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Doctoral Thesis
DOI
Document
Author
Full name
Renata Diana Miotti
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2000
Supervisor
Committee
Oliveira, Wanda de (President)
Felicissimo, Anna Maria Passos
Felinto, Maria Claudia França da Cunha
Massabni, Antonio Carlos
Vicentini, Geraldo
Title in Portuguese
Compostos organolantanídeos: síntese, caracterização e estudos da atividade catalítica de derivados contendo o ânion Cp- e a PzA
Keywords in Portuguese
Atividade catalítica
Lantanídios
Organolantanídeos
Polimerização de etileno
Química inorgânica
Abstract in Portuguese
Compostos organolantanídeos têm sido descritos como reagentes e catalisadores em sínteses orgânicas. Muitos dos compostos organolantanídeos contendo o ânion ciclopentadienil como ligante apresentam atividade catalítica principalmente em reações de polimerização de olefinas. Para contribuir para a aplicação de organolantanídeos como catalisadores na polimerização de olefinas, estudou-se a síntese, a caracterização e a atividade catalítica dos compostos organolantanídeos [LnCpA2(PzA)4], Ln = Nd, Sm, Eu, Tb , Cp- = ciclopentadienil, A = cloreto (Cl-) ou metanossulfonato (CH3SO3-= MS-) e PzA = pirazinamida. A síntese dos compostos organolantanídeos foi feita em etapas, a partir dos sais de lantanídeos (Cl- ou MS-). Na primeira etapa os compostos de coordenação [LnA3(PzA)4], A= Cl- ou MS-, foram obtidos pela reação de LnCl3 ou Ln(MS)3 hidratados com pirazinamida em metanol. A segunda etapa envolveu a síntese de [LnCpA2(PzA)2], Ln = Nd, Sm, Eu, Tb e A = Cl-ou MS- pela reação de [LnA3(PzA)4] e NaCp em tetrahidrofurano, com razão molar apropriada. A análise elementar, a termogravimetria e o espectro na região do infravermelho indicaram que os compostos de coordenação e os compostos organolantanídeos podem ser formulados, respectivamente, como [LnA3(PzA)4] e [LnCpA2(PzA)2], A= Cl- ou MS-. As termogravimetrias e os espectros na região do infravermelho dos compostos organolantanídeos mostraram diferentes tipos de coordenações da pirazinamida aos íons lantanídeos. Para os compostos contendo o ânion metanossulfonato a pirazinamida se coordena através do O do grupo carbonil e para os compostos contendo o ânion cloreto pelo O do grupo carbonil e por um ou ambos N do anel da pirazinamida. Estas duas classes de compostos mostraram atividade catalítica da ordem de 4,0 a 6,4 g mmolLn-1h-1bar-1, na polimerização do etileno (3 bar, 70°C) com a relação Al/Ln = 2000, usando como cocatalisador o metilaluminoxano. O polietileno obtido apresentou baixo grau de cristalinidade (20%).
Title in English
Organolantanide compounds: synthesis, characterization and studies of the catalytic activity of derivatives containing the anion Cp- and PzA
Keywords in English
Catalytic activity
Inorganic chemistry
Lanthanides
Organolantanides
Polymerization of ethylene
Abstract in English
Organolanthanide compounds have been reported as reagents and catalysts in organic synthesis. Most of the organolanthanide compounds containing the anion cyclopentadienyl as a ligand display catalytic activity mainly in olefin polymerization reactions. In an attempt to contribute to the application of organolanthanides as catalysts for olefin polymerization, we report: the synthesis, the characterization and the catalytic activity of the organolanthanide compounds [LnCpA2(PzA)2], Ln = Nd, Sm, Eu, Tb, Cp- = cyclopentadienyl, A = chloride (Cl-) or methanesulfonate (CH3SO3- = MS-) and PzA = pyrazinamide. The synthesis of the organolanthanides compounds was performed in steps, from lanthanide salts (Cl- or MS-). In the first step the coordination compounds [LnA3(PzA)4], A = Cl- or MS-, were formed by the reaction of hydrated LnCl3 or Ln (MS)3 with pyrazinamide in methanol. The second step involved the synthesis of [LnCpA2(PzA)2], Ln = Nd, Sm, Eu, Tb and A = Cl- or MS- by the reaction of [LnA3(PzA)4] and NaCp in tetrahydrofuran, with appropriate molar ratios. Elemental analysis, thermal analysis and infrared spectra of the compounds indicated that the coordinated compounds and the organolanthanide compounds can be formulated, respectively, as [LnA3(PzA)4] and [LnCpA2(PzA)2], A= Cl- or MS-. Thermal analysis and infrared spectra showed different coordination modes of the pyrazinamide to the lanthanide ions in organolathanide compouds. For the methanesulfonate compounds the pyrazinamide is coordinated through the O atom of the carbonyl group and for the chloride compounds by the O atom of the carbonyl group and by one or both N atoms of the pyrazinamide ring. These two classes of compounds showed catalytic activity ca. 4,0 to 6,4 g mmolLn-1h-1bar-1, in ethylene polymerization (3 bar, 70°C) with ratio Al/Ln = 2000, using methylaluminoxane as cocatalyst. The resulting polyethylene presented low crystallinity (20%).
 
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Publishing Date
2019-06-06
 
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