含轴向η6配位芳香环的α-二亚胺后过渡金属配合物的合成及制备链中官能化双烯烃聚合物
批准号:
21801236
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
27.5 万元
负责人:
刘恒
依托单位:
学科分类:
高分子合成
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡雁鸣、任俊涛、赵文朋、王贝贝、马小伟
中文摘要
近年来,共轭双烯烃与极性双烯烃衍生物定向可控聚合制备官能化高顺式双烯烃合成橡胶引起了国内外学者的广泛关注。本项目以研制新型α-二亚胺后过渡金属催化剂为目标,通过引入轴向η6配位芳香环基团,增加活性中心对杂原子的耐受性,从而实现高活性、高选择性催化共轭双烯烃与极性丁二烯衍生物共聚,制备高性能官能化双烯烃合成橡胶。通过调节催化剂结构、共聚合条件、极性丁二烯衍生物种类等,筛选出最优的共聚合体系,并进一步制备一系列具有不同分子参数(顺1,4-含量、极性单体插入率、分子量、分子量分布等)的链中官能化双烯烃聚合物。通过核磁共振深入研究定量反应和聚合动力学,阐明双烯烃与官能化丁二烯衍生物共聚合机理。
英文摘要
Copolymerization of conjugated dienes and polar diene derivatives to prepare functionalized polydiene synthetic rubber has attracted a great deal of attention in the past few years. This project aims at development of novel α-diimine late transition metal complexes and their catalytic behaviors in copolymerization of dienes and polar diene derivatives. Through introducing axial η6 cooridinated aryl moiety to the ligand skeleton, the active species display a significantly enhanced tolerance towards different functional groups, and subsequently perform high activities and high stereoselectivities during the copolymerization process. The influence of various precatalyst structures, different polymerization conditions, and types of polar diene derivatives on polymerization behaviors are detailedly investigated in order to screen out an optimized polymerization system, which is further used to prepare a series of in-chain functionalized diene synthetic rubber with different polymer parameters, such as cis-1,4 content, comonomer incorporation, molecular weight, molecular weight distributions, etc. Possible copolymerization mechanisms are proposed based on kinetic and stoichiometric studies.
按照研究计划,本项目进行了以下几方面的研究:①合成了一系列具有不同骨架结构的α-二亚胺后过渡金属(Co、Ni、Fe)催化剂,并对结构进行了详细的表征。在甲基铝氧烷、倍半二乙基氯化铝的活化下,上述催化剂对丁二烯等共轭二烯烃聚合表现出截然不同的聚合性质。一般来说,钴催化剂的催化活性最好,cis-1,4-选择性最高,且分子量能随着不同的聚合条件(如温度等)进行调节;镍催化剂的活性较好,cis-1,4-选择性较高(70-90%),但所得聚合物分子量偏低;铁催化剂的活性和cis-1,4选择均一般。并且,通过添加含膦类给电子体,钴系催化剂可由原来的高cis-1,4-向高1,2-结构转变。此系列研究拓宽了后过渡金属配合物催化共轭二烯烃聚合行为、聚合机理等方面的认识。②采用上述不同结构的催化剂催化二烯烃与极性官能化的二烯烃衍生物共聚合,结果发现,二烯烃衍生物的结构(即官能团取代基的位置,如1位取代,2位取代等)、官能团的种类、官能团的位置对共聚合物行为均有较大的影响。尽管本研究中开发的后过渡金属催化剂较之前过渡金属具有更好的杂原子耐受性,能够顺利地催化共聚合反应的进行,但在较大量的极性共聚单体存在下,催化剂的活性及所得共聚物的分子参数均受到较大程度的影响。因此,设计具有杂原子耐受性更好的后过渡金属催化剂,抑或开发新的共聚合策略,以保证高活性的共聚合行为的进行,仍是后续研究的主要方向。在本项目的资助下,已有11篇SCI论文正式发表,3篇正在整理中。
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Propylene homopolymerization and copolymerization with ethylene by acenaphthene-based α-diimine nickel complexes to access EPR-like elastomers
丙烯均聚以及苊基α-二亚胺镍配合物与乙烯共聚得到类EPR弹性体
DOI:
10.1039/d1py00923k
发表时间:
2021
期刊:
Polymer Chemistry
影响因子:
4.6
作者:
[Beibei Wang, Heng Liu, Chunyu Zhang, Tao Tang, Xuequan Zhang]
通讯作者:
Xuequan Zhang
cis-1,4 Selective Coordination Polymerization of 1,3-Butadiene and Copolymerization with Polar 2-(4-Methoxyphenyl)-1,3-butadiene by Acenaphthene-Based α-Diimine Cobalt Complexes Featuring Intra-Ligand π-π Stacking Interactions.
1,3-丁二烯的 cis-1,4 选择性配位聚合以及具有配体内配位体的苊基 α-二亚胺钴配合物与极性 2-(4-甲氧基苯基)-1,3-丁二烯的共聚
DOI:
10.3390/polym13193329
发表时间:
2021-09-29
期刊:
Polymers
影响因子:
5
作者:
[Wang B, Liu H, Tang T, Zhang X]
通讯作者:
Zhang X
Influence of imine-carbon substituent in 6-bromo-2-iminopyridine-based cobalt(II) complexes on 1,3-butadiene polymerization
6-溴-2-亚氨基吡啶基钴(II)配合物中亚胺-碳取代基对1,3-丁二烯聚合的影响
DOI:
10.1002/pi.5854
发表时间:
2019
期刊:
Polymer International
影响因子:
3.2
作者:
[Wang Feng, Liu Heng, Hu Yanming, Zhang Xuequan]
通讯作者:
Zhang Xuequan
Boosting the Thermal Stability of α-Diimine Palladium Complexes in Norbornene Polymerization from Construction of Intraligand Hydrogen Bonding and Simultaneous Increasing Axial/Equatorial Bulkiness
通过配体内氢键的构建和同时增加轴向/赤道体积来提高降冰片烯聚合中α-二亚胺钯配合物的热稳定性
DOI:
10.1021/acs.inorgchem.0c03185
发表时间:
2021-01-27
期刊:
INORGANIC CHEMISTRY
影响因子:
4.6
作者:
[Wang, Xiaohua, Dong, Bo, Zhang, Xuequan]
通讯作者:
Zhang, Xuequan
In-chain functionalized syndiotactic 1,2-polybutadiene by a Ziegler-Natta iron(iii) catalytic system.
齐格勒·纳塔铁 (iii) 催化体系链内官能化间同立构 1,2-聚丁二烯
DOI:
10.1039/c9ra06499k
发表时间:
2019-10-15
期刊:
RSC ADVANCES
影响因子:
3.9
作者:
[Liang, Shanshan, Zhang, Huaqiang, Cong, Rixin, Liu, Heng, Wang, Feng, Hu, Yanming, Zhang, Xuequan]
通讯作者:
Zhang, Xuequan
共 11 条
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