CN117467047A - 一种烯烃聚合催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种烯烃聚合催化剂及其制备方法和应用。所述烯烃聚合催化剂为式(1)化合物,具有如下文所示的结构。本发明使用式I化合物作为起始原料,简便高效地合成了目标产物,有效降低了式(1)化合物的合成难度;同时,该催化剂在乙烯均聚,乙烯和α‑烯烃以及乙烯和环状烯烃的共聚反应中,展现出了较高的聚合活性和良好的共聚单体插入率。
Description
技术领域
本发明属于催化剂领域,具体涉及一种烯烃聚合催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
过渡金属配合物催化烯烃聚合是当今化学工业中最重要的过程之一,这是有机金属化学和催化化学的重大成就。其中,茂金属催化剂以其优异的催化聚合性能得到越来越多的研究和应用。通过改变茂金属催化剂配体结构,可以调控聚烯烃材料的微观结构,从而获得不同性能的聚合物产品。在乙烯与α-烯烃的聚合反应中,存在着一类性能独特,可调控聚合物分子量、立体规整结构以及共聚单体含量的茂金属催化剂,即限制几何构型催化剂。其结构中含有一个环戊二烯基(Cp)通过桥基与另一个配体相连,并同时与金属中心进行配位,限制金属中心与茂环的相对旋转,因此称为CGC,是一种桥联单茂金属结构。早在20世纪90年代,Dow公司和Exxon公司就首先研发出CGC型催化剂,用于溶液聚合制备聚烯烃弹性体取得了极大的成功(McKnight A L,Waymouth R M.Chem Rev,1998,98,2587)。随后,越来越多的公司和机构基于CGC的结构,研发出了各种类型的茂金属催化剂(Nova Chem IntSA.US6124487[P].1998-03-06;Sumitomo Chemical Company.EP842939[P].1998-05-20;Mitsui Chemicals Inc.WO2006022355[P].2006-03-02;LG Chem Ltd.US7932207B[P].2011-04-26)。与传统齐格勒-纳塔催化剂相比,CGC型催化剂配合助催化剂的使用,在乙烯与α-烯烃的聚合反应中,聚合产物表现出更窄的分子量分布和更好的共聚单体插入率。但是,大部分茂金属硅胺桥联CGC型催化剂是水氧敏感型化合物,在合成上存在一定难度。例如CN1495188A公开了一种取代茚基类型的原料中间体,但该中间体不稳定,易分解。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一方面提供一种式(1)化合物:
本发明的第二方面提供一种上述式(1)化合物的制备方法,包括如下步骤:
第一步:以式Ⅰ化合物为初始原料,与硅胺化合物反应,制备得到式Ⅱ化合物;
第二步:所述式Ⅱ化合物与三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)反应,制备得到式Ⅲ化合物;
第三步:所述式Ⅲ化合物与烷基氯化镁反应,制备得到式(1)化合物;
根据本发明的实施方案,所述第一步的反应体系包括四氢吡咯和分子筛。式I化合物游离在以四氢吡咯为碱、分子筛存在的反应体系中,游离出的中间体与硅胺化合物反应。
根据本发明的实施方案,所述第一步的反应体系还包括溶剂,例如所述溶剂选自四氢呋喃、正己烷和甲苯中的一种或两种以上。
根据本发明的实施方案,所述第一步的反应体系还包括烷基金属试剂,例如正丁基锂。
根据本发明的实施方案,所述硅胺化合物可以选自N-(叔丁基)-N-(1-氯-1,1-二甲基硅)胺。
根据本发明的实施方案,所述式I化合物、四氢吡咯、烷基金属试剂和硅胺化合物的摩尔比为1:(0.8-1.2):(0.8-1.2):(0.8-1.2),优选为1:1:1:1。
根据本发明的实施方案,所述第一步包括:先将式I化合物溶解于溶剂中,向其中加入分子筛,得到混合物;将四氢吡咯溶液滴加至所述混合物中,进行第一次反应,反应完成后过滤反应体系,向滤液中滴加烷基金属试剂,进行第二次反应,而后将硅胺化合物溶液滴加至第二次反应体系中,进行第三次反应,得到式II化合物;
根据本发明的实施方案,所述第一次反应的温度为15~40℃,反应时间为10-60分钟;
根据本发明的实施方案,所述第二次反应的温度为15~40℃,反应时间为2-6小时;
根据本发明的实施方案,所述第三次反应的温度为15~40℃,反应时间为8-20小时。
根据本发明的实施方案,所述烷基金属试剂和硅胺化合物溶液在低温条件下加入体系中,所述低温条件指温度为-70~-80℃,优选-78℃。
根据本发明的实施方案,所述第一步还包括对第三次反应得到的产物进行减压浓缩除去溶剂,萃取残留物,收集萃取物,继续减压浓缩的操作。
根据本发明的实施方案,所述第二步的反应体系包括烷基金属试剂、氯化铅和溶剂;优选地,所述溶剂选自正己烷和/或四氢呋喃。
根据本发明的实施方案,所述式II化合物、烷基金属试剂和三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)的摩尔比为1:(1.8-3):(0.8-1.2),优选1:2.4:1。
根据本发明的实施方案,所述式II化合物和氯化铅的摩尔比为1:(0.3-0.6),例如1:0.5。
根据本发明的实施方案,所述第二步包括:所述式II化合物溶解于正己烷中,向其中加入烷基金属试剂,进行第一次反应,得到的反应产物用四氢呋喃溶解,向其中加入三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)和氯化铅,进行第二次反应,得到式III化合物;
根据本发明的实施方案,所述第一次反应的温度为15~40℃,反应时间为2-6小时;
根据本发明的实施方案,所述第二次反应的温度为15~40℃,反应时间为10-30小时。
根据本发明的实施方案,所述第二步还包括对第二次反应得到的产物进行减压浓缩除去溶剂,萃取残留物,收集萃取物,继续减压浓缩和洗涤的操作。
根据本发明的实施方案,所述第三步包括:所述式III化合物溶解于溶剂(例如乙醚)中,向其中加入烷基氯化镁,反应,得到所述式(1)化合物;
例如,所述烷基氯化镁以其溶液形式滴加到式III化合物的溶液中;
例如,所述反应的温度为15~40℃,反应时间为1-8小时。
根据本发明的实施方案,所述式III化合物和烷基氯化镁的摩尔比为1:(1.5-3),例如1:2.2。
根据本发明的实施方案,所述烷基氯化镁选自C1-6烷基氯化镁,例如C1-4烷基氯化镁,作为示例选自甲基氯化镁或乙基氯化镁。根据本发明的实施方案,所述式(1)化合物的核磁纯度大于99%。
本发明还提供上述式(1)化合物在烯烃聚合反应中的应用,例如作为烯烃聚合反应催化剂。
根据本发明的实施方案,所述烯烃聚合包括但不限于乙烯均聚、乙烯和α-烯烃以及乙烯和环状烯烃的共聚反应。
根据本发明的实施方案,所述α-烯烃选自1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等中的一种或多种。
根据本发明的实施方案,所述式(1)化合物由上述制备方法得到。
本发明还提供一种烯烃聚合催化体系,包括主催化剂和助催化剂,所述主催化剂为上述式(1)化合物,所述助催化剂为硼酸盐,例如三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐。
有益效果
本发明提供了一种合成式(1)化合物的方法,利用稳定(使用的原料环境稳定,长时间存储无变质及纯度降低等情况)的式I化合物作为起始原料,简便高效地合成了目标产物,有效降低了式(1)化合物的合成难度。
本发明方法制备的式(1)化合物,作为催化剂可用于乙烯均聚,乙烯和α-烯烃以及乙烯和环状烯烃的共聚反应中,在助催化剂存在的条件下,展现出了较高的聚合活性和良好的共聚单体插入率,用于聚烯烃弹性体的生产。
附图说明
图1为式(1)化合物的合成线路图;
图2为式Ⅱ化合物的核磁氢谱;
图3为式Ⅲ化合物的核磁氢谱;
图4为式(1)化合物的核磁谱图;
图5为对比例1式V化合物在不同条件下的纯度变化核磁谱图;
图6为对比例1式V化合物的初始核磁谱图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备。
实施例1
N-(叔丁基)-1-(3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)-1,1-二甲基硅胺(式II化合物):准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取3-四氢吡咯-1-(1H-茚)盐酸盐(式I化合物,2.2g,10mmol)于反应瓶中溶于40mL四氢呋喃,再向反应瓶中加入1g分子筛,开启搅拌。将溶于四氢呋喃(10mL)的四氢吡咯(0.7g,9.8mmol)溶液缓慢滴至反应瓶中,反应30分钟。随后将反应体系过滤,收集滤液至另一反应瓶中,-78℃条件下向反应瓶中滴加正丁基锂(4.4mL,10.5mmol),体系移至室温搅拌反应4小时。称取N-(叔丁基)-N-(1-氯-1,1-二甲基硅)胺(1.7g,10mmol)溶于10mL四氢呋喃中,-78℃条件下滴加至反应体系中,滴加完毕后体系室温搅拌过夜。将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再向反应瓶中的残留物中加入50mL正己烷萃取,过滤收集滤液减压浓缩得黑红油状产物(2.6g,收率85%)。如图2所示,1H NMR(400MHz,CDCl3,rt):σ-0.14(s,3H),-0.02(s,3H),0.66(s,1H),1.21(s,9H),1.98(m,4H),3.38(m,4H),5.36(s,1H),7.16(t,J=7.2Hz,1H),7.22(t,J=7.6Hz,1H),7.50(d,J=7.6Hz,1H),7.63(d,J=7.6Hz,1H).证明得到式II化合物。
二氯(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛(式III化合物):准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取N-(叔丁基)-1-(3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)-1,1-二甲基硅胺(式II化合物,3.1g,10mmol)于反应瓶中溶于50mL正己烷。-20℃条件下向反应瓶中滴加正丁基锂(10mL,24mmol),体系移至室温搅拌反应4h后,反应悬浊液过滤并将滤饼加入另一干燥洁净的250mL反应瓶中,再加入50mL四氢呋喃搅拌溶解。称取三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)(3.7g,10mmol)加入体系中,搅拌1h后,再加入氯化铅(2.1g,7.5mmol),室温反应20h。将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再将反应瓶中的残留物中加入30mL甲苯萃取,过滤收集滤液减压浓缩除去甲苯。将反应瓶中的残留物过滤并用50mL正己烷淋洗得黑绿固体产物(2.5g,收率58%)。如图3所示,1HNMR(400MHz,CDCl3,rt):σ0.68(s,3H),0.85(s,3H),1.32(s,9H),2.05(m,4H),3.72(m,2H),4.02(m,2H),5.65(s,1H),7.24(t,J=8.0Hz,1H),7.32(t,J=8.8Hz,1H),7.60(d,J=8.8Hz,1H),7.90(d,J=8.8Hz,1H).证明得到式III化合物。
二甲基(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛(式(1)化合物):准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取二氯(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛(3.5g,8mmol)于反应瓶中溶于80mL乙醚。-20℃条件下向反应瓶中滴加甲基氯化镁(5.9mL,17.6mmol),体系移至室温搅拌反应4h后,将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再向反应瓶中的残留物中加入50mL正己烷萃取,过滤收集滤液减压浓缩得黑红稠油状产物(2.9g,收率93%)并于手套箱中低温储存。如图4所示,1H NMR(400MHz,CDCl3,rt):σ-0.48(s,3H),0.38(s,3H),0.41(s,3H),0.67(s,3H),1.44(s,9H),2.05(m,4H),3.64(m,2H),3.82(m,2H),5.35(s,1H),6.97(t,J=7.2Hz,1H),7.13(t,J=6.4Hz,1H),7.36(d,J=8.8Hz,1H),7.88(d,J=8.4Hz,1H).证明得到式(1)化合物。
实施例2
N-(叔丁基)-1-(3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)-1,1-二甲基硅胺:准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取3-四氢吡咯-1-(1H-茚)盐酸盐(4.4g,20mmol)于反应瓶中溶于50mL四氢呋喃,再向反应瓶中加入2g分子筛,开启搅拌。将溶于四氢呋喃(10mL)的四氢吡咯(1.5g,19.6mmol)溶液缓慢滴至反应瓶中,反应30分钟。随后将反应体系过滤,收集滤液至另一反应瓶中,-78℃条件下向反应瓶中滴加正丁基锂(8.8mL,21mmol),体系移至室温搅拌反应3小时。称取N-(叔丁基)-N-(1-氯-1,1-二甲基硅)胺(3.3g,20mmol)溶于10mL四氢呋喃中,-78℃条件下滴加至反应体系中,滴加完毕后体系室温搅拌过夜。将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再向反应瓶中的残留物中加入50mL正己烷萃取,过滤收集滤液减压浓缩得黑红油状产物(5.5g,收率87%)。
二氯(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛:准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取N-(叔丁基)-1-(3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)-1,1-二甲基硅胺(6.3g,20mmol)于反应瓶中溶于80mL正己烷。-20℃条件下向反应瓶中滴加正丁基锂(18.3mL,44mmol),体系移至室温搅拌反应15h后,反应悬浊液过滤并将滤饼加入另一干燥洁净的250mL反应瓶中,再加入80mL四氢呋喃搅拌溶解。称取三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)(8.9g,24mmol)加入体系中,搅拌2h后,再加入氯化铅(6.6g,24mmol),室温反应20h。将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再将反应瓶中的残留物中加入50mL甲苯萃取,过滤收集滤液减压浓缩除去甲苯。将反应瓶中的残留物过滤并用50mL正己烷淋洗得黑绿固体产物(6.9g,收率80%)。
二甲基(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛:准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取二氯(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛(0.16g,0.4mmol)于反应瓶中溶于15mL乙醚。-20℃条件下向反应瓶中滴加甲基氯化镁(0.25mL,0.8mmol),体系移至室温搅拌反应4h后,将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再向反应瓶中的残留物中加入20mL正己烷萃取,过滤收集滤液减压浓缩得黑红稠油状产物(0.12g,收率85%),即为式(1)化合物,并于手套箱中低温储存。
实施例3
N-(叔丁基)-1-(3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)-1,1-二甲基硅胺:准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取3-四氢吡咯-1-(1H-茚)盐酸盐(8.9g,40mmol)于反应瓶中溶于100mL四氢呋喃,再向反应瓶中加入4.4g分子筛,开启搅拌。将溶于四氢呋喃(15mL)的四氢吡咯(2.8g,39.2mmol)溶液缓慢滴至反应瓶中,反应30分钟。随后将反应体系过滤,收集滤液至另一反应瓶中,-78℃条件下向反应瓶中滴加正丁基锂(17.5mL,42mmol),体系移至室温搅拌反应2小时。称取N-(叔丁基)-N-(1-氯-1,1-二甲基硅)胺(6.6g,40mmol)溶于50mL四氢呋喃中,-78℃条件下滴加至反应体系中,滴加完毕后体系室温搅拌过夜。将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再向反应瓶中的残留物中加入100mL正己烷萃取,过滤收集滤液减压浓缩得黑红油状产物(11g,收率88%)。
二氯(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛:准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取N-(叔丁基)-1-(3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)-1,1-二甲基硅胺(28.5g,90.6mmol)于反应瓶中溶于300mL正己烷。-20℃条件下向反应瓶中滴加正丁基锂(80mL,190.3mmol),体系移至室温搅拌反应2h后,反应悬浊液过滤并将滤饼加入另一干燥洁净的250mL反应瓶中,再加入50mL四氢呋喃搅拌溶解。称取三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)(33.6g,90.6mmol)加入体系中,搅拌1h后,再加入氯化铅(12.6g,45.3mmol),室温反应20h。将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再将反应瓶中的残留物中加入200mL甲苯萃取,过滤收集滤液减压浓缩除去甲苯。
将反应瓶中的残留物过滤并用200mL正己烷淋洗得黑绿固体产物(31g,收率79%)。
二甲基(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛:准备干燥洁净的250mL反应瓶置于手套箱中。称取二氯(N-(叔丁基)-1,1-二甲基硅基-1-((1,2,3,3a,7a-η)-3-(1-四氢吡咯基)-1H-茚基)胺基)钛(0.86g,2mmol)于反应瓶中溶于20mL乙醚。-20℃条件下向反应瓶中滴加甲基氯化镁(1.5mL,4.4mmol),体系移至室温搅拌反应4h后,将反应瓶中体系减压浓缩除去溶剂。再向反应瓶中的残留物中加入30mL正己烷萃取,过滤收集滤液减压浓缩得黑红稠油状产物(0.71g,收率91%),即为式(1)化合物,并于手套箱中低温储存。
对比例1
现有技术(陶氏环球技术公司,CN1495188A)合成式(1)化合物所使用的原料为式V化合物。式V化合物的初始核磁谱图如图6所示,核磁纯度随时间的变化见图5,式V化合物在手套箱中低温保存一天核磁谱图显示纯度为98%,室温条件下,手套箱中储存一周,纯度下降为90%,而在史莱克瓶(Schlenk)中储存一周纯度下降10%(即达到88%),由此可见,式V化合物的稳定性较差,由其合成式(1)化合物的难度高。
实施例4
量取355mL正己烷、62mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至120℃,聚合釜中乙烯压力升至3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450ml,1-辛烯浓度为0.89mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.5MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为65.8g。
实施例5
量取355mL正己烷、62mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至140℃,聚合釜中乙烯压力升至3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为0.89mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.5MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为34.0g。
实施例6
量取355mL正己烷、62mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至160℃,聚合釜中乙烯压力升至3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为0.89mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.5MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为16.2g。
实施例7
量取263mL正己烷、154mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至120℃,聚合釜中引入0.04MPa分压的氢气,引入乙烯分压为3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为2.20mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.54MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为69.3g。
实施例8
量取263mL正己烷、154mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至120℃,聚合釜中引入0.10MPa分压的氢气,引入乙烯分压为3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为2.20mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.6MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为79.4g。
实施例9
量取263mL正己烷、154mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至120℃,聚合釜中引入0.20MPa分压的氢气,引入乙烯分压为3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为2.20mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.7MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为90.1g。
实施例10
量取263mL正己烷、154mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至120℃,聚合釜中引入0.25MPa分压的氢气,引入乙烯分压为3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为2.20mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.75MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为104.0g。
实施例11
量取263mL正己烷、154mL 1-辛烯和3mL三异丁基铝(1mol/L浓度)溶液,常温下引入到聚合釜中。将聚合釜加热至120℃,聚合釜中引入0.42MPa分压的氢气,引入乙烯分压为3.5MPa。将5μmol实施例1制备的式(1)化合物作为催化剂和10μmol的助催化剂三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐充分溶解于30mL甲苯中形成活化催化剂溶液(聚合体系总体积450mL,1-辛烯浓度为2.20mol/L)。随后将活化催化剂溶液快速打入聚合釜中引发聚合,打开乙烯气体开关随时补充乙烯,从而使聚合釜压力维持在3.92MPa。维持聚合温度为120℃。60min后,关闭乙烯进气开关和釜体加热开关,降温至常温,随后将聚合釜泄压至常压后开釜。取出聚合物,并利用酸醇溶液(乙醇:盐酸=9:1)进行终止。过滤后,将聚合物干燥至恒重后称重,即为所得产物,为95.5g。
表1为实施例4-11催化剂活性和制备得到的聚合物的数据。可见式(1)化合物能够作为催化剂用于乙烯和α-烯烃的共聚反应,在助催化剂存在的条件下,展现出了较高的聚合活性和良好的共聚单体插入率,得到了聚烯烃弹性体。
表1
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。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 (10)
1.一种式(1)化合物,其特征在于,所述式(1)化合物具有如下所示的结构:
2.权利要求1所述的式(1)化合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步:以式Ⅰ化合物为初始原料,与硅胺化合物反应,制备得到式Ⅱ化合物;
第二步:所述式Ⅱ化合物与三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)反应,制备得到式Ⅲ化合物;
第三步:所述式Ⅲ化合物与烷基氯化镁反应,制备得到式(1)化合物;
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述第一步的反应体系包括四氢吡咯和分子筛。式I化合物游离在以四氢吡咯为碱、分子筛存在的反应体系中,游离出的中间体与硅胺化合物反应;
和/或,所述第一步的反应体系还包括溶剂,例如所述溶剂选自四氢呋喃、正己烷和甲苯中的一种或两种以上;
和/或,所述第一步的反应体系还包括烷基金属试剂,例如正丁基锂;
和/或,所述硅胺化合物选自N-(叔丁基)-N-(1-氯-1,1-二甲基硅)胺;
和/或,所述式I化合物、四氢吡咯、烷基金属试剂和硅胺化合物的摩尔比为1:(0.8-1.2):(0.8-1.2):(0.8-1.2)。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述第一步包括:先将式I化合物溶解于溶剂中,向其中加入分子筛,得到混合物;将四氢吡咯溶液滴加至所述混合物中,进行第一次反应,反应完成后过滤反应体系,向滤液中滴加烷基金属试剂,进行第二次反应,而后将硅胺化合物溶液滴加至第二次反应体系中,进行第三次反应,得到式II化合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述第二步的反应体系包括烷基金属试剂、氯化铅和溶剂;优选地,所述溶剂选自正己烷和/或四氢呋喃;
和/或,所述式II化合物、烷基金属试剂和三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)的摩尔比为1:(1.8-3):(0.8-1.2);
和/或,所述式II化合物和氯化铅的摩尔比为1:(0.3-0.6)。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述第二步包括:所述式II化合物溶解于正己烷中,向其中加入烷基金属试剂,进行第一次反应,得到的反应产物用四氢呋喃溶解,向其中加入三氯化钛四氢呋喃复合物(1:3)和氯化铅,进行第二次反应,得到式III化合物;
优选地,所述第二步还包括对第二次反应得到的产物进行减压浓缩除去溶剂,萃取残留物,收集萃取物,继续减压浓缩和洗涤的操作。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,所述第三步包括:所述式III化合物溶解于溶剂中,向其中加入烷基氯化镁,反应,得到所述式(1)化合物;
优选地,所述式III化合物和烷基氯化镁的摩尔比为1:(1.5-3);
和/或,所述烷基氯化镁选自C1-6烷基氯化镁。
8.权利要求1所述的式(1)化合物在烯烃聚合反应中的应用,优选作为烯烃聚合反应催化剂。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述烯烃聚合包括但不限于乙烯均聚、乙烯和α-烯烃以及乙烯和环状烯烃的共聚反应。
10.一种烯烃聚合催化体系,其特征在于,所述烯烃聚合催化体系包括主催化剂和助催化剂,所述主催化剂为权利要求1所述式(1)化合物,所述助催化剂为硼酸盐,优选三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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