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Abstract:
Im Jahre 1998 haben unabhängig voneinander Bennett, Brookhart und Gibson das Bisiminpyridin Eisen(II)-System als Präkatalysator für die Ethen- und Propenpolymerisation in die Literatur eingeführt. [23,24]
Durch die Umsetzung mit (modifiziertem) Methylaluminoxan gelang die Generierung von hochaktiven Polymerisationskatalysatoren.
Die Aufgabenstellung dieser Arbeit ergab sich aus der Frage nach der Einstellbarkeit der C-Kettenlänge und dem inneren Aufbau dieser Kette. Das war nicht nur von akademischen Interesse, sondern ebenso, wie sich im Laufe der Promotion zeigte von industriellem Interesse. Die Absicht war dabei die selektive Herstellung von α-Olefinen mit Kettenlängen von C6 bis C20 . Je nach Länge und Natur der gebildeten Kohlenstoffkette ergeben sich andere Anwendungsgebiete und Möglichkeiten der Wertschöpfung. Aus diesem Grunde ist es von größtem Interesse, den Mechanismus der Kettenaufbaureaktion aufzuklären und zu ermitteln, mit Hilfe welcher Einflussgrößen der Aufbau des Produktes variiert werden kann.
Untersucht wird in diesem Zusammenhang der Einfluss des sterischen Anspruchs im Ligandensystems. Zunächst werden Modifikationen am Iminphenylring vorgenommen, indem bei den Synthesen verschiedene Aniline eingesetzt werden. Neben den sterischen Einflüssen werden darüber hinaus die elektronischen Einflüsse von Substituenten mit negativem und positivem induktiven sowie mesomeren Effekten untersucht. Diese Untersuchungen schließen Variationen am Pyridinring mit ein. Gerade mit der Substitution am Pyridinring wird dabei Neuland betreten. Neben diesen synthetischen Arbeiten wird auch reaktionstechnischen Fragen nachgegangen.
So wird in einem folgenden Kapitel untersucht, welchen Einfluss die Reaktionsführung und das Reaktorkonzept auf die Produktverteilung haben. Neben den diskontinuierlichen Verfahren im Niederdruck Glasautoklaven und Hochdruck Stahlautoklaven, wo mit gesättigten Monomergaslösungen gearbeitet wird, werden Untersuchungen in einem kontinuierlich Rohrreaktor durchgeführt, um zu sehen wie sich diese Änderung auf die Kettenlänge und den Kettenaufbau auswirkt. Darüber hinaus werden Reaktionen in flüssigem Monomer durchgeführt, um exakte kinetische Profile der Polyreaktion aufzuzeichnen, die bis dahin nicht bekannt waren.
All diese Untersuchungen dienen dem Zweck, mechanistische Zusammenhänge der Ethen- bzw. Propenpolymerisation und -oligomerisation aufzuklären. Gerade mit der Oligomerisation wird es nach Isolierung und Identifikation der Produkte möglich sein, schrittweise den Aufbau dieser Oligomere nachzuvollziehen. Der große Vorteil der Oligomere ist ihre geringe Molmasse, die eine detaillierte und im Vergleich zu den Polymeren besser aufgelöste Analyse (MS, NMR) möglich macht. Mit diesem Wissen wird es möglich sein, bei der Frage nach gewünschten Produkten bestimmte Katalysatoren, Bedingungen und Reaktorkonzepte, die den Bedürfnissen genügen, auszusuchen und so nach bestimmten Oligomeren zu optimieren.
