[发明专利]一种三核有机亚锡金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种三核有机亚锡金属催化剂及其制备方法和应用。催化剂制备方法：在氮气的保护下，用两摩尔量的正丁基锂(LiBuⁿ)将两摩尔量的苯胺去氢，之后加入一摩尔量的甲基二氯硅烷，然后加入两摩尔量的苯腈，得到锂盐A，最后分别与两摩尔量或一摩尔量的SnCl₂反应得到甲基硅桥联脒基亚锡催化剂B或C。该制备方法简单，用料简单易得、价格低廉、产率高且容易纯化。实验结果表明，催化剂B或C对于异氰酸酯和ε‑己内酯的聚合具有较高的催化活性，可作为制备聚异氰酸酯和高分子量的聚ε‑己内酯的催化剂。

技术领域

本发明涉及脒基金属催化剂，具体而言涉及一种三核有机亚锡金属催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

异氰酸酯聚合物与己内酯聚合物在日常生活中十分重要，它们被广泛应用于生产实践的各个方面。异氰酸酯的三聚产物可以增强聚氨酯、共聚物树脂以及涂料的物理性质，例如增强其热阻性、耐化学性、透明度和抗撞击能力等。该聚合物是一种具有特殊性能的聚合物，可以被广泛用于泡沫、涂层材料以及粘合剂等。聚己内酯是非常重要的高分子材料，其突出的优势在于具有生物可降解性能，在绿色、环保方面意义重大。该聚合物具有高聚的特性且呈现半晶型，结晶度可达45％。它还具有较好的生物相容性，可以与大多数的合成树脂相容，有很高的实用价值。异氰酸酯的聚合和己内酯的聚合与催化剂的发展休戚相关。

随着各国化学家的探索和研究，大量有新型结构的有机配体被合成，其中脒基配体因其特殊的结构而受到化学工作者的青睐。脒基化合物的结构多样，制备方法比较简单，脒基上的N-C-N结构能够与不同取代基相结合，合成多种脒基配体，进而与多种金属相结合生成很多的金属配合物，其中脒基金属锡化合物也不胜枚举。有机锡金属化合物能够有效地催化异腈酸酯环三聚合(Organometallics,1999,18,4700-4705)、ε-己内酯开环聚合(Macromolecules,1993,26,6378-6385；Macromolecules,1988,21,286-293)等多种有机物的聚合反应。现有的相关报道中催化异氰酸酯和ε-己内酯聚合的条件和催化效率均有提高的空间。因此，研发用于催化合成聚异氰酸酯和聚ε-己内酯的新型金属催化剂，具有极高的理论意义和应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种三核有机亚锡金属催化剂及其制备方法和应用，该催化剂对异氰酸酯和ε-己内酯聚合均有较高的催化活性。该催化剂制备方法简便，原料易得。

本发明提供的一种三核有机亚锡金属催化剂，其结构式为：

或者：

本发明还提供一种制备所述三核有机亚锡金属催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)锂盐的制备：在氮气的保护下，冰水浴中，将2摩尔的苯胺和2摩尔的正丁基锂反应，溶剂为乙醚，搅拌反应至室温，4小时后，再次冷却至0℃加入1摩尔的甲基二氯硅烷，再加入2摩尔的苯腈，当溶液自然升温到室温以后，保持搅拌反应8小时，得到锂盐的乙醚溶液，过滤后浓缩，结晶得到无色锂盐A；

2)催化剂的制备：在氮气的保护下，冰水浴中，把SnCl₂加入到锂盐A的四氢呋喃溶液中，SnCl₂与锂盐A的摩尔比为2:1或1:1，当溶液自然升温到室温以后，保持搅拌反应12小时，用二氯甲烷萃取，过滤，浓缩得到三核有机亚锡金属催化剂B或C。

上述催化剂B或C对异氰酸酯和ε-己内酯聚合均具有较高的催化活性，可用作异氰酸酯和ε-己内酯聚合催化剂。