Quantum mechanics/molecular mechanics investigation of the ethene polymerization mechanism catalyzed by a bulky diimine-Ni(II) complex

Abstract

In this work we describe a theoretical investigation of the ethene polymerization reaction catalyzed by a bulky cationic α-diimine Ni(II) complex. We employed the combination of density functional theory (DFT) and molecular mechanics (MM), within the ONIOM approach, to evaluate the structures and energies involved on the most representative reactions observed on ethene polymerization, using the Brookhart catalytic system. All intermediates and transition state structures along these elementary steps were treated as representatives of the polymerization process. We discuss the conformation of the ligands around the active site along the polymerization reaction steps, the coordination angle of the coordinated olefin, p-complexes, and branch formation of the growing chain during the polymerization process.

Neste trabalho descrevemos um estudo teórico sobre a reação de polimerização do eteno catalisada por um complexo catiônico volumoso do tipo Ni(II)-α-diimina. Empregamos a combinação da teoria do funcional de densidade (DFT) e mecânica molecular (MM), contida na aproximação ONIOM, para avaliar as estruturas e energias envolvidas na polimerização do eteno, usando o sistema catalítico de Brookhart. Todas as estruturas intermediárias e de transição ao longo destes passos elementares foram tratadas como representativas do processo de polimerização. Discutimos a conformação do ligante em torno do sítio ativo ao longo das etapas da reação de polimerização, o ângulo de coordenação da olefina, complexo-p, e a formação de ramificações na cadeia polimérica em crescimento durante o processo de polimerização.