Ziegler-Natta katalyzátory

Katalyzátory Ziegler- Natta  jsou katalyzátory pro polymeraci vinylu , tedy polymeraci vinylových monomerů . Umožňují také získat polymery určitého taktu ( stereoregulární polymery ). Jsou to komplexy vznikající při interakci sloučenin přechodných kovů ( TiCl 4 , TiCl 3 , VOCl 3 aj.) s alkyly a halogenalkany kovů II-III skupin ( Al R 3 , Al R 2 Cl , Mg R Cl , Zn R2 ) .

Během polymerace je monomer koordinován s alkylovým derivátem přechodného kovu a poté vložen do vazby M–C, M–M[ specifikovat ] .

Od 90. let 20. století nebyla zcela objasněna otázka specifických mechanismů účinku katalyzátorů Ziegler-Natta.

V roce 2010 přesáhl objem výroby plastů , elastomerů a pryží za použití katalyzátorů Ziegler-Natta 100 milionů tun.

V současné době se používají tři typy Ziegler-Natta katalýzy:

• klasické - na bázi sloučenin titanu . Jde v přítomnosti kokatalyzátorů : organohlinité sloučeniny . Takovým kokatalyzátorem je zpravidla triethylaluminium Al ( C2H5 ) 3 , triisobutylaluminium Al ( C4H9 ) 3 ; _
• metalocen - na bázi metalocenů (například na bázi titanocendichloridu). V tomto případě je také nutný kokatalyzátor, obvykle se používá jiná organohliníková sloučenina, methylaluminoxan .( Al ( CH3 ) 0 ) n ; _
• post-metalocenová katalýza.

Historie objevů

Katalyzátory na bázi titanu byly objeveny a patentovány [1] na podzim roku 1953 skupinou německých chemiků vedených Karlem Zieglerem (významný byl zejména příspěvek jeho asistenta Heinze Brailla Heinze Breila), přičemž schopnost syntetizovat vysokou molekulovou hmotnost byl deklarován polyethylen , brzy byly podány patenty na syntézu polymerů z propylenu a α - butylenu ( 1-buten). Nejprve se nalezené sloučeniny podle umístění laboratoře ( Mülheim an der Ruhr ) nazývaly smíšené mülheimské katalyzátory, ale brzy na ně přilnul název Zieglerovy katalyzátory.

Pro syntézu uspořádaných ( stereoregulárních ) polymerů, především α-olefinů, včetně stejného α - butylenu , katalyzátory používal Ital Giulio Natta [2] , který byl se Zieglerem přítel a spolupracovník již od 40. let a přesvědčil firmu Montecatini, kde Natta pracovala jako konzultantka, aby odkoupila práva na použití Zieglerových výsledků. Natta popsal nejen syntézu polybutylenu , ale také možnost vytvoření stereoregulárních - izotaktických - polymerů. Historie upřednostňování a patentování objevů Zieglera a Natty byla poněkud matoucí a je považována za klasický patentový případ [3] , což vedlo k hádce mezi vědci. [čtyři]

Za tyto úspěchy byli Ziegler a Natta oceněni Nobelovou cenou za chemii v roce 1963 .

Poznámky

1. ↑ K. Ziegler, H. Breil, E. Holzkamp, ​​​​H. Martin, Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Polyäthylenen , DBP 973626 (přihlášeno na patent 18. 11. 1953, přijato 14. 4. 1960)
2. ↑ G. Natta, P. Pino, P. Corradini, F. Danusso, E. Mantica, G. Mazzanti, G. Moraglio, Crystalline high polymers of α- olefins Archived 29. srpna 2021 na Wayback Machine , JAMC , 77 ( 6 ), 1955, str. 1708-1710
3. ↑ H. Martin, Polymers, Patents, Profits: A Classic Case Study for Patent Infighting , Wiley-VCH , 2007, ISBN 3-527-61039-1
4. ↑ I. Hargittai, A. Comotti, M. Hargittai, Giulio Natta , C&EN, únor 10, 2003, str. 26-28

Literatura

• V. A. Kabanov (šéfredaktor), Encyclopedia of Polymers , v.3, Sovětská encyklopedie , 1977, článek " Ziegler-Natta katalyzátory "
• N. S. Zefirov (šéfredaktor), Chemická encyklopedie , v.5, Velká ruská encyklopedie , 1998, článek " Ziegler-Natta katalyzátory "

Odkazy

• Článek " Ziegler-Natta Vinyl Polymerization " na "Macrogallery" - vzdělávací populárně vědecké stránce vyvinuté University of Southern Mississippi
• L. Cerruti, Historical and Philosophical Remarks on Ziegler-Natta Catalysts , HYLE - International Journal for Philosophy of Chemistry, 5 (1), 1999, str. 3-41
• G. Wilke , Fifty Years of Ziegler Catalysts: Consequences and Development of an Invention , Angewandte Chemie International Edition , 42 (41), 2003, str. 5000-5008