用于烯化氧聚合的高活性催化剂制造技术

技术编号:4563067 阅读:157 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
A)、B)和C)的反应产物可用作聚合催化剂,特别是用于均聚或共聚烯化氧的催化剂:A)式Ⅰ的配体,其中R↑[1],R↑[2],R↑[3]和R↑[4]在每次出现时独立地为相同或不同的1至20个碳原子的烃取代基,氢,卤素,或1至8个碳原子的烷氧基;X在每次出现时独立地为CR↑[6],其中R↑[6]为氢或1至8个碳原子的烷基;并且R↑[5]是4至40个碳原子的二价有机基团,条件是两个节点X不结合到R↑[5]基团中的相同原子或相邻原子上;B)式AlR↑[7]R↑[8]R↑[9]的铝化合物,其中R↑[7],R↑[8]和R↑[9]各自独立地为C↓[1]至C↓[12]烃基,氢,卤素,或1至20个碳原子的烷氧基;和C)选自胺类,膦类,酰胺类,腈类,异腈类和醇类的路易斯碱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多酚配体与铝化合物的反应产物并且涉及包含这样的反 应产物和路易斯碱化合物的聚合催化剂。
技术介绍
重均分子量(MW)为80,000以上的环氧乙烷的高分子量均聚物或共聚 物是水溶性聚合物,其通常用于稠化水溶液或用于控制扩散,例如,作为 药物赋形剂。MW为500至20,000的环氧丙烷或环氧丁垸的低分子量均聚 物或共聚物通常用于聚氨酯生产,而MW为20,000 - 80,000的聚合物可以 本身或者作为中间体用于个人护理或聚合物电介质应用。环氧乙烷均聚物 或共聚物通常通过非均相催化剂制备,其产生MW在2,000,000至 20,000,000范围内的聚合物。目前用于制备MW在80,000和2,000,000之 间的聚合物的方法采用高能辐射以在离开反应器后的聚合物中引发自由 基断链。这种方法复杂并且成本高,而且可能使聚合物变得不稳定并且随 着时间流逝继续损失分子量。需要的是一种新的催化剂体系,该催化剂体 系在聚合反应器中直接制备烯化氧均聚物或共聚物,如MW为5,000至 2,000,000 g/mo1的聚(环氧乙烷)(PEO)。己知受阻酚配体与铝化合物的反应产物催化烯化氧的聚合。现有技术 在聚合物分子量范围或催化剂活性方面严重缺乏。Petrochemicals Ltd.的英国专利说明书GB 875161教导使用三苯酚铝作 为用于环氧乙烷聚合的单组分催化剂。催化剂活性非常差。Braune和Okuda (Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 64-68)描述了双酚-铝 配合物在与阴离子添加剂以亚化学计量的量组合时是环氧丙垸聚合的活 性催化剂。获得重均分子量小于5,000 g/mol的聚合物。Union Carbide的公布的专利WO2002098559 A2涉及苯氧基铝配合物 用于环氧乙垸聚合的用途。不幸的是,在实施例中公开的催化剂活性不是很高(< 20 g(聚合物)/mmol(A1)))。Chisholm和合作者(Macromolecules2001, 34, 8851-8857)论述了苯氧 基铝配合物用于环氧丙垸聚合的用途。催化剂是相对不活泼的,其生产率 小于5 g(聚合物)/mmol(Al)。Ku認等的论文(J. ofMac醒ol. Sci., Pure Appl. Chem. 1998, A35, 427-437)描述了铝的杯芳烃配合物作为环氧乙垸聚合催化剂的用途。杯芳 烃是环状寡苯氧化物。报道的聚合物分子量低于5,000 g/mo1并且总催化剂 周转次数(turnovers)低于50。Inoue和合作者的论文(Macromolecules 1994, 27, 2013-18)显示了席夫碱铝配合物作为环氧.乙烷聚合催化剂的用途。席夫碱含有酚基。催化剂生 产率和聚合物分子量相当低(分别低于15 g(聚合物)/mmol(Al)和低于30,000)。在Chisholm和合作者的论文(Inorg. Chem. 2004, 43, 7278-7280)中,作者证实了使用含两个席夫碱配位位点的双核铬配合物的环氧丙烷低聚 反应。Hercules Powder Co. Ltd.的美国专利No. 3,186,958教导了三烷基铝化 合物与亚化学计量的路易斯碱的组合作为环氧乙垸聚合催化剂的用途。报 道的催化剂生产率低于10 g(聚合物)/mmol(Al)。Akatsuka等的文章(MacromoIecules 1994, 27, 2820-2825)描述了苯氧 基铝配合物作为由卟吩'铝配合物催化的环氧丙烷的聚合的助催化剂的用 途。苯氧基铝物种本身没有显示出活性。Cottone和Scott (Organometallics 2000, 19, 5254-5256)公开了配体如 在本专利申请中描述的那些。在该论文中显示了结合两个铝原子的配体, 两个铝原子在它们之间可以配位氯离子。没有报道使用所述配合物的催化 作用。在1999和2000年的口头介绍中,该研究组的成员报道了拥有两个 铝原子的四酚配合物对于涉及羰基转化的单体分子反应有催化活性(参 见Cottone, A.; Scott, M. J.,第218届ACS全国会议摘要集,新奥尔 良,1999年8月22-26日,INOR-192; Cottone, A., III; Scott, M. J., 第219届ACS全国会议摘要集,加州旧金山,2000年3月26-30日, INOR墨208; Scott, M. J.; Cottone, A., III; Lecuivre, J. L.,第219届ACS全国会议摘要集,力口州旧金山,2000年3月26-30日,INOR-421; Cottone,A., III; Scott, M.J.,第220届ACS全国会议摘要集,美国华盛顿特区,2000年8月20-24日,INOR-031)。Institut Francais du Petrole des Carburants et Lubrifiants的美国专禾U3,607,785 A教导了使用双金属催化剂的烯化氧聚合。该双金属催化剂是通过三价金属化合物(^0)2M'-OX与二价金属化合物Y-O-间-Z反应而制备的,其中M'是铝,M是锌,Z是烃基酰氧基基团,X是R4, Y是烃并且R,至R4是一价烃基。存在由于一个配体与超过一个的金属结合而加速有机反应的参考文献,但是没有一篇涉及环氧乙烷的聚合。这些包括Ooi和合作者的工作(J.Am.Chem. Soc. 2004, 126, 1150-1160)。以下参考文献公开了结合两个铝原子的双-席夫碱配体作为环状内酯和碳酸酯聚合的催化剂的用途Yang等,J. Polym. Sci.A.: Polym. Chem. 2005, 43, 373-384。考虑到已知的用于环氧乙烷聚合的催化剂的低活性,需要用于烯化氧均聚或聚合的高活性催化剂。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种聚合催化剂,其包含A)、 B)和C)的反应产物A)式I的配体,(式I)8其中R1, R2, RS和W在每次出现时独立地为相同或不同的1至20个碳原子的烃取代基,氢,卤素,或1至8个碳原子的垸氧基;X在每次出现时独立地为CR、其中W为氢或1至8个碳原子的垸基;并且R5是4至40个碳原子的二价有机基团,条件是两个节点或基团X不结合到RS基团中的相同原子或相邻原子上;和B) 式A1R7R8R9的铝化合物其中R7, RS和RS各自独立地为d至C,2烃基,氢,卤素,或1至20个碳原子的烷氧基;和C) 路易斯碱,其选自胺类,膦类,酰胺类,腈类,异腈类和醇类。本专利技术的另一个目的是一种均聚或共聚烯化氧的方法,该方法包括将一种或多种烯化氧与催化量的反应产物接触的步骤,所述反应产物是至少A)上述式I的配体和B)上述铝化合物的反应产物。本专利技术的再一方面是上述聚合催化剂在烯化氧均聚或共聚中的应用。专利技术详述本专利申请的专利技术人发现,某些铝配合物在烯化氧的均聚或共聚中起到催化剂作用。配体由两个部分组成,每个部分携带两个酚基,两个酚基被安排成螯合单个铝原子,所述两个部分通过二价基团相互结合,所述二价基团具有防止两个铝原子彼此靠得太近的结构。这些铝配合物,即下述本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种聚合催化剂,所述催化剂包含A)、B)和C)的反应产物:A)式Ⅰ的配体, *** (式Ⅰ) 其中 R↑[1],R↑[2],R↑[3]和R↑[4]在每次出现时独立地为相同或不同的1至20个碳原子的烃取代基,氢,卤素,或1至8个碳原子的 烷氧基; X在每次出现时独立地为CR↑[6],其中R↑[6]为氢或1至8个碳原子的烷基;并且 R↑[5]是4至40个碳原子的二价有机基团,条件是两个节点X不结合到R↑[5]基团中的相同原子或相邻原子上;和 B)式AlR↑[7]R↑[8 ]R↑[9]的铝化合物, 其中R↑[7],R↑[8]和R↑[9]各自独立地为C↓[1]至C↓[12]烃基,氢,卤素,或1至20个碳原子的烷氧基;和 C)路易斯碱,所述路易斯碱选自胺类,膦类,酰胺类,腈类,异腈类和醇类。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:埃里克P沃瑟曼唐力浩陈扬
申请(专利权)人:陶氏环球技术公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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