CN110483753A - 基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法 - Google Patents

基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110483753A
CN110483753A CN201910420323.9A CN201910420323A CN110483753A CN 110483753 A CN110483753 A CN 110483753A CN 201910420323 A CN201910420323 A CN 201910420323A CN 110483753 A CN110483753 A CN 110483753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal salt
alkyl
organic base
monomer
opening polymerisation
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.)
Granted
Application number
CN201910420323.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110483753B (zh
Inventor
杨晶
王佩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201910420323.9A priority Critical patent/CN110483753B/zh
Publication of CN110483753A publication Critical patent/CN110483753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110483753B publication Critical patent/CN110483753B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/823Preparation processes characterised by the catalyst used for the preparation of polylactones or polylactides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O‑羧酸酐单体开环聚合的方法,属于聚酯合成技术领域。在常温、氮气保护下,无水溶剂中,以醇或者胺为引发剂,金属盐和有机碱组成的Lewis酸碱体系催化OCA单体可控开环聚合,所得聚合物分子量可达20.8KDa、分子量分布且聚合物的立构规整度Pm可达0.88。所用金属盐、有机碱均可商业化购买,此Lewis酸碱催化体系只需锌盐、有机碱简单混合即可使用,操作方便且高效。

Description

基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单 体开环聚合的方法
技术领域
本发明属于聚酯合成技术领域。具体涉及到一种金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的新方法。所用金属盐、有机碱均可商业化购买,此催化体系简单易得、稳定高效。
背景技术
来自于化石能源的石油基高分子化合物,由于其不可降解的性能,难以回收利用,造成环境污染。而聚(α-羟基酸)(PAHAs)作为一类生物可降解和生物相容性的聚酯化合物被广泛地应用到生物医学装置、包装材料、药物递送等领域。带有侧链官能团的聚(α-羟基酸) 具有优异的力学性能和物理化学性能。聚(α-羟基酸)传统上是由丙交酯或乙交酯开环聚合得到,但这种方法得到的聚合物缺少侧链官能团限制了其大规模应用。而O-羧基环内羧酸酐(O-carboxyanhydride,OCA)因其可由具有丰富侧链官能团的α-羟基酸或α-氨基酸制备,且开环反应速率较快,成为合成具有侧链官能团化聚酯材料的新单体。因此,开发一种能使 OCAs活性可控开环聚合的简单高效的催化体系变得尤为重要。
近些年来,OCA不同的催化方法学逐渐发展起来了,有机催化剂体系中,2006年,Bourissou课题组通过使用有机小分子催化剂4-二甲基氨基吡啶(DMAP)成功地催化L-乳氨酸-O-羧酸酐(L-LacOCA)可控开环聚合。该聚合反应机理表明DMAP作为双功能催化剂通过氢键活化引发剂及链增长末端的羟基和单体。但由于DMAP的强碱性会对单体酸性的α-C上的次甲基氢进行去质子化而发生差向异构化现象。2014年Buchard及其同事通过扁桃酸和吡啶1:1投料来制备得到的(Py·MA)加合物实现了D-扁桃酸-O-羧酸酐(D-ManOCA) 单体活性可控聚合。研究表明吡啶中的氮原子通过与扁桃酸的羟基氢、聚合物链末端羟基氢形成氢键提高了扁桃酸羟基和链末端羟基的亲核性,继而引发单体开环聚合。2014年,李振江课题组利用不同结构的N-杂环卡宾(NHC)通过亲核活化单体机理途径实现了对L-lacOCA可控开环聚合。2018年,陶友华课题组合成一系列硫脲-吡啶弱碱单分子双功能有机催化剂,通过“有机弱碱、协同催化”的机制有效地抑制了单体在开环聚合过程中的消旋现象。
金属有机催化剂中,2013年,Cheng Jianjun课题组利用高活性(BDI)锌醇盐络合物,通过配位-插入机制引发L-pheOCA开环聚合。2016年,此课题组在以前工作的基础上制备了在辅助配体或起始醇盐基团中具有不同程度蓬松度的锌-醇盐复合物催化剂 (BDI-1)ZnOLac(Me)的催化聚合的能力超过了其他(BDI)Zn催化剂。2017年,Tong Rong课题组开发了Ni/Zn介导的OCA可光致氧化还原开环聚合,为了促进脱羧过程,在聚合中使用了已用于酸酐的光致氧化还原脱羧的(bpy)Ni(0)和光氧化还原Ir-1络合物。同时,Zn(HMDS)2和含羟基的引发剂用于介导链末端活性。酶催化体系中,2009年,Bourissou 等人报道了洋葱假单胞菌PS或Novozyme 435催化LacOCA可控开环聚合。
路易斯酸碱对聚合(LPP),是由经典的路易斯酸碱加合物(CLA)或受阻的路易斯酸碱对(FLP)介导的开环聚合反应。通常有活性的路易斯酸碱对催化剂是在受阻路易斯酸碱对中彼此分离的路易斯酸(LA)和路易斯碱(LB),或者是在经典的路易斯酸碱对中存在着解离平衡的LA和LB。由未淬灭的活性酸和碱的组合,路易斯酸碱对可以通过路易斯酸活化环内酯,路易斯碱通过氢键活化引发/链传播醇。2013年,Bourissou课题组利用Zn(C6F5)2与胺或膦组成路易斯酸碱对(LP)成功催化丙交酯和ε-己内酯可控开环聚合得到环状聚合物。2017年,Chen Engene课题组首次报道了氮杂环碳烯(NHO)和Al(C6F5)3组成的LP成功地实现了对δ-戊内酯(δ-VL)和ε-己内酯(ε-CL)可控开环聚合。但对于路易斯酸碱对催化OCA单体可控开环聚合研究甚少。有机碱常用于催化内酯类单体开环聚合,但这些有机碱在催化OCA单体开环聚合过程中由于发生差向异构化从而没有表现出可控性。利用Lewis 酸与有机碱的相互作用,消除或弱化有机碱强碱性在聚合过程中产生的副反应;同时,通过 Lewis酸碱对OCA单体的活化作用提高聚合效率。金属盐是常见的一类Lewis酸,本发明专利将金属盐与有机碱组成Lewis酸碱对,开发一种简便、易得,能催化OCA类单体可控开环聚合的新催化体系,发展一种合成具有多样性结构的聚(α-羟基酸)新方法。
发明内容
本发明在常温、氮气保护下、无水溶剂中,以醇或者伯胺为引发剂,利用金属盐和有机碱组成的路易斯酸碱催化体系催化OCA单体可控开环聚合得到具有不同取代基的聚(α-羟基酸)。
本发明提出一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的新方法,包括如下步骤:
常温氮气氛围下,向反应管中加入催化剂、带羟基或伯胺的引发剂和无水溶剂,混合 10min后加入OCA单体,待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇(三者体积比优选1/2/2)混合溶剂中沉淀得到白色聚合物;催化剂为金属盐和有机碱的复合催化剂。
催化剂体系中的金属盐为醋酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、三氟甲磺酸锌中的一种或几种。
催化剂体系中的有机碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0.]十一碳-7-烯(DBU)、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(MTBD)、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)中的一种或几种。
聚合反应中引发剂选自单羟基醇引发剂简称单醇引发剂、双羟基醇简称二醇引发剂、三羟基醇简称三醇引发剂、四羟基醇简称四醇引发剂、脂肪伯胺;单醇引发剂如:正己醇、苄醇、聚乙二醇单甲醚mPEG1000(1000代表分子量)、聚乙二醇单甲醚mPEG2000、聚乙二醇单甲醚mPEG4000;二醇引发剂如:1,6-己二醇、聚乙二醇PEG1000、聚乙二醇PEG2000、聚乙二醇PEG4000,三醇引发剂如:三(羟甲基)丙烷,四醇引发剂如:季戊四醇,脂肪伯胺如:正己胺。
聚合反应的无水溶剂选自甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃。
催化体系中金属盐、有机碱的摩尔比为(1-5):(1-5),优选2:2。
催化体系中的OCA单体优选为L-苯丙氨酸-O-羧酸酐(PheOCA)。
本方法中催化体中每摩尔金属盐对应10-100摩尔的单体。
引发剂与OCA单体的比例可以根据需要为任意比例,优选羟基与OCA单体的摩尔比大于等于1:1;如两者的摩尔比为1:1-500。
反应过程如下所示:
R1为苄基、烷基(优选C2-C20的烷基)、R1’-O-R1”基(优选R1’、R1”为烷基,进一步优选C1-C40的烷基)
R2为烷基,优选C3-C10的饱和的单链烷基。
R3为烷基,优选C3-C100的饱和的单链烷基。
R6、R7、R8为烷基或C0,优选C1-C100的饱和的单链烷基,其中C0为不存在对应的R6、R7、R8;R9为H或烷基,所述烷基优选C1-C100的饱和的单链烷基。
R6、R7、R8、R9为烷基或C0,优选C1-C100的饱和的单链烷基,其中C0为不存在对应的R6、R7、R8、R9。
上述反应公式中的n表示聚合度,如为1-500等不同。
本发明方法可控制备不同的产品,可控且可得到分子量高、分子量分布窄且立构规整度Pm为0.88的线性聚(α-羟基酸)。
附图说明
图1采用苄醇作为引发剂所得到的聚合物结构的核磁表征图;
图2采用正己胺作为引发剂所得到的聚合物结构的核磁表征图;
图3采用聚乙二醇PEG2000作为引发剂所得到的聚合物结构的核磁表征图;
图4采用三(羟甲基)丙烷作为引发剂所得到的聚合物结构的核磁表征图;
图5采用季戊四醇作为引发剂所得到的聚合物结构的核磁表征图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步说明,但本发明并不限于以下实例。以下实施例中乙醚、正己烷、甲醇(三者体积比优选1/2/2)。
实施例1
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,3个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=9.9KDa,分子量分布
实施例2
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的氯化锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,2个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=12.6KDa,分子量分布
实施例3
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的溴化锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,4个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=9.2KDa,分子量分布
实施例4
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的碘化锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,22个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=13.0KDa,分子量分布
实施例5
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的三氟甲磺酸锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,2个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=10.0KDa,分子量分布
实施例6
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的MTBD、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,0.67个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=5.9KDa,分子量分布
实施例7
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBN、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,2个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=4.7KDa,分子量分布
实施例8
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的聚乙二醇单甲醚mPEG1000和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,7个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=7.9KDa,分子量分布
实施例9
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的聚乙二醇单甲醚mPEG2000和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,9个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=8.8KDa,分子量分布
实施例10
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的聚乙二醇单甲醚mPEG4000和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,11个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=11.0KDa,分子量分布
实施例11
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的1,6-己二醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,1个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=6.0KDa,分子量分布
实施例12
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的聚乙二醇PEG1000和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,1个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=8.0KDa,分子量分布
实施例13
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的聚乙二醇PEG2000和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,1个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=9.0KDa,分子量分布
实施例14
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的聚乙二醇PEG4000和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,1个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=10.9KDa,分子量分布D =1.20。
实施例15
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的三(羟甲基)丙烷和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,0.5 个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=8.8KDa,分子量分布
实施例16
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的季戊四醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,0.6个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=16.5KDa,分子量分布
实施例17
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的正己胺和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,15个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=9.6KDa,分子量分布
实施例18
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水甲苯溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,1个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=8.6KDa,分子量分布
实施例19
常温氮气氛围下,向反应管中加入2当量的醋酸锌、2当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水四氢呋喃溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,8.5个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=5.5KDa,分子量分布
实施例20
常温氮气氛围下,向反应管中加入1当量的醋酸锌、1当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,18个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=5.0KDa,分子量分布
实施例21
常温氮气氛围下,向反应管中加入3当量的醋酸锌、3当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,0.67个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=8.5KDa,分子量分布
实施例22
常温氮气氛围下,向反应管中加入4当量的醋酸锌、4当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,0.5个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=9.0KDa,分子量分布
实施例23
常温氮气氛围下,向反应管中加入5当量的醋酸锌、5当量的DBU、1当量的苄醇和1mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入50当量PheOCA单体,0.3个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=8.3KDa,分子量分布
实施例24
常温氮气氛围下,向反应管中加入4当量的醋酸锌、4当量的DBU、1当量的苄醇和0.5mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入25当量PheOCA单体,0.5个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=4.8KDa,分子量分布
实施例25
常温氮气氛围下,向反应管中加入4当量的醋酸锌、4当量的DBU、1当量的苄醇和1.5mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入75当量PheOCA单体,3.5个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=12.2KDa,分子量分布
实施例26
常温氮气氛围下,向反应管中加入4当量的醋酸锌、4当量的DBU、1当量的苄醇和2mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入100当量PheOCA单体,6.5个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=15.3KDa,分子量分布
实施例27
常温氮气氛围下,向反应管中加入4当量的醋酸锌、4当量的DBU、1当量的苄醇和2.5mL无水二氯甲烷溶液,混合搅拌10min后加入150当量PheOCA单体,10个小时待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇混合溶剂中沉淀得到白色聚合物。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明所得聚合物分子量Mn=20.8KDa,分子量分布

Claims (7)

1.一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,包括如下步骤:
常温氮气氛围下,向反应管中加入催化剂、带羟基或伯胺的引发剂和无水溶剂,混合10min后加入OCA单体,待单体转化率达到95%以上后,反应液在乙醚、正己烷、甲醇(三者体积比优选1/2/2)混合溶剂中沉淀得到白色聚合物;催化剂为金属盐和有机碱的复合催化剂;
催化剂体系中的金属盐为醋酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、三氟甲磺酸锌中的一种或几种;
催化剂体系中的有机碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0.]十一碳-7-烯(DBU)、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(MTBD)、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烯(DBN)中的一种或几种。
2.按照权利要求1所述的一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,聚合反应中引发剂选自单羟基醇引发剂简称单醇引发剂、双羟基醇简称二醇引发剂、三羟基醇简称三醇引发剂、四羟基醇简称四醇引发剂、脂肪伯胺;
反应过程如下:
R1为苄基、烷基(优选C2-C20的烷基)、R1’-O-R1”基(优选R1’、R1”为烷基,进一步优选C1-C40的烷基)
R2为烷基,优选C3-C10的饱和的单链烷基。
R3为烷基,优选C3-C100的饱和的单链烷基。
R6、R7、R8为烷基或C0,优选C1-C100的饱和的单链烷基,其中C0为不存在对应的R6、R7、R8;R9为H或烷基,所述烷基优选C1-C100的饱和的单链烷基。
R6、R7、R8、R9为烷基或C0,优选C1-C100的饱和的单链烷基,其中C0为不存在对应的R6、R7、R8、R9。
上述反应公式中的n表示聚合度。
3.按照权利要求1所述的一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,聚合反应的无水溶剂选自甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃。
4.按照权利要求1所述的一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,催化体系中金属盐、有机碱的摩尔比为(1-5):(1-5),优选2:2。
5.按照权利要求1所述的一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,催化体系中的OCA单体优选为L-苯丙氨酸-O-羧酸酐(PheOCA)。
6.按照权利要求1所述的一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,催化体中每摩尔金属盐对应10-100摩尔的单体。
7.按照权利要求1所述的一种基于金属盐与有机碱组成的路易斯酸碱体系催化O-羧酸酐单体可控开环聚合的方法,其特征在于,引发剂与OCA单体的比例可以根据需要为任意比例,优选羟基与OCA单体的摩尔比大于等于1:1;如两者的摩尔比为1:1-500。
CN201910420323.9A 2019-05-20 2019-05-20 基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法 Active CN110483753B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910420323.9A CN110483753B (zh) 2019-05-20 2019-05-20 基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910420323.9A CN110483753B (zh) 2019-05-20 2019-05-20 基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110483753A true CN110483753A (zh) 2019-11-22
CN110483753B CN110483753B (zh) 2020-07-24

Family

ID=68546203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910420323.9A Active CN110483753B (zh) 2019-05-20 2019-05-20 基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110483753B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647145A (zh) * 2020-04-29 2020-09-11 北京化工大学 一种合成环状聚α-羟基酸的新方法
CN112694600A (zh) * 2020-12-08 2021-04-23 北京化工大学 一种开环聚合合成聚水杨酸酯的方法
CN114904579A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 浙江大学 一种基于冠醚的路易斯酸碱协同催化体系及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1728811A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-06 University of Twente "Branched biodegradable polymers, a macromonomer, processes for the preparation of same, and their use"
CN106058271A (zh) * 2016-05-25 2016-10-26 北京化工大学 一种非贵金属双功能氧反应电催化材料及其制备方法
CN106750227A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 吉林大学 一种活性可控的催化内酯开环聚合的催化体系

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1728811A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-06 University of Twente "Branched biodegradable polymers, a macromonomer, processes for the preparation of same, and their use"
CN106058271A (zh) * 2016-05-25 2016-10-26 北京化工大学 一种非贵金属双功能氧反应电催化材料及其制备方法
CN106750227A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 吉林大学 一种活性可控的催化内酯开环聚合的催化体系

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIE, YANZHAO: "An efficient strategy for achieving controlled ring-opening polymerization of O-carboxyanhydrides via amine initiation in collaboration with metal-alkoxide catalysis", 《POLYMER CHEMISTRY》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111647145A (zh) * 2020-04-29 2020-09-11 北京化工大学 一种合成环状聚α-羟基酸的新方法
CN112694600A (zh) * 2020-12-08 2021-04-23 北京化工大学 一种开环聚合合成聚水杨酸酯的方法
CN112694600B (zh) * 2020-12-08 2022-05-27 北京化工大学 一种开环聚合合成聚水杨酸酯的方法
CN114904579A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 浙江大学 一种基于冠醚的路易斯酸碱协同催化体系及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN110483753B (zh) 2020-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111378101B (zh) 一种生物可降解二氧化碳基聚酯-聚碳酸酯三元共聚物的制备方法
CN110483753A (zh) 基于金属盐与有机碱的Lewis酸碱体系可控催化O-羧酸酐单体开环聚合的方法
Möller et al. Sn (OTf) 2 and Sc (OTf) 3: efficient and versatile catalysts for the controlled polymerization of lactones
CN108467411A (zh) 一种磷腈和脲二元体系催化环酯类单体可控开环聚合的方法
CN110092892B (zh) 一种聚酯的制备方法
CN109627429B (zh) 一种高分子量聚(γ-丁内酯)的制备方法
CN110092900A (zh) 一种二氧化碳基嵌段共聚物的制备方法
CN107849233A (zh) 利用添加剂对由co2和环氧化物的共聚形成聚合物中的碳酸酯单元的组成微调:应用于聚碳酸酯基嵌段共聚物和遥爪的合成
CN109694471B (zh) 一种吡啶基脲催化剂及其在开环聚合中的应用
CN109880073B (zh) 一种聚内酯的制备方法
CN110305303B (zh) 一种侧链含双键官能团的可降解生物基聚酯的制备方法
CN105358604B (zh) 通过五元环环状碳酸酯的聚合制备聚碳酸酯的工艺
CN106046038B (zh) 一种8‑n‑芳胺‑氢化喹啉络合烷基铝化合物及其制备方法与应用
Zhao et al. Facile synthesis of fluorescent dye labeled biocompatible polymers via immortal ring-opening polymerization
Danko et al. Ring-opening polymerization of γ-butyrolactone and its derivatives: a review
WO2022041326A1 (zh) 一种应用于催化环酯开环聚合和聚酯材料可控解聚的锌催化剂及其催化方法
CN111499852B (zh) 一种聚酯的制备方法
CN100497350C (zh) 催化丙交酯立体选择性聚合稀土配合物
CN105367762A (zh) 一种脂肪族聚酯的制备方法
CN107722250A (zh) 一种二元催化体系的制备方法与应用
JP2013227457A (ja) 環状エステルの開環重合触媒及び環状エステルの開環重合方法
Fukuzaki et al. Direct copolymerization of glycolic acid with lactones in the absence of catalysts
CN108503803B (zh) 一种利用脲/醇盐制备聚γ-丁内脂的方法
CN109705159B (zh) 一种含磷氮配体烷基铝化合物的制备方法与应用
Piskun et al. Controlled homoand copolymerization of ε-caprolactone and d, l-lactide in the presence of Ti IV complexes

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