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乙烯选择性齐聚取代PNP-Cr催化体系的二维定量构效关系
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:化工学报
  • 时间:2014
  • 页码:131-142
  • 分类:TQ221.217[化学工程—有机化工]
  • 作者机构:[1]华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21174037,21004020):引智计划项目(B08021):中央高校基本科研业务费专项资金项目.
  • 相关项目:铬系催化剂乙烯选择性四聚合成1-辛烯的机理研究和分子设计
中文摘要:

1-己烯和1-辛烯是制备高性能聚烯烃产品的重要共聚单体,近年来,PNP型铬系乙烯选择性三聚/四聚催化体系成为本领域研究热点。针对实验研究报道的系列氮上取代PNP型铬系催化剂,采用二维定量构效关系(QSPR)方法结合密度泛函理论(DFT)建立了该催化体系1-己烯、1-辛烯选择性的线性回归模型。研究中同时采用了启发式方法和最佳多元线性回归方法,考察了自定义描述符和铬金属活性中心价态(包括一价和二价)对线性回归模型的影响。通过分析发现:基于DFT的自定义描述符的引入能够明显提高模型的相关性和稳定性;基于一价Cr的活性中心模型更适合关联乙烯三聚选择性,二价Cr的活性中心模型更适合关联乙烯四聚选择性;PNP。Cr骨架几何结构尤其是较小的PNP角度是获得较高1-己烯和1-辛烯选择性的关键。最后,根据最佳线性回归模型对新型PNP配体进行了预测,发现了9种新的PNP配体结构可能具有更高的1-辛烯或1-己烯/1-辛烯共选择性,为进一步的实验开发奠定了良好的理论基础。

英文摘要:

1-Hexene and 1-octene are important comonomers for the synthesis of high performance polyolefins. Recently, Cr-bis(diphenylphosphino)amine (PNP-Cr) catalysts show the potential as excellent candidates for highly selective ethylene trimerization/tetramerization. In this work, a series of substituting PNP-Cr catalysts were studied by two-dimensional quantitative structure-property relationship (QSPR) method based on density functional theory (DFT) calculations. The heuristic method (HM) and best multi-linear regression (BMLR) were used for establishing the best linear regression models to describe the relationship between catalyst selectivity and its structure. Both Cr( I ) and Cr( II ) active site models for ethylene trimerization/tetramerization were considered. It was found that using self-defined descriptors from DFT calculations could increase the relativity and stability of the models. Monovalent Cr( I ) center was the most plausible active site for ethylene trimerization, while ethylene tetramerization was most possibly proceeded over divalent Cr(II) active site. The skeleton structures of the PNP-Cr system especially a small PNP angle were crucial for achieving excellent catalytic selectivity. Nine new PNP ligands with high selectivity towards ethylene trimerization/tetramerization were predicted based on the best linear regression models providing a good basis for further development of novel catalyst systems with better performance.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185