CN103509218A - 一种用于烯烃聚合催化剂的组分及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于CH2=CHR烯烃聚合反应的催化剂组分，其中R为氢或C1-C12的烷基或芳基，该催化剂组分包含镁、钛、卤素和给电子体，该给电子体选自下述通式（Ⅰ）中的至少一种化合物，其中R1、R2可相同或不相同，为C1～C10的直链或支链的烷基或环烷基、C6～C20的芳基或芳烷基氢、卤素、酰基、酯基、酰氨基或氨基。

Description

一种用于烯烃聚合催化剂的组分及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含有特殊官能团磺酰胺化合物的固体催化剂组分、含该固体催化剂组分的催化剂以及该催化剂在CH2=CHR烯烃聚合反应中的应用，其中R为氢或C1-C12的烷基或芳基，特别是应用于丙烯聚合反应时，该催化剂具有很高的活性和很好的立构规整性，催化剂氢调敏感性好，所得聚丙烯树脂具有较宽的分子量分布，催化剂的综合性能优良。
技术背景
众所周知，以镁、钛、卤素和给电子体作为基本成分的固体钛催化剂组分，可用于CH2=CHR烯烃聚合反应，特别是在具有3个碳或更多碳原子的α-烯烃聚合中可以得到较高收率和较高立体规整性的聚合物，其中给电子体化合物是催化剂组分中必不可少的成分之一，并且随着内给电子体化合物的发展导致了聚烯烃催化剂不断地更新换代。目前，已大量公开了多种给电子体化合物，例如多元羧酸、一元羧酸酯或多元羧酸酯、酸酐、酮、单醚或多醚、醇、胺等及其衍生物，其中较为常用的是二元的芳香羧酸酯类，例如邻苯二甲酸二正丁酯或邻苯二甲酸二异丁酯等，可参见中国专利CN85100997A。
中国专利CN101323650和CN101628950中报道了一种磺酰基化合物用作烯烃聚合催化剂。在烯烃聚合催化剂中通过使用这种磺酰基化合物作为给电子体制备的催化剂，在用于丙烯聚合时，有较高的聚合活性和立体定向性，但都还不太令人满意，且其分子量分布和氢调敏感性也有待于考察。
目前报道过的给电子体大多为含氧、氮、磷、硫的化合物。在这些催化剂聚合体系中，给电子体对活性、立体定向性、分子量分布和聚合物性能都有不同程度的影响。
本发明人通过大量试验发现，在烯烃聚合催化剂中通过使用一种新的含有特定官能团磺酰胺与吡啶环相结合的化合物作为给电子体，可得到综合性能优良的催化剂，在用于丙烯聚合时，该催化剂具有高的活性和很好的立构规整性，催化剂氢调敏感性好，所得聚丙烯树脂具有较宽的分子量分布，催化剂的综合性能优良。
发明内容
本发明的目的之一在于提供了一种用于CH2=CHR烯烃聚合反应的催化剂组分，其中R为氢或C1-C12的烷基或芳基，该催化剂组分包含镁、钛、卤素和给电子体，该给电子体选自下述通式（Ⅰ）中的至少一种化合物：
通式（Ⅰ）的化合物中：其中R1、R2可相同或不相同，各独立选自C1～C10的直链或支链的烷基或环烷基、C6～C20的芳基或芳烷基、氢、卤素、氰基、酰基、酯基、酰氨基或氨基。
优选R1、R2各独立选自C1～C6的直链或支链的烷基或环烷基、氢、卤素、氰基；适宜的卤素例子为：氟、氯、溴和碘，优选氯。
进一步优选R1、R2为C1～C4的直链或支链的烷基、氢、卤素、氰基。适宜的R1和R2烷基基团的例子为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基。
具体地，通式（Ⅰ）的化合物可选自下述化合物：
N-(2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-溴-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-溴-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-溴-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-溴-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-碘-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-碘-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-碘-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-碘-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3,5-二氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3,5-二溴-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3,5-二碘-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-三氟甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-三氟甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-三氟甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-乙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-一基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-乙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-乙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-异丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-异丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-异丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-异丙基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-异丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-异丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-异丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-异丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-叔丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-叔丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-叔丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-叔丁基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(3-氰基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(4-氰基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(5-氰基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺，N-(6-氰基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺等。
本发明所述的用于烯烃聚合的催化剂组分，优选地包含钛化合物、镁化合物和选自具有上述通式（Ⅰ）的化合物的反应产物。
其中所用的镁化合物选自二卤化镁、烷氧基镁、烷基镁、二卤化镁的水合物或醇合物和二卤化镁分子式中其中一个卤原子被烃氧基或卤代烃氧基所置换的衍生物中的一种，或它们的混合物。优选二卤化镁或二卤化镁的醇合物，例如二氯化镁、二溴化镁、二碘化镁以及它们的醇合物。
其中用于烯烃聚合的催化剂组分，其所采用的镁化合物优选为二卤化镁的醇合物。
其中所用的钛化合物可选用通式为TiXm(OR1)4-m的化合物,式中R1为碳原子数为1～20的烃基，X为卤素，m＝1～4。例如：四氯化钛、四溴化钛、四碘化钛、四丁氧基钛、四乙氧基钛、一氯三乙氧基钛、二氯二乙氧基钛、三氯一乙氧基钛，优选四氯化钛。
所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，该催化剂组分的制备中，各反应物组分以每摩尔镁化合物计，钛化合物为0.5～150摩尔，通式（Ⅰ）的化合物为0.02~0.5摩尔。
所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中所述通式（Ⅰ）的化合物占催化剂组分的质量含量为3%~25%。
所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中所述钛占催化剂组分的质量含量为1%~8%，镁占催化剂组分的质量含量为8%~30%。
优选的，所述用于烯烃聚合反应的催化剂各组分，其中通式（Ⅰ）的化合物占催化剂组分的质量含量为5%~20%，钛占催化剂组分的质量含量为1%~5%，镁占催化剂组分的质量含量为10%~25%。
可选择按下述的方法来制备本发明的固体催化剂组分。
首先，将镁化合物例如二卤化镁溶解于由有机环氧化合物、有机磷化合物和惰性稀释剂组成的溶剂体系中，形成均匀溶液后与钛化合物混合，在助析出剂存在下，析出固体物；此固体物采用选自通式（Ⅰ）的化合物进行处理，使其载附于固体物上，必要时，再用四卤化钛和惰性稀释剂对固体物进行处理，其中助析出剂可选用有机酸酐、有机酸、醚、酮中的一种，或它们的混合物。具体如：乙酸酐、邻苯二甲酸酐、丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、均苯四甲酸二酐、醋酸、丙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙酮、甲乙酮、二苯酮、甲醚、乙醚、丙醚、丁醚、戊醚。
上述的有机环氧化合物、有机磷化合物和助析出剂等公开于中国专利CN85100997中，其相关内容在此引用作为参考。
特别指出的是镁化合物，可溶解在含有机环氧化合物和有机磷化合物的溶剂体系中，也可溶解在1,3-二醇酯化合物中。其中有机环氧化合物包括碳原子数在2～8的脂肪族烯烃、二烯烃或卤代脂肪族烯烃或二烯烃的氧化物、缩水甘油醚和内醚中的至少一种。具体化合物如：环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、丁二烯氧化物，丁二烯双氧化物、环氧氯丙烷、甲基缩水甘油醚、二缩水甘油醚、四氢呋喃。
其中有机磷化合物包括正磷酸或亚磷酸的烃基酯或卤代烃基酯，具体如：正磷酸三甲酯、正磷酸三乙酯、正磷酸三丁酯、正磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三苯甲酯。
所述各组分以每摩尔镁化合物计，有机环氧化合物为0.2～10摩尔，有机磷化合物为0.1～3摩尔，助析出剂为0～1.0摩尔，钛化合物为0.5～150摩尔，通式（Ⅰ）的化合物为0.02~0.5摩尔。
按照另一种方法，是将本发明所述的钛化合物,具体如TiCl4，与通式为MgCl2·pROH的加合物反应而制备固体催化剂组分。在MgCl2·pROH中，p是0.1～6的数，优选2～3.5，且R是具有1～18个碳原子的烃基。加合物可以通过以下方法适宜地制成球状：在不与加合物混溶的惰性烃存在下，将醇（ROH）和MgCl2混合，使该乳液迅速急冷，从而使加合物以球形颗粒的形式固化。如此得到的加合物可以直接与钛化合物反应，或者其在与钛化合物反应前可以预先经过热控制的脱醇作用（80～130℃）以得到一种加合物，其中醇的摩尔数一般低于3，优选在0.1和2.7之间。可以通过将加合物（脱醇的或其本身）悬浮在冷的TiCl4（一般0℃）中，并将混合物程序升温至80～130℃并在此温度下保持0.1～2小时，来进行与钛化合物的反应。TiCl4处理可以进行一次或者多次。在用TiCl4处理期间可以加入上述的本发明通式（Ⅰ）化合物进行处理，这种处理也可以重复一次或者多次。
下面只是具体地列举了几个制备催化剂的方法，而不是将本发明所涉及的催化剂的制备限定于此。
方法一：如按照专利CN1506384所公开的方法制备催化剂。首先，将镁化合物与有机醇化合物按2～5摩尔比和惰性溶剂混合，升温至120～150℃，按镁/酐(苯酐)摩尔比5～10反应1～5小时。
然后按照钛/镁摩尔比20～50将冷至室温的醇合物加入到预冷至-15～-40℃的钛化合物溶液中，升温至90～110℃，按照镁/内给电子体摩尔比2～10加入一种选自式（Ⅰ）的化合物在100～130℃反应1～3小时，过滤分离出固体颗粒。
再按照钛/镁摩尔比20～50将固体颗粒加入到钛化合物溶液中，搅拌并在100～130℃反应1.5～3小时，过滤分离出固体颗粒。
最后用50～80℃的惰性溶剂洗涤固体颗粒，干燥后得到催化剂。
方法二：按照专利CN85100997所公开的方法制备，首先，将镁化合物溶解于由有机环氧化合物、有机磷化合物和惰性稀释剂组成的溶剂体系中，形成均匀溶液后与钛化合物混合，在助析出剂存在下，析出固体物；此固体物采用选自通式（Ⅰ）的化合物进行处理，使其载附于固体物上，必要时，再用四卤化钛和惰性稀释剂对固体物进行处理，其中助析出剂为有机酸酐、有机酸、醚、酮、酯中的一种，或它们的混合物。具体如：乙酸酐、邻苯二甲酸酐、丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、均苯四甲酸二酐、醋酸、丙酸、丁酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙酮、甲乙酮、二苯酮、甲醚、乙醚、丙醚、丁醚、戊醚、琥珀酸酯、丙二酸酯、戊二酸酯、2,4-戊二醇酯、3,5-庚二醇酯。
所述各组分以每摩尔卤化镁计，有机环氧化合物为0.2～10摩尔，有机磷化合物为0.1～3摩尔，助析出剂为0～1.0摩尔，钛化合物为0.5～150摩尔，通式（Ⅰ）的化合物为0.02~0.5摩尔。
方法三：按照专利CN1091748所公开的方法制备催化剂组分。氯化镁醇合物熔体在白油与硅油的分散剂体系中经高速搅拌分散，形成乳化液，卸入冷却液中迅速冷却定型，形成氯化镁醇合物微球。冷却液为沸点较低的惰性烃类溶剂，如石油醚、戊烷、己烷、庚烷等。所得氯化镁醇合物微球经洗涤、干燥为球形载体，其醇与氯化镁的摩尔比为2～3，以2～2.5为好。载体粒径为10～300微米，以30～150微米最好。
用过量的四氯化钛在低温处理上述球形载体，逐步升温，在处理过程中加入本发明通式（Ⅰ）的给电子体，处理后用惰性溶剂多次洗涤，干燥后得到固体粉末状的球形催化剂。四氯化钛与氯化镁的摩尔比为20～200，以30～60为好；起始处理温度为-30～0℃，以-25～-20℃为佳；最终处理温度为80～136℃，以100～130℃为佳。
所得球形催化剂具有如下特征：钛含量（重量）1.5～3.0%，本发明通式（Ⅰ）含量6.0～20.0%，氯含量52～60%，镁含量10～20%，惰性溶剂含量1～6%，催化剂比表面积大于250m2/g。
方法四：也可用二烷氧基镁加入芳香烃化合物中搅拌，形成悬浮液；悬浮液用四价氯化钛在-20～100℃处理，并在0～130℃反应，在此过程中，在-20～130℃加入本发明通式（Ⅰ）给电子体进行反应，得到的固体用芳香烃化合物洗涤；然后在0～130℃在芳香烃溶剂中，再用四价氯化钛处理，最后用惰性溶剂洗涤，抽干，得到固体催化剂。其中每摩尔二烷基镁用四价氯化钛0.5～100mol，给电子体用0.01～10mol。
方法五：用TiCl4或其芳烃溶液在80～130℃下对诸如二烷氧基镁或二芳氧基镁之类的二烃氧基镁化合物进行卤化，用TiCl4或其芳烃溶液进行处理可以重复一次或多次，且在一次或多次这样的处理中加入本发明通式（Ⅰ）的化合物。
方法六：按照专利US4540679所公开的方法制备催化剂。过渡金属化合物（优选为四价钛化合物）和烷氧基镁化合物与本发明通式（Ⅰ）的给电子体以一定的比例在惰性溶剂中进行反应，其中过渡金属元素与镁元素的摩尔比至少为0.5:1，给本发明通式（Ⅰ）的用量最多为1.0摩尔每克钛原子，惰性溶剂须方便去除，并须脱水、脱氧及脱除易使催化剂中毒的气体，反应在-10～170℃进行，反应时间为几分钟到几小时。
制备催化剂的方法还有如将镁化合物，给电子体等在稀释剂中形成乳液，加入钛化合物使其固定得到球形固体，再经处理得到固体催化剂。
本发明的另一个目的在于提供一种用于CH2=CHR烯烃聚合反应的催化剂，其中R为氢或C1～C12的烷基或芳基，包含下述组分的反应产物：
一种上述的含有镁、钛、卤素和选自通式（Ⅰ）的化合物的固体催化剂组分；
（1）烷基铝化合物；
（2）任选地，外给电子体组分。
（3）其中烷基铝化合物为通式为AlRnX3-n的化合物，式中R为氢，碳原子数为1～20的烃基，X为卤素，n为1＜n≤3的数；具体可选自三乙基铝、三丙基铝、三正丁基铝、三异丁基铝、三正辛基铝、三异丁基铝、一氢二乙基铝、一氢二异丁基铝、一氯二乙基铝、一氯二异丁基铝、倍半乙基氯化铝、二氯乙基铝，优选三乙基铝、三异丁基铝。
对于需要立构规整性很高的烯烃聚合物应用时，需加入（3）外给电子体化合物，例如通式为R2 kSi(OR3)4-k的有机硅化合物，式中0≤k≤3，R2和R3为同种或不同的烷基、环烷基、芳基、卤代烷基，R2也可以为卤素或氢原子。例如：三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、甲基叔丁基二甲氧基硅烷，优选环己基甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷。
其中组分（1）、组分（2）和组分（3）之间的比例，以钛:铝:硅之间的摩尔比计为1:5~1000:0~500；优选为1:25~100:25~100。
本发明的烯烃聚合反应按照公知的聚合方法进行，可以在液相或气相中进行，或者也可以在液相和气相聚合阶段组合的操作下进行。采用常规的技术如淤浆法、气相流化床等，其中烯烃选自乙烯、丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯和1-己烯，特别丙烯的均聚合与或丙烯其他烯烃的共聚合。较好地是采用以下反应条件：聚合温度0～150℃，优选60～90℃。
本发明的催化剂可以直接加入反应器中用于聚合过程中。或者，催化剂可以在加入第一个聚合反应器之前进行预聚合。在本发明中，“预聚合催化剂”指以较低转化程度经过聚合步骤的催化剂。根据本发明，所述的预聚合催化剂包含上述的固体催化剂组分与烯烃进行预聚合所得的预聚物，预聚倍数为0.1～1000g烯烃聚合物/g固体催化剂组分。
可以采用与前述烯烃相同的α-烯烃来进行预聚合，其中进行预聚合的烯烃优选为乙烯或丙烯。具体地说，特别优选的是，采用乙烯或其余量最高为20mol%的一种或多种α-烯烃的混合物进行预聚合。优选地，预聚合的催化剂组分的转化程度为约0.2～500克聚合物/克固体催化剂组分。
预聚合工序可以在-20至80℃，优选0～50℃的温度下，在液体中或气相中进行。预聚合步骤可以作为连续聚合工艺中的一部分在线进行，或在间歇操作中独立地进行。为制备量为0.5～20g/g催化剂组分的聚合物，特别优选本发明催化剂与乙烯的间歇预聚合。聚合压力为0.01～10MPa。
本发明的催化剂也适用于生产聚乙烯和乙烯与α-烯烃，如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、4-甲基-1-戊烯的共聚物。
值得指出的是本发明通过采用新型的内给电子体化合物，可得到综合性能优良的催化剂，在用于丙烯聚合时，该催化剂具有较高的活性，氢调敏感性好，所得聚丙烯树脂具有较宽的分子量分布，催化剂的综合性能优良。
具体实施方式
下面给出的实施例是为了说明本发明，而不是对本发明进行限制。
测试方法
熔点：采用XT4A显微熔点测定仪（控温型）。
核磁共振的测定：使用Bruke dmx300核磁共振仪仪器测定1H-NMR（300MHz，溶剂CDCl3，TMS为内标，测定温度300K）。
聚合物等规指数II：采用庚烷抽提法测定（庚烷沸腾抽提6小时）：2克干燥的聚合物样品，放在抽提器中用沸腾庚烷抽提6小时后，将剩余物干燥至恒重所得的聚合物重量（g）与2的比值即为等规指数。
熔融指数MI：使用熔融指数仪在230℃、2.16kg压力下，根据ASTMD1238-99《用挤压塑性计测定热塑性熔化流率的标准试验方法》测定。
聚合物分子量及分子量分布：采用Waters公司Waters Alliance GPC2000凝胶渗透色谱仪测定，1,2,4-三氯苯为溶剂，苯乙烯为标样。
化合物的合成
实施例1  化合物N-(2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基吡啶（4.7g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体14.3g，产率80%，mp=41～42℃。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：7.46～7.55(2H,m,ArH)，7.91～7.97(1H,d,ArH)，8.62～8.63（1H,d,ArH）。
实施例2  化合物N-(3-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基-5-氯吡啶（6.4g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体14.9g，产率76%，mp=46～48℃。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：7.41(H,d,ArH)，7.50（1H,d,ArH），7.90～7.91(1H,t,ArH)。
实施例3  化合物N-(4-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基-4-氯吡啶（6.4g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体14.7g，产率75%，mp=47～48℃。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：7.42(H,d,ArH)，7.90(1H,t,ArH)，8.58（1H,s,ArH）。
实施例4  化合物N-(5-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基-3-氯吡啶（6.4g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体15.3g，产率78%，mp=48～49℃。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：7.46(H,d,ArH)，7.48(1H,d,ArH)，8.60（1H,d,ArH）。
实施例5  化合物N-(6-氯-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基-3-氯吡啶（6.4g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体14.9g，产率76%，mp=50～51℃。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：7.42(H,d,ArH)，7.90～7.91(1H,t,ArH)，8.63（1H,s,ArH）。
实施例6  化合物N-(4-氰基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基-5-氰基吡啶（6.0g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体16.3g，产率85%。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：7.52(H,d,ArH)，7.91(1H,d,ArH)，8.98（1H,s,ArH）。
实施例7  化合物N-(4-甲基-2-吡啶基)-N,N-二（三氟甲基磺酰）胺的合成
在一个500mL的反应瓶中，氮气吹排后，在氮气存在下加入2-氨基-5-甲基吡啶（6.0g，0.05mol）、吡啶（9.7mL，0.12mol）和二氯乙烷（150mL），混合物在搅拌下冷却到-78℃，逐滴加入三氟甲烷磺酸酐（20.2mL，0.12mol）和二氯乙烷（50mL）的混合物，加完后在此温度下搅拌2h。然后逐步升温至室温，在室温下反应20h，加入50mL水终止反应。分出水相并用二氯乙烷萃取2次，合并有机相，分别用10%氢氧化钠水溶液和饱和食盐水洗涤，有机相用无水硫酸钠干燥后除去溶剂。柱层析，用石油醚:乙酸乙酯的混合物作洗脱剂，得到产品白色固体13.4g，产率72%。
1H-NMR(δ,ppm,TMS,CDCl3)：2.63(3H,s,CH3)，7.42(H,d,ArH)，7.62(1H,m,ArH)，8.42（1H,m,ArH）。
实施例1~6及对比例1固体催化剂组分的制备
将上述合成的化合物按下述方法分别制备烯烃聚合固体催化剂组分
在氮气保护下，将4.8g无水氯化镁、19.5g异辛醇和19.5g癸烷溶剂加入到装有搅拌器的500mL反应器中，加热至130℃，反应1.5小时至氯化镁完全溶解，加入1.1g苯酐，继续维持130℃反应1小时得到醇合物溶液；将醇合物冷却至室温。在氮气保护下，将上述醇合物滴加到预冷至-22℃的120mL四氯化钛溶液中，缓慢升温至100℃，加入10mmol的本发明通式（Ⅰ）的化合物，升温至110℃维持2小时，趁热过滤，加四氯化钛120mL，升到110℃反应1小时，过滤，用无水己烷洗涤固体颗粒4次，干燥后得到固体催化剂。
对比例
按上述实施例的固体催化剂组分的制备方法，只是将内给电子体替换为N-(3-氯苯)-二（三氟甲基磺酰基）亚胺。
丙烯聚合
容积为5L的不锈钢反应釜，经气体丙烯充分置换后，加入AlEt32.5mL，甲基环己基二甲氧基硅烷（CHMMS）5mL使Al/Si（mol）=25，再加入上述制备的固体组分10mg以及1.2L氢气，通入液体丙烯2.5L，升温至70℃，维持此温度2h，降温，放压，出料得PP树脂。计算催化剂的活性，测定所得聚合物的等规指数和分子量分布，具体结果见表1。
表1
Figure BDA00001779800100161
由表1的数据可以看出，本发明的催化剂组分用于丙烯聚合时，可以得到令人满意的聚合活性，且聚合物的立体定向性较高，氢调敏感性较好（同样聚合条件下，所得到的熔融指数较高），所得聚合物的分子量分布较宽，综合性能较好。

Claims (15)

1.用于烯烃聚合的催化剂组分，其包含镁、钛、卤素和给电子体化合物，该给电子体化合物选自下述通式（Ⅰ）化合物中的至少一种：
其中R1、R2可相同或不相同，各独立选自C1～C10的直链或支链的烷基或环烷基、C6～C20的芳基或芳烷基、氢、卤素、氰基、酰基、酯基、酰氨基或氨基。
2.根据权利要求1所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中所述通式（Ⅰ）的化合物中，R1、R2各独立选自C1～C6的直链或支链的烷基或环烷基、氢、卤素、氰基。
3.根据权利要求2所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中所述通式（Ⅰ）的化合物中，R1、R2各独立选自C1～C4的直链或支链的烷基、氢、卤素、氰基。
4.根据权利要求1～3之一所述的用于烯烃聚合的催化剂组分，其包含钛化合物、镁化合物和选自通式（Ⅰ）的化合物的反应产物；
其中所述的镁化合物选自二卤化镁、烷氧基镁﹑烷基镁﹑二卤化镁的水合物或醇合物和二卤化镁分子式中其中一个卤原子被烷氧基或卤代烷氧基所置换的衍生物中的一种，或它们的混合物；
钛化合物为通式为TiXm(OR1)4-m，式中R1为碳原子数为1～20的烃基，X为卤素，m＝1～4。
5.根据权利要求4所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，该催化剂组分的制备中，各反应物组分以每摩尔镁化合物计，钛化合物为0.5～150摩尔，通式（Ⅰ）的化合物为0.02~0.5摩尔。
6.根据权利要求4所述的用于烯烃聚合的催化剂组分，其所采用的镁化合物溶解在含有机环氧化合物和有机磷化合物的溶剂体系中。
7.根据权利要求4所述的用于烯烃聚合的催化剂组分，其所采用的镁化合物为二卤化镁的醇合物。
8.根据权利要求4~7所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中所述通式（Ⅰ）的化合物占催化剂组分的质量含量为3%~25%。
9.根据权利要求8所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中钛占催化剂组分的质量含量为1%~8%，镁占催化剂组分的质量含量为8%~30%。
10.根据权利要求4~7所述的用于烯烃聚合反应的催化剂组分，其中所述通式（Ⅰ）的化合物占催化剂组分的质量含量为5%~20%，钛占催化剂组分的质量含量为1%~5%，镁占催化剂组分的质量含量为10%~25%。
11.一种用于CH2=CHR烯烃聚合反应的催化剂，其中R为氢或C1～C12的烷基或芳基，包含下述组分的反应产物：
（1）权利要求1～10之一所述的催化剂组分；
（2）烷基铝化合物；
（3）任选地，外给电子体组分。
12.根据权利要求11所述的催化剂，其中外给电子体组分选自通式R2 kSi(OR3)4-k的化合物，式中0≤k≤3，R2和R3为同种或不同的烷基、环烷基、芳基、卤代烷基﹑氨基，R任选地为卤素或氢原子。
13.一种用于烯烃CH2=CHR聚合的预聚合催化剂，其中R为氢或C1～C12的烷基基团，所述预聚合催化剂包含一种按照权利要求1～11中任一项所述的固体催化剂组分或催化剂，与烯烃进行预聚合所得的预聚物，预聚倍数为0.1～1000g烯烃聚合物/g固体催化剂组分。
14.根据权利要求13所述的预聚合催化剂，其中进行预聚合的烯烃为乙烯或丙烯。
15.用于烯烃CH2=CHR聚合的方法，其中R为氢或1～12个碳原子的烃基基团，在权利要求11、12中任一项所述的催化剂或权利要求13、14中任一项所述的预聚合催化剂存在下进行。
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