近日，我院有機(jī)化工教研室烯烴聚合催化課題組，在無聚合物乙烯齊聚催化體系開發(fā)上取得新突破，催化領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of Catalysis以“Computer-aided ligand screening to develop polymer-free catalyst in Cr-catalyzed ethylene oligomerization”為題報道了這一最新研究成果。 

線性α烯烴作為一類重要的化工原料，主要采用乙烯齊聚法生產(chǎn)，然而，反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的不溶性聚合副產(chǎn)物會導(dǎo)致嚴(yán)重的反應(yīng)器結(jié)垢和管件堵塞，需要定期清洗，極大地限制了工業(yè)化應(yīng)用。消除這類副產(chǎn)物最有效的方法是從反應(yīng)機(jī)理入手，通過配體的修飾與改性來調(diào)控鏈增長與鏈終止之間的相互競爭，從而抑制聚合物鏈的延伸。但是傳統(tǒng)的配體設(shè)計與篩選涉及到繁瑣的有機(jī)合成與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，存在周期長、成本高等問題，因此，快速高效的配體篩選平臺對于新型乙烯齊聚催化體系的設(shè)計具有重要意義。

本研究全面探索了鉻系乙烯齊聚催化體系的關(guān)鍵過渡態(tài)可能存在的多重空間構(gòu)象，獲得了鏈增長與鏈終止過程之間的吉布斯自由能差值，成功建立起微觀反應(yīng)機(jī)理與宏觀產(chǎn)物分布之間的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顯示該模型具有良好的預(yù)測性能，可用于無聚合物乙烯齊聚催化體系的快速設(shè)計與篩選，工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

我院碩士研究生彭家樂為該論文的第一作者，劉振副教授為論文的通訊作者，該工作還得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助。化工學(xué)院烯烴聚合催化課題組近期在乙烯齊聚領(lǐng)域發(fā)表了一系列工作，針對乙烯選擇性三聚/四聚轉(zhuǎn)換機(jī)理與構(gòu)象分析（Catalysis Science & Technology, 2022, 12, 5586; 分子催化, 2022, 36, 374; 有機(jī)化學(xué), 2023, 43, 734），非選擇性乙烯齊聚機(jī)理辨析（Catalysis Science & Technology, 2023, 13, 6137 Front Cover），機(jī)器學(xué)習(xí)輔助的乙烯高選擇性齊聚配體設(shè)計（Journal of Catalysis, 2023, 428, 115127）等關(guān)鍵科學(xué)問題均有扎實(shí)的工作基礎(chǔ)。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcat.2023.115279