[发明专利]salen铟催化剂及其制备和使用方法

说明书

交叉引用

本申请要求2012年3月13日提交的美国临时专利申请号61/610,057的优先权，其整个内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及salen铟络合物。更具体地，本发明涉及可用作催化剂(例如，在开环聚合中，诸如在丙交酯的立体选择性聚合中以产生全同立构地富集的聚乳酸)的salen铟络合物。

背景技术

聚乳酸或聚丙交酯通常被称作PLA，是一种商业上重要的可生物降解的聚酯，其由于它的生物相容性和生物可降解性而具有许多潜在的医学应用、农业应用和包装应用。关于环境影响的担忧和基于石油的聚合物的日益增加的成本已经更新了从天然产物衍生出的聚合物(诸如PLA)的兴趣。

PLA是由6元环状酯丙交酯的开环聚合(ROP)产生(Dechy-Cabaret，O.；Martin-Vaca，B.；Bourissou，D.Chem.Rev.2004，104，6147-6176.；Gupta，B.；Revagade，N.；Hilborn，J.Prog.Poly.Sci.2007，32，455-482.；Oh，J.K.Soft Matter 2011，7，5096-5108.)。乳酸(LA)通过发酵玉米和其它农业产品而以手性和外消旋形式产生。丙交酯是乳酸的环状二酯，并通过乳酸的脱水而制备。当从外消旋的乳酸制备丙交酯时，产生的3种异构体是R-丙交酯(D-丙交酯)、S-丙交酯(L-丙交酯)和内消旋-丙交酯。外消旋-丙交酯是R-丙交酯和S-丙交酯的50∶50混合物。

PLA的立体化学至少部分地决定了它们的机械性能、物理性能和热性能以及它们的降解速率。PLA的整体性能、特别是它们的熔点在本质上与聚合物微结构关联。聚(R-乳酸)和聚(S-乳酸)都是具有约180℃的熔点的结晶性聚合物，而从RS-丙交酯的聚合产生的无规PLA是不具有熔点的无定形聚合物。控制聚合物立构规整度的能力可以对最终聚合物的性能和应用具有巨大影响(Dijkstra，P.J.；Du，H.Z.；Feijen，J.Polym.Chem.2011，2，520-527；Buffet，J.C.；Okuda，J.Polym.Chem.2011，2，2758-2763；Thomas，C.M.Chem.Soc.Rev.2010，39，165-173；Stanford，M.J.；Dove，A.P.Chem.Soc.Rev.2010，39，486-494)。

仅从L-丙交酯衍生出的全同立构PLA(P_m＝0.8，其中P_m是在聚合物中发现一对具有相同立体化学的邻近结构单元的概率)具有178℃的熔点，而迄今为止通过链末端控制制备的所有杂同立构聚合物都是无定形的(Buffet，J.C.；Okuda，J.Polym.Chem.2011，2，2758-2763；Fukushima，K.；Kimura，Y.Polym.Int.2006，55，626-642)。使用选择性的手性铝salen络合物从外消旋-LA制备的立构嵌段共聚物可以具有适当地超过200℃的熔点，从而显示立体选择性的ROP催化剂的能力(Fukushima，K.；Kimura，Y.Polym.Int.2006，55，626-642)。