[发明专利]用于合成聚合物的催化剂和方法

摘要

本发明提供在二氧化碳与环氧化物共聚合方面具有较高活性的单分子金属络合物。也提供使用这些金属络合物合成聚合物的方法。根据一方面，本发明提供的金属络合物包含具有助催化活性的活化物质，连接于与所述络合物的活性金属中心配位的多齿配位体。

主权项

1.一种方法，其包含使环氧化物和二氧化碳与聚合反应催化剂接触的步骤，所述聚合反应催化剂具有结构：其中：M是金属原子；包含多齿配位体；且表示一个或一个以上与所述多齿配位体连接的活化部分，其中表示连接基部分；m表示连接基部分上存在的Z基团的数量且为介于1与4之间且包括1和4的整数；且各(Z)是独立选自由以下组成的群组的活化官能团：其中：R¹、R²和R³在每次出现时独立地为氢，或选自由以下组成的群组的任选取代的基团：C_1-20脂肪族基；C_1-20杂脂肪族基；苯基；3元到8元饱和或部分不饱和单环碳环、具有7-14个碳的饱和、部分不饱和或芳香族多环碳环；具有1-4个独立选自氮、氧或硫的杂原子的5元到6元单环杂芳基环；具有1-3个独立选自氮、氧或硫的杂原子的3元到8元饱和或部分不饱和杂环；具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的6元到12元多环饱和或部分不饱和杂环；或具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的8元到10元双环杂芳基环；其中R¹、R²和R³基团中的两个或两个以上基团可与插入原子连在一起形成一个或一个以上任选含有一个或一个以上额外杂原子的任选取代的环；R^4′是氢、羟基、任选取代的C_1-20脂肪族基；R⁵在每次出现时独立地为氢，或选自由以下组成的群组的任选取代的基团：C_1-20脂肪族基；C_1-20杂脂肪族基；苯基；3元到8元饱和或部分不饱和单环碳环、具有7-14个碳的饱和、部分不饱和或芳香族多环碳环；具有1-4个独立选自氮、氧或硫的杂原子的5元到6元单环杂芳基环；具有1-3个独立选自氮、氧或硫的杂原子的3元到8元饱和或部分不饱和杂环；具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的6元到12元多环饱和或部分不饱和杂环；或具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的8元到10元双环杂芳基环；其中R⁵基团可与R¹或R²基团连在一起形成一个或一个以上任选取代的环；R⁷在每次出现时独立地为氢、羟基保护基，或选自由以下组成的群组的任选取代的基团：C_1-20酰基；C_1-20脂肪族基；C_1-20杂脂肪族基；苯基；3元到8元饱和或部分不饱和单环碳环、具有7-14个碳的饱和、部分不饱和或芳香族多环碳环；具有1-4个独立选自氮、氧或硫的杂原子的5元到6元单环杂芳基环；具有1-3个独立选自氮、氧或硫的杂原子的3元到8元饱和或部分不饱和杂环；具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的6元到12元多环饱和或部分不饱和杂环；或具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的8元到10元双环杂芳基环；其中R⁷基团可与R⁵基团连在一起形成一个或一个以上任选含有一个或一个以上杂原子的任选取代的环；R^7′在每次出现时独立地为氢、羟基保护基，或选自由以下组成的群组的任选取代的基团：C_1-20酰基；C_1-20脂肪族基；C_1-20杂脂肪族基；苯基；3元到8元饱和或部分不饱和单环碳环、具有7-14个碳的饱和、部分不饱和或芳香族多环碳环；具有1-4个独立选自氮、氧或硫的杂原子的5元到6元单环杂芳基环；具有1-3个独立选自氮、氧或硫的杂原子的3元到8元饱和或部分不饱和杂环；具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的6元到12元多环饱和或部分不饱和杂环；或具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的8元到10元双环杂芳基环；且其中两个R^7′基团可与插入原子连在一起形成一个或一个以上任选含有一个或一个以上杂原子的任选取代的环，且R^7′基团可与R¹或R²基团连在一起形成一个或一个以上任选含有一个或一个以上杂原子的任选取代的环；R⁸、R⁹和R¹⁰在每次出现时独立地为氢，或选自由以下组成的群组的任选取代的基团：C_1-20脂肪族基；C_1-20杂脂肪族基；苯基；3元到8元饱和或部分不饱和单环碳环、具有7-14个碳的饱和、部分不饱和或芳香族多环碳环；具有1-4个独立选自氮、氧或硫的杂原子的5元到6元单环杂芳基环；具有1-3个独立选自氮、氧或硫的杂原子的3元到8元饱和或部分不饱和杂环；具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的6元到12元多环饱和或部分不饱和杂环；或具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的8元到10元双环杂芳基环；其中R⁸、R⁹和R¹⁰基团中任何两个或两个以上基团可与插入原子连在一起形成一个或一个以上任选取代的环；R¹¹在每次出现时独立选自由以下组成的群组：卤素、-NO₂、-CN、-SR^y、-S(O)R^y、-S(O)₂R^y、-NR^yC(O)R^y、-OC(O)R^y、-CO₂R^y、-NCO、-N₃、-OR⁷、-OC(O)N(R^y)₂、-N(R^y)₂、-NR^yC(O)R^y、-NR^yC(O)OR^y；或选自由以下组成的群组的任选取代的基团：C_1-20脂肪族基；C_1-20杂脂肪族基；苯基；3元到8元饱和或部分不饱和单环碳环、具有7-14个碳的饱和、部分不饱和或芳香族多环碳环；具有1-4个独立选自氮、氧或硫的杂原子的5元到6元单环杂芳基环；具有1-3个独立选自氮、氧或硫的杂原子的3元到8元饱和或部分不饱和杂环；具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的6元到12元多环饱和或部分不饱和杂环；或具有1-5个独立选自氮、氧或硫的杂原子的8元到10元双环杂芳基环；其中R^y在每次出现时独立选自由氢、任选取代的C_1-6脂肪族基和任选取代的芳基组成的群组，其中两个或两个以上相邻的R¹¹基团可连在一起形成含有0到4个杂原子的任选取代的饱和、部分不饱和或芳香族5元到12元环；X是阴离子；环A为具有0到4个独立选自氮、氧或硫的额外杂原子的任选取代的5元到10元杂芳基；条件是：当Z为时，环A不为咪唑、噁唑或噻唑；且当是其中为-CH₂-时，Z不为