[发明专利]利用含水杨醛基的铝配合物催化丙交酯聚合的方法

说明书

本发明公开了一种利用含水杨醛基的铝配合物催化丙交酯聚合的方法，包括以下步骤：将催化剂、有机溶剂、苄醇助催化剂和丙交酯混合，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丙交酯；所述催化剂为含水杨醛基的铝配合物。本发明以自行研发的含水杨醛基的铝配合物作为催化剂进行丙交酯开环聚合反应，催化剂制备方法简单，成本低，结构变化多样，金属中心铝与配体的二价N，N，O，O配位，催化活性高、立体选择性高、反应速率快，是一种十分理想的催化剂。本发明含水杨醛基的铝配合物催化丙内酯开环聚合反应时，反应得到的聚合物是苄氧基封端的聚合物，分子量分布窄，分子量可控、产率高，能够满足市场的需要。

技术领域

本发明涉及一种催化丙交酯聚合的方法，具体涉及一种利用含水杨醛基的铝配合物催化丙交酯聚合的方法。

背景技术

以石油为原料的传统塑料从上世纪40年代开始在工业中有非常大的影响，这些传统塑料有无可比拟的优点，但有两个致命的缺点：不可再生性和不可降解性。在石油作为不可再生资源面临枯竭的情况下，依赖石油原料的高分子塑料材料的快速发展受到很大制约，而且高分子聚合塑料材料难以降解，大量的高分子聚合塑料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。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塑料材料发展的趋势。

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。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。在金属配合物催化剂中，配体和金属的选择催化剂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，在同一配体的情况下，金属的替换也会产生不同的催化效果，因此研究新的、性能好的催化剂十分必要。

发明内容

本发明提供了一种利用含水杨醛基的铝配合物催化丙交酯聚合的方法，该方法操作简单，以自行研发的含水杨醛基的铝配合物为催化剂，反应可控性好，催化剂的立体选择性高，得到的聚丙交酯分子量可控、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含水杨醛基的铝配合物催化剂，该催化剂的结构式如下式（Ⅰ）所示：

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本发明含水杨醛基的铝配合物为配合物，通过对配体结构的选择和与金属铝的配位具有优异的性能，本发明配体结构特殊，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，R为叔丁基时立体选择性最佳。

本发明含水杨醛基的铝配合物是由配体和三甲基铝反应得到，其制备方法包括以下步骤：将配体A加入有机溶剂中，在-10～0 ^oC下加入三甲基铝，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所述的含水杨醛基的铝配合物。

配体A与三甲基铝反应的方程式如下，其中配体A的结构式如下式所示，R为氢、C1-C4的烷烃或卤素，所述卤素为氟、氯、溴、碘；R优选为叔丁基；