 2018-02-06
BRPI1011130A8 (pt) 2018-04-03
US8507397B2 (en) 2013-08-13
JP2012528811A (ja) 2012-11-15
KR20120023146A (ko) 2012-03-12
FR2946047A1 (fr) 2010-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102448970B (zh) 包含属于周期表第二列的金属的有机金属化合物及其制备方法
CN102449002B (zh) 用于共轭二烯聚合的催化体系、聚合方法和所得到的官能聚合物
EP1840130B1 (en) Metal complex containing tridentate ligand, and polymerization catalyst comprising the same
CN104379613B (zh) 聚合催化剂组合物、合成聚异戊二烯的制造方法和合成聚异戊二烯
KR101672645B1 (ko) 관능기가 도입된 아미노실란계 말단변성제, 이를 이용하는 말단변성 공역디엔계 중합체의 제조방법, 및 이에 따라 제조한 말단변성 공역디엔계 중합체
US8563457B2 (en) Polymerization catalyst composition for polymerization of isoprene compound
KR20160075127A (ko) 신규 음이온 중합 개시제 및 이를 이용한 공역디엔계 공중합체의 제조방법
EP2871191A1 (en) Method for producing polybutadiene, polybutadiene, rubber composition and tire
CN104428332B (zh) 异戊二烯共聚物及其制造方法
JP5024755B2 (ja) イソプレン系化合物の重合用の重合触媒組成物
CN104995217B (zh) 聚合催化剂组合物、合成聚异戊二烯的制造方法和合成聚异戊二烯
JP5899072B2 (ja) ブタジエン−イソプレン共重合体及びその製造方法
EP3091041B1 (en) Modified conjugated diene polymer, modified rubber composition comprising same, and method for producing modified conjugated diene polymer
EP2957574B1 (en) Isoprene polymerization catalyst composition, method for producing synthetic polyisoprene, and synthetic polyisoprene
KR20170086021A (ko) 포스핀 바나듐 착물, 포스핀 바나듐 착물을 포함하는 촉매 시스템, 및 콘주게이트된 디엔을 (공)중합시키는 방법
GB2368069A (en) Dialkylsiloxane-diene-dialkylsiloxane triblock rubber
US6307079B1 (en) Hydrocarbon soluble, tin functionalized alkali metals
US6518214B2 (en) Synthesis of functionalized lithium initiator
CN117164748A (zh) 一种共轭二烯烃的聚合方法及由该方法制备的共轭二烯烃聚合物
JP2013221133A (ja) 重合触媒組成物の製造方法及び重合触媒組成物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN

Free format text: FORMER OWNER: SOCIETE DE TECHNOLOGIE MICHELIN

Effective date: 20120927

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20120927

Address after: French Clermont Ferrand

Applicant after: Compagnie General Des Etablissements Michelin

Applicant after: Michelin Research & Technology Co., Ltd.

Applicant after: Centre National De La Recherche Scientifique

Applicant after: Ecole Polytechnique

Address before: French Clermont Ferrand

Applicant before: Michelin Co., Ltd.

Applicant before: Michelin Research & Technology Co., Ltd.

Applicant before: Centre National De La Recherche Scientifique

Applicant before: Ecole Polytechnique

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150415

Termination date: 20190601

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee