[发明专利]茂钛化合物

说明书

本发明涉及茂钛化合物。

茂钛化合物与助催化剂甲基铝氧烷(MAO)或硼氟化合物组成的均相催化体系，用于苯乙烯聚合可得到间规度在95％以上的间规聚合物。聚合物熔点高(达到270℃左右)，分子量分布窄，耐热性、耐化学性及电性能优良，综合性能可与工程塑料相比。间规聚苯乙烯的问世引起了人们对其催化体系，特别是茂钛化合物的关注，并开展了广泛的研究。文献EP210615和US5252693等报导了结构为CpTiCl₃和助催化剂MAO组成的催化体系用于苯乙烯间规聚合的情况，但其催化活性及催化效率不高，工业应用不合直。

本发明的目的是为克服上述文献存在的缺点，提供一种新型结构的茂金属钛化合物，该茂金属钛化合物与烷基铝氧烷组成的催化体系，可成功地用于苯乙烯的间规聚合，且具有较高的催化活性及催化效率。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：一种茂钛化合物，其结构具有以下通式：

    R₁Ti(OCH₂R₂)₃

式中R₁为环戊二烯基、取代环戊二烯基：

    R₂为含4～20个碳原子的杂环基团。

上述技术方案中R₁的优选范围为环戊二烯基、五甲基环戊二烯基：R₂的优选范围为四氢呋喃基。

本发明的茂钛化合物制备工艺是由相应的茂基三氯化钛与四氢呋喃甲醇(HO-)在氯化氢吸收剂存在下以碳氢化合物为溶剂反应制得的。氯化氢吸收剂可以是各种胺类化合物，其中以三烷基胺为直，例如三乙胺。碳氢化合物可以是脂肪烃或芳香烃，使用芳香烃更好，例如苯、甲苯等。具体步骤为：将乙胺与四氢呋喃甲醇混合溶液慢慢滴加至茂基三氯化钛的苯溶液中，茂基三氯化钛与四氢呋喃甲醇的克分子比为1∶3.0～3.5，茂基三氯化钛与三乙胺的克分子比为1∶3.0～3.5，反应温度为0～60℃，反应时间为1～30小时，过滤除去固体，减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用己烷萃取，除去挥发物后，得红褐色的粘液。

本发明的化合物与烷基铝氧烷一起作为苯乙烯的间规聚合催化剂时，可得到较高的催化效率，其催化效率较高的可达29.0千克聚合物/克钛，取得了较好的效果。同时该化合物还可用作α-烯烃与苯乙烯的共聚。

图1为R₁为环戊二烯基，R₂为四氢呋喃基时化合物的质谱图。

图2为R₁为环戊二烯基，R₂为四氢呋喃基时化合物的红外光谱图。

图3为R₁为环戊二烯基，R₂为四氢呋喃基时化合物的碳核磁共振图。

图4为R₁为环戊二烯基，R₂为四氢呋喃基时化合物的氢核磁共振图。

当R₁为环戊二烯基，R₂为四氢呋喃基时化合物的结构通式为：其数据分别如下：

                        元素分析(element analyses)

Calcd for C₂₀H₃₄O₆Ti： C：57.42； H：8.19  Found： C：57.30； H：7.90

                氢核磁共振谱[¹H NMR(CDCl₃ TMS intern)]：

δ1.78(m，12H，(C-CH₂CH₂-C)₃)，3.85(d，6H，(OCH₂C)₃)，

4.19-4.25(m，9H，(CCHO OCH₂)₃)，6.35-6.37(d，5H，CpH)

                    碳¹³核磁共振谱[¹³C NMR(CDCCl₃)]：

δ64.8(Ti-OCH₂-)，79.2(-CH₂CH₂-)，80.0(-CH-)，79.4(CH₂-O)，114.0(Cp C)