新型稀土烷基配合物的合成、表征及催化丙交酯开环聚合的研究

摘要

近年来，用可生物降解的聚合物来代替传统的以石油路线合成的高分子材料吸引了大家的研究兴趣。在这些材料中，脂肪族聚酯一尤其聚乳酸是最为理想的可生物降解材料。这类聚合物的降解产物是无毒的CO2和水，而其单体则来源于可完全再生的谷物和甜菜根等，是绿色、环保的材料。目前除了被广泛应用于医药工业作为缓释、控释、靶向等药物、组织工程支架、基因和病毒的担载体等。另外，还有望部分取代聚烯烃等传统的以石油路线合成的白色污染类高分子材料作为日用塑料。合成聚乳酸的方法有许多种，其中采用单中心催化剂使丙交酯开环聚合，获得结构、分子量可控的聚合产物是最方便也最有前景的一种方法。丙交酯具有三种立体构型：左旋丙交酯(L-LA)(或右旋丙交酯(D-LA))、内消旋丙交酯(meso-LA)和外消旋(rac-LA)。因催化剂的不同得到的聚合产物的结构分为全同、间同、杂同和无规等微观结构。不同的结构性能不同，其应用的领域也各异。所以设计与合成新型催化剂是高分子化学领域的一个研究热点。本文合成并表征了一系列稀土的烷基化合物，研究了这些配合物催化丙交酯聚合的反应活性和立体选择性。 1.合成、表征了两种新型的胺基胺修饰双酚配位稀土单烷基配合物。X-射线分析表明，这两种配合物的空间结构为扭曲的八面体。这两种配合物引发rac-丙交酯的聚合具有活性聚合的特征，且具有很高的立体选择性，得到的聚合物杂同含量P<,r>高达0.99，是目前文献报道的最高值。 2.合成、表征了单甲氧基修饰和双甲氧基修饰的β-二胺配位稀土双烷基配合物。X-射线分析表明金属离子与配体的O、N鳌合并与反式排列的两个烷基配位。形成的中心金属配位数分别是4和5，几何构型为四面体和三角双锥。两种配合物对丙交酯有很高的活性，单体与引发剂的比率可达到3000，得到分子量高得聚合产物。配合物中的烷基是否都参与引发反应取决于烷基的几何构型。

目录

文摘

英文文摘

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第1章 文献综述

1.1稀土金属催化剂在高分子合成中的进展

1.2稀土金属配合物催化内酯、交酯的开环聚合

1.2.1丙交酯开环聚合

1.2.2ε-己内酯开环聚合

1.2.3环碳酸酯开环聚合

1.3内酯、交酯的开环聚合的反应机理

1.3.1阳离子聚合

1.3.2阴离子聚合

1.3.3配位聚合

1.3.4不含金属的新型催化体系

第2章 实验

2.1化学试剂

2.2原料的精制

2.2.1单体的精制

2.2.2溶剂的精制

2.3仪器和测试

2.3.1核磁共振波谱测试

2.3.2晶体结构测试

2.3.3 FTIR光谱分析

2.3.4元素分析的侧试

第3章 稀土单烷基配合物的合成及催化丙交酯立体选择性聚合

引言

3.1二甲胺基乙胺双酚钇单烷基配合物(Ⅰ)的合成与表征

3.1.1配体的合成与表征

3.1.2配合物(Ⅰ)的合成与表征

3.2二乙胺基乙胺双酚钇单烷基配合物(Ⅱ)的合成与表征

3.2.1配体的合成与表征

3.2.2配合物(Ⅱ)的合成过程与表征

3.3外消旋丙交酯立体选择性聚合及机理

第4章 稀土双烷基配合物的合成、表征及其催化L-丙交酯聚合

4.1双甲氧基β-双亚胺钇双烷基配合物(Ⅰ)的合成与表征

4.1.1配体的合成与表征

4.1.2配合物(Ⅰ)的合成与表征

4.2单甲氧基β-双亚胺钇双烷基配合物(Ⅱ)的合成与表征

4.2.1配体的合成与表征

4.2.2配合物(Ⅱ)的合成与表征

4.3 L-丙交酯后行保持聚合及机理

第5章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果