並列圧力反応器および連鎖移動重合の速度論的解析を使用してエチレン重合
Summary
重合触媒、連鎖移動重合、ポリエチレン特徴付け、及び反応速度論的解析のハイスループット分析のためのプロトコルが提供されます。
Abstract
我々は、ニッケルαジイミンエチレン重合触媒の初期合成から始まる平行圧力反応器を用いてスクリーニングするハイスループット触媒するための方法を実証します。触媒と初期重合は、触媒濃度、エチレンの圧力及び反応時間を含む最適化された反応条件をもたらします。これらの反応のためのガス取り込みデータを用いて、増殖の初期速度 （k p）を計算するための手順が示されています。最適化された条件を用いて、ニッケルα-ジイミン重合触媒の能力を調査したエチレン重合中にジエチル亜鉛（ZNET 2）を有する連鎖移動を受けます。 （分子量および13 C NMRデータからの）連鎖移動を受ける触媒の能力を評価する連鎖移動度を算出し、連鎖移動速度を算出する手順（K 電子）が提示されています。
Introduction
ポリオレフィンは熱可塑性樹脂とエラストマーにおける用途に工業用ポリマーの重要なクラスです。ポリオレフィンの製造のためのシングルサイト触媒の設計における重要な進歩は、潜在的な、広範囲の用途をもたらす曲分子量、多分散性、及びポリマーのミクロ構造の能力をもたらした。さらに最近1-3、連鎖移動及び可逆的連鎖移動重合は、触媒を変更することなく、ポリマーの特性を変更するための追加の経路を与えるために開発されている。4-6、このシステムは、シングルサイト遷移金属触媒と、典型的には連鎖移動剤（CTR）を利用します主族金属アルキル。この重合の間、成長するポリマー鎖は、それが触媒に戻されるまで、ポリマー鎖は、休眠のままCTRに触媒から転送することができます。一方、触媒に移し、アルキル基は、あのを開始することができますTHERポリマー鎖。連鎖移動重合法では、一つの触媒は、標準的な触媒重合に比べてより多くの鎖を開始することができます。ポリマー鎖は、連鎖移動金属で終端しています。したがって、さらに末端基官能化が可能です。このシステムは、主族金属でAufbau状アルキル鎖の成長を触媒する7、分子量ポリオレフィンの分子量分布を変更するために使用される8と、このようなブロックコポリマーとしてmulticatalystシステムを伴う特殊ポリマーの合成のためにすることができる。 図9 10
例としては、遷移金属系を横切って存在するが、連鎖移動重合は、前周期遷移金属（のHfとZr）およびアルキル亜鉛またはアルキルアルミニウム試薬で最も一般的に観察されている。5,7,8,11-16典型的な初期の遷移金属触媒系では、チェーン転送は、迅速、効率的かつ狭い分子量分布をもたらす可逆的です。 Chの転写の速度は早く、金属に比べて非常に多様であるが、AIN移動/往復は、グループ2及び12金属アルキルとの半ばから後半遷移金属（例えばクロム、鉄、CoおよびNi）で観察されている。4,7、重合触媒および連鎖移動試薬のための金属-炭素結合解離エネルギーの良い試合、およびアルキル架橋バイメタル中間体の二分子形成/破壊を促進するための適切な立体環境：17-19二つの主な要因は、効率的な連鎖移動のために明らかに必要です。後期遷移金属の場合は20、触媒が十分な立体的なかさが含まれていない場合は、ベータ水素化物（β-H）除去が支配的な終了経路となり、一般的にアウト競合する連鎖移動。
ここで我々は、SMAを通して（2 ZNET）ジエチル亜鉛とビス中の亜鉛ニッケルからバイメタル連鎖移動（2,6-ジメチルフェニル）-2,3- butanediimine系の触媒システムの研究について報告LL-スケールハイスループット反応。連鎖移動は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分析による分子量（M w）を、得られたポリエチレンの分散指数の変化を調べることによって識別されます。連鎖移動はまた、連鎖移動剤の濃度の関数として飽和鎖末端にビニル基の比の13 C NMR分析により同定されます。伝播と連鎖移動の速度の詳細な動力学的分析も提示されます。
Protocol
Representative Results
Discussion
メチル置換カチオン[α-ジイミン] NIBR 2 MAOで活性化されたエチレン重合用触媒は、エチレン連鎖移動重合のための能力を調べました。反応は、重合および触媒寿命の速度および程度を決定するために、ガスの取り込みの測定によりモニターし、得られたポリマーの分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（GPC） により測定しました。最初に、?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
財政支援は、ミネソタ大学（起動資金）とACS石油研究基金（54225-DNI3）により提供されました。化学部門のNMR施設のための機器の購入は、ミネソタ大学から資金をマッチングして、NIH（S10OD011952）からの助成金を介してサポートされていました。我々は、高温NMR用ミネソタNMRセンターを認めます。 NMR計測のための資金は研究のための副大統領のオフィス、医学部、生物科学、NIH、NSFの大学、ミネソタ州医療財団によって提供されました。私たちは、PEEK高スループットの撹拌パドルの贈り物のためにジョン・ワルツ（エクソンモービル）をお願いいたします。
Materials
| Endeavor Pressure Reactor | Biotage | EDV-1N-L | |
| Blade Impellers | Biotage | 900543 | |
| Glass Liners | Biotage | 900676 | |
| 2,3-butanedione, 99% | Alfa Aesar | A14217 | |
| 2,6-dimethylaniline, 99% | Sigma Aldrich | D146005 | |
| formic acid, 95% | Sigma Aldrich | F0507 | |
| methanol, 99.8% | Sigma Aldrich | 179337 | ACS Reagent |
| nickel (II) bromide, 99% | Strem | 28-1140 | anhydrous, hygroscopic |
| triethylorthoformate, 98% | Sigma Aldrich | 304050 | dried with K2CO3 and distilled |
| 1,2-dimethoxyethane, 99.5% | Sigma Aldrich | 259527 | dried with Na/Benzophenone and distilled |
| pentane, 99% | Fisher | P399 | HPLC Grade * |
| dichloromethane, 99.5% | Fisher | D37 | ACS Reagent * |
| toluene, 99.8% | Fisher | T290 | HPLC Grade * |
| methylaluminoxane | Albemarle | MAO | pyrophoric, 30% in toluene |
| diethylzinc, 95% | Strem | 93-3030 | pyrophoric |
| 1,2,4-trichlorobenzene, 99% | Sigma Aldrich | 296104 | |
| 1,1,2,2-tetrachloroethane-D2, 99.6% | Cambridge Isotopes | DLM-35 |
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