[发明专利]一种茂金属催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种茂金属催化剂，其特征在于，该茂金属催化剂具有如下式Ⅰ结构：

其中，R¹、R²和R³分别独立选自H、CH₃-、饱和的或含有双键的直链或支链C₂-C₅烃基中的一种；R⁴为直链或支链的C₁-C₅烷基。

2.根据权利要求1所述的茂金属催化剂，其特征在于，所述R⁴为CH₃-或CH₃CH₂-。

3.一种茂金属催化剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

步骤1，使式Ⅱ2-吡咯甲醛或其衍生物与茚发生反应，制备式Ⅲ含氮富烯，R¹、R²和R³分别独立选自H、CH₃-、饱和的或含有双键的直链或支链C₂-C₅烃基中的一种；

步骤2，还原式Ⅲ含氮富烯，生成式Ⅳ含吡咯N杂环的配体；以及

步骤3，式Ⅳ含吡咯N杂环的配体与Zr[N(R⁴)₂]₄发生络合反应，生成茂金属催化剂，R⁴为直链或支链的C₁-C₅烷基；

4.根据权利要求3所述的茂金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述R⁴为CH₃-或CH₃CH₂-。

5.根据权利要求3所述的茂金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1为：将式Ⅱ2-吡咯甲醛或其衍生物与茚溶于有机溶剂中，降温至-10～5℃，滴加四氢吡咯，然后升至室温搅拌反应0.5-20小时，得到式Ⅲ含氮富烯；

其中，式Ⅱ2-吡咯甲醛或其衍生物、茚与四氢吡咯三者物质的量之比为1：1～5：1～5。

6.根据权利要求3所述的茂金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2为：将步骤1得到的式Ⅲ含氮富烯溶解于有机溶剂中，降温至-10～5℃，滴加溶于有机溶剂中的氢化铝锂，然后升温至40℃～70℃，搅拌反应5～50h，得到式Ⅳ含吡咯N杂环的配体；

其中，式Ⅲ含氮富烯与氢化铝锂的摩尔比为1：0.5～5。

7.根据权利要求3所述的茂金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3为：将步骤2得到的式Ⅳ含吡咯N杂环的配体溶于有机溶剂中，降温至-10～5℃，然后滴加溶于有机溶剂的Zr[N(R⁴)₂]₄，升温至50℃～100℃，搅拌反应1h～30h，得到茂金属催化剂；

其中，式Ⅳ含吡咯N杂环的配体与Zr[N(R⁴)₂]₄的摩尔比为1：0.5～5。

8.根据权利要求3所述的茂金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1、步骤2和步骤3皆在惰性气体保护下进行，所述惰性气体为氮气、氦气和氩气所组成群组中的一种或几种。

9.一种烯烃聚合反应方法，其特征在于，其在权利要求1或2所述的茂金属催化剂的作用下进行。

10.根据权利要求9所述的烯烃聚合反应方法，其特征在于，所述烯选自乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯、二环戊二烯、1,4-丁二烯、1,5-戊二烯、1,6-己二烯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯和二乙烯基苯所组成群组中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的烯烃聚合反应方法，其特征在于，权利要求1或2所述的茂金属催化剂为主催化剂，烷基铝或者铝氧烷化合物为助催化剂，主催化剂与助催化剂的摩尔比为1：500-2000。