技术摘要:
本发明涉及一种钯源催化剂在催化炔烃聚合中的应用,属于炔烃聚合领域。所述应用是作为催化剂催化炔烃聚合的聚合反应,作为催化剂催化二取代炔烃聚合。与已知的钯催化剂不同,钯源可直接购买,不需要与各种配体配位即可催化二取代炔烃的聚合,且聚合过程中无需添加助催 全部
背景技术:
聚二取代乙炔(Poly(di-substituted acetylenes),简称PDSAs)由于其比聚单取 代乙炔基具有更高的稳定性、选择性气体透过性和高效的发光性能而受到越来越多的关 注。聚(1-氯-2-苯基乙炔)(PCPAs)在聚合物链的双键一侧具有吸电子基氯原子,另一侧有 一个取代苯基,因其具有优异的液体和气体渗透性能,受到了学术界和工业界的广泛关注, 即使在高温下也能在空气中保持高稳定性,并且具有优异的发光性能,在许多领域都有潜 在的应用。对于二取代炔烃的聚合,其聚合过程不同于单取代乙炔,双取代苯乙炔的聚合过 程对单体、聚合环境等因素要求很严格,双取代苯乙炔的催化剂通常对水氧气等非常敏感, 催化体系容易因中毒而失去活性。因此,开发设计新型高效的可以聚合1-氯-2-苯基乙炔及 其衍生物的催化剂逐渐成为广大学者的研究热点。 近年来,应用于二取代炔烃聚合的催化剂体系相继被报道。用于二取代炔烃聚合 反应的催化剂体系大致分为两类,前过渡金属催化剂体系和后过渡金属催化体系,其中,前 过渡金属催化体系的催化剂主要是第五族和第六族过渡金属,如M(CO)6(M=Mo,W)和MCl5基 催化剂(M=Nb,Ta,Mo或W)通过复分解机理进行催化二取代炔烃的聚合,由于此类Ⅴ、Ⅵ族 金属催化剂具有较高的亲氧性,因而不能实现对含极性基团的二取代炔烃的聚合;后过渡 金属催化剂主要有Rh和Pd催化体系,Rh催化体系主要用于单取代炔烃的聚合,目前应用于 二取代炔烃聚合的主要是钯金属催化体系,钯金属与各种配体配位,在特定配体的作用下 实现不同类型二取代炔烃的聚合。常用到的配体有大体积单磷配体、氮杂环卡宾配体、恶唑 啉配体和α-二亚胺配体等。然而,用于聚合二取代炔烃的钯催化剂合成复杂,对空气敏感, 所需成本相对较高,且催化炔烃聚合反应时需加入助催化剂。因而,寻找一种简单易合成、 经济性好、不需要助催化剂参与聚合反应过程的催化剂显得十分必要。钯源广泛应用于有 机合成中,但直接用于聚合反应的例子目前还未见报道。该发明在无外加助催化剂的条件 下即可实现二取代炔烃的聚合,提高了催化剂的经济性,节约成本,具有重要的科学意义和 广阔的应用前景。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供钯源催化剂在炔烃聚合中的应用。 为实现本发明的目的,提供以下技术方案。 钯源催化剂在炔烃聚合中的应用,所述应用是钯源作为催化剂催化炔烃单体的聚 合反应,以及钯源可直接购买,得到高分子量、窄分子量分布的炔烃聚合物。 优选所述钯源催化剂为钯碳、氯化钯、醋酸钯、二乙腈二氯化钯、二苯腈二氯化钯。 其中,具体应用步骤如下: 3 CN 111592608 A 说 明 书 2/8 页 (1)将钯源溶于溶剂中,搅拌均匀;加入二取代炔烃单体,继续搅拌均匀;60℃下油 浴加热2小时。 (2)向反应液加入链终止剂,使反应终止;加入链终止剂,析出固体物质,抽滤得到 固体物质,用石油醚洗3次,干燥至恒重,得到聚合产物,称重计算产率。 其中,单体与催化剂的摩尔比为50~500:1。 优选在40℃下真空干燥。 所述溶剂为1,1,2,2-四氯乙烷、乙醇、乙酸、四氢呋喃、吡啶、水、乙腈、乙醚、丙酮、 中的一种。 所述单体为1-乙炔氯-4-甲苯、1-乙炔氯-3-甲苯、(氯乙炔基)苯、1-氯乙炔基-4- 甲氧基苯、1-氯乙炔基-4-氟苯、1-氯乙炔基-4-氯苯、1-氯乙炔基-4-苯甲酸乙酯、1-氯乙炔 基-4-苯乙酮、1-氯乙炔基-4-苯甲酸甲酯。 所述链终止剂为石油醚溶液。 有益效果 1.本发明提供了钯源催化剂在二取代炔烃聚合中的应用,所述应用是作为催化剂 催化炔烃单体的聚合反应,利用该催化剂催化二取代炔烃聚合,催化剂可直接购买无需复 杂的合成步骤,催化剂不易中毒,更加简单经济高效,拓展了后过渡金属催化剂在二取代炔 烃聚合中的应用范围; 2.本发明提供了钯源催化剂在二取代炔烃聚合中的应用,所述应用是作为催化剂 催化炔烃单体的聚合反应,利用该催化剂催化二取代炔烃聚合,无需加入助催化剂即可催 化炔烃聚合,降低了聚合成本; 3.发明提供了钯源催化剂在二取代炔烃聚合中的应用,所述应用是作为催化剂催 化炔烃单体的聚合反应,聚合反应对水氧不敏感,聚合物产率高,聚合活性高且分子量分布 相对较窄,扩展了炔烃聚合的方法。 附图说明 图1为实施例1中钯碳催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的凝胶渗透色谱 (GPC)谱图。 图2为实施例2中醋酸钯催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的凝胶渗透色 谱(GPC)谱图。 图3为实施例3中二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的凝胶渗透 色谱(GPC)谱图。 图4为实施例4中二乙腈二氯化催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的凝胶 渗透色谱(GPC)谱图。 图5为实施例5中二苯腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的凝 胶渗透色谱(GPC)谱图。 图6为实施例6中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的核 磁氢谱。 图7为实施例6中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-甲苯聚合,得到聚合物的凝 胶渗透色谱(GPC)谱图。 4 CN 111592608 A 说 明 书 3/8 页 图8为实施例7中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-3-甲苯聚合,得到聚合物的核 磁氢谱。 图9为实施例7中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-3-甲苯聚合,得到聚合物的凝 胶渗透色谱(GPC)谱图。 图10为实施例8中二乙腈二氯化钯催化氯乙炔基苯聚合,得到聚合物的核磁氢谱。 图11为实施例8中二乙腈二氯化钯催化氯乙炔基苯聚合,得到聚合物的凝胶渗透 色谱(GPC)谱图。 图12为实施例9中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-甲氧基苯聚合,得到聚合物 的核磁氢谱。 图13为实施例9中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-甲氧基苯聚合,得到聚合物 的凝胶渗透色谱(GPC)谱图。 图14为实施例10中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-氟苯聚合,得到聚合物的 核磁氢谱。 图15为实施例10中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-氟苯聚合,得到聚合物的 凝胶渗透色谱(GPC)谱图。 图16为实施例11中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-氯苯聚合,得到聚合物的 核磁氢谱。 图17为实施例11中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-氯苯聚合,得到聚合物的 凝胶渗透色谱(GPC)谱图。 图18为实施例12中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-苯甲酸乙酯聚合,得到聚 合物的核磁氢谱。 图19为实施例12中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-苯甲酸乙酯聚合,得到聚 合物的凝胶渗透色谱(GPC)谱图。 图20为实施例15中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-乙酰基苯聚合,得到聚合 物的核磁氢谱。 图21为实施例15中二乙腈二氯化钯催化1-氯乙炔基-4-乙酰基苯聚合,得到聚合 物的凝胶渗透色谱(GPC)谱图。