[发明专利]一种由芳香二醛制备聚酯的方法

说明书

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种由芳香二醛制备聚酯的方法。该方法包括：使用钳形钌配合物作为催化剂，在80‑180℃的温度范围内，在少量催化剂存在时，反应12‑72h，以高产率催化二醛聚合制备聚酯，整个过程不需要任何酸或碱等添加剂，单体的转化率高达90％以上。相比较于传统的聚合方法，本发明工艺创造性的实现了二醛的直接聚合，不仅摆脱了有害试剂如酰基化物，强酸和强碱的使用，而且具有最大程度的原子利用率，较高的收率，反应条件更绿色、温和，对生产设备的要求低，符合绿色、高效、安全的生产原则。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及一种由芳香二醛制备聚酯的方法。

背景技术

塑料作为最常用的高分子材料之一，给人类的生活带来了极大的便利。聚酯是最常用的塑料之一，广泛应用在包装，农业，医疗等领域，如PET是五大通用塑料料之一。然而，通常塑料的使用寿命较短，且大量使用后塑料累积造成环境污染，常见的处理方式如：填埋堆肥、焚烧回收能量，从环保和经济角度看并不是最好的解决方法。化学回收为废弃塑料的处理提供了新方法，将聚酯通过化学的方式回收到单体或者高价值化合物能够有效解决废弃塑料处理问题。因此基于实用性和环保方面的考虑，采用绿色的方法合成可回收性的具有良好性质的聚酯具有重要的意义。

目前已经开发了许多新型聚酯材料，虽然已经在商业上得到了广泛应用，但是热力学性质和机械性质仍然存在不足之处，如PLA具有较差的机械性质容易断裂，而PBS高温不稳定容易融化。因此合成具有良好的热性质和机械性质的聚酯具有重要的意义。

传统的聚酯合成方法主要依靠醇和酰化试剂，加入强酸或强碱，同时还伴随不必要的副产物。这种缩聚反应需要在高温甚至真空等苛刻条件下进行，能耗大且所得聚合物分子量低、分子量分布不可控。开环聚合也被大量研究作为聚酯的合成方法，通过内酯的开环能够提高原子利用率，可控地聚合得到聚酯。然而开环聚合需要复杂的环状内酯单体合成，难以商业化。因此开发一种绿色、高效、适用性广的二醛聚合的方法，不仅可以提供一种新的聚合，也拓展了聚酯单体的多样性，对未来实现绿色高效合成商业化聚酯起着至关重要的作用。

将有机小分子反应偶联方法应用到大分子聚合是一种可行的策略，例如，在小分子脱氢偶联领域，过渡金属基催化剂催化偶联反应已经有了大量的研究，2008年Milstein课题组首次报道了一种吖啶-PNP-钌催化剂能够有效应用于醇和氨的脱水制备仲胺，实验证明糠醛在体系中发生季先科偶联生成酯，整个催化体系能够完整循环。相较于醇的脱氢偶联，醛发生的季先科偶联反应更迅速，在较为温和的条件下，不添加任何多余的试剂，加入催化剂和单体能够高效绿色的合成酯。有鉴于此，本发明期望使用该催化体系首次运用到高分子聚合物的合成，相较于传统的合成方法，本发明拓展了二醛作为单体，以更加绿色、高效的方法制备了高分子量聚酯。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种由芳香二醛制备聚酯的方法，通过二醛的直接聚合得到式(V)的聚酯，该方法支持直接使用廉价的商业来源的二醛为单体，避免了有害的酰化试剂的使用，在温和条件下制备了聚酯，不需要任何酸或碱等添加剂，该反应相较于传统的聚合方法更加绿色。

为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供采用以下技术方案：

本发明的目的是提供一种由芳香二醛制备聚酯的方法，包括如下步骤：将式(II)和/或式(III)的芳香二醛、式(I)的钌催化剂和有机溶剂混合后，在惰性气体气氛下，于80-180℃加热反应12-72h，得聚酯；

优选方案是：在氮气氛围手套箱内，将式(II)和/或式(III)的芳香二醛、式(I)的钌催化剂置于Schlenk反应瓶内，加入适量有机溶剂，密封后取出手套箱。通过在反应瓶连接氮气气球，或者缓慢通过氮气气流对反应体系进行惰性气体保护，将反应缓慢加热到80-180℃加热反应12-72h，反应结束后冷却至室温，得聚酯。

其中，式(I)、式(II)、式(III)的分子结构式如下：