[发明专利]杂环取代双齿胺基配体铝络合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类杂环取代双齿胺基配体铝金属络合物，以及其在催化内酯开环聚合中的应用。

背景技术

环状内酯类化合物，其中较为重要的有ε-己内酯(ε-CL)与丙交酯(LA)等，可以在催化剂的作用下开环聚合得到聚内酯化合物，这也是制备聚内酯材料的重要方法。随社会的发展，人们对材料的环保性能的要求也日益提高。由于聚内酯类材料具有优良的生物降解性能，以及优良的生物兼容性、可塑性、良好的机械加工性能，被视为最有应用前景的材料。在包装材料、医药卫生、医疗器械、以及服装等领域都具有非常巨大的应用潜力。

聚己内酯与聚丙交酯是聚内酯材料中最为重要的两类，它们均具有其他材料不可替代的性能。聚己内酯由于具有较好的药物穿透性、较好的输水性、体内降解较慢，是十分理想的体内植入材料。丙交酯的原料来自乳酸，所以丙交酯可以由植物资源得到，对解决化石资源日趋紧张的局面有着重要的意义。研究表明多种金属的金属有机化合物均表现出了较高的催化内酯化合物开环聚合活性(Coord.Chem.Rev.2006，250，602-626)。金属铝原子由于具有较强的Lewis酸性，所以研究相对较多。2003年，Hillmyer小组报道了含氮爪形配体的铝烷氧基络合物，对ε-己内酯的开环聚合表现出了较高的催化作用(Daton Trans.，2003，3082-3087)。2007年，Dagorne小组报道了取代苄基苯胺类配体的铝甲基络合物，与异丙醇作用生成的烷氧基铝可以高活性催化ε-己内酯聚合，并且所得聚合物的分子量分布较窄(Chem.Eur.J.，2007，13，3202-3217)。2010年，Mountford等报道了含氮配位原子的双齿及爪形结构配体的铝乙基络合物对丙交酯开环聚合显示了催化活性，在催化过程具有活性聚合的特征，但是研究发现该类催化剂在没有醇引发时，催化活性很低。2010年，Fontaine等研究了环己基桥连三齿氮原子配体的甲基铝络合物对己内酯以及丙交酯的催化活性，研究表明催化剂在不加醇的条件下，对催化己内酯表现出了催化活性，但所得聚合物分子量分布较宽(2.91-2.03)；加入苄醇后催化活性有了明显的提高，对分子量分布(1.87)的可控性也有了较明显的改善。

近年研究表明胺基铝络合物，在催化ε-己内酯与丙交酯开环聚合方面，具有较高的催化聚合活性，对聚合产物的分子量与结构具有可控性，是很具有研究发展潜力的。

现在包括金属铝催化剂在内的金属有机内酯开环聚合催化剂面临的问题是，要与催化剂同时加入成当量比的醇类化合物，催化剂才可以表现出较高的活性与催化可控性。由于对加入醇的量的精确度有了较高的要求限制，这给工业生产带来了较大的困难。开发出具有高催化活性以及催化可控性，并且合成简便、成本较低、便于工业操作的催化剂是十分必要的。

发明内容

本发明的目的之一是公开一类杂环取代双齿胺基配体的铝络合物，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明的目的之二是公开一类杂环取代双齿胺基配体铝络合物的制备方法。

本发明的目的之三是公开一类杂环取代双齿胺基配体铝络合物作为催化剂在催化丙交酯与ε-己内酯开环聚合中的作用。

本发明的技术构思：

由金属络合物催化环酯类化合物开环聚合的方法，是生产聚酯类化合物的重要方法之一。现在面临的主要问题是由于催化剂的引发不够完全而造成的催化剂活性低、分子量分布宽等问题。为解决这个问题普遍采用的方法是在催化体系中加入与催化剂成整数当量的醇类化合物，例如异丙醇、苄醇等，使醇类化合物与催化剂生成易催化环酯类化合物开环的金属烷氧键，从而使原来较为惰性的催化剂形成具有高效、单一的活性中心。但许多氮配体的金属络合物在与外加的醇类化合物反应生成烷氧键的同时也可能会使络合物分解，导致配体解离，失去可控性。另外醇类化合物要与催化剂成等当量比加入时，体系中催化活性中心才比较单一，催化效果才最好。这就对操作提出了较高的要求。主要针对上述问题，我们设计了该系列新型杂环取代双齿胺基配体的铝络合物。希望利用胺基氮原子配位性质的可调性，得到不需加入其他引发剂、能直接引发内酯单体可控聚合的催化剂，以适应制备分子量可控、分子量分布狭窄的聚合物的需要。

本发明提供的杂环取代双齿胺基配体化合物(I)，及其铝络合物(II)，其特征在于具有以下结构通式：

式(I)、(II)中：