[发明专利]四齿胺亚胺铝催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法和应用，具体的来讲，涉及一种四齿胺亚胺铝金属化合物催化剂及其制备方法以及其作为丙交酯聚合催化剂的应用。

背景技术

聚丙交酯由于具有良好的生物降解性、其在纺织、包装材料等领域有着广泛的应用；由于其具有优秀的生物相容性，它在药物控释、外科缝合线、骨折内固定材料等方面得到广泛的研究。作为可降解高分子材料在生理环境下自行降解、崩溃或代谢，进而被生物体吸收或派出体外。因此当其作手术缝合时，术后无需再行拆线；用作骨内固定材料（如钉、棒等）时，不但无须进行二次手术，减少病人的痛苦，简化手术程序，提高治疗效果；被用作药物载体时，可以通过控制降解速率来调节药物释放速率；用作组织工程支架材料时，随着细胞的繁殖、组织的生长和器官的逐渐形成，支架材料随之降解和被吸收，排出体外，从而达到修复器官功能衰竭和组织缺陷的目的，在医学领域中受到越来越多的重视。

高分子量的聚丙交酯材料多是通过丙交酯的开环聚合得到，普遍采用的催化剂有异丙醇铝、辛酸亚锡以及稀土环氧化物等。最为被广泛使用的是辛酸亚锡，它的特点是可以得到产率高和分子量高及光学纯度好的聚酯材料，其缺点是反应活性不是很高，反应时间要求比较长，反应需要在较高的温度下进行。其他两种催化剂也存在一定的缺点，限制聚合反应的进行，因此寻找更加适合开环反应的催化剂非常有意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供了一种四齿胺亚胺铝催化剂，该催化剂稳定性好、催化活性高、特别适合催化L-丙交酯聚合。

本发明还提供了该催化剂的制备方法，其操作简单，便于实施。

本发明还提供了该催化剂在丙交酯聚合反应中的应用，其反应速率很快，反应温度低，反应时间短。

本发明技术方案如下：

一种四齿胺亚胺铝催化剂，其特征是：其结构式如下式（Ⅰ）所示，式中Ar为芳基，

。

上述催化剂中，Ar为苯基或带有取代基的苯基，其中苯基中的取代基可以选自烷基或烷氧基，取代基的个数为1-2个。

上述催化剂中，优选的，Ar为2，6-二异丙基苯基、2，6-二乙基苯基、2，6-二甲基苯基、2-甲基苯基、4-甲基苯基、苯基或4-甲氧基苯基。

本发明还提供了四齿胺亚胺铝催化剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：将四齿胺亚胺配体(II)加入有机溶剂中，然后在-40～0℃下加入三甲基铝，加完后使反应液自然升至室温，然后将反应液在室温～150℃下反应0.1～72小时，反应完后过滤反应液，滤液蒸去溶剂得粗产品，粗产品重结晶得四齿胺亚胺铝催化剂。

反应式如下：

上述制备方法中，所用的四齿胺亚胺配体具有下具有下式（Ⅱ）的结构式，的结构式，其制备方法已经在已有文献（姚伟，胺亚胺金属配合物的合成，表征及催化性能的研究，中国博士学位论文全文数据库）中有过报道，在此不再详述。式（Ⅱ）中， Ar为苯基或带有取代基的苯基，其中苯基中的取代基可以选自烷基或烷氧基，取代基的个数为1-2个，Ar优选为2，6-二异丙基苯基、2，6-二乙基苯基、2，6-二甲基苯基、2-甲基苯基、4-甲基苯基、苯基或4-甲氧基苯基。

上述制备方法中，所述有机溶剂为C1～C10的饱和烷烃或饱和芳香烃有机溶剂，优选为己烷、甲苯或二甲苯，有机溶剂用量应为反应原料总质量的5～50倍。

上述制备方法中，优选的，反应时间为2～24小时。

上述制备方法中，重结晶所用溶剂优选为己烷，反应在惰性气体保护下进行。

本发明还提供了上述四齿胺亚胺铝催化剂的应用，其特征是：用于丙交酯开环聚合反应的催化剂。

上述应用中，具体的步骤为：开环聚合反应在无水无氧和惰性气体保护下进行，反应时，将四齿胺亚胺铝催化剂、有机溶剂、醇助催化剂和L-丙交酯混合，然后进行聚合开环反应，反应后将产物进行处理得聚丙交酯。

上述开环聚合反应中，反应所用有机溶剂为甲苯、四氢呋喃，二氯甲烷或二甲苯，优选甲苯。

上述开环聚合反应中，醇助催化剂为苄醇或异丙醇。

上述开环聚合反应中，L-丙交酯与四齿胺亚胺铝催化剂的质量比为30～5000：1，醇助催化剂与四齿胺亚胺铝催化剂中的铝元素的摩尔比为0.5～5：1。

上述开环聚合反应中，聚合反应温度为20～150℃，时间为5-1440分钟。