The preparation of keim's ethylene oligomerization catalyst : an introductory experiment in organometallic chemistry

Abstract

A convenient sequence of reactions leading to Keim's ethylene polymerization catalyst [Ni(Ph)(PPh₃){Ph₂PCHC(O)Ph}] is proposed here as a practical exercise for undergraduate students. The reactions are straightforward and cover wide range of classical laboratory techniques. The synthesis is outlined in the following steps: 1) Nickel chlorode hexahydrate is first reacted with pyridine (Py) to yield quantitatively NiCl₂(Py)₄. 2) Reduction of the latter with sodium in tetrahydrofuran in the presence of 1,5 - Cyclooctadiene (COD) gives the highly reactive Ni(COD)₂. 3) In the last step, the previously synthesized phosphonium ylide Ph₃P = CHC(O)Ph is reacted with Ni(COD)₂ and triphenylphosphine (PPh₃) to give the desired product by rupture of a P-Ph bond. The Nickel (II ) complex thus obtained polymerizes ethylene under very mild conditions and is presently used as an industrial catalyst for the preparation of linear α-olefins.

É proposta uma prática de uma sequência de reações envolvendo a polimerização do etileno com o catalisador de Keim, [Ni(Ph)(PPh₃){Ph₂PCHC(O)Ph}]. As reações são limpas e utilizam várias técnicas clássicas de laboratório. As sínteses estão resumidas nas seguintas etapas: 1) primeiramente reage-se cloreto de níquel hexaidratado com piridina (py) para produzir quantitativamente NiCl₂(Py)₄. 2) redução deste produto com sódio com tetraidrofurano na presença de 1,5-ciclooctadieno (COD), produzindo o altamente reativo Ni(COD)₂. 3) nesta última etapa reage-se a ilida de fosfônio Ph₃P = CHC(O)Ph, previamente sintetizada, com o Ni(COD)₂ e trifenilfosfina (PPh₃), dando o produto desejado pela quebra da ligação P-Ph. O complexo de Níquel (II) obtido polimeriza o etileno em condições brandas e é atualmente usado como um catalisador industrial para a preparação de α-olefinas lineares.