[發明專利]一種聚酯的制備方法

有效

• 申請號: 202010190554.8
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111499852B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 郭凱;周方園;李振江;胡永鑄;劉博;李潔;張智浩
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;C08G63/78;C08G63/83;C08G64/30;C08G64/16
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 萬婧

本發明公開了一種聚酯的制備方法，在引發劑存在下，采用式I所示的方酰胺衍生物和式II所示的堿金屬醇鹽組成的催化體系催化環狀酯單體開環聚合，得到聚酯類化合物。采用本發明的方法所得到的聚酯分子量分布窄，無鏈轉酯反應，產率高、色澤雪白、對于生物醫藥領域和微電子領域具有很大商業應用潛力，反應所用催化劑催化效率更高、反應更溫和。

技術領域

本發明屬于有機合成領域，特別涉及一種聚酯的制備方法。

背景技術

在諸多的合成高分子材料中，脂肪族聚酯以其優良的生物可降解性、生物可吸收性和生物相容性占據重要地位，成為近年的研究熱點。這類聚酯因分子結構中含有易水解的酯基，容易在水和微生物的存在下逐步分解成低聚物或單體，進而被代謝成為二氧化碳和水，因此可表現出一定生物降解性和相容性，這在生物醫藥、組織工程等領域均有巨大應用潛力。

傳統的制備聚酯的方法主要是縮聚法，這種方法通常需要較高的溫度，能源消耗量大，而且得到的產品分子量較低，分子量分布寬，反應過程不可控，不利于材料的穩定性。除此之外，通過環狀單體的開環聚合制備脂肪族聚酯是活性、可控的方法之一。2001年，Hedrick研究了用有機催化劑催化開環聚合的工作，在過去的十幾年中，利用有機催化劑制備聚酯的研究比較廣泛。有機催化劑就效率和范圍而言，已經成為可以替代傳統的金屬催化和酶催化的全面催化劑，尤其是酸堿共催化的催化體系的運用，比如，J.Am.Chem.Soc.2001,123,3229–3238；Macromolecules 2006,39,7863-7871；J.Am.Chem.Soc.2013,135,13306-13309等等。強酸或者超強酸催化的反應總是控制性很差并且轉化率較低，而堿催化容易發生回咬和轉酯反應，而酸堿共催化制備的聚酯具有分子量高、分子量分布較窄的特點，不僅可以精確控制聚合產物的化學組成，而且能提高材料性能的穩定性，使材料的性質與用途更加溫和，拓寬脂肪族聚酯的應用領域。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種新的聚酯的制備方法，該制備方法采用新的更加溫和的催化劑，所得產物轉化率高，分子量分布窄，生產成本低、適于工業生產，更加綠色環保。

為了滿足生物醫學領域和微電子領域對材料的要求和簡單、溫和、高效合成精確分子量的聚合物的要求，本發明從實際的需求中去發現問題和解決問題，提出了一種方酰胺加堿金屬醇鹽所形成的離子型酸堿共軛催化體系。該體系中，方酰胺是一種具有芳香性的四元環剛性骨架的有機物，既能作為氫鍵的供體,又能作為氫鍵的受體,是一類優良的氫鍵給受體單元，并且具有一定的酸性(結構如Ⅰ所示)。堿金屬醇鹽是一種相對溫和的堿，是一類優良的氫鍵受體單元，并且具有一定的堿性。在該催化體系中，堿金屬醇鹽拔掉方酰胺氮氫上的一個氫，形成一種離子型酸堿共催化體系。

該催化體系具有明顯的優勢，催化開環聚合所得到的聚合物具有轉化率高，分子量分布窄的特點。此外，體系中所用到的堿金屬醇鹽價格低廉可以適用于工業大規模應用。此外，堿金屬醇鹽拔質子后生成的醇類相對毒性較低，并且工業上可以通過簡單的蒸餾除去，其游離出來的堿金屬正離子，又可以和失質子后的方酰胺陰離子通過離子間作用力結合使得整個催化體系更加穩定。

實現上述目的的技術方案如下：

一種聚酯的制備方法，在引發劑存在下，采用式I所示的方酰胺衍生物和式II所示的堿金屬醇鹽組成的催化體系催化環狀酯單體開環聚合，得到聚酯類化合物：

R₁和R₂選自H、具有1～10個碳原子的直鏈或支鏈烷基、苯基、3-6個碳原子的環烷基、單取代或雙取代苯基中相同或不同結構；此處的“相同或不同”指的是R₁和R₂可以是相同結構，也可以是不同的結構，兩者均選自：“1～10個碳原子的直鏈或支鏈烷基、苯基、3-6個碳原子的環烷基、單取代或雙取代苯基”。