[发明专利]桥联双脒基钛金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及乙烯聚合过渡金属催化剂，具体而言涉及一种具有N-C-N-Si-N-C-N骨架的桥联双脒基配体钛金属配合物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚烯烃工业发展的关键之一在于催化剂，聚烯烃工业的发展和创新往往和催化剂的创新密不可分。Ziegler和Natta分别采用TiCl₄/AlEt₃和TiCl₃/AlEt₂Cl组成的催化剂体系在常压条件下成功地制备了线型高密度聚乙烯和全同立构聚丙烯，开创了聚烯烃工业的新纪元。Brintzinger报道了一类桥联茂金属催化剂不仅活性高，而且能实现对聚合物立体构型的控制(H.Schnutenhaus，H.H.Brintzinger，Angew.Chem，Int.Ed.，1979，18，777.)。不过，它们都存在合成条件苛刻，催化剂总收率低等缺陷，另外还有其催化剂保存条件也非常苛刻，容易失活，且合成方法复杂，原料不宜制备等缺点，因而新型的非茂金属催化剂成为了近年来研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种桥联双脒基钛金属催化剂，该催化剂合成方法简单，反应条件温和，原料易得，用于乙烯聚合具有好的催化活性。

本发明提供的一种桥联双脒基钛金属催化剂，其结构式为：

本发明还提供的一种桥联双脒基钛金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)桥联双脒基配体锂盐的制备：在氮气保护和冰水浴下，将叔丁胺与正丁基锂按照摩尔比1∶1混合，溶剂为乙醚，其体积为正丁基锂体积的5-10倍，搅拌反应3-4小时，得到锂化产物溶液，将所得溶液置于冰水浴下，加入相当于锂化产物一倍摩尔量的1-萘甲腈，搅拌反应6-7小时，得到加成产物；加成产物再置于冰水浴下，加入相当于上一步加成产物二分之一摩尔量的二氯二甲基硅烷，搅拌反应6-7小时，得到桥联双脒基中性配体；中性配体再置于冰水浴下，加入相当于中性配体2倍摩尔量的正丁基锂，搅拌反应3-4小时，最后得到桥联双脒基配体锂盐；

(2)桥联双脒基钛金属催化剂的制备：在氮气保护以及冰水浴下，将桥联双脒基配体锂盐溶于乙醚中，按照桥联双脒基配体锂盐和四氯化钛的摩尔比1∶1加入四氯化钛，搅拌反应8-16小时，抽干，加入甲苯萃取产物，过滤，滤液浓缩得到桥联双脒基钛金属催化剂。

本发明催化剂可用于乙烯聚合。

与现有技术相比本发明的优点和效果：

本发明利用一类桥联双脒基配体，得到一类新型的非茂钛金属催化体系，其结构构型上类似桥联茂，但其优势在于脒基是π⁴共轭体系，相比较茂环的π⁶共轭体系电荷密度较小，所以开发和研究这类新型高效，反应条件更温和，易于保存和使用的桥联双脒基钛金属催化剂，具有实用价值。

本发明合成催化剂所用原料简单易得、价格低廉，制备方法简单，且产率较高；催化剂用于乙烯聚合有较好的催化活性。

附图说明

图1本发明桥联双脒基钛金属催化剂的单晶X射线结构图

具体实施方式

以下仅仅为详细说明本发明而给出的具体实施例，这些实施例并非用于限制本发明的保护范围。

实施例1催化剂的制备及表征

(1)桥联双脒基配体锂盐的制备

在氮气的保护下和冰水浴下，将叔丁胺(1.01ml，9.52mmol)溶解于乙醚(30cm³)中，在搅拌下，慢慢地加入丁基锂的正己烷溶液(2.2mol dm^-3，4.3cm³，9.52mmol)，继续搅拌3小时，冰水浴下反应液降温至0℃，用注射器加入1-萘甲腈(1.31cm³，9.52mmol)，继续搅拌6小时，再将反应液降温至0℃，加入二氯二甲基硅烷(0.58cm³，4.76mmol)，反应6小时后过滤，得到的溶液降温至0℃，慢慢加入丁基锂的正己烷溶液(2.2mol dm^-3，4.3cm³，9.52mmol)，搅拌3小时，浓缩结晶即得到无色晶体状桥联双脒基配体锂盐；