[发明专利]手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂，其特征在于，其结构式如下：

其中，R₁是噁唑啉杂环上与氮相邻的碳上的取代基，为氢原子、甲基、乙基、异丙基、丁基、苯基、苄基中的一种；

R₂、R₃是氢原子或噁唑啉杂环上与氧原子相邻的碳上的取代基，为相同或不同的基团，为甲基、乙基、苯基、苄基、2,6-二异丙基苯基中的一种；

R₄、R₅、R₆是与稀土金属相连的引发基团，为相同或不同的基团，均为烷基、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；

Ln是稀土金属，为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥。

2.一种手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)制备手性双噁唑啉环

将氨醇溶于0.1M-0.5M甲苯和1,2-二氯乙烷的混合溶液中，其中，甲苯和1,2-二氯乙烷的体积比为1：1，而后加入物质的量相对于氨醇2-10当量的草酸二乙酯，加热回流8-12小时，冷却至室温，抽滤得絮状固体；将上述絮状固体溶解于0.1M-0.5M甲苯溶液中，加入物质的量相对于氨醇2-50当量的二氯亚砜，加热回流1-10小时，将反应液倒入冰水混合物，用二氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水洗涤，干燥，旋蒸除去溶剂，得到固体；将固体溶于0.1M-0.5M甲醇中，加入相对于甲醇体积一半的1M-5M的氢氧化钾水溶液，加热回流2-8小时，旋干甲醇，1M-3M盐酸中和反应液至中性，二氯甲烷萃取，有机层用饱和食盐水洗涤，干燥，旋蒸除去溶剂；柱层析分离得到手性双噁唑啉环；

(2)制备手性双噁唑啉环卡宾配体

氮气保护条件下，将手性双噁唑啉环溶于二氯甲烷中，而后加入物质的量相对于手性双噁唑啉环1-3当量的三氟乙酸银，避光条件下加入物质的量相对于手性双噁唑啉环1-3当量的特戊酸氯甲酯，40℃搅拌24-48小时，旋干溶剂，柱层析分离得到固体，用二氯甲烷/乙醚重结晶得到手性双噁唑啉咪唑盐；将手性双噁唑啉咪唑盐溶于0.1-0.5M的甲苯，加入物质的量相对于手性双噁唑啉环1-3当量的烷基锂，室温搅拌20-60分钟，压滤，真空抽干，得到手性双噁唑啉环卡宾配体；

(3)制备手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂

手套箱中，甲苯作溶剂，将稀土金属化合物LnX的0.1-0.5M的甲苯溶液逐滴滴加到手性双噁唑啉环卡宾配体的甲苯溶液中，室温下反应30-180分钟，减压除去溶剂；然后用正己烷萃取，过滤，抽干滤液，剩余固体重结晶，得到手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂；其中，手性双噁唑啉环卡宾配体和稀土金属化合物LnX中金属的物质的量之比为1：1-1：5；Ln为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥，X为烷基、三甲基硅甲基、烷氧基、苄基、环戊二烯基、茚基、芴基或卤素F、Cl、Br、I。

3.一种权利要求1所述手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂的应用，手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂与有机硼盐组成催化体系，用于催化直链烯烃、环烯烃、炔烃的均聚反应。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，有机硼盐与手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂的摩尔比为1:1-5:1。

5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，在手套箱中，向反应器中依次加入手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂和有机硼盐，加入良溶剂，室温搅拌1-100分钟，而后加入单体a的良溶剂，聚合时间为1分钟至12小时；聚合终止过程为：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；其中所述的单体a为直链烯烃、环烯烃、炔烃中的一种。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，单体a、有机硼盐与手性双噁唑啉环卡宾稀土金属催化剂的摩尔比为100:1:1～10000:3:1。