[发明专利]一种催化环酯类单体开环聚合的方法

说明书

本发明提供了一种催化环内酯类单体开环聚合的方法，即利用强碱和尿素组成复合催化剂，催化环内酯类单体开环聚合，得到脂肪族聚酯。本发明提供的方法与以往报道的方法相比，具有以下有益之处：1)所使用的强碱和尿素毒性较低，并且易于从产物中除去，所得产物能够用于生物医药领域和电子器件；2)体系中使用的尿素与其他报道中使用的脲相比，简单易得，价格便宜。

技术领域

本发明涉及高分子材料及化学化工领域，具体地，本发明涉及一种催化环酯类单体开环聚合的方法。

背景技术

脂肪族聚酯是一类重要的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，在生物医药领域具有广阔的应用前景，在包括可吸收手术缝合线、药物载体、组织工程支架等方面都取得了广泛应用。

目前合成脂肪族聚酯的方法主要包括脂肪酸和脂肪醇缩聚、环内酯的开环聚合两种方法。脂肪酸和脂肪醇的缩聚存在反应条件苛刻，无法精确控制产物分子量，制备产物分子量不高，产物分子量分布宽，有小分子副产物产生等缺点。目前脂肪族聚酯的精密合成主要是通过环酯类单体的开环聚合得到的。催化环酯类单体开环聚合的催化剂主要分为金属有机催化剂和有机小分子催化剂两类。金属催化剂中重金属在聚酯产物中的残留不利于聚酯在生物医用领域和电子器件方面的应用。而有机小分子催化剂则难以同时兼顾聚合反应活性和反应可控性。

有鉴于此，本发明提供了一种新的催化环酯类单体开环聚合的方法，即利用强碱/尿素二元复合催化体系催化环酯类单体的开环聚合。本发明提供的方法与以往报道的方法相比，具有以下有益之处：1)所使用的强碱和尿素毒性较低，并且易于从产物中除去，所得产物能够用于生物医药领域和电子器件；2)体系中使用的尿素与其他报道中使用的脲相比，简单易得，价格便宜。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化环酯类单体开环聚合的方法，包括如下步骤：

(1)将引发剂、强碱和尿素溶于有机溶剂中，在室温下搅拌一段时间；

(2)将环内酯单体加入上述混合溶液中，在一定温度下反应一段时间，加入酸性物质终止反应，将反应混合物加入甲醇中沉淀得到脂肪族聚酯。

上述的制备方法中，步骤(1)中所述引发剂为醇，具体可为甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、苄醇、苯乙醇、苯丙醇、二苯基甲醇、2,2-二苯基乙醇，1,4-苯基二甲醇，丙三醇，季戊四醇；所述强碱可为钠、钾、氢化钾、氢化钠、六[三(二甲基胺)磷氮烯]三聚磷腈({[(NMe₂)₃P＝N]₂P＝N}₃)、磷腈配体P4-叔丁基([(NMe₂)₃P＝N]₃P＝NtBu，tert-Bu-P₄)、磷腈配体P2-叔丁基([(NMe₂)₃P＝N](NMe₂)₂P＝NtBu，tert-Bu-P₂)；所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、二氧六环、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺。

上述制备方法中，步骤(1)中所述强碱与引发剂的摩尔比例为1/3～20/1；所述强碱与尿素的摩尔比例为1/1～1/10；所述搅拌时间为10～30min。

上述制备方法中，步骤(2)中所述环内酯单体为乙交酯、丙交酯、γ-丁内酯、δ-戊内脂、ε-己内酯、庚内酯、辛内脂、ω-十二烷基环内脂、ω-十四烷基环内脂、ω-十五烷基环内脂；所述酸性物质为乙酸、苯甲酸、苯丙酸、盐酸、硫酸、磷酸。

上述制备方法中，步骤(2)中所述反应温度为-70～120℃；所述反应时间为5min～48h，所述环内酯在体系中的摩尔浓度为0.5～13mol/L，所述强碱与环内酯的摩尔比例为1/10～1/3000，所述酸性物质与强碱的摩尔比例为1/1～10/1。

附图说明