Tsiqler-Natta katalizatorları

Tsiqler-Natta katalizatorları – vinil monomerlərinin polimerləşmə katalizatorlarıdır. Onlar həmçinin stereomüntəzəm polimerlərin alınmasına da imkan verir. Bu katalizatorlar keçid metalların birləşmələrinin (TiCl₄, TiCl₃, VOCl₃ və s.) alkillərlə və II–III qrup metalların halogenalkanları (AlR₃, AlR₂Cl, MgRCl, ZnR₂) ilə qarşılıqlı təsirindən əmələ gələn komplekslərdən ibarətdir. Katalizatorlar polimerləşmə prosesində keçid metalın alkil törəməsi ilə koordinasiya olunur, sonra isə M—C, M—M əlaqəsi üzrə tətbiq olunur.

Tarixi

1990-cı illərə qədər Tsiqler-Natta katalizatiolarının qəqiq təsir mexanizmi axira qədər öyrənilməmiş qalırdı. 2010-cu ildə Tsiqler-Natta katalizatiolarının istifadəsi ilə plastmas, elastomer və rezin istehsalının həcmi 100 milyon tondan artıq olmuşdur.

Növləri

Hal-hazırda Tsiqler-Natta katalizinin 3 növü tətbiq olunur:

• klassik – titan birləşmələrinin əsasında. Kataliz sokatalizator kimi alüminium üzvi birləşmələrinin iştirakı ilə gedir. Bir qayda olaraq, sokatalizator kimi trietilalüminium Al(C₂H₅)₃ və triizobutilalüminium Al(C₄H₉)₃ götürürlər;
• metallosen – metallosenlər əsasında (məs., titanosen dixlorid əsasında). Bu halda da sokatalizator tələb olunur, adətən, digər alüminium üzvi birləşmədən – metilalümoksandan (Al(CH₃)O)n istifadə olunur;
• postmetallosen kataliz.

Kəşf tarixi

Titan əsasında katalizatorlar 1953-cü ilin payızında Karl Tsiqlerin rahbərliyi altında bir qrup alman alimi tərəfindən(xüsusilə, onun assisenti Hanz Braylın (Heinz Breil) böyük rolu olmuşdur) kəşf edilmiş və patentləşdirilmişdir. Belə ki, əvvəlcə yüksəkmolekullu polietilenin, , sonra tez bir zamanda propilendən və α-butilendən (1-buten) polimerlərini də sintezini həyata keçirmək məqsədilə patent almaq üçün iddia ərizəsi verilmişdi. İlk zamanlar tapılmış birləşmələr laboratoriyanın yerləşdiyi əraziyə (Mülhaym-Rur) görə "qarışıq myülhaym katalizatorları" adlandırıldı, lakin tezliklə Tsiqler katalizatorları adını aldı. Düzgün sıralı steriomüntəzəm polimerləri, ilk növbədə, α-olefinlər, α-butilen də daxil olmaqla, almaq üçün katalizatorlar Tsiqlerin dostu və 1940-cı illərdən onunla əməkdaşlıq edən italyan Julio Natta[2] tərəfindən istifadə olundu və məsləhətçi qismində çalışdığı Montecatini kompaniyasını Tsiqlerin nəticələrinin istifadə hüququnu almaq üçün inandırdı. Natta təkcə polibutilenin sintezi barədə deyil, hətta steriomüntəzəm – izotaktik – polimerlərin yaradılmasının mümkünlüyü haqqında da məlumat verdi. Tsigler və Natta kəşflərinin prioritetləri və patentləşdirilməsi tarixi çox qarışıq idi və elm adamları arasında mübahisə doğuran bir klassik patent iddiası[3] hesab edilir [4]. Bu nailiyyətlərinə görə Tsigler və Natta 1963-cü ildə Kimya üzrə Nobel mükafatına layiq görülmüşdülər.

Mənbə

1. Ziegler, H. Breil, E. Holzkamp, H. Martin, Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Polyäthylenen, DBP 973626 (патент заявлен 18.11.1953, получен 14.04.1960)
2. G. Natta, P. Pino, P. Corradini, F. Danusso, E. Mantica, G. Mazzanti, G. Moraglio, Crystalline high polymers of α-olefins, JAMC, 77(6), 1955, pp. 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 (англ.) Feb. 10, 2003, pp. 26–28.

Ədəbiyyat

1. В.А. Кабанов (гл. ред.), Энциклопедия полимеров, т.3, Советская энциклопедия, 1977, статья "Циглера — Натта катализаторы"
2. Н. С.Зефиров (гл. ред.), Химическая энциклопедия, т.5, Большая Российская энциклопедия, 1998, статья "Циглера—Натты катализаторы"

İstinadlar

1. Статья "Виниловая полимеризация Циглера — Натта" на "Макрогалерее" — учебном научно-популярном сайте, разработанном Университетом Южного Миссисипи (англ).
2. L. Cerruti, Historical and Philosophical Remarks on Ziegler-Natta Catalysts, HYLE — International Journal for Philosophy of Chemistry, 5(1), 1999, pp. 3–41.
3. G. Wilke, Fifty Years of Ziegler Catalysts: Consequences and Development of an Invention, Angewandte Chemie International Edition, 42(41), 2003, pp. 5000–5008.