CN105797774B - 新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用 - Google Patents

新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105797774B
CN105797774B CN201610165991.8A CN201610165991A CN105797774B CN 105797774 B CN105797774 B CN 105797774B CN 201610165991 A CN201610165991 A CN 201610165991A CN 105797774 B CN105797774 B CN 105797774B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
phenyl
phenyls
tert
butyl
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.)
Active
Application number
CN201610165991.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105797774A (zh
Inventor
魏东初
李兵
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.)
Abbott science and Technology (Hangzhou) Co., Ltd.
Original Assignee
Yapeixi Technology (jiaxing) Co Ltd
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 Yapeixi Technology (jiaxing) Co Ltd filed Critical Yapeixi Technology (jiaxing) Co Ltd
Priority to CN201610165991.8A priority Critical patent/CN105797774B/zh
Priority to BR112018017060-7A priority patent/BR112018017060B1/pt
Priority to KR1020187030161A priority patent/KR102222844B1/ko
Priority to PCT/CN2016/000184 priority patent/WO2017161466A1/zh
Priority to US15/731,880 priority patent/US10441946B2/en
Publication of CN105797774A publication Critical patent/CN105797774A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105797774B publication Critical patent/CN105797774B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/18Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms
    • B01J31/1805Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms the ligands containing nitrogen
    • B01J31/181Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, comprising at least one complexing nitrogen atom as ring member, e.g. pyridine
    • B01J31/1825Ligands comprising condensed ring systems, e.g. acridine, carbazole
    • B01J31/183Ligands comprising condensed ring systems, e.g. acridine, carbazole with more than one complexing nitrogen atom, e.g. phenanthroline
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19Catalysts containing parts with different compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
    • C07C2/04Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation
    • C07C2/06Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation of alkenes, i.e. acyclic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C2/08Catalytic processes
    • C07C2/26Catalytic processes with hydrides or organic compounds
    • C07C2/32Catalytic processes with hydrides or organic compounds as complexes, e.g. acetyl-acetonates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/20Olefin oligomerisation or telomerisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/08Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of gallium, indium or thallium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0213Complexes without C-metal linkages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0238Complexes comprising multidentate ligands, i.e. more than 2 ionic or coordinative bonds from the central metal to the ligand, the latter having at least two donor atoms, e.g. N, O, S, P
    • B01J2531/0241Rigid ligands, e.g. extended sp2-carbon frameworks or geminal di- or trisubstitution
    • B01J2531/0244Pincer-type complexes, i.e. consisting of a tridentate skeleton bound to a metal, e.g. by one to three metal-carbon sigma-bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/84Metals of the iron group
    • B01J2531/842Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B01J31/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron
    • B01J31/143Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron of aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B01J31/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron
    • B01J31/146Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron of boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • C07C2531/22Organic complexes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用。所述催化剂组合物由主催化剂和助催化剂组成,其中主催化剂为铁系亚胺基配位化合物,助催化剂为甲基铝氧烷、三异丁基铝、硼烷和GaCl3。该催化剂组合物用于催化乙烯齐聚制备线性α烯烃,线性α烯烃选择性大于96%,碳数分布在C4‑C28,其中C6‑C20大于75%。本发明的催化剂,结构稳定,能够用于乙烯齐聚,催化效率高,本发明的制备方法操作简便、产率高、原料易得,成本低、环境污染小,易于工业化生产。

Description

新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用
技术领域
本发明涉及工业催化剂领域,尤其涉及新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用。
背景技术
线性α-烯烃(LAO)是指C4-C28以上高碳直链端烯烃,是近30年来迅速发展的一种重要的有机化工原料。α-烯烃主要用途有以下五大类:1)共聚单体,在线性低密度聚乙烯(LLDPE)及高密度聚乙烯(HDPE)生产中使用的共聚单体主要有1-丁烯,1-己烯和1-辛烯;2)用于生产洗涤剂和洗涤剂醇,由α-烯烃合成的洗涤剂醇具有很好的生物降解性;3)合成润滑油,聚α-烯烃是优质的合成润滑油,它主要是1-癸烯和1-辛烯的齐聚物;4)增塑剂醇,C8-C10直链α-烯烃经羰基合成制得的增塑剂醇挥发度低,并具有很好的光稳定性和抗氧化性;5)用于生产润滑油添加剂及钻井液,粘合剂,密封剂等。α-烯烃的用量中有50%以上用作聚乙烯的共聚单体。
α-烯烃的生产方法主要有蜡裂解法,烷烃脱氢法,乙烯齐聚法,萃取分离方法。目前乙烯齐聚是生产α-烯烃的主要方法,利用该方法生产的α-烯烃占整个α-烯烃生产总量的94.1%。所用催化剂主要有烷基铝系,钛系,铁系,镍系,铬系等。根据所用催化剂和生产工艺的不同,乙烯齐聚法主要技术有 CPChem公司的Ziegler工艺,INEOS公司的改进的Ziegler工艺,Shell公司的SHOP工艺。日本出光石化公司的Idemitsu工艺,Dupond公司的VERSIPOL工艺等。其中Shell公司的SHOP工艺路线复杂,工艺路线长,除齐聚过程外,还有歧化,异构化等,因此生产成本最高,但其产品质量好,分布灵活,并可使α-烯烃转化生产内烯烃。乙烯齐聚合成α-烯烃的催化剂的研究取得很大进展,近年来出现采用非均相法烯烃齐聚制备α-烯烃的研究报道和专利。随着聚乙烯(PE)工业的迅速发展,对α-烯烃,特别是1-己烯和1-辛烯的需求越来越大。1-己烯共聚PE是目前增长最快的品种。世界上共有11个生产商的13套α-烯烃生产装置生产运行,主要集中在北美,欧洲,南非,日本等。2009年世界α-烯烃生产能力为4334kt/a,2010年超过4914kt/a。
随着聚烯烃工业和表面活性剂工业的飞速发展,作为聚烯烃共聚单体的C6-C8和作为洗涤剂主要原料的C10-C18部分的线性α-烯烃的需求量日益增大,因此努力提高该部分线性α-烯烃在总产品中的含量具有非常重要的经济价值和现实意义。
发明内容
本发明的目的就是在于提供一系列可以提高碳数分布为C6-C18的线性α-烯烃在产品中的相对含量的催化剂组合物及其制备方法和使用该催化剂组合物催化乙烯齐聚制备线性α-烯烃的方法,以满足目前化工行业的迫切需求。
本发明涉及一系列乙烯齐聚的铁系催化剂组合物及其应用,其特征是主催化剂为铁系(II)亚胺基配位化合物,助催化剂为甲基铝氧烷,三异丁 基氯和硼烷或GaCl3的混合物。这些催化剂组合物用于催化乙烯齐聚,使得到线性α-烯烃的碳数分布在C4-C28之间,其中C6-C20组分大于80%。
本发明的主催化剂分为三类:
第一类为吡啶并非那烯衍生物,所述的催化剂为非那烯和取代吡啶成环所得;
第二类为吡啶衍生物,所述的催化剂为2-乙酰基-6-甲氨基吡啶和取代苯胺反应获得,2-甲酰基-6-甲氨基吡啶从吡啶为原料经过几步反应获得;
第三类是为菲咯啉的衍生物,所述的催化剂为9,10-二氢苯并[b][1,10]菲咯啉-11(8H)-酮和取代苯胺反应获得,9,10-二氢苯并[b][1,10]菲咯啉-11(8H)-酮由[1,10]菲咯啉经过几步反应制得;
所述助催化剂为一种混合物,由甲基铝氧烷,三异丁基铝和硼烷或GaCl3三部分组成。其中甲基铝氧烷与三异丁基铝的物质的量比为100∶1至1∶1混合,尤其是90∶1至10∶1。GaCl3与甲基铝氧烷和三异丁基铝的物质量的比为1∶100∶10至1∶10000∶100。
所述的铁系催化剂组合物用于催化乙烯齐聚制备线性α-烯烃的方法,包括:在无水无氧条件下,乙烯压力为0.1~20MPa,反应温度为0-100℃时,顺序加入有机溶剂(己烷或环己烷)、助催化剂和主催化剂溶液,反应5~60分钟后,冷却至-10℃~0℃,加入甲醇终止反应,最后经精馏分离得到线性α-烯烃选择性>97%,碳数分布在C4-C28之间,其中C6-C20的组分大于80%。
所述的铁系催化剂组合物的应用,其中所述的有机溶剂为石油醚,甲苯,二甲苯,所述的主催化剂溶液的溶剂为1,2-二氯乙烷,二氯甲烷,三 氯甲烷,邻二氯苯,己烷或环己烷,所述的助催化剂与主催化剂的物质的量比以Al/Fe计为5000∶1~500∶1,尤其以1000∶1~500∶1最佳。
具体实施方式
实施例1、2,6-二甲酰基-吡啶并非那烯为底物
化合物1的合成参照文献Chemische Berichte.,Vol20,P662.化合物1(10g,0.052mol)溶于醋酸100mL,加入AlCl3(35g,0.26mol),反应溶液加热回流2小时,TLC显示原料已经消失,停止反应,加入冰水淬灭,二氯甲烷萃取,有机相用无水无水硫酸钠干燥后蒸干溶剂,粗产品经柱层析分离(淋洗液为石油醚和乙酸乙酯)后得到纯的化合物2(9g,73%)。1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.06(d,1H,芳环H),7.72(d,1H,芳环H),7.52(d,1H,芳环H),7.35(d,1H,芳环H),7.24(d,1H,芳环H),6.31(d,1H,芳环H),6.23(d,1H,芳环H),4.29(d,1H)。
化合物2(9g,0.038mol)溶于50mL甲醇,冷至0℃,加入氨水(1.6g,0.045mol),反应2小时,然后停止反应,抽干溶剂得到化合物3(8.93g,100%)。1H NMR(CHCl3d3)δppm:10.0(s,1H,NH-),7.88(d,1H,芳环H),7.69(d,1H,芳环H),7.52(d,1H,芳环H),7.35(d,1H,芳环H),7.24(d,1H,芳环H),6.31(d,1H,芳环H),6.23(d,1H,芳环H),4.40(d,1H)。
化合物3(8g,0.034mol)溶于50mL甲苯,加入三溴化磷(46g,0.17mol),回流反应2小时,冷却,蒸干溶剂后柱层析纯化得到化合物4(11g,90%)。1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.08(d,2H,芳环H),7.62(d,2H,芳环H),7.39(d,2H,芳环H),7.32(d,2H,芳环H)。
这里R11以甲基为例:将化合物4(10g,0.028mol)溶于THF 50mL,冷却至-78℃,滴加丁基锂(0.06mol),滴加完毕后升温至室温加入DMAC(21g,0.29mol),滴加完毕后升温至50℃反应2小时,停止反应,加入氯化铵溶液淬灭,有机相用二氯甲烷萃取。有机相用无水硫酸钠干燥后,过滤,蒸干。乙醇冲结晶可得到纯的化合物5(3.5g,48%)。1H NMR(CHCl3d3)δppm8.45(d,2H,芳环H),7.73(d,2H,芳环H),7.49(d,2H,芳环H),7.32(d,2H,芳环H),2.55(s,6H,CH3 CO-)
化合物5和取代苯胺在无水无氧的条件下进行反应,其中化合物5和取代苯胺的摩尔比为1∶1.2,溶剂为甲苯,用对甲苯磺酸为催化剂回流下进行。反应时间为3-6个小时,TLC监测反应,反应完毕后,减压除掉溶剂,然后柱层析(用石油醚和乙酸乙酯为淋洗液),即可得到目标产物6。本发明方法中的苯胺可以是2-甲基苯胺,3-甲基苯胺,4-甲基苯胺,2,3-二甲基苯胺,2,4-二甲基苯胺,2,5二甲基苯胺,2,6-二甲基苯胺,3,4-二甲基苯胺,3,5-二甲基苯胺,3,6-二甲基苯胺,2,4,6-三甲基苯胺,4-溴-2,6-二甲基苯胺,2-乙基苯胺,2-乙基-6甲基苯胺,2-氟苯胺,2-氟-4-甲基苯胺,2,3,4-三氟苯胺,2,4,5-三氟苯胺,2,4,6-三氟苯胺,2,3,4,5,6-五氟苯胺,最优选4-甲基苯胺。
这里以4-甲基苯胺为例:化合物5(1g,3.85mmol)溶于50毫升甲苯,滴加1.2eq当量的4-甲基苯胺,滴加完毕后加入0.1eq的对甲苯磺酸,回流,3个小时后TLC显示反应完全。停止反应,减压除掉溶剂。柱层析纯化后得到R3为甲基的化合物6(1.35g,80%)。特征:1H NMR(CHCl3d3)δppm:7.87(d,2H,芳环H),7.50(d,2H,芳环H),7.49(d,2H,芳环H),7.32(d,1H,芳环H),7.1(m,8H,芳环H),2.35(s,6H,CH3 ),0.9(s,6H,CH3 N-)。
这里以4-甲基苯胺,4-甲基苯甲醛为例,在惰性气体的保护下,将化合物6(1g,2.3mmol)溶于50毫升甲苯中,用惰性气体赶走溶剂中的氧气,然后加入氯化亚铁(5.2g,4.08mmol),在惰性气体保护下搅拌过夜,TLC检测已经反应完全,过滤,蒸干溶剂,粗品用乙醚洗涤后可得化合物7(0.89g,68%)。1H NMR(CHCl3d3)δppm:7.90(d,2H,芳环H),7.50(d,2H,芳环H),7.49(d,2H,芳环H),7.32(d,1H,芳环H),7.1(m,8H,芳环H),2.35(s,6H,CH3 ),0.9(s,6H,CH3 N-)。
实施例2、2-乙酰基-6甲胺基为底物
化合物8的方法遵循文献Synthetic Communications,2005,35,2317-2324的报道从2,6-二甲基吡啶为原料经氧化在还原得到。化合物8(10g,0.07mol)溶于二氯甲烷,冷却至0℃然后加入氨水(1.2g,0.079mol),搅拌反应半小时后停止反应,蒸干溶剂。柱层析可得到单取代的化合物9(5.8g,60%)。特征:1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.12(m,1H,芳环H),7.66(m,1H,芳环H),7.60(m,1H,芳环H),5.12(m,2H,CH2 -),4.24(m,2H, CH2 -)。
化合物9(5g,0.036mol)溶于二氯甲烷,加入PCC氧化剂(8.6g,0.04mol),室温反应2小时,TLC显示反应结束,停止反应,蒸干溶剂。柱层析了得到2-位醛基的化合物。2-位醛基的化合物溶于二氯甲烷,降温至-78℃,滴加二甲基锂溶液(1.1eq),加入后反应2小时,加入氯化铵溶液淬灭,有机相用二氯甲烷萃取,干燥,蒸干后柱层析后可得化合物10(4.5g,92%)。特征: 1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.24(m,1H,芳环H),8.22(m,1H,芳环H),8.08(m,1H,芳环H),4.24(m,2H,CH2 -),2.36(s,3H,CH3CO-)。
化合物10和取代苯胺在无水无氧的条件下进行反应,其中化合物10和取代苯胺的摩尔比为1∶1.2,溶剂为甲苯,用对甲苯磺酸为催化剂回流下进行。反应时间为3-6个小时,TLC监测反应,反应完毕后,减压除掉溶剂,然后柱层析(用石油醚和乙酸乙酯为淋洗液),即可得到目标产物11。本发明方法中的苯胺可以是2-甲基苯胺,3-甲基苯胺,4-甲基苯胺,2,3-二甲基苯胺,2,4-二甲基苯胺,2,5二甲基苯胺,2,6-二甲基苯胺,3,4-二甲基苯胺,3,5-二甲基苯胺,3,6-二甲基苯胺,2,4,6-三甲基苯胺,4-溴-2,6-二甲基苯胺,2-乙基苯胺,2-乙基-6甲基苯胺,2-氟苯胺,2-氟-4-甲基苯胺,2,3,4-三氟苯胺,2,4,5-三氟苯胺,2,4,6-三氟苯胺,2,3,4,5,6-五氟苯胺,最优选4-甲基苯胺。
这里以4-甲基苯胺为例:化合物10(1g,7mmol)溶于50毫升甲苯,滴加1.2eq当量的4-甲基苯胺,滴加完毕后加入0.1eq的对甲苯磺酸,回流,3个小时后TLC显示反应完全。停止反应,减压除掉溶剂。柱层析纯化后得到R3为甲基的化合物11(1.3g,85%)。特征:1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.06(m,1H,芳环H),7.93(m,1H,芳环H),7.82(m,1H,芳环H),4.24(m,2H,CH2 -),2.35(s,3H,CH3 -),0.9(s,3H,CH3 N-)。
化合物11和取代苯酮在无水无氧的条件下进行反应,其中化合物11和取代苯胺的摩尔比为1∶1.2,溶剂为甲苯,用对甲苯磺酸为催化剂回流下进行。反应时间为3-6个小时,TLC监测反应,反应完毕后,减压除掉溶剂,然后柱层析(用石油醚和乙酸乙酯为淋洗液),即可得到目标产物12。本发明方法中的取代苯酮,可以是2-甲基苯乙酮,3-甲基苯乙酮,4-甲基苯乙酮,2,3-二甲基苯乙酮,2,4-二甲基苯乙酮,2,5二甲基苯乙酮,2,6-二甲基苯乙酮,3,4-二甲基苯乙酮,3,5-二甲基苯乙酮,3,6-二甲基苯乙酮,2,4,6-三甲基苯乙酮,4-溴-2,6-二甲基苯乙酮,2-乙基苯乙酮,2-乙基-6甲基苯乙酮,2-氟苯乙酮,2-氟-4-甲基苯乙酮,2,3,4-三氟苯乙酮,2,4,5-三氟苯乙酮,2,4,6-三氟苯乙酮,2,3,4,5,6-五氟苯乙酮,2-甲基苯丙酮,3-甲基苯丙酮,4-甲基苯丙酮,2,3-二甲基苯丙酮,2,4-二甲基苯丙酮,2,5二甲基苯丙酮,2,6-二甲基苯丙酮,3,4-二甲基苯丙酮,3,5-二甲基苯丙酮,3,6-二甲基苯丙酮,2,4,6-三甲基苯丙酮,4-溴-2,6-二甲基苯丙酮,2-乙基苯丙酮,2-乙基-6甲基苯丙酮,2-氟苯丙酮,2-氟-4-甲基苯丙酮,2,3,4-三氟苯丙酮,2,4,5-三氟苯丙酮,2,4,6-三氟苯丙酮,2,3,4,5,6-五氟苯丙酮,2-甲基三氟苯乙酮,3-甲基三氟苯乙酮,4-甲基三氟苯乙酮,2,3-二甲基三氟苯乙酮,2,4-二甲基三氟苯乙酮,2,5二甲基三氟苯乙酮,2,6-二甲基三氟苯乙酮,3,4-二甲基三氟苯乙酮,3,5-二甲基三氟苯乙酮,3,6-二甲基三氟苯乙酮,2,4,6-三甲基三氟苯乙酮,4-溴-2,6-二甲基三氟苯乙酮,2-乙基三氟苯乙酮,2-乙基-6甲基三氟苯乙酮, 2-氟三氟苯乙酮,2-氟-4-甲基三氟苯乙酮,2,3,4-三氟三氟苯乙酮,2,4,5-三氟三氟苯乙酮,2,4,6-三氟三氟苯乙酮,2,3,4,5,6-五氟三氟苯乙酮,最优选4-甲基苯乙酮。
这里以4-甲基苯乙酮为例:化合物11(1g,4mmol)溶于50毫升甲苯,滴加1.2eq当量的4-甲基苯乙酮,滴加完毕后加入0.1eq的对甲苯磺酸,回流,3个小时后TLC显示反应完全。停止反应,减压除掉溶剂。柱层析纯化后得到R8为甲基的化合物12(1.2g,90%)。特征:1HNMR(CHCl3d3)δppm:8.11(s,1H,CHN-),7.98(m,1H,芳环H),7.86(m,1H,芳环H),7.51(m,3H,芳环H),7.09(m,2H,芳环H),5.14(m,2H,CH2 -),2.35(s,6H,CH3 -),0.9(s,3H,CH3 N-)。
这里以4-甲基苯胺,4-甲基苯乙酮为例,在惰性气体的保护下,将化合物12(1g,3mmol)溶于50毫升甲苯中,用惰性气体赶走溶剂中的氧气,然后加入氯化亚铁(4.5g,3.55mmol),在惰性气体保护下搅拌过夜,TLC检测已经反应完全,过滤,蒸干溶剂,粗品用乙醚洗涤后可得化合物13(1.2g,88%)。1H NMR(CHCl3d3)δppm:7.98(m,1H,芳环H),7.86(m,1H,芳环H),7.51(m,3H,芳环H),7.50(s,1H,CHN-),7.10(m,2H,芳环H),5.10(m,2H,CH2 -),2.35(s,6H,CH3 -),0.9(s,3H,CH3 N-)。
实施例3、菲咯啉为底物
化合物15的方法遵循文献Organometallics,25(3),2006的报道从1,10-菲咯啉为原料经两步得到。
化合物15(2.2g,1mmol)溶于二氯甲烷,然后滴加1.1eq二氯亚砜,滴加完毕后,搅拌2小时,不经分离直接加入AlCl3(2g,1.5mmol)和3-氯溴丙烷(1.57g,1.1mmol),室温反应1小时后加热回反应过夜,冷却,将反应后倒入冰水中,用二氯甲烷萃取,有机相用无水硫酸钠干燥,过滤,蒸干后得到催产品3。粗品用石油醚和乙酸乙酯重结晶可得化合物16白色固体(1.4g,56%)。特征:1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.81(m,1H,芳环H),8.00(m,1H,芳环H),7.87(s,1H,芳环H),7.68(m,1H,芳环H),7.43(m,1H,芳环H),7.26(m,1H,芳环H),2.55(m,2H,CH2 -),2.40(m,2H,CH2 -),1.95(m,2H,CH2 -)。
化合物16和取代苯胺在无水无氧的条件下进行反应,其中化合物16和取代苯胺的摩尔比为1∶1.2,溶剂为甲苯,用对甲苯磺酸为催化剂回流下进 行。反应时间为3-6个小时,TLC监测反应,反应完毕后,减压除掉溶剂,然后柱层析(用石油醚和乙酸乙酯为淋洗液),即可得到目标产物17。本发明方法中的苯胺可以是2-甲基苯胺,3-甲基苯胺,4-甲基苯胺,2,3-二甲基苯胺,2,4-二甲基苯胺,2,5二甲基苯胺,2,6-二甲基苯胺,3,4-二甲基苯胺,3,5-二甲基苯胺,3,6-二甲基苯胺,2,4,6-三甲基苯胺,4-溴-2,6-二甲基苯胺,2-乙基苯胺,2-乙基-6甲基苯胺,2-氟苯胺,2-氟-4-甲基苯胺,2,3,4-三氟苯胺,2,4,5-三氟苯胺,2,4,6-三氟苯胺,2,3,4,5,6-五氟苯胺,最优选4-甲基苯胺。
这里以4-甲基苯胺为例:化合物16(1g,4mmol)溶于50毫升甲苯,滴加1.2eq当量的4-甲基苯胺,滴加完毕后加入0.1eq的对甲苯磺酸,回流,3个小时后TLC显示反应完全。停止反应,减压除掉溶剂。柱层析纯化后得到R3为甲基的化合物17(1.1g,80%)。特征:1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.81(m,1H,芳环H),8.03(m,1H,芳环H),8.00(m,1H,芳环H),7.68(m,1H,芳环H),7.43(m,1H,芳环H),7.26(m,1H,芳环H),7.1(m,4H,芳环H),2.55(m,2H,CH2 -),2.35(s,3H,CH3 -),1.70(m,2H,CH2 -),1.30(m,2H,CH2 -)。
这里以4-甲基苯胺为例,在惰性气体的保护下,将化合物17(1g,3mmol)溶于50毫升甲苯中,用惰性气体赶走溶剂中的氧气,然后加入氯化 亚铁(4.5g,3.55mmol),在惰性气体保护下搅拌过夜,TLC检测已经反应完全,过滤,蒸干溶剂,粗品用乙醚洗涤后可得化合物18(1.1g,80%)。特征:1H NMR(CHCl3d3)δppm:8.81(m,1H,芳环H),8.00(m,2H,芳环H),7.70(m,1H,芳环H),7.40(m,1H,芳环H),7.30(m,1H,芳环H),7.1(m,4H,芳环H),2.55(m,2H,CH2 -),2.35(s,3H,CH3 -),1.70(m,2H,CH2 -),1.30(m,2H,CH2 -)。
乙烯齐聚反应实验过程及方法:
将装有磁力搅拌子且干燥的250mL三口烧瓶趁热抽真空、氮气置换数次后充入乙烯,依次加入定量的甲苯、助催化剂MAO和催化剂,在预定的温度下进行齐聚反应,反应体系的压力由电磁阀自动调节保持恒定,记录缓冲罐中压力随时间的变化,聚合时间为30min,最后用甲醇或质量分数为10%的酸化乙醇终止反应。乙烯齐聚产物用GC-MS法进行分析,催化剂的活性则由乙烯缓冲罐的压力降求出。
乙烯齐聚实验结果示例
下表列举了一些实施例的实验结果。
注:1.乙烯齐聚催化反应条件:催化剂浓度1.5μmol,50mL甲苯作溶剂,
MAO为助催化剂;
2.α烯烃含量大于99%,线性α烯烃选择性大于96%。
3.各催化剂的结构及说明如下:
A.催化剂7-1至7-3为:主催化剂结构(专利说明书实施例1中所获得的化合物7)如下所示,其中R11为甲基,R1、R2、R4和R6、R7、R9为氢。催化剂7-1:R3和R8为甲氧基,R5和R10为甲基。催化剂7-2:R3和R8为甲基,R5和R10为氢。催化剂7-3:R5和R10为溴,R3和R8为氢。
B.催化剂13-1至13-3为:主催化剂结构(专利说明书实施例2中所获得的化合物13)如下所示,其中R11和R12为甲基,R2、R4、R5和R7、R9、R10为氢。催化剂13-1:R1和R6为甲氧基,R3和R8为甲基。催化剂13-2:R3和R8为甲基,R1和R6为氢。催化剂13-3:R1和R6为溴,R3和R8为氢。
C.催化剂18-1至18-3为:主催化剂结构(专利说明书实施例3中所获得的化合物18)如下所示,其中R2和R4为氢。催化剂18-1:R3为甲氧基,R1和R5为甲基。催化剂18-2:R3和R5为甲基,R1为氢。催化剂18-3:R1为溴,R5为甲基,R3为氢。
D.催化剂19至21为对比实施例:文献J.Am.Chem.Soc.1998,120,7143-7144中的三种催化剂,主催化剂结构式如下所示。其中催化剂19为结构式7,R为甲基;催化剂20为结构式8,R为乙基;催化剂21为结构式9,R为异丙基。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。应当理解,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型线性聚-α烯烃催化剂,包括主催化剂和助催化剂,其中所述主催化剂为铁系亚胺基配位化合物,其结构式为(IC):
其中,R1-R5各自独立地选自H,C1-C6烷基,卤素,C1-C6烷氧基。
2.根据权利要求1所述的催化剂,其中所述主催化剂的结构式为(IC),所述亚胺基配位化合物由9,10-二氢苯并[b][1,10]菲咯啉-11(8H)-酮和取代苯胺反应获得,其中所述9,10-二氢苯并[b][1,10]菲咯啉-11(8H)-酮由[1,10]菲咯啉经过几步反应制得。
3.根据权利要求1所述的催化剂,其中,结构式(IC)中所示的苯基为被C1-C4烷基一、二或三取代的苯基,其为:2-甲基苯基,4-甲基苯基,2,4-二甲基苯基,2,6-二甲基苯基,2,4,6-三甲基苯基,2-乙基苯基,4-乙基苯基,2,4-二乙基苯基,2,4,6-三乙基苯基,2-丙基苯基,4-丙基苯基,2,4-二丙基苯基,2,6-二丙基苯基,2,4,6-三丙基苯基,2-异丙基苯基,4-异丙基苯基,2,4-二异丙基苯基,2,6-二异丙基苯基,2,4,6-三异丙基苯基,2-丁基苯基,4-丁基苯基,2,4-二丁基苯基,2,6-二丁基苯基,2,4,6-三丁基苯基,2-叔丁基苯基,4-叔丁基苯基,2,4-二叔丁基苯基,2,6-二叔丁基苯基,2,4,6-三叔丁基苯基,2-叔丁基苯基,4-叔丁基苯基,2,4-二叔丁基苯基,2,6-二叔丁基苯基,或2,4,6-三叔丁基苯基。
4.根据权利要求1所述的催化剂,其中,结构式(IC)中所示的苯基为被卤素一、二或三取代的苯基,其为:2-氯苯基,4-氯苯基,2,4-二氯苯基,2,4,6-三氯苯基,2-溴苯基,4-溴苯基,2,4-二溴苯基,2,4,6-三溴苯基,2-氟苯基,4-氟苯基,2,4-二氟苯基,或2,4,6-三氟苯基。
5.根据权利要求1所述的催化剂,其中,结构式(IC)中所示的苯基为被卤素和C1-C4烷基一、二或三取代的苯基,其为:2-溴-4-甲基苯基,2-溴-6-甲基苯基,2,6-二溴-4-甲基苯基,4-溴-2,6-二甲基苯基,2-氯-4-甲基苯基,2-氯-6-甲基苯基,2,6-二氯-4-甲基苯基,或4-氯-2,6-二甲基苯基。
6.根据权利要求1所述的催化剂,其中所述助催化剂为包括甲基铝氧烷、三异丁基铝、以及硼烷或GaCl3三部分的混合物。
7.权利要求6所述的催化剂用于催化乙烯齐聚制备线性α烯烃的方法,其包括:在无水无氧条件下,乙烯压力为0.1-20MPa、反应温度为0-100℃时,顺序加入有机溶剂、助催化剂和主催化剂溶液,反应5-60分钟后,冷却至-10℃至0℃,加入甲醇终止反应,最后经精馏得到线性α烯烃,其中,所得到的线性α烯烃的选择性>97%,碳数分布在C4-C28之间,其中C6-C20组分的重量百分比大于80%。
8.权利要求7所述的方法,其中,所述有机溶剂为石油醚、甲苯或二甲苯,所述主催化剂溶液的溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷或邻二氯苯,所述助催化剂与所述主催化剂的比率以Al/Fe摩尔比计为5000∶1至500∶1。
CN201610165991.8A 2016-03-22 2016-03-22 新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用 Active CN105797774B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610165991.8A CN105797774B (zh) 2016-03-22 2016-03-22 新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用
BR112018017060-7A BR112018017060B1 (pt) 2016-03-22 2016-04-01 Catalisador de poli-alfa-olefina linear e método de preparação dos mesmos
KR1020187030161A KR102222844B1 (ko) 2016-03-22 2016-04-01 신규한 선형 알파올레핀 제조용 촉매, 그 제조 및 용도
PCT/CN2016/000184 WO2017161466A1 (zh) 2016-03-22 2016-04-01 新型线性α烯烃催化剂及其制备和应用
US15/731,880 US10441946B2 (en) 2016-03-22 2016-04-01 Linear alpha-olefin catalysts and preparation and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610165991.8A CN105797774B (zh) 2016-03-22 2016-03-22 新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105797774A CN105797774A (zh) 2016-07-27
CN105797774B true CN105797774B (zh) 2018-03-13

Family

ID=56453590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610165991.8A Active CN105797774B (zh) 2016-03-22 2016-03-22 新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105797774B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103008010A (zh) * 2011-09-23 2013-04-03 中国石油化工股份有限公司 一种含正丙酰基取代的1,10-菲咯啉缩胺合铁(ⅱ)配合物的乙烯齐聚催化剂组合物
CN103086819B (zh) * 2011-10-28 2015-11-25 中国石油化工股份有限公司 使用氯化2-正丙酰基-1,10-菲咯啉缩胺合后过渡金属低温催化乙烯齐聚的方法
FR2986717B1 (fr) * 2012-02-10 2014-08-08 IFP Energies Nouvelles Composition catalytique et procede d'oligomerisation des olefines utilisant ladite composition catalytique
CN103804428B (zh) * 2012-11-09 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种配合物的制备方法及配合物的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105797774A (zh) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105728045B (zh) 新型线性α烯烃催化剂及其制备方法和应用
CN109232265A (zh) 一种制备苄基胺类化合物的方法
CN103172480B (zh) 一种制备碘代芳烃的方法
CN103008010A (zh) 一种含正丙酰基取代的1,10-菲咯啉缩胺合铁(ⅱ)配合物的乙烯齐聚催化剂组合物
CN105797774B (zh) 新型线性α烯烃催化剂及其制备和工业应用
CN110483329B (zh) 大位阻酮亚胺镍催化剂及其配体化合物、制备方法和应用
CN105797773B (zh) 新型线性α烯烃催化剂及其制备工艺和用途
Gonsalves et al. Pyrrolidine-based amino alcohols: novel ligands for the enantioselective alkylation of benzaldehyde
CN101870642B (zh) 制备取代的1,4-醌甲基化物的方法
CN104415788B (zh) 烯烃聚合催化剂组合物及其应用
TW201708189A (zh) 利用二氧化硒將兩個芳烴偶合得出二芳硒醚的方法
CN102039182B (zh) 烯烃齐聚用铁系催化剂及其制备方法和应用
CN109651114B (zh) 合成烷基芳香醛用方法
CN103008011A (zh) 一种含甲酰基或异丁酰基取代的1,10-菲咯啉缩胺合铁(ⅱ)配合物的乙烯齐聚催化剂组合物
CN102040608A (zh) 2-亚胺-1,10-菲咯啉配体的制备方法及应用
CN114832862B (zh) 一种偶联反应的催化组合物及其在制备异喹啉-1,3-二酮类化合物中的应用
CN107400057B (zh) 镍催化的n-烷基化反应制备仲胺或n′-烷基酰肼
CN102558242B (zh) 异丁酰基取代的1,10-菲咯啉配合物的制备及由此制备的配合物作为催化剂的应用
KR101199178B1 (ko) 키랄 촉매를 이용한 키랄 베타-플루오로알킬화 카보닐 화합물의 제조방법
CN108586345A (zh) 氮杂环卡宾钯配合物及其制备方法与用途
US10441946B2 (en) Linear alpha-olefin catalysts and preparation and use thereof
CN109647528B (zh) 合成烷基芳香醛用催化剂
CN107382782A (zh) 一种多芳基取代萘酚衍生物的合成方法
CN114874127B (zh) 一种二氟羰基化吲哚酮类化合物的制备方法
CN112574244B (zh) 一种1-苯基乙烯基硼酸酯的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 311112 1, 3 floor, North Street, No. 2, 7 street, Liangzhu street, Liangzhu street, Yuhang District, Hangzhou, Zhejiang.

Patentee after: Abbott science and Technology (Hangzhou) Co., Ltd.

Address before: 314305 Jiaxing Haiyan Economic Development Zone, Xitang, Zhejiang, 708, 1816 Harbour Road.

Patentee before: YAPEIXI TECHNOLOGY (JIAXING) CO., LTD.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: New linear a Olefin catalyst and its preparation and industrial application

Effective date of registration: 20210913

Granted publication date: 20180313

Pledgee: Bank of Jiangsu Limited by Share Ltd. Hangzhou branch

Pledgor: Abbott science and Technology (Hangzhou) Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980009219