[发明专利]一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，其特征在于：所述手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的结构式有如下Ⅰ一种：

其中，R₁、R₂、R₃是苯环上的取代基；R₄、R₅是恶唑啉杂环上与氧原子相邻的碳上的取代基；R₆是恶唑啉杂环上与氮相邻的碳上的取代基；R₇、R₈是与稀土金属相连的引发基团；Ln是稀土金属。

2.根据权利要求1所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂，其特征在于：

R₁、R₂、R₃为相同或不同的基团，均为氢原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正丁基、烷氧基、氨基、碘原子、溴原子、硝基、苯基、苄基和腈基中的一种；

R₄、R₅为相同或不同的基团，为氢原子，甲基，乙基，苯基，苄基正戊基、苯基、苄基、2,6-二异丙基苯基；

R₆为氢原子、甲基、乙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、苄基；

R₇、R₈为相同或不同的基团，均优选烷基、三甲基硅甲基、烷氧基、苄基、环戊二烯基、茚基、芴基和卤素F、Cl、Br、I中的一种；

X为氧或硫中的一种；

Ln为钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nb)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)中的一种。

3.一种如权利要求1、2所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的制备方法，其特在于：所述方法步骤如下：

(1)制备手性NCN型双噁唑啉配体；

将氨醇和三乙胺溶于二氯甲烷中,在0℃，缓慢滴加间苯二甲酰氯的二氯甲烷溶液，滴毕撤去冰浴，在室温下搅拌1h。然后将反应液冷至0℃，将甲磺酰氯缓慢滴加到反应液中，滴毕，在室温下反应过夜。在0℃下，将碳酸钾溶液滴入反应液中淬灭反应。乙酸乙酯萃取，有机层用饱和食盐水洗涤，干燥，旋去溶剂。剩余物柱层析分离得到配体。

(2)制备手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂；

在手套箱中，甲苯作溶剂，50ml茄型瓶作反应容器，将三烷基化合物Ln(CH₂SiMe₃)₃(thf)n(Ln为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的一种)的甲苯溶液逐滴滴加到配体的甲苯溶液中。配体和金属源的比例为1：1。室温下反应3h,减压除去溶剂。然后用正己烷萃取，过滤，抽干滤液。重结晶得到所要的催化剂。

4.一种如权利要求1、2所述的手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，其特征在于：所述手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂与烷基铝试剂和有机硼盐组成催化体系，用于催化支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体的均聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体中任意两种的共聚反应，或支链烯烃、环烯烃、炔烃、极性单体分别与CO₂的共聚反应；其中，烷基铝试剂、有机硼盐与双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的摩尔比为0～100:1～100:1；其中烷基铝试剂是分子式为AlX₃的烷基铝、分子式为HAlX₂的烷基氢化铝、分子式为AlX₂Cl的烷基氯化铝或铝氧烷中的一种，X为烷基。

5.根据权利要求4所述的一种手性NCN型双噁唑啉苯基稀土金属催化剂的应用，其特征在于：所述催化均聚反应的步骤如下：

将反应器置于手套箱中，向反应器中依次加入稀土金属催化剂，良溶剂，烷基铝试剂，单体a，有机硼盐，在搅拌下反应0.1～72h后将反应器取出，加入链终止剂，使反应中止；将反应液用无水乙醇，石油醚，或正己烷进行沉降，析出固体物质，将所述固体物质在30℃～70℃下真空干燥，除去溶剂至恒重，得到均聚产物；

其中，单体a，烷基铝试剂，有机硼盐与稀土金属催化剂的摩尔比为200～10000:0～100:1～100:1；反应温度为-30～90℃；良溶剂用量为5～40mL。单体a支链烯烃、环烯烃、炔烃或极性单体中的一种。