[发明专利]一种双水杨醛亚胺‑蒽双金属铝化合物的制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类有机铝化合物的制备方法与应用，特别涉及双水杨醛亚胺-蒽双金属烷基铝化合物的制备方法及其在内酯和交酯开环聚合方面的应用。

背景技术

环境保护是我国的一项基本国策。20世纪以来，合成高分子材料迅速发展，给人们的生活带来了巨大的便利；但是，随着高分子材料的大量应用，废弃的高分子材料对环境的污染已成为世界性的问题。可生物降解高分子材料作为一种新型环保材料，能够有效地解决塑料制品对人类生存环境的污染，开发新型可降解高分子材料是从根本上治理环境污染的一种有效的技术途径，也符合国家的可持续发展的战略需求。

脂肪族聚酯，包括聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚羟基丁酸酯(PHB)以及它们的共聚物等，是一类非常重要的可降解高分子材料，已被美国FDA批准用于生物医学领域，如组织工程、缓释、控释和靶向等药物制剂。化学方法合成可降解脂肪族聚酯可以从分子角度来设计分子链的结构，因而可精密地调节聚合物的微观结构和性能，使其具有更广泛的应用性。近年来，特别是基于金属催化剂的配位聚合，在合成脂肪族聚酯高分子材料的分子量、分子量分布以及微观立构性等多方面进一步可控，大大提高了产品的性能和附加值。这其中，有机金属铝化合物作为一类高效的开环聚合催化剂，不但具有高活性，还能够实现可控/活性聚合、立体选择性聚合，制备高性能、高附加值脂肪族聚酯高分子材料，近年来受到人们广泛的关注。比较具有代表性的金属铝催化剂模型包括萨伦铝催化剂(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2006,103,15343)，水杨醛亚胺铝催化剂(Dalton Trans.2012,41,11587；Organometallics 2009,28,2179；Macromolecules,2005,38,5363)，四苯基卟啉铝催化剂(J.Am.Chem.Soc.2004,126,11030)。近年来，仿生酶双金属催化剂利用协同催化的机理制备高性能高分子材料取得了突破性进展，特别是在聚烯烃高分子材料的合成中(Acc.Chem.Res.2014,47,2545；Chem.Rev.2011,111,2450)。双金属铝催化剂制备高性能可生物降解高分子材料的研究刚刚起步(Organometallics 2014,33,6474；Chem.Commun.2008,4717)，但是具有巨大潜力。

本发明报道了一种双水杨醛亚胺-蒽双金属烷基铝化合物的制备方法及其在开环聚合中的应用。本发明所设计的新型双水杨醛亚胺-蒽配体模型含有两组水杨醛亚胺配位点，能够与两个铝金属原子配位，构造一种结构新颖的双金属铝催化剂。此外，通过改变骨架结构和取代基，能够方便地调控该模型双金属催化剂的立体效应以及电子效应，实现不同的催化性能，制备多种结构和多种性能的脂肪族聚酯高分子材料。本发明报道的新型双金属铝催化剂具有制备简单、活性高、可控性好的特点，所制备脂肪族聚酯具有微观结构可控、可降解、生物相容性好的特点。因此，本发明报道的双水杨醛亚胺-蒽双金属烷基铝化合物催化剂具有原始创新性，能够增强我国参与国际可生物降解高分子材料技术市场的竞争能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种双水杨醛亚胺-蒽双金属烷基铝化合物的制备方法及其在开环聚合中的应用。

本发明提供一种式(I)所示双水杨醛亚胺-蒽双金属烷基铝化合物：

其中，R¹选自叔丁基，氢，苯基；R²选自叔丁基，氢；R³选自甲基，乙基，异丙基，甲氧基。

优选的，本发明金属配合物选自如下任意一种配合物：

C1:L1Al₂Me₄ L1＝1,8-N-(3,5-二叔丁基-水杨醛亚胺)-蒽；

C2:L2Al₂Me₄ L2＝1,8-N-(3-叔丁基-水杨醛亚胺)-蒽；

C3:L3Al₂Me₄ L3＝1,8-N-(水杨醛亚胺)-蒽；

C4:L4Al₂Me₄ L4＝1,8-N-(3-苯基-水杨醛亚胺)-蒽；

C5:L1Al₂Et₄ L1＝1,8-N-(3,5-二叔丁基-水杨醛亚胺)-蒽。

本发明提供了上述双水杨醛亚胺-蒽双金属烷基铝化合物的制备方法，其包括以下步骤：