环状碳酸酯低聚物的合成及其开环聚合的研究

环状碳酸酯低聚物的合成及其开环聚合的研究陈雨萍魏玮李革（中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室北京１０００８０）关键词环状碳酸酯低聚物，聚碳酸酯，开环聚合环状单体的开环聚合在合成高聚物方面具有突出的优点，即在聚合过程中没有副产物、热效应低、聚合...     

亲电缩聚反应合成芳香环状低聚醚酮砜及其开环聚合

"假高稀"条件下,以邻苯二酰氯为酰基化试剂,Lewis碱NMP存在下,通过亲电缩聚反应高产率地合成了2种芳香环状聚醚酮砜低聚物,利用MALDI-TOF-MS,NMR,GPC,FTIR,DSC等手段对环状结构进行了精确的表征.在负离子引发剂联苯双酚钾存在下,环状低聚物3a进行熔融开环聚合,得到了高分子量的线型聚合物,Tg为221.8℃.利用流变仪监测了环状低聚物3a开环聚合过程中的流变行为,结果表明,开环聚合初期的引发阶段,熔融体的黏度低于10Pa.s,随着时间的延长,黏度快速增长,而且低黏度的引发阶段随着引发剂浓度的增加而变短.     

环状芳香低聚物的合成及应用研究进展

综述了近年来环状芳香低聚物的合成及应用研究发展状况,对其合成方法和应用情况进行了综述和分析,并对今后的研究发展进行了预测。     

聚硫醚醚酮(砜)芳香环状低聚物的合成与自由基开环聚合

在“拟高稀释”条件下,通过亲核缩聚反应高产率地合成了含硫醚键的芳香醚环状低聚物.应用核磁、GPC和激光质谱(MALDI-TOFMS)等手段对环状低聚物的结构进行了确认,并研究了环状低聚物的组分分布.聚硫醚醚酮环状低聚物在硫醚自由基的引发下进行快速熔融聚合,得到热稳定性很好的高分子量线性聚合物.     

Lewis酸碱对催化的可再生环状缩醛酯单体的开环聚合研究

从生物质原料3,4-二氢吡喃出发,合成了可再生环状缩醛酯单体(H-AE),从结构上看,该单体在γ-丁内酯中引入了缩醛单元,在开环聚合过程中,通过释放甲醛分子有希望在温和条件下得到聚(γ-丁内酯).选用合适的Lewis酸碱对催化剂,基本抑制了聚合过程中的链回咬副反应,实现了单体的可控聚合.详细研究了催化剂的酸/碱性强度及其位阻大小对于合成的聚合物的组成和比例的影响,通过设计和优化催化剂的结构,实现了聚合物中聚丁内酯单元和聚缩醛酯单元比例的调控.对所得聚合物进行了1H-NMR、13C-NMR及扩散排序核磁共振(DOSY)表征,结合聚合过程的核磁与SEC监测,证实所得聚合物为丁内酯与缩醛酯的无规共聚物.根据实验数据和表征结果,推测聚合遵循Lewis酸碱对调控的阴离子开环聚合机理,酸碱催化剂共同稳定活性链末端,实现了亲核进攻和甲醛的脱除.     

芳香环状低聚物组分分布与单体结构关系的研究

根据Jacoson-Stockmayer(J-S)环化理论,应用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(MAIDL-TOFMS),对一系列芳香环状低聚物组分分布进行分析,研究了芳香环状低聚物的组分分布与单体结构的关系,结果表明,在芳香聚酯、聚膦酸酯及芳香聚醚环状低聚物系列中,Incn与Inn呈良好的线性关系,符合J-S理论分布,在环状聚酯及聚膦酸酯系列中,低聚物的组分分布受双酚单体的中心键角影响,单体的中心键角在100°～120°之间,其中心键角愈小,γ值愈大,而在聚醚系列中,在固定一种单体的前提下,环化物的组分分布受另一单体键角的影响与环状聚酯和聚膦酸酯相一致.     

聚(对苯二甲酸-1,3-丙二酯)环状低聚物的合成、表征和开环聚合反应

探索了由对苯二甲酰氯和1,3-丙二醇在“假高稀”条件下合成聚(对苯二甲酸-1,3-丙二酯)(PTT)环状低聚物的可行性.通过柱色谱分离了环状低聚物和线形低聚物;用核磁共振、质谱和元素分析表征了产物的化学结构;用GPC和HPLC研究了不同大小环的分布,发现在本文实验条件下合成的PTT环状低聚物主要由二、三、四、五和七聚体构成,其中环状三聚体含量最多,没有发现环状六聚体的存在.PTT环状低聚物的熔程为92.3～222.6℃,熔融后是无色、透明的低粘度液体.于250℃将PTT环状低聚物分别在辛酸亚锡、1-乙基-3-氯四丁基锡氧烷、钛酸四丁酯和三氧化二锑催化下进行开环聚合反应,制备了特性粘数为0.18～0.49dL/g的聚合物.     

乙交酯开环聚合的金属化合物催化剂的研究

工业上由开环聚合法生产聚乙交酯(亦称聚乙醇酸,PGA),使用的催化剂种类对PGA的聚合反应和分子量的控制至关重要。本研究利用不同的金属化合物催化剂/羟基化合物引发剂进行乙交酯(GL)聚合研究,探索了中心金属(锡(Sn)、铝(Al)、锌(Zn)和锆(Zr))与配体结构(烷氧基(OR)、羧基(OC(O)R)、乙酰丙酮基(acac)和卤素(Cl))对乙交酯开环聚合以及所得PGA色泽的影响规律。实验结果表明金属中心对于GL开环聚合活性及所得PGA分子量起到决定作用,配体的影响较弱,而且金属种类显著影响PGA色泽。锡催化剂获得最高的GL开环聚合活性,在极低催化剂浓度和短时间内可使单体完全转化;而且,锡和锆催化聚合所得PGA具有良好的色泽。     

酚酞聚芳醚酮酮环状齐聚物的合成及开环聚合

从4,4’-二氟三苯二酮(DFTBDK)和酚酞出发,利用"拟高稀(pseudo high dillution)"技术,一步法制备酚酞聚芳醚酮酮环状齐聚物(c-PEKK-C),成环率78%。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱MALDI-TOF MS数据表明,聚合产物系聚合度为n=2~8的环状低聚物,其中以二、三聚体为主要成分(占环化产物的85%)。运用J-S高分子环化理论证实4,4’-二氟三苯二酮的单体结构有利于形成环状化合物。以4,4’-联苯二酚钾盐为催化剂,在300~350℃范围内,N2气保护下,环状齐聚物进行熔融开环聚合反应得到相应的线性高相对分子质量酚酞聚芳醚酮酮(ROP-PEKK-C),GPC测得其Mw为1.2×105。     

乙酰丙酮铁催化丙交酯开环聚合的研究

以乙酰丙酮铁 [Fe(acac) 3]为催化剂进行D ,L 丙交酯的开环聚合及在聚乙二醇 (PEG)存在下的开环共聚 ,研究了催化剂用量、反应温度和反应时间对聚合反应的影响以及PEG用量对共聚反应的影响 ,并探讨了丙交酯开环聚合机理 .结果表明 ,Fe(acac) 3是按配位 插入机理催化丙交酯开环聚合的 ;在本文的聚合条件下 ,大部分聚合的单体转化率都达 90 %以上 ,聚合产物的粘均分子量最高可达 6 6 0 0 0 ,均显示出较好的催化性能 .在PEG存在下 ,PEG作为引发剂参入了丙交酯的开环聚合 ,D ,L 丙交酯是沿着PEG分子两端开环聚合的 ,分子链的链端结构是以羟基为端基的乳酰基结构单元 ,Fe(acac) 3有促进PEG参与聚合成酯的作用 .     

苯甲氧基氧杂环内酯的合成及开环聚合研究

从聚(3-羟基丁酸酯)(P3HB)的醇解产物(R)-3-羟基丁酸甲酯出发,高效地合成了2个氧杂环内酯非对映异构体单体((3R,7R)-M1和(3S,7R)-M2).苯氧甲基的引入使2个非对映异构体有较大极性差异,因而可以通过柱层析分离.以MeAl[salen]为催化剂,BnOH为引发剂实现了单体的可控开环聚合,得到了分子量(M_n)可控和末端官能团明确的P((3R,7R)-M1)和P((3S,7R)-M2)聚合物.利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征聚合物的链结构,示差扫描量热法(DSC)表征证明了P((3S,7R)-M2)为半结晶聚酯.在1,3,5-均三甲苯的稀溶液中,使用辛酸亚锡(Sn(Oct)₂)催化解聚实现了P((3R,7R)-M1)的化学回收.这种化学回收策略实现了P3HB的升级回收,延长了材料的生命周期,并拓展了高价值可闭环回收聚醚酯的种类.     

环状对苯二甲酸丁二酯低聚物CBT的研究进展

环状对苯二甲酸丁二酯低聚物CBT作为目前唯一工业化的芳香基环状低聚物,以其超低熔体黏度、边聚合边结晶特性、开环聚合无反应热、无小分子副产物释放等优点受到工业界和学术界的共同关注,尤其是在连续纤维增强复合材料领域得到了广泛应用。本文从CBT的制备方法与聚合机理入手,系统梳理了CBT聚合过程的流变行为、聚合与结晶的关系、结晶形貌、复合材料的制备及应用、基体树脂的脆性机理、纯树脂及复合材料体系增韧方法、边聚合边结晶过程等方面的研究进展,并就存在的问题进行了展望,对CBT及其它芳香基环状低聚酯研究及应用具有指导意义。     

环碳酸酯开环聚合物制备、性能和应用研究进展

综述了近年来环碳酸酯开环均聚与共聚产物的制备、性能与应用研究进展     

两个三环己基锡芳香羧酸酯的合成、结构、热稳定性及体外抗癌活性研究

甲醇中三环己基氢氧化锡分别与呋喃-2-甲酸、2,4,6-三甲基苯甲酸反应,合成了2个三环己基锡芳香羧酸酯Cy₃SnO₂CC₄H₃O（1）和Cy₃SnO₂CC₆H₂Me₃（2）（Cy为环己基）。通过IR、¹H和¹³C NMR、元素分析及X-射线单晶衍射表征结构。（1）和（2）均属单斜晶系,配合物（1）空间群P2₁,晶体学参数：a=0.82304（2）nm,b=1.11119（3）nm,c=1.28390（3）nm,β=101.090（2）°,Z=2,V=1.15227（5）nm³,D_c=1.381g·cm^-3,μ（Mo Kα）=1.127mm^-1,F（000）=496,R₁=0.0529,wR₂=0.1387。配合物（2）空间群P2₁/c,晶体学参数：a=0.99962（2）nm,b=1.41597（2）nm,c=1.97359（3）nm,β=94.0420（10）°,Z=4,V=2.78653（8）nm³,D_c=1.266g·cm^-3,μ（Mo Kα）=0.937mm^-1,F（000）=1112,R₁=0.0540,wR₂=0.1619。配合物（1）和（2）的中心锡原子均为畸变四面体构型。通过分子间氢键作用,配合物（1）形成二维网状结构。试验表明,配合物（1）和（2）具有良好的热稳定性,对人癌细胞Colo205、HepG2、MCF-7、Hela、NCI-H460增殖均有较强的抑制作用。     

两个三环己基锡芳香羧酸酯的合成、结构、热稳定性及体外抗癌活性研究

甲醇中三环己基氢氧化锡分别与呋喃-2-甲酸、2,4,6-三甲基苯甲酸反应,合成了2个三环己基锡芳香羧酸酯Cy3SnO2CC4H3O(1)和Cy3SnO2CC6H2Me3(2)(Cy为环己基)。通过IR、1H和13C NMR、元素分析及X-射线单晶衍射表征结构。1和2均属单斜晶系,配合物1空间群P21,晶体学参数:a=0.823 04(2)nm,b=1.111 19(3)nm,c=1.283 90(3)nm,β=101.090(2)°,Z=2,V=1.152 27(5)nm3,Dc=1.381 g·cm-3,μ(Mo Kα)=1.127 mm-1,F(000)=496,R1=0.052 9,wR2=0.138 7。配合物2空间群P21/c,晶体学参数:a=0.999 62(2)nm,b=1.415 97(2)nm,c=1.973 59(3)nm,β=94.042 0(10)°,Z=4,V=2.786 53(8)nm3,Dc=1.266 g·cm-3,μ(Mo Kα)=0.937 mm-1,F(000)=1 112,R1=0.0540,wR2=0.161 9。配合物(1)和(2)的中心锡原子均为畸变四面体构型。通过分子间氢键作用,配合物(1)形成二维网状结构。试验表明,配合物1和2具有良好的热稳定性,对人癌细胞Colo205、HepG2、MCF-7、Hela、NCI-H460增殖均有较强的抑制作用。     

(+)-O-萘基环状磷酰二胺酯的合成、晶体结构及绝对构型

合成了目标化合物(+)-O-萘基环状磷酰二胺酯,其结构由¹HNMR,³¹PNMR及元素分析确定,并在273K下进行了X射线衍射晶体结构分析.该化合物晶体属正交晶系,P2₁2₁2₁空间群,晶胞参数a=1.0028(4)nm,b=1.1406(4)nm,c=2.4455(8)nm,V=2.7971(18)nm₃,Z=4,Dc=1.212g/cm³,F(000)=1088,μ=0.129mm^-1.晶体的结构收敛最终偏离因子R和wR分别为0.0585和0.0827.Flackx参数为0.03(12).目标化合物中磷原子的绝对构型为S.     

聚（对苯二甲酸—1，3—丙二醛）环状低聚物的合成、表征和开环聚合反应

探索了由对苯二甲酰氯和1，3－丙二醇在“假高稀”条件下合成聚（对苯二甲本-1,3-丙二醋）（PTT）环状低聚物的可行性。通过柱色谱分离和环状低聚的和线形低聚物；用核磁共振，质谱和元素分析表征了产物的化学结构；用GPC和HPLC研究了不同大小环的分布。发现在本文实验条件下合成的PTT环状低聚物主要由二，三，四，五和七聚体构成，其中环状三聚体含量最多，没有发现环状六聚体的存在。PTT环状低聚物的熔程为92.3-222.6℃，熔融后是无色，透明的低粘度液体，于250℃将PTT环状低聚物分别在辛酸亚锡，1-乙基－3－氯四丁基锡氧烷，钛酸四丁酯和三氧化二锑催化下进行开环聚合反应，制备了特性粘数为0.18-0.49dL/g的聚合物。     

高压下开环聚合制备聚羟基乙酸的工艺研究

从乙交酯(GA)单体出发,以二水合氯化亚锡(SnCl2.2H2O)为催化剂,在高压条件下,进行开环聚合制备高分子量的生物可降解材料聚羟基乙酸(PGA);通过一系列的单因素实验研究了乙交酯的纯度、聚合压力、催化剂用量、聚合时间等因素对聚羟基乙酸相对重均分子量(Mw)的影响规律,根据单因素实验的结果设计并进行了正交试验。采用STATISTICA6.0对正交试验的数据进行分析,得出最优工艺:反应温度196.5℃,反应时间3.5h,催化剂用量n(cat.)/n(GA)=1.7×10-5。进行该工艺验证实验,制备了相对重均分子量可以达到1.61×105的聚羟基乙酸。     

开环易位聚合聚双环戊二烯的合成及结构与性能的研究进展

开环易位聚合环烯烃已成为高分子工程领域的一个研究热点。其中,由于双环戊二烯（DCPD）价格低廉、来源充分、聚合后形成的聚双环戊二烯（PDCPD）具有优异的力学性能等优点,使得DCPD的开环易位聚合得到广泛关注。本文综述了DCPD开环易位聚合反应机理、催化体系、PDCPD的结构、PDCPD的表面改性、纳米共聚物以及PDC...     

大环碳酸酯的Novozym-435酶促开环聚合

研究了14元环的碳酸丁二酯二聚体在固定化脂肪酶Novozym-435催化下的开环聚合反应制备聚碳酸丁二酯.聚合在常压,75℃的甲苯溶液中进行,反应条件温和.详细探讨了反应条件诸如单体浓度,酶浓度对于聚合的影响.结果显示Novozym-435具有与异辛酸亚锡可比拟的高催化活性,同时可以回收重复使用.聚合动力学研究表明碳酸丁二酯的酶促甲苯溶液开环聚合和环状内酯的酶促甲苯溶液聚合有所不同,没有表现出活性聚合的特征.