[发明专利]一种咪唑环取代的氨基酚氧基锌络合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类咪唑环取代的氨基酚氧基锌络合物及其制备方法，以及其在高活性、高选择性催化内酯开环聚合中的应用。其制备方法包括如下步骤：将中性配体直接与金属原料化合物在有机介质中反应，然后经过滤、浓缩、重结晶步骤获得目标化合物。本发明的咪唑环取代的氨基酚氧基锌络合物是一种高效的内酯开环聚合催化剂，可用于催化丙交酯等内酯的聚合反应；特别对于外消旋丙交酯可得到高等规度的聚丙交酯。本发明的咪唑环取代的氨基酚氧基锌络合物优点十分明显：原料易得，合成路线简单，产物收率高，具有很高的催化活性和立体选择性，能获得高规整度、高分子量聚酯材料，能够满足工业部门的需要。其结构式如下所示：。

技术领域

本发明涉及一类咪唑环取代的氨基酚氧基锌络合物，以及这类络合物在内酯聚合中的应用。

背景技术

聚烯烃材料由于其廉价而又优异的性能在生产生活中得到广泛的应用，带动了聚烯烃工业的迅猛发展。但聚烯烃原料来源于不可再生的石油资源，使用后又难以降解，严重的“白色污染”威胁着人类与环境的健康发展，不符合绿色化学及人类可持续发展战略，因此开发可再生、可降解的环境友好型材料替代聚烯烃材料成为近年来高分子材料领域的研究热点。作为一类可以媲美传统聚烯烃材料的高分子材料，脂肪族聚酯因其良好的生物相容性和可降解性而受到了广泛关注。目前被大量研究的脂肪族聚酯包括聚乳酸、聚己内酯及聚丁内酯等。

聚乳酸(Polylactic acid)，也称聚丙交酯(Polylactide,PLA)，一方面具有与聚烯烃相似的半结晶性能，另一方面具有良好的生物相容性、可降解性以及原料可再生等特点，符合当代绿色化学的潮流，成为绿色环保型聚合物材料中最具发展前景的典型代表。聚乳酸原料来源于玉米、稻谷等可再生植物资源的淀粉发酵，摆脱了通用高分子材料对石油资源的依赖，凭借自然界中的微生物又可降解为二氧化碳和水，维持了自然界的碳循环。聚乳酸还表现出与聚苯乙烯相似的热性能，具有良好的压缩模量和拉伸强度。聚乳酸的诸多优良特性使其在药物缓释材料、手术缝合线、骨折固定材料等生物医学领域都具有良好的应用前景，也可广泛应用于食品包装、纺织行业、汽车行业等领域。聚乳酸的广阔应用前景吸引着各国科学家对其聚合生产过程以及相关催化剂的设计进行广泛研究。

丙交酯具有左旋(L-Lactide，L-LA)、右旋(D-Lactide，D-LA)、和内消旋(meso-Lactide，meso-LA)三种异构体结构，另外，等比例的左旋和右旋丙交酯混合物(L-Lactide:D-Lactide＝1:1)称为外消旋丙交酯(rac-Lactide，rac-LA)。利用金属络合物催化不同种类的丙交酯单体开环聚合可以获得多种微观链结构的聚丙交酯。催化单一手性丙交酯单体可获得等规聚丙交酯；催化内消旋丙交酯单体可获得间规、杂规或无规聚丙交酯；催化外消旋丙交酯单体可获得无规、杂规或等规嵌段聚乳酸。其中以外消旋丙交酯为原料聚合得到的等规嵌段聚丙交酯表现出较高的熔点和机械强度，可显著改善聚合物材料的力学性能。因此，以廉价易得的rac-LA为原料，设计合成结构新颖的立体选择性催化剂以实现催化rac-LA等规选择性聚合具有十分重要的研究价值。鉴于催化剂在聚合物中的残留问题以及锌金属络合物高催化活性的特点，设计基于无色、无毒、来源广泛的锌金属中心的络合物催化剂成为该领域的研究热点，相较于其他金属络合物催化剂，更有望实现将聚丙交酯应用于医用高分子材料或环保高分子材料等领域。