[发明专利]一种双吲哚稀土金属催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种双吲哚稀土金属催化剂，其特征在于：所述双吲哚稀土金属催化剂的结构式有如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉是苯环上的取代基，为相同或不同的基团，均为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正丁基、烷氧基、氨基、氯原子、氟原子、碘原子、溴原子、硝基、苯基、苄基、萘基中的一种；R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂，是吡咯环上的取代基，为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正丁基、烷氧基、氨基、氯原子、氟原子、碘原子、溴原子、硝基、苯基、苄基、蒽基、萘基、菲基、苯胺基、苯酚基、苯硫基和3,5-二氟甲烷苯硫基中的一种；R₁₃是桥连两个吲哚碳上的取代基，为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正丁基、烷氧基、氯原子、氟原子、碘原子、溴原子、硝基、苯基、苄基、萘基中的一种；R₁₄，R₁₅是与稀土金属相连的引发基团，为相同或不同的基团，均为烷基、炔基、三甲基硅基、烷氧基、苄基、环戊二烯基、茚基、芴基和卤素中的一种；Ln是稀土金属。

2.根据权利要求1所述的双吲哚稀土金属催化剂，其特征在于：Ln为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥中的一种。

3.一种如权利要求1或2所述的双吲哚稀土金属催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

(1)制备双吲哚配体；

首先，室温下，在氮气或氩气氛围下将二叔丁基过氧化物滴加到N-甲基吲哚、四氢呋喃和氯化亚铁的混合液中，其中N-甲基吲哚、四氢呋喃、氯化亚铁、二叔丁基过氧化物的摩尔比为1:12:0.1:0.6；将上述的混合液加热至80℃，反应1h后冷却至室温；用石油醚洗涤得到的产物，干燥后得到目标产物，

(2)制备双吲哚稀土金属催化剂

首先，将反应器置于手套箱中，将步骤(1)所述双吲哚配体加入到反应器中，用甲苯作溶剂；其次，将上述甲苯溶液滴加到溶有金属源的甲苯溶液中，20～25℃下搅拌2h；其中双吲哚配体、金属源的摩尔比为1:1.1；最后，将反应液抽干，用正己烷提取3～5次后，过滤取滤渣，用甲苯溶解固体后放置冰箱-20～-35℃结晶后得到本发明所述的双吲哚稀土金属催化剂。

4.根据权利要求3所述的双吲哚稀土金属催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中金属源为二四氢呋喃-三(三甲基硅甲基)稀土金属化合物Ln(CH₂SiMe₃)₃(thf)₂；所述Ln为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种。

5.一种如权利要求1或2所述的双吲哚稀土金属催化剂的应用，其特征在于：所述双吲哚稀土金属催化剂与烷基铝试剂和有机硼盐组成催化体系，用于催化链烯烃、环烯烃、炔烃中一种的均聚反应，或链烯烃、环烯烃、炔烃中任意两种的共聚反应，或链烯烃、环烯烃、炔烃分别与CO₂的共聚反应；其中，烷基铝试剂、有机硼盐与双吲哚稀土金属催化剂的摩尔比为0～200:0～4:1；烷基铝试剂是分子式为AlX₃的烷基铝、分子式为HAlX₂的烷基氢化铝、分子式为AlX₂Cl的烷基氯化铝中的一种，X为烷基。