双金属烯烃聚合催化剂在极性单体共聚反应中的应用_2

文档序号:9701973阅读:来源:国知局
[0073] 式中,n、Ra、Rb、Rc和FG的定义如上所述。
[0074] 应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具 体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在 此不再一一累述。
【具体实施方式】
[0075] 本发明人经过长期而深入的研究,提供了一种适用于极性单体参与的聚合反应的 催化剂。所述的催化剂能够以高活性催化得到极性单体聚合物,尤其是极性单体与C2-C4 烯烃的共聚物。基于上述发现,发明人完成了本发明
[0076] 催化剂
[0077] 本发明的极性单体聚合反应使用具有如式I所示结构的催化剂:
[0078]
[0079] 式中:
[0080]------为配位键;
[0081]R1、R2各自独立地选自下组:氢、取代或未取代的C1-C10的烷基、取代或未取代的 芳基、取代或未取代的C3-C10的环烷基;
[0082] 其中,所述的芳基指苯基、萘基、芴基或蒽基;所述的取代是指基团上的一个或多 个氢原子被选自下组的基团所取代:OR3、SR4、NR5R6,PR7RS或P(0)RY°、SiR12、C1-C4烷基、卤 素、苯基;
[0083] 或R1、R2共同构成取代或未取代的C1-C10的亚烷基;
[0084]Μ1』2各自独立地选自下组:Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt,或其组合;
[0085]X1、X2各自独立地选自下组:卤素、取代或未取代的C1-C10的烷基、取代或未取代 的C3-C10的环烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的苄基;其中,所述的取代是指 基团上的一个或多个氢原子被选自下组的基团所取代:〇R3、SR4、NR5R6,PR7Rs或P(0)R9R1Q、 SiR12、C1-C4 烷基、卤素、苯基、-CF3;
[0086]Y1、Y2各自独立地选自下组:取代或未取代的C1-C30的烷基、取代或未取代的芳 基,取代或未取代的杂芳基;其中,所述的芳基指苯基、萘基、芴基或蒽基;所述的杂芳基指 呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基或吡喃基;所述的取代是指基团上的一个或多个氢原子被 选自下组的基团所取代:〇R3、SR4、NR5R6,PR7RS或P(0)R9R1Q、SiR12、C1-C4烷基、卤素、苯基;
[0087] 其中,所述的R3、R4、R5、R6、R7、RS、R9、R1Q、R12各自独立地选自下组:C1_C10的烷基、 苯基、C5-C16杂芳基;其中,所述的苯基或杂芳基上的0到5个氢原子可以被选自下组的取 代基取代:卤素、_CF3、OR13、C1~C4烷基;R13为C1-C4烷基;
[0088] 在另一优选例中,R\R2各自独立地选自下组:取代或未取代的C1-C4烷基、取代或 未取代的C3-C6的环烷基;所述的取代是指OR3、SR4、NR5R6,PR7RS或P(0)R9R1Q、SiR12、C1-C4 烷基、卤素、苯基。其中,所述的苯基指未取代的苯基或苯环上的一个或多个氢原子被选自 下组的基团所取代的苯基:〇R13、C1-C4烷基、卤素、CF3。
[0089] 在另一优选例中,R1、R2各自独立地选自下组:取代或未取代的芳基;所述的芳基 指苯基、萘基、芴基或蒽基;所述的取代是指OR13、C1-C4烷基、卤素、CF3。
[0090] 在另一优选例中,x\x2各自独立地选自下组:卤素、取代或未取代的C1-C4烷基;
[0091] 在另一优选例中,X1、X2各自独立地选自下组:卤素、取代或未取代的苯基、取代或 未取代的苄基;其中,所述的取代是指苯环上的一个或多个氢原子被选自下组的基团所取 代:0R13、C1-C4烷基、卤素、CF3、苯基。
[0092] 在另一优选例中,Y\Y2各自独立地选自下组:取代或未取代的C1-C10的烷基;所 述的取代是指OR3、SR4、NR5R6,PR7RS 或Ρ(0)R9R1Q、SiR12、C1-C4 烷基、卤素。
[0093] 在另一优选例中,Y1、Y2各自独立地选自下组:取代或未取代的芳基,取代或未取 代的杂芳基;所述的芳基指苯基、萘基、芴基或蒽基、所述的杂芳基指呋喃基、噻吩基、吡咯 基、吡啶基或吡喃基。所述的取代是指〇R3、SR4、NR5R6,PR7Rs或P(0)R9R1Q、SiR12、Cl-C4烷基、 卤素、苯基。其中,所述的苯基包括取代或未取代的苯基,所述的取代是指苯环上的一个或 多个氢原子被选自下组的基团所取代:〇R13、C1-C4烷基、卤素、CF3 ;
[0094]其中,所述的R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12 各自独立地选自下组:C1_C10 的 烷基、苯基、C5-C16杂芳基;其中,所述的苯基或杂芳基上的0到5个氢原子可以被选自下 组的取代基取代:卤素、CF3、OR13、C1~C4烷基;R13指C1-C4烷基;
[0095] 所述的卤素指氟,氯,溴或碘。
[0096] 在另一优选例中,所述的X\X2各自独立地选自下组:氯、溴。
[0097] 在另一优选例中,所述的Y\Y2上的杂原子可任选地与M\M2形成配合键。
[0098] 在另一优选例中,所述的M1和M2各自独立地选自下组:Fe、Co、Ni、Pd、Pt,或其组 合。
[0099] 在另一优选例中,所述的Μ1、M2各自独立地选自下组:Fe(II)、Co(II)、Ni(II)、 Pd(II)、Pt(II),或其组合。
[0100] 式I化合物的制备
[0101] 所述的式I化合物可以通过包括以下步骤的方法制备:
[0102]
[0103] 在惰性溶剂中,用式II化合物与氧化试剂反应,得到式I化合物;
[0104] 上述各式中,Μ选自下组:Fe、Co、Ni、Pd、Pt,或其组合;
[0105] X选自下组:卤素、C1-C10的烷基、取代或未取代的C3-C10的环烷基、取代或未取 代的苯基、取代或未取代的苄基;
[0106] 其余各基团的定义如上文所述。
[0107] 在另一优选例中,所述的Y\Y2上的杂原子可任选地与Μ形成配位键。
[0108] 在另一优选例中,所述的式II化合物的配合物是式II化合物与选自下组的配体 形成的配合物:三苯基膦、乙腈、四氢呋喃、C4~C16杂芳烃;或含有选自下组的基团的配 体:0R3、SR4、NR5R6、PR7R8,或其组合。
[0109] 在另一优选例中,所述C4~C16杂芳烃是吡啶。
[0110] 在另一优选例中,所述的式II化合物的配合物是Μ原子与配体上的杂原子进行配 位形成的。
[0111] 在另一优选例中,所述的Μ选自下组:?6、0)、附、?(1、?七;较佳地选自下组:? 6(11)、 Co(II)、Ni(II)、Pd(II)、Pt(II)。
[0112] 在另一优选例中,所述的氧化试剂选自下组:过氧化苯甲酰、空气、臭氧、氧气、双 氧水,或其组合。更佳地,使用氧气或空气作为氧化试剂,可以取得很好的效果。
[0113] 在另一优选例中,所述的惰性溶剂是弱极性溶剂。
[0114] 在另一优选例中,所述的弱极性溶剂选自下组:四氢呋喃、乙醚、甲苯、己烷、乙腈、 二氯甲烷、或其组合。
[0115] 在另一优选例中,所述反应在氧气、空气中进行。
[0116] 在另一优选例中,所述反应在_78°C~150°C下进行。
[0117] 在另一优选例中,所述反应在0°C~KKTC下进行。
[0118] 在另一优选例中,所述反应在0°C~75 °C下进行。
[0119] 在另一优选例中,所述反应在20°C~80°C下进行。
[0120] 在另一优选例中,所述反应时间为2h~15天。
[0121] 在另一优选例中,所述反应时间为3~10天。
[0122] 在另一优选例中,所述反应在0. 01~lOMPa下进行。
[0123] 在另一优选例中,所述反应在0. 1~5MPa下进行。
[0124] 其中,所述的式II化合物可以通过本领域的任意常规方法制备,如通过本发明的 方法制备,或通过市售途径购买获得。
[0125]所述的B为配位性溶剂,如DME(乙二醇二甲醚),THF(四氢呋喃),乙腈,乙醇,乙 二醇,甲醇,AcAc(乙酰丙酮基),DMF;
[0126] 上述各式中,Μ选自下组:Fe、Co、Ni、Pd、Pt,或其组合;
[0127]Base是强碱,选自下组:正丁基锂、二异丙基氨基锂、二异丙基氨基钾、二(三甲基 硅基)胺基钠、二(三甲基硅基)胺基钾、二(三甲基硅基)胺基钠、二(三甲基硅基)胺 基锂、Et3N、吡啶,或其组合。
[0128]X选自下组:卤素、C1-C10的烷基、取代或未取代的C3-C10的环烷基、取代或未取 代的苯基、取代或未取代的苄基;
[0129] 其余各基团的定义如上文所述。
[0130] 助催化剂
[0131] 如本文所用,术语"助催化剂"是指能够与本发明的催化剂一同用于催化烯烃聚合 反应,且能够改善反应的物质。
[0132] 在本发明中,优选的助催化剂可以是中性的路易斯酸(Lewisacid),可从金属Μ 拔去X形成(WX);当(WX)是弱配位的阴离子时,W可将烷基或氢转移到金属Μ上,如烷基 铝化合物尤其是甲基铝氧烷(实施例中简写为ΜΑ0)或改性的甲基铝氧烷(实施例中简写 为ΜΜΑ0);或者也可组合使用两种化合物,其中一种可将烷基或氢转移到金属Μ上如烷基铝 化合物尤其是AlEt3,AlMe3,Al(i-Bu)3,另一种可从金属Μ拔去X形成弱配位阴离子,如钠 盐或银盐:Na[Β(3, 5- (CF3) 2C6H3) 4]、Ag0S02CF3,烷基铝化合物或硼烷B(C6F5) 3。
[0133] 烯烃聚合催化剂
[0134] 本发明提供了一类可以用于催化烯烃聚合反应的催化剂,所述的催化剂包括有效 量的如式I所示的化合物,或其配合物;和/或如式II所示的化合物,或其配合物。或所述 的催化剂是式I化合物或其配合物,和/或式π化合物或其配合物。
[0135] 在另一优选例中,所述的催化剂还可以与有效量的助催化剂组合,制成催化剂组 合物用于催化。
[0136] 在另一优选例中,所述的助催化剂选自下组:烷基铝化合物、烷基铝氧烷、弱配位 阴离子,或其组合。
[0137] 在另一优选例中,所述催化剂与助催化剂的摩尔比是1:1~10000。
[0138] 在另一优选例中,所述的烷基铝化合物选自下组:AlEt3、AlEt2Cl、AlEtCl2、 AlMe2Cl、AlMe3、A1 (i-Bu) 3,或其组合。
[0139] 在另一优选例中,所述的烷基错氧烧为甲基错氧烧。
[0140]在另一优选例中,所述的弱配位阴离子选自下组:[B(3, 5-(CF3)2C6H3)4]、0S02CF3、 ((3, 5- (CF3) 2)C6H3) 4B,或其组合。
[0141] 极性单体及聚合反应
[0142] 本发明提供了一种极性单体参与的聚合反应方法,所述的极性单体为具有一个或 多个极性基团取代基的烯烃;其中,所述的极性基团是指含氧、含氮、含硫、和/或含硒的有 机官能团,包括羰基(C= 0)、羟基(0H)、羧基(C00H)、酯基(C00R32)、烷氧基(OR33)、胺基 (NR34R35)、酰胺基(C0NR34R35)、硫醚(SR36)、硒醚(SeR37),或其组合;其中,R32或R33是Qi。的 烃基;R34、R35、R36或R37是氢或Qi。的烃基。所述的极性单体为C2-C50的烯烃,较佳地为 C3-C50的烯烃,C5-C30的烯烃或C5-C20的烯烃。
[0143] 较佳地,所述的极性单体具有以下式A所示的结构:
[0144]
[0145] 式中,η为0-48的整数;
[0146]Ra、Rb、Rc各自独立地选自下组:Η、或Ra、Rb、Rc中的两个或三个与相邻的双键共 同形成不饱和的C3-C50单环、多环或桥环结构;
[0147]FG为极性基团,所述极性基团是指含氧、含氮、含硫、和/或含硒的有机官能团,包 括羰基(C= 0)、羟基(0H)、羧基(C00H)、酯基(C00R32)、烷氧基(OR33)、胺基(NR34R35)、酰胺 基(C0NR34R35)、硫醚(SR36)、硒醚(SeR37),或其组合;其中,R32或R33是Qi。的烃基;R34、R35、 R36或R37是氢或Qi。的烃基;
[0148] 或Ra、Rb、Rc中的一个、两个或三个和_(CH2)n-以及相邻的双键共同形成不饱和 的C3-C50单环、多环或桥环结构。
[0149] 在另一优选例中,所述的单环、多环或桥环结构具有极性基团和任选的非极性基 团。
[0150] 在另一优选例中,所述的极性单体具有如下式所示的结构:
[0151]
[0152] 其中,1-烯烃衍生物中,n、m各自独立地为0-48的整数。
[0153] 在另一优选例中,所述的式A2中,所述的环部分可以是单环结构,也可以是桥连 环结构。
[0154]FG为极性基团,所述极性基团是指含氧、含氮、含硫、和/或含硒的有机官能团,包 括羰基(C= 0)、羟基(0H)、羧基(C00H)、酯基(C00R32)、烷氧基(OR33)、胺基(NR34R35)、酰胺 基(C0NR34R35)、硫醚(SR36)、硒醚(SeR37);其中,R32 或R33 是Qi。的烃基;R34、R35、R36 或R37 是 氢或Qi。的烃基。
[0155] 在另一优选例中,所述的极性单体选自下组:
[0156]
[0157] 在本发明的一个优选例中,所述聚合反应包括:用本发明的式I化合物催化所述 反应;或在催化有效量的选自下组的催化剂存在下,进行烯烃聚合反应
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