[发明专利]含水杨醛基的手性非对称氮氧配体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含水杨醛基的手性非对称氮氧配体及其制备方法和应用。该配体可以N、N、O、O四齿配位，能与三甲基铝络合形成配合物。本发明配体结构特殊，制备方法简单，形成的铝配合物可以作为环内酯开环聚合反应的催化剂，该催化剂催化活性高，立体选择性高，反应速率很快，聚合反应操作简单，且可以可控的得到不同分子量的产物，选择性广，有良好的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种四齿氮氧配体及其制备方法和应用，具体涉及一种含水杨醛基的手性非对称氮氧配体及其制备方法和作为环内酯开环聚合的催化剂的配体的应用。

背景技术

在石油作为不可再生资源面临枯竭的现状下，依赖石油原料的高分子材料的快速发展受到很大制约。高分子聚合材料难以降解，大量的高分子聚合材料废弃物长期积存在现实生活中对人类生存环境造成的污染也逐渐加重。传统高分子材料面临能源危机及环境污染的两大难题，寻找代替石油的可再生资源，开发环境友好型、可生物降解型的新材料成为未来高分子聚合材料发展的趋势。

聚酯为生物可降解型的绿色环保型的高分子材料，其作为石油产品的替代物越来越受到人们的关注。在自然生活环境中，废弃的聚内酯材料能被土壤中的微生物彻底的分解成水和二氧化碳，环保并且可再生。因为聚酯无毒、无刺激性，且具有良好的生物相容性，因此被广泛应用于医学和环保领域，例如手术缝合线、包装、药物控制释放和组织工程支架等。聚内酯优良的生物相容性、生物降解性以及可持续发展利用的性能，使其已经成为21世纪最具有发展前景的高分子材料。

便捷的的合成聚酯的方法是环内酯的开环聚合法，这种合成方法的优点是：聚合的可控性、较窄的分子量分布、可形成共聚聚合物。目前常用的催化剂多是配体和金属形成的配合物，催化剂中的金属包括镁、钙、锗、锡、铝、锌、铁、钛、锆、镧系等。催化剂对于开环聚合反应的快慢、所得聚合物的立体规整度和分子量具有重要影响，而催化剂的配体和配位金属的选择对于开环聚合反应的快慢、聚合物的立体规整度和分子量都十分关键，因此研究新的性能好的催化剂配体以及配合物催化剂十分必要。

发明内容

本发明提供了一种含水杨醛基的手性非对称氮氧配体，该配体结构特殊，具有氮、氧四齿配位，能与甲基铝形成配合物，该配合物可以作为环内酯开环聚合反应的催化剂，催化活性高，立体选择性高，性能好。

本发明还提供了该含水杨醛基的手性非对称氮氧配体的制备方法，该方法制备简单，易于实现。

本发明还提供了该含水杨醛基的手性非对称氮氧配体作为环内酯开环聚合反应的催化剂的配体的应用及该配体制成的环内酯开环聚合反应的催化剂。

本发明是在国家自然基金委青年项目（No 21104026）的资助下完成的，本发明技术方案如下：

本发明提供了此种含水杨醛基的手性非对称氮氧配体，具有如下式Ⅱ所示的结构式，该配体可以称之为配体Ⅱ或化合物Ⅱ：

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本发明通过研究得到了上述特殊结构的配体，该配体中含有水杨醛基，基于该配体结构的特殊选择，其与金属铝可以形成催化环内酯开环聚合反应的性能优异的铝配合物。配体中取代基的选择对于该铝配合物作为环内酯开环聚合反应催化剂的催化性能有较大影响。其中，R为氢、C1-C4的烷烃或卤素，所述卤素为氟、氯、溴或碘。进一步的，引入吸电子基团使铝催化剂的催化活性升高，引入大空间位阻的取代基能使铝催化剂的立体选择性增高。

本发明提供了上述含水杨醛基的手性非对称氮氧配体的制备方法，其中，式A所示配体A的制备方法包括以下步骤：将单边邻苯二甲酸酐保护的手性环己二胺和等摩尔量的水杨醛及其衍生物在甲醇中加热回流，反应结束以后冷却，析出固体，过滤，用冷的甲醇洗涤，干燥，得到化合物A。