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Koordinative Ketten-Transfer-Polymerisation KKTP

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Presentation Transcript


    1. Koordinative Ketten-Transfer-Polymerisation KKTP Hauptseminar Anorganische Chemie am 04.06.2008 Jens Herdegen

    2. Gliederung Einleitung: Historische Entwicklung Überblick KKTP Synthese und Mechanismen Beispiele: Y+/Al System im Vergleich zu Sm/Mg und Fe+/Al-Mg System Zusammenfassung

    3. Historische Entwicklung der Ethylenpolymerisation 1933: erste, zufällige Polyethylen-Synthese am I.C.I. ab 1938: industrielle PE-Synthese mit dem I.C.I.-Hochdruck- verfahren 1952: Entdeckung des „Mühlheimer Normaldruckverfahren“ durch Karl Ziegler mit „Mischkatalysatoren“ 1953: Erweiterung der Ziegler-Synthese auf höhere Olefine durch Guilio Natta 1977: industrielle Synthese von linearem Niederdruckpolyethylen (LLDPE) durch Union Carbide Corp. 1991: erste Polyolefine auf Metallocen-Katalysator Basis Seit 1996: koordinative Ketten-Transfer-Polymerisation

    4. Links: Metallorganische Komplexe [M1] Rechts: Metallorganyle [M2] Mitte: Reaktionsschema mit Wachstum und Austausch Übersicht über den Reaktionsverlauf

    5. Synthese der Komplexvorstufe M. F. Lappert, R. J. Pearce, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1973, 126 – 127

    6. Synthese der Aminopyridinato - Liganden

    7. Synthese des Komplexes

    8. Polymerisation semi - Batchreaktion im Edelstahlautoklaven Ethylen (Gas): Druck 5 bar (konstant)? Lösungsmittel: Toluol Temperatur: 80°C

    9. Übersicht Reaktionsverlauf

    11. Abbruchreaktion

    12. Kettenverzweigung

    13. Wachstum und Austausch

    14. Gleichgewichte 3 maßgebliche Reaktionen: - Insertion kcg - schneller Austausch kct1 , kct2 - ß-Hydrid-Eliminierung kß1 und PE Reinsertion kß2

    15. Kinetik - Temperaturabhängigkeit Größen-Ausschluss- Cromatogramm (SEC) von erhaltenem PE

    16. Kinetik - Zeitabhängigkeit

    17. Kinetik - Zeitabhängikeit

    18. Mischungsverhältnis Y+/Al

    19. Sm/Mg - Katalysatorsystem 1996 durch Mortreux et al. etabliert erste lebende Polymerisation mit Transferreaktion

    20. Sm/Mg - Katalysatorsystem ausgezeichnete Langzeitstabilität während der Reaktion Einfache Synthese Einfache Handhabung

    21. Fe+/Al-Zn Katalysatorsystem

    22. Zusammenfassung sehr eng verteilte PE Molmassen gute Kontrolle der Kettenlängen Metall-terminierte Ketten zu Folgereaktionen fähig nur relativ niedrige Molekulargewichte zugänglich

    23. Literatur „Coordinative Chain Transfer Polymerisation (CCTP) - How to Polymerize Ethylene in a Highly Controlled Fashion?“; Review; R. Kempe; Chem. Eur. J. 2007, 13, 2764–2773 „Aluminium-organische Synthese im Bereich olefinischer Kohlenwasserstoffe“; K. Ziegler, H. G. Gellert, H. Kühlhorn, H. Martin, K. Meyer, K. Nagel, H. Sauer, K. Zosel, Angew. Chem. 1952, 64, 323–329 ; „Das Mülheimer Normaldruck-Polyiithylen-Verfahren“; K. Ziegler, E. Holzkamp, H. Breil, H. Martin, Angew. Chem. 1955, 67, 541–547 „Reversible Chain Transfer between Organoyttrium Cations and Aluminum: Synthesis of Aluminum-Terminated Polyethylene with Extremely Narrow Molecular-Weight Distribution“; Winfried P. Kretschmer, Auke Meetsma, Bart Hessen, Thomas Schmalz, Sadaf Qayyum, Rhett Kempe; Chem. Eur. J. 2006, 12, 8969–8978 „Thieme RÖMPP Online Lexikon“ http://www.roempp.com/prod/index1.html „Grundlagen der metallorganischen Komplexkatalyse“; Dirk Steinborn; Teubner Verlag; 2007

    24. vielen Dank für die Aufmerksamkeit

    26. Komplex anschaulich

    27. Agostische Wechselwirkungen

    28. migrationslose Insertion

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