第五章配位聚合解析
第五章配位化合物

湖 “合”字→中心离子名称→中心离子氧化数(加括号,用罗马 南 数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等注明) 农 业 2、 配体的命名顺序 大 ⑴ 先无机配体,后有机配体。如: 学 应 K[PtCl3(C2H4)] 三氯 · 乙烯合铂(Ⅱ)酸钾 用 化 ⑵ 同是无机配体或有机配体,先阴离子,后中性分子。如: 学 [Co(NO2)4(NH3)2]- 四硝基 · 二氨合钴(Ⅲ)离子 系
第五章 配位化合物
无 机 及 分 析 化 学 湖 南 农 业 大 学 应 用 化 学 系
[Cu(NH3)4]SO4
中 心 离 子 配 配 位 位 原 体 子
配 位 数
外 界
内 界 配离子 配位化合物
第五章 配位化合物
无 机 及 分 析 化 学
5.1.2 配合物的命名
1、配合物的命名原则 一般无机物命名的原则 配位体数(用一、二、三等数字表示)→ 配位体名称 →
第五章 配位化合物
无 机 及 分 析 化 学
3)配位数:配位原子的总数。 单基配体,配位数=配体数 多基配体,配位数=配体数×配位原子数 影响配位数的因素
湖 中心离子:电荷高、半径大,配位数越大; 南 配体: 越小,所带负电荷越少,配位数越大。 农 业 同时也受到配体浓度和温度的影响。 大 配位数一般为2、4、6的较多。 学 应 特征配位数 Cu+、Ag+为2,Cu2+为4,Fe3+、Fe2+为6。 用 化 4)配离子的电荷: 学 系 配离子的电荷等于中心离子的电荷和配体电荷的代数和。
配体与金属离子形成的环状配合物
7、多酸配合物: 这是一种含有氧桥的多核配合物。它是由一 定数目 的酸酐和原酸组成的,原酸中的金属或非金属离子作 中心离子,酸酐为配体。多酸配合物,包括同多酸和 杂多酸两类
高分子化学第5章

• 主要有聚乙烯醇等合成高分子,及纤维素衍生物、明胶等
–(2)不溶于水的无机粉末
• 主要有碳酸镁、滑石粉、高岭土等
水溶性有机高分子
• 高分子分散剂的作用机理主要是:
–吸附在液滴表面,形成一层保护膜,起着保 护胶体的作用;
–介质的粘度增加,有碍于两液滴的粘合;
–明胶、部分醇解的聚乙烯醇等的水溶液,还 使表面张力和界面张力降低,使液滴变小。
第五章 聚合方法
5.1 引言
聚合反应工程考虑的三个层次:
• 聚合机理和动力学(mechanism and kinetics)
–连锁:自由基、阴、阳离子、配位 –逐步:缩聚、聚加成、开环等
• 聚合过程(polymerization process)
–实施方法:本体、溶液、悬浮、乳液 –相态变化:分散性质、是否沉淀、是否存在界面等
• 丙烯腈连续溶液聚合 ; • 醋酸乙烯酯溶液聚合;
• 丙烯酸酯类溶液聚合。
例1. 聚丙烯腈(PAN)连续溶液聚合
• 连续均相溶液聚合:以51-52%的硫氰化钠(NaSCN)水 溶液为溶剂,AIBN为引发剂,pH5±0.2,温度75~85 ˚C,转化率70~75%。进料单体浓度17%,出料聚合 物浓度13%,脱除单体后直接用于纺制腈纶纤维。 • 连续沉淀聚合:以水为溶剂,过硫酸盐类氧化还原引 发体系,温度40~50 ˚C,转化率80%。聚合产物从反应 体系中沉淀出来,经洗涤、分离、干燥后重新配制成纺 丝溶液用于腈纶纺丝。
–沉淀聚合机理与均相聚合有些不同,主要反 映在凝胶效应上,影响因素和生产控制也有 差异。
• 液相聚合; • 气相聚合; • 固相聚合。
从工程角度考虑(需重视操作方式)
名词解释 1

第五章离子聚合(Ionic Polymerization)活性聚合(Living Polymerization):当单体转化率达到100%时,聚合仍不终止,形成具有反应活性聚合物(活性聚合物)的聚合叫活性聚合。
化学计量聚合(Stoichiometric calculation Polymerization):阴离子的活性聚合由于其聚合度可由单体和引发剂的浓度定量计算确定,因此也称为化学计量聚合。
开环聚合(Ring-Opening Polymerization):环状单体在引发剂作用下开环,形成线形聚合物的聚合反应。
第六章配位聚合(Coordination Polymerization)配位聚合(Coordination Polymerization):单体与引发剂经过配位方式进行的聚合反应。
具体的说,采用具有配位(或络合)能力的引发剂、链增长(有时包括引发)都是单体先在活性种的空位上配位(络合)并活化,然手插入烷基—金属键中。
配位聚合又有络合引发聚合或插入聚合之称。
定向聚合(Stereo-regular Polymerization):任何聚合过程(包括自由基、阳离子、阴离子、配位聚合)或任何聚合方法(如本体、悬浮、乳液和溶液等),只要它是经形成有规立构聚合物为主,都是定向聚合。
定向聚合等同于立构规整聚合(Stereo-specific Polymerization)。
Ziegler-Natta聚合(Ziegler –Natta Polymerization):采用Zigler-Natta引发剂的任何单体的聚合或共聚合。
立体异构(Stereo-isomerism):分子中的原子的不同空间排布而产生不同的构型。
可分为光学异构体和几何异构体。
构型(Configuration):是由原子(或取代基)在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产物的立体异构。
构象(Conformation):构象则是对C-C单键内旋转异构体的一种描述,有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。
第五章 配合物的合成

煮沸2小时,然后蒸发让产物自溶液中结晶出来.
K3[RhCl6]+3 K2C2O4 H2O 100℃,2小时→ K3[Rh(C2O4)3] + 6KCl
酒红色
黄色
有时被取代的配体不只一种,如[Co(en)3]Cl3 ,此反应在室 温下较慢, 须在蒸汽浴上进行. [Co(NH3)5Cl]Cl2 + 3en →[Co(en)3] Cl3+ 5 NH3
§5-2 配合物的合成
利用简单的加成反应合成配合物
1. 气-气加成 最简单的制备配合物的方法,就是在真空反应器中,控
制通入气态反应物的流量,直接生成固体产物。如白色粉末
[H3N· 3]和[Et2O· 3]的生成反应: BF BF BF3(g) + NH3(g) Et2O(g) + BF3(g) [H3N· 3] (白色粉末) BF [Et2O· 3](s) BF
第五章
配位化合物的合成
第五章
配位化合物的合成
配合物的制备(合成)是化学的一个最重要
组成部分, 化工上研究化学的主要目的是提供有用
的新材料、新药物等,或找出新型的合成方法, 该 领域也是无机化学最活跃的研究领域之一。每年 发表的有关无机化学研究论文中有半数以上是关 于配位化合物的合成及各项性质研究的,从中我
trans- [SnCl4(NMe3)2]
[VCl4(py)2]↓
3.非均相反应 只要可能,应尽量避免非均相(固-气,固-液和固-固) 反应,因为非均相反应速率慢,而且很难确保反应完全。实 在无法避免非均相反应时,应仔细选择反应条件,并注意反
应后对产物进行纯化。一般的原则是:一种不溶性的化合物
溶解于含络合剂的溶液中,如: AgCl(s) + 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+ (aq)+ Cl-(aq)
高分子化学第五章_聚合方法

1
聚合物生产实施的方法,称为聚合方法。
气相聚合
在单体沸点以上聚合
单体形态
固相聚合
在单体熔点以下聚合
聚合物—单体不溶
沉淀聚合 均相聚合
聚合物—单体互溶
非均相聚合
溶解性
聚合物—单体部分互溶
2
本体聚合
悬浮聚合
物料起始状态
乳液聚合
溶液聚合
5.1 引言
自由基聚合有四种基本的实施方法。 • 本体聚合: 不加任何其它介质, 仅是单体在引发剂(甚至不 加)、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应。 • 溶液聚合: 单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。
溶剂对聚合度的溶解性能与凝胶效应有关 良溶剂,为均相聚合,[M]不高时,可消除凝胶效应 沉淀剂,凝胶效应显著,Rp 劣溶剂,介于两者之间
20
4、应用实例
多用于自由基聚合、离子聚合、配位聚合、逐步聚合等。
表4
单体
溶液聚合工业生产实例
溶剂 硫氰化钠 水溶液 水 甲醇 聚合机理 自由基聚合 自由基聚合 自由基聚合 产物特点与用途 纺丝液 配制纺丝液 制备聚乙烯醇、 维尼纶的原料
聚合物—单体—溶剂体系 均相聚合 乙烯高压聚合、苯乙烯、丙 烯酸酯 苯乙烯—苯、丙烯酸—水、 丙烯腈—二甲基甲酰胺 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯 苯乙烯、丁二烯、丙烯酸酯 沉淀聚合 氯乙烯、丙烯腈、丙 烯酰胺 氯乙烯—甲醇、丙烯 酸—己烷、丙烯腈— 水 氯乙烯 氯乙烯
均相体系
非均相体系
6
如何选择聚合方法: 根据产品性能的要求与经济效益,选用一种或几种方
PMMA为非晶体聚合物,Tg=105 ℃,机械性能、耐 光耐候性均十分优异,透光性达90%以上,俗称“有机 玻璃”。广泛用作航空玻璃、光导纤维、标牌、指示灯 罩、仪表牌、牙托粉等。
高中化学竞赛第5章配位化合物课件

✓中心离子的不同轨道参与杂化可分别形成内轨型和外轨型配合 物。
物质的磁性
n(n 2)B 点睛:本题考查了一定物质的量浓度溶液的配制误差分析,准确分析操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响是解题关键,注意误差 磁矩; B 玻尔磁子 分析的依据:c=n/V,因此凡是使n偏大,V偏小的操作都能使溶液浓度偏高,反之溶液浓度偏低。
11.某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02mol气 体,同时产生红褐色沉淀;过滤,洗涤,灼烧,得到1.6g固体;向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由 此可知原溶液中 【解析】 C. 铁容器可以盛放浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸 【解析】 D.往Na2CO3和Na2SO4的混合溶液中加入BaCl2溶液,当生成BaCO3沉淀时,(CO32-)/ c(S042-)=0.02 D. 需要称量NaClO固体的质量为140 g ④向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成 A. 15g甲基(-CH3)含有的电子数是9NA 3. 进行化学实验时必须注意安全,下列说法不正确的是( ) Ⅰ.进行焰色反应实验,火焰为无色。 B. 1 mol Cl2中含有的原子数为NA B.标准状况下,22.4 L水中含有的水分子数目为NA (3)装置B中生成Fe(OH)2的操作及观察到的现象为_______________。
【分析】
故答案为:2:1;1:1;30.4%; 试题分析:A、相同温度体积下,三种气体的质量相等,三种气体的物质的量之比等于摩尔质量的倒数比,即为16:2:1,等于气体 的分子数目之比,故A错误;B、相同温度体积下,三种气体的质量相等,三种气体的物质的量之比等于摩尔质量的倒数比,即为16: 2:1,故B正确;C、相同温度下,三种气体的密度等于摩尔质量和摩尔体积的比,体积温度一样,所以摩尔体积一样,摩尔质量之比 即为密度比,应该是1:8:16,故C错误;D、根据PV=nRT,温度体积一样,压强之比等于物质的量之比,即为16:2:1,故D错误; 故选B。 (3)A中反应发生后,为保证硫酸亚铁进入B中和氢氧化钠混合,要借助氢气产生的压强,所以需要关闭活塞a,在气体压强的作用下, A中含有硫酸亚铁的溶液被压入B中,硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀氢氧化亚铁;
高分子化学第五章

是紧靠活性中心的引发剂碎片,与活性中心 所带电荷相反,称反离子或抗衡离子。
B
A B
是阳离子聚合的引发剂,其中 A 为引发剂 的活性中心
5.2.2 阳离子聚合的单体与催化剂 1. 具有推电子基的烯类单体原则上可进行阳离 子聚合
5.2.2 阳离子聚合的单体与催化剂
1. 1 α-烯烃
乙烯(Ethylene): 无侧基,C=C电子云密度低,对质子亲和力小,难以 阳离子聚合。 丙烯(Propylene)、丁烯(Butylene): 烷基供电性弱,生成的二级碳阳离子较活泼,易发生 重排等副反应,生成更稳定的三级碳阳离子。
5.2.3 阳离子聚合的机理
HMnM
kt (CR)
Mn+1 +
H (CR)
2、链终止:
(1)与反离子加成终止(反离子有足够的亲
CH3 CH 3 C + BF3OH CH3 + CH2 CH3 C CH3 CH3 CH3 C + CH3
CH2
BF 3OH CH3 C
+
-
CH3 CH3 C CH 2 CH3 M CH3 CH3 C CH2 CH3
CH3 C + BF 3OH CH3 CH 3 C CH 3
n
* CH2
-
CH3
CH3 CH2 C CH3 97% r1 =2.5 3% r2=0.4 CH2 CH3 C CH3 98.5% 1.5% n
* 2 CH
CH3 + CH2 C CH CH2
-100℃
CHCl3溶剂
AlCl3 +H2O引发
CH3 C CH CH2 m
5.2.1 研究现况
3、
E第五章配位反应剖析复习过程

3、含配阳离子的配位化合物的命名
命名顺序:外界阴离子 “酸”或“化” 配阳离子
★ 含配阳离子的配位化合物的命名,只要把配阳
离子当做无机盐里的阳离子即可!
[Cu(NH3)4]SO4 [Ag(NH3)2]OH [Co(NH4)6]Cl3 [FeF6](NO)3
硫酸四氨合铜(Ⅱ) 氢氧化二氨合银 三氯化六氨合钴 硝酸六氟合铁(Ⅲ)
❖ 配位数为2的配离子 [Ag(NH3)2]+
47Ag+
4d
5p 5s
sp杂化
sp杂化轨道
:NH3:NH3
❖ 配位数为3的配离子 [CuCl3]2-
29Cu+ 3d
4p 4s
sp2杂化
sp2杂化轨道
:Cl- :Cl- :Cl-
❖ 配位数为4的配离子
sp3杂化
正四面体(外轨)
dsp2杂化
平面正方形(内)
e、配原子同,原子数同,则按结构式中与配原子相连的原子的元素
符号的字母顺序排列: [Pt(NH3)2(NO2)(NH2-)] 氨基硝基二氨合铂( II )
类型
化学式
命名
配位酸
配位碱
配 位 盐 中性 分子
H[BF4] H3[AlF6] [Zn(NH3)4](OH)2 [Cr(OH)(H2O)5](OH)2 K[Al(OH)4] [Co(NH3)5(H2O)]Cl3 [Pt(NH3)6][PtCl4] [Ni(CO)4] [PtCl2(NH3)2]
NO 亚硝基
硝基 异硫氰酸根 OH- 羟基
★ 注意:
带倍数词头的无机含氧酸根阴离子配体,命名时要用括号括起 来,如:三(磷酸根)。有的无机含氧酸阴离子,即使不含倍数头, 但含有一个以上代酸原子,如:硫代硫酸根,也要用括号“( )”
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第五章 配位聚合 习题参考答案1.举例说明聚合物的异构现象,如何评价聚合物的立构规整性?解答:(1)聚合物的异构现象:① 结构异构聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯与聚丙烯酸乙酯:CH 3|-[-CH 2-C-]n - -[-CH 2-CH-]n -| |CO 2CH 3 CO 2C 2H 5聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯酸乙酯② 几何异构聚合物,汉分子链中由于双键或环形结构上取代基在空间排列方式不同造成的立体异构称为几何异构,也称顺-反异构。
如丁二烯聚合所形成的1,4-聚丁二烯,其结构单元有顺式结构和反式结构两种:~~~CH 2 CH 2~~~ ~~~CH 2 HC = C C = CH H H CH 2~~~ 顺式结构(顺-1,4聚丁二烯) 反式结构(反-1,4聚丁二烯)③ 光学异构聚合物,如聚环氧丙烷有一个真正的手性碳原子:H|~~~O-C *-CH 2~~~|CH 3④ 构象异构聚合物,当大分子链中原子或原子团绕单键自由旋转所占据的特殊空间位置或单键连接的分子链单元的相对位置的改变称构象异构。
构象异构可以通过单键的旋转而互相转换。
(2)当大分子链上大部分结构单元(大于75%)是同一种立体构型时,称该大分子为有规立构聚合物,或立构规整聚合物、定向聚合物。
反之,称为无规立构聚合物。
2.写出下列单体聚合后可能出现的立构规整聚合物的结构式及名称:(1)CH 2=CH-CH 3(2)CH 2-CH-CH 3O(3)CH 2=CH-CH=CH 2CH 3|(4)CH 2 =C-CH=CH 2 解答:(1) 聚丙烯全同聚丙烯(R 为甲基) 间同聚丙烯(R 为甲基)全规聚环氧丙烷 间规聚环氧丙烷 (3) 丁二烯~~~CH 2CH 2~~~ ~~~CH 2 HC = C C = CHH 2~~~ 顺式结构(顺-1,4聚丁二烯)反式结构(反-1,4聚丁二烯)R 为乙烯基)间同1,2-聚丁二烯(R 为乙烯基)(4) 异戊二烯~~~CH 2 CH 2~~~~~~CH 2 H C = CC = C CH 3CH 3 2~~~ 顺式结构(顺-1,4聚异戊二烯)反式结构(反-1,4聚异戊二烯) 全同3,4-聚异戊二烯(R 为-C(CH 3)=CH 2)间同3,4-32)全同1,2-聚异戊二烯(R 乙烯基)间同3,4-聚异戊二烯(R 为乙烯基)3.什么是配位聚合?主要有几类催化剂(或引发剂),各有什么特点?解答:(1)配位聚合:是指单体分子的碳-碳双键先在显正电性的低价态过渡金属的空位上配位,形成某种形式的络合物(常称σ-π络合物),经过四元环过渡态,随后单体分子插入过渡金属-碳键中进行增长的聚合过程。
又称络合聚合、插入聚合。
(2)主要催化剂类型:① Ziegler-Natta催化剂。
主要由Ⅳ~Ⅷ族过渡金属卤化物和Ⅰ~Ⅲ族的有机金属化合物组成。
可用于α-烯烃、二烯烃和环烯烃的配位聚合,种类繁多,催化能力强。
②π烯丙基过渡金属型催化剂。
主要为Ⅳ~Ⅷ族过渡金属或铀的π-烯丙基卤化物,主要用于二烯烃的配位聚合。
③烷基锂引发剂。
习惯上属于阴离子聚合,但用于二烯烃聚合时本质上也属于配位聚合。
4.简述配位聚合(络合聚合、插入聚合),定向聚合(有规立构聚合),Ziegler-Natta聚合的特点,相互关系。
解答:配位聚合、络合聚合、插入聚合是同义语,是从单体在活性中心处的反应机理的角度讨论问题。
任何聚合反应,只要包括单体在活性中心处的配位(或络合)、活化的单体插入金属-烷基键中进行增长,均属于配位聚合。
如用Ziegler-Natta催化剂进行的α-烯烃、二烯烃、环烯烃和极性烯类单体的聚合;烷基锂引发的二烯烃聚合等。
配位聚合产物大多数是立构规整聚合物,但并不是说必须是立构规整聚合物,如用Ziegler-Natta催化剂进行的乙烯聚合,产物就谈不上立体异构,再如很多对丙烯有活性的Ziegler-Natta催化剂,其产物的全同指数并不高。
定向聚合、有规立构聚合是同义语,是从聚合所得产物的角度讨论问题。
任何引发体系,聚合反应,聚合方法,只要得到立构规整产物,即为定向聚合。
Ziegler-Natta聚合通常是指采用Ziegler-Natta催化剂的任何单体的聚合和共聚合,产物可以是立构规整聚合物,也可以不是立构规整聚合物。
5.对自由基聚合、离子聚合、配位聚合对所合成聚合物立构规整性的控制能力进行分析,并给予简要解释。
解答:①自由基聚合活性中心有一个电子,没有反离子,对产物的立构基本没有控制能力。
②离子聚合活性中心为一离子对,单体插入增长,因此对产物的立构有一定的控制能力。
③配位聚合单体在活性中心处按一定方向配位,再插入增长,因而对立构有强的控制能力。
6.丁基锂引发苯乙烯和异戊二烯聚合属于阴离子聚合,它们是否也属于配位聚合,简述理由。
解答:①丁基锂引发苯乙烯为典型的阴离子聚合,反应为直接亲核加成,不属配位聚合。
②丁基锂引发异戊二烯聚合属于阴离子聚合,但从增长看,单体先与活性中心形成某种形式的络合物,再插入增长,因此也属配位聚合。
7.下列引发剂何者能引发乙烯、丙烯、丁二烯的配位聚合:(1)n-C4H9Li(2)α-TiCl3 / AlEt2Cl(3)(π-C3H5)NiCl(4)TiCl4 / AlEt3解答:①n-C4H9Li可引发丁二烯进行配位聚合。
②α-TiCl3 / AlEt2Cl可引发丙烯进行配位聚合。
③(π-C3H5)NiCl可引发丁二烯进行配位聚合。
④TiCl4 / AlEt3可引发乙烯进行配位聚合。
8.比较阳离子引发剂、阴离子引发剂和Ziegler-Natta催化剂有何异同。
解答:阳离子引发剂为路易斯酸。
阴离子聚合引发为路易氏碱。
两组分Ziegler-Natta催化剂的主催化剂是路易氏酸,共催化剂是路易氏碱,但由二者组成的Ziegler-Natta催化剂既不是阳离子聚合也不是阴离子聚合,而是配位阴离子聚合。
9.简述两组分Ziegler-Natta催化剂、三组分Ziegler-Natta催化剂、载体型Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂和后过渡金属催化剂的组成和特点。
解答:①两组分Ziegler-Natta催化剂:组成:主催化剂主要由Ⅳ~Ⅷ族过渡金属卤化物组成,共催化剂主要由Ⅰ~Ⅲ族的有机金属化合物组成。
特点:最典型和基本的Ziegler-Natta催化剂,配位聚合的主要催化剂。
②三组分Ziegler-Natta催化剂:组成:在两组分基础上再加入第三组分路易氏碱:含氧有机化合物、含磷有机化合物、含硫有机化合物、含氮有机化合物、含硅有机化合物、芳烃、脂肪烃、脂环烃及其卤代衍生物、金属卤化合物及络合物。
特点:加入第三组分可以提高催化剂活性,有些可以提高催化剂的定向能力。
③载体型Ziegler-Natta催化剂:组成:将一种或几种过渡金属(Ti、V、Cr)化合物载负在无机物固体表面或高分子物上(如MgO、Mg(OR)Cl、MgCl2、Mg(OR)2、RMgX等)形成主催化剂,共催化剂仍为烷基金属化合物。
特点:提高活性中心数目,进而可提高催化剂活性及提高催化剂的定向能力。
④茂金属催化剂:组成:由过渡金属(多为ⅣB族钛、锆、铪)或稀土金属元素与至少一个环戊二烯(简称茂)或环戊二烯衍生物生物配体组成的一类有机金属配合物为主催化剂,以烷基铝氧烷或有机硼化物作助催化剂组成的催化体系。
特点:(1)催化活性高,由于为均相体系,几乎所有催化剂均为活性中心。
(2)催化活性中心单一,可得到窄相对分子质量分布的聚合物。
(3)改变催化剂结构可以有效地控制产物的相对分子质量、相对分子质量分布、共聚组成、序列结构、支化度、密度、熔点等指标,即可实现可控聚合。
(4)基本为均相体系,便于对活性中心状态、立构规整聚合物的形成机理等进行研究。
(5)茂金属催化剂的一个主要缺点是共催化剂MAO的用量过大,而MAO过高的成本制约了茂金属催化剂的应用。
如何减少MAO用量,或用其它共催化剂代替MAO是茂金属催化剂研究的一个重要领域。
⑤后过渡金属催化剂组成:以Ⅶ族过渡金属为主催化剂,在MAO或有机硼助催化剂活化后对烯烃聚合有高活性的新一代烯烃催化剂。
特点:与Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂相比,后过渡金属催化剂既增大了活性中心原子的立体效应,又通过共轭体系的电子效应使中心原子的正电性得以改变,更适合于α-烯烃的配位和插入;由于改变了配体,使Ⅶ族过渡金属催化剂对α-烯烃呈现出高的活性;催化剂制备容易,在空气中相当稳定,可长期保存使用。
后过渡金属催化剂可以合成出许多以前无法得到的聚合物。
10.简述Ziegler-Natta催化剂开发的意义。
解答:20世纪50年代出现的Ziegler-Natta催化剂是高分子化学发展史上的一个里程碑:以此为开端开发出一大类催化剂;它的出现使50年代以来由于石油化学工业的发展为高分子合成提供的大量廉价原料中最后一大类-丙烯实现了工业化生产,并且在常温常压下得到线型聚乙烯及人们渴望已久的合成天然橡胶-高顺式聚异戊二烯;通过对聚丙烯的结构分析,揭示并证明了聚合物的立体异构现象,使α-烯烃、共轭二烯烃及其它不饱和单体的立体规整聚合成为可能;通过对聚合反应的研究,提出了配位阴离子聚合的机理;所有这些成就使高分子化学进入了一个全新的发展时期。
1963年Ziegler 和Natta因其在这方面的杰出贡献而共同荣获诺贝尔化学奖。
11.丙烯进行自由基聚合、离子聚合及配位阴离子聚合时能否形成高分子聚合物?为什么?怎样分离和鉴定所得聚合物为全同聚丙烯?解答:①丙烯只有一个较弱的推电子基,阳离子聚合困难,无法阴离子聚合,如进行自由基聚合,易形成稳定的烯丙基自由基,无法进行增长。
因此只有在具有强催化能力的配位聚合才能得到聚合物。
②常用沸腾正庚烷萃取法。
将不溶于沸腾正庚烷的部分所占的百分重量代表等规立构聚丙烯含量:沸腾正庚烷萃取剩余物重聚丙烯的全同指数(IIP)= ────────────×100 %未萃取时的聚合物总重12.在用Ziegler-Natta催化剂进行α-烯烃聚合理论研究中曾提出过自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合机理,但均未获得公认,试对其依据和不足之处加以讨论。
解答:①自由基聚合机理:1954年,C.D.Nenitzescu提出自由基机理,认为过渡金属卤化物被部分烷基化,随后烷基过渡金属化合物分解,过渡金属被还原,同时产生自由基R·并引发自由基聚合:AlR3 + TiCl4→ RTiCl3 + AlR2ClRTiCl3 → R·+ ·TiCl3└→ TiCl3R·+ 单体→ 聚合物这一机理被后面的许多实验结果所否定。
如使用在自由基聚合中有明显链转移作用的异丙苯作溶剂进行Ziegler-Natta聚合,产物相对分子质量并不降低。