Nuovi complessi di Cr per la polimerizzazione di etilene: sintesi, test catalitici e caratterizzazione spettroscopica

Questo lavoro di tesi ha avuto come obiettivo lo studio di nuovi catalizzatori a base di cromo attraverso la caratterizzazione spettroscopica (ATR-IR e UV-Vis) e primi testing per la polimerizzazione di etilene. Il lavoro è inserito nel contesto di un progetto PRIN finanziato dal MIUR (Cr4FUN) cui scopo finale è sintetizzare e caratterizzare poliolefine funzionali al fine di introdurre nel mercato una nuova tipologia di plastiche innovative. Per fare ciò, la prima attenzione è posta sullo studio e l'analisi di nuovi complessi a base di cromo aventi lo stesso legante ma il metallo in due diversi stati di ossidazione, Cr(III) e Cr(II). I complessi, LCrCl3 e L2CrCl2, sintetizzati nei laboratori di Milano, sono stati caratterizzati nei laboratori del Dipartimento di Chimica di Torino in forma solida per l'analisi ATR e in soluzione con CHCl3 a tre diverse concentrazioni per le analisi UV-Vis. Particolarmente interessanti sono i risultati degli spettri in soluzione ai quali sono stati aggiunti degli attivatori a base di Al (MAO e TEA). Gli spettri sono infatti caratterizzati da un abbattimento di intensità e da uno shift della banda del legante a numeri d'onda maggiori. È stato possibile osservare che i segnali della banda π-π* del legante imperturbato e quelli dei complessi diventassero sovrapponibili in seguito all'attivazione, questo ha portato a ipotizzare che l'attivatore rompesse il complesso. I test catalitici sono risultati altrettanto soddisfacenti poiché i pre-catalizzatori, una volta attivati con co-catalizzatori a base di Al, sono risultati attivi alla polimerizzazione di etilene nella maggior parte delle condizioni testate, se pur la resa e l'attività catalitica non abbiano mai raggiunto risultati ottimali. Un aspetto notevolmente importante caratterizza il complesso LCrCl3 e il suo sale. Infatti il sale di partenza CrCl3(THF)3 risulta più attivo del suo complesso derivato. Questo interessante aspetto potrebbe indicare che il legante ostacoli in qualche modo la reazione ma che rimanga, almeno in parte, vicino al metallo. Ciò significa che l'effetto dell'attivatore è notevolmente più complicato della semplice rottura del complesso che si era ipotizzata dalla caratterizzazione spettroscopica. Per questo motivo la questione dell'attivatore, anche dal punto di vista spettroscopico, sarà sicuramente oggetto di indagini successive. In linea generale, l'attività osservata risulta un ottimo punto di partenza al fine di raggiungere gli obiettivi del progetto PRIN. Nel futuro è previsto il testing dei due complessi anche per la polimerizzazione di olefine-cicliche e nella co-polimerizzazione di queste con l'etilene.