[发明专利]一种钛金属配合物、制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛金属配合物的制备方法。该配合物用于催化D，L-丙交酯的开环聚 合。

背景技术

聚乳酸是由乳酸为原料采用化学方法合成的可降解性的生物相容性好的聚酯材料。聚 乳酸的合成目前主要采用两种方法：乳酸直接脱水聚合的一步合成法和中间体丙交酯在引 发剂的作用下开环聚合的两步法。一步法合成聚乳酸过程中，存在反应时间长和反应温度 高，反应过程中聚合物容易解聚生成丙交酯的缺点，难以得到高分子量的产物。而丙交酯 开环聚合虽然需要制备纯化丙交酯单体，但在催化剂的作用下可以得到高分子量且分子量 分布窄的聚乳酸，同时选择的不同配体还可以调节其催化活性、增加催化剂的稳定性和精 确控制链的增长以及聚乳酸的立体选择性，目前金属配合物以配位-插入开环聚合成的方式 为制备聚乳酸的重要手段。

丙交酯开环聚合催化剂自聚乳酸问世以来从未停止过，目前研究较多的催化剂主要是 锡、锌、铝以及稀土金属配合物。钛系催化剂由于其活性高、生物相容性好成为近几年聚 酯催化剂的研究热点。随着分子设计和催化剂制备技术的发展，不同结构的配体和钛化合 物反应可以设计出新型的钛系催化剂，这对该钛系催化剂的催化活性、稳定性和立体选择 性具有重要的指导意义，同时对聚乳酸工业的可持续发展将起到促进作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的作为D，L-丙交酯开环聚合催化剂的钛金属配合物。

本发明的另一目的还提供一种席夫碱钛金属配合物的制备方法和用途。

本发明提供的钛金属配合物是由3，5-二叔丁基水杨醛缩乙醇胺席夫碱配体与钛酸酯 化合物发生酯交换而合成。其中单个配体上的两个羟基脱氢与钛原子生成共价键，亚胺基 上的N原子与钛原子生成配位键。而3，5-二叔丁基水杨醛缩乙醇胺席夫碱配体是由3，5 -二叔丁基水杨醛与乙醇胺脱水缩合而成。

具体制备包括以下步骤：

(1)将3，5-二叔丁基水杨醛与乙醇胺按照摩尔比1∶1～1∶1.2，于无水乙醇中，在 70～80℃条件下反应3～5小时，蒸干无水乙醇，加入冰水沉淀，真空干燥得到3，5-二叔丁 基水杨醛缩乙醇胺配体。

(2)将3，5-二叔丁基水杨醛缩乙醇胺配体溶解于正己烷或甲苯中，氩气和氮气保护 下，配体与钛酸酯化合物按照2∶1～2.2∶1的摩尔比例在温度15～70℃下反应20～30小时，于 甲苯中加热溶解，趁热过滤，结晶，真空干燥即得。

上述步骤2)中，正己烷先用五氧化二磷回流脱水，甲苯应先用氢化钙脱水处理，分 别蒸馏。

钛酸酯化合物选自钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丙酯和钛酸四丁酯中的至少一 种。

本发明还提供以该金属配合物为催化剂，催化合成D，L-丙交酯的合成条件。

(1)将D，L-丙交酯与钛金属配合物的摩尔比按照800∶1、1200∶1、1600∶1、2000∶1、 2400∶1、2800∶1、3200∶1在安剖瓶中混合均匀，真空封熔聚合后，测得各个摩尔比条件聚 合下的分子量。

(2)选取得到样品最高分子量的D，L-丙交酯与钛金属配合物的比例，分别在不同的 温度反应不同的时间，测定各个聚乳酸样品的分子量。

本发明提出的钛配合物及其制备方法具有以下优点：

1)配体原料易得，合成方法简单。

2)本发明采用配体和钛化合物酯交换的反应原理，无需催化剂，能在温和的条件下 制得配合物。

3)该配合物易溶于多种强极性、弱极性和非极性的有机溶剂中，但不溶于水。

4)配合物易溶于二氯甲烷和无水乙醇，有利于聚乳酸的提纯采用二氯甲烷溶解，无 水乙醇中沉淀的方法，达到纯化聚乳酸的目的。

附图说明

图1：3，5-二叔丁基水杨醛缩乙醇胺钛配合物的红外光谱