Synthese neuer Isomere von β-Ketoimin-Titan-Komplexen und katalytische Leistung bei der Ethylenpolymerisation

Die Wang ,  

Ming Zhou ,  

Lu Lei ,  

Zhe Li ,  

Wang-jun Tang ,  

Guang-yong Xie ,  

Lin Li ,  

摘要

Es wurden zwei Paare asymmetrischer β-Ketoimin-Isomere mit Hydroxygruppen sowie die entsprechenden drei-zähnigen Isomere der Titan-Komplexe Ti1/Ti2 und Ti3/Ti4 synthetisiert. Die Struktur der isomeren Liganden und Komplexe wurde durch Fourier-Infrarotspektroskopie (FTIR), Kernspinresonanz von Wasserstoff (1H-NMR) und Kohlenstoff (13C-NMR), Elementaranalyse sowie Einkristall-Röntgenbeugung (XRD) bestätigt. Unter dem Einfluss des Kocatalysators Methylaluminoxan (MAO) katalysieren beide Paare der Titan-Komplexe die Ethylenpolymerisation sowie die Copolymerisation von Ethylen mit α-Olefinen hochaktiv. Die Komplexe Ti2 und Ti4 mit der Seitenarmgruppe in Nähe des Phenylrings der Hauptkette zeigen eine deutlich höhere katalytische Aktivität als die entsprechenden Isomere Ti1 und Ti3 mit Seitenarm in Nähe des hydroxylierten Phenylrings. Bei der Ethylenpolymerisation hat der Komplex Ti4 mit methylthioanilinem Seitenarm die höchste Aktivität, dreimal so hoch wie sein Isomer Ti3 und mehr als doppelt so hoch wie der Komplex Ti2 mit methylthioethylamin-Seitenarm sowie der hydroxyllose Kontroll-Titan-Komplex Ti5; zudem weist Ti4 eine sehr hohe thermische Stabilität auf und behält bei 1,0 MPa Ethylen-Druck und 100 ℃ eine sehr hohe Aktivität von über 106 g·molTi-1·h-1 bei und zeigt auch bei 120 ℃ noch hohe Aktivität. Bei der Copolymerisation von Ethylen mit α-Olefinen (1-Hexen, 1-Okt-en) zeigen die Komplexe Ti3 und Ti4 mit methylthioanilinem Seitenarm eine deutlich höhere Copolymerisationsaktivität und Monomereinfügung als die Komplexe Ti1 und Ti2 mit methylthioethylamin-Seitenarm, wobei alle Katalysatoraktivitäten über 106 g·molTi-1·h-1 liegen. Ti4 zeigt die höchste Ethylen-Copolymerisationsaktivität, während Ti3 die höchste Monomereinfügung in das resultierende Copolymer aufweist. Die Strukturoptimierung der β-Ketoimin-Titan-Komplexe erfolgte mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT), und die Berechnungsergebnisse stimmen mit der Aktivität und thermischen Stabilität der Komplexe überein: Komplex Ti4 muss eine geringere Aktivierungsenergie-Barriere zur Kettenverlängerung überwinden und weist die höchste katalytische Aktivität und thermische Stabilität auf.

关键词

Titan-Komplexe; β-Ketoimin; Isomere; Ethylenpolymerisation; Copolymerisation

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