齊格勒早期主要研究鹼金屬有機化合物、自由基化學、多元環化合物等。1928年開始研究用金屬鈉催化的丁二烯聚合及其反應機理。此後又出色地研究烷基鋁的合成和用以代替格利雅試劑的工作。齊格勒發現金屬氫化物可與碳-碳雙鍵加成,如由氫化鋁鋰合成四烷基鋁鋰。這在發展金屬有機化學方面起了很大的作用。齊格勒最大的成就是發現金屬鋁和氫、烯烴一起反應生成三烷基鋁。在此研究成果上,齊格勒成功地進行了下列研究:①α-烯烴的催化二聚作用,合成高級α-烯烴;②乙烯經烷基鋁催化合成高級伯醇;③由烯烴合成萜醇;④由烷基鋁經電化學或其他方法合成其他金屬的烷基化合物;⑤利用氫化烷基鋁和三烷基鋁做有機物官能團的還原劑;⑥以三烷基鋁與四氯化鈦為催化劑(稱為齊格勒-納塔催化劑)使乙烯在常溫常壓下聚合成線型聚乙烯,這項研究為高分子化學和配位催化作用開闢了廣闊的研究領域。
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