[发明专利]含吡啶亚胺配体的稀土金属配合物催化剂及制备方法和在2-乙烯基吡啶聚合反应中的应用

说明书

本发明公开了一种含吡啶亚胺配体的稀土金属配合物催化剂及制备方法和在2‑乙烯基吡啶聚合反应中的应用，该所述催化剂的结构如式(I)所示，其中，RE选自钪、钇和/或镧系金属元素；R选自氢、苯基或含有1‑3个C原子的烷基；DG选自‑NMe₂、‑OMe、‑SMe或‑N(CH₂CH₂)₂O；n为0或1。该催化剂能够在温和的条件下，高效催化2‑乙烯基吡啶的聚合反应，得到同规含量高的聚(2‑乙烯基吡啶)，不仅如此，在催化聚合过程中，不需要助催化剂的存在，成本更低。另外，制备该金属催化剂的方法具有步骤简单、条件温和、无需添加助催化剂和产物立体选择性高的特点。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体地，涉及一种含吡啶亚胺配体的稀土金属配合物催化剂及其制备方法和在催化2-乙烯基吡啶聚合反应中的应用。

背景技术

聚(2-乙烯基吡啶)(P2VP)作为一种极性烯烃聚合物,具有多种优良的表面和涂覆性能。目前P2VP主要通过2-乙烯基吡啶的自由基聚合、阴离子聚合、路易斯酸碱催化聚合来制备，但是这些聚合方法所得聚合物均为无规聚合物，力学性能比较差。聚合物的立构规整性对其机械性能和物理性能具有非常大的影响，合成具有高立构规整性的聚合物一直是聚合领域的重要课题。

若提供一种具有聚合催化步骤简单、条件温和且聚(2-乙烯基吡啶)产物的立体选择性和立构规整性高的特点的催化剂，将对聚(2-乙烯基吡啶)的制备具有巨大的推动意义。

发明内容

本申请的发明人通过研究发现，稀土金属元素由于其具有独特的电子结构，导致稀土金属配合物在催化有机反应以及催化聚合性能方面表现一些独特的反应性，特别是通过配体的修饰，能够调节稀土金属配合物催化聚合的性能。基于此，本发明的目的是提供一种含吡啶亚胺配体的稀土金属配合物催化剂及其制备方法和在催化2-乙烯基吡啶聚合反应中的应用，该催化剂为取代吡啶亚胺配体稀土金属催化剂，能够在温和的条件下，高效催化2-乙烯基吡啶的聚合反应，得到同规含量高的聚(2-乙烯基吡啶)，不仅如此，在催化聚合过程中，不需助催化剂存在。另外，制备该金属催化剂的方法具有步骤简单、条件温和、无需添加助催化剂和产物立体选择性高和立构规整性高的特点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种稀土金属配合物催化剂，所述催化剂的结构如式(I)所示，

其中，RE选自钪、钇和/或镧系金属元素；R选自氢、苯基或含有1-3个C原子的烷基；DG选自-NMe₂、-OMe、-SMe或-N(CH₂CH₂)₂O；n为0或1。

本发明第二方面提供一种第一方面所述的稀土金属配合物催化剂的制备方法，该制备方法包括：在有机溶剂和保护气的存在下，将如式(II)所示结构的配体、如式(III)所示结构的RE(CH₂SiMe₃)₃(THF)₂进行配位反应；

其中，RE选自钪、钇和/或镧系金属元素；R选自氢、苯基或含有1-3个C原子的烷基；DG选自-NMe₂、-OMe、-SMe或-N(CH₂CH₂)₂O。

本发明的第三方面提供一种第一方面所述的稀土金属配合物催化剂在催化2-乙烯基吡啶聚合反应中的应用。