CN110437435A - 一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，公开了一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法。惰性气氛下，将环氧单体加入到非共价保护的氨基醇型催化/引发体系中反应，得到末端氨基官能化聚醚；所述非共价保护的氨基醇型催化/引发体系包括氨基醇、有机碱和烷基硼。本发明利用氨基与烷基硼原位形成的非共价键作用能够在环氧单体开环聚合过程中稳定存在的优点，实现了对氨基的有效保护：同时过量的烷基硼与有机碱组成Lewis酸碱对催化剂，化学选择性地实施环氧单体的开环聚合。该体系能够在室温下实现氨基的完全保护与羟基的定量引发，进而一步法合成具有明确结构的末端氨基官能化聚醚。

Description

一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法。
背景技术
聚环氧乙烷(又称聚乙二醇，PEO/PEG)具有优良的水溶性，生物相容性和抗蛋白吸附性能，是一类用途极为广泛的聚醚材料。近年来，不同领域的多样化功能需求促使了PEG结构的不断创新和发展。PEG主链由重复的醚键(-CH2-CH2-O-)链节构成，因此丰富的端基官能团成为PEG满足各种应用需求的决定因素。常用方法是将聚乙二醇单甲醚(mPEG，CH3O-PEG-OH)的端羟基改造成羧基、氨基、巯基、(饱和/不饱和)烷基、烯丙基、醛基、炔基、氰基、异氰酸酯、叠氮等等。其中，带有伯氨基的mPEG-NH2(CH3O-PEG-NH2)是一种非常有用的功能化高分子。利用氨基的固有pH响应性，可以监测水体酸碱值，重金属含量；直接用作大分子引发剂可以合成聚乙二醇-多肽的嵌段聚合物，制备高性能水凝胶；利用氨基生成稳定的化学键(如酰胺键，氨基甲酸酯键，脲键和仲胺键)，可以方便地实现药物的聚乙二醇化、制备高分子接枝物和PEG涂层等。
然而，随着研究的深入和使用要求的不断提升，mPEG衍生物的不足也越来越明显，从而进一步推动了双端异官能化PEG(X-PEG-Y)的需求与发展。一般的，双端异功能化PEG的主链两端分别为羟基(X＝羟基)与高活性官能团(Y为如上所述改造后的官能团等)，具有更高的性能和可修饰性。其中高活性官能团可与药物连接，而羟基端则可维持PEG的高亲水性和生物相容性，或被进一步改造成其他功能性基团，用于提高药物输送和作用的靶向性，等等。因此α-氨基-ω-羟基聚乙二醇(NH2-PEG-OH)相比于mPEG-NH2的优势十分明显，更受研究者青睐。然而目前，该类双端异功能化PEG合成方法发展非常迟缓。Holger Frey在综述Polymerization of ethylene oxide,propylene oxide,and other alkylene oxides:synthesis,novel polymer architectures,and bioconjugation中阐述了合成末端氨基官能化PEG的难度：氨基的亲核性高于羟基，更容易引发环氧单体的开环反应，在聚合过程中结构无法完整地保留；目前为止，还没有能够直接利用氨基醇类引发剂制备末端氨基官能化PEG的方法。现有的方法中，双羟基PEG(HO-PEG-OH)的聚合后端基改造是最常见的。该方法能够制得单官能化PEG、双官能化PEG与双羟基PEG的混合物，之后必须使用特定的色谱、离子交换树脂等分离方法才可获得纯净的双端异功能化PEG。但由于三种高分子产物的性质差别很小，分离难度极大，导致分离效率差，产量极低，产物纯度也难以保证。这或许是NH2-PEG-OH的市场价格高昂，质量却不尽如人意的主要原因。另一种方法是利用含有保护基的特制氨基醇类引发剂实施环氧单体的开环聚合，之后脱除保护基、释放目标官能团。这种方法不会引入额外的官能团，但这类引发剂均非常见化合物，需额外的小分子合成步骤方可获得，且脱保护过程较为繁琐。合成带有单一氨基的双端异官能化PEG的难度由此可见一斑，在此基础上进一步合成具有特殊端基、取代基和拓扑结构的氨基官能化聚醚将受到更大的限制。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法。本发明利用氨基与烷基硼原位形成的非共价键结合作用，确保了氨基在环氧单体开环聚合过程中的结构完整性，进而实现了利用氨基醇类引发剂直接地合成带有氨基的双端异功能化聚乙二醇，以及结构更为复杂的末端氨基官能化聚醚。该方法指导下的反应体系高效可控，制得聚醚的分子量和分子结构可精确调控；且无需进行氨基醇预修饰、共价键脱保护、聚合物后修饰和分离纯化操作，实施方法简便。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，包括如下步骤：
惰性气氛下，将环氧单体加入到非共价保护的氨基醇型催化/引发体系中反应，得到末端氨基官能化聚醚；所述非共价保护的氨基醇型催化/引发体系包括氨基醇、有机碱和烷基硼。
进一步地，所述烷基硼与氨基醇中氨基的摩尔比≥1。
进一步地，所述有机碱与氨基醇中羟基的摩尔比为0.001～1。
进一步地，所述环氧单体包括但不限于(1)环氧乙烷、(2)烷基碳原子数为1～20的直链烷基环氧乙烷、(3)烷基碳原子数为1～16的直链烷基缩水甘油醚、(4)异丙基缩水甘油醚、(5)叔丁基缩水甘油醚、(6)2-乙基己基缩水甘油醚、(7)苯基缩水甘油醚、(8)苄基缩水甘油醚、(9)烯丙基缩水甘油醚、(10)炔丙基缩水甘油醚、(11)甲基丙烯酸缩水甘油酯。具体结构式如下：
进一步地，所述的氨基醇包括但不限于(1)乙醇胺等碳原子数为2～10的烷基醇胺，(2)D-氨基丙醇，(3)二甘醇胺，(4)D-缬氨醇，(5)(S)-叔亮氨醇，(6)L-异亮氨醇，(7)L-(-)-蛋氨醇，(8)碳原子数为2～12的1-氨基-1-苯基烷醇，(9)4-氨基苯乙醇，(10)2-氨基苯乙醇，(11)L-苯丙氨醇，(12)(R)-3-氨基-3-苯基丙醇，(13)2-氨基-1,2-二苯基乙醇，(14)2-氨基-1-苯基-1,3-丙二醇，(15)丝氨醇，(16)2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇，(17)3-氨基-1,2-丙二醇，(18)D-苏氨醇，(19)1,3-二氨基-2-羟基丙烷，(20)2,6-二氨基-1-己醇，(21)3,4-二氨基苯甲醇，(22)2,4-二氨基苯氧基乙醇。具体结构式如下：
进一步地，所述有机碱包括但不限于各种三级胺类(DABCO，PMDETA，ME6TREN，sparteine)、脒类(DBN，DBU)、胍类(MTBD，TMG，PMG)、三氨基膦(HMTP，HETP，TMAP，TIPAP)和磷腈碱(BEMP，t-BuP1，t-BuP2，EtP2，t-BuP4)等。具体结构式如下：
进一步地，所述烷基硼包括但不限于B-异松蒎基-9-硼二环[3.3.1]壬烷(S-Alphine-Borane)、三仲丁基硼烷(TsBuB)、三异丙基硼烷(TiPrB)、三甲基硼烷(TMB)或烷基碳原子数为2～8的三直链烷基硼烷(TAB)。具体结构式如下：
进一步地，所述反应在环氧单体本体中进行或在溶剂中进行，所述溶剂为苯、甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、正己烷、环己烷、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、γ-丁内酯、碳酸丙烯酯中的一种或两种以上的混合。
进一步地，所述反应开始时，环氧单体的浓度为3～18mol/L。
进一步地，所述反应的温度为室温，时间为1～24h。
本发明所述非共价保护的氨基醇型催化/引发体系中，利用氨基与烷基硼原位形成的非共价键作用能够在环氧单体开环聚合过程中稳定存在的优点，实现了对氨基的有效保护：同时过量的烷基硼与有机碱组成Lewis酸碱对催化剂，该体系能够在室温下实现氨基的完全保护与羟基的定量引发，进而制备末端氨基官能化聚醚。
本发明的合成方法具有如下优点及有益效果：
(1)本发明首次提出了在聚合反应过程中，利用原位形成的非共价键作用对活泼官能团进行保护的方法。特别地，提供了一种全新的末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，过程简单，反应高效，产物分子量和分子结构可精确调控。该方法适用的活泼官能团还可进一步拓展至羧基、巯基、醛基和酯基等等。
(2)该方法应用于带有氨基的双端异功能化聚醚合成时，相比于双羟基聚醚后修饰方法，产物纯度及产量大幅度提升。并且，产物无需经过色谱、离子交换树脂等分离方法即可获得，适合于大规模、批量化生产。
(3)该方法应用于带有氨基的双端异功能化聚醚合成时，相比于特制氨基醇类引发剂的方法，无需经过氨基醇预修饰等额外的小分子合成步骤和繁琐的聚合后脱保护操作。
(4)该方法应用于末端氨基官能化聚醚合成时，对氨基起到稳定的保护作用的非共价键作用在反应初始阶段原位形成，并在聚合物沉淀、纯化或收集过程中自动脱除。
(5)该方法应用于末端氨基官能化聚醚合成时，所需氨基醇在自然界中种类众多，存量庞大，直接用作引发剂更符合绿色化学发展观念。
(6)引发剂与催化剂分离，方便合成具有复杂的端基官能化、侧基官能化等结构特征的聚醚。
(7)催化/引发体系的高效性使得环氧单体的开环聚合可在室温、少量溶剂(高浓度)、较低催化剂用量的条件下于常规玻璃反应器中温和地进行。
(8)末端氨基官能化聚醚产物无金属残留，更适合应用于生物医药，微电子领域等高新技术行业。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例中环氧单体的转化率和聚合物结构特征由Bruker AV400液体核磁共振仪测得，溶剂为氘代氯仿。聚环氧乙烷的分子量及分子量分散度由体积排除色谱(SEC)测得，仪器采用Waters 1515型泵和HR-2、HR-4、HR-6系列色谱柱，以N,N-二甲基甲酰胺为流动相，柱温50℃，流速1mL/min；以一系列聚环氧乙烷标准样品做校准曲线。其余聚醚的分子量及分散度的测试采用美国安捷伦(Agilent)1260 Infinity型号的体积排除色谱仪，流动相为四氢呋喃，柱温35℃，流速1mL/min；以一系列聚苯乙烯标准样品做校准曲线。以下实施例中配方所述份数均为摩尔份。
实施例1
本实施例以烷基醇胺为引发剂，利用与烷基硼形成的非共价键保护氨基，受有机碱活化的羟基引发环氧乙烷的开环聚合，制备α-氨基-ω-羟基聚环氧乙烷(双端异功能化PEG，NH2-PEG-OH)。具体操作如下：
在惰性气氛中，将1份(摩尔份)乙醇胺加入到干燥的玻璃反应器中，继续加入含有1.2份的三乙基硼烷的四氢呋喃溶液，充分搅拌混合均匀。待氨基与三乙基硼原位形成非共价键过程中产生的白雾散去后，继续加入含有0.005份的磷腈碱t-BuP1的四氢呋喃溶液。本实施例中烷基硼与氨基的摩尔比例为1.2，过量的烷基硼同有机碱构成Lewis酸碱对，摩尔比为40。将玻璃反应器连接到真空线上，排除瓶内部分气体，并用冰水浴进行降温。在0～4℃下加入干燥的环氧乙烷70份，此时环氧单体浓度约为18mol/L，密封玻璃反应器并于室温(20～30℃)下反应4h。环氧乙烷反应结束后，可以看到玻璃反应器内析出固体产物。将反应器打开，加入氯仿溶解并将聚合物溶液倒入乙醚中沉淀，收集聚环氧乙烷产物并真空干燥，即得。
通过环氧乙烷与氨基醇的投料比例算得的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.3kg/mol，分散度为1.10。核磁共振氢谱(1H NMR)及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)的表征充分表明产物结构明确，纯度可达99.9％以上。本实施例所得产物α-氨基-ω-羟基聚环氧乙烷，是一类极为重要的双端异功能化PEG。在生物医用领域，可用于制备PEG-多肽嵌段聚合物，共价键合药物分子，实现表面接枝等等。
实施例2
本实施例将有机碱更换为三级胺DABCO，其它与实施例1相同。室温下反应10h，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.4kg/mol，分散度为1.09。
实施例3
本实施例将有机碱更换为三氨基膦HMTP，其它与实施例1相同。室温下反应24h，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.4kg/mol，分散度为1.10。
实施例4
本实施例将有机碱更换为环脒DBU，其它与实施例1相同。室温下反应24h，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.2kg/mol，分散度为1.13。
实施例5
本实施例将有机碱更换为环胍MTBD，其它与实施例1相同。室温下反应24h，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.2kg/mol，分散度为1.12。
实施例6
本实施例将四氢呋喃溶剂更换为甲苯，其它与实施例1相同。室温下反应5h，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.3kg/mol，分散度为1.08。
实施例7
本实施例将四氢呋喃溶剂更换为N,N-二甲基甲酰胺，其它与实施例1相同。室温下反应5h，体系粘度明显增大，无沉淀物析出。将反应溶液直接倒入乙醚中沉淀，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.6kg/mol，分散度为1.16。
实施例8
本实施例将四氢呋喃溶剂更换为乙酸乙酯，其它与实施例1相同。室温下反应6h，即得。聚环氧乙烷的理论数均分子量Mn,th为3.1kg/mol。SEC测得分子量为3.5kg/mol，分散度为1.11。本实施例说明活泼酯键不会对氨基的非共价保护和羟基端的聚醚链增长造成影响，验证了非共价保护氨基醇型催化/引发体系对环氧单体开环聚合所具有的高度化学选择性。
上述实施例说明引发剂的氨基与烷基硼原位形成的非共价键能够在多种溶剂环境中稳定存在，从而保证了氨基在环氧乙烷开环聚合过程中不会发生任何变化。过量的烷基硼与有机碱配合为Lewis酸碱对，化学选择性地实施羟基引发的环氧乙烷开环聚合。双管齐下，实现了一步法合成末端氨基官能化PEG，特别是结构明确的双端异功能化PEG。
实施例9
本实施例以丝氨醇为引发剂，其他与实施例1相同。室温下反应4h，制备具有双PEG链段拓扑结构的末端氨基官能化PEG(α-氨基-双(ω-羟基聚环氧乙烷)，又称NH2-(PEG-OH)2)。聚环氧乙烷的理论分子量为3.2kg/mol。SEC测得分子量为3.3kg/mol，分散度为1.10。1HNMR和MALDI-TOF表征说明产物为拓扑结构明确的末端氨基官能化PEG。
实施例10
本实施例以1,3-二氨基-2-羟基丙烷为引发剂，继续加入2.2份三乙基硼的四氢呋喃溶液和0.005份磷腈碱t-BuP2，其他与实施例1相同。室温下反应6h，制备具有末端为双氨基的特殊端基官能化PEG(α-双氨基-ω-羟基聚环氧乙烷，又称(NH2)2-PEG-OH)。聚环氧乙烷的理论分子量为3.2kg/mol。SEC测得分子量为3.5kg/mol，分散度为1.15。1H NMR和MALDI-TOF表征说明产物为结构明确的末端双氨基官能化PEG。
实施例11
本实施例以烷基醇胺为引发剂，利用与烷基硼形成的非共价键保护氨基，受有机碱活化的羟基引发环氧丙烷的开环聚合，制备α-氨基-ω-羟基聚环氧丙烷(双端异功能化PPG)。具体操作如下：
在惰性气氛中，将1份(摩尔份)乙醇胺加入到干燥的玻璃反应器中，继续加入含有1.2份的三乙基硼烷的四氢呋喃溶液，充分搅拌混合均匀。待氨基与三乙基硼原位形成非共价键过程中产生的白雾散去后，继续加入含有0.05份的磷腈碱t-BuP2的四氢呋喃溶液。本实施例中烷基硼与氨基的摩尔比例为1.2，过量的烷基硼同有机碱构成Lewis酸碱对，摩尔比为4。加入干燥的环氧丙烷80份，密封玻璃反应器并于室温(20～30℃)下反应6h。环氧丙烷反应结束后，可以看到体系粘度增大，回流现象停止。将反应器打开，加入氯仿溶解并利用中性氧化铝去除有机碱，收集聚环氧丙烷产物并真空干燥，即得。聚环氧丙烷的理论分子量为5.0kg/mol。SEC测得分子量为6.8kg/mol，分散度为1.06。1H NMR和MALDI-TOF表征说明产物为端基结构明确的α-氨基-ω-羟基聚环氧丙烷。该类产物可直接与二异氰酸酯进行逐步聚合反应，合成聚脲-聚氨酯。本实施例充分说明氨基醇型催化/引发体系同样适用于取代环氧的开环聚合，聚合活性末端向单体链转移的副反应得到充分的抑制。
实施例12
本实施例以烷基醇胺为引发剂，利用与烷基硼原位形成的非共价键保护氨基，受有机碱活化的羟基引发叔丁基缩水甘油醚的开环聚合，制备α-氨基-ω-羟基聚叔丁基缩水甘油醚(双端异功能化PBGE)。具体操作如下：
在惰性气氛中，将1份(摩尔份)(S)-叔亮氨醇加入到干燥的玻璃反应器中，继续加入含有1.2份的三丁基硼烷的四氢呋喃溶液，充分搅拌混合均匀。待氨基与三丁基硼烷原位形成非共价键过程中产生的白雾散去后，继续加入含有0.05份的磷腈碱t-BuP2的四氢呋喃溶液。本实施例中烷基硼与氨基的摩尔比例为1.2，过量的烷基硼同有机碱构成Lewis酸碱对，摩尔比为4。加入干燥的叔丁基缩水甘油醚100份，密封玻璃反应器并于室温(20～30℃)下反应15h。叔丁基缩水甘油醚反应结束后，可以看到体系粘度增大。将反应器打开，加入氯仿溶解并利用中性氧化铝去除有机碱，收集聚叔丁基缩水甘油醚产物并真空干燥，即得。聚叔丁基缩水甘油醚的理论分子量为13.1kg/mol。SEC测得分子量为14.3kg/mol，分散度为1.12。
实施例13
本实施例以芳香基醇胺为引发剂，利用与烷基硼原位形成的非共价键保护氨基，受有机碱活化的羟基引发苯基缩水甘油醚的开环聚合，制备α-氨基-ω-羟基聚苯基缩水甘油醚(双端异功能化PPGE)。具体操作如下：
在惰性气氛中，将1份(摩尔份)4-氨基苯乙醇加入到干燥的玻璃反应器中，继续加入含有1.4份的三异丙基硼烷(TiPrB)的四氢呋喃溶液，充分搅拌混合均匀。待氨基与三异丙基硼烷原位形成非共价键过程中产生的白雾散去后，继续加入含有0.002份的磷腈碱t-BuP4的四氢呋喃溶液。本实施例中烷基硼与氨基的摩尔比例为1.4，过量的烷基硼同有机碱构成Lewis酸碱对，摩尔比为200。加入干燥的苯基缩水甘油醚100份，密封玻璃反应器并于室温(20～30℃)下反应18h。苯基缩水甘油醚反应结束后，可以看到体系粘度增大。将反应器打开，加入氯仿溶解并利用中性氧化铝去除有机碱，收集聚苯基缩水甘油醚产物并真空干燥，即得。聚苯基缩水甘油醚的理论分子量为15kg/mol。SEC测得分子量为15.8kg/mol，分散度为1.09。本实施例充分说明无论是端基官能化，还是侧基官能化，苯基均对非共价保护的氨基醇型催化引发体系合成末端氨基官能化聚醚不存在明显影响。
实施例14
本实施例以烷基醇胺为引发剂，利用与烷基硼原位形成的非共价键保护氨基，受有机碱活化的羟基引发烯丙基缩水甘油醚的开环聚合，制备α-氨基-ω-羟基聚烯丙基缩水甘油醚(双端异功能化PAGE)。具体操作如下：
在惰性气氛中，将1份(摩尔份)5-氨基-1-戊醇加入到干燥的玻璃反应器中，继续加入含有1.2份的三丁基硼的四氢呋喃溶液，充分搅拌混合均匀。待氨基与三异丙基硼烷原位形成非共价键过程中产生的白雾散去后，继续加入含有0.1份的磷腈碱t-BuP2的四氢呋喃溶液。本实施例中烷基硼与氨基的摩尔比例为1.4，过量的烷基硼同有机碱构成Lewis酸碱对，摩尔比为3。加入干燥的烯丙基缩水甘油醚100份，此时环氧单体的浓度约为3mol/L，密封玻璃反应器并于室温(20～30℃)下反应24h。烯丙基缩水甘油醚反应结束后，可以看到体系粘度增大。将反应溶液倒入水中沉淀，收集聚烯丙基缩水甘油醚产物并真空干燥，即得。聚烯丙基缩水甘油醚的理论分子量为11.4kg/mol。SEC测得分子量为11.8kg/mol，分散度为1.09。本实施例说明尽管烯烃类不饱和侧基官团降低了非共价保护的氨基醇型催化引发体系的效率，但是在加大催化剂用量并延长反应时间后，仍能合成结构明确的末端氨基官能化聚醚。
实施例15
本实施例以烷基醇胺为引发剂，利用与烷基硼原位形成的非共价键保护氨基，受有机碱活化的羟基引发甲基丙烯酸缩水甘油醚的开环聚合，制备α-氨基-ω-羟基聚甲基丙烯酸缩水甘油醚(双端异功能化PGMA)。具体操作如下：
在惰性气氛中，将1份(摩尔份)6-氨基-1-己醇加入到干燥的玻璃反应器中，继续加入含有1.2份的三乙基硼的四氢呋喃溶液，充分搅拌混合均匀。待氨基与三异丙基硼烷原位形成非共价键过程中产生的白雾散去后，继续加入含有0.2份的磷腈碱t-BuP1的四氢呋喃溶液。本实施例中烷基硼与氨基的摩尔比例为1.2，过量的烷基硼同有机碱构成Lewis酸碱对，摩尔比为1。加入干燥的甲基丙烯酸缩水甘油醚100份，密封玻璃反应器并于室温(20～30℃)，避光条件下反应16h。甲基丙烯基缩水甘油醚反应结束后，可以看到体系粘度增大。将反应溶液倒入水中沉淀，收集聚甲基丙烯酸缩水甘油醚产物并真空干燥，即得。聚甲基丙烯酸缩水甘油醚的理论分子量为14.4kg/mol。SEC测得分子量为16.8kg/mol，分散度为1.09。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于包括如下步骤：
惰性气氛下，将环氧单体加入到非共价保护的氨基醇型催化/引发体系中反应，得到末端氨基官能化聚醚；所述非共价保护的氨基醇型催化/引发体系包括氨基醇、有机碱和烷基硼。
2.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述烷基硼与氨基醇中氨基的摩尔比≥1；所述有机碱与氨基醇中羟基的摩尔比为0.001～1。
3.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述环氧单体包括环氧乙烷、烷基碳原子数为1～20的直链烷基环氧乙烷、烷基碳原子数为1～16的直链烷基缩水甘油醚、异丙基缩水甘油醚、叔丁基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、炔丙基缩水甘油醚或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
4.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述的氨基醇包括碳原子数为2～10的烷基醇胺，D-氨基丙醇，二甘醇胺，D-缬氨醇，(S)-叔亮氨醇，L-异亮氨醇，L-(-)-蛋氨醇，碳原子数为2～12的1-氨基-1-苯基烷醇，4-氨基苯乙醇，2-氨基苯乙醇，L-苯丙氨醇，(R)-3-氨基-3-苯基丙醇，2-氨基-1,2-二苯基乙醇，2-氨基-1-苯基-1,3-丙二醇，丝氨醇，2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇，3-氨基-1,2-丙二醇，D-苏氨醇，1,3-二氨基-2-羟基丙烷，2,6-二氨基-1-己醇，3,4-二氨基苯甲醇或2,4-二氨基苯氧基乙醇。
5.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述有机碱包括三级胺、脒、胍、三氨基膦或磷腈碱中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述三级胺包括DABCO，PMDETA，ME6TREN或sparteine；所述脒包括DBN或DBU；所述胍包括MTBD，TMG或PMG；所述三氨基膦包括HMTP，HETP，TMAP或TIPAP；所述磷腈碱包括BEMP，t-BuP1，t-BuP2，EtP2或t-BuP4。
7.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述烷基硼包括B-异松蒎基-9-硼二环[3.3.1]壬烷、三仲丁基硼烷、三异丙基硼烷、三甲基硼烷或烷基碳原子数为2～8的三直链烷基硼烷。
8.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述反应在环氧单体本体中进行或在溶剂中进行，所述溶剂为苯、甲苯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、正己烷、环己烷、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、γ-丁内酯、碳酸丙烯酯中的一种或两种以上的混合。
9.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述反应开始时，环氧单体的浓度为3～18mol/L。
10.根据权利要求1所述的一种末端氨基官能化聚醚的一步合成方法，其特征在于：所述反应的温度为室温，时间为1～24h。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602109A (zh) * 2016-01-19 2016-05-25 凯威塑胶工业有限公司 一种高寒地带双向拉伸聚丙烯薄膜用抗静电剂及其制备方法
JP2017141362A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 東ソー株式会社 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物
CN108341951A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 翁秋梅 一种具有杂化交联结构的动态聚合物及其应用
CN109890869A (zh) * 2016-08-12 2019-06-14 科思创德国股份有限公司 制备聚合开环产物的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602109A (zh) * 2016-01-19 2016-05-25 凯威塑胶工业有限公司 一种高寒地带双向拉伸聚丙烯薄膜用抗静电剂及其制备方法
JP2017141362A (ja) * 2016-02-10 2017-08-17 東ソー株式会社 有機塩基化合物、ルイス酸及び活性水素含有化合物を含む組成物
CN109890869A (zh) * 2016-08-12 2019-06-14 科思创德国股份有限公司 制备聚合开环产物的方法
CN108341951A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 翁秋梅 一种具有杂化交联结构的动态聚合物及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YE CHEN ET AL.: ""High Efficiency Organic Lewis Pair Catalyst for Ring-Opening Polymerization of Epoxides with Chemoselectivity"", 《MACROMOLECULES》 *

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