[发明专利]一种胍基锌配合物催化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种胍基锌配合物催化剂、制备方法及其应用，涉及聚合催化剂技术领域。本发明所制备的胍基锌配合物催化剂具有单一的催化活性中心，可以通过改变配体结构和聚合条件实现对聚合物分子量的调控，且具有毒性低、成本低、催化活性高、性能稳定等优点。制备条件温和、周期短、操作条件简单，可应用于内脂开环聚合反应中，其催化聚合L‑丙交酯表现出了优异的活性，所得产物分子量高达265.2kg·mol^‑1，可用于制备高分子量聚酯，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及聚合催化剂技术领域，具体涉及一种胍基锌配合物催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

可生物降解和可持续聚合物是解决塑料垃圾和塑料原料来源单一等环境问题的关键。因此，基于可再生资源的生物基、全生物降解高分子得到了快速发展。合成这些生物基高分子的单体已广泛存在并被普遍使用，例如，丙交酯(LA)、ε-己内酯(ε-CL)和γ-丁内酯(γ-BL)。鉴于人们对该类环境友好材料认识水平的提升，市场对聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)等生物降解聚酯的需求将在未来一段时间出现快速增长。目前，催化剂技术仍是制约该领域快速发展的瓶颈，发展高效的催化剂体系成为亟需解决的问题。

双(2-乙基己酸)锡(Sn(Oct)₂)是工业上常用的高效生产PLA和PCL的催化剂。然而，降解材料中金属催化剂在环境中的积累对环境的污染问题不容忽视，Sn(Oct)₂受制于其自身毒性，已经成为制约其大规模生产生物降解高分子材料的关键问题，为避免该类材料中残留金属对环境造成压力，发展低毒金属配合物催化剂和无金属的有机催化剂成为该领域研究的热点。

几种替代金属，如锌、镁、或铁等具有较好生物相容性的金属配合物已经被用于催化内酯开环聚合制备聚酯。但是这些催化剂在用于催化LA和CL等内酯的聚合时活性及对水氧的耐受性等方面仍无法与辛酸亚锡类相媲美，因此，亟待开发具有更低成本、更高活性的环境友好型催化剂体系。

发明内容

为改善现有技术中存在的问题，本发明提供一种胍基锌配合物催化剂、制备方法及其应用。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种胍基锌配合物催化剂，结构如式(I)所示：

其中，R¹各自独立地选自H、卤素、S、O、C1-C20的亚烷基、C1-C20的亚烷氧基、C6-C20亚芳基或C6-C20取代的亚芳基；

R²选自卤素、脂肪族基团、取代的脂肪族基团、取代的杂脂肪族基团、芳基、取代的芳基或取代的杂芳基；

n相同或不同，各自独立地选自1-4自然数。

优选的，R¹相同或不同，各自独立地选自H、O、C1-C20的亚烷基；

R²相同或不同，各自独立地选自甲基、乙基、甲氧基、叔丁基或苯基；

n相同或不同，各自独立地选自1或2。

更优选的，所述胍基锌配合物催化剂结构如式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)或式(I-4)所示：

具体为如下基团定义的配合物：

C1:R¹＝O；R²＝Me；n＝1；

C2:R¹＝CH₂；R²＝Me；n＝2；

C3:R¹＝CH₂；R²＝tBu；n＝2；