[发明专利]一种联苯芳香化合物取代的膦磺酸镍配合物的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化领域和合成高分子聚烯烃材料领域，具体涉及一种联苯芳香化合物取代的膦磺酸镍配合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚烯烃具有低廉的价格，优异的物理性质，成为当今社会中不可或缺的材料。在烯烃聚合中，催化剂决定着烯烃聚合行为、聚合物的结构和性能以及聚合物颗粒形态。烯烃聚合催化剂的发展，使得聚烯烃产品种类丰富，性能优异，促进了整个聚烯烃的发展。聚烯烃材料迅速发展的原因，其一是它具有优异的性能，如良好的机械性能、热性能、加工性能、抗腐蚀性能、医用卫生性能和低密度等，这些优异性能使聚烯烃材料能应用于生活和生产的众多方面；其二是它的低廉价格，聚烯烃的主要原料—乙烯和丙烯—来源于石油裂解产品，成本低，使聚烯烃材料形成高的性能价格比；其三是高速发展的技术支撑，自 Ziegler在1953年发现配位聚合催化剂以来，烯烃聚合技术就一直保持着高速的发展,从催化剂、聚合方法到聚合工艺，大约每隔十年，在技术方面就会有一次大的突破，或者降低了聚烯烃的生产成本，或者为聚烯烃带来更新、更广和更高的性能。

烯烃聚合催化剂是聚烯烃工业的核心技术，因而发展新的催化剂是实现高性能聚烯烃材料的关键。其中，后过渡金属催化剂，在烯烃聚合领域占有重要的位置。例如，二亚胺钯与镍催化剂使用乙烯作为唯一原料可以合成不同拓扑结构的聚烯烃材料。更重要的是这一类催化剂可以共聚乙烯与许多极性单体，产生官能化的聚烯烃。膦磺酸和相关配体的钯催化剂在乙烯与许多极性单体共聚方面展现出巨大潜能。尽管关于此类催化剂已有广泛的研究，但许多催化剂表现出低活性，低共聚物分子量，低插入比。

发明内容

针对现有技术中采用经典的对称甲氧基苯结构来构建膦磺酸镍或者钯催化剂，这些催化剂活性较低。为了制备高活性，高共聚物分子量，高插入比的聚烯烃催化剂，本发明提供了一种联苯芳香化合物取代的膦磺酸镍配合物，该配合物的结构如下：

其中，R₁为含卤素基团，含氧基团以及氢；R₂为C₁-C₆的烃基；Y为含氧基团、含氮基团、含硼基团、含膦基团。

本发明还提供了一种联苯芳香化合物取代的膦磺酸镍配合物的制备方法，其具体工艺步骤如下：

(1)合成化合物A

在0℃氮气保护下，将2当量丁基锂缓慢滴加到溶解有苯磺酸的四氢呋喃混合溶液中，反应1h得到反应混合物，然后在0℃下把反应完的混合物，加入到溶解有1当量的苯基二氯化膦的四氢呋喃溶液中，室温反应2h，生成化合物A，反应式如下：

(2)合成式(II)化合物

氮气保护下将化合物B溶解于四氢呋喃中，-78℃下缓慢加入1当量丁基锂，反应1h得到混合物，然后在-78℃下把混合物加入到步骤(1)得到的化合物A 中，室温反应24h，盐酸酸化、萃取后形成化合物(II)，反应式如下：

其中，R₁为含卤素基团、含氧基团以及氢；

(3)合成式(Ⅰ)配合物

在室温下将步骤(2)合成的化合物(II)在有机溶剂中与反式-[(Y)₂Ni(Cl)R₂] 的镍前体化合物反应，合成联苯芳香化合物取代的膦磺酸镍配合物式(I)，其中， R₂为C₁-C₆的烃基；Y为含氧基团、含氮基团、含硼基团、含膦基团。

其中，步骤(3)所述化合物(II)与镍化合物的摩尔比为1:1，所述反应时间为12-24小时，所述有机溶剂选自四氢呋喃、石油醚、甲苯、苯、二氯甲烷、四氯甲烷、乙醚、1，4-二氧六环或1,2-二氯乙烷中的一种。

本发明还涉及联苯芳香化合物取代的膦磺酸镍配合物的应用，该配合物作为催化剂用于对低碳烯烃进行催化聚合制备高分子量线性聚烯烃化合物。

该配合物也可以作为催化剂用于对低碳烯烃与极性降冰片烯单体进行催化聚合制备低碳烯烃与极性降冰片烯的高分子量线性共聚物。