[发明专利]二氧化碳/环氧化物交替共聚中分子量和链形状的精确控制及由此制备低分子量聚(碳酸亚烷基酯)

说明书

技术领域

本发明涉及一种在使用包含由含有季铵盐的Salen型配体合成的三价金属络合物的催化剂进行制备二氧化碳和环氧化物的交替共聚物的过程时，使用具有醇或羧酸官能团的化合物作为链转移剂来精确地控制聚合物的分子量和链形状的方法，和由此制备的低分子量聚(碳酸亚烷基酯)。

背景技术

聚(碳酸亚烷基酯)是容易生物降解的聚合物，并可用作包装或涂布材料的示例性实例。由环氧化合物和二氧化碳制备聚(碳酸亚烷基酯)是非常环境友好的，因为不使用有毒的光气，并且二氧化碳可以廉价地获得。

自二十世纪60年代以来，许多研究人员已经开发了许多种用于由环氧化合物与二氧化碳生产聚(碳酸亚烷基酯)的催化剂。近来，本发明人已公开了一种由含有季铵盐的Salen[H₂Salen=N,N’-双(3,5-二烷基亚水杨基)-1,2-亚乙基二胺]型配体合成的具有高活性和高选择性的催化剂[Bun-Yeoul Lee,韩国专利号10-0853358(发布日：2008.08.13)；Bun-Yeoul Lee,Sujith S,Eun-Kyung Noh,Jae-Ki Min,韩国专利申请号10-2008-0015454(递交日：2008.02.20)；Bun-Yeoul Lee,Sujith S,Eun-Kyung Noh,Jae-Ki Min,PCT/KR2008/002453(递交日：2008.04.30)；Eun-Kyung Noh,Sung-Jae Na,Sujith S,Sang-Wook Kim,and Bun-Yeoul Lee J.Am.Chem.Soc.2007,129,8082-8083(2007.07.04)；Sujith S,Jae-Ki Min,Jong-Eon Seong,Sung-Jae Na,and Bun-Yeoul Lee,Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,7306-7309(2008.09.08)]。本发明人公开的催化剂是高度活性和高选择性的，并且能使具有高分子量的共聚物的制备和聚合甚至在高温下也可进行，由此可适用于商业化生产过程。此外，该催化剂存在优点，因为配体中包含季铵盐，由此催化剂可以容易地与由二氧化碳和环氧化物获得的共聚物分离，并被再次使用。

此外，本发明人已经仔细地检验过在上述专利的催化剂基团中具有较高活性和较高选择性的催化剂，因而已经证明这种催化剂具有独特结构，该独特结构中Salen配体的氮原子未配位，而只有氧原子与金属配位，这是至今尚未为人所知的(参见以下结构1，Sung-Jae Na,Sujith S,Anish Cyriac,Bo-Eun Kim,Jina Yoo,Youn K.Kang,Su-Jung Han,Chongmok Lee,and Bun-Yeoul Lee“Elucidation of the Structure of AHighly Active Catalytic System for CO₂/Epoxide Copolymerization:A Salen-CobaltateComplex of An Unusual Binding Mode”Inorg.Chem.2009,48,10455–10465)。

2,4-dinitrophenolate=2,4-硝基酚盐

此外，容易地合成结构1的化合物的配体的方法也已得到开发(Min,J.;Seong,J.E.;Na,S.J.;Cyriac,A.;Lee,B.Y.Bull.Korean Chem.Soc.2009,30,745-748)。

高分子量聚(碳酸亚烷基酯)可以使用结构1的化合物作为高活性催化剂而经济地制备。但是，由于聚(碳酸亚烷基酯)具有低玻璃化转变温度(在由氧化丙烯与二氧化碳制备的聚(碳酸亚烷基酯)的情形中为40℃)并且具有不充分的机械强度，因此对可由其开发的应用施加了预定的限制。