一种不对称铝化合物、多元聚酯材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚合物技术领域，具体是一种不对称铝化合物、多元聚酯材料及其制备方法。本发明专利技术提供了一种不对称铝化合物、多元聚酯材料及其制备方法。本发明专利技术所述不对称铝化合物能够催化以吸电子基团的环氧化物、环酯和环状酸酐为单元的共聚反应，制备得到分子量和序列结构可控的多元聚酯材料。本发明专利技术提供的多元聚酯材料的制备方法使用含有芳基基团等吸电子基团的环氧化物有助于提高材料的热学性能和力学性能，单元选择性强，转化率高，具有较宽反应温度范围、较宽单体投料比例范围和较宽取代结构适用性。实验表明，本方法所得的多元聚酯材料的分子量达到21.8kDa；环状酸酐的转化率为100％；环酯化合物的转化率为67～91％。环酯化合物的转化率为67～91％。

【技术实现步骤摘要】
一种不对称铝化合物、多元聚酯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚合物
，具体是一种不对称铝化合物、多元聚酯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着“禁塑令”在全国范围内的逐步推广实施，可降解高分子材料的应用有助于维持社会经济的稳定发展，其中开发具有性能优异和价格低廉的可降解高分子材料是当前的一个研究重点。
[0003]由环氧化物/环状酸酐的开环共聚反应制备的可降解聚酯材料具有单体种类丰富、反应温和可控等优点；同时环酯(如丙交酯、ε
‑
己内酯等)的开环聚合反应可以得到具有可降解和生物相容性的高分子量聚酯材料。将环氧化物/环状酸酐共聚物链段和环酯开环聚合物链段链接为多元聚酯材料可以扩展聚酯材料的结构种类，通过综合各均聚物链段的特点以优化提高材料性能。受两类共聚反应机理差别的影响，亟需开发催化体系以实现单体插入序列和聚合物分子量的可控调节。
[0004]由吸电子基团的环氧化物为原料，可以制备得到结构多样、性能优异的聚酯材料，然而现有技术未能解决吸电子基团的吸电子效应导致反应副产物增多，序列结构不可控，分子量偏低，转化率差等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种不对称铝化合物、多元聚酯材料及其制备方法，本专利技术提供的制备方法能够以吸电子基团的环氧化物、环酯和环状酸酐为单元进行共聚反应，得到分子量和序列结构可控的多元聚酯材料，单元选择性强，转化率高。
[0006]本专利技术提供了一种不对称铝化合物，具有式(VII)结构：
[0007][0008]所述R1～R8各自独立地选自氢、卤素、氰基、羟基、硝基、取代或未取代的C1～C
20
的烷基、取代或未取代的C6～C
30
的芳基、取代或未取代的C2～C
30
的杂芳基、取代或未取代的C1～C
20
的烷氧基、取代或未取代的C6～C
20
的芳氧基、取代或未取代的C3～C
40
的甲硅烷氧基、取代或未取代的C1～C
20
的酰基、取代或未取代的C2～C
20
的烷氧基羰基、取代或未取代的C2～C
20
的酰氧基、取代或未取代的C2～C
20
的酰胺基、取代或未取代的C2～C
20
的烷氧基羰基氨基、取代或未取代的C7～C
20
的芳氧基羰基氨基、取代或未取代的C1～C
20
的氨磺酰氨基、取代或
未取代的C1～C
20
的磺酰基、取代或未取代的C1～C
20
的烷硫基、取代或未取代的C6～C
20
的芳硫基、取代或未取代的C1～C
20
的杂环硫基、取代或未取代的C1～C
20
的酰脲基、取代或未取代的C3～C
40
的甲硅烷基或所述R1～R8中任意两个相邻的取代基与其所连接的苯环形成稠环；本专利技术所述氢包括氕、氘或氚；
[0009]所述X选自取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1‑
C6的烷氧基、取代或未取代的乙酸基或卤素。
[0010]在本专利技术的某些实施例中，所述R1～R8各自独立地优选选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C
10
的烷基、取代或未取代的C1～C
10
的烷氧基，更优选选自氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、氟、氯或溴。在一个实施例中，所述R2、R4、R6和R8均选自氢，所述R1、R3、R5和R7各自独立的选自叔丁基、氢或溴。
[0011]在本专利技术的某些实施例中，所述X优选选自氯、溴、乙酸基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或异丙氧基，更优选选自氯、乙基或异丙氧基。
[0012]本专利技术提供了上述不对称铝化合物的制备方法，包括：将具有式(VIII)结构的配体与铝的化合物在溶剂中反应，得到具有式(VII)结构的不对称铝化合物；
[0013][0014]所述R1～R8的选择范围和上述具有式(VII)结构的不对称铝化合物中所述的R1～R8的选择范围一样，不再赘述。
[0015]具体而言，本专利技术将所述具有式(VIII)结构的配体溶于溶剂中，缓慢加入所述铝的化合物，反应得到具有式(VII)结构的不对称铝化合物；在一个实施例中，将所述具有式(VIII)结构的配体溶于甲苯中，缓慢加入所述铝的化合物，室温下进行搅拌反应12h，将所得固体过滤并真空烘干后得到具有式(VII)结构的不对称铝化合物。
[0016]在一个实施例中，所述铝的化合物选自二甲基氯化铝、二乙基氯化铝、三甲基铝、三乙基铝、三甲氧基铝、三乙氧基铝或三异丙氧基铝，优选选自二甲基氯化铝、三乙基铝或三异丙氧基铝。在一个实施例中，所述具有式(VIII)结构的配体与所述铝的化合物中铝的摩尔比为1:0.8～2，优选为1:1～1.2。
[0017]上述具有式(VIII)结构的配体的制备方法，包括：
[0018]将1
‑
N
‑
Boc
‑
1,2
‑
环己二胺和具有式(1)结构的化合物在溶剂中反应得到具有式(2)结构的化合物；将所述具有式(2)结构的化合物脱去Boc基团得到具有式(3)结构的化合物；将所述具有式(3)结构的化合物与具有式(4)结构的化合物反应，得到所述具有式(VIII)结构的配体；
[0019][0020]所述R1～R8的选择范围和上述具有式(VII)结构的不对称铝化合物中所述的R1～R8的选择范围一样，不再赘述。
[0021]在一个实施例中，本专利技术将1
‑
N
‑
Boc
‑
1,2
‑
环己二胺和具有式(1)结构的化合物加入到正己烷中，室温搅拌反应72h后，得到具有式(2)结构的化合物；将所述具有式(2)结构的化合物溶于二氯甲烷中，然后在惰性氛围中缓慢滴加三氯乙酸，室温搅拌反应2h，除去溶剂，调pH值至中性，纯化，得到具有式(3)结构的化合物。将所述具有式(3)结构的化合物和等摩尔量的具有式(4)结构的化合物加入到甲醇中，室温搅拌反应24h，得到所述具有式(VIII)结构的配体。
[0022]本专利技术提供的不对称铝化合物，通过将具有式(VIII)结构的配体与铝的化合物在溶剂中反应制备得到，将其用于催化以吸电子基团的环氧化物、环酯和环状酸酐为单元的共聚反应，能够得到分子量和序列结构可控的本专利技术所述多元聚酯材料，单元选择性强，转化率高。
[0023]本专利技术提供的多元聚酯材料，具有式(I)或式(II)结构：
[0024][0025][0026]所述Q选自
[0027]所述R选自取代或未取代的C1～C
20
的烷基、取代或未取代的C6～C
30
的芳基、取代或未取代的C2～C
30
的杂芳基、取代或未取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不对称铝化合物，具有式(VII)结构：所述R1～R8各自独立地选自氢、卤素、氰基、羟基、硝基、取代或未取代的C1～C
20
的烷基、取代或未取代的C6～C
30
的芳基、取代或未取代的C2～C
30
的杂芳基、取代或未取代的C1～C
20
的烷氧基、取代或未取代的C6～C
20
的芳氧基、取代或未取代的C3～C
40
的甲硅烷氧基、取代或未取代的C1～C
20
的酰基、取代或未取代的C2～C
20
的烷氧基羰基、取代或未取代的C2～C
20
的酰氧基、取代或未取代的C2～C
20
的酰胺基、取代或未取代的C2～C
20
的烷氧基羰基氨基、取代或未取代的C7～C
20
的芳氧基羰基氨基、取代或未取代的C1～C
20
的氨磺酰氨基、取代或未取代的C1～C
20
的磺酰基、取代或未取代的C1～C
20
的烷硫基、取代或未取代的C6～C
20
的芳硫基、取代或未取代的C1～C
20
的杂环硫基、取代或未取代的C1～C
20
的酰脲基、取代或未取代的C3～C
40
的甲硅烷基或所述R1～R8中任意两个相邻的取代基与其所连接的苯环形成稠环；所述X选自取代或未取代的C1～C6的烷基、取代或未取代的C1‑
C6的烷氧基、取代或未取代的乙酸基或卤素。2.根据权利要求1所述的不对称铝化合物，其特征在于，所述R1～R8各自独立地选自氢、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、氟、氯或溴；X选自氯、溴、乙酸基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或异丙氧基。3.一种多元聚酯材料，具有式(I)或式(II)结构：所述Q选自
所述R选自取代或未取代的C1～C
20
的烷基、取代或未取代的C6～C
30
的芳基、取代或未取代的C2～C
30
的杂芳基、取代或未取代的C1～C
20
的烷氧基、取代或未取代的C6～C
20
的芳氧基、取代或未取代的C3～C
40
的甲硅烷氧基、取代或未取代的C1～C
20
的酰基、取代或未取代的C2～C
20
的烷氧基羰基、取代或未取代的C2～C
20
的酰氧基、取代或未取代的C2～C
20
的酰胺基、取代或未取代的C2～C
20
的烷氧基羰基氨基、取代或未取代的C7～C
20
的芳氧基羰基氨基、取代或未取代的C1～C
20
的氨磺酰氨基、取代或未取代的C1～C
20
的磺酰基、取代或未取代的C1～C
20
的烷硫基、取代或未取代的C6～C
20
的芳硫基、取代或未取代的C1～C
20
的杂环硫基、取代或未取代的C1～C
20
的酰脲基、取代或未取代的C3～C
40
的甲硅烷基、氢、卤...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞烜，周延川，孙志强，张涵，段然龙，陈学思，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：