[发明专利]一种含有吡咯基团的手性铝配合物及其制备方法和聚乳酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，特别涉及一种含有吡咯基团的手性铝配合物及其制备方法和聚乳酸的制备方法。

背景技术

聚乳酸(也叫聚丙交酯)是一种化学或生物手段制备的环境友好型高分子材料，最突出的优点是其生物可降解性，使用完废弃后，其二氧化碳排放量与传统普通塑料相比可减少60％以上，因此它在产品包装、生物医疗及制药工业领域中有着相当广泛的应用前景。本发明中的原料可以来自于代替石油来源的可再生资源如玉米和甜菜，制备的聚乳酸下游产品可以是可降解塑料(代替传统聚乙烯等不可降解塑料，有利于保护环境)，临床骨钉，缓释药物，组织工程支架及手术缝合线等等。合成聚乳酸一般采取两种聚合反应方式来完成，即丙交酯(乳酸的环状二聚体)开环聚合反应和乳酸直接聚合反应。其中，高分子量的聚乳酸仅能通过利用丙交酯开环聚合反应的方式来得到，目前有一些文献及专利报道了丙交酯开环聚合制备聚乳酸，譬如专利公开号为5235031和5357034的两份美国专利。

丙交酯存在三种立体异构体：左旋丙交酯(LLA)，右旋丙交酯(DLA)和内消旋丙交酯，其分子式图如下：

聚丙交酯的立体构型对聚合物的机械性能、力学性能以及降解性能具有决定性的作用。一般，丙交酯开环聚合所用的催化剂为一些锡类化合物，如氯化锡和辛酸亚锡。在锡类化合物催化下，光学纯的左旋丙交酯(L-LA)，右旋丙交酯(D-LA)分别开环聚合分别得到等规立构的聚左旋丙交酯以及聚右旋丙交酯，两种聚丙交酯均为熔点较低的结晶性聚合物。然而外消旋丙交酯在锡类化合物或异丙醇铝催化下开环聚合得到的是非结晶性无规聚丙交酯。与非晶性聚丙交酯相对比，结晶性聚丙交酯的使用温度范围较宽，接近熔融温度。因此需要开发一类对外消旋丙交酯聚合有立体选择性的开环聚合催化剂，催化外消旋丙交酯聚合而获得结晶性聚乳酸。

截至现在，关于丙交酯立体选择性开环聚合的催化剂有一些报道，如Spassky等报道的含氮铝催化剂(Salbinap)AlOMe是由一分子2,2'-二氨基-1,1'-联二萘与两分子水杨醛缩合得到配体，然后由一分子配体与一分子异丙醇铝反应制得；Tolman等报道的基于卡宾配体锌催化剂，是一分子NCN卡宾配体一分子二乙基锌反应完，再与一分子苄醇反应制得。但是所报道的催化剂催化丙交酯开环聚合反应的活性(单体转化率31～82％)和立体选择性(59～70％)均较低。现有技术中还未出现利用外消旋的1,2-环己二胺或手性1,2-环己二胺酒石酸盐与吡咯衍生物反应制备含有吡咯基团的手性铝配合物的报道。

发明内容

鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种含有吡咯基团的手性铝配合物及其制备方法和聚乳酸的制备方法，该手性铝配合物催化聚乳酸合成具有较高的反应活性和很高选择性。

本发明提供了一种含有吡咯基团的手性铝配合物，如式(I)所示：

式(I)中，R为-CH₃、-CH₂CH₃、-OCH₃、-OCH₂CH₃、-OCH₂CH₂CH₃、-OCH(CH₃)₂或-OCH₂Ph，其中Ph为芳香烃基；

R₁、R₂和R₃独立地选自-H、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH(CH₃)₂、-C(CH₃)₃、-(CH₂)₃CH₃、-F、-Cl、-Br、-NO₂、-Si((CH₂)₃CH₃)₃、-Si(Ph)₂C(CH₃)₃、-Si(CH(CH₃)₂)₃、-SiPh₃、-Si(CH₂CH₃)₃、-Si(CH₃)₃或金刚烷基，其中Ph为芳香烃基；