Olefin Polimerizasyonu İçin Yeni Nesil Metalosen Katalizörler

Abstract

Bu çalışmada, pirol-2-karboksialdehit ve etilendiamin türevlerinden yeni Schiff bazları sentezlendi, bu Schiff bazları VIB geçiş metal tuzları (MCl4 = Ti, Zr, Hf) ile tepkimesinden M(Schiff bazı)Cl2 yapısında yeni bileşikler sentezlendi ve 1H, 13C NMR, FT-IR, kütle spektrofotometresi yöntemleri yardımıyla moleküler yapıları aydınlatıldı ve elementel analiz sonuıçları ile bu yapıların doğruluğu desteklendi. Bu komplekslerin en önemli özelliği, elektronik olarak esnek, simetrik olmayan iki dişli veya üç dişli ligandlardan oluşmasıdır. Yeni metal komplekslerinin DFT hesaplamalarına göre olefin polimerizasyonunda ligand ve metal arasındaki elektron yoğunluğu değişimi gösterildi. Elde edilen teorik sonuçlara göre bir geçiş metali ve elektronik olarak esnek bir ligandın biraraya gelerek oluşturduğu kompleks bileşik, yüksek aktiviteye sahip bir olefin polimerizasyon katalizörü oluşturabilir. Elektronik olarak esnek özelliğe sahip ligandlar, genellikle dengeli bir elektron verme ve elektron alma (çekme) özelliklerine sahip olmalarının yanında, HOMO ve LUMO orbitalleri arasında küçük bir enerji farkına sahip olmaları ile tanımlanabilir. Bundan dolayı bu ligandlar, olefinin eklenme sürecini hızlandırmak için gereken serbest elektronları her bir koordine olefinden metal atomu yoluyla alma yeteneğine sahiptir. Bu yüzden olefin polimerizasyonu için katalizör tasarımı sırasında elektronik olarak daha esnek ligandlar tercih edilmektedir. Bu tür ligandların geçiş metalleriyle oluşturudukları bileşikler bir kokatalizör yardımıyla aktive edilerek yüksek verimli katalizörler oluşturduğu tesbit edildi. Potansiyel olarak en uygun aktif katalizörlerin metal atomu çevresinde elektron sayısı 10-16 aralığında bulunmalı ve ayrıca ligandlar cis konumunda metal atomuna koordine olamalıdır.

Bu çalışmada, pirol-2-karboksialdehit ve etilendiamin türevlerinden yeni Schiff bazları sentezlendi, bu Schiff bazları VIB geçiş metal tuzları (MCl4 = Ti, Zr, Hf) ile tepkimesinden M(Schiff bazı)Cl2 yapısında yeni bileşikler sentezlendi ve 1H, 13C NMR, FT-IR, kütle spektrofotometresi yöntemleri yardımıyla moleküler yapıları aydınlatıldı ve elementel analiz sonuıçları ile bu yapıların doğruluğu desteklendi. Bu komplekslerin en önemli özelliği, elektronik olarak esnek, simetrik olmayan iki dişli veya üç dişli ligandlardan oluşmasıdır. Yeni metal komplekslerinin DFT hesaplamalarına göre olefin polimerizasyonunda ligand ve metal arasındaki elektron yoğunluğu değişimi gösterildi. Elde edilen teorik sonuçlara göre bir geçiş metali ve elektronik olarak esnek bir ligandın biraraya gelerek oluşturduğu kompleks bileşik, yüksek aktiviteye sahip bir olefin polimerizasyon katalizörü oluşturabilir. Elektronik olarak esnek özelliğe sahip ligandlar, genellikle dengeli bir elektron verme ve elektron alma (çekme) özelliklerine sahip olmalarının yanında, HOMO ve LUMO orbitalleri arasında küçük bir enerji farkına sahip olmaları ile tanımlanabilir. Bundan dolayı bu ligandlar, olefinin eklenme sürecini hızlandırmak için gereken serbest elektronları her bir koordine olefinden metal atomu yoluyla alma yeteneğine sahiptir. Bu yüzden olefin polimerizasyonu için katalizör tasarımı sırasında elektronik olarak daha esnek ligandlar tercih edilmektedir. Bu tür ligandların geçiş metalleriyle oluşturudukları bileşikler bir kokatalizör yardımıyla aktive edilerek yüksek verimli katalizörler oluşturduğu tesbit edildi. Potansiyel olarak en uygun aktif katalizörlerin metal atomu çevresinde elektron sayısı 10-16 aralığında bulunmalı ve ayrıca ligandlar cis konumunda metal atomuna koordine olamalıdır.