CN109851700A - 一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂及其制备方法与应用，涉及共轭二烯烃催化聚合技术领域，所述铁系催化剂，由主催化剂和助催化剂组成，主催化剂为三齿吡啶亚胺铁配合物，助催化剂为甲基铝氧烷或烷基铝。上述的铁催化体系在异戊二烯聚合中表现为较高活性，得到的聚合物分子量高，分子量分布较窄，同时聚合物的微观结构可以通过调节主催化剂结构来调控，同时，反应的活性取决于不同取代基的主催化剂和不同种类助催化剂。

Description

一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及共轭二烯烃催化聚合领域，具体涉及一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂，还涉及催化剂的制备方法与在异戊二烯聚合中的应用。
背景技术
近年来，环境友好的后过渡金属催化烯烃聚合引起科学家们越来越多的关注。铁系催化剂因其环境友好性、经济性、生物相容性以及对极性单体具有较好的耐受性，在异戊二烯聚合中也得到广泛关注。目前铁催化剂催化异戊二烯聚合的含氮配体主要为N,N二齿吡啶亚胺类，但是关于在铁催化中心附近装载第三齿配位基团以调控金属中心的电子特性和空间形状，从而调控催化异戊二烯的活性与选择性的研究还未见报道。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂及其制备方法与应用。
首先，本发明提供一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂，由主催化剂和助催化剂组成，主催化剂为三齿吡啶亚胺铁配合物，其通用结构式为其中，R1为苯基，取代苯基或烷基；R2为H，甲基，乙基或苯基；R3为氢，烃基(不限于甲基、乙基等)，芳基(不限于苯基、其它多环芳基等)或者卤素取代基(Br-，Cl-等)；X为N取代基，O取代基，S取代基中的一种；n为1或者2；助催化剂为甲基铝氧烷(MAO)或烷基铝，所述甲基铝氧烷结构通式为其中n为4-40的自然数,所述烷基铝为三甲基铝，三乙基铝，三异丁基铝中的一种；助催化剂中的铝元素与主催化剂中的铁元素的摩尔比为(100-2000):1，优选摩尔比为500:1
所述三齿吡啶亚胺铁配合物结构式为以下结构式中的一种：
本发明还提供了上述的三齿吡啶亚胺铁配合物的制备方法：在无水DCM中，将三齿吡啶亚胺配体与无水FeCl2或无水FeCl3混合，三齿吡啶亚胺配体与无水FeCl2或无水FeCl3的摩尔比为1:1，室温下搅拌反应24-48h，经过后处理，最终干燥得到三齿吡啶亚胺铁配合物。
所述后处理，具体为：氩气氛围下过滤，收集滤渣，真空抽干，用正己烷洗2-5次(至滤液为无色澄清)。所述干燥为真空抽干。
所述DCM用量为使得三齿吡啶亚胺配体的浓度为0.1mol/L。
所述三齿吡啶亚胺配体结构式为以下结构式中的一种：
本发明还提供上述催化剂在异戊二烯聚合中的应用：在无水无氧条件下，向反应器中加入所述三齿吡啶亚胺铁系催化剂的主催化剂即三齿吡啶亚胺铁配合物、助催化剂、异戊二烯单体和溶剂形成反应体系，然后搅拌发生聚合反应，反应结束后加入淬灭剂，用乙醇洗涤两次，分离提纯得到聚异戊二烯产品。
所述溶剂为甲苯、石油醚、戊烷或己烷中的一种或二种以上，优选甲苯；异戊二烯单体在溶剂中的浓度为2-10mol/L，优选浓度为4mol/L。
反应体系中，异戊二烯单体与铁系催化剂中主催化剂中铁元素的摩尔比为(1000-5000):1，优选摩尔比为2500:1。
所述聚合反应的温度为0℃-50℃，聚合反应时间为1-4h。优选反应温度为25℃，优选反应时间为2h。
优选地，反应体系中还包括脱烷基化试剂，所述脱烷基化试剂为B(C6F5)3，[Ph3C][B(C6F5)4],[PhNMe2H][B(C6F5)4]的一种；脱烷基化试剂中硼元素与主催化剂中铁元素摩尔比为(1-10):1。优选摩尔比为1:1。
所述淬灭剂为甲醇盐酸溶液，其中甲醇与盐酸(12mol/L的浓盐酸)的体积比为50:1；用量为所述溶剂体积的2倍。
优选地，反应淬灭后还可以加入抗老化剂，所述抗老化剂为质量比为1％2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的乙醇溶液(无水乙醇)，用量为所述溶剂体积的20％。
上述聚合反应中，加料顺序对反应活性及选择性的影响。加料顺序可以为：
(1)助催化剂，溶剂，异戊二烯依次加入后，再加入主催化剂进行聚合反应从而得到聚异戊二烯；
或者(2)助催化剂，溶剂，主催化剂依次加入后，再加入异戊二烯进行聚合反应从而得到聚异戊二烯。
或者(3)主催化剂，甲苯，异戊二烯依次加入后，再加入助催化剂进行聚合反应从而得到聚异戊二烯。
本发明专利的有益效果：
1、本申请的铁催化体系为含有侧链杂原子的三齿铁配合物催化异戊二烯聚合，主催化制备简单易得，成本低；异戊二烯聚合反应既可以在甲基铝氧烷的二组分中进行，也可以在烷基铝和去烷基化试剂组成的三组中进行。
2、整个催化异戊二烯聚合体系都具有较高的反应活性且聚合物的微观结构主要为1,4结构。得到的聚异戊二烯中cis-1,4-结构所占30％-70％，trans-1,4-结构占0-20％，3,4-结构所占30％-60％。
3、本申请的铁系催化剂对工业化异戊二烯和试剂纯异戊二烯具有较高的耐受性，两组分体系不使用昂贵的去烷基化试剂，成本更低，具有很好的工业化价值。
具体实施方案
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
一、制备主催化剂三齿吡啶亚胺铁配合物
实施例1
本实施例制备式(A)所示三齿吡啶亚胺铁配合物：
25mL Schlenk反应管抽烤三次，手套箱中依次加入15mL重蒸二氯甲烷、等摩尔比的无水FeCl3和二乙基氨基乙基取代的三齿吡啶亚胺配体(1.5mmol)(结构式LA)，室温下搅拌24h。反应结束后，真空抽干二氯甲烷，加入10mL重蒸正己烷洗2次(滤液为无色澄清)，真空抽干至恒重，得到灰白固体，结构式：
质谱分析：C12H19Cl3FeN3:[M-Cl]+：理论值：331.0300；实测值：331.0305。
元素分析：C12H19Cl3FeN3：理论值：C,39.22％；H,5.21％；N,11.43％；实测值:C,39.18％；H,5.25％；N,11.38％.
实施例2
本实施例所制备的式(B)所示三齿吡啶亚胺铁配合物，制备过程具体如下：
25mL Schlenk反应管抽烤三次，手套箱中依次加入15mL重蒸二氯甲烷、等摩尔比的无水FeCl2和二乙基氨基乙基取代的三齿吡啶亚胺配体(1.5mmol)(结构式LA)，室温下搅拌24h。反应结束后，真空抽干二氯甲烷，加入10mL重蒸正己烷洗2次(滤液为无色澄清)，真空抽干至恒重，得到淡蓝色固体，结构式：
质谱分析：C12H19Cl2FeN3[M-Cl]+：理论值：296.0611；实测值：296.0605。
元素分析：C12H19Cl2FeN3：理论值：C,43.41％；H,5.77％；N,12.66％；实测值:C,43.45％；H,5.75％；N,12.62％.
实施例3
本实施例所制备的式(C)所示三齿吡啶亚胺铁配合物，制备过程具体如下：
10mL Schlenk反应管抽烤三次，手套箱中依次加入15mL重蒸二氯甲烷、等摩尔比的无水FeCl3和甲氧基乙基取代的三齿吡啶亚胺配体(1.5mmol)(结构式LB)，室温下搅拌48h。反应结束后，真空抽干二氯甲烷，加入10mL重蒸正己烷洗2次(滤液为无色澄清)，真空抽干至恒重，得到淡红色固体，结构式：
质谱分析：C9H12Cl3FeN2O[M-Cl]+：理论值：289.9671；实测值：289.9668。
元素分析：C9H12Cl3FeN2O：理论值：C,33.12％；H,3.71％；N,8.58％；实测值:C,33.15％；H,3.65％；N,8.61％.
实施例4
本实施例所制备的式(D)所示三齿吡啶亚胺铁配合物，制备过程具体如下：
10mL Schlenk反应管抽烤三次，手套箱中依次加入15mL重蒸二氯甲烷、等摩尔比的无水FeCl2和甲氧基乙基取代的三齿吡啶亚胺配体(结构式LB)(1.5mmol)，室温下搅拌48h。反应结束后，真空抽干二氯甲烷，加入10mL重蒸正己烷洗2次(滤液为无色澄清)，真空抽干至恒重，得到浅黄色固体，结构式：
质谱分析：C9H12Cl2FeN2O[M-Cl]+：理论值：254.9982；实测值：254.9985。
元素分析：C9H12Cl2FeN2O：理论值：C,37.15％；H,4.16％；N,9.63％实测值:C,37.23％；H,4.11％；N,9.68％.
实施例5
本实施例所制备的式(E)所示三齿吡啶亚胺铁配合物，制备过程具体如下：
10mL Schlenk反应管抽烤三次，手套箱中依次加入15mL重蒸二氯甲烷、等摩尔比的无水FeCl3和硫甲基乙基取代的三齿吡啶亚胺配体(1.5mmol)(结构式LC)，室温下搅拌48h。反应结束后，真空抽干二氯甲烷，加入10mL重蒸正己烷洗2次(滤液为无色澄清)，真空抽干至恒重，得到浅褐色固体结构式：
质谱分析：C9H12Cl3FeN2S[M-Cl]+：理论值：305.9442；实测值：305.9451。
元素分析：C9H12Cl3FeN2S：理论值：C,31.57％；H,3.53％；N,8.18％；实测值:C,31.65％；H,3.58％；N,8.24％.
实施例6
本实施例所制备的式(F)所示三齿吡啶亚胺铁配合物，制备过程具体如下：
10mL Schlenk反应管抽烤三次，手套箱中依次加入15mL重蒸二氯甲烷、等摩尔比的无水FeCl2和硫甲基乙基取代的三齿吡啶亚胺配体(1.5mmol)(结构式LC)，室温下搅拌48h。反应结束后，真空抽干二氯甲烷，加入10mL重蒸正己烷洗2次(滤液为无色澄清)，真空抽干至恒重，得到浅黄色固体，结构式：
质谱分析：C9H12Cl2FeN2S[M-Cl]+：理论值：270.9754；实测值：270.9761。
元素分析：C9H12Cl2FeN2S：理论值：C,35.21％；H,3.94％；N,9.12％；实测值:C,35.15％；H,3.89％；N,9.09％.
异戊二烯聚合反应
在催化聚合反应中，主催化剂可以单独加入，也可以以其二氯甲烷溶液的形式加入。
实施例7
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，加入三甲基铝(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，未得到聚合物。
实施例8
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，加入三乙基铝(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，未得到聚合物。
实施例9
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，加入一氯二乙基铝(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，未得到聚合物。
实施例10
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，加入二氯乙基铝(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率>99％，聚合物多为阳离子聚合交联产物。
实施例11
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：54278，分子量分布(PDI)：2.1。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占43％，trans-1,4-结构占2％，3,4-结构占55％。
实施例12
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(8mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：20985，分子量分布(PDI)：3.6。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占48％，trans-1,4-结构占11％，3,4-结构占41％。
实施例13
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(2mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：90％，数均分子量(Mn)：56123，分子量分布(PDI)：1.9。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占45％，trans-1,4-结构占3％，3,4-结构占52％。
实施例14
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol)和实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，然后加入异戊二烯(2mL,20.0mmol)，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：45720，分子量分布(PDI)：2.4。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占46％，trans-1,4-结构占5％，3,4-结构占49％。
实施例15
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)，无水甲苯5mL，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，然后加入甲基铝氧烷(4mmol)，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)，淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：54671，分子量分布(PDI)：2.3。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占53％，trans-1,4-结构占2％，3,4-结构占45％。
实施例16
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水己烷5mL，甲基铝氧烷(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：41328，分子量分布(PDI)：2.4。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占50％，trans-1,4-结构占10％，3,-4结构占40％。
实施例17
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水石油醚5mL，甲基铝氧烷(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：47663，分子量分布(PDI)：2.5。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占42％，trans-1,4-结构占8％，3,4-结构占50％。
实施例18
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在50℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：24855，分子量分布(PDI)：3.2。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占40％，trans-1,4-结构占11％，3,4-结构占49％。
实施例19
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在0℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：60％，数均分子量(Mn)：70965，分子量分布(PDI)：2.0。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占55％，trans-1,4-结构占3％，3,4-结构占42％。
实施例20
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol)，异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例1制备得到的催化剂(2.92mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在-25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：39％，数均分子量(Mn)：74902，分子量分布(PDI)：1.9。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占53％，trans-1,4-结构占2％，3,4-结构占45％。
实施例21
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol),异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例2制备得到的催化剂(2.64mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：95％，数均分子量(Mn)：44985，分子量分布(PDI)：2.1。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占44％，trans-1,4-结构占2％，3,4结构占54％。
实施例22
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol),异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例3制备得到的催化剂(2.60mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：>99％，数均分子量(Mn)：72849，分子量分布(PDI)：1.9。不同结构所占比例：cis-1-,4-结构占51％，trans-1,4-结构占0％，3,4-结构占49％。
实施例23
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol),异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例4制备得到的催化剂(2.32mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：71％，数均分子量(Mn)：74205，分子量分布(PDI)：1.8。不同结构所占比例：cis-1-,4-结构占48％，trans-1,4-结构占3％，3,4-结构占49％。
实施例24
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol),异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例5制备得到的催化剂(2.72mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：99％，数均分子量(Mn)：61398，分子量分布(PDI)：2.0。不同结构所占比例：cis-1-,4-结构占42％，trans-1,4-结构占2％，3,4-结构占56％。
实施例25
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，甲基铝氧烷(4mmol),异戊二烯(2mL,20.0mmol)，实施例6制备得到的催化剂(2.44mg,8μmol)的1mL二氯甲烷溶液，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：68％，数均分子量(Mn)：59589，分子量分布(PDI)：2.1。不同结构所占比例：cis-1-,4-结构占43％，trans-1,4-结构占3％，3,4-结构占54％。
实施例26
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，三甲基铝(0.80mmol)，实施例1制备的催化剂(2.92mg,8μmol)的2mL二氯甲烷溶液，搅拌2min，加入硼盐[CPh3][B(C6F5)4](8μmol)，搅拌2min，异戊二烯(2mL,20mmol)，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：78％，数均分子量(Mn)：18245，分子量分布(PDI)：2.8。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占52％，trans-1,4-结构占4％，3,4-结构占44％。
实施例27
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，三乙基铝(0.80mmol)，实施例1制备的催化剂(2.92mg,8μmol)的2mL二氯甲烷溶液，搅拌2min，加入硼盐[CPh3][B(C6F5)4](8μmol)，搅拌2min，异戊二烯(2mL,20mmol)，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：85％，数均分子量(Mn)：16089，分子量分布(PDI)：3.0。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占48％，trans-1,4-结构占3％，3,4-结构占49％。
实施例28
在氩气氛围下，在25mL希莱克(Schlenk)管中，依次加入无水甲苯5mL，三异丁基铝(0.80mmol),实施例1制备的催化剂(2.92mg,8μmol)的2mL二氯甲烷溶液，搅拌2min，加入硼盐[CPh3][B(C6F5)4](8μmol)，搅拌2min，异戊二烯(2mL,20mmol)，在25℃下聚合2h，反应用10mL的甲醇盐酸溶液(MeOH/HCl＝50/1)淬灭反应，用乙醇洗涤两次，得到弹性体聚合物。产率：80％，数均分子量(Mn)：19548，分子量分布(PDI)：2.8。不同结构所占比例：cis-1,4-结构占46％，trans-1,4-结构占6％，3,4-结构占48％。
部分实施例的数据设置如下表。
表1
上述实施例为本发明的较佳实施案例，但本发明的实施案例并不受列举实施例的限制，其它任何未背离本发明的核心思想与原理所做的改变、修饰、组合、替代、简化均视为等效替代，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三齿吡啶亚胺铁系催化剂，其特征在于：由主催化剂和助催化剂组成，主催化剂为三齿吡啶亚胺铁配合物，其通用结构式为其中，R1为苯基，取代苯基或烷基；R2为H，甲基，乙基或苯基；R3为H，烃基，芳基或卤素取代基；X为N取代基，O取代基或S取代基中的一种；n为1或者2；助催化剂为甲基铝氧烷(MAO)或烷基铝AlR3，所述甲基铝氧烷结构通式为其中n为4-40的自然数,所述烷基铝为三甲基铝，三乙基铝或三异丁基铝中的一种；助催化剂中的铝元素与主催化剂中的铁元素的摩尔比为(100-2000):1。
2.根据权利要求1所述的三齿吡啶亚胺铁系催化剂，其特征在于：所述三齿吡啶亚胺铁配合物结构式为以下结构式中的一种：
3.一种权利要求1或2中所述的三齿吡啶亚胺铁配合物的制备方法，其特征在于：在无水DCM中，将三齿吡啶亚胺配体与无水FeCl2或无水FeCl3混合，三齿吡啶亚胺配体与无水FeCl2或无水FeCl3的摩尔比为1:1，室温下搅拌反应24-48h，经过后处理，最终干燥得到三齿吡啶亚胺铁配合物。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：所述三齿吡啶亚胺配体结构式为以下结构式中的一种：
5.一种权利要求1或2所述的三齿吡啶亚胺铁系催化剂在异戊二烯聚合中的应用，其特征在于：在无水无氧条件下，向反应器中加入所述三齿吡啶亚胺铁系催化剂的主催化剂即三齿吡啶亚胺铁配合物、助催化剂、异戊二烯单体和溶剂形成反应体系，然后搅拌发生聚合反应，反应结束后加入淬灭剂，用乙醇洗涤两次，分离提纯得到聚异戊二烯产品。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述溶剂为甲苯、石油醚、戊烷或己烷中的一种或二种以上,异戊二烯单体在溶剂中的浓度为2-10mol/L。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：反应体系中，异戊二烯单体与铁系催化剂中主催化剂中铁元素的摩尔比为(1000-5000):1。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述聚合反应的温度为0℃-50℃，聚合反应时间为1-4h。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述反应体系中还包括脱烷基化试剂，所述脱烷基化试剂为B(C6F5)3，[Ph3C][B(C6F5)4],[PhNMe2H][B(C6F5)4]的一种；脱烷基化试剂中硼元素与主催化剂中铁元素摩尔比为(1-10):1。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112062787A (zh) * 2020-09-30 2020-12-11 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种吡啶亚胺钛配合物及其在共轭二烯催化聚合中的应用
CN112707937A (zh) * 2020-12-30 2021-04-27 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种杂芳环三齿吡啶亚胺铁配合物及其制备方法和其在催化共轭二烯聚合中的应用
CN113004447A (zh) * 2021-03-01 2021-06-22 扬州工业职业技术学院 一种含联苯取代基的α-二亚胺铁催化剂及其应用
WO2022183467A1 (zh) * 2021-03-05 2022-09-09 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种杂芳环三齿吡啶亚胺铁配合物及其制备方法和其在催化共轭二烯聚合中的应用
CN117050219A (zh) * 2023-09-27 2023-11-14 桂林理工大学 吡啶并环庚烷亚胺铁配合物催化剂的制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030119662A1 (en) * 1999-08-06 2003-06-26 The Goodyear Tire & Rubber Company Transition metal catalysts for diene polymerizations
CN102105480A (zh) * 2008-07-25 2011-06-22 埃克森美孚化学专利公司 吡啶基二氨基过渡金属络合物、其制备和用途
CN106432336A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 中国科学院上海有机化学研究所 基于喹啉骨架的pnn配体、其铁络合物及制备方法和应用
CN109053937A (zh) * 2018-08-01 2018-12-21 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种烷基取代吡啶胺铁系催化剂及其制备方法与应用
CN109134730A (zh) * 2018-08-01 2019-01-04 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种芳基取代吡啶胺铁系催化剂及其制备方法与应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030119662A1 (en) * 1999-08-06 2003-06-26 The Goodyear Tire & Rubber Company Transition metal catalysts for diene polymerizations
CN102105480A (zh) * 2008-07-25 2011-06-22 埃克森美孚化学专利公司 吡啶基二氨基过渡金属络合物、其制备和用途
CN106432336A (zh) * 2016-09-13 2017-02-22 中国科学院上海有机化学研究所 基于喹啉骨架的pnn配体、其铁络合物及制备方法和应用
CN109053937A (zh) * 2018-08-01 2018-12-21 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种烷基取代吡啶胺铁系催化剂及其制备方法与应用
CN109134730A (zh) * 2018-08-01 2019-01-04 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种芳基取代吡啶胺铁系催化剂及其制备方法与应用

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112062787A (zh) * 2020-09-30 2020-12-11 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种吡啶亚胺钛配合物及其在共轭二烯催化聚合中的应用
CN112062787B (zh) * 2020-09-30 2023-02-28 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种吡啶亚胺钛配合物及其在共轭二烯催化聚合中的应用
CN112707937A (zh) * 2020-12-30 2021-04-27 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种杂芳环三齿吡啶亚胺铁配合物及其制备方法和其在催化共轭二烯聚合中的应用
CN112707937B (zh) * 2020-12-30 2022-10-28 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种杂芳环三齿吡啶亚胺铁配合物及其制备方法和其在催化共轭二烯聚合中的应用
CN113004447A (zh) * 2021-03-01 2021-06-22 扬州工业职业技术学院 一种含联苯取代基的α-二亚胺铁催化剂及其应用
WO2022183467A1 (zh) * 2021-03-05 2022-09-09 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种杂芳环三齿吡啶亚胺铁配合物及其制备方法和其在催化共轭二烯聚合中的应用
CN117050219A (zh) * 2023-09-27 2023-11-14 桂林理工大学 吡啶并环庚烷亚胺铁配合物催化剂的制备方法与应用

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