[發(fā)明專利]一種利用四齒氮氧配位的鋁化合物催化己內(nèi)酯聚合的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711315762.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108003183B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚偉;高愛紅;張永芳;王洪賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F5/06
• 分類號(hào): C07F5/06;C08G63/08;C08G63/84
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 賈波

本發(fā)明公開了一種利用四齒氮氧配位的鋁化合物催化己內(nèi)酯聚合的方法，包括以下步驟：將四齒氮氧配位的鋁化合物催化劑、有機(jī)溶劑、芐醇助催化劑和己內(nèi)酯混合，在無(wú)水無(wú)氧和惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，反應(yīng)后將反應(yīng)物進(jìn)行處理得聚己內(nèi)酯。本發(fā)明以四齒氮氧配位的鋁化合物為催化劑，芐醇作為助催化劑,反應(yīng)工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)可控性好，得到的聚己內(nèi)酯分子量分布窄、可控性好、產(chǎn)率高，具有優(yōu)良的理化特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化己內(nèi)酯聚合的方法，特別涉及一種采用特殊結(jié)構(gòu)的四齒氮氧配位的鋁化合物催化劑催化己內(nèi)酯聚合的方法。

背景技術(shù)

由于石油資源的不可再生性和以石油為原料的傳統(tǒng)高分子材料造成的白色污染，傳統(tǒng)高分子材料面臨能源危機(jī)及環(huán)境污染的兩大難題，尋找代替石油的可再生資源，開發(fā)環(huán)境友好型、可生物降解型的新材料成為未來(lái)高分子聚合材料發(fā)展的趨勢(shì)。聚酯作為可生物兼容和可生物可降解的綠色環(huán)保型的高分子材料越來(lái)越受到人們的關(guān)注。在自然生活環(huán)境中或者生物體內(nèi)，聚酯材料能徹底的分解成水和二氧化碳。聚酯無(wú)毒、無(wú)刺激性，且具有良好的生物相容性，因此被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和包裝材料，例如手術(shù)縫合線、包裝、藥物控制釋放和組織工程支架等。聚酯優(yōu)良的生物相容性、生物降解性以及可持續(xù)發(fā)展利用的性能，使其已經(jīng)成為21世紀(jì)最具有發(fā)展前景的高分子材料。

聚酯材料可以直接用縮聚方法從相應(yīng)的單體酸得到或者用均相催化劑催化相應(yīng)的單體開環(huán)聚合得到。最有效和常用的方法是用金屬催化劑催化單體開環(huán)聚合得到相應(yīng)的聚酯。由于金屬催化劑優(yōu)異的催化效果，能有效的控制聚合的分子量和分子量分布，各式各樣的金屬催化劑被制備出來(lái)用作環(huán)內(nèi)酯單體的開環(huán)聚合催化劑，最常用的金屬催化劑為金屬中心和配體形成的金屬配合物催化劑，其中，由于金屬鋁配合物催化劑的優(yōu)異表現(xiàn)，受到人們的廣泛關(guān)注，各式各樣的鋁金屬配合物催化劑也隨之被合成出來(lái)，被用作內(nèi)酯開環(huán)聚合催化劑。在金屬配合物催化劑中，配體和金屬的選擇對(duì)于開環(huán)聚合反應(yīng)的快慢、所得產(chǎn)品的性能都十分關(guān)鍵，在同一金屬的情況下，往往配體的替換和選擇會(huì)表現(xiàn)出意料之外的催化效果，因此選擇不同配體制得的金屬催化劑的研究也受到人們的廣泛關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種利用四齒氮氧配位的鋁化合物催化己內(nèi)酯聚合的方法，該方法操作簡(jiǎn)單，以自行研發(fā)的四齒氮氧配位的鋁化合物為催化劑，反應(yīng)可控性好，得到的聚己內(nèi)酯分子量可控、產(chǎn)率高。

本發(fā)明是在國(guó)家自然基金委青年項(xiàng)目（No 21104026）的資助下完成的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)特殊的四齒氮氧配位的鋁化合物催化劑，該催化劑的結(jié)構(gòu)式如下式（Ⅰ）所示：

。

上式Ⅰ中，考慮到空間位阻，該取代基R選擇C1-C6的直鏈烷基，例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基。選擇這些基團(tuán)時(shí)，該鋁化合物能夠容易的合成，如果選擇其他基團(tuán)，鋁化合物形成困難或者無(wú)法得到。R優(yōu)選為甲基、乙基或正己基，最優(yōu)選為正己基。

本發(fā)明上述四齒氮氧配位的鋁化合物是由配體和烷基鋁反應(yīng)制得，其制備方法包括以下步驟：將化合物A（即配體）加入有機(jī)溶劑中，在-10～0 ^oC下加入三烷基鋁，加完后使反應(yīng)溫度自然升至室溫，然后將溫度升至30～110^oC進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后真空抽干溶劑、洗滌、過(guò)濾，得式Ⅰ所述的四齒氮氧配位的鋁化合物。

上述制備方法中，反應(yīng)式如下，其中，化合物A的結(jié)構(gòu)式中，R為C1-C6的直鏈烷基，優(yōu)選為甲基、乙基或正己基：

上述制備方法中，化合物A由乙二胺與鄰苯二甲酸酐反應(yīng)而得，具體方法為：將鄰苯二甲酸酐溶解到乙酸中，加入鄰苯二甲酸酐0.5倍摩爾量的乙二胺，加熱進(jìn)行回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束以后將反應(yīng)液倒入水中，使晶體析出，待析出完全后過(guò)濾、洗滌，得化合物A。