[發(fā)明專利]一種催化劑及其制備方法和應用

在審

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• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115873029A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 范培鑫;劉順杰;王獻紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C07F5/06
• 分類號: C07F5/06;C07F5/02;C08G64/34;C08G65/06;C08G63/42;C08G63/84;C08G63/87
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 高勇

本發(fā)明涉及催化劑制備技術領域，具體是一種催化劑及其制備方法和應用。本發(fā)明提供的催化劑為空間限域型催化劑，其中空間限域型催化劑的兩個活性中心為面對面結(jié)構(gòu)，間距較近，兩個活性中心協(xié)同作用增強；該空間限域型催化劑可減少昂貴的助催化劑用量，降低成本；該空間限域型催化劑在催化二氧化碳/環(huán)氧化物共聚制備聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯醚等高分子材料中表現(xiàn)出高聚合物選擇性、高活性以及聚合物分子量可調(diào)控等特點；該空間限域型催化劑可選擇性的與鏈轉(zhuǎn)移劑一同使用，且在制備超低分子量聚碳酸酯醚多元醇中表現(xiàn)出較強的質(zhì)子耐受性。

技術領域

本發(fā)明涉及催化劑制備技術領域，具體是一種催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

在催化劑的發(fā)展歷程中，雙活性中心的催化劑由于活性中心之間的協(xié)同作用往往表現(xiàn)出比單活性中心催化劑更卓越的反應性能，如更高的反應活性、高聚合物選擇性、高聚合物分子量等。在制備聚醚、聚酯、聚碳酸酯等高分子材料時，目前所設計的雙活性中心催化劑在共聚反應中的表現(xiàn)并不理想，存在著活性提升不高、聚合物選擇性較低，分子量不高等問題。

如通過柔性烷基鏈連接兩個金屬Salen配合物或金屬卟啉配合物，活性中心自由度過高，在聚合反應中僅得到1.5倍聚合活性提升，且聚合物分子量沒有明顯增加；通過剛性linker(苯環(huán)等)連接兩個活性中心，明顯抑制活性中心之間的協(xié)同作用，在二氧化碳/環(huán)氧化物共聚反應中只能得到環(huán)狀碳酸酯等副產(chǎn)物。

此外，制備超低分子量聚碳酸酯醚多元醇時通常要加入大量鏈轉(zhuǎn)移劑，而目前催化劑的質(zhì)子耐受性不強，在高濃度羥基、羧基等活潑質(zhì)子存在下，由于不可逆的配位作用使得催化劑失活，進而聚合反應不可控，超低分子量聚碳酸酯醚多元醇難以合成。

因此，如何進一步提高雙活性中心催化體系的反應活性、聚合物選擇性、聚合物分子量以及催化劑的質(zhì)子耐受性是目前本領域的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種催化劑及其制備方法和應用，本發(fā)明提供的催化劑的質(zhì)子耐受性高，用于制備聚醚、聚酯、聚碳酸酯或聚碳酸酯醚具有高的反應活性和聚合物選擇性，聚合物分子量可調(diào)控。

本發(fā)明提供了一種催化劑，其特征在于，其結(jié)構(gòu)為：G1-L1-AR-L2-G2；

所述AR選自取代或未取代的C₆～C₄₀芳基；

所述L1和所述L2獨立地選自式(a)～式(c)所示結(jié)構(gòu)的基團中的任一種；

其中，所述R_a～R_f獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的脂肪族基團、取代的雜脂肪族基團中的任一種；所述m、n和p獨立地為1～10中的整數(shù)；

所述G1和所述G2獨立地選自式(d)～式(f)所示結(jié)構(gòu)的基團中的任一種；

其中，所述R₁～R₂₄獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的脂肪族基團、取代的雜脂肪族基團、取代或未取代的芳基、取代的雜芳基中的任一種；

所述M₁和M₂獨立地選自鎂、鋁、鋅、鉻、錳、鐵、鈷、鈦、釔、鎳或釕；

所述Y₁和Y₂獨立地選自-ClO₄、-Cl、-OCH₂CH₃、-CH₂CH₃或-OOCCH₃；