Fe-Al-α,α′-联吡啶催化体系催化马来酸酐与环氧丙烷开环共聚

马来酸酐与环氧丙烷开环共聚,所得聚酯具有功能团（C＝C）,可以通过接技、交联待方法改变其性能,马来酸杆与环氧化物开环共聚合成聚酯,所用催化剂通用有有机金属化合物和稀土 事物等,我们在铁系催化丁二聚合和马来酸酐与苯乙烯共聚的基础上,首次将Fe(acac)3-Al(i-Bu)3-α,α′－联吡啶催化剂用于马来酸酐与环氧化物开环共聚,发现该催化剂催化共聚反应具有时间短、收率高、共聚物交替度高等优点,并测定了共聚合反应动力学的参数。     

双金属氰化络合物及其催化的聚合反应

本文综述了双金属氰化络合物及其催化的环氧化物参与的聚合反应研究。双金属氰化络合物是由其内界金属M^Ⅱ通过氰基与外界金属M^Ⅰ连接形成的含 M^Ⅱ-C≡N-M^Ⅰ 桥键的三维网络状无机高分子(M^Ⅰ一般为Zn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺和Ni²⁺等二价金属离子,M^Ⅱ一般为Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Co³⁺和Ni²⁺等过渡金属离子)。外界金属M^Ⅰ一般被认为是催化反应的活性中心金属。该类催化剂早期被用于催化环氧化物开环聚合,并逐步发展成为合成中高分子量、低不饱和度聚醚多元醇的极高效催化剂。近年来该类催化剂被用来催化环氧化物/环状酸酐共聚、环氧化物/CX₂(X≡O,S)共聚和环氧化物/环状酸酐/CO₂三元共聚反应合成聚酯、聚碳酸酯、聚(醚-碳酸酯)、聚硫代碳酸酯和聚(碳酸酯-酯)等具有生物降解性的聚合物。尤其对氧化环己烯(CHO)与CO₂(或酸酐)共聚,锌-钴双金属氰化络合物表现出了极高的催化活性和选择性。结合本研究组十多年的研究结果,本文讨论了双金属氰化络合物催化活性中心的可能结构和催化机理,提出了双金属氰化络合物催化聚合的共性难题和解决这些问题的方向。     

戊二酸锌体系催化合成二氧化碳基聚碳酸酯研究进展

二氧化碳(CO2)是一种无毒无害、性质稳定、可再生的C1资源.近年来,以CO2为原料合成的CO2基聚酯受到了广泛关注.其中,戊二酸锌催化CO2和环氧化物共聚生成聚碳酸酯成为CO2高值转化的途径之一(特别是戊二酸锌催化CO2和环氧化物共聚,包括引入酸酐、环酯等三元共聚).我们综述了近年来戊二酸锌催化CO2基聚合反应的研究进展,对催化剂发展、结构、活性和产物性能等进行了系统的总结,分析了戊二酸锌催化剂在聚合反应过程中的优势和不足,最后对戊二酸锌催化剂的发展、挑战等进行了展望分析.     

α-亚甲基-β-丁内酯的区域选择性聚合:合成线形与环状聚酯

设计不同的催化体系或引发剂实现了α-亚甲基-β-丁内酯(MβBL)单体的区域选择性聚合,合成不同拓扑结构的聚酯.选用偶氮二异丁腈(AIBN)自由基引发剂,选择性聚合MβBL的α位上亚乙烯基双键,形成线形含有四元环内酯单元的聚酯.使用SalenAlCH3金属配合物催化剂,区域选择性在MβBL的酰-氧键断裂,生成双键保留以间同结构为主的结晶性线形聚酯.有机强碱是MβBL的高效开环聚合催化剂,获得以酰-氧键断裂为主的线形聚酯.而使用简单碘化钠催化MβBL开环聚合,形成以烷-氧键断裂为主的结晶性环状聚酯.     

有机催化实现含硫高分子的精确合成

脂肪族含硫高分子是一类重要的功能聚合物材料.催化含硫一碳化合物(氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2))与环氧化物共聚制备含硫高分子是近年迅速发展起来的合成路线.最近,张兴宏等使用由有机Lewis碱和硫脲构成的无金属催化体系,实现了COS与环氧化合物室温"活性"阴离子共聚,得到了100%交替、头尾结构含量99%、数均分子量近1×105和窄分布(1.13~1.23)的聚单硫代碳酸酯,催化剂活性达112 h-1,揭示了硫脲和Lewis碱分别选择性活化环氧和COS并协同催化共聚的反应机制.     

Fe—Al配位催化环氧丙烷均聚

用于环氧丙烷开环聚合的催化剂为有机金属化合物和稀土络合物等,在对于铁系催化剂催化丁二烯聚合、马来酸酐与苯乙烯共聚和邻苯二甲酸酐与环氧丙烷共聚的研究基础上,我们首次将这一类催化剂用于环氧化物的开环均聚上,发现Fe(acac)3-Al(i-Bu）3催化剂具有良好的催化活性,并进行了产物结构和反应动力学的研究,结构分析表明Fe(acac)3-Al(i-Bu）3催化剂体系具有良好的立体定向性。     

有机Lewis酸碱对催化氧硫化碳和环氧氯丙烷交替共聚

氧硫化碳作为单体可与环氧化物交替共聚,是合成含硫高分子的新途径.将廉价的环氧氯丙烷与氧硫化碳共聚可以得到含硫和氯原子的高分子,本文报道了无金属催化2种单体的全交替共聚反应.采用三乙基硼和Lewis碱按2/1的摩尔比组成催化剂,可以获得全交替、高区域规整性的聚单硫代碳酸酯.研究了不同实验条件包括有机Lewis酸碱对类型、反应温度、物料配比等因素对共聚反应的影响.结果表明:无金属催化剂能获得与金属催化剂相媲美的效果,能高效催化并得到分子量低于1000 g/mol的全交替低聚物,为氧硫化碳和环氧氯丙烷的高值化利用提供了新的选项.     

选择性催化混合单体制备多组分聚酯的研究进展

以聚乳酸和聚碳酸酯等为代表的生物可降解高分子材料已被应用于包装材料和生物医用等领域.然而受链段结构的影响,这类均聚物材料在实际应用中受到了一定限制.将不同性质聚合物链段通过共价键连接形成的嵌段共聚物具有组分均匀、性能可控等优点,是优化材料性能的一种方法.本文概述了环酯、环氧化物和CO₂(或环状酸酐)的多元共聚反应合成嵌段聚酯的研究进展.首先介绍了多元共聚反应中链增长机理和判断嵌段共聚物结构的表征方法,进一步讨论了催化体系-聚合物结构的关系和聚合物材料的性能表征.     

稀土催化的开环聚合研究进展

稀土催化剂在开环聚合中表现出极高的催化活性,本文总结了近十年来稀土催化剂在内酯、交酯、环醚、环碳酸酯、环羧酸酐等单体开环聚合中的应用,结合催化剂结构与聚合效果总结了稀土催化剂在聚合过程可控和聚合物结构控制方面的独特优势,并介绍了稀土催化的新型开环聚合方法.     

铝卟啉折叠催化剂催化二氧化碳/环氧化物共聚反应

折叠催化剂因具有“类酶”的二级结构,被广泛应用于小分子化合物合成,然而其在高分子合成中的应用却鲜有报道.基于双氨基功能化的铝卟啉与2,5-吡啶二甲酰氯的缩聚反应,本文报道了一种铝卟啉芳香酰胺折叠体催化剂,有效(300～1250 h^-1)、高选择性(99%)地催化了二氧化碳(CO₂)与环氧化物的共聚反应.值得一提的是,该催化剂可以实现无助催化剂条件下CO₂和环氧丙烷的共聚,催化活性可达525 h^-1,同时聚合物选择性在95%以上,并且在80℃下表现出“类酶”的最佳温度特性.在催化CO₂与环氧环己烷共聚时,催化活性与二氧化碳压力(1～7 MPa)呈线性正相关关系,催化活性最高可达1250 h^-1,聚合物选择性和碳酸酯单元含量保持在99%以上.本文报道的铝卟啉折叠体催化剂为芳香酰胺折叠体在催化领域的发展提供了借鉴,同时也进一步拓展了折叠催化在高分子合成中的应用.     

戊二酸锌催化环氧丙烷与马来酸酐开环共聚反应

以戊二酸锌为催化剂,在无溶剂条件下催化环氧丙烷与马来酸酐的开环共聚反应;优化了聚合条件,利用红外光谱和核磁共振谱研究了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱测定了其分子量.结果表明,戊二酸锌可以有效地催化马来酸酐与环氧丙烷的开环共聚,从而以较高转化率得到交替度较高的共聚物.     

环氧乙烷环氧丙烷共聚醚的研究进展

综述了环氧乙烷环氧丙烷共聚醚的聚合机理聚合工艺及其应用.环氧乙烷环氧丙烷共聚醚的聚合按其催化剂体系的机理可以分为阴离子聚合、阳离子聚合和配位聚合三类,其中阳离子聚合应用较少.在环氧乙烷和环氧丙烷开环聚合生成共聚醚的反应中,不同的反应工艺条件对生成的聚醚有着很大的影响.同样比例的环氧乙烷和环氧丙烷,因聚合反应器设计、反应器种类、起使剂种类催化剂种类与用量温度加料方式端基结构等的不同,所合成的共聚醚会产生不同的结构和性能.环氧乙烷环氧丙烷共聚形成的聚醚可以分为嵌段共聚醚和无规共聚醚两类.其中,嵌段共聚醚可以分为EPE和PEP两类.     

微量酸酐诱导增强的二氧化碳/环氧氯丙烷共聚反应

环氧氯丙烷(ECH)与二氧化碳(CO₂)的共聚反应产物具有可修饰的C―Cl键,是实现聚碳酸酯功能化的有效途径,然而该反应一直受制于较长的诱导期.本文提出了一种酸酐诱导增强共聚反应活性的策略,即在CO₂/ECH共聚体系中引入微量环状酸酐以缩短诱导期,提高反应活性.以锌钴氰化络合物(DMC)催化剂为例,在CO₂/ECH共聚体系中仅加入0.1 mol%的不同种类环状酸酐,ECH转化率可达到23.6%～83.6%(40℃,24 h),相比于未添加酸酐体系的低转化率(2.6%),反应活性显著增强.尤其是5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐诱导的CO₂/ECH共聚体系显示出最高的活性增强效应,在28 h内ECH转化率可达98.8%,催化效率为430 g polymer/g cat.,并保持91.3 wt%的聚合物选择性,进而制备出碳酸酯单元含量为68.2%、分子量为16.7 kg/mol的CO₂基聚碳酸酯.进一步采用在线红外等光谱分析技术,证实环状酸酐优先与ECH发生共聚反应生成聚酯活性种是缩短...     

非金属催化剂在催化环氧化物和CO_2合成环状碳酸酯中的研究进展（英文）

随着科学技术的进步和工业化的发展,大量化石燃料被消耗,大气中二氧化碳浓度急剧增加,导致温室效应加剧,严重威胁到人类的生存和发展.基于可持续发展的思想,利用储量丰富且廉价的二氧化碳作为C1资源替代有毒的气体(如一氧化碳和光气等)制备具有广泛应用的环状碳酸酯,不仅满足"绿色化学"的要求,而且符合"原子经济性"的原则.迄今为止,大量用于催化二氧化碳和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯的催化剂,包括均相催化剂(如金属卤化物、有机碱、离子液体和金属配合物),多相催化剂(如金属氧化物、负载型催化剂、有机聚合物、金属有机框架材料和碳材料等)被报道.其中金属催化剂占主导地位,大多表现出优异的催化活性.然而,目前可供开采的金属矿越来越少,大多数金属的回收再利用率较低,重金属污染日趋严重.因此,开发新型、廉价、绿色、高效、循环性和稳定性好的非金属催化剂具有重要意义.本文主要介绍了近3年以来用于催化二氧化碳和环氧化物环加成反应合成环状碳酸酯的非金属催化剂,主要包括有机碱、离子液体、固载型催化剂、有机聚合物和碳材料等.概括了不同种类催化剂的设计思想及其催化反应机理,重点阐述了分子内以及分子间各种功能基团的协同作用对环加成反应的影响.通过比较发现,具有"C–N=C"结构的有机碱活性相对较高,氢键给体和亲核物质都能与有机碱协同作用提高其催化活性;传统离子液体的活性一般不理想,氢键给体如羟基和羧基的引入有利于促进环加成反应,且多阳离子和多氢键给体功能化的离子液体表现出更高的催化活性;负载型催化剂中,载体和活性组分之间的协同作用有利于加速环加成反应的进行,多种功能基团负载和以共价键方式多层固载能更好地提高催化剂稳定性和催化活性;利用非烯烃化合物制得的活性组分位于主链的多孔有机聚合物,催化活性和稳定性大多高于活性组分位于侧链的烯烃聚合物;碳材料催化剂中,引入不饱和的N物种(如伯胺和吡啶氮),有利于CO_2的吸附和活化,能促进环加成反应.此外,利用密度泛函的方法,计算模拟催化反应过程,能更好地揭示反应机理,并为设计和制备高效的催化剂提供理论指导.该领域目前面临的重要挑战是研发可以同时实现二氧化碳捕获和转化的新型、环保和高效非金属催化剂,终极目标是利用多孔催化材料在常温和常压下直接捕获工业废气中的二氧化碳,并利用捕获的二氧化碳实现环状碳酸酯的连续生产.基于协同催化的设计思想,利用多种基团功能化的策略合成高效吸附和活化二氧化碳以及开环活化环氧化物的非金属催化剂,有望实现上述目标.     

(S)-2-吡咯烷基甲醇衍生物催化α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应

采用以L-脯氨酸为原料合成的5种手性β-氨基醇作为有机小分子催化剂,用于催化α,β-不饱和酮的不对称环氧化反应。考察了影响对映选择性的催化剂结构、氧化剂种类、溶剂、反应温度等因素。结果表明,催化剂的结构、氧化剂的种类、反应的溶剂对对映选择性和化学产率影响较大,而反应温度在室温至-20℃范围内,对反应的对映选择性和化学产率影响不明显。当以叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂、正己烷为溶剂、在室温下、以(S)-2-吡咯烷-α,α-二(α-萘基)甲醇(2b)作催化剂时,所得环氧化物的对映体过量最高为84.6%e.e.,产率最高为89.7%。通过1H NMR对所得环氧化物4的结构进行了表征,并利用手性色谱柱通过高效液相色谱法(HPLC)对产物4的对映体过量进行了测定。     

离子液体催化CO2与环氧化物合成环状碳酸酯

综述了离子液体催化CO2与环氧化物的环加成反应制备环状碳酸酯的研究进展。目前报道的离子液体主要包括咪唑盐、季铵盐、季鏻盐等。对比了传统离子液体与功能化离子液体对CO2环加成反应的催化活性、选择性以及催化作用机制。与传统的离子液体相比,功能化离子液体的羟基或羧基等官能团与卤素离子等Lewis碱之间存在协同效应,使得其对CO2与环氧化物的环加成反应具有更好的催化活性;将功能化离子液体固载于无机材料(SiO2,SBA-15,MCM-41等)或聚合物所得的多相催化剂不仅保持了官能团与阴离子之间的协同效应,而且载体与离子液体活性组分之间也显示出协同效应,使得该类催化剂具有很好的催化活性,稳定性好,可以多次重复使用,具有较好的工业化前景,是值得深入研发的一类催化材料。此外,离子液体对于手性环状碳酸酯的合成也具有较好的催化活性和立体选择性。     

利用大分子单体技术合成接枝共聚物

大分子单体和小分子共单体共聚是合成接枝共聚物的重要途径之一。本文综述了大分子单体通过各种聚合方式(自由基共聚、离子型共聚、配位共聚、基团转移共聚和逐步共聚)和普通小分子单体的共聚反应,详细讨论了大分子单体和小分子单体的自由基共聚反应动力学,并简要介绍了接枝共聚物的应用背景。     

模块化双功能有机硼氮和硼磷催化体系的设计及其催化转化

有机硼化合物是近年来广泛研究的一类非金属催化剂,其在环氧烷烃参与的开环均聚合和共聚合方面展现了良好的适用性,但二元亲电亲核双组分催化体系在加入大量的反应单体后由于稀释效应带来的熵不利因素往往导致活性减小或失活的问题,同时也难以制备大分子量的聚合物材料.基于此,本文主要综述了本课题组设计的分子内同时含有亲电和亲核中心的双功能有机硼-季铵盐和有机硼-季鏻盐催化体系的研究进展,重点梳理了此类双功能有机硼催化剂的设计脉络和设计原则,对比了双功能和双组分有机硼催化体系之间的聚合反应机理,总结了利用双功能有机硼催化剂在环氧烷烃开环聚合制备脂肪族聚醚、环氧烷烃和二氧化碳共聚合制备二氧化碳基聚碳酸酯、环氧烷烃和环状酸酐共聚合制备聚酯等方面的内容,展望了有机硼催化剂在高分子合成化学方向的未来和趋势.     

二氧化碳与环氧化物共聚催化剂研究进展

二氧化碳是主要的温室气体,也是最丰富的C1资源.利用二氧化碳与环氧化物共聚生成可生物降解的聚碳酸酯是目前研究的热点之一.就目前的研究情况而言,二氧化碳与环氧化物共聚反应存在的主要问题是催化效率低、催化剂成本高、反应条件苛刻、共聚物产率较低以及催化剂分离复杂等.我们分类综述了二氧化碳与环氧化物共聚的新型催化体系,并探讨了各类催化体系的优缺点,对二氧化碳的资源化利用具有重要的应用价值.     

有机催化精准制备聚酯多元醇：环氧化物原位缓释与捕捉策略

基于低张力五元环张碳酸酯可控缓释环氧化物以及原位捕捉策略，开创了一种有机鎓盐PPNTFA(双(三苯基正膦基)三氟乙酸铵)催化的苯酐PA与环状碳酸酯(碳酸乙烯酯EC，碳酸丙烯酯PC)调节共聚反应，成功实现了苯酐聚酯多元醇的简便、高效、精准制备.在180℃下反应30 min，苯酐的转化率和聚合物产率均可达99%以上.通过改变链转移剂的种类和用量可以对目标聚合物微结构、拓扑结构和分子量(M_n,SEC=1300～17700 g/mol)等关键参数进行可控调节.而且，改变环状碳酸酯种类可以按需调整聚酯多元醇的骨架结构.