二茂铁二甲酸甲酯和二茂钛的合成及二茂钛对SBS加氢催化性能的研究

摘要

茂金属有机化合物的合成及性能研究是目前非常热门的研究领域。本文研究了二茂铁二甲酸甲酯(1，1’-dimethyl ferrocenecarboxylate)和二氯二茂钛(titanocene dichloride,TDC)的合成。并对二茂铁二甲酸甲酯的电化学性能以及二氯二茂钛对SBS加氢催化性能进行了的研究。 首先，以二茂铁(ferrocene)为起始原料，在三氧化铝的作用下，与乙酰氯(acetyl chloride)反应合成了二茂铁二乙酮(diacetylferrocene)，其产率为83.3﹪；用Br2将二茂铁二乙酮氧化，得到二茂铁二甲酸(ferrocene dicarboxylia acid)，产率为74.5﹪；以硫酸为催化剂，二茂铁二甲酸与甲醇发生酯化反应，即得到1，1’-二茂铁二甲酸甲酯(1，1’-dimethyl ferrocene carboxylate)，产率72.0﹪。并用红外光谱(IR)、核磁共振(<'1>H-NMR)等对合成中各步产物进行了表征。用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)对二茂铁二甲酸甲酯的电化学性质进行了检测。在溶液中目标产物的氧化还原反应表现为可逆电化学过程。 以二聚环戊二烯(dicyclopentadiene)为原料，并将其在160-180℃下裂解，收集42-45℃的馏分，通过二次蒸馏，可得到环戊二烯(cyclopentadiene，Cp)，其纯度为98.0﹪，收率为74.5﹪。采用环戊二烯与TiCl<,4>在二乙胺存在的条件下发生反应合成了二氯二茂钛。研究了反应温度、反应时间、反应物的配比、溶剂的选择等对合成的影响，找到了合成二氯二茂钛的适宜反应条件。实验结果表明：将经过二次蒸馏后的环戊二烯单体，以四氢呋喃(THF)为溶剂，在二乙胺的存在下，常压回流反应(温度为65-68℃)4h，得到目标产物，其产率为72.1﹪。通过红外吸收光谱、核磁共振等对二氯二茂钛进行了表征。 以上述方法合成得到的二茂钛作为丁苯嵌段共聚物(SBS)加氢催化剂，制备了一种多用途的新型热塑性弹性体材料SEBS。研究了加氢工艺条件包括SBS加氢的温度、氢气压力、时间、催化．剂浓度等对SBS加氢度的影响，确定了最优反应条件。当加氢反应温度为60.70℃，压力为2.0 MPa，，催化剂用量为0.4 mmol/100g聚合物时，反应2h，丁苯共聚物中共轭二烯烃段的加氢度可达94.2﹪。说明目标产物具有良好的催化性能。另外，通过对加氢产物进行微观结构测定和力学性能表征，确定了加氢度对其性能的影响规律。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1二茂铁与二茂钛

1.1.1二茂铁、二茂钛简述

1.1.2二茂铁、二茂钛的性质

1.1.3茂金属有机化合物的合成方法

1.2茂金属化合物及其应用

1.2.1二茂钛催化剂的简介

1.2.2二茂钛催化剂的特点

1.2.3二茂铁及其衍生物的应用

1.3课题的提出

第二章二茂铁二甲酸甲酯的合成及性质

2.1主要试剂及仪器设备

2.2化合物的表征方法

2.3二茂铁二甲酸甲酯的合成

2.3.1二茂铁二甲酸甲酯的合成路线

2.3.2 1，1'-二茂铁二乙酮(a)的合成

2.3.3 1，1'-二茂铁二甲酸(b)的合成

2.3.4 1，1'-二茂铁二甲酸甲酯(c)的合成

2.3.5电化学性能测试

2.4结果与讨论

2.4.1化合物的表征

2.4.2合成的影响因素

2.4.3二茂铁二甲酸二甲酯的电化学性质

2.5本章小结

第三章二氯二茂钛的合成

3.1主要试剂及仪器设备

3.2二氯二茂钛的合成

3.2.1环戊二烯的制备

3.2.2二氯二茂钛的制备

3.2.3二氯二茂钛的分离与纯化

3.3结果与讨论

3.3.1产物分析纯化条件

3.3.2二聚环戊二烯的裂解

3.3.3二氯二茂钛的合成条件

3.3.4二氯二茂钛及其中间体的物化性质

3.4本章小结

第四章二氯二茂钛对SBS加氢合成的催化作用

4.1主要试剂

4.2 SBS加氢制备SEBS

4.2.1加氢用丁苯共聚物基础胶的合成

4.2.2 SEBS的制备

4.3催化剂性能表征

4.4结果与讨论

4.3.1反应条件对加氢反应的影响

4.3.2 SEBS微观结构分析及性能表征

4.3.3 SBS和SEBS的力学性能测定

4.3.4茂金属催化剂催化烯烃聚合的机理

4.5本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

硕士期间已发表论文