CN105056995A - 一种手性ncn型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂、制备方法及应用 - Google Patents

一种手性ncn型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂、制备方法及应用 Download PDF

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CN105056995A CN201510436109.4A CN201510436109A CN105056995A CN 105056995 A CN105056995 A CN 105056995A CN 201510436109 A CN201510436109 A CN 201510436109A CN 105056995 A CN105056995 A CN 105056995A
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李晓芳
李婷婷
杜改霞
张鹏飞
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Abstract

本发明是关于一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，制备方法及应用，属于催化技术领域。所述催化剂合成原料易得，合成路线简单。经济环保，价格低廉。合成催化剂的配体可通过间苯二甲酰氯和相应的氨醇直接合成。通过配体和金属源一步反应，即可得到相应的催化剂。该催化剂可用于各种烯烃和炔烃高选择性均聚合和共聚合反应，得到一系列具有特定结构和性能的聚烯烃或聚炔烃材料。例如该催化剂在助催化剂的作用下，可以高活性高选择性催化2-乙烯基吡啶聚合反应，得到聚2-乙烯基吡啶材料。

Description

一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂、制备方法及应用
技术领域
本发明是关于一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，制备方法及应用。属于催化技术领域。
背景技术
聚烯烃是全球消费量最大的合成树脂种类，世界各国特别是发展中国家对聚烯烃的需求在持续增加。由于聚烯烃材料具有非常优异的性能，如良好的机械性能，热性能，加工性能，抗腐蚀性能，医用性能等。因此，日常生活中聚烯烃材料无处不在。特别是含有极性功能基团的聚合物材料，与不含极性功能基团同类型聚合物相比，由于其在制备功能材料中的应用及独特的表面性质，正在引起人们极大的兴趣。但由于含有的极性功能基团通常会与金属中心配位而使催化剂中毒，目前能用于催化此类单体，例如极性乙烯基单体的催化剂还较少。虽然在合成含有可调控功能基团的高分子量的聚合物方面已经取得一些进展，但往往得到的聚合物选择性不好，或分子量不高。使该类聚合物的应用受到很大限制。因此开发能催化合成高分子量，高选择性的含有极性功能基团的聚合物的催化剂正在引起人们的日益关注。
在不对称催化中，为了提高产物的选择性，人们将手性配体引入催化剂体系中，使金属中心获得手性配位空间，从而获得高的选择性。但目前通过将手性引入到催化剂中用于烯烃聚合，获得高选择性的聚合物还很少见。在这些手性配体当中，手型双噁唑啉苯基配体(Phebox-)是一种通用的手性配体。Phebox由两个恶唑啉环和中心苯环构成。中心苯环能形成碳负离子从而与金属形成强烈的C-M共价键稳定配合物，同时为反应试剂和底物提供手性配位空间。双噁唑啉苯基配体容易制备，通过间苯二甲酰氯与相应的手性胺醇反应即可将手性引入配体。而且可以通过对苯环和杂环进行修饰得到不同的空间位阻和电子环境的手性配体。到目前为止，它的过渡金属化合物在不对称烷基化，迈克加成，Diels–Alder反应，烯烃的硅氢化，不对称共轭加成等有机小分子反应中有着广泛的应用，可以得到高选择性，高ee值的产物。
本文通过结合手性双噁唑啉配体在不对称催化中的良好选择性以及稀土在催化烯烃聚合中的高的活性，催化获得高分子量，高选择性的聚合物。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂；本发明的目的之二在于提供一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的制备方法；本发明的目的之三在于提供一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，其特征在于：所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂结构如下：
其中，R1、R2、R3是苯环上的取代基；R4、R5是恶唑啉杂环上与氧原子相邻的碳上的取代基；R6是恶唑啉杂环上与氮相邻的碳上的取代基；R7、R8是与稀土金属相连的引发基团；Ln是稀土金属；
R1、R2、R3为相同或不同的基团，均为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正丁基、烷氧基、氨基、碘原子、溴原子、硝基、苯基、苄基和腈基中的一种；
R4、R5为相同或不同的基团，为氢原子，甲基，乙基，苯基，苄基正戊基、苯基、苄基、2,6-二异丙基苯基；
R6为氢原子、甲基、乙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、苄基；
R7、R8为相同或不同的基团，均优选烷基、三甲基硅甲基、烷氧基、苄基、环戊二烯基、茚基、芴基和卤素F、Cl、Br、I中的一种；
X为氧或硫中的一种；
Ln为钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nb)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)中的一种；
一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的制备方法，所述合成方法步骤如下：
(1)制备手性NCN型双噁唑啉苯基配体；
将氨醇和三乙胺溶于二氯甲烷中，在0℃，缓慢滴加间苯二甲酰氯的二氯甲烷溶液，滴毕撤去冰浴，在室温下搅拌1h。然后将反应液冷至0℃，将甲磺酰氯缓慢滴加到反应液中，滴毕，在室温下反应过夜。在0℃下，将碳酸钾溶液滴入反应液中淬灭反应。乙酸乙酯萃取，有机层用饱和食盐水洗涤，干燥，旋去溶剂。柱层析分离得到配体。
(2)制备手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂；
在手套箱中，甲苯作溶剂，50ml茄型瓶作反应容器，将三烷基化合物Ln(CH2SiMe3)3(thf)n(Ln为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种)的甲苯溶液逐滴滴加到配体的甲苯溶液中。配体和金属源的比例为1：1。室温下反应3h,减压除去溶剂。然后用正己烷萃取，过滤，抽干滤液。剩余固体重结晶。得到所要的催化剂。
一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，所述的手型NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂与烷基铝试剂和有机硼盐组成催化体系，用于催化支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体的均聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中任意两种的共聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体分别与CO2的共聚反应；其中，烷基铝试剂、有机硼盐与双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的摩尔比为0～100:1～100:1；其中烷基铝试剂是分子式为AlX3的烷基铝、分子式为HAlX2的烷基氢化铝、分子式为AlX2Cl的烷基氯化铝或铝氧烷中的一种，X为烷基。
所述均聚反应的步骤如下：
将反应器置于手套箱中，向反应器中依次加入稀土金属催化剂，良溶剂，烷基铝试剂，单体a，有机硼盐，在搅拌下反应0.1～72h后将反应器取出，加入链终止剂，使反应中止；将反应液用无水乙醇，石油醚，或正己烷进行沉降，析出固体物质，将所述固体物质在30℃～70℃下真空干燥，除去溶剂至恒重，得到均聚产物；
其中，单体a，烷基铝试剂，有机硼盐与稀土金属催化剂的摩尔比为200～10000:0～100:1～100:1；反应温度为-30～90℃；良溶剂用量为5～40mL。单体a支链烯烃、环烯烃、炔烃或极性单体中的一种。
所述共聚反应的步骤如下：
将反应器置于手套箱中，向反应器中依次加入稀土金属催化剂，良溶剂，烷基铝试剂，单体b和单体c，有机硼盐，在搅拌下反应0.1～72h后将反应器取出，加入链终止剂，使反应中止；将反应液用乙醇进行沉降，析出固体物质，将所述固体物质在30℃～70℃下真空干燥，除去溶剂至恒重，得到共聚产物；
其中，单体b和单体c，烷基铝试剂，有机硼盐与稀土金属催化剂的摩尔比为200～10000:200～10000:0～100:1～100:1；反应温度为-30～90℃；良溶剂用量为5～40mL；单体b为支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中的一种，单体c为支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中的一种和CO2。
所述烷基铝为三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝、乙基二对甲苯基铝和二乙基苄基铝中的一种；
所述烷基氢化铝为氢化二甲基铝、氢化二乙基铝、氢化二正丙基铝、氢化二正丁基铝、氢化二异丙基铝、氢化二异丁基铝、氢化二戊基铝、氢化二己基铝、氢化二环己基铝、氢化二辛基铝、氢化二苯基铝、氢化二对甲苯基铝、氢化二苄基铝、氢化乙基苄基铝和氢化乙基对甲苯基铝中的一种；
所述烷基氯化铝为氯化二甲基铝、氯化二乙基铝、氯化二正丙基铝、氯化二正丁基铝、氯化二异丙基铝、氯化二异丁基铝、氯化二戊基铝、氯化二己基铝、氯化二环己基铝、氯化二辛基铝、氯化二苯基铝、氯化二对甲苯基铝、氯化二苄基铝、氯化乙基苄基铝和氯化乙基对甲苯基铝中的一种；
所述铝氧烷为甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、正丙基铝氧烷和正丁基铝氧烷中的一种；
所述的有机硼盐为三(五氟苯)硼烷、苯基-二甲基氨基-四苯基硼盐、苯基-二甲基氨基-四(五氟苯)硼盐、三苯基(甲基)-四(五氟苯)硼盐中的一种或多种；
所述支链烯烃为乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、2-己烯、3-己烯、1-庚烯、2-庚烯、1-辛烯、2-辛烯、1-癸烯、2-癸烯、1-十二碳烯、2-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯，苯乙烯、1-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-氯甲基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、1,5-戊二烯、1,6-己二烯、二乙烯基苯、月桂烯、罗勒烯中的一种；
所述的炔烃为乙炔、对苯乙二炔、二乙炔基芳烃或苯基乙炔(苯基对位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基、氨基、磺酸酯基(甲酯、乙酯)、巯基、甲氧基、乙氧基、硝基；间位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基或苯基乙炔(苯基对位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基、氨基、磺酸酯基(甲酯、乙酯)、巯基、甲氧基、乙氧基、硝基；邻位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基及均三甲基或均三乙基或苯基乙炔(苯基对位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基、氨基、磺酸酯基(甲酯、乙酯)、巯基、甲氧基、乙氧基、硝基)中的一种；
所述环烯烃为环戊二烯、1,3-环己二烯、降冰片烯、降冰片二烯、亚乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、苯基降冰片烯、降冰片烯碳酸甲酯、降冰片烯碳酸乙酯、二环戊二烯中的一种；
所述的极性单体环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、异环氧丁烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、甲基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基亚己基缩水甘油醚、三氟环氧丙烷、为ε-己内酯、β-丁内酯、δ-戊内酯、丙交酯、乙交酯和3-甲基-乙交酯、2-乙烯基吡啶、2-烷氧基苯乙烯、乙烯基磷酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、2-异丙烯基-2-氧唑啉中的一种。
所述的链终止剂为无水乙醇或含2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的乙醇，以乙醇的体积为100％计，其中，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚所占体积比为5％，良溶剂为甲苯。
有益效果
(1)本发明所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，以氨醇、间苯二甲酰氯为初始原料，原料价廉易得，易于修饰；
(2)本发明所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的制备方法，经济效率高、环保性好，适合工业化生产；
(3)本发明所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂与烷基铝试剂和有机硼盐组成的催化体系，用于催化支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体的均聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中任意两种的共聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体分别与CO2的共聚反应，得到一系列具有特定结构的新型聚合材料；
(4)本发明所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，在2-乙烯基吡啶的催化聚合中有很高的催化活性和选择性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合实施例进一步阐述本发明。
以下实施例中聚合活性由公式Activity＝(m·yeild)/(ncat·time)计算得出。其中，Activity为聚合活性，单位为kg·mol-1·h-1，m为单体的质量，yield为产率，ncat为催化剂物质的量，time为聚合所用时间。
实施例1
(1)手型NCN型双噁唑啉配体[(S,S)-Phebox-iPr]H的制备
首先，在氮气氛下，将间苯二甲酰氯(1.02g,5mmol)加入到三口瓶中，加入二氯甲烷溶解，加入三乙胺(7.6g，75mmol)。在0℃下，加入L-缬氨醇(1.03g,10mmol)的二氯甲烷溶液。滴加完毕后，恢复至室温反应1h。然后在0℃下缓慢滴入甲基磺酰氯(1.26g,11mmol)，滴毕恢复至室温反应5h。在0℃下，将碳酸钾水溶液加入到反应液中淬灭反应，混合物用乙酸乙酯萃取，有机层用饱和食盐水洗涤，硫酸钠干燥。过滤旋去溶剂。粗产品通过柱层析得到产品1.2g,产率为74％。
(2)[(S,S)-Phebox-iPr]Sc(CH2SiMe3)2催化剂的制备
在手套箱中，称量三烷基钪(1.502g,3.33mmol)置于反应瓶中，用甲苯溶解，称量[(S,S)-Phebox-iPr]H配体(1g,3.33mmol)用甲苯溶解，在室温下，将配体缓慢逐滴加入到反应瓶中,反应3h。减压除去有机溶剂，然后用正己烷萃取，过滤所得清液抽干后重结晶得到[(S,S)-Phebox-iPr]Sc(CH2SiMe3)2催化剂1.18g，产率为68.73％。
实施例2
(1)手型NCN型双噁唑啉配体[(S,S)-Phebox-iBu]H的制备
具体步骤与实施例1中配体[(S,S)-Phebox-iPr]H方法类似，不同的是将L-缬氨醇换为L-亮氨醇，得到配体1.15g,产率为70％。
(2)[(S,S)-Phebox-iBu]Sc(CH2SiMe3)2催化剂的制备
具体步骤与实施例1中[(S,S)-Phebox-iPr]Sc(CH2SiMe3)2方法类似，不同的是将配体[(S,S)-Phebox-iPr]H替换成[(S,S)-Phebox-iBu]H。得到[(S,S)-Phebox-iBu]Sc(CH2SiMe3)2催化剂1g，产率为60.24％。
实施例3
(1)手型NCN型双噁唑啉配体[(S,S)-Phebox-Ph]H的制备
具体步骤与实施例1中配体[(S,S)-Phebox-iPr]H方法类似，不同的是将L-缬氨醇替换成L-苯苷氨醇，得到产品1.1g,产率为60％。
(2)[(S,S)-Phebox-Ph]Sc(CH2SiMe3)2催化剂的制备
具体步骤与实施例1中[(S,S)-Phebox-iPr]Sc(CH2SiMe3)2方法类似，不同的是将配体[(S,S)-Phebox-iPr]H替换成[(S,S)-Phebox-Ph]H，得到[(S,S)-Phebox-Ph]Sc(CH2SiMe3)2催化剂1.03g，产率为65％。
实施例4
在手套箱中，向50mL茄型瓶中依次加入2.5mL[Ph3C][B(C6F5)4](20μmol,18mg)的甲苯溶液，2.5mL[(S,S)-Phebox-Ph]Sc(CH2SiMe3)2(20μmol,11.7246mg)的甲苯溶液，200μmol的AliBu3，在室温下搅拌几分钟后，用注射器加人1mL2-乙烯基吡啶。室温反应6h。将聚合物拿出手套箱用0.5mL的无水乙醇终止反应，将聚合物用大量的石油醚沉降，过滤，得到白色胶状固体。聚合物在70℃下真空干燥至恒重。得到聚(2-乙烯基吡啶),1.05g,产率为100％。聚合活性为14.93kg·mol-1·h-1，数均分子质量Mn＝2×104,Mw/Mn＝为1.12，mmmm选择性为96％。
实施例5
在手套箱中，向50mL茄型瓶中依次加入2.5mL[(S,S)-Phebox-Ph]Sc(CH2SiMe3)2(20μmol,11.7246mg)的甲苯溶液,2.5mL[Ph3C][B(C6F5)4](20μmol,18mg)的甲苯溶液,搅拌几分钟，在搅拌下用注射器加入异戊二烯单体10mmol，反应液在室温下剧烈搅拌1h。将反应物拿出手套箱，用含5％BHT的无水乙醇终止反应。反应液用大量的无水乙醇沉降，得到白色粘稠胶状固体。将聚合物在40℃下真空干燥至恒重。得到聚异戊二烯0.68g，产率为100％。聚合活性为58.08kg·mol-1·h-1，Mn为2.6×104，Mw/Mn＝1.32，cis-1.4选择性为85％。
实施例6
过程同实施例5，不同的是将单体替换为罗勒烯，反应7h，聚合物在30℃下真空干燥至恒重。得到聚罗勒烯1.36g，产率为100％。聚合活性为18.74kg·mol-1·h-1，Mn为2.0×104，Mw/Mn＝3.4，cis-1,4-选择性为98％。
实施例7
过程同实施例4，不同的是将单体替换为甲基丙烯酸甲酯，反应时间4h。，得到PMMA1g,产率为100％。聚合活性为21.32kg·mol-1·h-1，Mn为1×104，Mw/Mn＝1.5。
实施例8
过程同实施例4，不同的是将单体替换为2-isopropenyl-2-oxazoline(IPOx)10mmol，反应时间5h。反应液用过量的正己烷沉降。得到PIPOx0.94g,产率为99％,聚合活性为16.03kg·mol-1·h-1数均分子质量为3.1×104，Mw/Mn＝2.4,mmmm选择性>90％。
实施例9
过程同实施例4,不同的是将催化剂替换为[(S,S)-Phebox-iPr]Sc(CH2SiMe3)2，单体替换为1,3-环己二烯，除单体外，其它物质的量均加倍，反应液在70℃下剧烈搅拌6h。用含5％BHT的无水乙醇终止反应，大量的无水乙醇沉降。将聚合物在60℃下真空干燥至恒重。得到PCHD0.588g，产率为70％。聚合活性为4.73kg·mol-1·h-1，Mn为2×103，分子量分布为1.9，cis-1.4选择性为54％。
实施例10
过程同实施例4，不同的是加入1mL2-乙烯基吡啶，反应4h后。接着加入1mL的苯乙烯。在室温下反应2h。用0.5mL的无水乙醇终止反应。反应液倒入大量的乙醇中沉淀聚合物。聚合物在60℃下真空干燥至恒重。得到聚合物1.5g，产率75％，Mn为3×104,，Mw/Mn＝3.4。
实施例11
过程同实施例4，不同的是反应温度为50℃，反应时间为3h。得到聚(2-乙烯基吡啶)1.05g,产率为100％。聚合活性为29.86kg·mol-1·h-1，数均分子质量Mn＝3×104,Mw/Mn＝1.6，mmmm选择性为90％。
实施例12
过程同实施例5，反应温度为-30℃，反应时间3h。得到聚异戊二烯0.517g，产率为76％。聚合活性为8.61kg·mol-1·h-1，Mn为2.1×104，Mw/Mn＝1.4，cis-1.4选择性为95％。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，其特征在于：所述手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的结构式有如下Ⅰ一种：
其中，R1、R2、R3是苯环上的取代基；R4、R5是恶唑啉杂环上与氧原子相邻的碳上的取代基；R6是恶唑啉杂环上与氮相邻的碳上的取代基；R7、R8是与稀土金属相连的引发基团；Ln是稀土金属。
2.根据权利要求1所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，其特征在于：
R1、R2、R3为相同或不同的基团，均为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正丁基、烷氧基、氨基、碘原子、溴原子、硝基、苯基、苄基和腈基中的一种；
R4、R5为相同或不同的基团，为氢原子，甲基，乙基，苯基，苄基正戊基、苯基、苄基、2,6-二异丙基苯基；
R6为氢原子、甲基、乙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、苄基；
R7、R8为相同或不同的基团，均优选烷基、三甲基硅甲基、烷氧基、苄基、环戊二烯基、茚基、芴基和卤素F、Cl、Br、I中的一种；
X为氧或硫中的一种；
Ln为钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nb)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)中的一种。
3.一种如权利要求1、2所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的制备方法，其特在于：所述方法步骤如下：
(1)制备手性NCN型双噁唑啉配体；
将氨醇和三乙胺溶于二氯甲烷中,在0℃，缓慢滴加间苯二甲酰氯的二氯甲烷溶液，滴毕撤去冰浴，在室温下搅拌1h。然后将反应液冷至0℃，将甲磺酰氯缓慢滴加到反应液中，滴毕，在室温下反应过夜。在0℃下，将碳酸钾溶液滴入反应液中淬灭反应。乙酸乙酯萃取，有机层用饱和食盐水洗涤，干燥，旋去溶剂。剩余物柱层析分离得到配体。
(2)制备手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂；
在手套箱中，甲苯作溶剂，50ml茄型瓶作反应容器，将三烷基化合物Ln(CH2SiMe3)3(thf)n(Ln为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种)的甲苯溶液逐滴滴加到配体的甲苯溶液中。配体和金属源的比例为1：1。室温下反应3h,减压除去溶剂。然后用正己烷萃取，过滤，抽干滤液。重结晶得到所要的催化剂。
4.一种如权利要求1、2所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，其特征在于：所述手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂与烷基铝试剂和有机硼盐组成催化体系，用于催化支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体的均聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中任意两种的共聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体分别与CO2的共聚反应；其中，烷基铝试剂、有机硼盐与双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的摩尔比为0～100:1～100:1；其中烷基铝试剂是分子式为AlX3的烷基铝、分子式为HAlX2的烷基氢化铝、分子式为AlX2Cl的烷基氯化铝或铝氧烷中的一种，X为烷基。
5.根据权利要求4所述的一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，其特征在于：所述催化均聚反应的步骤如下：
将反应器置于手套箱中，向反应器中依次加入稀土金属催化剂，良溶剂，烷基铝试剂，单体a，有机硼盐，在搅拌下反应0.1～72h后将反应器取出，加入链终止剂，使反应中止；将反应液用无水乙醇，石油醚，或正己烷进行沉降，析出固体物质，将所述固体物质在30℃～70℃下真空干燥，除去溶剂至恒重，得到均聚产物；
其中，单体a，烷基铝试剂，有机硼盐与稀土金属催化剂的摩尔比为200～10000:0～100:1～100:1；反应温度为-30～90℃；良溶剂用量为5～40mL。单体a支链烯烃、环烯烃、炔烃或极性单体中的一种。
6.根据权利要求4所述的一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，其特征在于，所述催化共聚反应的步骤如下：
将反应器置于手套箱中，向反应器中依次加入稀土金属催化剂，良溶剂，烷基铝试剂，单体b和单体c，有机硼盐，在搅拌下反应0.1～72h后将反应器取出，加入链终止剂，使反应中止；将反应液用乙醇进行沉降，析出固体物质，将所述固体物质在30℃～70℃下真空干燥，除去溶剂至恒重，得到共聚产物；
其中，单体b和单体c，烷基铝试剂，有机硼盐与稀土金属催化剂的摩尔比为200～10000:200～10000:0～100:1～100:1；反应温度为-30～90℃；良溶剂用量为5～40mL；单体b为支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中的一种，单体c为支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中的一种和CO2。
7.根据权利要求4所述的一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，其特征在于：
所述烷基铝为三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝、乙基二对甲苯基铝和二乙基苄基铝中的一种；
所述烷基氢化铝为氢化二甲基铝、氢化二乙基铝、氢化二正丙基铝、氢化二正丁基铝、氢化二异丙基铝、氢化二异丁基铝、氢化二戊基铝、氢化二己基铝、氢化二环己基铝、氢化二辛基铝、氢化二苯基铝、氢化二对甲苯基铝、氢化二苄基铝、氢化乙基苄基铝和氢化乙基对甲苯基铝中的一种；
所述烷基氯化铝为氯化二甲基铝、氯化二乙基铝、氯化二正丙基铝、氯化二正丁基铝、氯化二异丙基铝、氯化二异丁基铝、氯化二戊基铝、氯化二己基铝、氯化二环己基铝、氯化二辛基铝、氯化二苯基铝、氯化二对甲苯基铝、氯化二苄基铝、氯化乙基苄基铝和氯化乙基对甲苯基铝中的一种；
所述铝氧烷为甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、正丙基铝氧烷和正丁基铝氧烷中的一种；
所述的有机硼盐为三(五氟苯)硼烷、苯基-二甲基氨基-四苯基硼盐、苯基-二甲基氨基-四(五氟苯)硼盐、三苯基(甲基)-四(五氟苯)硼盐中的一种或多种；
所述支链烯烃为乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、2-己烯、3-己烯、1-庚烯、2-庚烯、1-辛烯、2-辛烯、1-癸烯、2-癸烯、1-十二碳烯、2-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯，苯乙烯、1-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-氯甲基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、1,5-戊二烯、1,6-己二烯、二乙烯基苯、月桂烯、罗勒烯中的一种；
所述的炔烃为乙炔、对苯乙二炔、二乙炔基芳烃或苯基乙炔(苯基对位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基、氨基、磺酸酯基(甲酯、乙酯)、巯基、甲氧基、乙氧基、硝基；间位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基或苯基乙炔(苯基对位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基、氨基、磺酸酯基(甲酯、乙酯)、巯基、甲氧基、乙氧基、硝基；邻位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基及均三甲基或均三乙基或苯基乙炔(苯基对位含有氢、甲基、乙基、异丙基或叔丁基、氨基、磺酸酯基(甲酯、乙酯)、巯基、甲氧基、乙氧基、硝基)中的一种；
所述环烯烃为环戊二烯、1,3-环己二烯、降冰片烯、降冰片二烯、亚乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、苯基降冰片烯、降冰片烯碳酸甲酯、降冰片烯碳酸乙酯、二环戊二烯中的一种；
所述的极性单体为环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、异环氧丁烷、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、甲基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、2-乙基亚己基缩水甘油醚、三氟环氧丙烷、ε-己内酯、β-丁内酯、δ-戊内酯、丙交酯、乙交酯和3-甲基-乙交酯、2-乙烯基吡啶、2-烷氧基苯乙烯、乙烯基磷酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、2-异丙烯基-2-氧唑啉中的一种。
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