Synthesis and X-ray Structural Characterization of Oxygen Bridged Complexes for Olefin Polymerization: A Theoretical Interpretation of Structure and Activity Relationship

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Serien sauerstoffverbrückter heterobi- und trimetallischer Komplexe synthetisiert und anhand analytischer und röntgenographischer Studien charakterisiert. Der erste Teil der Arbeit beschreibt die Darstellung und Charakterisierung heterobi- und trimetallischer Komplexe von Metallen der 4. Gruppe. Diese Verbindungen wurden als Katalysatoren für Ethylen- und Styren-Polymerisation-Reaktionen verwendet und zeigten eine hohe katalytische Aktivität in Polymerisationsreaktionen. Der Komplex Cp*2MeZr(µ-O)TiMe2Cp* führt dabei zu dem sogenannten linear low density Polyethylen (LLDPE). Die Rolle des verbrückenden Sauerstoff-Atoms wurde mit Methoden der Dichtefunktionaltheorie untersucht. Das Sauerstoff-Atom spielt hinsichtlich der Steigerung der Lewis-Acidität der Metallzentren eine wichtige Rolle und ermöglicht eine Verringerung des Verbrauchs an Co-Katalysatoren, wie z. B. MAO. Im zweiten Teil der Arbeit konnte unter Verwendung von LMeAl(OH) der Zugang zu sehr instabilen und photosensitiven Mono- und Bis-cyclopentadienyl-Komplexen, welche über Methylgruppen verfügen und als bimetallische Verbindungen vorliegen, demonstriert werden. Auf Monocyclopentadienyl- basierende Serien heterobimetallischer Komplexe unter Verwendung von Al(µ-O)M (M = Ti, Zr) wurden synthetisiert und in Olefinpolymerisationsreaktionen als Katalysator verwendet. Diese Komplexe erwiesen sich dabei als hoch aktiv. Im letzten Teil der Arbeit wird die Synthese heterobimetallischer Komplexe beschrieben, die eine Al(µ-O)M(µ-O)Al-Einheit beinhalten. Diese Komplexe zeigen eine geringere Aktivität bei der Polymerisation, was damit zusammenhängen kann, dass sich während der Polymerisation ein weniger stabiles Kation bildet. Im letzten Kapitel wird die Synthese und die Röntgenstrukturanalyse von lithiierten Salzen von Cp2Ti(SH)2 beschrieben.