[发明专利]一种新型双磷酰胺稀土金属配合物、制备方法及催化聚合应用

说明书

本发明提供了一种新型双磷酰胺稀土金属配合物、制备方法及催化聚合应用，属于催化技术领域。该双磷酰胺稀土金属配合物将含有不同取代基的多齿磷酰胺配体与稀土金属卤化物反应，催化剂易提纯，产率良好；该双磷酰胺稀土金属催化剂可直接用于催化环内酯的聚合反应，聚合条件温和，可以制备较高分子量且聚合物的分子量分布较窄的聚合物。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种多齿稀土金属配合物，并提供了其制备方法和应用。

背景技术

随着废弃塑料在全球的富集，不可降解的传统塑料带来的危害越来越大，因此开发新型环保，可降解的高分子材料尤为重要。其中以聚乳酸为代表的生物质可降解塑料，通常以玉米、甘蔗等可再生的生物质为原料，其来源充分且可再生。聚乳酸的生产过程低碳环保、其制品使用后可以降解，实现在自然界中的循环。同时随着高分子材料需求的增加，合成功能化的高分子材料尤为重要。聚丙交酯(PLA)又称为聚乳酸，因其良好的生物相容性和易降解、无污染被广泛应用在各个行业，尤其是在医药行业,被用作外科缝合材料和药物缓释载体等,发挥了巨大的作用。因此，设计一种具有高活性催化环内酯的聚合的催化剂是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新型双磷酰胺稀土金属配合物；本发明目的之二在于提供一种新型稀土金属配合物的制备方法；本发明的目的之三在于提供一种新型双磷酰胺稀土金属配合物在催化环内酯及其衍生物聚合领域的应用。

本发明的技术方案：

一种新型双磷酰胺稀土金属配合物，其结构式如下：

其中，Ln是稀土金属，为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥；

X是胺基之间的连接取代基，为2，2-二甲基丙基、乙基或反式-1，2-环己基；

E是磷上的取代基，为氧、硫或硒；

R是磷上的烷基取代基，为异丙基、叔丁基或苯基。

一种新型双磷酰胺稀土金属配合物的制备方法，步骤如下：

(1)制备新型双磷酰胺稀土金属配合物

在氮气氛围下，将氢化钾加入到0.07～0.1M的双磷酰胺配体的四氢呋喃溶液中，氢化钾与双磷酰胺配体的摩尔比为2.05～2.1，室温反应4小时；然后将上述混合液加入到与三卤化稀土(LnX₃，其中Ln是稀土金属，为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥，X是卤素，为氯、溴、碘中的一种)的四氢呋喃悬浊液中，在85℃反应12小时，得到新型双磷酰胺稀土金属配合物；其中，双磷酰胺配体与三卤化稀土的摩尔比为2.05～2.1。

一种新型双磷酰胺稀土金属配合物的应用，新型双磷酰胺稀土金属配合物可直接用于催化环内酯及其衍生物的聚合反应。

催化聚合反应的步骤如下：

在氮气氛围下，称取一定比例的环内酯和双磷酰胺稀土金属配合物有机良溶剂中进行聚合反应；反应1min～24h后，加入链终止剂，使反应中止；将反应液用析出液进行沉降，析出聚合物，并在40℃～70℃下真空干燥至恒重。

其中，所述的环内酯与双磷酰胺稀土金属配合物的摩尔比为100～1500:1；反应体系中四齿稀土金属配合物的浓度为1×10^-3～5×10^-2mol/L。

所述的环内酯类型为L-丙交酯、ε-己内酯、rac-丙交酯、meso-丙交酯、γ- 戊内酯及其衍生物的一种或两种。

所述的有机良溶剂为石油醚、正戊烷、正己烷、正辛烷、苯、甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、溴苯、氯苯、二氯甲烷或四氢呋喃中的一种或两种以上混合；优选四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯。