苯基桥联双b二亚胺基双稀土金属胺化物的合成、表征及其催化性能、反应性能研究

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1、SOOCHOWUNIVERSITY博士学位论文苯基桥联双(–二亚胺基)双稀土金属胺化物论文题目的合成、表征及其催化性能、反应性能研究研究生姓名孙松指导教师姓名姚英明教授专业名称有机化学研究方向导向有机合成的金属有机化学论文提交日期2013年3月双稀土金属胺化物的合成、表征及其催化性能、反应性能研究中文摘要中文摘要本论文以苯基桥联双(–二亚胺基)为辅助配体，合成了一系列具有不同结构的苯基桥联双(–二亚胺基)双稀土金属胺化物，并对这些配合物进行了详细的结构表征。在此基础上，考察了部分苯基桥联双(

2、–二亚胺基)双稀土金属胺化物催化丙交酯开环聚合以及它们与烷基铝和阳离子化试剂组成的催化体系催化异戊二烯聚合的行为；系统研究了体积位阻效应对合成间苯基桥联双(–二亚胺基)双稀土金属三甲基硅胺基化合物的影响和体积位阻效应对苯基桥联双(–二亚胺基)双稀土金属胺化物与碳化二亚胺反应的影响。主要研究结果如下：1.分别利用对/间苯基桥联双(–二亚胺基)为辅助配体，合成了一系列的苯基桥联双(–二亚胺基)双稀土金属胺化物。以上所有配合物都经过了详细的结构表征，并测定了它们的单晶结构，单晶结构测试表明上述双金

3、属化合物的结构相似，都是具有C2-对称性的单分子双金属结构。2.以配合物PARA-{Ln[N(SiMe3)2]2}2(Ln=Nd(1),Sm(2),Y(3)),CH3PARA-{Ln[N(SiMe3)2]2}2(Ln=Sm(5),Y(6)),PARA-{Y[NPh2]2(THF)}2(14),iPARA-[Nd(NPr2)2]2(18),META-{Nd[N(SiMe3)2]2}2(26)为例，考察了它们作为单组分催化剂引发丙交酯开环聚合的行为。研究结果表明：这些双金属配合物对于L-丙交酯的开环聚合

4、都显示了非常高的催化活性。配合物中配体的结构、中心金属、胺基基团对其催化活性都有一定的影响。其中，胺基基团较小的配合物18的催化活性最高；配体位阻较小的配合物5-6的催化活性要高于配体位阻较大的配合物2-3的活性，配合物1和26的催化活性基本相似。同时还考察了配合物1和26引发rac-丙交酯聚合的行为。实验结果表明：它们都可以在THF溶剂中，常温条件下，以较高活性引发rac-丙交酯开环聚合，得到了分子量较高且分子量分布相对较窄的聚丙交酯，但所得聚合物的立体选择性一般。其中配合物26的催化活性比配合物

5、1稍高，显示出了配体结构的改变对配合物的催化活性有一定影响。CH33.以配合物PARA-{Y[N(SiMe3)2]2}2(3),PARA-{Ln[N(SiMe3)2]2}2(Ln=Sm(5),Y(6)),PARA-{Ln[N(HSiMe2)2]2}2(Ln=Sm(9),Y(10)),CH3META-{Y[N(SiMe3)2]2}2(33)为例，分别考察了它们与AlR3和[Ph3C][B(C6F5)4]组成的三组分体系催化异戊二烯聚合的行为。系统考察了反应温度、溶剂、助催化剂以及催化剂的中心金属和配体

6、结构对上述三组分催化体系催化性能的影响。I中文摘要双稀土金属胺化物的合成、表征及其催化性能、反应性能研究实验结果表明：上述三组分体系能在相对温和的条件下能高活性地引发异戊二烯的cis-1,4-选择性聚合，cis-1,4-选择性最高可达93.4%。其次，上述催化体系具有热稳定性好以及聚合过程符合活性聚合等特点。4.为了考察上述双稀土金属胺化物在催化过程中是否具有双金属协同效应。我们利用具有上述桥联配体一半结构的单(–二亚胺基)为辅助配体，合成了单金2,6-iPr2,6-iPr属胺化物LPh-Y[N(

7、SiMe3)2]2(21)和LPh-Y[N(HSiMe2)2]2(22)，并分别以配合物3和21，10和22为两组考察对象，考察了它们与AlR3和[Ph3C][B(C6F5)4]所组成的三组分体系催化异戊二烯聚合的行为。实验结果表明，双金属配合物3和10催化异戊二烯聚合时并不显示双金属协同效应。原因可能为：由于配合物中两个金属之间的距离相对较远，从而阻碍了两金属在催化过程中的相互作用。5.以配合物22为例，对上述催化过程的机理进行了探讨。首先，配合物222,6-iPr2能与AlMe3发生胺基-烷基交

8、换反应，形成配合物LMeY[(μ-Me)2AlMe2]2(23)。经核磁管反应证明，配合物23能再与[Ph3C][B(C6F5)4]反应，生成阳离子化合物2,6-iPr2[LPh]Y[(μ-Me)2AlMe2][B(C6F5)4]，该化合物可能是上述三组分体系在催化异戊二烯聚合过程中的活性中间体。6.系统考察了反应温度、溶剂和配体的位阻大小对合成间苯基桥联双(–二亚胺基)双稀土金属三甲基硅胺基化合物的影响。实验结果表明：在四氢呋喃中，60°C条件下，以间苯基桥联双(