[发明专利]一种聚酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯的制备方法，在引发剂存在下，采用式I所示的方酰胺衍生物和式II所示的碱金属醇盐组成的催化体系催化环状酯单体开环聚合，得到聚酯类化合物。采用本发明的方法所得到的聚酯分子量分布窄，无链转酯反应，产率高、色泽雪白、对于生物医药领域和微电子领域具有很大商业应用潜力，反应所用催化剂催化效率更高、反应更温和。

技术领域

本发明属于有机合成领域，特别涉及一种聚酯的制备方法。

背景技术

在诸多的合成高分子材料中，脂肪族聚酯以其优良的生物可降解性、生物可吸收性和生物相容性占据重要地位，成为近年的研究热点。这类聚酯因分子结构中含有易水解的酯基，容易在水和微生物的存在下逐步分解成低聚物或单体，进而被代谢成为二氧化碳和水，因此可表现出一定生物降解性和相容性，这在生物医药、组织工程等领域均有巨大应用潜力。

传统的制备聚酯的方法主要是缩聚法，这种方法通常需要较高的温度，能源消耗量大，而且得到的产品分子量较低，分子量分布宽，反应过程不可控，不利于材料的稳定性。除此之外，通过环状单体的开环聚合制备脂肪族聚酯是活性、可控的方法之一。2001年，Hedrick研究了用有机催化剂催化开环聚合的工作，在过去的十几年中，利用有机催化剂制备聚酯的研究比较广泛。有机催化剂就效率和范围而言，已经成为可以替代传统的金属催化和酶催化的全面催化剂，尤其是酸碱共催化的催化体系的运用，比如，J.Am.Chem.Soc.2001,123,3229–3238；Macromolecules 2006,39,7863-7871；J.Am.Chem.Soc.2013,135,13306-13309等等。强酸或者超强酸催化的反应总是控制性很差并且转化率较低，而碱催化容易发生回咬和转酯反应，而酸碱共催化制备的聚酯具有分子量高、分子量分布较窄的特点，不仅可以精确控制聚合产物的化学组成，而且能提高材料性能的稳定性，使材料的性质与用途更加温和，拓宽脂肪族聚酯的应用领域。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种新的聚酯的制备方法，该制备方法采用新的更加温和的催化剂，所得产物转化率高，分子量分布窄，生产成本低、适于工业生产，更加绿色环保。

为了满足生物医学领域和微电子领域对材料的要求和简单、温和、高效合成精确分子量的聚合物的要求，本发明从实际的需求中去发现问题和解决问题，提出了一种方酰胺加碱金属醇盐所形成的离子型酸碱共轭催化体系。该体系中，方酰胺是一种具有芳香性的四元环刚性骨架的有机物，既能作为氢键的供体,又能作为氢键的受体,是一类优良的氢键给受体单元，并且具有一定的酸性(结构如Ⅰ所示)。碱金属醇盐是一种相对温和的碱，是一类优良的氢键受体单元，并且具有一定的碱性。在该催化体系中，碱金属醇盐拔掉方酰胺氮氢上的一个氢，形成一种离子型酸碱共催化体系。

该催化体系具有明显的优势，催化开环聚合所得到的聚合物具有转化率高，分子量分布窄的特点。此外，体系中所用到的碱金属醇盐价格低廉可以适用于工业大规模应用。此外，碱金属醇盐拔质子后生成的醇类相对毒性较低，并且工业上可以通过简单的蒸馏除去，其游离出来的碱金属正离子，又可以和失质子后的方酰胺阴离子通过离子间作用力结合使得整个催化体系更加稳定。

实现上述目的的技术方案如下：

一种聚酯的制备方法，在引发剂存在下，采用式I所示的方酰胺衍生物和式II所示的碱金属醇盐组成的催化体系催化环状酯单体开环聚合，得到聚酯类化合物：

R₁和R₂选自H、具有1～10个碳原子的直链或支链烷基、苯基、3-6个碳原子的环烷基、单取代或双取代苯基中相同或不同结构；此处的“相同或不同”指的是R₁和R₂可以是相同结构，也可以是不同的结构，两者均选自：“1～10个碳原子的直链或支链烷基、苯基、3-6个碳原子的环烷基、单取代或双取代苯基”。