[发明专利]一种基于可溶性正离子的硼酸盐的制备方法及其在铁系催化共轭二烯烃聚合中的应用

说明书

一种基于可溶性正离子的硼酸盐的制备方法及其在铁系催化共轭二烯烃聚合中的应用。本发明属于铁系催化聚合共轭二烯烃领域。本发明的目的是提供一种基于可溶性碳、硅正离子的硼酸盐在铁系催化共轭二烯烃聚合研究中的应用，该硼酸盐可在脂肪族溶剂中实现共轭二烯的高效聚合，同时提供了一种基于可溶性碳、硅正离子的硼酸盐的制备方法，为可溶性硼酸盐的拓展提供了更多可能。所述硼酸盐体系可以实现共轭二烯烃的高活性聚合，实现反应收率≥90％。聚合工艺简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于铁系催化聚合共轭二烯烃领域，具体涉及一种一种基于可溶性正离子的硼酸盐的制备方法及其在铁系催化共轭二烯烃聚合中的应用。

背景技术

橡胶是国家重要的战略性资源之一。橡胶与钢铁、煤炭和石油并称为四大工业原料，全球需求量超过3千万吨/年，是现代社会文明的基石之一。我国橡胶材料的需求量超过千万吨/年，市场规模高于万亿/年，关系国计民生。天然橡胶需求量巨大，但面临地域限制问题，存在严重的国家战略安全问题。合成橡胶成为解决这一问题的有效途径，引起了众多研究者的关注。

目前合成橡胶的研究中普遍使用高活性的硼酸盐体系，比如三苯基碳鎓四氟硼酸盐([Ph₃C]⁺[B(C₆F₅)₄]^-)，利用硼酸盐的攫烷基化及稳定铁金属活性中心作用，在共轭二烯的聚合中表现出高活性。但该催化体系推进至工业化应用中，存在溶解性差的这一限制性难题。因此，在这一基础上，开发一种新的用于铁系催化共轭二烯烃聚合工业化应用中的硼酸盐体系具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种基于可溶性碳、硅正离子的硼酸盐在铁系催化共轭二烯烃聚合研究中的应用，该硼酸盐可在脂肪族溶剂中实现共轭二烯的高效聚合，同时提供了一种基于可溶性碳、硅正离子的硼酸盐的制备方法，为可溶性硼酸盐的拓展提供了更多可能。

本发明的技术方案如下：

本发明的目的之一在于提供一种基于可溶性正离子的硼酸盐在铁系催化共轭二烯烃聚合中的应用，所述基于可溶性正离子的硼酸盐作为第三组份在脂肪烃溶剂中活化铁金属催化剂实现共轭二烯烃聚合，所述基于可溶性正离子的硼酸盐结构通式为：

式中，X为C或Si，R₁、R₂、R₃各自独立的选自以下基团：氢原子、苯基、C1-C30的直链或非直链烷基、C1-C30的取代直链或取代非直链烷基、C7-C30取代的芳基，R₁、R₂、R₃的碳原子总数10。

进一步限定，所述基于可溶性正离子的硼酸盐具体为以下结构中的一种：

进一步限定，所述脂肪烃溶剂为正己烷、环己烷、甲基环己烷、石油醚、汽油、煤油中的一种或几种按任意比的混合。

进一步限定，所述铁金属催化剂的结构通式为其中R₁、R₂为烷基、烷氧基、含氮或含硫取代基，X为EHA^-或Naph^-或acac^-，n为2或3。

更进一步限定，铁金属催化剂具体选自以下结构中的一种：

本发明的目的之二在于提供一种上述应用中所述的基于可溶性正离子的硼酸盐的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：

S1：五氟溴苯在丁基锂作用下，与三氯化硼或三溴化硼反应，得到四(五氟苯基)锂盐；

S2：碳或硅的一氯化物与四(五氟苯基)锂盐反应，得到基于可溶性正离子的硼酸盐。