[发明专利]利用不对称双核胺亚胺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双核胺亚胺铝配合物催化丙交酯聚合的方法，包括以下步骤：将催化剂、苄醇、有机溶剂和丙交酯混合，在无水无氧和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；所述催化剂为双核胺亚胺铝配合物。本发明以自行研发的双核胺亚胺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，结构特殊，金属中心铝与配体的N，N原子配位，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。本发明双核胺亚胺铝配合物催化丙内酯开环聚合反应时，反应得到的聚合物分子量分布窄，分子量可控、产率高，选择性高。

技术领域

本发明涉及一种催化丙交酯聚合的方法，具体涉及一种利用不对称双核胺亚胺铝配合物催化丙交酯聚合的方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，开发能够减少环境污染的可降解生物材料成为高分子材料重要的研究领域之一。聚内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小分子。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。聚丙交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。丙交酯单体原料来源于可再生资源，聚合物可生物降解，环境友好，因而作为新型的生物基材料受到普遍关注。

丙交酯开环聚合可以制备高分子量的聚合物，可以通过活性可控聚合实现对分子量的控制。近年来，国内外学者从降低催化剂的制备成本和低毒性，及提高聚合物的分子量和稳定性出发，做了大量的研究工作，开发了许多性能优异的金属配合物催化剂。然而，仍需解决的一个问题是，在由金属配合物催化剂制得的产品中难免会有金属残留，要从聚合物中完全去除这些残留物几乎是不可能的，所以低毒的铝配合物成为更有希望的催化剂，特别当聚合物应用于生物医药领域时，这类催化剂显得更加重要。由于双核金属催化剂优异的催化性能，因此研究新的、性能好的、低毒的双核铝催化剂十分必要。

发明内容

本发明提供了一种利用不对称双核胺亚胺铝配合物催化丙交酯聚合的方法，该方法操作简单，以自行研发的双核胺亚胺铝配合物为催化剂，催化活性高，催化剂毒性小，反应可控性好，得到的聚丙交酯分子量可控、分子量分布窄、产率高。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种结构特殊的不对称双核胺亚胺铝配合物催化剂，该催化剂结构特殊，具有很好的丙交酯催化活性，其结构式如下式Ⅰ或式Ⅱ所示，式Ⅰ中，所述R为氢或甲基，式Ⅱ中，所述R为乙基或异丙基，优选为异丙基。

本发明不对称双核胺亚胺铝化合物为配合物，通过配体的N，N原子与金属铝中心配位，具有优异的催化性能，该铝配合物的配体结构特殊，配体中取代基的选择对该铝配合物作为丙交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、甲基、乙基或异丙基时性能优异。进一步的，引入大空间位阻的取代基使铝催化剂的催化活性升高。因此，催化剂优选为式Ⅱ所示的结构，R优选为异丙基。

本发明双核胺亚胺铝配合物是由AlMe₃与配体A在60～100℃下反应得到的，其具体制备步骤为：先将AlMe₃在室温条件下慢慢加入到配体A中，加完后将温度升至60～100 ^oC进行反应，反应后真空抽干溶剂、洗涤、过滤，得不对称双核胺亚胺铝配合物。

配体A与AlMe₃反应的方程式如下，其中配体A已有文献报道，具体合成方法参考文献（Polyhedron 85 (2015) 537–542）。配体A的结构式如下式所示，R为氢、甲基、乙基或异丙基，R优选为异丙基；其中，当R为氢或甲基时，配体A与AlMe₃反应得到的产物为式Ⅰ所示的化合物，当R为乙基或异丙基时，配体A与AlMe₃反应得到的产物为式Ⅱ所示的化合物。