[发明专利]一种呋喃类缩水甘油醚或酯-环氧丙烷-CO2共聚物及制备方法

权利要求书

1、一种呋喃类缩水甘油醚或酯-环氧丙烷-二氧化碳三元共聚物，其特征在于，其是呋喃类缩水甘油醚或酯、环氧丙烷、二氧化碳在稀土三元催化剂的作用下聚合而成；

所述的呋喃类缩水甘油醚为：呋喃甲基缩水甘油醚、5-甲基呋喃甲基缩水甘油醚或四氢呋喃甲基缩水甘油醚；其结构式为1，2：

结构式1为：                 结构式2为：

式1中，R为H或CH₃，

；

所述的呋喃类缩水甘油酯为：呋喃甲酸缩水甘油酯、5-甲基呋喃甲酸缩水甘油酯或四氢呋喃甲酸缩水甘油酯；其结构式为3，4：

结构式3为：                    结构式4为：

式3中，R为H或CH₃；

所述的共聚物结构式如下：结构式5为呋喃甲基缩水甘油醚—环氧丙烷—CO₂共聚物或5—甲基呋喃甲基缩水甘油醚—环氧丙烷—CO₂共聚物，结构式6为呋喃甲基缩水甘油酯—环氧丙烷—CO₂共聚物或5—甲基呋喃甲基缩水甘油酯—环氧丙烷—CO₂共聚物，结构式7为四氢呋喃甲基缩水甘油醚—环氧丙烷—CO₂共聚物，结构式8为四氢呋喃甲基缩水甘油酯—环氧丙烷—CO₂共聚物；

结构式5为：                    结构式6为：

式5中，R为H或CH₃，          式6中，R为H或CH₃；

结构式7为：                         结构式8为；

2、如权利要求1所述的一种呋喃类缩水甘油醚或酯-环氧丙烷-二氧化碳三元共聚物的制备方法，其特征在于步骤和条件如下：

稀土三元催化剂为三氯醋酸钇、二乙基锌、丙三醇和溶剂1，3—二氧杂戊烷组成；其中，三氯醋酸钇：二乙基锌：丙三醇的mol比为1：20：10，溶剂1，3—二氧杂戊烷的用量是使二乙基锌的mol浓度为0.5×10^-3mol/ml；

所述的呋喃类缩水甘油醚的合成：由呋喃类甲醇与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下，以四叔丁基硫酸氢铵为相转移催化剂合成得到；其中呋喃类甲醇mol：环氧氯丙烷mol：氢氧化钠的mol为1：1.5-4：1.5-6，呋喃甲醇和四叔丁基硫酸氢铵的重量比为98：2；在装有电动搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的三口容器中，按配比，先加入环氧氯丙烷、氢氧化钠和四叔丁基硫酸氢铵，然后在搅拌下从恒压滴液漏斗中以每分钟6mL的滴加速度加入呋喃类甲醇，搅拌速度为300～500rpm，反应温度用循环水控制在15-20℃，反应共进行3—6小时，反应结束后，反应液用蒸馏水洗涤至中性，得到的有机相加入无水硫酸镁干燥剂干燥24小时，每20mL有机相加入1.5—2g无水硫酸镁，干燥后的有机相过滤除去无水硫酸镁，所得有机相减压蒸馏，压力为2.0Kpa，清除未反应的环氧氯丙烷，得呋喃类缩水甘油醚粗产物，粗产物精馏收集压力为1.5KPa的恒定温度下的馏分，得到呋喃类缩水甘油醚；

所述的呋喃类甲酸缩水甘油酯的制备：

1)呋喃类甲酸钠的合成

将氢氧化钠和蒸馏水加入三口容器中，氢氧化钠mol：蒸馏水mL为1：20-60然后将呋喃类甲酸和纯度为99.5％的乙醇通过恒压滴液漏斗在300～500rpm强力搅拌下以6mL/min的速度滴入上述三口容器中，呋喃类甲酸mol/乙醇mL为1：50-100，氢氧化钠mol：呋喃类甲酸mol为1：1-2，反应温度为20-40℃，反应时间为3—6小时，反应停止后，蒸馏除去乙醇和水，所得白色固体用丙酮洗涤3次，每次丙酮用量是呋喃甲酸mol：丙酮mL为1.0：100，终产物在70℃下真空干燥至恒重，得呋喃类甲酸钠；

2)呋喃类甲酸缩水甘油酯的合成

将呋喃类甲酸钠和环氧氯丙烷、四叔丁基硫酸氢铵加入装有球型冷凝管的三口容器中，呋喃类甲酸钠mol/环氧氯丙烷mol/四叔丁基硫酸氢铵mol为1：3-6：0.01-0.03，用油浴加热，控制三口容器中温度为80—95℃，反应时间为2-3.5小时，反应结束后，将反应液用布氏漏斗过滤，蒸馏除去滤液中未反应的环氧氯丙烷，得呋喃甲酸酯粗产物，粗产物精馏收集压力为1.5KPa的恒定温度下的馏分，得到呋喃类甲酸缩水甘油酯；

呋喃类缩水甘油醚或呋喃类缩水甘油酯-环氧丙烷-二氧化碳三元共聚物的制备：

将稀土三元催化剂、呋喃类缩水甘油醚或呋喃类缩水甘油酯、环氧丙烷，其中稀土三元催化剂中二乙基锌mol：呋喃类缩水甘油醚或酯加环氧丙烷mL为0.01：100，呋喃类缩水甘油醚或呋喃类缩水甘油酯mol：环氧丙烷mol为1：10-25，加入经在80℃，在抽空为20～40Pa条件下充CO₂处理2小时(充CO₂10次)，并冷至室温的500ml高压釜内，然后迅速通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线通入二氧化碳使釜内压力达到3.5-4.5Mpa，聚合反应温度为60-90℃，反应时间为6-12小时，反应结束后，排出剩余二氧化碳，并向釜内加入蒸馏水使聚合反应终止，釜内沉淀物先用二氯甲烷溶解，然后用1wt％稀盐酸/乙醇溶液使共聚物全部沉出，沉出的共聚物用95％乙醇洗至中性，室温下真空干燥至恒重，得到呋喃类缩水甘油醚或酯-环氧丙烷-二氧化碳三元共聚物。