CN115028825B - 一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属‑非金属多活化位点催化剂及其应用，催化剂具有式Ⅰ或式Ⅱ结构，其在金属卟啉配合物骨架上引入具有氢键作用的硫脲功能基团，调控金属中心电子密度的同时增加了CO2的活化位点，实现“各司其职”的双功能化，即较强相互作用的配位键活化环氧化物，较弱相互作用的氢键活化CO2，以实现在保持高活性高选择性的同时制备高碳酸酯含量的二氧化碳共聚物。

Description

一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂及其应用
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，尤其涉及一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂及其应用。
背景技术
二氧化碳是一种温室气体，同时也是储量丰富的碳氧资源。以二氧化碳为原料制备聚碳酸酯等高分子材料是一条“一举多得”的可持续发展途径，既实现了二氧化碳的变废为宝，丰富了单体来源，同时以聚碳酸丙烯酯(PPC) 为代表的二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯具有良好的生物降解性能，对推动可持续发展具有重要的意义。
该脂肪族聚碳酸酯的合成路线以二氧化碳和环氧化物为原料，在催化剂的作用下发生开环共聚合反应得到，同时会存在环状碳酸酯(cPC)作为副产物生成。目前，PPC的发展仍受制于制备效率不佳和综合性能不足的根本问题，根本问题在于缺乏高活性的环境友好型催化剂。尽管Lee等(Angew.Chem. Int.Ed.2008,47(38),7306-7309)发展的钴salen催化剂活性可以达到1-3kg/g cat，或转化频率(TOF)达到26000h-1，但钴中心需严格去除，带来了高分离能耗难题。
近年来发展的环境友好型催化剂主要包括两大类，绿色金属催化剂和无金属有机催化剂。前者主要包括铝基(Chem.Sci.,2020,11,5669-5675)、镁基(J.Am.Chem.Soc.2012,134,15676-15679)、钛基(ACS Catal.2015,5, 393-396)等金属配合物催化剂，这些催化体系的研究和开发对二氧化碳基聚碳酸酯的绿色合成具有较大的推动作用，然而仍然存在选择性较差和底物适用性不足等问题。无金属催化剂主要以有机硼为主(Macromolecules 2021,54, 2178-2186)，该催化剂展现了良好的底物适用性，可催化多种环氧化物与CO2的共聚反应，但在制备最具应用价值的PPC过程中活性仍不足。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂及其应用，该催化剂中硫脲基团提供的氢键作用是一种弱相互作用，起到活化CO2的作用，动态调控CO2与链末端阴离子的反应，在保持高活性高选择性的同时解决金属卟啉催化剂CO2插入率低的难题。
本发明提供了一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂，具有式I或式Ⅱ结构：
Figure BDA0003699816090000021
所述M1、M2、M3独立地选自金属元素；
所述R1、R7和R8均为卟啉meso苯基的对位取代基，所述R1、R7和R8独立地选自氢、卤素、取代或非取代的脂肪族基团、取代或非取代的杂脂肪族基团、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂芳基；
所述R2、R3、R4、R5和R6为硫脲结构中苯环上的取代基，所述R2、R3、 R4、R5和R6独立地选自氢、卤素、取代或非取代的脂肪族基团、取代或非取代的杂脂肪族基团；
所述X1、X2和X3均为卟啉配合物的轴向基团；所述X1、X2和X3独立地选自卤素、NO3 -、CH3COO-、CCl3COO-、CF3COO-、ClO4 -、BF4 -、BPh4 -、 -CN、-N3、对甲基苯甲酸根、对甲基苯磺酸根、邻硝基苯酚氧负离子、对硝基苯酚氧负离子、间硝基苯酚氧负离子、2,4-二硝基苯酚氧负离子、3-5二硝基苯酚氧负离子、2,4,6-三硝基苯酚氧负离子、3,5-二氯苯酚氧负离子、3,5-二氟苯酚氧负离子、3,5-二-三氟甲基苯酚氧负离子或五氟酚氧负离子；优选自 Cl-、NO3 -、或CH3COO-。
在本发明中，所述M1、M2和M3独立地选自镁、铝、锌、铬、锰、铁、钴、钛、钇、镍或钌；优选自铝、锰或钴。
在本发明中，所述R1、R7和R8独立地选自氢，卤素，甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基；
所述R2、R3、R4、R5和R6独立地选自氢、卤素、甲基、甲氧基、三氟甲基或叔丁基；优选选自氢。
在本发明中，所述多位点催化剂具体为式101、式102、式103、式104、式105、式106或式107所示：
Figure BDA0003699816090000031
Figure BDA0003699816090000041
Figure BDA0003699816090000051
本发明基于胺与硫异氰酸酯的点击反应，制备了具有式I或式II结构的含有硫脲基团和铝卟啉配合物的多活化位点功能化催化剂。
在本发明中，所述多位点催化剂通过模块化方法合成，具有式I结构的多位点催化剂的制备工艺路线见图1；具有式I结构的多位点催化剂的具体制备方法优选包括单氨基卟啉合成、金属化反应、点击反应三个步骤：将四苯基卟啉溶解于三氟乙酸中随后加入亚硝酸钠进行硝化反应，反应结束后用冰去离子水淬灭；用氯仿稀释反应液，随后加入饱和碳酸氢钠溶液中和至中性，分别用饱和食盐水和去离子水洗涤；含有硝化产物的有机相加入氯化亚锡的浓盐酸溶液，65℃下反应过夜，反应结束加入浓氨水淬灭至体系呈中性并抽滤，用去离子水洗涤，真空干燥；柱色谱分离以二氯甲烷为洗脱剂，收集第二组分即为单氨基卟啉；将单氨基卟啉溶于甲苯中，加入相应的金属盐完成中心金属和轴向配体的引入；将单氨基金属卟啉溶解于乙腈中，加入氨基等当量的取代苯基异硫氰酯，室温反应22～25h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到具有式I结构的目标产物催化剂。
具有式Ⅱ结构的多位点催化剂制备工艺路线见图2；具有式Ⅱ结构的多位点催化剂具体的制备方法为：在单氨基金属卟啉配合物的基础上通过两步点击反应制得，将含有取代基R7的单氨基金属卟啉溶解于乙腈中，加入氨基等当量的对苯二异硫氰酸酯溶解于无水氯仿中，室温反应，反应时间为22～26h，优选为24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后再与含有取代基R8的单氨基金属卟啉进行等摩尔点击反应，即在无水氯仿中室温反应，反应时间为22～26h，优选为24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到具有式II结构的目标产物催化剂。
本发明提供了一种上述技术方案所述多位点催化剂作为二氧化碳和环氧化物进行开环共聚合反应的催化剂的应用。
本发明提供了一种二氧化碳共聚物的制备方法，包括以下步骤：
在上述技术方案所述多位点催化剂和引发剂的作用下，将二氧化碳和环氧化物进行共聚反应，得到聚碳酸脂。
所述二氧化碳共聚物的具体合成路线，如图3所示；具体包括将多位点催化剂、引发剂溶解于环氧化物中，加入至预先经除水、除氧处理的高压反应釜中，迅速通过具有压力调节功能的CO2补给线向釜内充入CO2至预设压力，加热至恒温，搅拌反应，聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，同时于冷阱中收集未反应的环氧化物；然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物。本发明采用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征。
在本发明中，所述多位点催化剂、引发剂和环氧化物的摩尔比为1： (0.1-10)：(5000～500000)；所述二氧化碳的压力为0.1～10MPa；所述共聚反应的温度为0～150℃；所述共聚反应的时间为0.5～48h；
在本发明中，所述引发剂选自四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、双三苯基膦氯化铵、双三苯基膦溴化铵、双三苯基磷硝基胺、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯4-二甲氨基吡啶和γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；
所述环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、环氧环己烷、环氧环戊烷、环氧氯丙烷、甲基丙烯酸缩水甘油醚、甲基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和苯乙烯环氧烷烃中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明提供了一种新型的金属-非金属多活化位点催化剂，具有式I或式Ⅱ结构，其在金属卟啉配合物骨架上引入具有氢键作用的硫脲功能基团(催化原理如图4所示)，调控金属中心电子密度的同时增加了 CO2的活化位点，实现“各司其职”的双功能化，即较强相互作用的配位键活化环氧化物，较弱相互作用的氢键活化CO2，以实现在保持高活性高选择性的同时制备高碳酸酯含量的二氧化碳共聚物。
附图说明
图1为本发明具有式I结构催化剂合成路线示意图；
图2为本发明具有式II结构催化剂合成路线示意图；
图3为本发明中二氧化碳共聚物的合成路线示意图；
图4为催化剂催化制备二氧化碳共聚物的原理图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
Figure BDA0003699816090000071
将0.61g(1mmol)四苯基卟啉溶解于10ml三氟乙酸中，加入0.13g(1.8 mmol)亚硝酸钠，室温下搅拌反应3min，反应结束后加入100ml去离子水淬灭硝化反应，加入30ml氯仿稀释，加入饱和碳酸氢钠溶液中和至中性，加入 100ml饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机相3次，饱和食盐水洗涤1次，去离子水洗涤一次；倾倒除去水相，有机相烘干备用；氮气保护下，将上述硝化产物加入到反应瓶中并抽换气3次，注射器加入浓盐酸20ml，充分搅拌后，加入氯化亚锡的浓盐酸溶液，65℃下反应过夜，反应结束加入浓氨水淬灭至体系呈中性，抽滤，滤饼用去离子水洗涤，真空干燥；粗产物用氯仿充分溶解后用布氏漏斗抽滤至滤渣为土黄色，有机相浓缩后用柱色谱分离洗脱，以二氯甲烷为展开剂，收集第二组分即为目标产物EL1，产率40％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C44H31N5]:629.8，found：629.8。
将EL1溶于甲苯中，滴加等当量AlEt2Cl(氯化二乙基铝)(2mol in hexane)，100℃下搅拌反应2h，真空抽干溶剂并干燥得到EL2。
氮气保护下，将0.69g(1mmol)EL2、0.27g(1mmol)3,5-双(三氟甲基)苯基异硫氰酯溶解于30mL无水氯仿中，室温反应24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到目标产物催化剂EL 3，产率接近100％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C53H32AlClF6N6S]:961.4，found： 961.4。
实施例2
Figure BDA0003699816090000081
将0.63g(1mmol)EL1溶解于100mL DMF中，随后加入1.98g(10mmol) 四水合氯化锰，敞口放置暴露于空气中，回流反应5h。反应结束后，冷却至室温，随后加入1M盐酸溶液，充分搅拌后过滤。粗产物经柱色谱提纯，展开剂为二氯甲烷/甲醇(5/1)，干燥后得到产物EL4，产率为97％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C44H29ClMnN5]:717.1，found： 717.1。
氮气保护下，将0.72g(1mmol)EL4、0.27g(1mmol)3,5-双(三氟甲基)苯基异硫氰酯溶解于30mL无水氯仿中，室温反应24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到目标产物催化剂EL 5，产率接近100％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C53H32ClF6MnN6S]:988.1，found： 988.1。
实施例3
Figure BDA0003699816090000091
氮气保护下，将0.69g(1mmol)EL2、0.57g(3mmol)对苯二异硫氰酸酯溶解于30mL无水氯仿中，室温反应24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到目标产物催化剂EL6，产率接近100％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C52H33AlClN7S2]:882.4，found：882.4。
氮气保护下，将0.69g(1mmol)EL2、0.88g(1mmol)EL6溶解于60mL无水氯仿中，室温反应24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到目标产物催化剂EL7，产率接近100％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C96H62Al2Cl2N12S2]:1572.6，found：1572.6。
实施例4
Figure BDA0003699816090000092
氮气保护下，将0.69g(1mmol)EL4、0.57g(3mmol)对苯二异硫氰酸酯溶解于30mL无水氯仿中，室温反应24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到目标产物催化剂EL8，产率接近100％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C52H33ClMnN7S2]:910.4，found：910.4。
氮气保护下，将0.69g(1mmol)EL4、0.88g(1mmol)EL6溶解于60mL无水氯仿中，室温反应24h，反应结束后用二氯甲烷重结晶，真空干燥后得到目标产物催化剂EL9，产率接近100％。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析结果为[C96H62Cl2Mn2N12S2]:1628.5，found：1628.5。
实施例5
Figure BDA0003699816090000101
在手套箱中将EL7溶解在无水氯仿中并加入过量的醋酸银，室温搅拌反应3h。反应结束后过滤，随后用冷乙醚沉淀离心后收集沉淀物，并用二氯甲烷-冷乙醚反复溶解离心5次，真空干燥后即得目标产物催化剂EL10。
实施例6
在手套箱中，将干燥的环氧丙烷(PO)、催化剂EL3和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比PO/[Al]/PPNCl为20000/1/0.75，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到4MPa，将高压反应釜的温度控制在70℃进行聚合反应4h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明PO转化率为35％，聚合物选择性>99％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量96％，数均分子量为76.0kg/mol，分子量分布为1.20。
实施例7
在手套箱中，将干燥的环氧环己烷(CHO)、催化剂EL3和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比CHO/[Al]/PPNCl为20000/1/2，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到4MPa，将高压反应釜的温度控制在120℃进行聚合反应2h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明CHO转化率为 28％，聚合物选择性99％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量99％，数均分子量为29.4kg/mol，分子量分布为1.18。
实施例8
在手套箱中，将干燥的环氧丙烷(PO)、催化剂EL5和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比PO/[Mn]/PPNCl为4000/1/0.75，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到4MPa，将高压反应釜的温度控制在70℃进行聚合反应3h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明PO转化率为39％，聚合物选择性92％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量93％，数均分子量为38.2kg/mol，分子量分布为1.15。
实施例9
在手套箱中，将干燥的环氧丙烷(PO)、催化剂EL7和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比PO/[Al]/PPNCl为50000/1/0.8，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到4MPa，将高压反应釜的温度控制在70℃进行聚合反应3h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明PO转化率为29％，聚合物选择性99％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量94％，数均分子量为96.0kg/mol，分子量分布为1.20。
实施例10
在手套箱中，将干燥的环氧丙烷(PO)、催化剂EL7和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比PO/[Al]/PPNCl为50000/1/0.8，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到5MPa，将高压反应釜的温度控制在70℃进行聚合反应10h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明PO转化率为67％，聚合物选择性96％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量93％，数均分子量为206.1kg/mol，分子量分布为1.23。
实施例11
在手套箱中，将干燥的环氧环己烷(CHO)、催化剂EL9和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比CHO/[Mn]/PPNCl为20000/1/2，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到5MPa，将高压反应釜的温度控制在120℃进行聚合反应3h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明CHO转化率为 31％，聚合物选择性99％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量99％，数均分子量为29.1kg/mol，分子量分布为1.12。
实施例12
在手套箱中，将干燥的1,2-环氧丁烷(BO)、催化剂EL10和引发剂双三苯基膦氯化铵(PPNCl)加入到预先高温真空除水的50mL高压反应釜中，三者的摩尔投料比BO/[Al]/PPNCl为10000/1/1，然后将高压反应釜从手套箱中取出，再通过具有压力调节功能的二氧化碳补给线向高压反应釜内充入二氧化碳，使高压反应釜内的压力达到4MPa，将高压反应釜的温度控制在70℃进行聚合反应2h。聚合反应结束后，将反应釜冷至室温，缓慢放掉二氧化碳，打开反应釜第一时间采取样本，进行核磁氢谱分析，结果表明BO转化率为27％，聚合物选择性96％。然后向釜内加入一定量的二氯甲烷，使共聚混合物溶解，再加入一定量的甲醇沉淀出聚碳酸酯，沉淀出的聚合物用甲醇洗涤，洗涤后的共聚物真空干燥至恒重，得到聚碳酸酯产物，并用核磁氢谱、凝胶渗透色谱分析等方法对聚合物结构进行表征，结果表明碳酸酯单元含量98％，数均分子量为46.4kg/mol，分子量分布为1.21。
由以上实施例可知，本发明提供了一种新型的金属-非金属多活化位点催化剂，它是具有式I或式II结构的含有硫脲基团和铝卟啉配合物的多活化位点功能化催化剂，其催化性能可通过卟啉配体和硫脲结构中取代苯基提供的电子效应进行调控。本发明的核心创新点在于该催化剂同时提供了配位键和氢键两种活化作用，在二氧化碳与环氧化物的开环共聚合反应中展现了高活性和高选择性，副产物环状碳酸酯含量低于1％；所制备的二氧化碳共聚物具有高碳酸酯含量和高分子量、窄分布的结构特征，碳酸酯单元含量在85％～99％之间，数均分子量达到200kDa，分子量分布为1.15～1.30。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种合成二氧化碳共聚物的多位点催化剂，具有式Ⅰ或式Ⅱ结构：
Figure FDA0004203445080000011
所述二氧化碳共聚物为二氧化碳和环氧化物的开环共聚物；
所述M1、M2、M3独立地选自铝或锰；
所述R1、R7和R8独立地选自氢，卤素，甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基；
所述R2、R3、R4、R5和R6独立地选自氢、卤素、甲基、甲氧基、三氟甲基或叔丁基；
所述X1、X2和X3独立地选自Cl。
2.根据权利要求1所述的多位点催化剂，其特征在于，所述多位点催化剂具体为式101、式103、式104、式106或式107所示：
Figure FDA0004203445080000021
Figure FDA0004203445080000031
3.一种权利要求1～2任一项所述多位点催化剂作为二氧化碳和环氧化物进行开环共聚合反应的催化剂的应用。
4.一种二氧化碳共聚物的制备方法，包括以下步骤：
在权利要求1～2任一项所述多位点催化剂和引发剂的作用下，将二氧化碳和环氧化物进行共聚反应，得到聚碳酸脂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述共聚反应的温度为0～150℃，所述共聚反应的时间为0.5～48h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述多位点催化剂引发剂和环氧化物的摩尔比为1：(0.1-10)：(5000～500000)；
所述二氧化碳的压力为0.1～10MPa。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、双三苯基膦氯化铵、双三苯基膦溴化铵、双三苯基磷硝基胺、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯4-二甲氨基吡啶和γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；
所述环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、环氧环己烷、环氧环戊烷、环氧氯丙烷、甲基丙烯酸缩水甘油醚、甲基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和苯乙烯环氧烷烃中的一种或多种。
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