CN1051367A - 钇和稀土化合物催化的内酯聚合反应 - Google Patents

钇和稀土化合物催化的内酯聚合反应 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钇和稀土化合物催化的内酯聚合的 方法和这样聚合的活性聚合物组合物，这样聚合的新 型聚酯产品以及新型的钇和稀土金属化合物催化剂， 该催化剂用于医药用和柔韧性包装薄膜用的可生物 降解的聚合物的聚合反应。

Description

本发明涉及钇和稀土化合物催化的内酯的聚合反应。也涉及这样聚合的活性高聚物组合物，这样聚合的新型聚酯产品以及新型的钇和稀土金属化合物用作本聚合中的催化剂。制得的聚合物被用于医药用的可生物降解的聚合物和包装用的柔韧的薄膜。
A.Hamitou，R.Jerome，和PH.Teyssie在聚合物科学杂志、聚合物化学版，Vol.15，1035-1041（1977）中披露了具有下列通式的氧代醇盐的用途是用作内酯开环聚合的高活性催化剂：
式中M1Ⅱ是Zn，CO，Mo，Fe，Cr.和Mn;M2P是Al（Ⅲ）和Ti（Ⅳ）以及R是任何一种正-，仲-，或叔-烷氧基，采用这些催化剂在均相有机介质中可使内酯的快速的和活性的开环聚合产生有效的嵌段共聚反应。
X.D.Feng，C.X.Song和W.Y.Chen在Journal of Polymer Science，Polymer Letters Edition，Vol.21，593-600（1983）中使用了上述Hamitou等人所用的催化剂〔（n-C4H9O）2AlO〕2Zn，以使ε-己内酯同R，S-交酯进行聚合或生成这些单体的嵌段共聚物或生成均聚物。所报导的聚合物具有n-丁氧基末端基。
H.R.Kricheldorf，M.Merl和N.Schrnagl所著的大分子（Macromolecules），Vol，21，（1988）PP286-293中使用了Al，Ti，Zr和Sn的醇盐使交酯同ε-己内酯进行聚合，并报导这种聚合是活性的。在该论文中对聚合物烃氧末端基（它是由烃氧基金属引发剂部分产生的）进行了定性和定量分析。
一种工业文献小册子，“Tone”polymer，Union  Carbide  Corp，1988，P.1披露聚内酯聚合物“Tone”P-300和P-700具有末端基HOR-O-〔-C（＝O）…，式中R是亚烷基。
Jp46/40708（71/40708）披露一种方法，是采用乙醇钇或钇的8-羟基喹啉盐在180～210℃和280°以及0.2mm的压力下催化对苯二甲酸二甲酯与乙二醇的缩聚反应，给出一种无色的聚（对苯二甲酸乙二醇酯）。
美国专利4719246，4766182和4800219介绍了聚交酯“立构配合物”的制备，性能和用途，这种聚交酯“立构配合物”含有由一种含聚（S-交酯）链段的聚合物和另一种含聚（R-交酯）链段的聚合物制备的聚（R-交酯）和聚（S-交酯）的联锁链段。
在R.C.Mehrotra，P.N.Kapoor和J.M.Batwara的配位化学评论，Vol  31（1980），pp67-91中可找到稀土化学的评论。
在K.S.Mazdiyasni，C.T.Lynch和J.S.Smith的无机化学（Inorganic  Chemistry）Vol  5.（1966），pp312-316，中可看到钇、镝和镱的醇盐的制备方法。
本发明涉及一种使一种或多种选自
的内酯与一种或多种具有通式MZ3的催化剂接触而进行聚合的方法，式中的n是4或5;h，i，k和m分别是1或2;每一个R分别选自氢或最多含12个碳原子的烃基或最多含12个碳原子的取代的烃基;m是选自钇或稀土金属;Z分别选自-OCR13，-NR12和-CR13，其中的R1分别选自氢、烃基或取代的烃基。
也提供一种具有活性端基的内酯聚合物，其中活性端基主要由钇或稀土金属的醇盐构成，该醇盐的氧是聚酯的末端原子。这样的活性封端的聚合物可以进一步被聚合以便增加分子量，或者可以同第二种内酯单体进行反应以便形成嵌段共聚物。
也提供一种新型聚合物，其通式为：
式中h.i，k.m.n和R如上所定义，p和q+r是3或更大，T是-OCR23，每个R2分别是氢或取代的烃基。
亦提供一种含有至少一种聚（R-交酯）嵌段和至少一种聚（S-交酯）嵌段的嵌段共聚物。
亦提供一种用作内酯聚合催化剂的新型组合物，该组合物包括三（2-苯基硫代乙醇）钇，三（1-甲酯基乙醇）钇，三（2-N，N-二甲胺基乙醇）钐，三（2-N，N-二甲胺基乙醇）镝，钇（O-维生素D3）3和（2，2，6，6-四甲基庚基-3，5-dionate）2MZ其中M是钇或稀土金属，Z的定义同上。
本发明涉及使用钇和稀土金属化合物作为催化剂的内酯类开环聚合方法，该方法制备的活性聚合物，带新型末端基的聚合物，含有至少一种聚（R-交酯）嵌段和至少一种聚（S-交酯）嵌段的新型嵌段共聚物，以及该聚合中用作催化剂的新型的钇和稀土化合物。
可用于本发明方法中的内酯包括：
式中n是4或5，h，i，k和m分别是1或2，每个R分别选自氢或最多含12个碳原子的烃基或是最多含12个碳原子的取代的烃基。最优选的内酯是其中的R为氢或甲基的那些内酯，特别优选的内酯是ε-己内酯，δ-戊内酯，交酯（3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮），乙交酯（1，4-二噁烷-2，5-二酮），1，5-dioxepan-2-酮和1，4-二噁烷-2-酮。
对于本聚合的催化剂是钇和稀土金属化合物，稀土金属包括原子序数为57～71的那些元素，即镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕、钇、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。最好的金属是钇、镧、铒、钐和镝。特殊好的是钇、镧和钇与从稀土金属矿的开采和熔炼中得到的那些稀土金属的混合物。在所有的催化剂中钇和稀土金属均为三价。最好该催化剂至少应能微溶于反应介质中。
结合到金属上的基团用Z表示，这里的Z分别选自-OCR13，-NR12，和-CR13，其中的R1分别选自氢、烃基和取代的烃基。据认为在基团-OCR13中，结合到氧上的碳原子可以是非芳香碳环的或由碳原子同两个R1基所形成的非芳香的杂环的一部分。同样，在基团-NR12中，氮可以是由氮同两个R1基所形成的非芳香杂环的一部分。在基团-CR1 3中，结合到金属上的碳原子可以是芳香的和非芳香的碳环的或由碳原子与两个R1基所形成的芳香的和非芳香的杂环的一部分。另外，在-CR1 3中的一个或两个R1基可以与碳共价结合分别形成乙烯基和炔基。最好Z基团含有的碳原子数小于50或者是生物活性的，如果基团Z是生物活性的，那么就不采用50个碳原子数的限制。特别好的Z基团包括2-乙氧基乙氧基，异丙氧基，2-苯基硫代乙氧基，2-N，N-二甲基胺基乙氧基，1-甲酯基乙氧基，三甲基硅烷基甲基，N，N-双（三甲基硅烷基）胺基，4-羟甲基苄氧基和维生素D3的醇盐。
据了解所有结合到钇或稀土金属上的上述Z基团均能引发聚合，因此所含有的每一摩尔的催化剂（MZ3），最多将可以产生三个聚合物链。然而，某些高配位的配位体，例如乙酰丙酮和2，2，6，6-四甲基庚基-3，5-dionate不能引发聚合，因此为了使其成为催化剂，至少结合到钇和稀土金属上的一个基团必须不是高配位的配位体。其它的高配位的配位体包括氟化物，氯化物，溴化物，碘化物，羧酸酯，四取代的porphrinato（-2），邻苯二亚甲基氰酰（-2），β-酮酯阴离子例如甲基乙酰丙酮、二烷基丙二酸酯阴离子、环戊二烯，五甲基环戊二烯和芳族醇盐例如酚盐。该特征将在各实施例中进一步说明。
据本领域的熟练技术人员所知，作为催化剂的许多化合物不以简单的单体形式存在，但可以是较高配位的或以“簇形化合物”存在，或以“非化学计量化合物”存在。用于本发明的催化剂的钇和稀土化学的评论是由R.C.Mehrotra，P.N.Kapoor和J.M.Batwara发表的Chemical Reviews，Vol.31，（1980），pp.67-91。对于钇醇盐结构的特殊参考参见D.C.Bradley等人的Journal of the Chemical Society，Chemical Communications，Vol.1988，pp.1258-1259中的脚注1。据了解，即使这样的化合物也不能以MZ3这类简单的形式存在，这类化合物中的钇或稀土金属都是三价的，此化合物隐含了活性催化剂的意思，在本说明书中也隐含了结构MZ3的含意（只要它们至少含有一个基团，其在引发聚合中是活性的，即非高配位的），这样的簇形化合物的例子是在W.J.Evans和M.S.Sollberger的无机化学，Vol.27，（1988），PP，4417-4423中介绍的Y3〔OC（CH3）2〕7Cl2（THF）2。
结构式MZ3的含意也包括钇和稀土金属的“配”盐如S2MZ7，其中M和Z的含意如上所述，S是二价金属阳离子，如钡。因此在这类化合物中所需要的元素是三价的钇或稀土金属以及与它们相结合的一个或多个Z基团。这样的化合物的例子是Ba2Y（OCH2CH2NMe2）7和Ba2Y（OCH2CH2OCH2CH3）7（参见实施例42和43）。此配盐比“简单”的MZ3化合物所得的聚合物具有更宽的分子量分布。
熟悉本技术领域的普通技术人员也应知道，如果催化剂中存在的Z基团不止一种类型或使用含有不同Z基团的两种催化剂的混合物时，将可能发生“再分布”反应（参见前面Mehrotra等人的著作）。由于再分布反应指的是金属原子之间Z基团的交换作用，因此，在理论上有可能得到在任何个别金属原子上出现Z基团的任意结合作用。
因为烃基指的是仅含碳和氢的任意的一价基团。而取代烃基则指含其它官能团的任意的一价烃基，所说的其它官能团基本上不影响反应或不与任何反应物或产物进行反应。合适的官能团包括卤素、酯基、醚基、氨基、硫代醚基、硅烷基、羟基、碳-碳不饱和键（即双键的或三键的）以及醛基。如果三价钇和稀土化合物所含官能团的PKa值小于结合到钇或稀土金属上的官能团的共轭酸的PKa值时，它们将是不稳定的。上述两个PKa值大致相等时，可能出现特殊情况。当把这样的基团结合到钇或稀土金属上时，可能存在一个平衡，如果该基团符合上述Z的定义并且不是高配位的，那么两者均可以引发聚合（参见实施例28）。
新型的钇和稀土金属组合物包括：三（2-苯基硫代乙醇）钇，三（1-甲酯基乙醇）钇，三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇，三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐，三（2-N，N-二甲氨基乙醇）镝，钇（O-维生素D3）3和（2，2，6，6-四甲基庚基-3，5-dionate）2MZ，式中M是钇或稀土金属，Z是-OCR1 3，NR1 2和-CR1 3，其中的R1是氢、烃基和取代的烃基。“（O-维生素D3）”基团指的是维生素D3的醇（酚）盐，其结构式在Merck Iadex，Eighth Ed，Merck & Co.，Rahway，1968，PP，1113-1114有介绍。这样的化合物被用作内酯聚合的引发剂。
在金属醇盐为引发剂的情况下，据认为聚合反应是由催化剂对内酯（分别相应于第1、2和3类型的内酯）的开环加成开始的（为简化起见，假设三个金属结合基团同时引发了反应）。
式中n是4或5，h，i，k和m分别是1或2，g和j是0或1，g+j是1，每个R分别选自氢或含有最多为12个碳原子的烃基或最多含12个碳原子的取代的烃基，M选自钇和稀土金属，Q是-OCR1 3，其中每个R1分别选自氢、烃基和取代的烃基。据认为在由类型2的内酯形成的聚合物中含有活性的和非活性的聚合物，在用〔〕q和〔〕r（以下的）表示的括号内所含的基团是沿聚合物分子无规分布的，这是由于内酯环中的任何一个酯基均可以进行内酯的开环反应。
据认为上述结构和确是由本方法的所有引发剂得到的全部结构中可以加入附加的单体单元，以便形成较高分子量的活性聚合物。这些聚合物可以被定义为内酯聚合物，其中的活性末端基本上是由钇或稀土金属醇盐组成，该醇盐是聚内酯的末端原子。据了解末端醇盐的氧原子实际上是最后被聚合到聚合物链的那个内酯单体的一部分。这样的活性封端的聚合物可以同更多的内酯进行反应（聚合）。如果它是与先前使用相同的内酯时，则只是单纯地增加其分子量，然而如果使用不同的内酯时，则将制成嵌段共聚物。因此，这样的活性封端的聚合物可以是无规的或嵌段的共聚物，然后再调节成所示的结构。无规共聚物是通过同时引入两种或多种内酯单体到聚合体系中而制备的。而嵌段共聚物则是通过相继引入两种或多种内酯单体到聚合体系中而制备的。一些内酯单体可以比另一些更活泼，以致无法形成无规共聚物。为要形成这样的单体混合物的嵌段共聚物，必须按特定的顺序加入这些单体。例如，为了形成聚交酯，聚己内酯AB嵌段共聚物，应首先使己内酯进行聚合。将以实施例来说明这样的无规共聚物和嵌段共聚物。参见例7和8证明是活性的，而例19是证明活性端基的存在。
按“活性”聚合制得的聚合物，通常的特征在于其分子量分布窄，即Mw/Mn（Mw是重均分子量，Mn是数均分子量）接近于或等于1（但是要视以后的反应时间而定）。该活性封端的聚合物可以保存在惰性条件下（以下），然后用于进一步聚合同一类内酯或另一类内酯。如（以上）讨论那样，三价钇和稀土金属化合物（在醇盐的情况下）可以配合物或簇形化合物的形式存在，上面的简化式直接地表明包括了这样的配合物和簇形化合物。
特殊好的那些活性封端的聚合物的结构式如下所示：
式中n是4或5;h.i.k和m分别是1或2;p是3或更大;q和r分别为零或整数;e是零或1;d是0，1或2;E是1价的高配位的配位体;F是2价的高配位的配位体;Z的定义同上;设定q+r是3或更大;d+2e是2或更小;d+2e+f是3;a和b分别是零或整数;设定a+b是1或更大;每个R分别选自氢或最多含12个碳原子的烃基或最多含12个碳原子的取代的烃基;M选自钇和稀土金属;Q是-OCR1 3，其中R1分别选自氢、烃基和取代的烃基;以及u、v和w分别是0或整数;设定至少u、v和w之中的两个不为零。据悉基团（CR）k或（CR）m中的任何一个对于M或Q来说都可以在d位上。最后的式子代表类型2或3的内酯的嵌段共聚物或无规共聚物。
本发明的聚合方法可以在有或没有溶剂的条件下进行，反应物和产物至少应微溶于反应介质中。合适的溶剂包括芳香烃如甲苯，二氯甲烷，N，N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃。该溶剂应当不含活泼氢，其PKa值小于或差不多等于结合到催化剂的钇或稀土金属上的基团的共轭酸的PKa值。
该聚合反应是在大约-80～+200℃的温度下进行的，最好的温度是0～110℃。特别好的是环境温度或溶剂的沸点温度。对于某些相对不稳定的催化剂来说，最大温度可以小于200℃，但至少要保证聚合能进行。
最好使用干燥的惰性气体如氮气或氩气以覆盖反应。潮气对催化剂和活性端基聚合物的稳定性都是有害的。原料应是干燥的，干燥方法是熟悉本技术的人所熟知的，其中包括由氢化钙蒸馏和在分子筛上通过。
该聚合方法可按许多方式进行，例如，间歇的，连续的管式或活塞式流动反应器（有时也称作“管道”反应器），连续搅拌釜反应器，半间歇等。这样的反应器在本技术领域内是众所周知的，例如参见Kirk-Othmer  Eneyclopedia  of  Chemical  Technology，3rd  Ed，Vol.19.John  Wiley  &  Sons，New  York，1982，PP，880-914。采用半间歇是指当反应进行时，向间歇反应中加一种或多种反应物。
通常该反应进行的相当迅速，下面将通过实施例进一步加以说明。如上所述，通常用本聚合方法能得到窄分子量分布的聚合物。然而，聚合结束后，产物聚合物的分子量分布逐渐变宽（Mw/Mn变大），参见例5。据认为聚合物的活性端基也能引起聚酯产物的酯基转移作用，从而导致较宽的分子量分布。因此，如果要求窄分子量分布聚合物或嵌段共聚物时，聚合结束之后应立即将活性端基破坏掉。将活性端基暴露到水或酸中时就可以达到其破坏的作用。
聚合完成以后，只要将聚合物保存在惰性条件下它就能具有活性末端基。然而，在大多数场合为得到不带活性端基的聚合物是更有用的。用配位剂例如乙酰丙酮，或乙二胺四乙酸（EDTA）或强酸（如氯化氢）的水溶液洗涤带活性末端聚合物的溶液时，就可以除掉金属。需要进行多次洗涤才能除去大多数金属。然后通过蒸馏或蒸发除去溶剂的方法可以离析该聚合物。如果金属的存在是无害的，那么该聚合物暴露在空气的湿气中时将破坏活性末端（钇和稀土金属）。这些聚合物被用作成型树脂，挤出薄膜，纤维和用于可生物用的和可生物降解的药物系统中。
另外也提供新型聚合物，其通式如下：
式中n是4或5;h、i，k和m分别是1或2;a和b分别是0或整数，设定a+b是1或更大，u，v和w分别是0或整数，设定u、v和w之中至少两个不为0;q和r分别是0或整数，设定q+r是1或更大;R是氢、最多含12个碳原子的烃基和最多含12个碳原子的取代的烃基;T是-OCR2 3并且每个R2分别是氢或取代的烃基，设定至少一个R2不是氢。据认为基团（CR）m或（CR）k中的任何一个对于T而言都可以在d位上。对熟悉本技术领域的人来说显而易见这种聚合物可以是无规的或嵌段的共聚物，然后调节成所示的结构。上面所示的最后一种结构可以是无规的或嵌段的共聚物。采用同时向聚合体系引入两种或多种内酯单体的办法来制备无规共聚物，而通过相继地向聚合体系引入两种或多种内酯单体的办法来制备嵌段共聚物。具有末端官能团的这些聚合物被用作表面活性剂，生物活性分子和聚合物进一步作用的控制释放剂。在这些末端基中最好的官能团是氨基，烷基和芳基硫醚、烷基和芳基酯，烷基和芳基醚，以及生物活性末端基。生物活性末端基指的是那些当它们附在聚合物链上或从聚合物链上被除去（如被水解）时都是生物活性的端基。在末端基中特别好的官能团是氨基、烷基和芳基醚以及生物活性的端基。特别好的结合是在可生物降解聚合物上的生物活性端基，例如在聚交酯上的维生素D3端基。
还提供一种新型的嵌段共聚物，它含有至少一种聚（R-交酯）嵌段和至少一种聚（S-交酯）嵌段。每个嵌段平均含有至少5个单体单元，最好至少为50个单体单元。这样的共聚物本该形成一种立体配位体，该立体配位体正如US4710246，4766182和4800219（在此处引作参考）中所描述的那样，是由含聚（R-交酯）链段的聚合物和含聚（S-交酯）链段的另一种聚合物形成的。该立体配合体特别适用于可生物降解的假器官装置中，如在上述专利中所介绍的那样。聚（R-交酯）和聚（S-交酯）嵌段最多可含有大约20摩尔%的共单体，其中对于聚（R-交酯）嵌段而言可以包括S-交酯，反之亦然。最好共单体不大于该嵌段的10摩尔%，尤其好的是共单体不大于该嵌段的5摩尔%。最好聚（R-交酯）和聚（S-交酯）嵌段大致上具有相同的分子量。而且最好该嵌段共聚物只含有聚（R-交酯）和聚（S-交酯）嵌段，尤其好的是该聚合物分子含有相同数量的聚（R-交酯）和聚（S-交酯）的嵌段。
在实施例中制备下列的催化剂或者使用所列参考文献中的方法获得，或由一起列出的制造厂商提供：三异丙醇钇、三异丙醇钐、三异丙醇镧和三异丙醇镝由Strem  Chemical得到;三异丙醇铒按L.M.Brown，Inorganic  Chemistry，Vol.9，（1970），P.2783制备;三（1，1，1，3，3，3-六甲基二硅烷基酰胺）钇，参见D.C.Bradley，Journalof the Chemical Society，Dalton Transaetions，Vol.1973，P.1021;Y（CH2SiMe3）3（THF）2，M.F.Lappert，Journal of the Chemical Society，Chemical Communications，Vol.1973，P.126。所有其它催化剂的合成均在各个实施例中。
在各个实施例中使用下列各种缩写词：
DSC-差示扫描量热计
GPC-凝胶渗透色谱
IR-红外（光谱）
Mn-数均分子量
Mp-熔点
Mw-重均分子量
NMR-核磁共振光谱
PD-聚合物的多分散性，数学上Mw/Mn
PET-聚（对苯二甲酸乙二醇酯）
PMMA-聚（甲基丙烯酸甲酯）
PS-聚苯乙烯
RB-圆底（烧瓶）
STD-标准
THF-四氢呋喃
Tm-熔融温度（由DSC测定）
UV-紫外光谱
关于GPC数据的注解一使用若干个标准试样对GPC数据进行校准，由于这些校准中没有一个实际上是对聚合物进行测量的，因此Mn和Mw的绝对值可能是不正确的。然而对于同一聚合物组成使用同一标准的GPC测定之间是可以进行比较的。
实施例1
用三异丙醇镧对ε-己内酯的低温聚合
在干燥的惰性气氛中将40ml甲苯和5.35克ε-己内酯装入到一个装备有搅拌棒和烘干了的100ml的圆底烧瓶中。得到的溶液被冷却到-64℃（液氮/氯仿淤浆浴），然后加入三异丙醇镧（在甲苯中0.08M的溶液1.0ml）。2分钟内形成白色沉淀。5分钟后用5%HCl（50ml）终止聚合。离析和干燥之后得到4.52克（84.5%的收率）聚合物。GPC分析：Mn＝16800，Mw＝70200，PD＝4.18（PMMA  STD）。
实施例2
用三异丙醇镧对ε-己内酯进行的高温聚合
在干燥的惰性气氛下将40ml甲苯和5.34克ε-己内酯加入到一个装备有回流冷凝管、搅拌棒的100ml烘干的圆底烧瓶中。将所得的溶液加热到110℃（回流甲苯），然后将三异丙醇镧（甲苯中0.08M的溶液1.0ml）加入到热搅拌的溶液中。两分钟后用50ml  5%的HCl终止聚合。离析和干燥之后，得到4.17克（收率为78.0%）聚合物。GPC分析结果：Mn＝7950，Mw＝77800，PD＝9.79（PMMA  STD）。
实施例3
用三异丙醇镧对ε-己内酯进行室温聚合
在干燥的惰性气氛下将40ml甲苯和5.42克ε-己内酯加入到装备有搅拌棒的100ml烘干的烧瓶中。将三异丙醇镧（在甲苯中0.08M的溶液1.0ml）加入到所得的搅拌的溶液中，四分钟以后用50ml  5%HCl使聚合体系骤冷。分离的有机相再用5%的HCl（2×50ml）洗涤，然后用水（3×50ml）洗。在无水碳酸钠上干燥以后再于减压下浓缩过滤有机相，该聚合物在己烷内被沉淀，然后在真空下过滤并干燥。产率为5.20克（95.9%）GPC分析结果：Mn＝15600，Mw＝101000，PD＝6.47（PMMA  STD）
实施例4
用三异丙醇钇对ε-己内酯进行高分子量聚合
在氩气保护下将40ml甲苯和65.2克ε-己内酯加入到一个装备有搅拌棒的100ml烘干的圆底烧瓶中。将三异丙醇钇（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加入到搅拌的溶液中。1.5小时后出现不聚合现象。加入0.5ml（三异丙醇钇），又发生不聚合，再加入第三个0.5ml的三异丙醇钇，几分钟后溶液变稠。1小时后用5%HCl（100ml）对聚合体系进行骤冷。充分混合后再加入5%的碳酸氢钠（100ml）。分离有机相然后用水（2×100ml）洗，在己烷中沉淀聚合物，然后过滤并在45℃真空下进行干燥。产率：54.5克（83.6%）。GPC分析：Mn＝101000，Mw＝142000，PD＝1.42（PMMA  STD），Mn＝84400，Mw＝102000，PD＝1.22（PS  STD）
实施例5
用三异丙醇铒对ε己内酯进行聚合，聚合时间的影响
向4个单独的并装备有搅拌棒的100ml烘干的圆底烧瓶中，在氩气保护下（分别）加入40ml甲苯和5.4克ε己内酯。再向每个烧瓶中加入三异丙醇铒（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）。分别在5分钟、15分钟、2小时和6小时以后用5%的HCl（50ml）终止聚合反应。将所得的有机相进行分离，然后用5%HCl（2×50ml）进行洗涤，再用5%的碳酸氢钠进行洗涤。该聚合物在己烷中进行沉淀，然后进行过滤和在真空下进行干燥。聚合的产率和GPC分析：
Figure 901089982_IMG4
实施例6
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇制备S和R-交酯的AB嵌段共聚物（S∶R＝3∶1）
在干燥箱内称取7.469克S-交酯和2.529克R-交酯分别放入装备有搅拌棒的100ml烘干的烧瓶中。然后在氩气中加入二氯甲烷（对于S-交酯为40ml，对R-交酯为20ml）。交酯溶解后，将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加入到搅拌的S-交酯溶液中。20分钟以后通过注射将R-交酯/二氯甲烷溶液加入到聚合的S-交酯溶液中。1.5小时以后用5%HCl（50ml）终止聚合反应。附加的二氯甲烷添加到所得到的乳液中。用5%碳酸氢钠调至微碱性之后，分离出有机相并用无水硫酸钠进行干燥。过滤之后，在减压下除去溶剂并且将所得到的聚合物在真空下进行干燥。干燥的聚合物再放到混合器中并用甲醇（2×500ml）进行洗涤，过滤并再于真空下进行干燥，最后得到10.1克聚合物。GPC分析：Mn＝75000，Mw＝250000，PD＝3.33（PET  STD），DSC分析：Tm＝202.5℃，高mp表明立构配合物的存在。
实施例7
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇催化剂制备ε-己内酯和S-交酯的AB嵌段聚合物
称取4.08克ε己内酯和2.50克S-交酯，在干燥的惰性气氛中分别放入装配有搅拌棒的100ml烘干的两个烧瓶中。然后将二氯甲烷（20ml）加入到每个烧瓶中。再将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇（在甲苯中0.1M的溶液2.0ml）加入到搅拌的ε-己内酯/二氯甲烷溶液中，14分钟以后，再将20ml二氯甲烷加入到聚合的溶液中，然后取出20ml聚合溶液的等分试样。然后通过用5%的HCl、5%的碳酸氢钠和水进行洗涤而把聚合物从该溶液中离析出来。在减压下除去溶剂并在真空下对所得聚合物进行干燥，最后给出1.73克聚合物。在混合器中用甲醇洗涤和在真空下干燥之后制得1.62克（93.6%）聚合物。GPC分析：Mn＝20400，Mw＝28800，PD＝1.41（PMMA  STD），Mn＝23100，Mw＝28800，PD＝1.25（PS  STD）。再将S-交酯/二氯甲烷加入到剩余的聚合的ε-己内酯溶液（ε-己内酯引发聚合14分钟以后）中。0.5小时以后用5%HCl（50ml）对聚合体系进行骤冷，然后将5%的碳酸氢钠与水一起（100ml）添加到其中。用无水碳酸钠干燥分离出有机相。过滤之后，滤液在减压下进行浓缩，然后在真空下干燥，最后得到4.69克聚合物，在混合器中用甲醇洗涤并在真空下干燥之后得到4.44克（94.6%）的聚合物。GPC分析：Mn＝23700，Mw＝37900，PD＝1.60（PMMA  STD），Mn＝26300，Mw＝35700，PD＝1.36（PS  STD）。总收率（均聚物和嵌段共聚物）＝94.3%。
实施例8
用三异丙醇钇对ε-己内酯进行半间断式聚合
将60ml甲苯和三异丙醇钇（在甲苯中0.5M的溶液0.5ml）装入一个带搅拌棒和氮气排空的250ml烘干的圆底三口烧瓶（所有其它缝隙均用橡胶隔膜密封）中。将10.4克ε-己内酯装入一支10ml烘干的注射器中;将其连附到注射泵上。以每10分钟1ml的速度将该ε-己内酯加入到搅拌的溶液中。加入3.5mlε-己内酯之后（35分钟），通过注射器将大约13ml聚合溶液抽出来。再将其加到5%的HCl中，分离出的有机相再用酸洗涤两次，最后再用水洗。（无水碳酸钠）干燥和过滤之后，通过旋转蒸发除去溶剂。得到的聚合物在真空下干燥，产物为1.05克，GPC分析：Mn＝8520，Mw＝13900，PD＝1.64（PMMA、STD）。
再经30分钟后（又加入大约3.0mlε-己内酯）用注射器抽出15ml反应溶液并进行上述的处理工作。离析出的聚合物产量为1.70克。GPC分析：Mn＝19200，Mw＝27200，PD＝1.41（PMMA  STD）。
最后的ε-己内酯追加完之后（从最后抽出样品大约40分钟后）再使聚合进行1小时。然后用5%HCl对聚合体系进行骤冷并按上述方法离析聚合物。产量为7.30克，GPC分析：Mn＝27600，Mw＝67400，PD＝2.44（PMMA，STD）。总产量＝10.05克（96.6%）。
实施例9
在四氢呋喃中用三异丙醇钇进行ε-已内酯的聚合
将40ml四氢呋喃和6.01克ε-己内酯加到一个装有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的烧瓶中。在室温下将三异丙醇钇（在甲苯中0.5M的溶液0.25ml）加到搅拌的溶液中。三小时之后，将聚合的溶液倒入甲苯（200ml）和5%HCl（50ml）的混合物中使反应终止。分离出的有机相再用5%HCl（2×50ml）洗涤，然后用水（3×50ml）洗。分离的有机相在无水碳酸钠上进行干燥。过滤之后，滤液在减压下被浓缩，然后将所得到的聚合物在真空下干燥。产量为5.81克（96.5%）。GPC分析：Mn＝18000，Mw＝70200，PD＝3.90（PMMA  STD）。
实施例10
在二甲基甲酰胺中用三异丙醇钇进行ε-己内酯的聚合
将6.57克ε-己内酯和40ml二甲基甲酰胺加到一个装有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的圆底烧瓶中。在室温下将三异丙醇钇（在甲苯中0.5M的溶液0.5ml）加入到搅拌的溶液中。1小时之后将聚合溶液倒入甲苯（100ml）和5%HCl（50ml）的混合物中。分离出的有机相再用5%HCl（50ml×2）洗涤，然后用水（2×50ml）洗。在无水碳酸钠上干燥并过滤后，在减压下浓缩滤液。然后在真空下干燥所得到的聚合物。产量为3.31克（50.43%）。Mn＝3538（通过端基分析计算出的），基于聚合物的产率Mn（理论值）＝4413。
实施例11
用三异丙醇钇进行的ε-己内酯聚合
将3.0mlε-己内酯和甲苯加入到一个装配有搅拌棒的氮气排空的100ml烘干的圆底烧瓶中。将三异丙醇钇（在甲苯中0.5M的溶液0.5ml）加入到所得溶液中。2.5小时后，再追加3.0mlε-己内酯到聚合的溶液中。追加2小时后，用2.5%HCl（50ml）对聚合体系进行骤冷。加入甲苯50ml，分离有机相，然后用2.5%HCl（2×50ml）洗涤，然后再用水（2×50ml）洗。用无水碳酸钠干燥有机相。在减压下浓缩过滤的有机溶液，并在真空下干燥所得到的聚合物。产量为6.21克（99.5%）。GPC分析：Mn＝5380，Mw＝16400，PD＝3.04（PMMA，STD）。
实施例12
用三（2-乙氧基乙醇）钇进行ε-己内酯的聚合
将40ml甲苯和7.88克ε-己内酯加入到一个装配有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的圆底烧瓶中。在室温下将三（2-乙氧基乙醇）钇（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加入到搅拌的溶液中，5分钟后用40ml  2.5%的HCl终止聚合反应。将得到的混合物转移到分液漏斗中并分离出有机相。再用2.5%HCl（2×50ml）洗涤该有机相，然后再用水（3×50ml）洗。在己烷中沉淀该聚合物。然后在真空下过滤并干燥。产率为7.2克（91.3%）GPC分析：Mn＝47300，Mw＝52100，PD＝1.10（PS，STD）;Mn＝49500，Mw＝58200，PD＝1.17（PMMA  STD）。
实施例13
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇进行ε-己内酯聚合端基分析：
将3.85克ε-己内酯和30ml甲苯加到一个装配有搅拌棒和氩气排空的100ml干燥的圆底烧瓶中。将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇（在甲苯中0.053M的溶液10ml）加到搅拌的反应溶液中。3小时后通过加入50ml 5%HCl将聚合体系骤冷。将碳酸氢钠溶液（100ml，5%）加到所得的乳液中。将该混合物加到己烷中，沉淀的聚合物被过滤并在真空下干燥。产量为3.1克（80%）。1H NMR（CDCl3）δ4.25（t，N-C-OH2O，J＝5Hz），4.1（t，（CO2CH2）n，J＝9Hz），3.65（t，CH2OH，J＝9Hz），2.7（t，NCH2，J＝5Hz）2.4（s，Me2N），2.3（t，（CH2CO2）n，J＝9Hz）1.65（m，（CH2-C-CH2）n），1.4（m，（C-CH2-C）n）。基于NMR的结果，端基分析表明Mn＝2176，理论上的Mw＝2038基于聚合物产量。
将上述聚合物（1.02克）和二氯甲烷（10ml）加到烘干的100ml圆底烧瓶中。将0.5克无水硫酸钠和0.5ml硫酸二甲酯加到该搅拌的溶液中。1.5小时以后将硫酸钠过滤出去并将所得溶液加到己烷中，将沉淀的聚合物过滤并在真空下干燥。产物：0.7克（70%）;1H NMR（CDCl3）δ3.4（s，Me3N+）。
实施例14
用双（2，2，6，6-四甲基庚二酮酯）异丙醇钇进行ε-己内酯的聚合
将ε-己内酯（5.32克）和甲苯（40ml）加入到一个装配有搅拌棒和氩气排空的100ml干燥的圆底烧瓶中。再将双（2，2，6，6-四甲基庚二酸酯）异丙醇钇（在甲苯中0.04M的溶液8.0ml）加到搅拌的反应溶液中。6小时以后在室温下用50ml  5%HCl骤冷该反应体系。分离出有机相然后再用5%HCl（2×50ml）洗涤，然后再用水（3×50ml）洗涤。最后在碳酸钠上进行干燥。该溶液被过滤并借助于旋转蒸发而浓缩，然后加到700ml己烷中。沉淀的聚合物被过滤出并在真空下进行干燥。产量：5.1克（97.7%），GPC分析：Mn＝27700，Mw＝32200，PD＝1.16（PS  STD）：Mn＝24400，Mw＝31300，PD＝1.28（PMMA  STD）。
实施例15
用Y（CH2SiMe3）3·（THF）2进行ε-己内酯的聚合
将5.51克ε-己内酯和40ml甲苯加到一个装配有搅拌棒和氩气排空的100ml烘干的圆底烧瓶中。然后将Y（CH2SiMe3）3·（THF）（在甲苯中0.1M的溶液1.0ml）加到搅拌的溶液中。在5秒钟内随着反应溶液变为透明的黄色，粘度和温度立刻增加。30分钟以后，用50ml 5%HCl对反应体系进行骤冷。然后再用5%HCl（2×50ml）对分离出的有机相进行洗涤然后用水（3×50ml）洗涤。该有机相在碳酸钠上进行干燥然后过滤。将滤液浓缩然后倒入800ml己烷中。过滤出沉淀的聚合物并在45℃真空下进行干燥。产量：4.75克（86.2%），GPC分析：Mn＝37400，Mw＝87500，PD＝2.29（PS STD）。
实施例16
用三异丙醇钐进行ε-己内酯的聚合
将5.40克ε-己内酯和40ml甲苯加到一个装配有搅拌棒和氩气排空的100ml圆底烧瓶中。彻底混合后加入三异丙醇钐（在甲苯中0.1M的溶液1.0ml）。30分钟后，在室温下用50ml  5%HCl对聚合体系进行骤冷。分离出的有机相用50ml  5%HCl洗涤两次以上然后用水洗（3×50ml）。分离出的有机相在无水硫酸钠上进行干燥。过滤之后，借用在己烷中沉淀的办法将聚合物离析出来，过滤后在真空下进行干燥。收率：4.8克（88.8%），理论Mn＝18066，GPC分析：Mn＝38400，Mw＝58900，PD＝1.53（PS，STD）;Mn＝34600，Mw＝72500，PD＝2.10（PMMA  STD）;Mn＝17500，Mw＝34800，PD＝1.96（广用计算法）。
实施例17
用钇（O-维生素D3）3进行ε-己内酯的聚合
将30ml甲苯和5.4克ε-己内酯加到一个装配有搅拌棒和氩气排空的100ml烘干的圆底烧瓶中。将钇（O-维生素D3）3（在甲苯中0.05M的溶液8.0ml）加到搅拌的溶液中。30分钟后用水（50ml）对反应体系骤冷。然后将该混合物加到800ml己烷中。过滤沉淀出的聚合物并在45℃真空下进行干燥，收率为：5.1克（94.4%），GPC分析：Mn＝9030，Mw＝17800，PD＝1.98（PMMA STD），UV分析（末端基）：波长（最大值）＝275nm，从UV分析计算的Mn＝5300;计算的聚合度（DP）＝43（理论值的DP＝40）。
实施例18
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐进行S和R-交酯（比例为1∶1）的AB嵌段聚合物的制备
在干燥箱内称取5.02克S-交酯和5.31克R-交酯分别放在两个装配有搅拌棒的100ml烧瓶内。两个烧瓶中各加入40ml二氯甲烷。交酯溶解之后，在氩气保护下将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐（在甲苯中0.105M的溶液1.00ml）加到搅拌的S-交酯溶液中。15分钟以后，将R-交酯溶液加到聚合的S-交酯溶液中。追加30分钟以后，用5%HCl（50ml）对聚合体系进行骤冷。加入附加的二氯甲烷，并且再用5%HCl洗涤分离出的有机相。再将碳酸氢钠（5%，2×50ml）同水一起加入。再用无水Na2CO3干燥分离出的有机相。过滤之后，在减压下除去有机溶剂，然后在真空下干燥所得的聚合物。在混合器内用甲醇（2×500ml）洗涤干燥的聚合物。再于真空下干燥过滤出的聚合物。产量9.3克（90.0%）GPC分析：Mn＝52100，Mw＝95400，PD＝1.832（PET STD）。
实施例19
采用1H NMR检测双（2，2，6，6-四甲基庚烷-3，5-dionate）异丙醇钇和ε-己内酯的活性聚合
所有的NMR试样均在充氮气的箱中制备。
将2摩尔当量的ε-己内酯（0.027克）加到双（2，2，6，6-四甲基庚烷-3，5-dionate）异丙醇钇在C6D6的溶液（0.060M，2.00ml）中。1小时后1H NMR检测表明还有68%的催化剂未反应。其余的催化剂已与全部的ε-己内酯单体反应形成活性聚合物。将10摩尔当量的追加的ε-己内酯（0.068克）加到1.00ml的该溶液中，并记录下1小时后的1H NMR光谱。全部催化剂和全部ε-己内酯都已反应生成了活性聚合物。在聚合物的Y末端上单体单元的两个CH2共振已很好地解析了三重谱线。剩下的三个CH2共振中的两个可以看作多重谱线（参见峰值分布图）。当聚合物链由于加入2摩尔当量的2，2，
Figure 901089982_IMG5
6，6-四甲基庚烷二酮，而从Y催化剂上裂解时，活性聚合物CH2共振表征消失而对于游离聚合物末端HOCH2-的CH2共振出现。
实施例20
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇制备S和R-交酯（比例为S∶R＝1∶1）的AB嵌段聚合物
在干燥箱内称取5.05克S-交酯和5.05克R-交酯分别装入装配有搅拌棒的100ml烘干的圆底烧瓶中。在氩气保护下分别向两个烧瓶中加入30ml二氯甲烷。交酯溶解之后，将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加到搅拌的S-交酯溶液中。20分钟后，将R-交酯/二氯甲烷溶液加到聚合的S-交酯溶液中。再继续聚合1.5小时，然后用5%HCl  50ml进行骤冷。将另外的二氯甲烷加到所得的乳液中，然后用5%碳酸氢钠使体系成为微碱性。分离出有机相并在无水硫酸钠上进行干燥。该聚合物在己烷中沉淀，然后过滤并在真空中干燥。产量9.9克。将该聚合物放入混合器内用甲醇（2×500ml）洗涤，将所得聚合物过滤并在真空下干燥。产量为9.8克（97%），GPC分析：Mn＝76100，Mw＝218000，PD＝2.88（PET  STD），DSC分析：Tm＝217.4℃。高熔点表明立构配合物的存在。
实施例21
用三（S-乳酸甲酯）钇进行R-交酯的聚合
在干燥箱内称取5.05克R-交酯放入装配有搅拌棒的100ml圆底烧瓶中。再加入40ml二氯甲烷。在氮气保护下将三（S-乳酸甲酯）钇（在二氯甲烷中0.1M的溶液1.0ml）加到搅拌的溶液中。2.5小时以后，用50ml  5%HCl终止聚合。加入另外的二氯甲烷并用5%HCl（2×50ml）再洗涤分离的有机相，然后用碳酸氢钠（5%，50ml）洗，最后用水（3×50ml）洗。在无水硫酸钠上干燥之后，借助于旋转蒸发器浓缩滤过的有机溶液。聚合物在己烷中沉淀并过滤，然后在真空下干燥。产量为4.65克（92%），GPC分析：Mn＝85000，Mw＝98800，PD＝1.19（PET，STD）。
实施例22
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）镝进行S-交酯的聚合
在干燥箱中，称取7.60克S-交酯放入装配有搅拌棒的100ml圆底烧瓶中。加入40ml二氯甲烷。在氩气保护下将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）镝（在甲苯中，0.1M的溶液1.0ml）加到搅拌的溶液中。大约21小时后，用50ml  5%HCl终止聚合。加入另外的二氯甲烷，分离有机相并再用5%HCl（2×50ml）洗涤之，然后用50ml  5%的碳酸氢钠洗。最后用水（3×50ml）洗。在无水硫酸钠上干燥并过滤之后再用旋转蒸发器浓缩该有机相。聚合物在己烷中沉淀并在真空下干燥。产量为5.15克（67.7%）GPC分析：Mn＝70700，Mw＝82900，PD＝1.17（PET，STD）。
实施例23
S.SR和R-交酯的ABC嵌段聚合物的制备
在干燥箱内称取S-交酯（3.37克）、SR-交酯（3.30克）和R-交酯（3.30克），分别放入装配有搅拌棒的100ml烘干的圆底烧瓶中。每个烧瓶中加入20ml二氯甲烷。交酯溶解之后，在氩气保护下，并在室温下将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加到搅拌的S-交酯中。15分钟后将SR-交酯溶液加到聚合的交酯中。再过15分钟后将R-交酯溶液加到聚合的S-和SR-交酯中。30分钟后用50ml  5%HCl终止聚合。加入另外的二氯甲烷，用5%HCl洗涤之后加入50ml  5%的碳酸氢钠，接着用水（200ml）洗。分离出的有机相在无水硫酸钠上干燥。过滤之后，溶液在减压下进行浓缩。该聚合物在己烷中进行沉淀，过滤并在50℃真空下干燥。得到的聚合物在混合器内用甲醇（2×500ml）洗涤。过滤之后聚合物在真空下被干燥，产量为10.05克，GPC分析：Mn＝100000，Mw＝149000，PD＝1.49（PET  STD），Tm＝211.5℃，这表明立体配位体的存在。
实施例24
用三（2-苯基硫代乙醇）钇进行ε-己内酯的聚合
将5.39克ε-己内酯和40ml甲苯加到一个装配有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的烧瓶中。于室温下将三（2-苯基硫代乙醇）钇（在甲苯中0.037M的溶液3ml）加到搅拌的溶液中。用50ml  5%HCl终止聚合。再加入另外的甲苯并分离出有机相再用5%HCl（2×50ml）洗涤，然后用5%的碳酸氢钠（50ml）洗，最后用水（3×50ml）洗。用无水硫酸钠干燥并过滤之后，在减压下浓缩有机相。该聚合物在己烷中沉淀，过滤后在真空下干燥。产量为5.1克，GPC分析：Mn＝36400，Mw＝54600，PD＝1.50（PMMA，STD）;Mn＝38100，Mw＝48000，PD＝1.26（PS  STD）;Mn＝14900，Mw＝24900，PD＝1.67（广用计算法）。
实施例25
用三（1，1，1，3，3，3-六甲基二硅烷基酰胺）钇进行S-交酯的聚合
在干燥箱内称取4.70克S-交酯放在装配有搅拌棒的100ml烘干的圆底烧瓶中。再加入40ml二氯甲烷。在室温下气气氛中，将三（1，1，1，3，3，3-六甲基二硅烷基酰胺）钇（在甲苯中0.02M的溶液10ml）加到搅拌的溶液中。1.5小时后，用5%HCl  50ml终止聚合。再加入碳酸氢钠（5%，50ml），然后将得到的混合物加到己烷中。过滤沉淀的聚合物并在45℃真空下进行干燥。产量为3.8克（80.8%）GPC分析：Mn＝59500，Mw＝187000，PD＝3.15（PET  STD）。
实施例26
用三异丙醇钇进行δ-戊内酯的聚合
将40ml甲苯和8.17克δ-戊内酯加到一个装配有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的烧瓶中。再将三异丙醇钇（在甲苯中0.5M的溶液0.25ml）加到搅拌的溶液中。三小时后，用50ml  5%的HCl使反应体系骤冷。加入另外的甲苯，分离出的有机相再用5%的HCl（2×50ml）洗涤然后用水（3×50ml）洗。该有机相在碳酸钠上干燥，然后过滤并在减压下除去甲苯。将己烷加到所得到的粘稠溶液中以便沉淀出聚合物。得到的聚合物在真空下被干燥。GPC分析：Mn＝25600，Mw＝35200，PD＝1.37（PMMA  STD）。
实施例27
用三异丙醇钇进行乙交酯的聚合
称取5.1克乙交酯放入装配有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的烧瓶中。再用注射器加入40ml  N，N-二甲基甲酰胺。搅拌所得的聚合物直到乙交酯溶解为止。在室温下将三异丙醇钇（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加到所得到的溶液中。1小时后生成白色沉淀。聚合反应继续进行大约16小时，然后将反应混合物倒入500ml甲醇中。过滤该聚合物并在真空下进行干燥。产量为3.0克（58.8%），GPC分析：Mn＝5330，Mw＝12700，PD＝2.28（PET，STD）。
实施例28
用三（4-羟甲基二苄醚）钇进行ε-己内酯的聚合
在干燥箱内将20ml甲苯中2.04克ε-己内酯的溶液加到烘干的100ml烧瓶中。再用注射器加入5ml催化剂悬浮液（参见实施例33）。30分钟后再加50ml 5%的HCl水溶液使反应骤冷。用5%的HCl水溶液（3×50ml）洗涤该溶液然后再用水（3×50ml）洗涤，得到的有机相在碳酸钠上进行干燥。过滤除去Na2CO3然后真空除去溶剂，最后得到的聚合物在真空下干燥过夜，生产2.07克（101%）的产品。
聚合物末端是（C6D6300MHz）的1H NMR分析表明由1，4-苯二甲醇引发剂基团得到的-C（O）OCH2-p-C6H4-CH2OC（O）-基的单个的较大共振在5.105ppm（单纯的，相对面积1.0）而对于-CH2CH2OH末端基的假四重共振是在3.615，3.637，3.655和3.676ppm（三重谱线的双重线，相对面积1.2）。事实上只是单个的较大共振表明聚合物链结合到催化剂分子的两个末端。
这说明末端为羟基的聚合物（其末端羟基由Z基团衍生而来）是不能直接由此聚合方法制备的。因为在钇或稀土金属催化剂中“游离”羟基变成它们自身的活性聚合位。
实施例29
三（2-苯基硫代乙醇）钇的制备
将20ml甲苯和三（1，1，1，3，3，3-六甲基二硅烷基酰胺）钇（0.824克，1.45毫摩尔）放在圆底烧瓶中搅拌成溶液，并将2-苯基硫代乙醇（0.669克，4.34毫摩尔）在4ml甲苯中的溶液滴加到上面制备的搅拌的溶液中。将该混合物搅拌3小时，然后通过真空除去溶剂给出一种油状物。在C6D6中的1H NMR展示一种配位体的光谱。芳香区和脂肪区的面积对于所需要的成分其比例是正确的。
实施例30
三（1-甲酯基乙醇）钇的制备
将（0.814克，7.81毫摩尔）S-乳酸甲酯在10ml戊烷中的悬浮液在氮气保护下缓慢地加到内含1.485克（2.60毫摩尔）三（1，1，1，3，3，3-六甲基二硅烷基酰胺）钇在22ml戊烷中的搅拌溶液的100ml圆底烧瓶中。在添加的过程中形成沉淀的同时伴有轻微的放热现象。搅拌5分钟后加入20ml  THF，并在真空下除去所有的溶剂。得到的固体用25ml  THF抽提。过滤THF溶液并加入足够量（大约10ml）的戊烷以便产生混浊。将该混合物冷却到-40℃，然后通过真空过滤离析所得到的结晶物，接着进行真空干燥。0.5克（48%）的固体产品具有配位体部分NMR光谱，并且在IR（石蜡糊）中的吸收在1746（m），1690（vs），和1592（w）cm-1处。
实施例31
三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐的制备
使用与例34相似的方法，制取的标题化合物为白色固体，mp为98-98.5℃。对C12H30N3Sm的元素分析计算出：C，34.75%;H，7.29%;N，10.13%;Sm，36.26%;
实测值：C，32.92%，33.23%，33.60%;H，6.98%，7.10%，7.03%;N，9.65%，9.77%;Sm，36.9%，37.0%。
实施例32
三（2-N，N-二甲氨基乙醇）镝的制备
使用与例34相似的方法，制取的标题化合物为棕色油状物。无须进一步提纯即可使用。
实施例33
三（4-羟甲基二苄醚）钇的制备
将0.247克（0.50毫摩尔）的钇（CH2SiMe3）3-（THF）2在2ml THF中的溶液滴加到装在100ml圆底烧瓶中的（0.276克，2.00毫摩尔）的1，4-苯二甲醇在6ml THF中的搅拌溶液中。立刻发生沉淀并产生一种混浊的白色混合物。再用THF将该悬浮液稀释到总体积为10ml，然后用作聚合催化剂。
实施例34
三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇的制备
在125ml锥形烧瓶中使2，5克三异丙醇钇溶解在10ml甲苯和20ml  N，N-二甲氨基乙醇的混合物中，并加热回流10分钟。过滤该热溶液并在真空下除去溶剂，给出一种油状物。该油状物再溶解在甲苯中并在真空下汽提溶剂2次以上。然后将该油状物溶解在10ml戊烷中并过滤之。
在真空下除去溶剂给出一种白色的结晶固体为3.10克（82%）。在石蜡糊中的IR表明没有游离N，N-二甲氨基乙醇的形迹。1H NMR（C6D6，300MHz）：2.0-3.0（m，8H，CH2NMe2），4.23（s，2H，-OCH2-）。对C12H30N3O3Y元素分析计算出：C，40.80%;H，8.56%;N，11.9%;Y，25.2%。
已知值：C，39.50%，39.55%;H，8.26%，8.37%;N，11.4%，11.4%;Y，26.6%，26.4%。
实施例38
Ba2Y（OCH2CH2OCH2CH3）7的制备
将金属钡（5.16克）加到75ml HOCH2CH2OCH2CH3中并搅拌直至氢放完为止。然后将20ml甲苯中的5.00克三异丙醇钇加到该溶液中并在手套箱内加热回流5分钟。然后将混合物过滤到Schlenk烧瓶中并在Schlenk管线上汽提，（使用的是室温水浴）。将粗产品放入干燥箱内并再溶解到甲苯中，然后在Schlenk管线上汽提干燥。溶解和汽提重复两次以上。在后两次汽提操作中使用温水浴。然后将粗制品溶于戊烷中并过滤到圆底烧瓶中然后在高真空管线上汽提出溶剂。将该固体粉碎并在高真空管线上继续干燥。产量为18.10克（98%）。
对Ba2Y（OCH2CH2OCH2CH3）7元素分析计算出：
Y，9.00%;Ba，27.82%;C，34.06%;H，6.43%
实测值：Y，9.58%;Ba，27.40%;C，33.64%;H，6.36%;
Y，9.51%;Ba，27.30%;C，33.46%;H，6.54%。
实施例39
Ba2Y（OCH2CH2N（CH3）2）7的制备
将1.37克金属钡加到20ml HOCH2CH2N（CH3）2中，并搅拌直至氢释放完为止。在干燥箱内将10ml甲苯中的三异丙醇钇加到反应混合物中并将全部内装物加热回流5分钟。到达规定时间后，将混合物过滤至Schlenk烧瓶中并使用室温水浴在Schlenk管线上进行汽提。在干燥箱内将粗制品再溶于甲苯中然后在Schlenk管线上除去溶剂。再溶解和汽提操作再进行2次。第二次甲苯汽提后形成相当干燥的白色固体试样。从戊烷中再结晶的试验失败了。然后将粗制品溶解在戊烷中并过滤到圆底烧瓶中，在高真空管线上汽提出溶剂。将得到的固体粉碎并在高真空下干燥。产量为4.60克（94%）。对Ba2Y（OCH2CH2N（CH3）2）7元素分析计算出：Y，9.07%;Ba，28.01%;C，34.30%;H，7.20%;N，10.00%
实测值：Y，9.27%;Ba，28.20%;C，33.55%;H，7.08%;N，9.58%
Y，9.27%;Ba，28.00%;C，33.55%;H，7.21%;N，9.55%。
实施例40
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐进行R-交酯的聚合
在干燥箱内称取5.09克R-交酯放入100ml烘干的圆底烧瓶中。用注射器如入40ml二氯甲烷。在氮气氛下将三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加到搅拌的溶液中。1小时以后，用50ml  5%的HCl终止聚合。再加入二氯甲烷，并用5%的HCl（2×50ml）洗涤分离出的有机相，然后用5%的碳酸氢钠（1×50ml）洗，最后用水（3×50ml）洗。该有机相在无水硫酸钠上干燥。过滤之后在减压下浓缩该有机溶液并在己烷中沉淀聚合物，然后在真空下过滤并干燥。产量为4.85克（95.4%）。GPC分析：Mn＝77900，Mw＝98800，PD＝1.27（PET  STD）。
实施例41
用Y（CH2SiMe3）2（THF）2对S-交酯进行聚合
在干燥箱内称取5.28克S-交酯，放到装配有搅拌棒的100ml圆底烧瓶中。再加入40ml二氯甲烷。在氩气保护下，将Y（CH2SiMe3）2（THF）2（在甲苯中0.1M的溶液1.0ml）加到搅拌的溶液中。30分钟后用50ml 5%的HCl冷却反应体系。另外再加入二氯甲烷，并且再用5%的HCl（2×50ml）洗涤分离出的有机相，然后用碳酸氢钠（5%，50ml）洗，最后用水（3×50ml）洗。分离出的有机相在无水硫酸钠上干燥，然后过滤并借助旋转蒸发器进行浓缩。聚合物在己烷中沉淀出来，然后过滤并在45℃真空下干燥。产量为4.6克（87.1%）。
GPC分析：Mn＝151000，Mw＝193000，PD＝1.28（PET  STD）。
实施例42
用Ba2Y（OCH2CH2NMe）7进行ε-己内酯的聚合
将40ml甲苯和10.8克ε-己内酯加到装配有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的烧瓶中。在室温下将Ba2Y（OCH2CH2NMe）7（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加到搅拌的溶液中。3小时之后用5%的HCl（50ml）使聚合体系骤冷。分离出有机相并再用5%的HCl（2×50ml）洗涤，然后用水（3×50ml）洗。得到的有机相在无水Na2CO3上干燥。过滤之后滤液在减压下浓缩，然后在真空下干燥得到的聚合物。产量为10.8克（100%），GPC分析：Mn＝10300，Mw＝33400，PD＝3.21（PMMA STD）。
实施例43
用Ba2Y（OCH2CH2OEt）7进行ε-己内酯的聚合
将40ml甲苯和7.49克ε-己内酯加到装有搅拌棒和氮气排空的100ml烘干的烧瓶中。再将Ba2Y（OCH2CH2OEt）7（在甲苯中0.2M的溶液0.5ml）加到搅拌的溶液中。1分钟后用5% HCl（50ml）使聚合体系骤冷。另外再加入甲苯并且再用5% HCl（2×50ml）洗涤分离出的有机相，然后再用水（3×50ml）洗。在无水Na2CO3上干燥并过滤之后，滤液用旋转蒸发器浓缩并将所得的聚合物在真空下干燥。产量为7.30克（98%）。
实施例44
用三异丙醇钐进行ε-己内酯的聚合
将53.7克ε-己内酯和400ml甲苯加到装配有氮气排空和其针头一直伸到烧瓶底部的注射器的500ml烘干的圆底烧瓶中。注射器针头接到6.4mm（内径）的聚四氟乙烯（TeflonTM）管上，随后连接到蠕动泵上。单体溶液从泵流向（6ml/分钟）三通6.4mm的TeflonTM连接器（“T”混合器）。其中之一配有橡胶隔膜，经过这里借助一台速度为0.26ml/分的注射泵对三异丙醇钐（在甲苯中0.2M的溶液）进行计量。通过一个大约61cm的TeflonTM管将“T”混合器连接到搅拌滞留箱（大约容量为30ml）的底部。通过在潮湿己烷中沉淀的办法将聚合物从流出滞留箱的粘稠溶液中离析出来。当单体供应减少时，使用19ml三异丙醇钐。过滤和在真空下干燥之后得到45.4克（84.5%的产率）白色聚合物，其特性粘度为0.38（1克/100ml的苯，在30℃）。
本实施例说明，在连续反应体系中联合管式（TeflonTM管）和单独步骤连续搅拌釜式反应器（滞留箱）的使用。
实施例45
用三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐进行S-交酯的连续聚合
将100.1克S-交酯和400ml二氯甲烷装入配有氮气排空的500ml烘干的烧瓶中。S-交酯溶解以后将伸向烧瓶底部的注射器针头连接到烧瓶上。随后注射器针头连到一个直通蠕动泵的6.4mm（内径）的Teflon管上。从蠕动泵出来的S-交酯溶液流向（6ml/分）三通TeflonTM连接器（“T”混合器）。“T”混合器的通路之一装有橡胶隔膜。测量经过（0.26ml/分的速度）这里的三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐（在甲苯中0.2M的溶液）的量。“T”混合器连接到两个搅拌的滞留罐（总容量大约为60ml）上，该罐串连着大约61cm6.4mm的TeflonTM管。流出的聚合物溶液被送到含潮湿己烷的搅拌罐中，在这里聚合物被沉淀出来。过滤并在真空下干燥过夜后得到83.7克（83.6%产率）聚合物，其特性粘度为0.41（1克/100ml氯仿，在30℃下）。
本例说明在连续反应体系里，联合管（TeflonTM管）和两步连续搅拌罐（滞留罐）式反应器的使用。
以上描述和说明了本发明的最佳实施方案，可以理解本发明并不因这里已揭示的明确的结构而受到限制，而且可以进一步理解，本申请对于由附加权利要求定义的本发明范围内的各种改变和修正保留权利。

Claims (79)

1、一种内酯开环聚合方法，其中包括在聚合条件下，使选自下列组中的内酯或交酯：
式中n是4或5，h，i，k和m分别是1或2；
每个R分别选自氢或最多含12个碳原子的烃基或最多含12个碳原子的取代的烃基；
与钇或稀土金属化合物和/或它们的混合物的催化剂相接触。
2、按照权利要求1的方法，其中内酯的R是氢或甲基。
3、按照权利要求2的方法，其中内酯的R是甲基。
4、按照权利要求1的方法，其中催化剂含有三价钇和/或一种或多种三价稀土金属的混合物。
5、按照权利要求1的方法，其中的催化剂是钇的化合物。
6、按照权利要求1的方法，其中的催化剂是镧的化合物。
7、按照权利要求2的方法，其中内酯的R是氢。
8、按照权利要求1的方法，其中的催化剂具有MZ3的结构式，式中M代表三价钇或稀土金属，每个Z分别选自-OCR1 3，-NR1 2，和-CR1 3，其中每个R1是选自氢、烃基和取代的烃基，规定Z的选择要使结合到M上的基团中至少有一个不是高配位的配位体，进一步规定，当Z是CF1 3时，一个或两个R1可以共价结合到碳上。
9、按照权利要求8的方法，其中Z含有少于50个的碳原子。
10、按照权利要求8的方法，其中Z是生物活性的。
11、按照权利要求8的方法，其中Z选自由2-乙氧基乙氧基，异丙氧基，2-苯基硫代乙氧基，2-N，N-二甲氨基乙氧基，1-甲酯基乙氧基，三甲基硅烷基甲基，N，N-双（三甲基硅烷基）氨基，4-羟甲基苄氧基和维生素D3的醇盐组成的组中。
12、按照权利要求1的方法，其中的内酯选自一种或多种ε-己内酯、δ-戊内酯、交酯（3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮），乙交酯（1，4-二噁烷-2，5-二酮），1，5-dioxepan-2-酮和1，4-二噁烷-2-酮。
13、按照权利要求8的方法，其中的内酯选自一种或多种ε-己内酯、δ-戊内酯，交酯（3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮），乙交酯（1，4-二噁烷-2，5-二酮），1，5-dioxepan-2-酮和1，4-二噁烷-2-酮。
14、按照权利要求8的方法，其中的催化剂可溶于反应介质中。
15、按照权利要求1的方法是在溶剂存在下进行的。
16、嵌段共聚物的制备方法，将两种或多种内酯单体相继加入权利要求1所述的聚合方法中。
17、无规共聚物的制备方法，将两种或多种内酯单体同时加入权利要求1所述的聚合方法中。
18、按照权利要求8的方法，其中内酯的R是氢或甲基。
19、按照权利要求18的方法，其中内酯的R是甲基。
20、按照权利要求18的方法，其中内酯的R是氢。
21、按照权利要求8的方法，其中M选自钇、镧、钐、镝和铒中的一个或多个。
22、按照权利要求21的方法，其中M选自钇或镧。
23、按照权利要求8的方法，其中M是两种或多种钇和稀土金属的混合物。
24、按照权利要求8的方法，是在溶剂存在下进行的。
25、按照权利要求24的方法，其中M选自钇，镧，钐，镝和铒中的一种或多种。
26、按照权利要求25的方法，其中内酯选自ε-己内酯、δ-戊内酯、交酯（3，6-二甲基-1，4-二噁烷-2，5-二酮）和乙交酯（1，4-二噁烷-2，5-二酮）中的一种或多种。
27、按照权利要求26的方法，其中聚合温度从-80至200℃。
28、按照权利要求27的方法，其中聚合温度从0至110℃。
29、按照权利要求8的方法，其中催化剂是三异丙醇镧，三异丙醇钇，三异丙醇铒，三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钇、三（2-乙氧基乙醇）钇、双（2，2，6，6-四甲基庚基-3，5-dionate）异丙醇钇，Y（CH2SiMe3）3·（THF）2，三异丙醇钐，钇（O-维生素D3）3，三（2-N，N-二甲氨基乙醇）钐，三（2-N，N-二甲氨基乙醇）镝，三（2-苯基硫代乙醇）钇，三（1，1，1，3，3，3-六甲基二硅基酰胺）钇，三（4-羟甲基二苄醚）钇，和三（1-甲酯基乙醇）钇中的一种或多种。
30、按照权利要求8的方法，其中催化剂选自Ba2Y（OCH2CH2OCH2CH3）7和Ba2Y〔OCH2CH2N（CH3）2〕7。
31、按照权利要求1的方法，其中聚合是以间歇方式进行的。
32、按照权利要求1的方法，其中聚合是以连续方式进行的。
33、按照权利要求32的方法，是在连续管式反应器中进行的。
34、按照权利要求32的方法，是在一个或多个连续搅拌罐反应器中进行的。
35、按照权利要求1的方法，是以半间歇方式进行的。
36、具有如下结构式的活性聚合物：
式中n为4或5;h，i，k和m分别为1或2;p是3或更大;q和r分别是O或整数;e是0或1;d是0，1或2;E为1价的高配位的配位体;F为高配位的二价配位体;Z的定义同上;规定q+r为3或更大;d+2e是2或更小;d+2e+f为3;a和b分别是0或整数，规定a+b为1或更大;每个R分别选自氢或最多含12个碳原子的烃基或最多含12个碳原子的取代的烃基;M选自钇和稀土金属;Q是-OCR1 3，其中每个R1分别选自氢、烃基和取代的烃基;u、v和w分别为零或整数，规定u、v和w中至少两个不为0。
37、按照权利要求36的活性聚合物，其中R是氢或甲基。
38、按照权利要求37的活性聚合物，其中R是甲基。
39、按照权利要求37的活性聚合物，其中R是氢。
40、按照权利要求36的活性聚合物，其中M选自钇、镧、钐、镝和铒。
41、按照权利要求40的活性聚合物，其中R是甲基或氢。
42、按照权利要求41的活性聚合物，其中R是甲基。
43、按照权利要求41的活性聚合物，其中R是氢。
44、按照权利要求36的活性聚合物，其中至少一个R1是取代的烃基。
45、按照权利要求41的活性聚合物，其中至少一个R1是取代的烃基。
46、按照权利要求37的活性聚合物，其中至少一个R1是取代的烃基。
47、具有下列结构式的聚合物：
式中n是4或5;h、i、k和m分别为1或2;a和b分别为0或整数，规定a+b是1或更大;u、v和w分别为0或整数，规定u、v和w中至少两个不是0;q和r分别为0或整数，规定q+r是1或更大;R是氢，最多含12个碳原子的烃基和最多含12个碳原子的取代的烃基;T是-OCR2 3，每个R2分别是氢或取代的烃基，规定至少一个R2不是氢。
48、按照权利要求47的聚合物，其中R是氢或甲基。
49、按照权利要求48的聚合物，其中R是氢。
50、按照权利要求48的聚合物，其中R是甲基。
51、按照权利要求47的聚合物，其中聚合物是无规或嵌段聚合物。
52、按照权利要求47的聚合物，其中T是2-乙氧基乙氧基，2-苯基硫代乙氧基，2-N，N-二甲氨基乙氧基，1-甲酯基乙氧基，和-O-维生素D3。
53、按照权利要求47的聚合物，其中T是生物活性的。
54、按照权利要求48的聚合物，其中T是生物活性的。
55、按照权利要求47的聚合物，其中聚合物是生物可降解的并且T是生物活性的。
56、嵌段共聚物，包括至少一个聚（R-交酯）嵌段和至少一个聚（S-交酯）嵌段。
57、按照权利要求56的聚合物，其中聚（R-交酯）嵌段和聚（S-交酯）嵌段数目相当。
58、按照权利要求57的聚合物，其中聚（R-交酯）和聚（S-交酯）嵌段的数目各是一个。
59、按照权利要求57的聚合物，其中聚（R-交酯）和聚（S-交酯）嵌段的分子量大致相等。
60、按照权利要求56的聚合物，其中聚（R-交酯）和/或聚（S-交酯）嵌段含有最多大约20摩尔%的其它单体。
61、按照权利要求60的聚合物，其中聚（R-交酯）和/或聚（S-交酯）嵌段含有最多大约10摩尔%的其它单体。
62、按照权利要求61的聚合物，其中聚（R-交酯）和/或聚（S-交酯）嵌段含有最多大约5摩尔%的其它单体。
63、一种化合物，其结构式为MZ3，其中M是钇或稀土金属，规定当M是钇或稀土金属时，两个Z基是2，2，6，6-四甲基庚基-3，5-dionate，另外的Z基是-OCR1 3，NR1 2和CR1 3，其中R1是氢、烃基和取代的烃基，进一步规定当M是钇时，Z是2-N，N-二甲氨基乙氧基，2-苯基乙氧基或-O-维生素D3，另外还规定当M是钐或镝时，Z是2-N，N-二甲氨基乙氧基。
64、权利要求56的聚合物的溶液。
65、由权利要求64的溶液制备的薄膜。
66、由权利要求64的溶液制备的涂覆基质。
67、权利要求36的聚合物的溶液。
68、由权利要求67的溶液制备的薄膜。
69、由权利要求67的溶液制备的涂覆基质。
70、用活泼氢源骤冷权利要求36的活性聚合物的方法。
71、权利要求47的聚合物的溶液。
72、由权利要求71的溶液制备的薄膜。
73、由权利要求71的溶液制备的涂覆基质。
74、按照权利要求63的化合物，其中M是钇，Z是2-苯基乙氧基。
75、按照权利要求63的化合物，其中M是钇，Z是-O-维生素D3。
76、按照权利要求63的化合物，其中M是钐，Z是2-N，N-二甲氨基乙氧基。
77、按照权利要求63的化合物，其中M是镝，Z是2-N，N-二甲氨基乙氧基。
78、按照权利要求63的化合物，其中M是钇或稀土金属，两个Z基是2，2，6，6-四甲基庚基-3，5-dionate，第三个Z基是异丙氧基。
79、按照权利要求63的化合物，其中M是钇，Z是2-N，N-二甲氨基乙氧基。
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