CN109438486B - 胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用 - Google Patents
胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109438486B CN109438486B CN201811515821.3A CN201811515821A CN109438486B CN 109438486 B CN109438486 B CN 109438486B CN 201811515821 A CN201811515821 A CN 201811515821A CN 109438486 B CN109438486 B CN 109438486B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- catalyst
- magnesium
- ligand
- amine imine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 title claims abstract description 33
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 title description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 84
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 67
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims abstract description 31
- -1 cyclic lactone Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 9
- KJJBSBKRXUVBMX-UHFFFAOYSA-N magnesium;butane Chemical compound [Mg+2].CCC[CH2-].CCC[CH2-] KJJBSBKRXUVBMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims abstract description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 81
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N lactide Chemical compound CC1OC(=O)C(C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 15
- RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound O=C1COC(=O)CO1 RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 11
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- JJTUDXZGHPGLLC-ZXZARUISSA-N (3r,6s)-3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound C[C@H]1OC(=O)[C@H](C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-ZXZARUISSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000051 benzyloxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])O* 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 abstract description 4
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 abstract description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 11
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Polymers OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 7
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 7
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 5
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 5
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- PTJKBSLUOWABNV-UHFFFAOYSA-N C(CCC)[Mg]OCC1=CC=CC=C1 Chemical compound C(CCC)[Mg]OCC1=CC=CC=C1 PTJKBSLUOWABNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002680 magnesium Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 231100000344 non-irritating Toxicity 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003203 stereoselective catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F3/00—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table
- C07F3/003—Compounds containing elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/78—Preparation processes
- C08G63/82—Preparation processes characterised by the catalyst used
- C08G63/823—Preparation processes characterised by the catalyst used for the preparation of polylactones or polylactides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用，其具有式Ⅰ所述的结构式，其中，R为氢、甲基、乙基或异丙基。本发明胺亚胺镁配合物催化剂由二正丁基镁、苄醇和配体A一锅法反应而得，制备方法简单，成本低，反应后处理简单，产品收率高。该化合物结构变化多样，金属中心镁与配体的N，N原子配位，可作为环内酯开环聚合反应的催化剂，其催化活性高、立体选择性好、不需要助催化剂、反应速率快，聚合反应操作简单，得到的聚合产物分子量分布窄、分子量可控、产率高，可以广泛用于环内酯开环聚合，是一种十分理想的催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种胺亚胺镁配合物及其制备方法，还涉及该胺亚胺镁配合物作为环内酯开环聚合反应的催化剂的应用。
背景技术
随着人们环保意识的增强，开发能够减少环境污染的可降解生物材料成为高分子材料重要的研究领域之一。聚内酯为生物可降解型的绿色环保型的高分子材料，其作为石油产品的替代物越来越受到人们的关注。在自然生活环境中，废弃的聚内酯材料能被土壤中的微生物彻底的分解成小分子。因为聚酯无毒、无刺激性，且具有良好的生物相容性，因此被广泛应用于医学和环保领域，例如手术缝合线、包装、药物控制释放和组织工程支架等。聚内酯优良的生物相容性、生物降解性以及可持续发展利用的性能，使其已经成为21世纪最具有发展前景的高分子材料。环内酯单体原料来源于可再生资源，聚合物可生物降解，环境友好，因而作为新型的生物基材料受到普遍关注。
环内酯开环聚合可以制备高分子量的聚合物，可以通过活性可控聚合实现对分子量的控制，选择合适的立体选择性催化剂可制得立体规整度较高的产品。因而，环内酯开环聚合成为研究的热点。近年来，国内外学者从降低制备成本、提高聚合物的分子量和稳定性及控制产物立体结构出发，做了大量的研究工作，开发了许多性能优异的金属配合物催化剂。然而，仍需解决的一个问题是，在由金属配合物催化剂制得的产品中难免会有金属残留，要从聚合物中完全去除这些残留物几乎是不可能的，所以低毒的镁配合物成为更有希望的催化剂，特别当聚合物应用于生物医药领域时，这类催化剂显得更加重要。
专利CN201310124575.X公开了一种N, N-二甲基苯胺-醇基镁催化剂，该催化剂依然需要以苄醇为助催化剂，且在催化丙交酯聚合时最高立体选择性Pr = 0.79。
因此，研究新的、性能好的、低毒的镁催化剂十分必要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种胺亚胺镁配合物，该镁配合物能够作为环内酯开环聚合反应的催化剂，其催化活性高、立体选择性好，所得聚合物分子量可控性好，具有很好的应用前景。
本发明还提供了该胺亚胺镁配合物的制备方法和作为环内酯开环聚合反应的催化剂的应用。
本发明技术方案如下：
本发明提供了一种胺亚胺镁配合物，其具有式Ⅰ所述的结构式，其中，所述R为氢、甲基、乙基或异丙基，所述OBn为苄氧基。
进一步的，R优选为异丙基。
本发明胺亚胺镁配合物为配合物，通过配体的N，N原子与金属镁中心配位得到，该镁配合物具有优异的催化性能。本发明配合物的配体结构特殊，配体中取代基的选择对该镁配合物作为环内酯开环聚合反应催化剂的催化性能有较大影响。引入小空间位阻的取代基使催化剂的催化活性升高，引入大空间位阻的取代基能使镁催化剂的立体选择性增高。
本发明还提供了上述胺亚胺镁配合物的制备方法，包括以下步骤：将二正丁基镁（Mg(nBu)2）的己烷溶液与苄醇的四氢呋喃溶液在-5～-15℃下进行反应，反应完全后在此温度下加入配体A的甲苯溶液进行反应，加完后使体系温度自然升至室温，然后进行加热，将温度控制在40～60℃进行反应，反应后回收溶剂，将所得固体洗涤、干燥，得式Ⅰ所述的胺亚胺镁配合物。
进一步的，所述配体A的结构式如下式A所示，其中，R为氢、甲基、乙基或异丙基，优选为异丙基。配体A的制备方法已有文献报道，具体合成方法可以参考文献（Polymer 49(2008) 2486–2491）。
进一步的，配体A与Mg(nBu)2和苄醇反应的方程式如下：
进一步的，二正丁基镁、苄醇、配体A的摩尔比为1:1:1，这三者一锅法进行反应。本发明先将二正丁基镁与苄醇反应形成正丁基苄氧基镁，然后再与配体A发生反应形成最终的配合物，所得配合物容易在己烷中固化，易于从溶剂中分离和纯化，反应液后处理简单，产品收率高，收率在80%以上。而经过试验验证，若将二正丁基镁直接与配体A进行反应，反应所得产物呈油状，不易与溶剂分离，分离纯化难度大，收率低。
进一步的，整个反应在惰性气体或氮气保护下进行。
进一步的，体系温度自然升至室温后，优选将温度控制在50～60℃进行反应，反应时间一般为1～12小时，优选为3～6小时。
进一步的，己烷、四氢呋喃、甲苯均为溶剂，它们的作用是保证各原料充分溶解，使各原料在均相中进行接触反应，其用量可以根据实际情况进行调整。优选的，己烷、四氢呋喃、甲苯的总质量为二正丁基镁、苄醇和配体A总质量的5～10倍。
进一步的，反应后，将反应液真空抽干溶剂，然后用正己烷对剩余的沉淀进行洗涤，最后干燥，得产物。
本发明胺亚胺镁配合物（简称镁配合物，下同）由配体A的N、N原子与金属镁中心进行配位，催化效果好，具有较高的立体选择性，可以作为环内酯开环聚合反应的催化剂使用，该应用也在本发明保护范围之内。
本发明胺亚胺镁配合物作为环内酯开环聚合反应的催化剂时，可以催化多种环内酯的开环聚合，得到一系列的聚内酯。所述环内酯可以为ε-己内酯、丙交酯和乙交酯，丙交酯又可以是左旋丙交酯、内消旋丙交酯、外消旋丙交酯。本发明胺亚胺镁配合物作为催化剂进行环内酯开环聚合反应时，反应得到的聚合物分子质量分布窄、分子量可控、产率高，特别是在催化外消旋丙交酯聚合的时候，能够得到全同立构聚丙交酯，表现出较高的立体选择性，立体选择性最高可达P m = 0.88。
本发明胺亚胺镁配合物用作环内酯开环聚合反应的催化剂时，不需要助催化剂，随着取代基R空间位阻的增加，催化剂的立体选择性有升高的趋势，催化活性有降低的趋势。
当本发明胺亚胺镁配合物作为催化剂时，环内酯开环聚合反应具体包括以下步骤：将胺亚胺镁配合物催化剂、甲苯和环内酯混合，在无水无氧和气体保护下进行开环聚合反应，反应后将反应物进行处理，得聚内酯。
上述开环聚合反应中，环内酯与胺亚胺的镁配合物催化剂的摩尔比为50～1000：1，例如50:1、100：1、200:1、400:1、600：1、800:1、1000:1。
上述开环聚合反应中，聚合反应温度为0～100℃，例如0℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100℃。随着聚合反应温度的升高，催化剂的立体选择性有降低的趋势，催化活性有升高的趋势，当反应温度在100℃时，对外消旋丙交酯进行催化时的立体选择性可达P m = 0.60，当反应温度在0℃时，对外消旋丙交酯进行催化时的立体选择性可达P m = 0.88。
上述开环聚合反应中，聚合反应时间为1-1440分钟，例如1分钟、2分钟、3分钟、10分钟、30分钟、40分钟、60分钟等。
进一步的，上述开环聚合反应中，保护性气体为惰性气体或氮气。
上述开环聚合反应中，反应后加入冷甲醇纯化聚内酯，得纯化后的聚内酯。
本发明胺亚胺镁配合物催化剂由二正丁基镁、苄醇和配体A一锅法反应而得，制备方法简单，成本低，反应后处理简单，产品收率高。该化合物结构变化多样，金属中心镁与配体的N，N原子配位，可作为环内酯开环聚合反应的催化剂，其催化活性高、立体选择性好、不需要助催化剂、反应速率快，聚合反应操作简单，得到的聚合产物分子量分布窄、分子量可控、产率高，可以广泛用于环内酯开环聚合，是一种十分理想的催化剂。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明，但本发明并不限于此，具体保护范围见权利要求。
以配体A为原料制备胺亚胺镁配合物（I）
式（I）所示胺亚胺镁配合物由配体A、Mg(nBu)2和苄醇通过烷基消除反应生成，反应式如下。
实施例1
所用配体结构式如上式（A），其中R为氢，反应过程为：氮气气氛下, 在-10℃下将5mL苄醇四氢呋喃溶液（2.0 mol/L）慢慢滴加到等摩尔量的Mg(nBu)2己烷溶液（2.0 mol/L，5mL）中反应1小时，然后将配体 2.72 g溶于15 mL干燥甲苯中，在-10℃下加入到Mg(nBu)2和苄醇反应混合物中，加入后使反应液自然升到室温，然后加热到60℃反应1小时,反应结束以后真空抽干溶剂，剩余物加入干燥的正己烷洗涤、过滤，然后收集产物，干燥称重，得3.43g固体，产率为85.3%。
实施例2
所用配体结构式如上式（A），其中R为甲基，反应过程为：氮气气氛下, 在-10℃下将5 mL苄醇四氢呋喃溶液（2.0 mol/L）慢慢滴加到等摩尔量的Mg(nBu)2己烷溶液（2.0 mol/L，5 mL）中反应1小时，然后将配体 3.28 g溶于20 mL干燥甲苯中，在-10℃下加入到Mg(nBu)2和苄醇反应混合物中，加入后使反应液自然升到室温，然后加热到40℃反应12小时,反应结束以后真空抽干溶剂，剩余物加入干燥的正己烷洗涤、过滤，然后收集产物，干燥称重，得4.07 g固体，产率为88.9%。
实施例3
所用配体结构式如上式（A），其中R为乙基，反应过程为：氮气气氛下, 在-10℃下将5 mL苄醇四氢呋喃溶液（2.0 mol/L）慢慢滴加到等摩尔量的Mg(nBu)2己烷溶液（2.0 mol/L，5 mL）中反应1小时，然后将配体 3.84 g溶于25 mL干燥甲苯中，在-10℃下加入到Mg(nBu)2和苄醇反应混合物中，加入后使反应液自然升到室温，然后加热到50℃反应3小时,反应结束以后真空抽干溶剂，剩余物加入干燥的正己烷洗涤、过滤，然后收集产物，干燥称重，得4.17 g固体，产率为81.2%。
实施例4
所用配体结构式如上式（A），其中R为异丙基，反应过程为：氮气气氛下, 在-10℃下将5 mL苄醇四氢呋喃溶液（2.0 mol/L）慢慢滴加到等摩尔量的Mg(nBu)2己烷溶液（2.0mol/L，5 mL）中反应1小时，然后将配体 4.40 g溶于30 mL干燥甲苯中，在-10℃下加入到Mg(nBu)2和苄醇反应混合物中，加入后使反应液自然升到室温，然后加热到50℃反应6小时,反应结束以后真空抽干溶剂，剩余物加入干燥的正己烷洗涤、过滤，然后收集产物，干燥称重，得5.09 g固体，产率为89.3%。
实施例5
以胺亚胺镁配合物为催化剂催化乙交酯开环聚合，得到聚乙交酯均聚物。所有操作均在无水无氧惰性气体保护下进行，反应过程为：首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中加入催化剂20 µmol（式Ⅰ所示镁配合物）、甲苯以及乙交酯（简称GA），使乙交酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L ，然后置于0-100oC的条件下反应1-60min，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得纯化的聚乙交酯均聚物。
聚合采用溶液聚合方法，以甲苯为溶剂，分别改变乙交酯单体和催化剂的摩尔比、催化剂的类型、反应温度和反应时间，所得聚乙交酯均聚物情况如下表1所示。
在表1中，M n为聚乙交酯均聚物的分子量，由GPC法测定（聚苯乙烯为标准物）。催化剂1为式Ⅰ所示镁配合物, R为氢；催化剂2为式Ⅰ所示镁配合物, R为甲基；催化剂3为式Ⅰ所示镁配合物, R为乙基；催化剂4为式Ⅰ所示镁配合物, R为异丙基。PDI为分子量分布，由GPC法测定；TOF为单位时间单位催化剂催化的单体的量。
从表1可以看出，胺亚胺镁配合物催化剂在催化乙交酯聚合时，催化活性高、反应速率快，得到的聚合物分子量分布窄，分子量可控，产率高。
实施例6
以胺亚胺镁配合物为催化剂催化ε-己内酯开环聚合，得到聚己内酯均聚物。所有操作均在无水无氧惰性气体保护下进行，反应过程为：首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中加入催化剂20 µmol（式Ⅰ所示镁配合物）、甲苯以及ε-己内酯（简称CL），使ε-己内酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L ，然后置于0-100oC的条件下反应1-60min，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得纯化的聚己内酯均聚物。
聚合采用溶液聚合方法，以甲苯为溶剂，分别改变己内酯单体和催化剂的摩尔比、催化剂种类、反应温度和反应时间，所得聚己内酯均聚物情况如下表2所示。
在表2中，M n为聚己内酯均聚物的分子量，由GPC法测定（聚苯乙烯为标准物）。催化剂1为式Ⅰ所示镁配合物, R为氢；催化剂2为式Ⅰ所示镁配合物, R为甲基；催化剂3为式Ⅰ所示镁配合物, R为乙基；催化剂4为式Ⅰ所示镁配合物, R为异丙基。PDI为分子量分布，由GPC法测定；TOF为单位时间单位催化剂催化的单体的量。
从表2结果来看，胺亚胺镁配合物催化剂在催化己内酯聚合时，催化活性高、反应速率快，得到的聚合物分子量分布窄，分子量可控、产率高，随着取代基R空间位阻的增加，催化活性有降低的趋势。
实施例7
以胺亚胺镁配合物为催化剂催化丙交酯开环聚合，得到聚丙交酯均聚物。所有操作均在无水无氧惰性气体保护下进行，反应过程为：首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中加入催化剂20 µmol（式Ⅰ所示镁配合物）、甲苯以及丙交酯，使丙交酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L， 然后置于0-100oC的条件下反应1-60min，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得聚丙交酯均聚物。
聚合采用溶液聚合方法，以甲苯为溶剂，分别改变丙交酯单体和催化剂的摩尔比、催化剂种类、反应温度和反应时间，所得聚丙交酯均聚物情况如下表3所示。
在表3中，M n为聚丙交酯均聚物的分子量，由GPC法测定（聚苯乙烯为标准物），聚合物的规整度(P m)由同核去耦氢谱测定。催化剂1为式Ⅰ所示镁配合物, R为氢；催化剂2为式Ⅰ所示镁配合物, R为甲基；催化剂3为式Ⅰ所示镁配合物, R为乙基；催化剂4为式Ⅰ所示镁配合物, R为异丙基。PDI为分子量分布，由GPC法测定；TOF为单位时间单位催化剂催化的单体的量。
从表3结果来看，本发明胺亚胺镁配合物催化丙交酯开环聚合反应时，反应得到的聚合物分子量分布窄，分子量可控、产率高，特别是在催化外消旋丙交酯时表现出较高的催化活性和立体选择性，立体选择性最高可达P m = 0.88。
对比例1
参照文献（Chem. Res. Chin. Univ. 2013, 29(1), 48—50）的方法合成下式Ⅱ所示结构的锌配合物。
按照上述实施例5表1编号7的条件制备聚乙交酯，不同的是：所用的催化剂为上述锌配合物，步骤为：在无水无氧惰性气体保护下进行反应，首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中顺序加入20 µmol催化剂、甲苯以及4000µmol乙交酯，使乙交酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L ，然后置于60oC的条件下反应20 min，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得聚乙交酯0.03 g,产率很低。在没有苄醇的存在下，锌配合物几乎没有催化乙交酯聚合的能力。
同时，采用上述锌配合物作为催化剂，以苄醇作为助催化剂，制备聚乙交酯，步骤为：在无水无氧惰性气体保护下进行反应，首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中顺序加入20 µmol催化剂、20 µmol苄醇、甲苯以及4000µmol乙交酯，使乙交酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L ，然后置于60oC的条件下反应6h，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得0.22 g产物，产率47 %，分子量1.6万，TOF为1.6，明显比表1编号7的TOF值（594）小很多。
同时，采用上述锌配合物作为催化剂，以苄醇作为助催化剂，制备聚己内酯，步骤为：在无水无氧惰性气体保护下进行反应，首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中顺序加入20 µmol催化剂、20 µmol苄醇、甲苯以及4000µmol己内酯，使己内酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L ，然后置于60oC的条件下反应4 min，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得0.44 g产物，产率96%，分子量3.1万，TOF为2910，明显比表2编号7的TOF值（5940）小很多。
由以上实验结果可以看出，同一配体所得的锌配合物需要在助催化剂存在下才能完成对乙交酯和己内酯的催化，催化活性远低于本发明镁配合物。
对比例2
参照文献（Chem. Res. Chin. Univ. 2013, 29(1), 48—50）的方法合成下式Ⅲ所示结构的锌配合物。
采用上述锌配合物作为催化剂，以苄醇作为助催化剂，制备聚外消旋丙交酯，步骤为：在无水无氧惰性气体保护下进行反应，首先，在用高纯氮气洗气烘烤后的安瓶中顺序加入20 µmol催化剂、20 µmol苄醇、甲苯以及2000µmol外消旋丙交酯，使外消旋丙交酯在甲苯中的浓度为0.25 mol/L ，然后置于60oC的条件下反应32 min，反应结束后加入少量水终止反应，用甲醇沉淀、洗涤数次，室温下真空干燥，得0.27 g产物，产率94%，分子量1.6万，PDI1.23，TOF为180，聚合物的同核去耦氢谱显示锌配合物催化剂没有选择性。
Claims (11)
1.一种胺亚胺镁配合物，其特征是：其具有式Ⅰ所述的结构式，其中，所述R为氢、甲基、乙基或异丙基，所述OBn为苄氧基；
2.根据权利要求1所述的胺亚胺镁配合物，其特征是：R为异丙基。
3.一种权利要求1所述的胺亚胺镁配合物的制备方法，其特征是包括以下步骤：
将二正丁基镁的己烷溶液与苄醇的四氢呋喃溶液在-5～-15℃下进行反应，反应完全后在此温度下加入配体A的甲苯溶液进行反应，加完后使体系温度自然升至室温，然后进行加热，将温度控制在40～60℃进行反应，反应后回收溶剂，将所得固体洗涤、干燥，得式Ⅰ所述的胺亚胺镁配合物；所述配体A的结构式如下式A所示，其中，R为氢、甲基、乙基或异丙基；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：配体A中，R为异丙基。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：所述二正丁基镁、苄醇、配体A的摩尔比为1:1:1。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：将温度控制在50～60℃ 进行反应。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：在40～60℃ 进行反应的时间为1～12小时。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：在40～60℃ 进行反应的时间为3～6小时。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：反应在惰性气体或氮气保护下进行。
10.权利要求1或2所述的胺亚胺镁配合物作为环内酯开环聚合反应的催化剂的应用。
11.权利要求10所述的应用，其特征是：所述环内酯为左旋丙交酯、内消旋丙交酯、外消旋丙交酯、ε-己内酯或乙交酯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811515821.3A CN109438486B (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811515821.3A CN109438486B (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109438486A CN109438486A (zh) | 2019-03-08 |
| CN109438486B true CN109438486B (zh) | 2021-02-19 |
Family
ID=65557337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811515821.3A Active CN109438486B (zh) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | 胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109438486B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101139436A (zh) * | 2007-10-18 | 2008-03-12 | 吉林大学 | 胺亚胺锌催化剂及其制备方法和用途 |
| CN102174174B (zh) * | 2011-01-24 | 2012-11-14 | 吉林大学 | 胺亚胺稀土催化剂及其制备方法和用途 |
| CN103193969A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 济南大学 | N, n-二甲基苯胺-醇基镁催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108239102A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-07-03 | 济南大学 | 含水杨醛基的铝配合物及其制备方法和应用 |
| CN108503801A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-09-07 | 济南大学 | 利用含邻苯二胺基的非对称铝配合物催化丙交酯聚合的方法 |
-
2018
- 2018-12-12 CN CN201811515821.3A patent/CN109438486B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101139436A (zh) * | 2007-10-18 | 2008-03-12 | 吉林大学 | 胺亚胺锌催化剂及其制备方法和用途 |
| CN102174174B (zh) * | 2011-01-24 | 2012-11-14 | 吉林大学 | 胺亚胺稀土催化剂及其制备方法和用途 |
| CN103193969A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-10 | 济南大学 | N, n-二甲基苯胺-醇基镁催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108239102A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-07-03 | 济南大学 | 含水杨醛基的铝配合物及其制备方法和应用 |
| CN108503801A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-09-07 | 济南大学 | 利用含邻苯二胺基的非对称铝配合物催化丙交酯聚合的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| "Dinuclear zinc complexes with chiral tetra-azane ligands: Synthesis, structures and catalytic properties for ring-opening polymerization of cyclic esters";Gao A H. et al;《Polyhedron》;20140928;第85卷;第537-542页 * |
| "Ring-opening polymerization ofrac-lactide by mononuclear zinc complexes that contain chiral tetra-azane ligands";Han Y C. et al;《Polyhedron》;20161015;第121卷;第206-210页 * |
| "胺亚胺金属配合物的合成、表征及催化性能的研究";姚伟;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20081115;第30-49页 * |
| "锌配合物催化ε-己内酯/L-丙交酯共聚制备环状和线形嵌段共聚酯";李娟等;《高等学校化学学报》;20180630;第39卷(第6期);第1297-1304页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109438486A (zh) | 2019-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109679081B (zh) | 利用双核手性胺亚胺镁配合物催化己内酯聚合的方法 | |
| CN109734880B (zh) | 利用双核手性胺亚胺镁配合物催化丙交酯聚合的方法 | |
| CN109749072B (zh) | 利用双核胺亚胺镁配合物催化丙交酯聚合的方法 | |
| CN109485840B (zh) | 利用胺亚胺镁配合物催化丙交酯聚合的方法 | |
| CN109679082B (zh) | 利用双核手性胺亚胺镁配合物催化乙交酯聚合的方法 | |
| CN108239102B (zh) | 含水杨醛基的铝配合物及其制备方法和应用 | |
| CN108569993B (zh) | 含有手性环己二胺基的四齿氮氧对称配体及其制备方法和应用 | |
| CN111269402B (zh) | 利用不对称双核胺亚胺铝配合物催化丙交酯聚合的方法 | |
| CN108570066B (zh) | 含有手性环己二胺基的铝化合物及其制备方法和应用 | |
| CN109679080B (zh) | 利用胺亚胺镁配合物催化己内酯聚合的方法 | |
| CN104592501B (zh) | 一种聚己内酯的制备方法 | |
| CN109438486B (zh) | 胺亚胺镁配合物及其制备方法和应用 | |
| CN107955030B (zh) | 含有乙酰丙酮衍生物的手性铝配合物及其制备方法和应用 | |
| CN109694469B (zh) | 利用胺亚胺镁配合物催化乙交酯聚合的方法 | |
| CN111154088B (zh) | 利用不对称双核胺亚胺铝配合物催化乙交酯聚合的方法 | |
| CN109749062B (zh) | 利用双核胺亚胺镁配合物催化己内酯聚合的方法 | |
| CN111378099B (zh) | 利用不对称双核胺亚胺铝配合物催化己内酯聚合的方法 | |
| CN111285891B (zh) | 不对称双核胺亚胺铝配合物及其制备方法和应用 | |
| CN104497280B (zh) | 一种聚乙交酯的制备方法 | |
| CN108084411B (zh) | 利用含有乙酰丙酮衍生物的手性铝配合物催化乙交酯聚合的方法 | |
| CN109749063B (zh) | 利用双核胺亚胺镁配合物催化乙交酯聚合的方法 | |
| CN108003087B (zh) | 含水杨醛基的手性非对称氮氧配体及其制备方法和应用 | |
| CN108503801B (zh) | 利用含邻苯二胺基的非对称铝配合物催化丙交酯聚合的方法 | |
| CN108084218B (zh) | 含水杨醛基的手性非对称铝配合物及其制备方法和应用 | |
| CN108503661B (zh) | 含邻苯二胺基的非对称铝配合物及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |