联吡啶衍生物的合成及其在CO/苯乙烯共聚中的应用

论文摘要

聚酮是一种性能独特的高分子材料,它不仅具有优良的力学性能、耐压、耐高温特性,还具有生物和光降解性能。聚酮是以一氧化碳（CO）与α-烯烃为原料,在钯催化体系作用下经交替共聚合成的。但由于其所用催化体系价格昂贵,严重地制约了其工业化进程。为此,本文主要研究如何合成新型的联吡啶类的衍生物,并将其应用在聚酮的合成中,从而挑选出具有较高催化活性的联吡啶配体,进而有效的降低生产成本。并对催化机理和反应条件的优化进行了研究。以4-甲基吡啶和2,2’-联吡啶为原料,合成了一系列可应用于聚酮催化的2,2’-联吡啶衍生物,利用Gaussian 03采用（DFT）B3LYP方法6-31g（d,p）基组对所得产物进行了几何全优化,以此为基础讨论了4,4’位上的不同基团对N,N位电子云密度的影响,并对其催化活性的大小进行了预测,实验证明联吡啶类配体环上4,4’位取代基的供电性和共轭效应的增强,不但可提升体系的催化活性,而且可以提升所得聚酮产物的相对分子质量。以合成出的联吡啶类的衍生物为配体应用在一氧化碳和苯乙烯共聚反应中,考察了配体用量、对苯醌用量、对甲苯磺酸用量、CO压力、溶剂用量以及反应温度对体系催化活性的影响,优化了反应条件,对所有合成的联吡啶类配体在一氧化碳和苯乙烯共聚反应中的影响进行了比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 概述
• 2.2 聚酮简介
• 2.2.1 聚酮的结构
• 2.2.2 聚酮的性能
• 2.2.3 聚酮的化学性质
• 2.2.4 聚酮的改性
• 2.2.5 聚酮的用途
• 2.3 N-N配体在一氧化碳与烯烃交替共聚中的应用
• 2.3.1 吡啶型及邻二氮杂菲型N-N配体在聚酮中的应用
• 2.3.2 二唑啉型N-N配体在聚酮中的应用
• 2.3.3 吡啶-唑啉型以及吡啶-咪唑型N-N配体在聚酮中的应用
• 2.3.4 其它型N-N配体在聚酮中的应用
• 2.4 分子模拟在化学反应中的应用
• 2.5 本课题的研究意义及内容
• 第三章 联吡啶衍生物的合成及结构的分子模拟
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 原料精制及干燥
• 3.2.3 双齿氮配体2,2'-联吡啶类衍生物的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 表征
• 3.3.2 双齿氮配体2,2'-联吡啶类衍生物的红外、核磁表征
• 3.3.3 2,2'-联吡啶类衍生物的元素分析表征
• 3.3.4 双齿氮配体的作用机理
• 3.3.5 利用分子模拟对双齿氮配体的研究
• 3.4 小结
• 第四章 联吡啶衍生物配体在CO/苯乙烯共聚反应中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 原料精制
• 4.2.3 共聚反应
• 4.2.4 催化活性R的计算
• 4.2.5 共聚产物的表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 共聚物的表征
• 4.3.2 聚酮合成的工艺研究
• 4.3.3 联吡啶衍生物结构对共聚反应催化活性影响规律的探讨
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢