[发明专利]双五元螯合环结构的铝化合物、其合成方法及其用途

说明书

本发明提供了一种双五元螯合环结构的铝化合物、其合成方法及其用途，该铝化合物具有式I或式II结构；X选自短链烷基或卤素；Y选自氧或N‑R；R、R₁、R₂、R₃和R₄独立地选自氢、短链烷基、取代烷基、C3‑C5的环烷基、羟基、卤素、苯基、烷基取代苯基、烷氧基取代苯基、卤素取代苯基、含氮五元杂环基、含氧五元杂环基、环庚三烯酚酮基或卤素取代环庚三烯酚酮基；R、R₁和R₂，R、R₃和R₄相同、不同或彼此成环；R₅和R₆独立地选自氢、卤素、短链烷基、环烷基、取代环烷基或芳香环基；R₅和R₆相同、不同或彼此成环。该铝化合物具有更小的螯合环结构，环张力更大，应用时能提高催化环氧与酸酐开环交替共聚合的活性。

技术领域

本发明涉及铝化合物催化剂技术领域，具体涉及双五元螯合环结构的铝化合物、其合成方法及其用途。

背景技术

由于聚乳酸、聚己内酯以及环氧酸酐交替共聚物等脂肪族的聚酯结构中存在大量的酯基，这样的聚合物结构可以通过生物降解，在满足使用要求的同时能降低对环境的影响，是一种环境有好的高分子材料，近年来也一直受到广泛的研究。另一方面，也是比较重要的一点，可以通过控制聚合手段比如调节单体添加顺序、改变聚合温度、调节聚合过程中单体浓度等，直接在聚合和加工过程中调节聚酯高分子的物理性能，进而使得这样一种环境友好的高分子材料在生物、医药、微生物等领域具有很好的应用前景。

工业上，主要通过辛酸亚锡催化开环聚合获得聚酯高分子，但这种方式存在很多潜在的比较严重的问题。一方面，锡存在潜在毒性，从而降低了该类催化聚合出来的聚酯材料的应用范围；另一方面该体系无法控制立构规整度。20世纪90年代，Coates等[Cheng M,Attygalle AB,Lobkovsky EB,Coates GW.J Am Chem Soc 1999；121:11583-4]和Chisholm等[Chisholm M H,Eilerts NW.Chem Commun 1996:853-4]合成了一系列以β-二亚胺结构和三吡唑硼结构的锌、镁、钙化合物，这些化合物能高效催化丙交酯开环聚合，他们的研究掀起了对该领域的研究热潮。

相对于工业上的锡催化合成聚酯，铝催化剂因为其较低的毒性和有效立构选择性等明显的优势而备受广大科研工作者的关注。然而，含铝催化剂相对于锡催化剂来说活性较低，对高温的耐受能力较差，使其无法满足工业上的应用需求。众所周知，金属催化剂的性能可以通过配体的位阻和电子效应调节。人们合成了大量的含铝催化剂，主要包括：[N,O]类如水杨醛亚胺化合物[Liu Y,Dong WS,Liu JY and Li YS.Dalton Trans 2014；43:2244-51]；四齿的[O,N,N,O]类如希夫碱[Ovitt TM,Coates GW.J Am Chem Soc 2002；124:1316-26]和salen配体[Whitelaw EL,Loraine G,Mahon MF,Jones MD.Dalton Trans2011；40:11469-73]。一些铝化合物催化剂的具体结构如下：

已有的配体多与铝形成六元螯合环，然而，现有这些铝系催化剂对环氧化合物和酸酐化合物开环聚合的催化活性有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种双五元螯合环结构的铝化合物、其合成方法及其用途，本发明提供的铝化合物具有更小的螯合环结构，具有更大环张力，应用时能提高催化环氧化合物与酸酐开环共聚合的活性。

本发明提供一种双五元螯合环结构的铝化合物，具有式I或式II结构：

其中，X选自短链烷基或卤素；Y选自氧或N-R；