背景技術(shù):
1、乙烯齊聚是烯烴聚合工業(yè)中最重要的反應之一。通過齊聚反應,可以將廉價的小分子烯烴轉(zhuǎn)變成具有高附加值的產(chǎn)品。乙烯齊聚產(chǎn)物—線性α-烯烴(lao)是重要的有機化工原料。例如c4-c30的lao可用作制備日用清潔劑、浮選劑、乳化劑、制冷機的潤滑組分和鉆孔液潤滑組分、增塑劑、各類添加劑、低粘性合成油、聚合物和共聚物、石油和石油產(chǎn)品添加劑、高級烷基胺、高級有機鋁化合物、高級烷芳基碳氫化合物、高級脂肪醇和脂肪酸、環(huán)氧化物和熱載體的添加物等等。在c20-c30的lao基礎上還可合成粘合劑、密封劑和涂料。近年來,隨著聚烯烴工業(yè)的不斷發(fā)展,世界范圍內(nèi)對α-烯烴的需求量迅速增長。其中絕大部分的α-烯烴是由乙烯齊聚制備得到的。
2、乙烯齊聚法所用的催化劑主要有鎳系、鉻系、鋯系和鋁系等,近年來,brookhart小組(brookhart,m等人,j.am.chem.soc.,1998,120,7143-7144;wo99/02472,1999),gibson小組(gibson,v.c.等人,chem.commun.,1998,849-850;chem.eur.j.,2000,2221-2231)分別發(fā)現(xiàn)一些fe(ii)和co(ii)的三齒吡啶亞胺配合物可催化乙烯齊聚,不但催化劑的催化活性很高,而且α-烯烴的選擇性也很高。因此這類配合物有很強的工業(yè)應用前景。而對于這類fe(ii)和co(ii)配合物催化劑,關(guān)鍵是配體的合成,而這類配合物能否得到以及成本高低取決于配體的合成方法。
3、中國科學院化學研究所孫文華小組(孫文華等人,organometallics2006,25,666-677)首次采用1,10-菲咯啉亞胺類化合物與fe(ii)配位得到三齒氮亞胺配合物來催化乙烯齊聚。該類催化劑的催化活性和選擇性都很高。但是,該催化劑制備方法的缺點在于,配體的合成步驟過多,以及需要采用劇毒的氰化鉀參與反應才能得到2-?;?1,10-菲咯啉。另外,cn101823996a公開了一種2、8位?;〈闹苽浞椒?,其實質(zhì)是使用二氧化硒進行氧化反應而在喹啉的2-位生成酰基;該方法同樣可用于生成2-?;?1,10-菲咯啉。但該方法中,二氧化硒本身是劇毒化學品,其價格昂貴且難于購得。
4、另外,制備1,10-菲咯啉類化合物的另一條路線是采用skraup關(guān)環(huán)合成法,由8-氨基喹啉和烯醛化合物反應得到1,10-菲咯啉類化合物。該路線的主要缺點是反應產(chǎn)物中有大量的焦油,給反應的后分離帶來困難。
5、因此,開發(fā)一種合成步驟少、工藝簡單、原料成本低且避免使用劇毒物質(zhì)參與反應的制備乙烯齊聚催化劑的方法得到研究人員高度的重視。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明的目的之一在于提供環(huán)丁酮類化合物在n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備中的應用。該環(huán)丁酮類化合物可作為原料合成n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物。
2、本發(fā)明目的之二在于提供一種n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備方法。該制備方法以8-氨基喹啉與式(i)所示的環(huán)丁酮類化合物作為反應原料,具有合成步驟少、工藝簡單、原料成本低且避免使用劇毒物質(zhì)參與反應等優(yōu)點。
3、本發(fā)明目的之三在于提供一種n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物。n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物可作為一種催化劑參與乙烯齊聚反應中,具有良好的工業(yè)應用前景。
4、本發(fā)明目的之四在于提供一種烯烴聚合用催化劑。
5、為實現(xiàn)上述目的之一,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
6、一種環(huán)丁酮類化合物在n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備中的應用,其中,所述環(huán)丁酮類化合物的結(jié)構(gòu)式如式(i)所示,
7、
8、式(i)中,r選自氫、c1-c6烷基、c2-c6烯基、c2-c6炔基、鹵素、c1-c6烷氧基和硝基。
9、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,式(i)中,r選自氫、c1-c4烷基、c2-c4烯基、c2-c4炔基、鹵素、c1-c4烷氧基和硝基。
10、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,式(i)中,r選自氫、甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔、丁炔、氟、氯、溴、碘、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和硝基。
11、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述環(huán)丁酮類化合物選自3-乙氧基-2-甲基環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-乙基環(huán)丁酮和3-乙氧基-2-丙基環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-乙烯環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-丙烯環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-乙炔環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-丙炔環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-氟環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-氯環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-溴環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-甲氧基環(huán)丁酮、2,3-二乙氧基環(huán)丁酮、3-乙氧基-2-丙氧基環(huán)丁酮和3-乙氧基-2-硝基環(huán)丁酮中的至少一種。
12、根據(jù)本發(fā)明,上述所列舉的物質(zhì)均能夠用于n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備。在具體實施時,采用何種環(huán)丁酮類化合物由需求的n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物決定。
13、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述環(huán)丁酮類化合物的制備方法包括:在有機胺存在下,使乙烯基乙醚和酰氯化合物接觸,生成所述環(huán)丁酮類化合物。
14、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述接觸的條件包括:溫度為50-150℃,優(yōu)選75℃-100℃,時間為0.1-5h,優(yōu)選1.5-3h;優(yōu)選地,所述接觸在回流的條件下進行。
15、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述有機胺選自c1~c6脂肪胺、c1-c6烷基、c1-c4烷氧基、鹵素和硝基作為取代基取代的苯胺。
16、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述有機胺選自二異丙基乙基胺、三乙胺、三甲胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、2,3-二甲基苯胺、2,4-二甲基苯胺、2,5-二甲基苯胺、2,6-二甲基苯胺、3,4-二甲基苯胺、3,5-二甲基苯胺、2,4,6-三甲基苯胺、4-溴-2,6-二甲基苯胺、2-乙基苯胺、2-乙基-6-甲基苯胺、2-異丙基苯胺、2,6-二乙基苯胺、2,6-二異丙基苯胺、2-氟苯胺、2-氟-4-甲基苯胺、2-氟-5-甲基苯胺、2,4-二氟苯胺、2,5-二氟苯胺、2,6-二氟苯胺、3,4-二氟苯胺、2,3,4-三氟苯胺、2,4,5-三氟苯胺、2,4,6-三氟苯胺、2,3,4,5,6-五氟苯胺、3-氯苯胺、2,6-二氯苯胺、2,3,4-三氯苯胺、2,4,5-三氯苯胺、2,4,6-三氯苯胺、2-溴苯胺、2-溴-4-甲基苯胺、2-溴-4-氟苯胺、4-溴-2-氟苯胺、2,6-二溴苯胺、2,6-二溴-4-甲基苯胺、2,6-二溴-4-氯苯胺、2,4,6-三溴苯胺、2-溴-6-氯-4-氟苯胺、2-溴-4-氯-6-氟苯胺、2-溴-4,6-二氟苯胺、3-硝基苯胺、4-甲氧基苯胺、2-甲基-4-甲氧基苯胺和4-乙氧基苯胺中的一種或多種。
17、根據(jù)本發(fā)明,實施例僅用于作為示例,實施例中雖未窮舉,但本領(lǐng)域技術(shù)人員可知,上述有機胺均能用于環(huán)丁酮類化合物的制備并獲得相當?shù)募夹g(shù)效果。
18、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述酰氯化合物選自丙酰氯、丁酰氯和戊酰氯中的至少一種。
19、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述酰氯化合物與所述乙烯基乙醚的物質(zhì)的量之比為1:(5-15),優(yōu)選為1:(8-12);所述酰氯化合物與所述有機胺的物質(zhì)的量之比為1:(1-5),優(yōu)選為1:(1-3.5)。
20、在本發(fā)明的一些具體的實施方式中,所述應用的條件包括:
21、使8-氨基喹啉與式(i)所示的環(huán)丁酮類化合物在有機溶劑中發(fā)生反應,生成式(ii)所示的n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物;
22、
23、式(i)和式(ii)中,r的定義相同,選自氫、c1-c6烷基、c2-c6烯基、c2-c6炔基、鹵素、c1-c6烷氧基或硝基;
24、優(yōu)選地,r選自氫、甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔、丁炔、氟、氯、溴、碘、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和硝基。
25、根據(jù)本發(fā)明,所述有機溶劑選自取代基取代或未取代的c1-c10烷烴、c3-c10環(huán)烷烴、c6-c10芳烴、c1-c10醇、c1-c10醚和c3-c10環(huán)醚中的至少一種,所述取代基選自鹵素,優(yōu)選為氯。
26、根據(jù)本發(fā)明,所述有機溶劑為二氯甲烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、乙醇、乙醚和四氫呋喃中的一種或多種。
27、根據(jù)本發(fā)明,相對于每克所述8-氨基喹啉計,所述有機溶劑的用量為1.5-10ml,優(yōu)選為2-5ml。
28、根據(jù)本發(fā)明,所述反應在催化劑的參與下進行,所述催化劑包括三氟化硼乙醚。
29、根據(jù)本發(fā)明,所述環(huán)丁酮類化合物與所述8-氨基喹啉的物質(zhì)的量之比為(1-5):1,優(yōu)選為(1.5-3.5):1;所述環(huán)丁酮類化合物與所述催化劑的物質(zhì)的量之比為(1-5):1,優(yōu)選為(1.5-3.5):1。
30、根據(jù)本發(fā)明,所述反應的條件包括:反應溫度為15-45℃,優(yōu)選20-35℃;反應時間為30-96h,優(yōu)選42-72h。
31、根據(jù)本發(fā)明,所述反應在分子篩的存在下進行;所述分子篩為分子篩。根據(jù)本發(fā)明,所述分子篩的用量不受限制,只要能使反應順暢進行即可。
32、為實現(xiàn)上述目的之二,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
33、一種n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備方法,包括如下步驟:使8-氨基喹啉與式(i)所示的環(huán)丁酮類化合物在有機溶劑中發(fā)生反應,生成式(ii)所示的n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物;
34、
35、式(i)和式(ii)中,r的定義相同,選自氫、c1-c6烷基、c2-c6烯基、c2-c6炔基、鹵素、c1-c6烷氧基或硝基。
36、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,式(i)中,r選自氫、甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔、丁炔、氟、氯、溴、碘、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和硝基。
37、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述有機溶劑選自取代基取代或未取代的c1-c10烷烴、c3-c10環(huán)烷烴、c6-c10芳烴、c1-c10醇、c1-c10醚和c3-c10環(huán)醚中的至少一種。
38、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述取代基選自鹵素,優(yōu)選為氯。
39、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述有機溶劑為二氯甲烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、乙醇、乙醚和四氫呋喃中的一種或多種。
40、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,相對于每克所述8-氨基喹啉計,所述有機溶劑的用量為1.5-10ml,優(yōu)選為2-5ml。
41、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述反應在催化劑的參與下進行,所述催化劑包括三氟化硼乙醚。
42、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述環(huán)丁酮類化合物與所述8-氨基喹啉的物質(zhì)的量之比為(1-5):1,優(yōu)選為(1.5-3.5):1。
43、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述環(huán)丁酮類化合物與所述催化劑的物質(zhì)的量之比為(1-5):1,優(yōu)選為(1.5-3.5):1。
44、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述反應的條件包括:反應溫度為15-45℃,優(yōu)選20-35℃;反應時間為30-96h,優(yōu)選42-72h。
45、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述反應在分子篩的存在下進行;所述分子篩為分子篩,所述分子篩的用量為溶劑質(zhì)量的10-20%。
46、在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式中,所述分子篩市面可得。
47、為實現(xiàn)上述目的之三,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
48、一種如上述的制備方法制得的n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物。
49、為實現(xiàn)上述目的之四,本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
50、一種烯烴聚合用催化劑,其通過上述的n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物為原料制得。
51、本發(fā)明的有益效果至少在于以下幾個方面:
52、1、本發(fā)明提供的一種環(huán)丁酮類化合物在n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備中的應用。該環(huán)丁酮類化合物可作為原料合成n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物,而本發(fā)明中的環(huán)丁酮類化合物由乙烯基乙醚和酰氯化合物反應獲得,其合成步驟少,原料成本低且無劇毒物質(zhì)參與反應。
53、2、本發(fā)明提供的一種n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物的制備方法,該制備方法以8-氨基喹啉與式(i)所示的環(huán)丁酮類化合物作為反應原料,具有合成步驟少、工藝簡單、原料成本低且避免使用劇毒物質(zhì)參與反應等優(yōu)點。
54、3、本發(fā)明提供的一種n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物。n鄰位烷基取代的1,10-菲咯啉類化合物可作為一種催化劑參與乙烯齊聚反應中,具有良好的工業(yè)應用前景。