降冰片烯的加成聚合物具有高耐热性和低介电常数，是一种耐化学腐蚀的材料。但降冰片烯聚合物极性较低，导致其溶解性和粘附性较差，限制了其在各领域的应用。通过降冰片烯与极性单体的共聚，可以在聚合链上引入极性官能团，实现聚合物功能化，提高聚合物的加工性能。而设计合成出具有高活性，高稳定性的催化剂是实现降冰片烯与极性单体共聚的关键。

氮杂环卡宾作为一类重要的配体在均相催化中得到了广泛应用，但基于氮杂环卡宾配体的过渡金属化合物在催化烯烃聚合反应中的应用还比较少。南开大学王佰全教授课题组长期致力于设计发展含氮杂环卡宾配体的过渡金属烯烃聚合催化剂。近日，该课题组设计合成了一系列基于一种稠合的氮杂环卡宾配体：咪唑并[1,5-a]吡啶磺酸配体的烯丙基钯和镍化合物，并发现它们对催化降冰片烯均聚以及降冰片烯与极性单体共聚具有良好的催化性能。

以二甲基氯化铝（Me₂AlCl）为助催化剂时，基于咪唑并[1,5-a]吡啶磺酸配体的烯丙基钯化合物可以高活性地催化降冰片烯均聚，催化活性高达45.3 × 10⁶ g of PNB (mol of Pd)^-1 h^-1。钯催化剂的空间位阻对反应活性影响较小。这种钯化合物还可以催化降冰片烯与丁基乙烯基醚（BVE）及丙烯酸甲酯（MA）和1-十一烯酸甲酯（UA）的共聚，但不能催化降冰片烯与烯丙基丁基醚（ABE）的共聚。以甲基铝氧烷（MAO）为助催化剂时，基于咪唑并[1,5-a]吡啶磺酸配体的镍化合物不仅可以高效催化降冰片烯均聚，还可以催化降冰片烯与丁基乙烯基醚（BVE）及烯丙基丁基醚（ABE）的共聚，但不能催化其与酯类单体的共聚。在镍催化体系中，催化剂空间位阻越大，反应活性越低。

这种基于咪唑并[1,5-a]吡啶磺酸配体的烯丙基钯和镍烯烃聚合催化剂的研究为进一步设计合成高效的含氮杂环卡宾的后过渡金属烯烃聚合催化剂提供了新思路。

论文信息：

Homo- and Copolymerization of Norbornene with Allyl Palladium and Nickel Complexes Bearing Imidazo[1,5-a]pyridine Sulfonate Ligands

Jie Dong, Dr. Dandan Yang, Prof. Dr. Baiquan Wang

European Journal of Inorganic Chemistry

DOI: 10.1002/ejic.202100736