杯[4]芳烃类碱金属配合物的合成、表征及在丙交酯开环聚合中的应用

摘要

聚乳酸（PLA）是一类具有良好生物可降解性和生物相容性的高分子塑料，合成聚乳酸所使用的原料可以从玉米、甜菜等自然作物中获得，并且最终降解为对环境无污染的二氧化碳和水。聚乳酸因其原料为可再生植物资源，而非传统塑料取自石油，所以能实现真正意义上的节能环保，被产业界一致认定为最具发展前途的新型“生态材料”。开环聚合法是目前有效地合成聚乳酸的方法之一。如何通过开发高级催化剂体系和新型共聚物的合成方法来改善聚乳酸的机械性质，使其广泛应用于实际生活，是目前研究的热点。本论文从构建高级催化剂体系角度切入，深入的探究了杯芳烃类碱金属配合物对丙交酯的催化活性和立体选择性。
　　本论文由以下三部分组成：
　　第一章阐述了催化环酯开环聚合的研究概况。
　　第二章本章以杯[4]芳烃二丙醚（L1H2）为配体，合成了一系列结构新颖的钠、钾配合物1、2、3，并对其结构进行了表征。探究了不同的碱金属中心（Na、K）在外加辅助配体时对配合物结构的影响；并将配合物应用于外消旋丙交酯的开环聚合反应，实验结果表明：配合物1、2、3具有较高的催化活性，在室温下3分钟内可以催化100倍的单体。尤其是钾的配合物2，在辅助配体18-冠醚-6的作用下形成了一个新颖的夹心状结构，增大了钾原子周围的空间位阻，在不影响催化活性的同时提高了聚乳酸的立体规整度。在-60 ℃时，催化聚合得到的聚乳酸Pm=0.67。
　　第三章基于第二章的研究我们进一步探讨了冠醚不同的配位形态对配合物结构和催化性能的影响。我们以1,3-二羟基对叔丁基杯[4]芳烃-5-冠醚（L2H2）、1,2-二羟基对叔丁基杯[4]芳烃-5-冠醚（L3H2）为配体，合成了钾的配合物4、5，并对其结构进行了表征。研究结果表明，配合物4具有的特殊的partial cone构像，在催化丙交酯开环聚合的过程中具有活性高、可控性好的优点；在-60 ℃时，催化聚合得到的聚乳酸Pm=0.73。配合物5为单核结构，其催化活性低于双核、四核的碱金属配合物1-4，其原因是分子内的氢键作用导致它的催化活性比较低。

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第一章 催化环酯开环聚合的研究概况

1.1引言

1.2环酯开环聚合的催化体系

1.3杯芳烃类配合物催化环酯的研究

1.4聚乳酸（PLA）的应用

1.5本论文选题目的和意义

参考文献

第二章 杯[4]芳烃二丙醚钠、钾配合物的合成、表征及在丙交酯开环聚合中的应用

2.1引言

2.2实验部分

2.3配合物1、2、3的表征及结构分析

2.4配合物1、2、3催化外消旋丙交酯的开环聚合研究

2.5小结

附图

参考文献

第三章 杯[4]芳烃冠醚类碱金属配合物的合成、表征以及在催化丙交酯开环聚合中的应用

3.1引言

3.2实验部分

3.3杯[4]芳烃冠醚类碱金属配合物4、5的表征及结构分析

3.4配合物4、5催化外消旋丙交酯的开环聚合研究

3.5小结

附图

参考文献

论文总结

在学期间的研究成果

致谢