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将极性基团引入传统聚烯烃材料能够显著改善材料的亲水性、染色性以及与其它极性聚合物的相容性等多方面的性质。然而,由于极性基团对金属中心的毒化作用,利用过渡金属特别是前过渡金属催化剂合成高极性单体含量的聚烯烃一直以来是一个挑战。 近日,南开大学崔春明教授研究团队开发了一系列以氮杂环硼氧为配体的非桥联单茂钛催化剂,成功以高活性合成高达32.1 mol% 9-癸烯-1-醇插入率的乙烯基聚合物,所得聚合物分子量3.7-10.2 × 104 g·mol−1。
催化剂分子结构与空间位阻地形图表明,由于氮杂环硼氧与五甲基环戊二烯基配体相互挤压作用,催化剂2和5呈现限制几何构型结构,这种刚性结构使该两种催化剂在大于100 °C的聚合温度下仍能保持高活性。 催化剂5展现出对烷基铝掩蔽的羟基α-烯烃高抗毒化能力,所得聚合物核磁共振碳谱表明了无规的共聚物链结构。羟基的引入使共聚物具有出色的拉伸性能,表现出强而韧的特点。DFT计算结果表明氮杂环硼氧配体的强给电子能力及空间位阻显著提高了催化剂5的热稳定性及抗毒化能力。 最终,催化剂5以其刚性结构、高热稳定性以及优异的对极性单体的耐受能力实现了高极性单体插入率乙烯基聚合物的合成。该工作有力推动了前过渡金属催化剂在极性烯烃聚合物合成中的研究。 论文信息 Boryloxy Titanium Complex-Enabled High Polar Monomer Contents in Catalytic Copolymerization of Olefins Chuanzhi Wei, Lulu Guo, Cheng Zhu, Prof. Chunming Cui 文章第一作者是南开大学博士研究生卫传志。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202414464
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