一种功能化高全同聚苯乙烯及其制备方法_2

文档序号:9680986阅读:来源:国知局
优选为碳原子数为3~8的烷氧基、碳原子数为 8~9的芳氧基、碳原子数为3~8的烷硫基、碳原子数为8~9的芳硫基、碳原子数为3~ 8的烷基或碳原子数为8~9的芳基;最优选为碳原子数为4~6的烷氧基、碳原子数为8的 芳氧基、碳原子数为4~6的烷硫基、碳原子数为8的芳硫基、碳原子数为4~6的烷基或碳 原子数为8的芳基。在本发明中,所述式I中的R最最优选为-0-CH 3、-0-Ph、-C6H5、-C(CH3)3 或-S-CH3。在本发明中,式I中的R在苯环上的任意位置进行取代。
[0051] 在本发明中,所述式I中的m表示取代基R的个数,0 4。在本发明中,所 述m为0、1、2、3或4。在本发明中,当m为0时,所述式I中不含取代基R。在本发明中,当 m彡2时,所述式I中同一苯环上的R可以为相同的取代基,也可以为不同的取代基。
[0052] 本发明提供的聚苯乙烯优选包括具有式i~式xvi所示结构重复单元中的一种:
[0055] 在本发明中,所述式i~式xvi中未给出的端基均为甲基。本发明提供的功能化 高全同聚苯乙烯的数均分子量优选为0.1 X 1〇4~150 X 104,更优选为IX 104~120 X10S 最优选为5 X 104~100 X 104,最最优选为6 X 104~50 X 104。
[0056] 本发明提供的功能化高全同聚苯乙烯的制备方法,包括:在催化剂的作用下,将功 能化苯乙烯进行聚合反应,得到功能化高全同聚苯乙烯;
[0057] 所述功能化苯乙烯具有式II所示的结构:
[0058]
[0059] 式II中,F为硫或氧;
[0060] T1为碳原子数为1~10的烷基或碳原子数为6~10的芳基;
[0061] T为碳原子数为1~20的烷氧基、碳原子数为6~20的芳氧基、碳原子数为1~ 20的烷硫基、碳原子数为6~20的芳硫基、碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为6~ 20的芳基;T在苯环上的任意位置进行取代;
[0062] η表示取代基T的个数,0彡η彡4 ;
[0063] 所述催化剂包括稀土配合物、有机硼化合物和有机铝化合物。
[0064] 本发明利用配位聚合的方法制备合成了具有硫、氧元素功能化基团的功能化高全 同聚苯乙烯,本发明提供的这种方法制备得到的功能化高全同聚苯乙烯具有较高的全同选 择性。此外,本发明提供的方法制备得到的高全同聚苯乙烯具有较好的极性;而且本发明提 供的功能化高全同聚苯乙烯的制备方法转化率较高。
[0065] 在本发明中,所述催化剂包括稀土配合物、有机硼化合物和有机铝化合物。在本发 明中,所述稀土配合物优选具有式III所示的结构:
[0066]
[0067] 在本发明中,所述式III中的r和R5各自独立地为碳原子数为6~20的芳基、 碳原子数为6~20的卤代芳基、碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为1~20的卤代烷 基;优选为碳原子数为7~15的芳基、碳原子数为7~15的卤代芳基、碳原子数为3~12 的烷基或碳原子数为3~12的卤代烷基;更优选为碳原子数为8~12的芳基、碳原子数为 8~12的卤代芳基、碳原子数为4~8的烷基或碳原子数为4~8的卤代烷基;最优选为 碳原子数为9~10的芳基、碳原子数为9~10的卤代芳基、碳原子数为5~6的烷基或碳 原子数为5~6的卤代烷基。在本发明中,所述式III中的R2和R5各自独立地最最优选为 苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对异丙基苯基、对叔丁基苯基、苄基、间甲基苯基、间乙基苯 基、间异丙基苯基、均三甲基苯基、2, 6-二甲基苯基、2, 6-二乙基苯基、2, 6-二乙基-4-甲基 苯基、均二乙基苯基、2, 6- _乙基_4-叔丁苯基、2, 6- _异丙基苯基、2, 6- _异丙基_4-甲 基苯基、均三异丙基苯基、2, 6-二叔丁基苯基、2, 6-二叔丁基-4-甲基苯基、2, 6-二苯基苯 基、2, 6-二三氟甲基苯基、2-氟苯基、3-三氟甲基苯基、对三氟甲基苯基或对氟苯基。
[0068] 在本发明中,所述式III中的R3和R4各自独立地为碳原子数为6~10的芳基、碳 原子数为6~10的卤代芳基、碳原子数为1~10烷基或碳原子数为1~10的卤代烷基; 优选为碳原子数为7~9的芳基、碳原子数为7~9的卤代芳基、碳原子数为2~8烷基或 碳原子数为2~8的卤代烷基;更优选为碳原子数为8的芳基、碳原子数为8的卤代芳基、 碳原子数为3~6烷基或碳原子数为3~6的卤代烷基;最优选为碳原子数为4~5烷基 或碳原子数为4~5的卤代烷基。在本发明中,所述式III中的R 3和R4最最优选为甲基、 乙基、异丙基、叔丁基、苯基或二氣甲基。
[0069] 在本发明中,所述式III中的R6为碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为1~10 的硅烷基、碳原子数为6~10的胺基芳基、碳原子数为1~10的硅胺基、碳原子数为1~ 10的烷胺基、碳原子数为3~10的烯丙基或硼氢基;优选为碳原子数为2~8的烷基、碳 原子数为2~8的硅烷基、碳原子数为7~9的胺基芳基、碳原子数为2~8的硅胺基、碳 原子数为2~8的烷胺基或碳原子数为4~9的烯丙基;更优选为碳原子数为3~6的烷 基、碳原子数为3~6的硅烷基、碳原子数为8的胺基芳基、碳原子数为3~6的硅胺基、碳 原子数为3~6的烷胺基或碳原子数为5~8的烯丙基;最优选为碳原子数为4~5的烷 基、碳原子数为4~5的硅烷基、碳原子数为4~5的硅胺基、碳原子数为4~5的烷胺基 或碳原子数为6~7的烯丙基。在本发明中,所述式III中的R 6最最优选为-CH3、-CH2SiMe 3、-CH(SiMe3)2、-0-NMe2-CH 2C6H4NMe2、-N(SiMe3) 2、-1,3-C3H5 或-BH4〇
[0070] 在本发明中,所述式 III 中的 Ln 为 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、 Ho、Er、Tm、Yb 或 Lu ;优选为 Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er 或 Lu,更优选为 Y、La、Pr、 Nd、Sm、Tb、Er 或 Lu,最优选为 Y、La、Nd、Lu 或 Er。
[0071] 在本发明中,所述式III中的L为配体,包括四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚或甲 苯;所述L优选为四氢呋喃、乙醚或甲苯,更优选为四氢呋喃或甲苯,最优选为四氢呋喃。
[0072] 在本发明中,所述式III中的p为L的个数,0彡p彡2。在本发明中,所述p为0, 1或2。在本发明中,当所述p为0时,所述式III中没有配体L。在本发明中,所述稀土配 合物优选为具有式1~式15所示结构化合物中的一种:
[00731
[0074
[0075] 在本发明中,所述式1~式15中未给出的端基均为甲基。
[0076] 在本发明中,所述具有式III所示结构的化合物优选按照下述方法制备得到:
[0077] 在无水无氧的条件下,将具有式IV所示结构的配体在_78°C~0°C下溶于有机溶 剂中,依次加入浓度为1. Omol/L~2. Omol/L的正丁基锂的正已烷溶液、化学式为LdCU的 化合物和化学式为LiR7的化合物,得到具有式III结构的稀土配合物;LntU中的Ln1为 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 或 Lu ;LiR7 中的 R7 为碳原子数为 1 ~ 10的烷基、碳原子数为1~10的硅烷基、碳原子数为6~10的胺基芳基、碳原子数为1~ 10的硅胺基、碳原子数为1~10的烷胺基、碳原子数为3~10的烯丙基或硼氢基;
[0078]
[0079] 式IV中,R8和R11独立地为碳原子数为6~20的芳基、碳原子数为6~20的卤代 芳基、碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为1~20的卤代烷基;
[0080] R9和Rw独立地为碳原子数为6~10的芳基、碳原子数为6~10的卤代芳基、碳 原子数为1~10烷基或碳原子数为1~10的卤代烷基。
[0081] 在本发明中,所述具有式IV所示结构的配体、正丁基锂、Ln1%和LiR 7的摩尔比优 选为 1 :1 :1 :2。
[0082] 本发明对制备所述具有式III所示结构的稀土配合物使用的有机溶剂的种类没 有特别限制,采用本领域技术人员熟知的有机溶剂即可。在本发明中,制备所述具有式III 所示结构的稀土配合物使用的有机溶剂优选为四氢呋喃、乙醚、甲苯、正己烷或乙二醇二甲 醚,更优选为四氢呋喃。
[0083] 本发明优选采用通入惰性气体或氮气的方法来得到无氧的条件,更优选采用通入 氮气来得到无氧的条件。
[0084] 本发明对所述具有式IV所示结构的配体的来源没有特别限制,可由市场购买获 得,也可采用本领域技术人员熟知的制备方法制备得到。
[0085] 在本发明中,可按照文献 β-Diketiminato Rare-Earth Metal Complexes. Structures, Catalysis,and Active Species for Highly cis_l,4-Selective Polymerization of Isoprene(Organometallics 2010, 29, 2186-2193)所公开的方法,制 备得到具有式2和式15所示结构的化合物。
[0086] 在本发明中,所述有机硼化合物优选为[Ph3C] [B (C6F5) 4]、[PhNMe2H] [BPhJ、 [NEt3H] [BPhJ、[PhNMe2H] [B(C6F5)4]或 B(C6F5)3,更优选为[Ph3C] [B(C6F5)4]或[PhNMe2H] [B(C 6F5)4]。本发明对所述有机硼化合物的来源没有特殊的限制,采用
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