[发明专利]一种利用四齿氮氧配位的铝化合物催化乙交酯聚合的方法

说明书

本发明公开了一种利用四齿氮氧配位的铝化合物催化乙交酯聚合的方法，包括以下步骤：将四齿氮氧配位的铝化合物催化剂、有机溶剂、苄醇助催化剂和乙交酯混合，在无水无氧和惰性气体保护下进行开环聚合反应，反应后将反应物进行处理得聚乙交酯。本发明以四齿氮氧配位的铝化合物为催化剂，苄醇作为助催化剂,反应工艺简单，反应可控性好，得到的聚乙交酯分子量可控、分子量分布窄、产率高，具有优良的理化特性。

技术领域

本发明涉及一种催化乙交酯聚合的方法，具体涉及一种采用特殊结构的四齿氮氧配位的铝化合物催化剂催化乙交酯聚合的方法。

背景技术

由于石油资源的不可再生性和以石油为原料的传统高分子材料造成的白色污染，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。聚酯作为可生物兼容和可生物可降解的绿色环保型的高分子材料越来越受到人们的关注。在自然生活环境中或者生物体内，聚酯材料能彻底的分解成水和二氧化碳。聚酯无毒、无刺激性，且具有良好的生物相容性，因此被广泛应用于生物医学和包装材料，例如手术缝合线、包装、药物控制释放和组织工程支架等。聚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。

聚酯材料可以直接用缩聚方法从相应的单体酸得到或者用均相催化剂催化相应的单体开环聚合得到。最有效和常用的方法是用金属催化剂催化单体开环聚合得到相应的聚酯。由于金属催化剂优异的催化效果，能有效的控制聚合的分子量和分子量分布，各式各样的金属催化剂被制备出来用作环内酯单体的开环聚合催化剂，最常用的金属催化剂为金属中心和配体形成的金属配合物催化剂，其中，由于金属铝配合物催化剂的优异表现，受到人们的广泛关注，各式各样的铝金属配合物催化剂也随之被合成出来，被用作内酯开环聚合催化剂。在金属配合物催化剂中，配体和金属的选择对于开环聚合反应的快慢、所得产品的性能都十分关键，在同一金属的情况下，往往配体的替换和选择会表现出意料之外的催化效果，因此选择不同配体制得的金属催化剂的研究也受到人们的广泛关注。

发明内容

本发明提供了一种利用四齿氮氧配位的铝化合物催化乙交酯聚合的方法，该方法操作简单，以自行研发的四齿氮氧配位的铝化合物为催化剂，反应可控性好，得到的聚乙交酯分子量可控、产率高。

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：

本发明提供了一种结构特殊的四齿氮氧配位的铝化合物催化剂，该催化剂的结构式如下式（Ⅰ）所示：

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上式Ⅰ中，考虑到空间位阻，该取代基R选择C1-C6的直链烷基，例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基。选择这些基团时，该铝化合物能够容易的合成，如果选择其他基团，铝化合物形成困难或者无法得到。R优选为甲基、乙基或正己基，最优选为正己基。

本发明上述四齿氮氧配位的铝化合物是由配体和烷基铝反应制得，其制备方法包括以下步骤：将化合物A（即配体）加入有机溶剂中，在-10～0 ^oC下加入三烷基铝，加完后使反应温度自然升至室温，然后将温度升至30～110^oC进行反应，反应后真空抽干溶剂、洗涤、过滤，得式Ⅰ所述的四齿氮氧配位的铝化合物。

上述制备方法中，反应式如下，其中，化合物A的结构式中，R为C1-C6的直链烷基，优选为甲基、乙基或正己基：

上述制备方法中，化合物A由乙二胺与邻苯二甲酸酐反应而得，具体方法为：将邻苯二甲酸酐溶解到乙酸中，加入邻苯二甲酸酐0.5倍摩尔量的乙二胺，加热进行回流反应，反应结束以后将反应液倒入水中，使晶体析出，待析出完全后过滤、洗涤，得化合物A。