基于反式1，2-双含氮杂环卡宾的类'Salen'IVB 族金属化合物的合成及在烯烃聚合催化中的应用

The proposed research is in the area of N-heterocyclic carbene IVB metal organometalic chemistry and olefins polymerization catalysis. A kind of novel 'Salen'-like tetradentate auxiliary ligands is designed by modifying the trans-1, 2- bridged bis-N-heterocyclic carbene moieties with aryloxides groups. The objectives of this program are to (a) explore the synthesis and catalytic application in olefin polymerization of obtained IVB-NHC complexes, (b) unravel their spectrum properties, crystal structures, reactivity and catalysts' structure-activity relationship, and (c) further reveal the coordination bonding conditions, laws, structure features and catalytic mechanism of these 'Salen'-like IVB metal compounds. The study has a very important significance for the synthesis, development and utilization of such metal carbine compound and may lay the foundation for seeking novel olefins polymerization catalytic systems with high activity, high selectivity in the future.

本研究拟对反式1，2-双含氮杂环卡宾进行酚氧官能化，形成新颖的类'Salen'四齿辅助配体，探索类'Salen'IVB族金属(Ti，Zr，Hf)化合物的合成及催化烯烃聚合的性能，阐明类'Salen'IVB族金属氮杂环卡宾化合物的波谱性质、单晶结构、反应性能及催化剂构效关系，对于揭示这类基于反式1，2-双含氮杂环卡宾的类'Salen'配体与IVB族前过渡金属配位的条件、成键规律、结构特征以及催化机制有着非常重要的意义；为进一步合成、开发和利用IVB族金属卡宾化合物奠定基础，为筛选出高活性、高选择性的催化剂提供新的研究思路。

本项目设计、合成了一系列双酚氧修饰的双含氮杂环卡宾四齿类″Salen″配体，制备了这些配体的IVB族前过渡金属有机化合物。用常温和变温核磁共振（1H、13C）研究了这些有机金属化合物的波谱性质、溶液结构及热稳定性，同时利用单晶X-射线衍射测定了它们的固体结构，探索了分子内含氮杂环卡宾与中心金属配位的条件、成键规律以及结构特征，发现了碱诱导下的含氮杂环卡宾重排以及加成反应。在催化性能方面，着重研究了这些IVB族卡宾化合物在有催化烯烃聚合中的应用，发现前过渡金属卡宾有机化合物对乙烯聚合有较高的催化活性（≥ 100 000 g /(mol [M] h)。