CN114302904A - 含衍生自生物质的环状单体的高分子化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含衍生自生物质的1,3‑环戊二醇单体的聚酯或聚氨酯高分子及其制备方法。

Description

含衍生自生物质的环状单体的高分子化合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的高分子化合物及其制备方法。
背景技术
通常，聚碳酸酯、聚酯等高分子是用源自石油资源的原料来制备。然而，近年来，石油资源有枯竭之虞，需要提供使用获取自植物等生物质资源的原料来制备的高分子树脂。另外，二氧化碳排放量的增加以及积累所导致的全球变暖会造成气候变化等，从这一点出发，也需要开发作为原料使用制备过程中碳排放量极少的植物衍生单体的高分子。
1,3-环戊二醇(1,3-cyclopentanediol)是由环戊二烯(cyclopentadiene)合成，所述环戊二烯可由双环戊二烯(dicyclopentadiene)的裂解(cracking)获得，并且发生如下述反应式1的反应。
[反应式1]
Figure BDA0003523977550000011
所述环戊二烯在狄尔斯-阿尔德反应(diels-alder reaction)中反应性非常好，在室温下不到几小时即可重新转化为双环戊二烯。因此，只有在-20℃下保存，才能使用几天。
糠醛(furfural)是从植物材料如玉米芯、燕麦、麸皮、米糠、甘蔗渣和锯末等提取的有机化合物。也就是说，所述糠醛是基于生物质的化学物质，可由所述糠醛制备出1,3-环戊二醇。
另一方面，对于现有的线性(linear)聚酯，高分子整体的自由体积(free volume)较低，透明性较差，因为是线性，所以较为柔韧(flexible)，但是存在强度较弱(soft)的问题，而现有的聚氨酯存在强度较弱(soft)的问题。
因此，需要开发透明性和强度优异的聚酯和强度优异的聚氨酯，与此同时，需要开发使用生物质衍生单体的环保型聚酯和聚氨酯。
[在先技术文献]
[专利文献]韩国授权专利公报第10-1558574号
发明内容
技术问题
为了解决上述的问题，本发明人多方研究的结果发现，当作为高分子单体包含衍生自生物质的1,3-环戊二醇时，可以提供具有优异的透明性和强度且环保的聚酯，而且可以提供强度优异的聚氨酯。
因此，本发明旨在提供一种含生物质衍生单体而具有优异的透明性和强度且环保的聚酯高分子、或者具有优异的强度且环保的聚氨酯高分子。
另外，本发明旨在提供一种含生物质衍生单体的聚酯高分子和聚氨酯高分子的制备方法。
技术方案
为了达到上述的目的，本发明提供一种含1,3-环戊二醇单体的下述化学式1的高分子化合物。
[化学式1]
Figure BDA0003523977550000021
所述R表示下述化学式2或化学式3的化合物，
[化学式2]
Figure BDA0003523977550000022
[化学式3]
Figure BDA0003523977550000023
所述*表示键合位置，
所述a表示1至30的整数，所述b表示1至30的整数，所述c表示1至30的整数。
另外，本发明提供一种含1,3-环戊二醇单体的下述化学式4的高分子化合物。
[化学式4]
Figure BDA0003523977550000031
所述m表示1至30的整数，所述n表示1至30的整数。
另外，本发明提供一种下述化学式1的高分子的制备方法，其包含：
(ⅰ)糠醇水溶液中加入催化剂以制备4-羟基-2-环戊烯酮的步骤；
(ⅱ)所述4-羟基-2-环戊烯酮中加入催化剂以制备1,3-环戊二醇的步骤；以及
(ⅲ)将所述1,3-环戊二醇、对苯二甲酸和琥珀酸酐或2,5-呋喃二甲酸混合后进行反应的步骤，
[化学式1]
Figure BDA0003523977550000032
所述R表示下述化学式2或化学式3的化合物，
[化学式2]
Figure BDA0003523977550000033
[化学式3]
Figure BDA0003523977550000034
所述*表示键合位置，
所述a表示1至30的整数，所述b表示1至30的整数，所述c表示1至30的整数。
另外，本发明提供一种下述化学式4的高分子的制备方法，其包含：
(ⅰ)糠醇水溶液中加入催化剂以制备4-羟基-2-环戊烯酮的步骤；
(ⅱ)所述4-羟基-2-环戊烯酮中加入催化剂以制备1,3-环戊二醇的步骤；以及
(ⅲ)将所述1,3-环戊二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯混合后进行反应的步骤，
[化学式4]
Figure BDA0003523977550000041
所述m表示1至30的整数，所述n表示1至30的整数。
有益效果
本发明的聚酯高分子包含生物质衍生单体，因此较为环保且高分子的自由体积增加而具有优异的透明性，由于包含环状单体，具有强度优异的效果。
另外，本发明的聚氨酯高分子包含生物质衍生单体，因此较为环保且具有强度优异的效果。
附图说明
图1是示出化学式7的弯曲程度的立体结构图。
图2是示出化学式8的弯曲程度的立体结构图。
图3是化学式7的立体结构式的HOMO电子云分布图。
图4是化学式7的立体结构式的LUMO电子云分布图。
图5是化学式8的立体结构式的HOMO电子云分布图。
图6是化学式8的立体结构式的LUMO电子云分布图。
具体实施方式
在下文中，将进一步详细描述本发明。
传统上是由源自不可再生化石燃料(non-renewable fossil resource)的环戊二烯(cyclopentadiene)来制备1,3-环戊二醇(1,3-cyclopentanediol)。然而，由石油等化石燃料生产的物质受到储量的限制，而且由于二氧化碳的排放量较高，急需用环保材料替代。
因此，在本发明中，由提取自生物质的原料来制备1,3-环戊二醇，并提供作为单体包含所述1,3-环戊二醇的高分子，不仅获得了环保及经济效果，而且由于包含1,3-环戊二醇单体，降低了高分子的结晶度，具有优异的透明性，并包含环状结构的1,3-环戊二醇单体，以提供强度优异的高分子。
也就是说，本发明涉及一种下述化学式1的高分子化合物，其包含1,3-环戊二醇单体(1,3-cyclopentanediol monomer)，
[化学式1]
Figure BDA0003523977550000051
所述R表示下述化学式2或化学式3的化合物，
[化学式2]
Figure BDA0003523977550000052
[化学式3]
Figure BDA0003523977550000053
所述*表示键合位置，
所述a表示1至30的整数，所述b表示1至30的整数，所述c表示1至30的整数。
另外，本发明涉及一种下述化学式4的高分子化合物，其包含1,3-环戊二醇单体(1,3-cyclopentanediol monomer)，
[化学式4]
Figure BDA0003523977550000054
所述m表示1至30的整数，所述n表示1至30的整数。
所述化学式1和化学式4的高分子化合物包含1,3-环戊二醇单体，所述1,3-环戊二醇可以是由衍生自生物质的糠醇来制备的生物质衍生化合物。
更具体地，通过从植物材料如玉米芯、燕麦、麸皮、米糠和锯末等提取的糠醛(furfural)的衍生物糠醇(furfuryl alcohol)的加氢反应，可以制备出衍生自生物质的1,3-环戊二醇。因此，含所述衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的所述化学式1或化学式4的高分子可以显示出环保及经济效果。
随着所述化学式1的高分子化合物的R具有所述化学式2的化合物，所述化学式1的高分子化合物可以是下述化学式5的高分子化合物。
[化学式5]
Figure BDA0003523977550000061
可以是所述化学式2的化合物琥珀酸酐(succinic anhydride)键合在化学式1的R位置上的形式。
因此，所述化学式5的高分子化合物可以是衍生自生物质的化合物1,3-环戊二醇单体、对苯二甲酸(terephthalic acid)单体和琥珀酸酐(succinic anhydride)单体的无规共聚物(random block copolymer)。
另外，随着所述化学式1的高分子化合物的R具有所述化学式3的化合物，所述化学式1的高分子化合物可以是下述化学式6的高分子化合物。
[化学式6]
Figure BDA0003523977550000062
可以是所述化学式3的化合物2,5-呋喃二甲酸(2,5-furandicarboxylic acid)键合在化学式1的R位置上的形式。
因此，所述化学式6的高分子化合物可以是衍生自生物质的化合物1,3-环戊二醇单体、对苯二甲酸(terephthalic acid)单体和2,5-呋喃二甲酸(2,5-furandicarboxylicacid)单体的无规共聚物(random block copolymer)。
如果所述化学式1的高分子化合物的b小于1，则渗透性和强度较低，而如果所述化学式1的高分子化合物的b大于30，则环戊烷(Cyclopentane)的环状结构(Aromatic Ring)可能会提高双折射，将所述化学式1的高分子化合物薄膜化时，可能会发生光散射以及视角引起的图像失真现象。
另外，所述化学式1的高分子化合物的分子量为10000至70000，优选可为11700至55000。
如果所述化学式1的高分子化合物的分子量小于10000，就会成为具有低分子量的高分子，作为高分子不会有缠结，进而降低高分子的性质如拉伸强度和弯曲强度等，而如果分子量大于70000，则高分子之间的引力增加，进而高分子的性质如拉伸强度和弯曲强度过度增加，将化学式1的高分子化合物薄膜化时，可能会发生易碎的问题。
由于不含所述1,3-环戊二醇单体的现有聚酯具有线性(linear)结构，其自由体积(free volume)较低。因此，透明性较差。另外，由于不含环状结构的单体，强度较差。
然而，本发明的化学式1的高分子化合物包含环状结构的1,3-环戊二醇单体，因此具有立体结构，进而自由体积增加，由此高分子链的流动性会增加。因此，可以提供透明性优异的效果，由于包含环状结构，可以提供强度优异的效果。
具体地，对于本发明的化学式1的高分子化合物，依据ASTM D1003测量的厚度为2mm的试样的透明度(haze)为80至100％，优选为85至100％，更优选可为95至100％。另外，依据ASTM D-790的弯曲强度可为120至200N，依据ASTM D-638的拉伸强度可为100至200MPa。
另外，所述化学式4的高分子化合物可以是所述衍生自生物质的化合物1,3-环戊二醇单体和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4-Diphenylmethane diisocyanate)单体的共聚物。
如果所述化学式4的高分子化合物的n小于1，则化学式4的高分子化合物的坚硬性降低，可能会失去坚固性，而如果所述化学式4的高分子化合物的n大于30，就会变得过硬而易碎。
另外，所述化学式4的高分子化合物的分子量为11000至60000，优选可为11000至45000。
不含所述1,3-环戊二醇单体的现有聚氨酯具有柔韧(soft)的特性，但是本发明包含1,3-环戊二醇单体，因此可具有坚硬(rigid)的特性。
具体地，对于本发明的化学式4的高分子化合物，依据ASTM D-790的弯曲强度可为120至200N，依据ASTM D-638的拉伸强度可为110至200MPa。
因此，本发明的含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的所述化学式1和化学式4的高分子化合物可具有环保及经济效果。另外，所述化学式1的高分子化合物可具有优异的透明性和强度，所述化学式4的高分子化合物可显示出强度优异的效果。
另外，本发明涉及一种下述化学式1的高分子化合物的制备方法，其包含：
(ⅰ)糠醇水溶液中加入催化剂以制备4-羟基-2-环戊烯酮的步骤；
(ⅱ)所述4-羟基-2-环戊烯酮中加入催化剂以制备1,3-环戊二醇的步骤；以及
(ⅲ)将所述1,3-环戊二醇、对苯二甲酸和琥珀酸酐或2,5-呋喃二甲酸混合后进行反应的步骤，
[化学式1]
Figure BDA0003523977550000081
所述R表示下述化学式2或化学式3的化合物，
[化学式2]
Figure BDA0003523977550000082
[化学式3]
Figure BDA0003523977550000083
所述*表示键合位置，
所述a表示1至30的整数，所述b表示1至30的整数，所述c表示1至30的整数。
所述步骤(ⅰ)是将催化剂加入到糠醇水溶液中而制备4-羟基-2-环戊烯酮(4-hydroxy-2-cyclopentenone)的步骤。
所述糠醇可以是从植物材料如玉米芯、燕麦、麸皮、米糠和锯末等提取的糠醛的衍生物。也就是说，所述糠醇可以是衍生自生物质的化合物。
所述步骤(ⅰ)中使用水作为溶剂，因此具有节省成本且环保的优点。
所述步骤(ⅰ)的催化剂可包含选自由氧化钙、氧化铅、氧化铝、氧化铁、氯化钙、醋酸锌、对甲苯磺酸、氯化亚锡、硫酸亚锡、氧化亚锡、氧化锡、辛酸亚锡、四苯基锡、锡粉和四氯化钛所组成的群组中的一种以上，优选可为氧化钙。
相对于所述糠醇水溶液的总重量，所述步骤(ⅰ)的催化剂可包含0.1至10重量％，优选可包含0.1至5重量％。如果所述催化剂的含量小于0.1重量％，则不会发生反应，无法制备4-羟基-2-环戊烯酮，而如果所述催化剂的含量大于10重量％，则不经济，因为有很多未反应的催化剂。
另外，在所述步骤(ⅰ)中，将催化剂加入糠醇水溶液后，可通过搅拌来制备4-羟基-2-环戊烯酮，此时搅拌是在100至300℃的温度下进行10分钟至1小时。
所述步骤(ⅱ)是将催化剂加入到所述步骤(ⅰ)中制备的4-羟基-2-环戊烯酮中而制备1,3-环戊二醇的步骤。
将催化剂加入到所述4-羟基-2-环戊烯酮溶解于有机溶剂的溶液中，所述有机溶剂可包含选自由2-甲基四氢呋喃、甲醇和丙酮所组成的群组中的一种以上，优选可为2-甲基四氢呋喃。
另外，所述步骤(ⅱ)的催化剂可为钌基催化剂。所述步骤(ⅱ)中发生加氢反应，从而可以制备1,3-环戊二醇。
相对于所述4-羟基-2-环戊烯酮溶解于有机溶剂的溶液总重量，所述步骤(ⅱ)的催化剂可包含0.1至5重量％，优选可包含0.1至3重量％。如果所述催化剂的含量小于0.1重量％，则不会发生反应，无法制备1,3-环戊二醇，而如果所述催化剂的含量大于5重量％，则不经济。
另外，在所述步骤(ⅱ)中，将催化剂加入糠醇水溶液后，可通过搅拌来制备4-羟基-2-环戊烯酮，此时搅拌可在氢气环境中在70至200℃的温度下进行2至6小时。
将所述步骤(ⅰ)和步骤(ⅱ)示于下述反应式2。
[反应式2]
Figure BDA0003523977550000091
所述步骤(ⅲ)是将所述步骤(ⅱ)中制备的衍生自生物质的1,3-环戊二醇、对苯二甲酸、以及琥珀酸酐或2,5-呋喃二甲酸混合后进行反应的步骤，所述步骤(ⅲ)中制备所述化学式1的高分子化合物。
具体地，所述步骤(ⅲ)是在氮气环境下将所述单体加入到四氢呋喃溶剂中，并在150至250℃的温度下搅拌2至6小时，从而可以制备所述化学式1的高分子化合物。
另外，本发明涉及一种下述化学式4的高分子化合物的制备方法，其包含：
(ⅰ)糠醇水溶液中加入催化剂以制备4-羟基-2-环戊烯酮的步骤；
(ⅱ)所述4-羟基-2-环戊烯酮中加入催化剂以制备1,3-环戊二醇的步骤；以及
(ⅲ)将所述1,3-环戊二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯混合后进行反应的步骤，
[化学式4]
Figure BDA0003523977550000101
所述m表示1至30的整数，所述n表示1至30的整数。
所述步骤(ⅰ)和步骤(ⅱ)与化学式1的高分子化合物的制备方法相同。
所述步骤(ⅲ)是将所述步骤(ⅱ)中制备的衍生自生物质的1,3-环戊二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯混合后进行反应的步骤，所述步骤(ⅲ)中制备所述化学式4的高分子化合物。
具体地，所述步骤(ⅲ)是在氮气环境下将所述单体加入到四氢呋喃溶剂中，并在150至250℃的温度下搅拌2至6小时，从而可以制备所述化学式4的高分子化合物。
实施发明的方式
在下文中，将参照本发明的实施例进行描述，但是下述实施例仅用于例示本发明，本发明的范围不限于下述实施例。
制备例1.制备Poly(CPdiol-co-TPA)
将14g的糠醇(即，从生物质提取的糠醛衍生物)溶解于685.97mL的水中制成水溶液。所述水溶液中加入0.028g的氧化钙在200℃的温度下搅拌0.5小时，以制备4-羟基-2-环戊烯酮。
将248g的所述4-羟基-2-环戊烯酮溶解于2000mL的2-甲基四氢呋喃中制成溶液。所述溶液中加入4g的钌在120℃的温度下进行加氢反应4小时，以制备衍生自生物质的1,3-环戊二醇。
将50g的所述1,3-环戊二醇(1,3-cyclopentanediol，Cpdiol)和20g的对苯二甲酸(terephthalic acid，TPA)加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在200℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式7的高分子化合物，分子量为12000g/mol。
[化学式7]
Figure BDA0003523977550000111
对比制备例1.制备Poly(EG-co-TPA)
将50g的乙二醇(ethyleneglycol，EG)和50g的对苯二甲酸(terephthalic acid，TPA)加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在200℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式8的高分子化合物，分子量为40000g/mol。
[化学式8]
Figure BDA0003523977550000112
实验例1.测量聚酯的分子结构
利用高斯(Gaussian)09程序测量所述制备例1中制备的化学式7的高分子和对比制备例1中制备的化学式8的高分子的弯曲程度。
根据测量结果，对于含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的化学式7的高分子，其弯曲程度为101.59°(图1)，但是对于不含1,3-环戊二醇单体的化学式8的高分子，其弯曲程度为179.99°，显示出线性结构(图2)。
也就是说，当包含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体时，具有立体结构，因此可以预期高分子化时具有更高的自由体积(free volume)。
另外，将所述制备例1中制备的化学式7的高分子和对比制备例1中制备的化学式8的高分子的电子分布图示于图3至6中，并将化学式7和化学式8的HOMO和LUMO的能级示于下表1中。
【表1】
化学式7 化学式8
HOMO(eV) -7.31 -7.44
LUMO(eV) -2.07 -2.13
从上表1的结果来看，含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的化学式7，其HOMO和LUMO的能级高于不含1,3-环戊二醇单体的化学式8。从上述结果可以预期，含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的高分子，其热稳定性优于不含1,3-环戊二醇单体的高分子，并具有更高的渗透性(透明度)。
实施例1.制备聚[3-甲氧基-3-氧代丙酰氧基]环戊基对苯二甲酸甲酯(Poly[3- methoxy-3-oxopropanoyloxy]cyclopentylmethylterephthalate)
1,3-环戊二醇的制备方式与所述制备例1相同。
将50g的所述1,3-环戊二醇、20g的对苯二甲酸和30g的琥珀酸酐加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在200℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式5的高分子，分子量为30084.48g/mol。
[化学式5]
Figure BDA0003523977550000121
实施例2.制备聚[5-(4-甲氧基丁氧基)羰基]呋喃-2-羧酸4-(甲氧基羰基)苯甲酸 酐(Poly[5-(4-methoxybutoxy)carbonyl]furan-2-carboxylic4-(methyoxycarbonyl) benzoicanhydride])
1,3-环戊二醇的制备方式与所述制备例1相同。
将50g的所述1,3-环戊二醇、20g的对苯二甲酸和30g的2,5-呋喃二甲酸(2,5-Furandicarboxylic acid，FDCA)加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在200℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式6的高分子，分子量为约50000g/mol。
[化学式6]
Figure BDA0003523977550000131
实施例3.制备聚[3-甲氧基环戊基-4-(4-乙酰胺基苄基)苯氨基甲酸酯](Poly[3- methoxycyclopentyl-4-(4-acetamidobenzyl)phenylcarbamate])
1,3-环戊二醇的制备方式与所述制备例1相同。
将50g的所述1,3-环戊二醇和50g的4,4-二苯甲烷二异氰酸酯加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在200℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式4的高分子，分子量为约40000g/mol。
[化学式4]
Figure BDA0003523977550000132
对比例1.制备聚酯
将20g的对苯二甲酸、30g的2,5-呋喃二甲酸和50g的丁二醇加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在200℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式9的高分子，分子量为约20000g/mol。
[化学式9]
Figure BDA0003523977550000133
对比例2.制备聚氨酯
将20g的4,4-二苯甲烷二异氰酸酯和20g的乙二醇加入到四氢呋喃中，并在氮气环境中在230℃的温度下搅拌4小时，以制备下述化学式10的高分子，分子量为约50000g/mol。
[化学式10]
Figure BDA0003523977550000141
实验例2.测量高分子化合物的物性
测量所述实施例1中制备的化学式5的高分子化合物、实施例2中制备的化学式6的高分子化合物、实施例3中制备的化学式4的高分子化合物、对比例1中制备的化学式9的高分子化合物和对比例2中制备的化学式10的高分子化合物的透明度、弯曲强度和拉伸强度，将其结果示于下表2中。
透明度、弯曲强度和拉伸强度的测量方法如下。
透明度(渗透性)：依据ASTM D1003进行测量。依据ASTM D1003，利用浊度计(制造商：Nippon Denshoku，产品名称：NDH 5000W)测量厚度为2.0mm的试样的透光率(总透光率：total light transmittance)。
弯曲强度：依据ASTM D-790进行测量。依据ASTM D-790制作弯曲强度试样，将所制作的试样在23±2℃、50±5％RH的条件下放置24小时后，利用万能试验机(UTM)测量弯曲强度。此时，万能试验机的十字头速度设置为5㎜/min。
拉伸强度：依据ASTM D-638进行测量。依据ASTM D-638制作拉伸强度试样，对所制作的试样在常温条件下利用万能试验机(UTM)测量拉伸强度。此时，万能试验机的十字头速度设置为5㎜/min。
【表2】
透明度(％) 弯曲强度(N) 拉伸强度(MPa)
实施例1 97.2 170 150
实施例2 98.2 150 120
实施例3 98.4 155 130
对比例1 80.3 100 98
对比例2 81.2 98 100
结果表明，本发明的作为单体包含衍生自生物质的1,3-环戊二醇的化学式5和化学式6的高分子化合物，其透明度均优于不含1,3-环戊二醇的化学式9的高分子。
透明度与所述实验例1中分子结构的测量结果有关，由于化学式5和化学式6的高分子化合物包含1,3-环戊二醇，具有立体结构，进而自由体积增加，高分子链的流动性增加，因此具有优异的透明度。
另一方面，化学式9的高分子化合物具有线性结构，自由体积不会增加，与化学式5和化学式6的高分子化合物相比，透明度较差。
另外，本发明的作为单体包含衍生自生物质的1,3-环戊二醇的化学式4、化学式5和化学式6的高分子化合物，其弯曲强度和拉伸强度均优于不含1,3-环戊二醇的化学式9和化学式10的高分子化合物。
这表明，由于作为单体包含环状结构的1,3-环戊二醇，具有优异的强度，本发明的作为单体包含衍生自生物质的1,3-环戊二醇的高分子化合物具有优异的弯曲强度和拉伸强度。
工业实用性
本发明涉及一种含衍生自生物质的1,3-环戊二醇单体的高分子化合物及其制备方法，本发明的聚酯高分子包含生物质衍生单体，因此较为环保且高分子的自由体积增加而具有优异的透明性，由于包含环状单体，具有强度优异的效果。

Claims (24)

1.一种含1,3-环戊二醇单体的下述化学式1的高分子化合物：
[化学式1]
Figure FDA0003523977540000011
所述R表示下述化学式2或化学式3的化合物，
[化学式2]
Figure FDA0003523977540000012
[化学式3]
Figure FDA0003523977540000013
所述*表示键合位置，
所述a表示1至30的整数，所述b表示1至30的整数，所述c表示1至30的整数。
2.根据权利要求1所述的化学式1的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式1中包含的1,3-环戊二醇是由衍生自生物质的糠醇制备的化合物。
3.根据权利要求1所述的化学式1的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式1的高分子化合物是1,3-环戊二醇单体、对苯二甲酸单体和琥珀酸酐单体的无规共聚物，或者是1,3-环戊二醇单体、对苯二甲酸单体和2,5-呋喃二甲酸单体的无规共聚物。
4.根据权利要求1所述的化学式1的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式1的高分子化合物的分子量为10000至70000。
5.根据权利要求1所述的化学式1的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式1的高分子化合物是依据ASTM D1003的透明度为80至100％，依据ASTM D-790的弯曲强度为120至200N以及依据ASTM D-638的拉伸强度为100至200MPa。
6.一种含1,3-环戊二醇单体的下述化学式4的高分子化合物：
[化学式4]
Figure FDA0003523977540000021
所述m表示1至30的整数，所述n表示1至30的整数。
7.根据权利要求6所述的化学式4的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式4中包含的1,3-环戊二醇是由衍生自生物质的糠醇制备的化合物。
8.根据权利要求6所述的化学式4的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式4的高分子是1,3-环戊二醇单体和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯单体的无规共聚物。
9.根据权利要求6所述的化学式4的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式4的高分子的分子量为11000至60000。
10.根据权利要求6所述的化学式4的高分子化合物，其特征在于，
所述化学式4的高分子化合物是依据ASTM D-790的弯曲强度为120至200N以及依据ASTM D-638的拉伸强度为110至200MPa。
11.一种下述化学式1的高分子化合物的制备方法，其包含：
(ⅰ)糠醇水溶液中加入催化剂以制备4-羟基-2-环戊烯酮的步骤；
(ⅱ)所述4-羟基-2-环戊烯酮中加入催化剂以制备1,3-环戊二醇的步骤；以及
(ⅲ)将所述1,3-环戊二醇、对苯二甲酸和琥珀酸酐或2,5-呋喃二甲酸混合后进行反应的步骤，
[化学式1]
Figure FDA0003523977540000031
所述R表示下述化学式2或化学式3的化合物，
[化学式2]
Figure FDA0003523977540000032
[化学式3]
Figure FDA0003523977540000033
所述*表示键合位置，
所述a表示1至30的整数，所述b表示1至30的整数，所述c表示1至30的整数。
12.根据权利要求11所述的化学式1的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅰ)的糠醇是衍生自生物质的化合物。
13.根据权利要求11所述的化学式1的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅰ)的催化剂包含选自由氧化钙、氧化铅、氧化铝、氧化铁、氯化钙、醋酸锌、对甲苯磺酸、氯化亚锡、硫酸亚锡、氧化亚锡、氧化锡、辛酸亚锡、四苯基锡、锡粉和四氯化钛所组成的群组中的一种以上。
14.根据权利要求11所述的化学式1的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
相对于糠醇水溶液总重量，所述步骤(ⅰ)的催化剂包含0.1至10重量％。
15.根据权利要求11所述的化学式1的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅱ)是将催化剂加入到4-羟基-2-环戊烯酮溶解于有机溶剂的溶液中，
所述有机溶剂包含选自由2-甲基四氢呋喃、甲醇和丙酮所组成的群组中的一种以上。
16.根据权利要求11所述的化学式1的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅱ)的催化剂是钌基催化剂。
17.根据权利要求15所述的化学式1的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
相对于4-羟基-2-环戊烯酮溶解于有机溶剂的溶液总重量，所述步骤(ⅱ)的催化剂包含0.1至5重量％。
18.一种下述化学式4的高分子化合物的制备方法，其包含：
(ⅰ)糠醇水溶液中加入催化剂以制备4-羟基-2-环戊烯酮的步骤；
(ⅱ)所述4-羟基-2-环戊烯酮中加入催化剂以制备1,3-环戊二醇的步骤；以及
(ⅲ)将所述1,3-环戊二醇和4,4-二苯甲烷二异氰酸酯混合后进行反应的步骤，
[化学式4]
Figure FDA0003523977540000041
所述m表示1至30的整数，所述n表示1至30的整数。
19.根据权利要求18所述的化学式4的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅰ)的糠醇是衍生自生物质的化合物。
20.根据权利要求18所述的化学式4的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅰ)的催化剂包含选自由氧化钙、氧化铅、氧化铝、氧化铁、氯化钙、醋酸锌、对甲苯磺酸、氯化亚锡、硫酸亚锡、氧化亚锡、氧化锡、辛酸亚锡、四苯基锡、锡粉和四氯化钛所组成的群组中的一种以上。
21.根据权利要求18所述的化学式4的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
相对于糠醇水溶液总重量，所述步骤(ⅰ)的催化剂包含0.1至10重量％。
22.根据权利要求18所述的化学式4的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅱ)是将催化剂加入到4-羟基-2-环戊烯酮溶解于有机溶剂的溶液中，
所述有机溶剂包含选自由2-甲基四氢呋喃、甲醇和丙酮所组成的群组中的一种以上。
23.根据权利要求18所述的化学式4的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
所述步骤(ⅱ)的催化剂是钌基催化剂。
24.根据权利要求18所述的化学式4的高分子化合物的制备方法，其特征在于，
相对于4-羟基-2-环戊烯酮溶解于有机溶剂的溶液总重量，所述步骤(ⅱ)的催化剂包含0.1至5重量％。
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