[發(fā)明專利]一種聚2-芐基己內(nèi)酯的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210154091.9
• 申請(qǐng)日: 2022-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN114437320A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇家豐;孫洪廣;周先悅;彭增平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G63/08
• 分類號(hào): C08G63/08;C08G63/83;C08G63/87;C07D313/04
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所 11399
• 代理人: 李建華

本發(fā)明公開了一種聚2?芐基己內(nèi)酯的制備方法。將ε?己內(nèi)酯在低溫和催化劑的作用下完成取代，在加熱條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚2?芐基己內(nèi)酯，實(shí)現(xiàn)聚ε?己內(nèi)酯的手性取代。聚合得到的聚2?芐基己內(nèi)酯相較與聚己內(nèi)酯具有更好的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，極大擴(kuò)展了聚2?芐基己內(nèi)酯產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚2-芐基己內(nèi)酯的制備方法，屬于取代環(huán)內(nèi)酯技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

20世紀(jì)最重要的成就之一就是石油類化合物的發(fā)展，給我們帶來了充沛而便宜的化工產(chǎn)品。在過去80年的發(fā)展中得到了一系列便宜、制備過程簡(jiǎn)單、物理機(jī)械性能優(yōu)異且技術(shù)成熟的石油類化合物，這些化合物被廣泛的應(yīng)用于衣服、餐具、醫(yī)療器械、電子產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施中。但是這些材料的廣泛應(yīng)用也帶來了一系列的麻煩和環(huán)境問題，例如現(xiàn)在備受關(guān)注的“白色污染”問題就是由石油類化合物塑料造成的。而且現(xiàn)在這些塑料的用量還在不斷增加，從1950年的165萬噸到2019年的4億噸，可見用量增加之快和現(xiàn)在用量之多。而石油類資源是有限且不可再生的，所以21世紀(jì)科學(xué)研究最主要的目標(biāo)之一就是可持續(xù)發(fā)展。隨著石油資源的枯竭及其波動(dòng)，石油類原料價(jià)格不斷變化，而越來越嚴(yán)格的環(huán)保法是可預(yù)見且馬上要面臨事實(shí)，這是產(chǎn)品商業(yè)化不可逾越的紅線，使能工業(yè)化制備能夠循環(huán)利用的塑料成為當(dāng)前工業(yè)面臨的重要問題。脂肪族聚酯類的生物質(zhì)材料作為石油衍生材料完美的替代品，可由大氣中可用的二氧化碳、水和陽光通過生物光合作用產(chǎn)生的，已被用于生產(chǎn)燃料和精細(xì)化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)碳排放量為零的目標(biāo)。而聚酯材料由于其生物相容性和降解性，尤其是聚ε-己內(nèi)酯材料，其廣泛用于包裝材料、3D打印行業(yè)、生物醫(yī)藥領(lǐng)域和組織工程，因此得到了全世界的越來越多的關(guān)注。但是聚ε-己內(nèi)酯材料因其較低的熔融溫度和熱穩(wěn)定性限制了其應(yīng)用范圍，要想從根本上解決這個(gè)問題，本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)需要從它的分子結(jié)構(gòu)入手；可以通過改變其取代基來進(jìn)一步提升聚ε-己內(nèi)酯的力學(xué)性能和生物相容性。

為了進(jìn)一步提高其性能，人們研究并獲得了主鏈上取代基不同的多種聚氯化碳，并表現(xiàn)出獨(dú)特的性能。然而，手性中心在聚合物鏈中的絕對(duì)構(gòu)型并沒有像手性小分子那樣受到重視，而手性小分子對(duì)聚合物的力學(xué)性能和生物相容性有很大的潛在影響。因此我們決定從ε-己內(nèi)酯的手性取代入手，通過不對(duì)稱拆分聚合完成ε-己內(nèi)酯的手性聚合，最終合成具有手性中心的聚ε-己內(nèi)酯。

關(guān)于不同取代聚ε-己內(nèi)酯的合成，目前還很少有人通過手性來調(diào)控聚ε-己內(nèi)酯的力學(xué)性能和生物相容性。本發(fā)明利用芐基取代基來增強(qiáng)聚ε-己內(nèi)酯鏈的剛性從而提升其熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。只要解決了限制了聚ε-己內(nèi)酯應(yīng)用范圍以及應(yīng)用潛力的熔融溫度問題，聚ε-己內(nèi)酯的實(shí)用性將更值得期待。

由此可見，本發(fā)明通過對(duì)聚ε-己內(nèi)酯的側(cè)基取代來增加聚ε-己內(nèi)酯的熔融溫度和力學(xué)性能對(duì)聚ε-己內(nèi)酯的進(jìn)一步應(yīng)用的重要性，這對(duì)完成可降解塑料進(jìn)一步替代聚烯烴類塑料在人類社會(huì)中的應(yīng)用也有著重要意義，同時(shí)可以促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種聚2-芐基己內(nèi)酯的制備方法。將ε-己內(nèi)酯在低溫和催化劑的作用下完成取代，在加熱條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚2-芐基己內(nèi)酯，實(shí)現(xiàn)聚ε-己內(nèi)酯的手性取代。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種聚2-芐基己內(nèi)酯的制備方法，該方法包括以下步驟：在低溫條件下，在金屬或者手性磷酸催化劑催化條件下，將ε-己內(nèi)酯進(jìn)行取代反應(yīng)生成2-BnCL；在加熱條件下，在金屬或手性磷酸催化劑催化條件下，完成聚2-芐基己內(nèi)酯的聚合，實(shí)現(xiàn)聚ε-己內(nèi)酯的手性取代。

優(yōu)選地，所述ε-己內(nèi)酯和取代后的2-芐基己內(nèi)酯是純凈的單體。

優(yōu)選地，所述聚合反應(yīng)需要在溶劑中進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述溶劑優(yōu)選是正己烷、四氫呋喃和甲苯中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述聚2-芐基己內(nèi)酯的數(shù)均分子量為10²–10⁵g/mol。