[发明专利]聚（γ-硫代丁内酯）

说明书

本发明涉及一种聚(γ‑硫代丁内酯)。本发明公开了一种如式(I)所示化合物。本发明还公开了一种高分子化合物，其由如下制备方法制备得到，其包括以下步骤：有机溶剂中，在主催化剂的存在下，将如式(II)所示化合物进行聚合反应，即可；所述的主催化剂为膦腈碱、胍类有机碱、脒类有机碱、N‑杂环卡宾类有机碱和N‑杂环烯烃类有机碱中的一种或多种。通过本发明的制备方法制得的聚(γ‑硫代丁内酯)的数均分子量和纯度显著提高，具有较强的耐溶剂腐蚀性，力学性能、表面性能等均较为优异，并且具有优异的可降解性。

技术领域

本发明涉及聚合物合成技术领域，具体涉及一种聚(γ-硫代丁内酯)。

背景技术

合成高分子材料是国民经济建设与人们日常生活必不可少的重要材料，2016年其年产量已达到3.35亿吨，据预测2050年将增加到11.2亿吨。然而遗憾的是，绝大部分的合成高分子以不可再生的石化资源为原料，原料短缺和需求量增加之间的矛盾将会日益突出，这导致目前高分子材料的合成存在着严重的不可持续性，发展生物基高分子材料用于替代石油基高分子材料具有迫切的现实意义。另一方面，传统的高分子材料在设计和合成时往往只考虑其应用性能和耐受性，这导致了绝大部分的高分子材料很难降解，造成白色污染，给生态环境带来了巨大的危害。基于生物质来源的脂肪族聚酯(例如聚乳酸)由于具有独特的降解性，被认为是石油基高分子材料潜在的绿色替代品，目前在生物医药、组织工程、包装等领域有一定的应用。尽管如此，目前已商业化或文献报道的生物基脂肪族聚酯普遍存在着价格昂贵、物理性能很难与石油基高分子(例如聚烯烃材料)相抗衡的问题。

五元环的γ-硫羰基丁内酯可作为聚合单体，其具有以下方面的性能：(1)γ-硫羰基丁内酯具有可再生的绿色来源，价格便宜，其上游产品丁二酸最近被美国能源部列为是最适合代替石油化工产品的十种化合物之一；(2)开环聚合得到的聚合物主链具有硫酯或硫羰酯官能团，保证了聚合物的可降解性；(3)在聚合物中引入硫原子有可能提高材料的光学、力学和机械性能，并赋予抗化学和抗生物腐蚀性以及重金属识别能力，因此，γ-硫羰基丁内酯开环聚合得到的聚合物具有潜在的优越性能。然而，由于γ-硫羰基丁内酯五元环结构环张力小，其开环聚合挑战性非常大，目前仅有一例γ-硫羰基丁内酯开环聚合的报道(Hirofumi,K.；Norio,T.；Takeshi,E.Chem.Lett.2005,34,376-377)，该文献以三氟甲磺酸稀土化合物为催化体系，得到的聚合物分子量低(数均分子量M_n:3.4～6.3kg/mol)，分子量分布宽且在反应中伴随着20-40％的未知副产物生成，无应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的聚(γ-硫代丁内酯)(PTBL)分子量低、纯度低等缺陷，而提供了一种聚(γ-硫代丁内酯)。通过本发明的制备方法制得的聚(γ-硫代丁内酯)的数均分子量和纯度显著提高，具有较强的耐溶剂腐蚀性，力学性能、表面性能等均较为优异，并且具有优异的可降解性。

本发明通过以下技术方案解决上述的技术问题。

本发明提供了一种如式(I)所示化合物，其结构如下所示，

其中，n为大于等于65。

按照本领域常识，所述如式(I)所示化合物中，每一个“[]”内的结构表示一个结构单元；所述的n为聚合度，又为数均聚合度或平均聚合度。

所述的n优选65-4900，更优选190-2450，更进一步优选840-2450。

所述的如式(I)所示化合物的数均分子量优选大于等于7kg/mol，更优选7-500kg/mol；更优选20-250kg/mol，更进一步优选为80-250kg/mol，例如85.8kg/mol、99.9kg/mol、101.1kg/mol、103.4kg/mol、129.5kg/mol、195.0kg/mol或248.8kg/mol。