《新型釩卡賓絡合物催化易位聚合與聚合物微結構》是依託華東師範大學，由謝美然擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型釩卡賓絡合物催化易位聚合與聚合物微結構
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：謝美然
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鑒於國際上對釩卡賓易位催化劑的學術研究剛剛起步而國內尚未開展的現狀，從釩卡賓易位催化劑本身擁有優良的綜合性能和我國釩資源豐富的事實出發，我們提出本課題的構想，擬開展該領域的基礎研究。內容分為二個層面，基本層面包括以蘇丹紅化合物或羥基喹啉衍生物為主要配體的新型釩卡賓催化劑合成及其催化環烯烴易位聚合，聚合物微結構表征與立體選擇性控制；拓展層面涉及側鏈功能性聚降冰片烯的空間立構和結晶結構觀察以及功能性指標測試，以此來進一步映證聚合反應立體控制性。主要目標是獲得一類催化活性高、濕熱穩定性和對極性官能團耐受性較好、易位聚合反應立體控制性較強、結構明確、單一活性中心的新型釩卡賓催化劑。本項研究旨在豐富有機金屬催化劑和烯烴易位聚合研究內容，對於開發擁有自主智慧財產權的新型催化劑、儲備新的聚合方法、充分利用石油裂解和煤炭焦化副產C5餾分以減少化石資源消耗，具有重要的學術價值和戰略意義。
結題摘要
鑒於國際上對釩卡賓催化劑的研究剛起步，結合釩絡合物的優良性能和我國釩資源豐富的現實，我們開展了該領域的研究工作，完成了關於新型釩絡合物合成與表征、釩絡合物催化烯烴易位聚合的性能評價、聚合物微結構與功能性調控三個方面的研究計畫，達到了預期目標。1、利用商品化釩醯氯原料，以取代苯酚、羥基偶氮苯（蘇丹紅類）或羥基喹啉化合物為配體，分別合成了三個系列含不同結構螯合配體的新型釩絡合物催化劑，熟練地掌握了合成此類高氧化態釩絡合物的方法和技巧；利用核磁共振等手段，表征了釩絡合物的結構。2、全面考察和評價了含稠環結構喹啉氧基和偶氮苯酚氧基配體釩絡合物的易位聚合活性、熱穩定性、對極性官能團的耐受性和催化單體聚合的廣譜性、對降冰片烯類單體易位聚合反應的立體控制性等性能，獲得了關於配體性質和結構（配體中不同位置、不同取代基團的電子效應和空間位阻效應）與催化劑活性、穩定性和聚合反應立體控制性之間內在聯繫的廣泛認識，發現和掌握了其規律性的變化趨勢，優選出幾種結構明確、催化活性高的釩絡合物（達到或超過目前的文獻值），並成功地用於功能化環烯烴的開環易位聚合和二炔烴的易位環化聚合，從而拓展了釩絡合物催化易位聚合反應的適用範圍。3、利用紅外光譜、核磁共振等手段，分析測試聚合物鏈的雙鍵順反比例和立構規整性等微結構特徵；依靠催化劑配體的電子效應、空間位阻和降冰片烯類單體構型等因素，來改變催化劑結構和配位微環境，實現了立體選擇性易位聚合和聚合物微結構的有效調控，獲得了立構規整性聚合物；從不同催化劑和單體的選擇性搭配中，遴選出具有高介電常數（ε 大於 20）的高反式、等規立構且側基之間呈syn構象的endo-N-3,5-雙三氟甲基聯苯基降冰片烯吡咯烷聚合物；通過分析聚合物熱性能參數、比較立構規整和無規結構的側鏈功能性聚合物介電常數的顯著差異，進一步驗證了立構規整性鏈結構對增強聚合物耐熱性和介電性能的獨特作用與突出貢獻。本項研究，豐富了有機金屬催化劑和易位聚合的研究內容，闡明了催化劑結構和單體構型對聚合反應立體選擇性和聚合物微結構控制的決定性影響，揭示了聚合物性能與微結構的相互關係，為開發新型釩絡合物易位催化劑和高介電常數的立構規整性易位聚合物，提供了有效的方法，奠定了可靠的基礎。
