BRPI1005977A2 - chromium and nickel catalysts for oligomerization reactions and process for obtaining alpha olefins using such catalysts - Google Patents
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Abstract
CATALISADORES DE CROMO E NìQUEL PARA REAçõES DE OLIGOMERIZAçãO E PROCESSO PARA A OBTENçãO DE ALFA-OLEFINAS USANDO TAIS CATALISADORES. A presente invenção refere-se à síntese de precursores catalíticos e ao uso dos ditos precursores catalíticos em reações de oligomerização de etileno para a produção seletiva de alfa-olefinas. Mais especificamente, refere-se à preparação e uso de compostos de coordenação que contém ligantes polidentados, os quais compreendem compostos à base de metal de transição dos grupos 6 e 10, em particular os metais cromo (III) e níquel (II). Ditos precursores catalíticos apresentam uma elevada atividade catalítica e uma alta seletividade para a produção de alfa-olefinas.CHROME AND NICKEL CATALYSTS FOR OLIGOMERIZATION REACTIONS AND PROCESS FOR OBTAINING ALPHA-OLEFINS USING SUCH CATALYSTS. The present invention relates to the synthesis of catalytic precursors and the use of said catalytic precursors in ethylene oligomerization reactions for the selective production of alpha-olefins. More specifically, it refers to the preparation and use of coordination compounds that contain polyidentated binders, which comprise compounds based on transition metals of groups 6 and 10, in particular the metals chromium (III) and nickel (II). Said catalytic precursors have a high catalytic activity and a high selectivity for the production of alpha-olefins.
Description
CATALISADORES DE CROMO E NÍQUEL PARA REAÇÕES DE OLIGOMERIZAÇÃO E PROCESSO PARA A OBTENÇÃO DE ALFA-OLEFINAS USANDO TAIS CATALISADORESChromium and nickel catalysts for oligomerization reactions and process for obtaining alpha-olefins using such catalysts
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente invenção refere-se à síntese de precursores catalíticos e ao uso dos ditos precursores catalíticos em reações de oligomerização de etileno, para a produção seletiva de alfa-olefinas. Mais especificamente, a presente invenção refere-se à síntese de compostos de coordenação polidentados, os quais contêm metais de transição dos grupos 6 e 10 da Tabela Periódica de elementos químicos, e ao uso desses compostos como catalisadores na oligomerização de olefinas, particularmente na dimerização e na trimerização do etileno, para a produção seletiva de alfa- olefinas.The present invention relates to the synthesis of catalytic precursors and the use of said catalytic precursors in ethylene oligomerization reactions for the selective production of alpha olefins. More specifically, the present invention relates to the synthesis of polyidentate coordinating compounds which contain transition metals of groups 6 and 10 of the Periodic Table of Chemicals, and the use of such compounds as catalysts in olefin oligomerization, particularly in dimerization. and ethylene trimerization for selective alpha olefin production.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
As alfa-olefinas de maior interesse industrial são hidrocarbonetos lineares com 4 a 20 átomos de carbono. Na oligomerização as cadeias de carbono se unem através dos átomos de carbono localizados na extremidade das cadeias, na posição alfa, por meio das ligações duplas. São utilizadas não só na produção de substâncias surfactantes e lubrificantes sintéticos, mas também como co-monômeros na produção de polímeros de olefinas (poliolefinas). Nas últimas décadas tem-se desenvolvido sistemas catalíticos com maior atividade e melhor seletividade, de modo a permitir processos mais econômicos de oligomerização e/ou trimerização de olefinas.The alpha olefins of major industrial interest are linear hydrocarbons of 4 to 20 carbon atoms. In oligomerization the carbon chains join through the carbon atoms located at the end of the chains in the alpha position by means of double bonds. They are used not only in the production of surfactants and synthetic lubricants, but also as co-monomers in the production of olefin polymers (polyolefins). In the last decades, catalytic systems with higher activity and better selectivity have been developed to allow more economical oligomerization and / or trimerization processes of olefins.
Sistemas catalíticos de oligomerização de etileno, para a produção de alfa-olefinas superiores, são freqüentemente descritos no estado da arte empregando compostos complexos de titânio, níquel e, em menor extensão, de zircônio.Catalytic ethylene oligomerization systems for the production of higher alpha olefins are often described in the state of the art employing complex titanium, nickel and, to a lesser extent, zirconium compounds.
No documento de patente GB 1294214 descreve-se um sistema catalítico que utiliza um complexo de titânio. Neste documento descreve-se também um processo adequado para a produção de um catalisador para obtenção de olefinas com 8 a 20 átomos de carbono, por meio da oligomerização de etileno.GB 1294214 describes a catalytic system using a titanium complex. Also described herein is a suitable process for producing a catalyst for obtaining olefins of 8 to 20 carbon atoms by means of ethylene oligomerization.
Outro sistema de oligomerização cataiítica encontra-se descrito no documento de patente WO 2005/092821. Este documento apresenta um processo que utiliza catalisadores de níquel, ferro ou cobalto, para a produção de olefinas com 4 a 12 átomos de carbono. Contudo, catalisadores de titânio, níquel e zircônio na maioria das vezes resultam em produtos que contém uma larga faixa de alfa-olefinas, devido à baixa seletividade catalítica para produção de olefinas por meio da oligomerização de etileno.Another cataitic oligomerization system is described in patent document WO 2005/092821. This document discloses a process using nickel, iron or cobalt catalysts for the production of 4 to 12 carbon atoms olefins. However, titanium, nickel and zirconium catalysts most often result in products containing a wide range of alpha olefins, due to the low catalytic selectivity for olefin production by ethylene oligomerization.
A atividade e a seletividade dos sistemas catalíticos são função da natureza dos Iigantes utilizados, da combinação dos Iigantes e da razão catalisador/cocatalisador, como por exemplo, EtnAICI3.n ou metilaluminoxano.The activity and selectivity of catalytic systems are a function of the nature of the ligands used, the combination of the ligands and the catalyst / cocatalyst ratio, such as EtnAICI3.n or methylaluminoxane.
Dentre os sistemas catalíticos capazes de oligomerizar seletivamente o etileno encontram-se os sistemas catalíticos à base de cromo.Catalytic systems capable of selectively oligomerizing ethylene include chromium-based catalytic systems.
Os catalisadores de cromo têm sido bastante utilizados em uma variedade de processos de polimerização de olefinas, como por exemplo, a produção de polietileno ou de copolímeros de etileno e hexeno. Desta forma, os ditos sistemas catalíticos à base de cromo têm sido aplicados na produção seletiva de alfa-olefinas. É conhecido na arte o uso de um catalisador de cromo para trimerização do etileno baseado em um Iigante tridentado, o qual contém átomos de nitrogênio e enxofre como grupos doadores.Chromium catalysts have been widely used in a variety of olefin polymerization processes, such as the production of polyethylene or ethylene and hexene copolymers. Thus, said chromium-based catalytic systems have been applied in the selective production of alpha olefins. It is known in the art to use a chrome catalyst for ethylene trimerization based on a tridentate ligand which contains nitrogen and sulfur atoms as donor groups.
No documento de patente US 2005/131262 descreve-se um sistema catalítico de alta seletividade, cujo objetivo é facilitar a produção de 1-hexeno de modo a evitar a coprodução de quantidades significativas de polietileno. Tal sistema catalítico compreende uma combinação de heteroátomos Iigantes multidentados, úteis para a oligomerização catalítica de olefinas, que inclui como Iigante pelo menos três heteroátomos, dentre os quais, pelo menos um é um átomo de enxofre. Adicionalmente, os heteroátomos Iigantes também podem ser átomos adicionais de enxofre e pelo menos um átomo de nitrogênio ou fósforo.US 2005/131262 describes a high selectivity catalytic system, the purpose of which is to facilitate the production of 1-hexene in order to avoid the coproduction of significant quantities of polyethylene. Such catalytic system comprises a combination of multidentified ligand heteroatoms useful for catalytic olefin oligomerization which includes as ligand at least three heteroatoms, of which at least one is a sulfur atom. Additionally, the linking heteroatoms may also be additional sulfur atoms and at least one nitrogen or phosphorus atom.
Embora ainda se investiguem amplamente sistemas catalíticos de oligomerização de etileno alternativos, observa-se ainda uma carência de sistemas catalíticos para a oligomerização e/ou trimerização de etileno mais seletivos, com maior atividade e com alto rendimento de produtos. Com isso, tornou-se bastante atraente o desenvolvimento de sistemas catalíticos com co-catalisadores mais seletivos à fração de alfa-olefinas mais desejáveis, na faixa de 6 a 10 átomos de carbono.Although alternative ethylene oligomerization catalytic systems are still widely investigated, there is still a lack of catalytic systems for more selective, higher activity and high throughput ethylene oligomerization and / or trimerization. Thus, the development of catalytic systems with co-catalysts more selective to the most desirable alpha olefin fraction in the range of 6 to 10 carbon atoms has become quite attractive.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
A presente invenção refere-se à síntese de precursores catalíticos e ao processo para a produção seletiva de alfa-olefinas, no qual os catalisadores obtidos com tais precursores são usados em reações de oligomerização, particularmente a dimerização e a trimerização do etileno.The present invention relates to the synthesis of catalytic precursors and the process for the selective production of alpha olefins, in which the catalysts obtained with such precursors are used in oligomerization reactions, particularly ethylene dimerization and trimerization.
Mais especificamente, a presente invenção refere-se à síntese e ao uso de compostos de coordenação polidentados à base de metal de transição do grupo 6 da Tabela Periódica, como o cromo (III), ou do grupo 10, como o níquel (II).More specifically, the present invention relates to the synthesis and use of group 6 transition metal-based polyidentated coordination compounds of the Periodic Table, such as chromium (III), or of group 10, such as nickel (II) .
Ou seja, a presente invenção ensina a preparação de compostos à base de Cr, a partir da reação entre Iigantes nitrogenados tridentados e um composto equivalente ao aduto Cr(THF)3CI3, em uma solução de tetrahidrofurano (THF), por 3 horas, sob atmosfera de argônio, e a preparação de compostos à base de Ni, a partir da reação entre Iigantes nitrogenados tridentados e NiCI2.6H20, em THF, por 24 horas.That is, the present invention teaches the preparation of Cr-based compounds from the reaction between tridentate nitrogen binders and a Cr (THF) 3Cl3 adduct equivalent compound in a solution of tetrahydrofuran (THF) for 3 hours under argon atmosphere, and the preparation of Ni-based compounds from the reaction between tridentate nitrogen binders and NiCl2.6H20 in THF for 24 hours.
Adicionalmente, a presente invenção ensina a preparação de sistemas catalíticos, os quais utilizam catalisadores e co-catalisadores em reações de oligomerização de olefinas. Ditos sistemas apresentam uma elevada atividade catalítica e uma alta seletividade para a produção de alfa-olefinas. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃOAdditionally, the present invention teaches the preparation of catalytic systems which use catalysts and cocatalysts in olefin oligomerization reactions. These systems have a high catalytic activity and a high selectivity for the production of alpha olefins. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A presente invenção refere-se à síntese de precursores catalíticos. Adicionalmente, a presente invenção se refere ao uso dos ditos precursores catalíticos em reações de oligomerização de etileno em um processo para a produção seletiva de alfa-olefinas.The present invention relates to the synthesis of catalytic precursors. Additionally, the present invention relates to the use of said catalytic precursors in ethylene oligomerization reactions in a process for the selective production of alpha olefins.
Mais especificamente, ditos precursores são compostos de coordenação polidentados, os quais compreendem compostos à base de metal de transição do grupo 6 da Tabela Periódica, particularmente o metal cromo (III), e compostos à base de metal de transição do grupo 10, particularmente o metal níquel (II).More specifically, said precursors are polyidentate coordinating compounds, which comprise group 6 transition metal-based compounds of the Periodic Table, particularly chromium (III) metal, and group 10 transition metal-based compounds, particularly nickel metal (II).
Os catalisadores destinados à reação de oligomerização de etileno para produção de alfa-olefinas, obtidos de acordo com a presente invenção, compreendem compostos de metal de transição e são representados pela fórmula LMX3 ou LMX2, onde: "M" é um metal de transição selecionado do grupo 6 ou 10 da Tabela Periódica dos elementos químicos e o seu estado de oxidação pode variar de +2 a +6. "X" é um ânion; "L" é um Iigante de acordo com a estrutura representada pela Fórmula 1, também representado pela fórmula E[(CH2)(Pz)]2R4, onde: "E" é um átomo de oxigênio, nitrogênio ou enxofre, ligado ou não a um ou dois grupos "Pz" e a um radical R4.Catalysts for the ethylene oligomerization reaction for alpha olefin production obtained according to the present invention comprise transition metal compounds and are represented by the formula LMX3 or LMX2, where: "M" is a selected transition metal group 6 or 10 of the Periodic Table of the chemical elements and their oxidation state may range from +2 to +6. "X" is an anion; "L" is a ligand according to the structure represented by Formula 1, also represented by the formula E [(CH2) (Pz)] 2R4, where: "E" is an oxygen, nitrogen or sulfur atom, whether or not bound to one or two groups "Pz" and one radical R4.
Cada um dos grupos "Pz" compreende um anel pirazolil com um átomo de nitrogênio como heteroátomo. Para o Iigante da presente invenção, os dois grupamentos "Pz" podem ser iguais ou distintos. Os radicais R1, R2 e R3 representam átomos de hidrogênio ou radicais hidrocarbil localizados respectivamente nas posições 3, 4 e 5 do anel pirazolil.Each of the "Pz" groups comprises a pyrazolyl ring with a nitrogen atom as heteroatom. For the inventor of the present invention, the two "Pz" groups may be the same or distinct. The radicals R1, R2 and R3 represent hydrogen atoms or hydrocarbyl radicals located respectively at positions 3, 4 and 5 of the pyrazolyl ring.
De acordo com a presente invenção, pelo menos uma das posições 3, 4 e 5 do anel pirazolil deve estar preenchida por um radical hidrocarbil. Estes radicais hidrocarbil podem ser iguais ou distintos entre si. Entretanto, no caso de apenas uma ou duas destas posições estarem preenchidas por este tipo de radical, a posição não preenchida deve conter um átomo de hidrogênio ou um radical hidrocarbil com número de átomos de carbono na faixa C1-C3.In accordance with the present invention, at least one of the positions 3, 4 and 5 of the pyrazolyl ring must be filled with a hydrocarbyl radical. These hydrocarbyl radicals may be the same or distinct from each other. However, if only one or two of these positions are filled by this type of radical, the unfilled position must contain either a hydrogen atom or a hydrocarbon radical having a number of carbon atoms in the C1-C3 range.
Os radicais R1, R2, R3 e R4 podem ser dos seguintes tipos: um radical hidrocarbil alifático C1-C20; um radical hidrocarbil alifático C1-C2O o qual é substituído com pelo menos um radical aromático C6-C14; um radical hidrocarbil aromático C6-C20 não substituído; um radical hidrocarbil aromático C6-C20 o qual é substituído com pelo menos um radical alquil C1-C10.The radicals R1, R2, R3 and R4 may be of the following types: a C1-C20 aliphatic hydrocarbyl radical; a C1-C20 aliphatic hydrocarbyl radical which is substituted with at least one C6-C14 aromatic radical; an unsubstituted C6 -C20 aromatic hydrocarbyl radical; a C6 -C20 aromatic hydrocarbyl radical which is substituted with at least one C1-C10 alkyl radical.
Como exemplos ilustrativos, mas não restritivos, de metais de transição "M" que podem ser utilizados por esta invenção encontram-se o cromo, o molibdênio e o tungstênio do grupo 6 da Tabela Periódica e o níquel e o paládio do grupo 10 da Tabela Periódica.Illustrative but not restrictive examples of "M" transition metals that may be used by this invention are chromium, molybdenum and tungsten of group 6 of the Periodic Table and nickel and palladium of group 10 of table Periodic.
Como exemplos ilustrativos, mas não restritivos, de ânions "X" que podem ser utilizados segundo esta invenção encontram-se cloreto, brometo, fluoreto e alquil derivados tais como metila e etila. Estes ligantes podem ser iguais ou distintos entre si.Illustrative, but not restrictive, examples of "X" anions that may be used in accordance with this invention are chloride, bromide, fluoride and alkyl derivatives such as methyl and ethyl. These binders may be the same or distinct from each other.
Como exemplos ilustrativos, mas não restritivos, de grupamentos R1, R2, R3, situados respectivamente nas posições 3, 4 e 5 do anel pirazolil, e R4 podem ser citados os radicais n-butila, iso-butila, tert-butila, iso-pentila, neo-pentila, fenila, benzila, cumenila e mesitila.As illustrative but not restrictive examples of groups R1, R2, R3, located respectively at positions 3, 4 and 5 of the pyrazolyl ring, and R4 may be cited n-butyl, iso-butyl, tert-butyl, iso-radicals. pentyl, neo-pentyl, phenyl, benzyl, cumenyl and mesityl.
Opcionalmente a composição cataiítica a ser utilizada na reação de oligomerização pode compreender um ou mais tipos de co-catalisador combinados ou não entre si, como por exemplo, co-catalisadores do tipo alquilalumínio, hidrocarbilaluminoxano ou borano, este último derivado do B(C6F5)3. Dentre os exemplos de alquillalumínios preferencialmente utilizados, encontram-se o trialquilalumínio e os derivados de bisalquilalumínio com grupos alquil C1-C8, como por exemplo, trimetilalumínio, triisobutilalumínio, cloreto de dimetilalumínio e cloreto de dietilalumínio. Como exemplos de hidrocarbilaluminoxanos preferencialmente utilizados encontram-se os alquilaluminoxanos, os arilaluminoxanos e os alquilarilaluminoxanos com grupos alquil C1-C4, como por exemplo, metilaluminoxano e metilaluminoxano modificados. Entre os exemplos de boranos preferencialmente utilizados encontram-se o B(C6F5)3 e seus derivados [(fenil)3C][B(C6F5)4], [(metil)3HN][B(C6F5)4], [(etil)3HN][B(C6F5)4] e [(fenil)3HN][B(C6F5)4].Optionally the catalytic composition to be used in the oligomerization reaction may comprise one or more types of co-catalysts, whether or not combined, such as alkylaluminum, hydrocarbylaluminoxane or borane co-catalysts, the latter derivative of B (C6F5) 3 Preferred examples of alkylaluminiums include trialkylaluminum and bisalkylaluminum derivatives with C1-C8 alkyl groups such as trimethylaluminum, triisobutylaluminum, dimethylaluminum chloride and diethylaluminum chloride. Preferably used hydrocarbylaluminoxanes are alkylaluminoxanes, arylaluminoxanes and alkylaryluminoxanes with C1-C4 alkyl groups such as modified methylaluminoxane and methylaluminoxane. Preferred examples of boranes include B (C6F5) 3 and its derivatives [(phenyl) 3C] [B (C6F5) 4], [(methyl) 3HN] [B (C6F5) 4], [(ethyl ) 3HN] [B (C6F5) 4] and [(phenyl) 3HN] [B (C6F5) 4].
Quando utilizados co-catalisadores à base de alumínio, a relação adotada entre co-catalisador e catalisador é uma relação molar, que se situa entre 1:1 e 1:10.000, preferencialmente entre 1:50 e 1:5.000 e mais preferencialmente entre 1:200 e 1:2.000. Esta relação molar é definida pela relação molar entre o alumínio e os metais dos grupos 4, 5 ou 10 da Tabela Periódica. Quando utilizados co-catalisadores a base de boro a relação molar é igual a 1:1, sendo definida pela relação molar entre o boro e os metais dos grupos 4 ou 5 da Tabela Periódica.When using aluminum based co-catalysts, the ratio adopted between co-catalyst and catalyst is a molar ratio which is between 1: 1 and 1: 10,000, preferably between 1:50 and 1: 5,000 and more preferably between 1 : 200 and 1: 2,000. This molar relationship is defined by the molar relationship between aluminum and metals of groups 4, 5 or 10 of the Periodic Table. When boron-based co-catalysts are used the molar ratio is 1: 1 and is defined by the molar relationship between boron and metals of groups 4 or 5 of the Periodic Table.
Os catalisadores da presente invenção podem ser utilizados em processos de oligomerização em fase líquida ou fase gasosa. Ditos catalisadores podem participar das reações solubilizadas no meio reacional, disperso em líquido iônico organoaluminato ou em suspensão, quando suportados em um suporte adequado. Dentre os suportes adequados ao uso na presente invenção encontram-se a sílica, o cloreto de magnésio e a alumina. A reação de oligomerização é conduzida nas condições normalmente empregadas com outros tipos de catalisadores. A temperatura varia na faixa entre -10°C e 150°C, preferencialmente entre 70°C e 90°C para metais de transição do grupo 6 e preferencialmente entre 20°C e 60°C para metais de transição do grupo 10. Assim como a temperatura, a pressão de oligomerização e o tempo de reação dependem também do tipo e das condições de processos empregados e dos monômeros utilizados. A pressão absoluta varia na faixa entre 1 bar e 140 bar e o tempo de residência varia na faixa entre 1 e 240 minutos. Os monômeros utilizados na reação da presente invenção compreendem uma ou mais olefinas com número de átomos de carbono que varia na faixa entre 2 e 12 átomos.The catalysts of the present invention may be used in liquid phase or gas phase oligomerization processes. Said catalysts may participate in reactions solubilized in the reaction medium, dispersed in organoaluminate ionic liquid or in suspension, when supported on a suitable support. Suitable carriers for use in the present invention include silica, magnesium chloride and alumina. The oligomerization reaction is conducted under conditions normally employed with other types of catalysts. The temperature ranges from -10 ° C to 150 ° C, preferably from 70 ° C to 90 ° C for group 6 transition metals and preferably from 20 ° C to 60 ° C for group 10 transition metals. such as temperature, oligomerization pressure and reaction time also depend on the type and conditions of processes employed and the monomers used. Absolute pressure ranges from 1 bar to 140 bar and residence time ranges from 1 to 240 minutes. The monomers used in the reaction of the present invention comprise one or more olefins having a number of carbon atoms ranging from 2 to 12 atoms.
O sistema monofásico da presente invenção utiliza como solventes compostos apolares ou polares, sejam eles compostos líquidos ou gasosos. Como exemplos destes solventes encontram-se alcanos apolares, como hexano, heptano e ciclohexano ou polares como tolueno, clorobenzeno e diclorometano.The single phase system of the present invention uses as polar or polar compounds, whether liquid or gaseous compounds. Examples of such solvents are apolar alkanes such as hexane, heptane and cyclohexane or polar alkanes such as toluene, chlorobenzene and dichloromethane.
Os precursores catalíticos, empregados na presente invenção, que contém Cr são obtidos a partir da reação entre Iigantes nitrogenados tridentados e um composto equivalente ao aduto Cr(THF)3CI3, cuja estrutura é apresentada na Fórmula 2, em um solvente, como por exemplo, uma solução de tetrahidrofurano (THF), sob atmosfera de argônio.The catalytic precursors employed in the present invention containing Cr are obtained from the reaction between tridentate nitrogen binders and a compound equivalent to the Cr (THF) 3Cl3 adduct, the structure of which is shown in Formula 2, in a solvent such as a solution of tetrahydrofuran (THF) under an argon atmosphere.
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FÓRMULA 2FORMULA 2
Após a reação dos ditos Iigantes nitrogenados com a solução de tetrahidrofurano THF, evapora-se o solvente THF a vácuo e obtêm-se os catalisadores finais: Cr(DMPMNBz)CI3 (Fórmula 3), Cr(DMPMNBu)CI3 (Fórmula 4) e Cr(DMPMS)CI3 (Fórmula 5).After the reaction of said nitrogenous ligands with the THF tetrahydrofuran solution, the THF solvent is evaporated under vacuum and the final catalysts are obtained: Cr (DMPMNBz) CI3 (Formula 3), Cr (DMPMNBu) CI3 (Formula 4) and Cr (DMPMS) CI3 (Formula 5).
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FÓRMULA 3FORMULA 3
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FÓRMULA 4FORMULA 4
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FÓRMULA 5 Já os precursores catalíticos, empregados na presente invenção, que contém Ni são obtidos a partir da reação entre Iigantes nitrogenados tridentados e um composto equivalente ao aduto NiCI2.6H20, em um solvente, como por exemplo uma solução de tetrahidrofurano (THF), sob atmosfera de argônio.The catalytic precursors employed in the present invention which contain Ni are obtained from the reaction between tridentate nitrogen binders and a compound equivalent to the NiCl2.6H20 adduct in a solvent such as a tetrahydrofuran (THF) solution. under argon atmosphere.
Como exemplos de Iigantes nitrogenados tridentados citam-se:Examples of tridentate nitrogen binders include:
- bis[((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)]benzilamina (DMPMNBz);- bis [((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] benzylamine (DMPMNBz);
- bis[((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)]butilamina (DMPMNBu);- bis [((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] butylamine (DMPMNBu);
- bis[((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)]sulfeto (DMPMS);- bis [((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] sulfide (DMPMS);
- bis[((3-fenila-1 -pirazolil)metil)]sulfeto (FPMS).- bis [((3-phenyl-1-pyrazolyl) methyl)] sulfide (FPMS).
Após a reação entre ditos Iigantes nitrogenados e a solução de THF, evapora-se o solvente em vácuo e obtêm-se os catalisadores finais de fórmula geral:After the reaction between said nitrogenous binders and the THF solution, the solvent is evaporated in vacuo and the final catalysts of general formula are obtained:
Ni(DMPMNBz)CI2 (Fórmula 6), Ni(DMPMNBu)CI2 (Fórmula 7), Ni(DMPMS)CI2 (Fórmula 8) e Ni(FPMS)CI2 (Fórmula 9).Ni (DMPMNBz) CI2 (Formula 6), Ni (DMPMNBu) CI2 (Formula 7), Ni (DMPMS) CI2 (Formula 8) and Ni (FPMS) CI2 (Formula 9).
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FÓRMULA 6FORMULA 6
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FÓRMULA 7FORMULA 7
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FÓRMULA 8FORMULA 8
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FÓRMULA 9FORMULA 9
Adicionalmente, a presente invenção descreve sistemas catalíticos, os quais utilizam ditos catalisadores em presença de um co-catalisador em reações de oligomerização de olefinas. Ditos sistemas catalíticos apresentam atividade catalítica e seletividade para a produção de alfa-olefinas superiores às observadas em sistemas equivalentes tradicionais.Additionally, the present invention describes catalytic systems which utilize said catalysts in the presence of a cocatalyst in olefin oligomerization reactions. These catalytic systems present catalytic activity and selectivity for the production of alpha olefins superior to those observed in traditional equivalent systems.
Realizam-se as reações de oligomerização em uma única etapa, em um reator de aço, o qual é equipado com um agitador mecânico e entrada que permite a injeção contínua de etileno. Controla-se a temperatura da reação por meio de um banho termostático. Após dita etapa, ocorre à separação dos produtos e sua posterior caracterização.Oligomerization reactions are performed in one step in a steel reactor, which is equipped with a mechanical stirrer and inlet that allows continuous injection of ethylene. The reaction temperature is controlled by a thermostatic bath. After this stage, the products are separated and later characterized.
Na presente concretização, a técnica utilizada para caracterização dos produtos da reação de oligomerização de etileno foi a técnica da cromatografia.In the present embodiment, the technique used for characterization of the ethylene oligomerization reaction products was the chromatography technique.
Após a caracterização dos produtos por meio da cromatografia observa-se um produto final composto por uma variedade de olefinas, as quais compreendem cadeias carbônicas na faixa de 4 até 12 átomos de carbono (C4 até C12+). Entretanto, há um predomínio quase exclusivo de alfa-olefinas como produto da reação de oligomerização.After characterization of the products by chromatography, a final product composed of a variety of olefins is observed, which comprise carbon chains in the range of 4 to 12 carbon atoms (C4 to C12 +). However, there is an almost exclusive predominance of alpha olefins as a product of the oligomerization reaction.
É necessário realizar algumas adequações nas condições operacionais do sistema de reação, como por exemplo, alteração na pressão de injeção de etileno, na temperatura do sistema de reação, na razão molar Al/M (M = metal de transição do grupo 6 ou 10) e na concentração do solvente utilizado de modo a aumentar o rendimento dos produtos de maior valor agregado, ou seja, produtos com uma cadeia carbônica maior, como por exemplo, cadeias carbônicas na faixa de 6 a 10 átomos de carbono, e ainda, com um teor mais alto de alfa-olefinas.Some adjustments must be made to the operating conditions of the reaction system, such as changes in ethylene injection pressure, reaction system temperature, Al / M molar ratio (M = group 6 or 10 transition metal) and in the concentration of the solvent used in order to increase the yield of higher value-added products, ie products with a larger carbon chain, such as carbon chains in the range of 6 to 10 carbon atoms, and also with a higher alpha olefin content.
A invenção será apresentada a seguir em maiores detalhes por meio dos exemplos, os quais não devem ser interpretados como Iimitativos do escopo da invenção.The invention will be set forth in more detail below by way of examples which are not to be construed as limiting the scope of the invention.
EXEMPLO 1:EXAMPLE 1:
Síntese dos IiaantesIiaant synthesis
Prepararam-se os seguintes Iigantes de acordo com a metodologia conhecida na arte (procedimentos descritos nos documentos M.R. Malachowski, M.G. Davidson lnorg. Chim. Acta, 162, (1989), 199 e R. Touzani, A. Ramdani, T. Ben Hadda, S. El Kadiri, O. Maury, H. Le Bozec, P.H. Dixneuf Synth. Commun., 31, (2001), 1315):The following Ligands were prepared according to the methodology known in the art (procedures described in MR Malachowski, MG Davidson Inorg. Chim. Acta, 162, (1989), 199 and R. Touzani, A. Ramdani, T. Ben Hadda S. El Kadiri, O. Maury, H. Le Bozec, PH Dixneuf Synth Commun., 31 (2001), 1315):
• bis[((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)] benzilamina (DMPMNBz);Bis [((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] benzylamine (DMPMNBz);
• bis[((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)]butilamina (DMPMNBu).Bis [((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] butylamine (DMPMNBu).
Prepararam-se dois Iigantes da presente invenção em atmosfera inerte de argônio, de acordo com as etapas descritas a seguir:Two binders of the present invention were prepared under an inert argon atmosphere according to the following steps:
(A) Ligante bis[((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)]sulfeto (DMPMS):(A) Bis [((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] sulfide linker (DMPMS):
1) manter em refluxo por 3 horas uma solução aquosa de etanol 50% de 1-(2-clorometil)-3,5-dimetilpirazol (4,93 g, 34,1 mmol) e hidróxido de sódio (1,36 g, 34,1 mmol) com Na2S.9H20 (5,13 g, 21,4 mmol);1) refluxing for 3 hours a 50% aqueous solution of ethanol of 1- (2-chloromethyl) -3,5-dimethylpyrazole (4.93 g, 34.1 mmol) and sodium hydroxide (1.36 g, 34.1 mmol) with Na 2 S 9H 2 O (5.13 g, 21.4 mmol);
2) resfriar até a temperatura ambiente;2) cool to room temperature;
3) evaporar a pressão reduzida;3) evaporate under reduced pressure;
4) adicionar água e extrair o produto com diclorometano;4) add water and extract the product with dichloromethane;
5) secar com Na2SO4 anidro;5) dry with anhydrous Na 2 SO 4;
6) evaporar até obter-se um óleo incolor.6) evaporate to a colorless oil.
O rendimento foi de 38%.The yield was 38%.
(B) Ligante bis[((3-fenila-1-pirazolil)metil)]sulfeto (FPMS):(B) Bis [((3-phenyl-1-pyrazolyl) methyl)] sulfide linker (FPMS):
1) manter a 120°C durante 48 horas uma mistura de 3-fenilpirazol (6,34 g, 44 mmol) e paraformaldeído (1,32 g, 44 mmol) em um reator Fischer- Porter;1) maintain at 120 ° C for 48 hours a mixture of 3-phenylpyrazole (6.34 g, 44 mmol) and paraformaldehyde (1.32 g, 44 mmol) in a Fischer-Porter reactor;
2) retirar o produto 1-(Hidroximetil )-3-fenilpirazol da parte superior da parede do reator Fischer-Porter (0,54 g, 7,0%);2) remove 1- (Hydroxymethyl) -3-phenylpyrazole from the upper wall of the Fischer-Porter reactor (0.54 g, 7.0%);
3) adicionar uma solução de cloreto de tionila (0,45 mL, 6,2 mmol) em CHCI3 (15 mL) gota-a-gota em uma solução de 1-(hidroximetil)-3- fenilpirazol (0,54 g, 3,1 mmol) em CHCI3 (25 mL) a 0°C e, em seguida, manter em refluxo por 4 horas, a 60°C a solução resultante;3) add a solution of thionyl chloride (0.45 mL, 6.2 mmol) in CHCl 3 (15 mL) dropwise in a solution of 1- (hydroxymethyl) -3-phenylpyrazole (0.54 g, 3.1 mmol) in CHCl 3 (25 mL) at 0 ° C and then refluxing for 4 hours at 60 ° C the resulting solution;
4) evaporar o solvente e recristalizar em etanol com uma monocamada de éter, obtendo-se o produto 1-(2-clorometil)-3,5-dimetilpirazol (cristais brancos) com 84% de rendimento; 5) manter em refluxo por 3 horas uma solução aquosa de etanol 50% de 1-(2-clorometil)-3,5-dimetilpirazol (4,93 g, 34,1 mmol) e hidróxido de sódio (1,36 g, 34,1 mmol) com Na2S.9H20 (5,13 g, 21,4 mmol);4) evaporate the solvent and recrystallize from ethanol with an ether monolayer to give 1- (2-chloromethyl) -3,5-dimethylpyrazole (white crystals) in 84% yield; 5) refluxing for 3 hours a 50% aqueous ethanol solution of 1- (2-chloromethyl) -3,5-dimethylpyrazole (4.93 g, 34.1 mmol) and sodium hydroxide (1.36 g, 34.1 mmol) with Na 2 S 9H 2 O (5.13 g, 21.4 mmol);
6) resfriar até a temperatura ambiente;6) cool to room temperature;
7) evaporar a pressão reduzida;7) evaporate under reduced pressure;
8) adicionar água e extrair o produto com diclorometano;8) add water and extract the product with dichloromethane;
9) secar com Na2SO4 anidro;9) dry with anhydrous Na 2 SO 4;
10) evaporar até obter-se um óleo incolor.10) evaporate to a colorless oil.
O rendimento foi de 54%.The yield was 54%.
EXEMPLO 2:EXAMPLE 2:
Síntese do catalisador Cr(DMPMNBz)Cl3 (1)Catalyst Synthesis Cr (DMPMNBz) Cl3 (1)
Realizou-se a síntese do catalisador Cr(DMPMNBz)CI3 de acordo com as etapas a seguir:Catalyst Cr (DMPMNBz) CI3 was synthesized according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,243g de [Cr(THF)3CI3] (0,65 mmol) em THF;1) preparing a 0.243g solution of [Cr (THF) 3 Cl3] (0.65 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,231 g de DMPMNBz (0,71 mmol) em THF;2) adding a solution with 0.231 g DMPMNBz (0.71 mmol) in THF;
3) agitar a mistura resultante em uma placa agitadora por 3 horas;3) stirring the resulting mixture on a shaker plate for 3 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo de modo a resultar na formação de um composto verde claro Cr(DMPMNBz)CI3.4) evaporate the solvent under vacuum to give the formation of a light green Cr (DMPMNBz) CI3 compound.
A massa do composto verde claro Cr(DMPMNBz)CI3 foi de 0,270 g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Cr(DMPMNBz)CI3 foi de 87%.The mass of the light green Cr (DMPMNBz) CI3 compound was 0.270 g and the yield of the Cr (DMPMNBz) CI3 catalyst synthesis reaction was 87%.
A massa de C19H25N5CrCI3 calculada foi de: C 47,37; H 5,23; N 14,54. Valor encontrado: C 47,10; H 5,02; N 14,17.The calculated C 19 H 25 N 5 CrCl 3 mass was: C 47.37; H 5.23; N 14.54. Found value: C 47.10; H 5.02; N 14.17.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-Cl]+, sendo a massa calculada para C19H25N535CI258Cr igual a 445,08921 e o valor encontrado igual a 445,08805.HRMS-ESI [M-Cl] + analysis was performed and the mass calculated for C19H25N535Cl258Cr was 445.08921 and the value found was 445.08805.
EXEMPLO 3:EXAMPLE 3:
Síntese do catalisador Cr(DMPMNBu)CU (2)Catalyst Synthesis Cr (DMPMNBu) CU (2)
A síntese do catalisador Cr(DMPMNBu)CI3 foi realizada de acordo com as etapas a seguir:The synthesis of Cr (DMPMNBu) CI3 catalyst was performed according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,299 g de [Cr(THF)3CI3] (0,80 mmol) em THF;1) preparing a solution with 0.299 g of [Cr (THF) 3 Cl3] (0.80 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,231 g de DMPMNBu (0,79 mmol) em THF;2) adding a solution with 0.231 g of DMPMNBu (0.79 mmol) in THF;
3) agitar a mistura resultante em uma placa agitadora por cerca de 3 horas;3) stirring the resulting mixture on a shaker plate for about 3 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo de modo a resultar na formação de um composto verde claro, Cr(DMPMNBu)CI3.4) evaporate the solvent under vacuum to give the formation of a light green compound, Cr (DMPMNBu) CI3.
A massa do composto verde Cr(DMPMNBu)CI3 foi de 0,243 g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Cr(DMPMNBz)CI3 foi de 68%.The mass of green compound Cr (DMPMNBu) CI3 was 0.243 g and the yield of the synthesis reaction of Cr (DMPMNBz) CI3 catalyst was 68%.
A massa de C16H27N5CrCI3 calculada foi de: C 42,92; H 6,08; N 15,64. Valor encontrado: C 42,21; H 5,66; N 15,01.The calculated C16 H27 N5 CrCl3 mass was: C 42.92; H 6.08; N 15.64. Found value: C 42.21; H 5.66; N 15.01.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-CI]+, sendo a massa calculada para C16H27N535CI258Cr igual a 411.10486 e o valor encontrado igual a 411.1050.HRMS-ESI [M-CI] + analysis was performed and the mass calculated for C16H27N535CI258Cr was 411.10486 and the value found was 411.1050.
EXEMPLO 4:EXAMPLE 4:
Síntese do catalisador Cr(DMPMS)Ck (3)Catalyst Synthesis Cr (DMPMS) Ck (3)
A síntese do catalisador Cr(DMPMS)CI3 foi realizada de acordo com as etapas a seguir:Catalyst Cr (DMPMS) CI3 synthesis was performed according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,115 g de [Cr(THF)3CI3] (0,30 mmol) em THF;1) preparing a solution with 0.15 g of [Cr (THF) 3 Cl3] (0.30 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,085 g de DMPMS (0,34 mmol) em THF;2) adding a solution with 0.085 g DMPMS (0.34 mmol) in THF;
3) agitar a mistura resultante em uma placa agitadora por 3 horas;3) stirring the resulting mixture on a shaker plate for 3 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo de modo a resultar na formação de um composto verde claro, Cr(DMPMS)CI3.4) evaporate the solvent under vacuum to result in the formation of a light green compound, Cr (DMPMS) CI3.
A massa do composto verde Cr(DMPMS)CI3 foi de 0,243g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Cr(DMPMS)CI3 foi de 68%.The mass of green compound Cr (DMPMS) CI3 was 0.243g and the yield of the synthesis reaction of Cr (DMPMS) CI3 catalyst was 68%.
A massa de C12H18N4CrCI3S calculada foi de: C 35,26; H 4,44; N 13,71. Valor encontrado: C 35,11; H 4,21; N 13,99.The calculated mass of C 12 H 18 N 4 CrCl 3 S was: C 35.26; H 4.44; N 13.71. Found value: C 35.11; H 4.21; N 13.99.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-CI]+ sendo a massa calculada para C12H18N435CI258CrS igual a 406,97229 e o valor encontrado igual a 406,97115.HRMS-ESI [M-CI] + analysis was performed and the mass calculated for C12H18N435CI258CrS was 406.97229 and the value found was 406.97115.
EXEMPLO 5:EXAMPLE 5:
Síntese do catalisador Ni(DMPMNBz)CI? (4)Synthesis of the catalyst Ni (DMPMNBz) CI? (4)
A síntese do catalisador Ni(DMPMNBz)CI2 foi realizada de acordo com as etapas a seguir:The synthesis of Ni (DMPMNBz) CI2 catalyst was performed according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,13 g de NiCI2.6H20 (0,55 mmol) em THF;1) prepare a solution with 0.13 g NiCl2.6H20 (0.55 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,20 g de DMPMNBz (0,62 mmol) em 10 mL de THF;2) adding a solution with 0.20 g DMPMNBz (0.62 mmol) in 10 mL THF;
3) agitar a mistura resultante em uma placa agitadora por 24 horas;3) stirring the resulting mixture on a shaker plate for 24 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo;4) evaporate the solvent under vacuum;
5) lavar com éter seco por 3 vezes, resultando na formação do composto verde Ni(DMPMNBz)CI2.5) wash with dry ether 3 times, resulting in formation of green compound Ni (DMPMNBz) CI2.
A massa do composto verde, Ni(DMPMNBz)CI2 foi de 0,20 g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Ni(DMPMNBz)CI2 foi de 75%.The mass of green compound Ni (DMPMNBz) CI2 was 0.20 g and the yield of the synthesis reaction of catalyst Ni (DMPMNBz) CI2 was 75%.
A massa de C19H25CI2N5Ni^H2O calculada foi de: C, 46,66; H, 5,98; N, 14,32. Valor encontrado: C, 46,51; H, 5,90; N1 14,07.The calculated mass of C19 H25 Cl2 N5 N1 H2 O was: C, 46.66; H 5.98; N, 14.32. Found: C, 46.51; H, 5.90; N1 14.07.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-CI]+ sendo a massa calculada para C19H25N535CI58Ni igual a 416,11520 e o valor encontrado igual a 416,1144.HRMS-ESI [M-CI] + analysis was performed and the mass calculated for C19H25N535CI58Ni was 416.11520 and the value found was 416.1144.
EXEMPLO 6:EXAMPLE 6:
Síntese do catalisador Ni(DMPMNBu)CI, (5)Synthesis of Ni (DMPMNBu) CI catalyst, (5)
A síntese do catalisador Ni(DMPMNBu)CI2 foi realizada de acordo com as etapas a seguir:The synthesis of Ni (DMPMNBu) CI2 catalyst was performed according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,08 g de NiCI2.6H20 (0,35 mmol) em THF;1) prepare a solution with 0.08 g NiCl2.6H20 (0.35 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,11 g de DMPMNBu (0,38 mmol) em 10 mL de THF;2) adding a solution with 0.11 g DMPMNBu (0.38 mmol) in 10 mL THF;
3) agitar a mistura resultante em uma placa agitadora por 24 horas;3) stirring the resulting mixture on a shaker plate for 24 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo; 5) lavar com éter seco por 3 vezes, resultando na formação do composto verde, Ni(DMPMNBu)CI2.4) evaporate the solvent under vacuum; 5) wash with dry ether 3 times, resulting in formation of green compound, Ni (DMPMNBu) CI2.
A massa do composto verde Ni(DMPMNBu)CI2 foi de 0,12 g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Ni(DMPMNBu)CI2 foi de 91%.The mass of green Ni (DMPMNBu) CI2 compound was 0.12 g and the yield of the Ni (DMPMNBu) CI2 catalyst synthesis reaction was 91%.
A massa de C16H27CI2N5Ni^H2O calculada foi de: C, 42,23; H, 6,87; N, 15,39. Valor encontrado: C, 42,04; H, 6,64; N, 14,97.The calculated mass of C 16 H 27 Cl 2 N 5 N 1 O 2 H 2 O was: C, 42.23; H 6.87; N, 15.39. Found value: C, 42.04; H 6.64; N, 14.97.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-CI]+, sendo a massa calculada para C16H27N535CI58Ni igual a 382,13085 e o valor encontrado igual a 382,1309.HRMS-ESI [M-CI] + analysis was performed and the mass calculated for C16H27N535CI58Ni was 382.13085 and the value found was 382.1309.
EXEMPLO 7:EXAMPLE 7:
Síntese do catalisador Ni(DMPMS)CI9 (6)Ni Catalyst Synthesis (DMPMS) CI9 (6)
A síntese do catalisador Ni(DMPMS)CI2 foi realizada de acordo com as etapas a seguir:The synthesis of Ni catalyst (DMPMS) CI2 was performed according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,05 g de NiCI2.6H20 (0,21 mmol) em THF;1) prepare a solution with 0.05 g NiCl2.6H20 (0.21 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,05 g de DMPMS (0,22 mmol) em 10 ml_ de THF;2) adding a solution with 0.05 g DMPMS (0.22 mmol) in 10 ml THF;
3) agitar a solução resultante em uma placa agitadora por cerca de 24 horas;3) stirring the resulting solution on a shaker plate for about 24 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo;4) evaporate the solvent under vacuum;
5) lavar com éter seco por 3 vezes, resultando na formação do composto verde Ni(DMPMS)CI2.5) wash with dry ether 3 times, resulting in the formation of green compound Ni (DMPMS) CI2.
A massa do composto verde Ni(DMPMS)CI2 foi de 0,14 g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Ni(DMPMS)CI2 foi de 65%.The mass of green compound Ni (DMPMS) CI2 was 0.14 g and the yield of Ni catalyst synthesis reaction (DMPMS) CI2 was 65%.
A massa de C12H18CI2N4NiS ^H2O calculada foi de: C, 34,65; H, 5,33; N, 13,47. Valor encontrado: C, 34,51; H, 5,12; N1 13,22.The calculated mass of C 12 H 18 Cl 2 N 4 N 1 S 4 H 2 O was: C, 34.65; H, 5.33; N, 13.47. Found value: C, 34.51; H, 5.12; N1 13.22.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-CI]+ sendo a massa calculada para C12H18N435CI58NiS igual a 343,02942 e o valor encontrado igual a 343,0291. EXEMPLO 8:HRMS-ESI [M-CI] + analysis was performed and the mass calculated for C12H18N435Cl58NiS was 343.02942 and the value found was 343.0291. EXAMPLE 8:
Síntese do catalisador Ni(DFPMS)CI? (7)Ni catalyst synthesis (DFPMS) CI? (7)
A síntese do catalisador Ni(DFPMS)CI2 foi realizada de acordo com as etapas a seguir:The synthesis of Ni catalyst (DFPMS) CI2 was performed according to the following steps:
1) preparar uma solução com 0,06 g de NiCI2.6H20 (0,25 mmol) em THF;1) preparing a solution with 0.06 g NiCl2.6H20 (0.25 mmol) in THF;
2) adicionar uma solução com 0,09 g de DFPMS (0,25 mmol) em 10mL de THF;2) adding a solution with 0.09 g DFPMS (0.25 mmol) in 10 mL THF;
3) agitar a mistura resultante em uma placa agitadora por 24 horas;3) stirring the resulting mixture on a shaker plate for 24 hours;
4) evaporar o solvente sob vácuo;4) evaporate the solvent under vacuum;
5) lavar com éter seco por 3 vezes, resultando na formação do composto verde Ni(DFPMS)CI2.5) wash with dry ether 3 times, resulting in the formation of green compound Ni (DFPMS) CI2.
A massa do composto verde Ni(DFPMS)CI2, foi de 0,08 g e o rendimento da reação de síntese do catalisador Ni(DFPMS)CI2 foi de 70%.The mass of green compound Ni (DFPMS) CI2 was 0.08 g and the yield of Ni catalyst synthesis reaction (DFPMS) CI2 was 70%.
A massa de C20H18CI2N4NiS ^H2O calculada foi de: C, 46,91; H, 4,33; N, 10,94. Valor encontrado: C, 46,72; H, 4,21; N, 10,72.The calculated mass of C20 H18 Cl2 N4 N1 S2 H2 O was: C, 46.91; H, 4.33; N, 10.94. Found: C, 46.72; H, 4.21; N, 10.72.
Foi realizada uma análise de HRMS-ESI [M-CI]+ sendo a massa calculada para C20H18N435CI58NiS igual a 439,02942 e o valor encontrado igual a 439,0296.HRMS-ESI [M-CI] + analysis was performed and the mass calculated for C20H18N435CI58NiS was 439.02942 and the value found was 439.0296.
EXEMPLO 9:EXAMPLE 9:
Reação de oliqomerizacão com catalisadores de cromoOligomerization reaction with chrome catalysts
Realizou-se a produção de alfa-olefinas em um ambiente úmido estéril, por meio de uma autoclave, sob uma temperatura de 80°C e pressão atmosférica de 20 atm e utilizando-se um processo que compreende as seguintes etapas:Alpha olefins were produced in a sterile humid environment by autoclaving at a temperature of 80 ° C and an atmospheric pressure of 20 atm using a process comprising the following steps:
1) injeta-se 40 mL de uma solução no reator sob atmosfera de argônio (na presente concretização, a solução introduzida no reator compreende uma primeira solução, uma solução de tolueno e uma segunda solução que serve como co-catalisador, como por exemplo, uma solução de metilaluminoxano, ΜΑΟ, com uma razão molar Al/Cr igual a 300, mol/mol); 2) satura-se o sistema de reação de oligomerização com etileno;1) 40 ml of a solution is injected into the reactor under argon atmosphere (in the present embodiment, the solution introduced into the reactor comprises a first solution, a toluene solution and a second solution which serves as a cocatalyst, for example a solution of methylaluminoxane, ΜΑΟ, with an Al / Cr molar ratio of 300 mol / mol); 2) the ethylene oligomerization reaction system is saturated;
3) inicia-se a reação de oligomerização por meio da adição ao sistema de reação de 30 μητιοΙ do precursor catalílico diluído em tolueno Cr(DMPMNBz)CI3;3) start the oligomerization reaction by adding to the reaction system 30 μητιοΙ of the catalytic precursor diluted in toluene Cr (DMPMNBz) CI3;
4) interrompe-se a reação de oligomerização por meio de despressurização e resfriamento do sistema.4) The oligomerization reaction is interrupted by depressurizing and cooling the system.
Inicialmente, injeta-se a solução de etileno ao sistema de reação continuamente, de modo que a pressão de etileno permaneça constante. Decorridos aproximadamente 15 min de desenvolvimento da reação de oligomerização interrompe-se a reação pela despressurização e resfriamento do sistema até -20°C. Em seguida adiciona-se ao dito sistema uma quantidade de ciclohexano. Dita solução de ciclohexano serve como um padrão interno para a reação e a quantidade adicionada deve respeitar as proporções da mistura. Após a adição da solução de ciclohexano, o produto da reação de oligomerização é analisado por meio da técnica de cromatografia gasosa.Initially, the ethylene solution is injected into the reaction system continuously so that the ethylene pressure remains constant. After approximately 15 min of development of the oligomerization reaction the reaction is stopped by depressurization and cooling of the system to -20 ° C. Thereafter an amount of cyclohexane is added to said system. Said cyclohexane solution serves as an internal standard for the reaction and the amount added must respect the proportions of the mixture. After addition of the cyclohexane solution, the oligomerization reaction product is analyzed by gas chromatography technique.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Cr(DMPMNBz)CI3 obtido conforme descrito no Exemplo 2, é uma mistura de olefinas, em sua maioria alfa-olefinas, as quais possuem um número de carbonos par, preferencialmente, olefinas com 4 a 12 átomos de carbono.The product of the Cr (DMPMNBz) CI3 precursor oligomerization reactions obtained as described in Example 2 is a mixture of olefins, mostly alpha-olefins, which have a number of even carbons, preferably 4 to 12 olefins. carbon atoms.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 1.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 1.
EXEMPLO 10:EXAMPLE 10:
Reação de oligomerização com catalisadores de cromoOligomerization reaction with chrome catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 9 exceto pela temperatura, que se manteve em 100°C. O produto das reações de oligomerização com o precursor Cr(DMPMNBz)CI3 é uma mistura de olefinas, em sua maioria alfa-olefinas, as quais possuem um número de carbonos par, preferencialmente, olefinas com cerca de 4 a 12 átomos de carbono. As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 1.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 9 except that the temperature remained at 100 ° C. The product of oligomerization reactions with the precursor Cr (DMPMNBz) CI3 is a mixture of olefins, mostly alpha-olefins, which have a number of carbons, preferably olefins of about 4 to 12 carbon atoms. The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 1.
EXEMPLO 11:EXAMPLE 11:
Reação de oliaomerizacão com catalisadores de cromoOliaomerization reaction with chrome catalysts
Saturou-se o sistema de reação de oligomerização com o precursor catalítico Cr(DMPMNBu)CI3, obtido conforme descrito no Exemplo 3, com uma solução de etileno e iniciou-se a reação de oligomerização pela adição ao sistema de reação de 30 μιτιοΙ do precursor catalílico Cr(DMPMNBu)CI3 diluído em tolueno.The oligomerization reaction system was saturated with the catalytic precursor Cr (DMPMNBu) CI3 obtained as described in Example 3 with an ethylene solution and the oligomerization reaction was initiated by addition to the precursor 30 μιτιοΙ reaction system catalytic Cr (DMPMNBu) CI3 diluted in toluene.
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 9 exceto pelo tipo de precursor catalítico.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 9 except for the catalytic precursor type.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Cr(DMPMNBu)CI3 é uma mistura de olefinas, em sua maioria alfa-olefinas, as quais possuem um número de carbonos par, preferencialmente, olefinas com 4 a 12 átomos de carbono.The product of oligomerization reactions with the precursor Cr (DMPMNBu) CI3 is a mixture of olefins, mostly alpha-olefins, which have a number of carbons, preferably olefins of 4 to 12 carbon atoms.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 1.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 1.
EXEMPLO 12:EXAMPLE 12:
Reação de oligomerização com catalisadores de cromoOligomerization reaction with chrome catalysts
Saturou-se o sistema de reação de oligomerização com o precursor catalítico Cr(DMPMS)CI3, obtido conforme descrito no Exemplo 4, com uma solução de etileno e iniciou-se a reação de oligomerização pela adição ao sistema de reação de 30 μmol do precursor catalílico Cr(DMPMS)CI3 diluído em tolueno.The oligomerization reaction system was saturated with the catalytic precursor Cr (DMPMS) CI3 obtained as described in Example 4 with an ethylene solution and the oligomerization reaction was initiated by the addition of the 30 μmol reaction system of the precursor. catalytic Cr (DMPMS) CI3 diluted in toluene.
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 9 exceto pelo tipo de precursor catalítico.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 9 except for the catalytic precursor type.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Cr(DMPMS)CI3 é uma mistura de olefinas, em sua maioria alfa-olefinas, as quais possuem um número de carbonos par, preferencialmente, olefinas com 4 a 12 átomos de carbono. As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 1.The product of the oligomerization reactions with the precursor Cr (DMPMS) CI3 is a mixture of olefins, mostly alpha olefins, which have a number of carbons, preferably olefins of 4 to 12 carbon atoms. The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 1.
EXEMPLO 13:EXAMPLE 13:
Reação de oliqomerizacão com catalisadores de cromoOligomerization reaction with chrome catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 12 exceto pela quantidade do precursor catalítico, que foi de 10 pmol.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 12 except for the amount of catalytic precursor, which was 10 pmol.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Cr(DMPMS)CI3 é uma mistura de olefinas, em sua maioria alfa-olefinas, as quais possuem um número de carbonos par, preferencialmente, olefinas com 4 a 12 átomos de carbono.The product of the oligomerization reactions with the precursor Cr (DMPMS) CI3 is a mixture of olefins, mostly alpha olefins, which have a number of carbons, preferably olefins of 4 to 12 carbon atoms.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 1.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 1.
EXEMPLO 14:EXAMPLE 14:
Reação de oliqomerizacão com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
Realizou-se a produção de alfa-olefinas em um ambiente úmido estéril, por meio de uma autoclave, sob uma temperatura na faixa entre 30°C e 60°C, pressão atmosférica de 20 atm e utilizando-se um processo que compreende as seguintes etapas:Alpha olefins were produced in a sterile humid environment by autoclaving at a temperature in the range 30 ° C to 60 ° C, atmospheric pressure of 20 atm and using a process comprising the following: phases:
1) injeta-se 40 mL de uma solução no reator sob atmosfera de argônio (na presente concretização, a solução introduzida no reator compreende uma primeira solução, uma solução de tolueno e uma segunda solução que serve como co-catalisador, como por exemplo, uma solução de metilaluminoxano, ΜΑΟ, com uma razão molar Al/Cr igual a 250, mol/mol);1) 40 ml of a solution is injected into the reactor under argon atmosphere (in the present embodiment, the solution introduced into the reactor comprises a first solution, a toluene solution and a second solution which serves as a cocatalyst, for example a solution of methylaluminoxane, ΜΑΟ, with an Al / Cr molar ratio of 250 mol / mol);
2) satura-se o sistema de reação de oligomerização com etileno;2) the ethylene oligomerization reaction system is saturated;
3) inicia-se a reação de oligomerização por meio da adição ao sistema de reação de 10 μιηοΙ do precursor catalílico diluído em tolueno Ni(DMPMNBz)CI2;3) the oligomerization reaction is initiated by the addition of 10 μιηοΙ to the reaction system of the diluted toluene catalytic precursor Ni (DMPMNBz) CI2;
4) interrompe-se a reação de oligomerização por meio de despressurização e resfriamento do sistema. Inicialmente, injeta-se a solução de etileno ao sistema de reação continuamente, de modo que a pressão de etileno permaneça constante. Decorridos aproximadamente 20 min de desenvolvimento da reação de oligomerização interrompe-se a reação pela despressurização e resfriamento do sistema até -20°C. Em seguida adiciona-se ao dito sistema uma quantidade de ciclohexano. Dita solução de ciclohexano serve como um padrão interno para a reação e a quantidade adicionada deve respeitar as proporções da mistura. Após a adição da solução de ciclohexano, o produto da reação de oligomerização é analisado por meio da técnica de cromatografia gasosa.4) The oligomerization reaction is interrupted by depressurizing and cooling the system. Initially, the ethylene solution is injected into the reaction system continuously so that the ethylene pressure remains constant. After approximately 20 min of development of the oligomerization reaction the reaction is stopped by depressurization and cooling of the system to -20 ° C. Thereafter an amount of cyclohexane is added to said system. Said cyclohexane solution serves as an internal standard for the reaction and the amount added must respect the proportions of the mixture. After addition of the cyclohexane solution, the oligomerization reaction product is analyzed by gas chromatography technique.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMNBz)CI2 obtido conforme descrito no Exemplo 5, é uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The product of the oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMNBz) CI2 obtained as described in Example 5 is a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 15:EXAMPLE 15:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 14 exceto pela temperatura que foi de 60°C.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 14 except that the temperature was 60 ° C.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMNBz)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMNBz) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 16:EXAMPLE 16:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 14 exceto pelo tipo de precursor catalítico. O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMNBu)CI2 obtido conforme descrito no Exemplo 6 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 14 except for the type of catalytic precursor. The product of the oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMNBu) CI2 obtained as described in Example 6 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 17:EXAMPLE 17:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
Saturou-se o sistema de reação de oligomerização com o precursor catalítico Ni(DMPMS)CI2, obtido conforme descrito no Exemplo 7, com uma solução de etileno e iniciou-se a reação de oligomerização pela adição ao sistema de reação de 10 μιτιοΙ do precursor catalílico Ni(DMPMS)CI2 diluído em tolueno.The oligomerization reaction system was saturated with the catalytic precursor Ni (DMPMS) CI2 obtained as described in Example 7 with an ethylene solution and the oligomerization reaction was initiated by addition to the precursor 10 μιτιοΙ reaction system. Ni (DMPMS) CI2 diluted in toluene.
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 14 exceto pelo tipo de precursor catalítico.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 14 except for the type of catalytic precursor.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMS)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMS) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 18:EXAMPLE 18:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
Saturou-se o sistema de reação de oligomerização com o precursor catalítico Ni(DFPMS)CI2, obtido conforme descrito no Exemplo 8, com uma solução de etileno e iniciou-se a reação de oligomerização pela adição ao sistema de reação de 10 pmol do precursor catalílico Ni(DFPMS)CI2 diluído em tolueno.The oligomerization reaction system was saturated with the catalytic precursor Ni (DFPMS) CI2 obtained as described in Example 8 with an ethylene solution and the oligomerization reaction was initiated by addition to the precursor 10 pmol reaction system Ni (DFPMS) CI2 diluted in toluene.
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 14 exceto pelo tipo de precursor catalítico.The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 14 except for the type of catalytic precursor.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DFPMS)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DFPMS) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 19:EXAMPLE 19:
Reação de oligomerizacão com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 14 exceto pelo tipo de co-catalisador. Em lugar do MAO utilizou-se cloreto de dietilalumínio (DEAC) (Al/Ni = 250).The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 14 except for the type of cocatalyst. Diethylaluminum chloride (DEAC) (Al / Ni = 250) was used instead of MAO.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMNBz)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMNBz) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 20:EXAMPLE 20:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 16 exceto pelo tipo de co-catalisador. Utilizou-se cloreto de dietilalumínio (DEAC) (Al/Ni = 250).The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 16 except for the type of cocatalyst. Diethylaluminum chloride (DEAC) (Al / Ni = 250) was used.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMNBu)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMNBu) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 21:EXAMPLE 21:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 17 exceto pelo tipo de co-catalisador. Utilizou-se cloreto de dietilalumínio (DEAC) (Al/Ni = 250).The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 17 except for the type of cocatalyst. Diethylaluminum chloride (DEAC) (Al / Ni = 250) was used.
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMS)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMS) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 22:EXAMPLE 22:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 21 exceto pela razão molar (Al/Ni = 50).The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 21 except for the molar ratio (Al / Ni = 50).
O produto das reações de oligomerização com o precursor Ni(DMPMS)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The product of oligomerization reactions with the precursor Ni (DMPMS) CI2 is characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtidos nas reações se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reactions are shown in Table 2.
EXEMPLO 23:EXAMPLE 23:
Reação de oligomerização com catalisadores de níquelOligomerization reaction with nickel catalysts
A reação de oligomerização foi análoga à descrita no Exemplo 18 exceto pelo tipo de co-catalisador. Utilizou-se cloreto de dietilalumínio (DEAC) (Al/Ni = 250).The oligomerization reaction was analogous to that described in Example 18 except for the type of cocatalyst. Diethylaluminum chloride (DEAC) (Al / Ni = 250) was used.
Os produtos das reações de oligomerização com o precursor Ni(DFPMS)CI2 é caracterizado por uma mistura de butenos, em sua maioria composta por buteno-1, e uma pequena fração caracterizada como hexeno-1.The products of oligomerization reactions with the precursor Ni (DFPMS) CI2 are characterized by a mixture of butenes, mostly composed of butene-1, and a small fraction characterized as hexene-1.
As características dos oligômeros assim obtido na reação se encontram na Tabela 2.The characteristics of the oligomers thus obtained in the reaction are shown in Table 2.
Deve-se considerar a invenção aqui descrita como uma das concretizações possíveis, assim como os aspectos abordados. Evidentemente, a invenção não está limitada a essas concretizações e aqueles com habilidade na técnica perceberão que qualquer característica particular nela introduzida deve ser entendida apenas como algo para facilitar a compreensão, não podendo ser realizada sem se afastar do conceito inventivo descrito.The invention described herein should be considered as one of the possible embodiments as well as the aspects discussed. Of course, the invention is not limited to such embodiments and those skilled in the art will appreciate that any particular feature introduced therein should be understood as merely to facilitate understanding and cannot be realized without departing from the inventive concept described.
O resultado da reação de oligomerização empregando o catalisador de Cr(III) contendo o Iigante Bis[(3,5-dimetil-1-pirazolil)metil)] benzilamina (DMPMNBz) (Exemplo 9) mostra que este sistema catalítico apresenta alta seletividade na produção de hexeno-1 (a - C6 = 39,34 %) e octeno-1 (a - C8 = 23,54 %).The result of the oligomerization reaction employing the Cr (III) catalyst containing the bis [(3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl)] benzylamine (DMPMNBz) ligand (Example 9) shows that this catalytic system has high selectivity in production of hexene-1 (α-C6 = 39.34%) and octene-1 (α-C8 = 23.54%).
A seletividade deste sistema continua elevada mesmo realizando a reação em temperatura mais alta (Exemplo 10, 100°C), onde observa-se a produção de hexeno-1 (a - C6 = 29,59 %) e octeno-1 (a - C8 = 19,98 %).The selectivity of this system remains high even when performing the reaction at a higher temperature (Example 10, 100 ° C), where production of hexene-1 (a - C6 = 29.59%) and octene-1 (a - C8 = 19.98%).
A substituição do grupo benzila (Bz) pelo grupo n-butila (Bu) (Exemplo 11) mostra que o catalisador de Cr(III) continua apresentando alta seletividade na produção de hexeno-1 (a - C6 = 24,54 %) e octeno-1 (a - C8 = 14,69 %). Estes resultados indicam que a formação de sistemas ciclo-a-cinco conduz à formação de catalisadores mais seletivos para hexeno-1 e octeno-1.Substitution of the benzyl group (Bz) by the n-butyl group (Bu) (Example 11) shows that the Cr (III) catalyst continues to exhibit high selectivity in hexene-1 production (a - C6 = 24.54%) and octeno-1 (α-C8 = 14.69%). These results indicate that the formation of cyclo-five systems leads to the formation of more selective catalysts for hexene-1 and octeno-1.
A reação de oligomerização utilizando Cr(DMPMS)CI3 (Exemplo12) mostra que este catalisador apresenta uma alta freqüência de rotação, na ordem de 26.326 h"1, com alta seletividade para alfa-olefinas (> 91,0 %).The oligomerization reaction using Cr (DMPMS) CI3 (Example 12) shows that this catalyst has a high rotational frequency in the order of 26,326 h "1, with high selectivity for alpha olefins (> 91.0%).
Estudos relacionados à influência da concentração de catalisador no reator mostraram que a diminuição da concentração de catalisador de 30 μmol para 10 μmol (Exemplo 13) proporcionou um aumento da "FR" de 26.326 h~1 para 45.741 h~1, sugerindo que o emprego de uma menor quantidade de catalisador determina a formação de uma maior quantidade de espécies cataliticamente ativas.Studies related to the influence of catalyst concentration in the reactor showed that decreasing catalyst concentration from 30 μmol to 10 μmol (Example 13) provided an increase in "FR" from 26,326 h ~ 1 to 45,741 h ~ 1, suggesting that the use of A lower amount of catalyst determines the formation of a larger amount of catalytically active species.
Os catalisadores de Ni(II), sob ativação com ΜΑΟ, são ativos na dimerização do etileno. Obtiveram-se freqüências de rotação moderadas (FRs), entre 3.900 e 18.900 h~1 (Exemplos 14, 16 e 18).Ni (II) catalysts, under activation with ΜΑΟ, are active in ethylene dimerization. Moderate rotation frequencies (RFs) were obtained between 3,900 and 18,900 h ~ 1 (Examples 14, 16 and 18).
O sistema catalítico que contém um Iigante com ponte de enxofre e metilas com substituintes nas posições 3 e 5 dos anéis dos pirazóis, apresentou uma "FR" alta, de 104.500 h"1 (Exemplo 17).The catalytic system containing a sulfur bridge ligand and methyl with substituents at positions 3 and 5 of the pyrazole rings had a high "RF" of 104,500 h "1 (Example 17).
O desempenho catalítico para dimerização de etileno é substancialmente influenciado pelo tipo de ligante. Assim, o catalisador que contém N-benzila (Exemplo 14) como substituinte é 3 vezes mais ativo do que o catalisador que contém N-butila (Exemplo 16). Entretanto, no último caso, a seletividade para buteno-1 foi melhor, chegando a 93,7 % com mínima produção de butenos-2 e hexeno.The catalytic performance for ethylene dimerization is substantially influenced by the type of binder. Thus, the N-benzyl containing catalyst (Example 14) as a substituent is 3 times more active than the N-butyl containing catalyst (Example 16). However, in the latter case, the selectivity for butene-1 was better, reaching 93.7% with minimal butene-2 and hexene production.
Também, a presença de grupos mais volumosos como a fenila (comparados com grupos metilas) ligados aos grupos pirazolil determina um grande decréscimo na atividade catalítica para os sistemas (NSN)Ni(II) (comparar Exemplos 17 e 18).Also, the presence of larger groups such as phenyl (compared to methyl groups) linked to pyrazolyl groups determines a large decrease in catalytic activity for (NSN) Ni (II) systems (compare Examples 17 and 18).
Além disso, sistemas com catalisadores contendo Iigantes bis(pirazolil) com pontes sulfuradas (Exemplo 17, FR = 104.500 h"1), como do ligante NiCI2{bis[2-((3,5-dimetila-1-pirazolil)metil)]sulfeto} que apresentou uma atividade quase 2 vezes mais alta do que a atividade do ligante NiCI2{bis[2-((3,5-dimetila-1-pirazolil)etil)]sulfeto} (FR = 57.200 h_1, Ajellal, N.; Kuhn, M.C.A.; Boff, A.D.G.; Hoerner, M.; Thomas, C.M.; Carpentier, J.- F.; Casagrande Jr., O.L.; Organometallics, 2006, 25, 1213), mostram que a formação de um sistema ciclo-a-cinco confere ao catalisador uma maior estabilidade. Adicionalmente, não se observou significante impacto sobre a seletividade para buteno-1, que permaneceu em torno de 70% - 73%.In addition, catalyst systems containing sulfur bridged bis (pyrazolyl) linkers (Example 17, FR = 104,500 h "1), such as NiCl 2 (bis [2 - ((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) methyl) linker] ] sulfide} that showed activity nearly 2 times higher than NiCI2 {bis [2 - ((3,5-dimethyl-1-pyrazolyl) ethyl)] sulfide} activity (FR = 57,200 h_1, Ajellal, N Kuhn, MCA; Boff, ADG; Hoerner, M.; Thomas, CM; Carpentier, J.-F.; Casagrande Jr., OL; Organometallics, 2006, 25, 1213), show that the formation of a cyclic system -a-five gives the catalyst greater stability and no significant impact on butene-1 selectivity, which remained around 70% - 73%.
Para todos os complexos de níquel ativados com ΜΑΟ, a seletividade para butenos é alta, especialmente para buteno-1, alcançando 81,1% - 93,7% do total de olefinas formadas nas reações de oligomerização sob estas condições.For all ΜΑΟ-activated nickel complexes, selectivity for butenes is high, especially for butene-1, reaching 81.1% - 93.7% of the total olefins formed in oligomerization reactions under these conditions.
Quantidades maiores de buteno-2 (cerca de 26%) são produzidas com o catalisador de Ni(II) contendo ponte sulfurada (Exemplo 17). Em todos os casos, produziram-se quantidades mínimas de hexenos e não se detectou polímero.Larger amounts of butene-2 (about 26%) are produced with the sulfur bridge-containing Ni (II) catalyst (Example 17). In all cases, minimal amounts of hexenes were produced and no polymer was detected.
TABELA 1 Resultado das análises de cromatografia gasosa: distribuição de produtos das reações de oligomerização com catalisadores de Cr (III)TABLE 1 Result of gas chromatography analysis: product distribution of oligomerization reactions with Cr (III) catalysts
<table>table see original document page 26</column></row><table><table> table see original document page 26 </column> </row> <table>
Condições de reação: 80°C, 20 bar, 50 mL de tolueno, 30 μΐηοΙ Cr, Al/Cr = 300 (ΜΑΟ).Reaction conditions: 80 ° C, 20 bar, 50 mL of toluene, 30 μΐηοΙ Cr, Al / Cr = 300 (ΜΑΟ).
(a) 10O0C, 20 bar, 50 mL de tolueno, 30 μmol Cr, Al/Cr = 300 (ΜΑΟ).(a) 100C, 20 bar, 50 mL toluene, 30 μmol Cr, Al / Cr = 300 (().
(b) 80°C, 20 bar, 50 mL de tolueno, 10 μmol Cr1 Al/Cr = 300 (ΜΑΟ).(b) 80 ° C, 20 bar, 50 mL toluene, 10 μmol Cr 1 Al / Cr = 300 (ΜΑΟ).
(c) Mol de etileno convertido (mol of Cr)"1 h"1, determinado por CGL quantitativa, Cn, quantidade de olefinas com átomos de carbono nos oligômeros; α - Cn, quantidade de alquenos terminais na fração Cn; determinado por CGL quantitativa. TABELA 2 Resultado das análises de cromatografia gasosa: C4 total e distribuição de isômeros das reações de oligomerização com catalisadores de Ni (II)(c) mol of ethylene converted (mol of Cr) "1 h" 1, as determined by quantitative CGL, Cn, amount of olefin with carbon atoms in the oligomers; α - Cn, amount of terminal alkenes in fraction Cn; determined by quantitative CGL. TABLE 2 Gas chromatography analysis results: total C4 and isomer distribution of oligomerization reactions with Ni (II) catalysts
<table>table see original document page 27</column></row><table><table> table see original document page 27 </column> </row> <table>
Condições de reação: 30°C, 20 bar, 40 mL de tolueno, 10 μίτιοΙ Cr, Al/Ni = 250.Reaction conditions: 30 ° C, 20 bar, 40 mL toluene, 10 μίτιοΙ Cr, Al / Ni = 250.
(a) 60°C, 20 bar, 40 mL de tolueno, 10 μπιοΙ Cr, Al/Ni = 250 (ΜΑΟ).(a) 60 ° C, 20 bar, 40 mL toluene, 10 μπιοΙ Cr, Al / Ni = 250 (ΜΑΟ).
(b) 30°C, 20 bar, 40 mL de tolueno, 10 μπιοΙ Cr, Al/Ni = 50 (ΜΑΟ).(b) 30 ° C, 20 bar, 40 mL of toluene, 10 μπιοΙ Cr, Al / Ni = 50 (ΜΑΟ).
(c) Mol de etileno convertido (mol de Ni)"1 h~1, determinado por CGL quantitativa, Cn, quantidade de olefinas com átomos de carbono nos oligômeros; a-Cn, quantidade de alquenos terminais na fração Cn ; determinado por CGL quantitativa.(c) Molecule of ethylene converted (mol of Ni) "1 h ~ 1, determined by quantitative CGL, Cn, amount of olefin with carbon atoms in the oligomers; a-Cn, amount of terminal alkenes in the Cn fraction; determined by CGL quantitative.
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