Preparation of Polymethylene-bridged Half-Titanocenes and Investigation of Their Styrene Polymerization Properties

폴리메틸렌 다리를 가진 Dinuclear Half-Titanocene 합성과 이에 의한 스티렌 중합 연구

  • 태원태 (영남대학교 응용화학공학부) ;
  • 김상현 (영남대학교 응용화학공학부) ;
  • 노석균 (영남대학교 응용화학공학부) ;
  • 김태학 (경북대학교 고분자공학과) ;
  • 이동호 (경북대학교 고분자공학과)
  • Published : 2000.03.01

Abstract

The polymethylene-bridged dinuclear half-titanocenes [(CH$_2$)$_{n}$(C$_{5}$ H$_4$)$_2$][TiCl$_3$]$_2$ (n=5(10), 7(11), 9(12)) have been synthesized by treating the distannylated derivatives of the ligands with two equivalents of TiCl$_4$ in toluene. All complexes are characterized by IR, $^1$H NMR, $^{13}$ C NMR and mass spectrometry. In order to examine the catalytic properties of the dinuclear complexes styrene polymerization has been conducted in the presence of MMAO. From the polymerization experiments it was found that ( i ) all the prepared complexes 10-12 produced syndiotactic polystyrenes, ( ii ) the complex 12 holding the longest bridging ligand exhibited the highest activity but produced a polymer having the smallest molecular weight among the polymethylene-bridged dinuclear half-titanocenes. This behavior was attributed to the influence of electron-donating caused by the polymethylene bridge between two active centers as well as the effect of steric congestion around metal center caused by the proximal distance between two active sites.s.

폴리메틸렌 다리를 가진 3가지 dinuclear half-titanocene [(CH$_2$)$_{n}$(C$_{5}$ H$_4$)$_2$[TiCl$_3$]$_2$(n=5(10), 7(11), 9(12))을 합성하고 이들의 중합특성을 조사하였다. 이들은 해당되는 리간드의 리튬염을 trimethyltin chloride와 미리 반응시켜 얻을 distannyl기가 치환된 리간드를 TiCl$_4$와 반응시키는 경로를 통해 합성될 수 있었다. 합성된 화합물들은 IR, $^1$H NMR, $^{13}$C NMR과 질량분석기를 통해 구조와 조성을 규명하였다. 합성된 dinuclear half-titanocene의 중합특성을 조사하기 위해 조촉매 MMAO 존재 하에서 스티렌의 중합실험을 진행하였으며, 그 결과 (i) 합성된 세 가지의 촉매는 모두 SPS를 제조하는데 성공적인 촉매였으며, ( ii ) 촉매 중에서는 CpTiCl$_3$ 사이가 가장 긴 다리리간드로 연결된 화합물 12가 활성면에서는 가장 높았으나 생성된 고분자의 분자량은 가장 낮게 나타났다. 이런 결과들은 다리리간드인 polymethylene이 미치는 전기적 및 입체적 영향으로 설명될 수 있다. 다리의 길이가 길어지면 polymethylene이 가지는 전자주게 특성이 활성점을 안정화시켜 활성을 향상시키며, 다리의 길이가 길어지면 두 활성점 사이의 거리가 멀어져 활성점 사이에 작용하는 입체적인 영향을 감소시켜 정지반응인 $\beta$-H 제거가 잘 일어나 생성되는 syndiotactic polystyrene의 분자량이 감소하게 된다.다.

Keywords

References

  1. Chem. Eng. News v.73 A. M. Thaylor
  2. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. v.34 H. H. Brintzinger;D. Fischer;R. Mulhaupt;B. Rieger;R. M. Waymouth
  3. J. Organomet. Chem. v.479 P. C. M hring;N. J. Covile
  4. Trends Polym. Sci. v.2 A. D. Horton
  5. Organometallics v.13 U. Stehling;J. Diebold;R. Kirsten;W. Roll;H. H. Brintzinger;S. Jungling;R. M Ihaupt;F. Langhauser
  6. J. Am. Chem. Soc. v.118 M. K. Leclerc;H. H. Brintzinger
  7. New J. Chem. v.14 W. Spaleck;M. Antberg;V. Dolle;R. Klein;J. Rohrman;A. Winter
  8. J. Organoner. Chem. v.460 S. Jungling;R. Mulhaupt;H. Plenio
  9. J. Organomet. Chem. v.518 T. U. Shioda;M. L. H. Green;J. Haggit;X. Yan
  10. Inorg. Chem. v.34 Y. Corey;J. L. Huhmann;N. P. Rath
  11. J. Organomet. Chem. v.580 S. K. Noh;J. Kim;J. Jung;C. S. Ra;D. H. Lee;H. B. Lee;S. W. Lee;W. S. Huh
  12. J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. v.35 S. K. Noh;S. Kim;J. Kim;D. H. Lee;K. B. Yoon;H. B. Lee;S. W. Lee;W. S. Huh
  13. Bull. Kor. Chem. Soc. v.18 S. K. Noh;S. Kim;D. H. Lee;K. B. Yoon;H. B. Lee
  14. Macromol. Rapid Commun. v.17 D. H. Lee;K. B. Yoon;E. H. Lee;S. K. Noh;C. S. Lee;W. S. Huh
  15. J. Organomet. Chem. v.518 S. K. Noh;G. G. Byun;C. S. Lee;D. H. Lee;K. B. Yoon;K. S. Kang
  16. J. Appl. Polym. Sci. v.67 D. H. Lee;K. B. Yoon;H. J. Kim;S. S. Woo;S. K. Noh
  17. Macromol. Symp. v.118 D. H. Lee;K. B. Yoon;S. K. Noh;S. S. Woo
  18. Polymer v.38 D. H. Lee;K. B. Yoon;S. K. Noh;S. S. Woo
  19. Organometallics v.16 C. M. Killian;L. K. Johnson;M. Brookhart
  20. J. Am. Chem. Soc. v.118 L. K. Johnson;S. Mecking;M. Brookhart
  21. J. Am. Chem. Soc. v.120 L. Resconi;F. Piemontesi;I. Camurati;O. Sudmeijer;I. E. Nifant;ev;P. V. Ivchenko;L. G. Kuz'mina
  22. Organometallics v.14 T. Cuenca;A. Padilla;P. Royo;M. Parra-Hake;M. A. Pellinghelli;A. Tiripicchio
  23. Organometallics v.13 A. Cana;T. Cuenca;P. Gomez-Sal;B. Royo;P. Royo
  24. Macromolecules v.28 L. Resconi;A. Fait;F. Piemontesi;M. Colonnesi;H. Rychlicki;R. Zeigler