[发明专利]基于苊醌双亚胺配体的钒配合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于苊醌双亚胺配体的钒配合物及其制备方法和应用，结构式如下式Ⅰ所示。本发明基于苊醌双亚胺配体的钒配合物由苊醌双亚胺配体和VCl₃(THF)₃在常温下一步反应而得，制备简易、反应过程无需分离，产物收率高。该基于苊醌双亚胺配体的钒配合物具有良好的共聚性能，可以作为烯烃聚合反应的催化剂，其催化活性高、寿命长、用量少，所得聚烯烃产品分子量高、分子量分布窄、支化度低，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种配合物，具体涉及一种基于苊醌双亚胺配体的钒配合物，还涉及该基于苊醌双亚胺配体的钒配合物的制备方法及其作为烯烃聚合反应催化剂的应用。

背景技术

聚烯烃材料是目前应用最为广泛的合成高分子材料，被用于人类社会生产和生活的各个方面。聚烯烃工业的发展主要依赖于烯烃聚合催化剂的设计和生产。因为催化剂的结构将决定所得聚合物的形貌和性能。在众多烯烃聚合催化剂中，基于α-二亚胺配体的过渡金属催化剂则是一类十分重要的催化剂。

自从Brookhart于1995年报道了α-二亚胺镍、钯催化剂（J. Am. Chem. Soc.,1995, 117, 6414–6415.）可以高活性催化乙烯聚合之后，一系列基于α-二亚胺的过渡金属催化剂（J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 4186-4187; Organometallics 2014, 33,7223−7231; Chem. Commun., 2015, 51, 7004–7007）便受到了科研工作者的极大关注，该类催化剂的典型结构如下所示。

研究发现，无论是配体骨架取代基还是亚胺氮原子连接的苯环上的取代基还是配位金属的变化均会显著影响催化剂的催化效果，而目前报道的大多为镍、钯催化剂，其他金属配位的催化剂报道的较少，且效果较差。

总体来说，目前报道的该类α-二亚胺后过渡金属催化剂对烯烃催化活性一般，催化活性不高，催化剂助催化剂用量大，催化剂用量为2~5μmol, 助催化剂用量为1000~5000μmol。且所得聚合物分子量可控性低（大部分为中等分子量），聚合物伴有不同程度的支化现象，强度不足。

发明内容

针对现有技术中α-二亚胺类金属催化剂存在的催化活性不高、聚合物分子量低、催化剂和助催化剂用量大、聚合物支化程度高等不足，本发明提供了一种基于苊醌双亚胺配体的钒配合物，该配合物通过配体和金属的有效结合，能够作为烯烃聚合反应的催化剂，具有催化活性高、催化产物分子量高、支化程度低等优势。

本发明还提供了该基于苊醌双亚胺配体的钒配合物的制备方法，该方法简单易行，易于实施。

本发明还提供了该基于苊醌双亚胺配体的钒配合物作为烯烃聚合反应催化剂的应用，将其用于烯烃聚合反应，具有催化剂催化活性高、寿命长、催化剂助催化剂用量少、聚合产物分子量高、分子量分布范围窄、聚合产物支化程度低等优势。

以所述的含基于苊醌双亚胺配体钒配合物为主催化剂，以烷基氯化铝为助催化剂，以氯代乙酸乙酯为活化剂，用于催化乙烯均聚反应或乙烯与α-烯烃、苯乙烯、降冰片烯、环己烯共聚反应。本发明具有催化剂制备简易、催化活性高、聚合物分子量分布窄、催化剂及助催化剂用量少等优点。

本发明具体技术方案如下：

一种基于苊醌双亚胺配体的钒配合物，其结构式如下式Ⅰ所示：

进一步的，上式Ⅰ中，R为环己基、金刚烷基、2,6-二甲基苯基、2,6二乙基苯基、2,6-二异丙基苯基、1,3,5-三甲基苯基、3,5-二甲基苯基、3,5-二（三氟甲基）苯基、3,5-二甲氧基苯基、对甲氧基苯基、对硝基苯基或对三氟甲基苯基。