[發(fā)明專利]具有光學(xué)活性的聚碳酸酯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410296370.4
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104059221A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紹文;任金霞;華遠(yuǎn)照;黃培進(jìn);王敏燦;王涵
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州裕昌有機(jī)硅化工有限公司
• 主分類號: C08G64/34
• 分類號: C08G64/34
• 代理公司: 鄭州立格知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41126
• 代理人: 涂連梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類具有光學(xué)活性的聚碳酸酯，同時(shí)還涉及其合成方法。

背景技術(shù)

二氧化碳是大部分能量釋放過程包括燃燒過程和代謝過程的最終產(chǎn)品之一，作為一種碳資源，二氧化碳在地球上的儲量比天然氣、石油和煤炭的總和還要多。自工業(yè)革命以來，大氣中的二氧化碳含量猛增。二氧化碳雖然是植物進(jìn)行光合作用的原料，但是二氧化碳的急劇增多不僅破壞了自然界的碳循環(huán)，還導(dǎo)致了溫室效應(yīng)，引起全球氣候劇烈變化。減少大氣中二氧化碳的含量能夠降低溫室效應(yīng)，有利于改善環(huán)境。鑒于二氧化碳具有性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、不可燃、儲量豐富且可再生等特點(diǎn)，研究如何活化并利用二氧化碳來獲取有用的生活和工業(yè)材料具有非常重大的意義，也是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研究課題。

聚碳酸酯是五大工程塑料之一，有著非常優(yōu)良的力學(xué)特性，作為新型環(huán)保材料其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括醫(yī)療、包裝、電子電器、航空航天、建材、汽車制造等。目前，其工業(yè)化生產(chǎn)采用的光氣法對環(huán)境有很大污染和毒害作用。而利用二氧化碳與環(huán)氧化合物交替共聚法制備聚碳酸酯對環(huán)境友好且能降解。同時(shí)，與光氣相比，二氧化碳具有豐富的含量、無毒、不易燃及廉價(jià)等巨大優(yōu)勢，因此該法近年來受到越來越多地重視。然而，利用二氧化碳與環(huán)氧化合物交替共聚法制備聚碳酸酯目前還存在很多問題亟待解決，比如：獲取的產(chǎn)品類型相對比較單一，無法滿足不同的工業(yè)化需求；對于具有光學(xué)活性的聚碳酸酯而言，催化體系選擇性低，尚不能獲得理想的光學(xué)純度；通常需要較高的二氧化碳壓力，反應(yīng)條件苛刻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一類具有光學(xué)活性的聚碳酸酯，提供方相應(yīng)的制備方法則是本發(fā)明的另一個(gè)目的。

基于上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：具有光學(xué)活性的聚碳酸酯，其重復(fù)單元為，式中為、或，所述R₁-R₃為-H或烷基。

所述烷基選自-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、環(huán)戊基或環(huán)己基。

所述具有光學(xué)活性的聚碳酸酯的制備方法，包括以下步驟：將環(huán)氧化合物和催化劑分散到有機(jī)溶劑中，二氧化碳鼓泡反應(yīng)30~40h即得；將環(huán)氧化合物和催化劑分散到有機(jī)溶劑中，二氧化碳鼓泡反應(yīng)30~40h即得；所述環(huán)氧化合物為、或；所述催化劑為，其中Ar為芳基或雜芳基，R₄為烷基、芳基或雜芳基，M為鋅、鎂或鐵。

所述Ar為苯基，所述R4為乙基或苯基。

所述環(huán)氧化合物與催化劑的摩爾比為2:0.1~0.2。

所述反應(yīng)的溫度為25~35℃。

所述有機(jī)溶劑為甲苯。

本發(fā)明制得的聚碳酸酯具有光學(xué)活性，它們結(jié)構(gòu)上具有構(gòu)型或/和構(gòu)象的不對稱性，含有的手性基團(tuán)使得偏振光的振動(dòng)方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這些手性的初級結(jié)構(gòu)有可能決定了聚合物材料的性質(zhì)。具有的空間特異性可望有選擇性的與外消旋體的某一對映體發(fā)生作用；結(jié)構(gòu)單元排列的整齊有序性使得聚合物為半晶型結(jié)構(gòu)，因而具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，最高可達(dá)272℃。在手性識別、不對稱合成、液晶材料、光開關(guān)、非線性光學(xué)、和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力，同時(shí)也可被用作耐高溫聚合物材料應(yīng)用到工作環(huán)境更加苛刻的領(lǐng)域。本發(fā)明提供的制備方法可在室溫下進(jìn)行，對二氧化碳的壓力要求也非常低，其反應(yīng)條件溫和、光學(xué)選擇性高，制取的產(chǎn)物具有極高的光學(xué)純度，具有廣闊的工業(yè)推廣價(jià)值。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容并不限于此。

為便于描述，下面先給出各實(shí)施例的反應(yīng)路線：，相對應(yīng)的，將環(huán)氧化合物標(biāo)記為：。

步驟①中所用催化劑是由配體（A）與有機(jī)金屬形成的絡(luò)合物（L），屬于已知化合物，故不再詳述其合成過程。

步驟①的目的是獲取目標(biāo)產(chǎn)物，步驟②的水解以及步驟③的酯化是為了測定聚合物的對映體過量值。

實(shí)施例1