《非共軛雙烯聚合中茂稀土催化劑結構與性能關係的研究》是依託大連理工大學,由郭方擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：非共軛雙烯聚合中茂稀土催化劑結構與性能關係的研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭方
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
非共軛雙烯環化聚合及與烯烴環化共聚合製備性能優異的環烯烴聚合物一直是配位聚合研究領域的一個熱點和難點。迄今，非共軛雙烯聚合的研究僅局限於為數不多的幾種烯烴，而且能夠有效催化非共軛雙烯與烯烴共聚的催化體系十分稀少，共聚的烯烴也僅限於小分子的乙烯和丙烯。本項目提出將茂稀土催化劑用於非共軛雙烯均聚合及與大分子烯烴共聚合的研究課題。通過中間體和端基結構的捕獲並輔以理論計算，開展催化劑結構與性能關係的研究，探索茂稀土催化非共軛雙烯聚合時的配位方式和聚合路徑；揭示茂稀土催化劑空間和電子結構特徵以及非共軛雙烯鏈長和取代基性質對聚合過程的影響，實現非共軛雙烯可控高立體選擇性聚合及其與大分子烯烴的共聚合。發展一類在非共軛雙烯聚合中展現良好催化性能的新型茂稀土催化劑，實現其在一系列結構豐富的新型環烯烴聚合物合成中的套用，為根據需要定製環烯烴聚合物提供理論和實踐依據。
結題摘要
非共軛雙烯環化聚合及與烯烴環化共聚合製備環烯烴聚合物一直是配位聚合研究領域的一個熱點和難點。迄今，非共軛雙烯聚合的研究局限於為數不多的幾種烯烴，而且能夠有效催化非共軛雙烯與烯烴共聚的催化體系十分稀少，共聚的烯烴主要局限於乙烯和丙烯。本項目開展了單茂鈧催化非共軛雙烯均聚合及與大分子烯烴共聚合的研究，通過改變配體結構，調控鈧金屬中心的空間位阻和電子特性，考察了單茂鈧在催化非共軛雙烯聚合中的催化性能，合成了一系列未見報導的新型環烯烴共聚物，探索單茂鈧催化非共軛雙烯均聚及共聚合的機理，揭示非共軛雙烯聚合中單茂鈧催化劑結構與催化性能的關係。單茂鈧(C5Me4SiMe3)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2可以有效催化1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯和1,9-癸二烯均聚合，分別獲得含有五元環、六元環、七元環的環烯烴聚合物和交聯聚合物，非共軛雙烯的鏈長對其聚合活性、產物分子量及微結構有較大影響。單茂鈧(C5Me4SiMe3)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2可以高效催化1,5-己二烯、1,6-庚二烯、1,7-辛二烯和1,9-癸二烯與乙烯共聚合，獲得結構組成可控的共聚物，共聚物的熱性能與非共軛雙烯的插入量和環化結構相關。採用(C5Me4SiMe2CH2P(O)Ph2)Sc(CH2SiMe3)2實現了1,6-庚二烯與苯乙烯的共聚合，獲得組成和微結構可控的含有芳環的環烯烴共聚物。單茂鈧實現了非共軛雙烯與異戊二烯高活性和高立體選擇性共聚合，獲得了結構組成可控、含有雙鍵結構的環烯烴共聚物；通過調控單茂鈧的配體結構，實現了非共軛雙烯與異戊二烯無規共聚合和交替共聚合，並且非共軛雙烯與異戊二烯交替共聚時非共軛雙烯的環化聚合表現了極高的立體選擇性；非共軛雙烯/異戊二烯共聚物的環化結構和序列結構直接影響其機械性能。相關研究成果在Acc. Chem. Res.，Chem. Asian J.，Polymer，J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.和高分子學報雜誌上發表學術論文8篇，本項目發展一類在非共軛雙烯聚合中展現良好催化性能的新型茂稀土催化劑，實現其在一系列結構豐富的新型環烯烴聚合物合成中的套用，為根據需要定製環烯烴聚合物提供理論和實踐依據。
