专利名称：一种席夫碱稀土催化剂、制备方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种席夫碱稀土催化剂、制备方法及应用。
背景技术：
席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团的一类有机化合物。早在1931年， Pfeifer等首次合成了席夫碱(Sehiffbase)。由于其独特的光、电、磁等物理材料性能、良好的配位化学性能以及独特的抗菌、抗癌、除草等生理活性，直到上个世纪六十年代特别是近年来，得到了国内外研究人员的广泛关注，并对席夫碱的理论与应用的相关领域的热点问题展开了大量的科研工作。近年来，席夫碱的应用涉及众多领域，具体体现在在催化领域，席夫碱的钻和镍配合物已经作为催化剂使用；在医学领域，席夫碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性；在分析化学领域，席夫碱作为良好配体，可以用来鉴别、鉴定金属离子和定量分析金属离子的含量；在腐蚀领域，某些芳香族的席夫碱经常作为铜的缓蚀剂；在光致变色领域，某些含有特性基团的席夫碱也具有独特的应用。在材料领域席夫碱也具有广阔的应用前景，如某些席夫碱常用作半导体材料、金属材料、光散材料；某些含特定集团的席夫碱自组装膜的研究，将促进仿生科学的发展。元素周期表IIIB族的稀土元素存在特殊的外层电子结构-f电子，使得其配位数往往较高，从而表现出许多不同于d区过渡金属元素的独特物理和化学特性；元素周期表 IIIB族的稀土元素包括钪、钇和镧系元素等共17种元素。稀土催化剂由于其独特的催化活性，已经被广泛地使用在各种单体的均聚和共聚反应中，同时鉴于席夫碱特殊的化学结构，含有亚胺或甲亚胺的活性基团，席夫碱稀土催化剂逐渐成为了各国科研工作者研究的热点。目前，人们的研究主要集中在已知席夫碱化合物的基础上进行取代基的改进，制备得到的席夫碱稀土催化剂的催化聚合反应的类型少， 催化活性不高，从而限制了席夫碱稀土催化剂在催化剂领域上的应用。总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是制备一种新型的席夫碱稀土催化剂，可以催化多种单体的聚合反应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种席夫碱稀土催化剂、制备方法及应用，通过改变席夫碱的主题结构，来制备一种新型的席夫碱稀土催化剂，可以催化多种单体的聚合反应。为了解决上述问题，本发明公开了一种席夫碱稀土催化剂，具有如式(I)所示的结构表达式，
其中R为C"烷基或卤素；R1为氢、Cy烷基、卤素、手性烷烃或取代芳烃；R2为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；R3为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；R4为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；&为氢、Ch烷基、氯、氟、手性烷烃或取代芳烃。Ln代表元素周期表IIIB族的稀土元素；η代表与Ln相连的R的数量，η为0、1或2。本发明还公开了一种席夫碱稀土催化剂的制备方法，包括合成席夫碱配体；合成稀土金属化合物的甲苯溶液；合成席夫碱配体的甲苯溶液；合成席夫碱配体和稀土金属化合物构成的席夫碱稀土催化剂。本发明还公开了一种席夫碱稀土催化剂的应用，包括席夫碱稀土催化剂作为催化剂在催化单体聚合反应中的催化用途。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明通过改变席夫碱的主题结构，来制备得到一种新型的席夫碱稀土催化剂， 可以催化多种单体的聚合反应，不仅可以催化酯类和烯烃的均聚合反应，还能够催化酯类和烯烃的共聚合反应。其次，本发明席夫碱稀土催化剂的稳定性好，催化聚合反应的活性高，有利于催化反应的进行。总之，本发明能够避免已有制备席夫碱催化剂所能催化的聚合反应的反应类型有限、催化聚合反应的活性低、催化剂的稳定性差、制备工艺复杂等缺点，而本发明能够在简单工艺前提下，通过改变席夫碱的主题结构，来制备得到一种新型的席夫碱稀土催化剂，此种催化剂可以催化多种单体的聚合反应，不仅可以催化酯类和烯烃的均聚合反应，还能够催化酯类和烯烃的共聚合反应；催化剂的稳定性好；催化聚合反应的活性高，有利于催化反应的进行。
图1是本发明一种席夫碱稀土催化剂实施例1的结构示意图；图2是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例1的流程图；图3是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例2的流程图；图4是本发明席夫碱稀土钇催化剂1的单晶晶体的结构示意图5是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例3的流程图；图6是本发明席夫碱稀土钪催化剂2的单晶晶体的结构示意图；图7是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例4的流程图；图8是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例5的流程图；图9是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例6的流程图；图10是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例7的流程图；图11是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例8的流程图；图12是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例9的流程图；图13是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例10的流程图；图14是本发明一种席夫碱催化剂的制备方法实施例11的流程图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明的核心构思之一在于，通过改变席夫碱的主题结构，来制备得到一种新型的席夫碱稀土催化剂，可以催化多种单体的聚合反应，不仅可以催化酯类和烯烃的均聚合反应，还能够催化烯烃的共聚合反应。因此，相对于现有席夫碱稀土催化剂而言，这种新型的席夫碱稀土催化剂将开辟席夫碱稀土催化剂应用的新领域。参照图1，示出了本发明一种席夫碱稀土催化剂实施例1的结构图，从图1中可以看出这种席夫碱稀土催化剂有七类特殊基团，具体包括基团R、基团队、基团&、基团 R3、基团R4、基团R5以及Ln基团；不同的基团R、基团R1、基团&、基团R3、基团R4、基团&以及Ln基团，可以构成不同的席夫碱稀土催化剂。其中，基团R是催化剂的活性基团，R为C"烷基或卤素；基团队是催化剂的活性基团，R1为氢、Cy烷基、卤素、手性烷烃或取代芳烃；基团&是催化剂的活性基团，R2为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；基团民是催化剂的活性基团，R3为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；基团R4是催化剂的活性基团，R4为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；基团&是催化剂的活性基团，R5为氢、Cy烷基、氯、氟、手性烷烃或取代芳烃；Ln代表元素周期表IIIB族的稀土元素；Ln代表元素周期表IIIB族的稀土元素；具体为Sc、Y、Lu、Yb、Tm、Er、Ho、Dy、Tb、 Gd、Eu、Sm、Pm, Nd、Pr、Ce或La ；因为元素周期表IIIB族的稀土元素存在特殊的外层电子结构_f电子，使得其配位数往往较高，从而表现出许多不同于d区过渡金属元素的独特物理和化学特性；η代表与Ln相连的R的数量，η为0、1或2。在本发明一种席夫碱稀土催化剂实施例2中，这种席夫碱稀土催化剂有七类特殊基团，具体可以包括基团R、基团R1、基团&、基团R3、基团R4、基团&以及Ln基团；不同的基团R、基团R1、基团&、基团R3、基团R4、基团&以及Ln基团，可以构成不
席夫碱稀土 4乙催化剂1
席夫碱稀土钪催化剂权利要求
1. 一种席夫碱稀土催化剂，其特征在于，具有如式(I)所示的结构表达式，
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，其中R选自CH2SiMe3、CH2CHCH2, CH2C6H4NMe2-O ,CH2-(2, S-iBu2-C6H3)或氯其中任一。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，其中R1选自氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、氯、氟、手性烷烃或取代芳烃其中任一。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，其中&选自氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、氯、氟、手性烷烃或取代芳烃其中任一。
5.一种席夫碱稀土催化剂的制备方法，其特征在于，包括 合成席夫碱配体；合成稀土金属化合物的甲苯溶液； 合成席夫碱配体的甲苯溶液；合成席夫碱配体和稀土金属化合物构成的席夫碱稀土催化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成席夫碱配体的步骤，包括 合成席夫碱配体催化剂；合成邻碘苯甲酸甲酯和邻氨基苯甲酸甲酯构成的二酯化合物； 采用四氢铝锂还原二酯化合物为二醇化合物； 采用二氧化锰氧化二醇化合物为二醛化合物； 二醛化合物与取代苯胺反应，得到席夫碱配体。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成稀土金属化合物的甲苯溶液的步骤，包括在无水、无氧的环境下，将稀土金属化合物与甲苯混合、搅拌，得到稀土金属化合物的甲苯溶液；其中，所述稀土金属化合物包括稀土金属烷基化合物和稀土金属氯化物。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成席夫碱配体的甲苯溶液的步骤， 包括在无水、无氧的环境下，将席夫碱配体与甲苯混合、搅拌，得到席夫碱配体的甲苯溶液。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成席夫碱配体和稀土金属化合物构成的席夫碱稀土催化剂的步骤，包括在无水、无氧的环境下，将席夫碱配体的的甲苯溶液逐滴滴加到稀土金属化合物的甲苯溶液中，反应3小时；将上述形成的溶液经过除杂、重结晶的处理后，得到席夫碱配体稀土金属催化剂。
10.一种席夫碱稀土催化剂的应用，其特征在于，包括席夫碱稀土催化剂作为催化剂在催化单体聚合反应中的催化用途。
全文摘要
本发明提供了一种席夫碱稀土催化剂、制备方法及应用，其中，席夫碱稀土催化剂具有如式(I)所示的结构表达式，其中，R为C1-8烷基或卤素；R1为氢、C1-4烷基、卤素、手性烷烃或取代芳烃；R2为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；R3为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；R4为氢、甲基、氯、氟、烷氧基或取代芳烃；R5为氢、C1-4烷基、氯、氟、手性烷烃或取代芳烃；Ln代表元素周期表IIIB族的稀土元素；n代表与Ln相连的R的数量，n为0、1或2。本发明的催化剂可以催化多种单体的聚合反应，不仅可以催化酯类和烯烃的均聚合反应，还能够催化酯类和烯烃的共聚合反应；催化剂的稳定性好；催化聚合反应的活性高，有利于催化反应的进行。
文档编号C08G64/02GK102321199SQ20111016071
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者徐启, 李晓芳, 杜改霞, 魏延玲 申请人:北京理工大学