[发明专利]一种金属卟啉配合物、其制备方法和聚碳酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，尤其涉及一种金属卟啉配合物、其制备方法和聚碳酸酯的制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，它是一种全降解型高分子材料，具有良好的透明性、阻隔氧气和水的性能，已被应用于生物降解的无污染材料、新型液晶材料、气体阻隔材料、橡胶材料补强剂以及复合材料等多个领域。

目前，聚碳酸酯的合成方法有光气法、环状碳酸酯的开环聚合法、小分子碳酸酯酯交换法以及二氧化碳与环氧化合物调节共聚法。光气法制备聚碳酸酯使用的生产原料是光气及二元醇，由于使用了剧毒化学品光气为原料，会对生态环境产生不利的影响；环状碳酸酯的开环聚合法制备聚碳酸酯，使用六元及六元以上的环状碳酸酯开环聚合就能够合成较高分子量的聚碳酸酯，但是环状碳酸酯大多是由光气法制成的，同样存在污染环境的问题；小分子碳酸酯酯交换法制备聚碳酸酯，通过小分子二元醇和小分子碳酸酯进行酯交换反应，能够合成多种结构的聚碳酸酯；二氧化碳与环氧化合物调节共聚法制备聚碳酸酯，通过二氧化碳与环氧化合物在催化剂作用下发生聚合反应，制备得到聚碳酸酯，二氧化碳是造成温室效应的主要气体，同时也是一种廉价的碳氧资源，采用二氧化碳与环氧化合物调节共聚法制备聚碳酸酯具有环保、经济的优点，因此利用这种方法制备聚碳酸酯备受关注。

二氧化碳与环氧化合物在催化剂作用下共聚合成聚碳酸酯，所采用的催化剂包括烷基锌-活泼氢催化体系、羧酸锌催化体系、酚锌盐类催化体系、二亚胺锌类催化体系、双金属氰化物催化体系、稀土三元催化体系和金属卟啉催化体系等一系列催化剂。金属卟啉催化剂由于卟啉配体的制备方法简单，而且具有特殊的空间电子排布以及与金属较强的配位能力，在二氧化碳-环氧化合物催化剂领域受到了人们的重视，如公开号为CN 102558199A的中国专利公开了一种金属卟啉配合物，用于催化二氧化碳和环氧化合物的聚合反应，制备聚碳酸酯。但是现有技术公开的金属卟啉配合物在催化二氧化碳与环氧化合物发生共聚反应时催化活性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金属卟啉配合物，该金属卟啉配合物在催化二氧化碳与环氧化合物发生共聚反应时具有较高的催化活性。

本发明提供了一种金属卟啉配合物，具有式（I）所示的结构：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉和R₁₀独立地选自氢、卤素、脂肪族基团、取代的杂脂肪族基团、芳基和取代的杂芳基中的一种；

n为聚合度，n的取值范围为1～6；

L为季铵盐官能团和季膦盐官能团中的一种；

M为金属元素；

X为卤素、-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和五氟酚氧负离子中的一种。

优选的，所述式（I）中的L为具有式（II）所示结构的季铵盐官能团和具有式（III）所示结构的季膦盐官能团中的一种：

式（II）中，a、b和c为聚合度，a、b和c独立地取自1～6；