二氧化碳与环氧化合物共聚催化剂研究进展

二氧化碳是一种廉价、低毒、资源丰富的可用于有机合成的理想原料。由二氧化碳和环氧化合物共聚合成的脂肪族聚碳酸酯具有生物可降解性。自1969年井上祥平等发现二氧化碳和环氧化合物通过共聚反应合成脂肪族聚碳酸酯以来,利用二氧化碳制备高分子材料一直备受人们注目。该过程的关键是寻找具有高选择性的高效催化剂,三十余年来通过各国科学家的不懈努力已取得了不少成果,本文对其研究的最新进展进行了综述。     

二氧化碳与环氧化合物直接制备聚碳酸酯

综述了近几年来发展的用于二氧化碳与环氧化合物直接催化合成聚碳酸酯的各类催化剂,并详细讨论了其催化反应机理.利用二氧化碳与环氧化合物来合成聚碳酸酯,对于高分子合成化学、碳资源利用和环境保护都具有重大意义.它是发展聚碳酸酯生产的一个具有很大潜力的方面.     

二氧化碳与环氧化合物的三元共聚反应

用二氧化碳与环氧化合物共聚合反应制备脂肪族聚碳酸酯,是近几年化学利用二氧化碳研究的重要课题之一.其中最受关注的是二氧化碳与环氧丙烷共聚制备聚碳酸丙烯酯(PPC)和二氧化碳与环氧环己烷共聚制备聚碳酸环己烯酯(PCHC).但是,PPC和PCHC的热性能和力学性能欠佳,限制了它们的规模化生产与应用.利用二氧化碳与环氧化合物进行三元共聚是改善二氧化碳共聚物材料热性能和力学性能的有效途径之一,本文对此项研究的新进展进行了综述.     

二氧化碳与环氧环己烷共聚的研究进展

综述了国内外用于二氧化碳与环氧环己烷共聚的各类催化剂的研究现状、进展及研发新动向.指出二氧化碳作为一种廉价、无毒、可循环利用的理想原料,利用其和环氧环己烷共聚可合成具有良好生物降解性能的脂肪族聚碳酸酯.但二氧化碳具有较高的热力学稳定性,其和环氧环己烷共聚过程在一般情况下难以实现,故迫切需要开发高效、高选择性的催化剂.     

脂肪族聚碳酸酯及其在医学中的应用

脂肪族聚碳酸酯具有优良的生物降解性、生物相容性和可功能化性等特点,近十几年来在生物医学领域得到了迅速发展。结合本实验室对生物可降解脂肪族聚碳酸酯的研究工作以及国内外研究现状,根据高分子链的几何形状对脂肪族聚碳酸酯进行了分类介绍,综述了它们的合成方法及其在生物医学领域中的应用,同时展望了脂肪族聚碳酸酯的未来发展趋势。     

CO2/生物基环氢化合物共聚制备绿色聚碳酸酯材料

以CO_2为原料合成脂肪族聚碳酸酯材料不仅利用了廉价、可再生的CO_2资源,而且可以实现全生物降解高分子材料的制备,是一条绿色可持续的高分子材料合成路线。但长期以来,该领域研究多集中在利用CO_2与一些石油来源的环氧烷烃(如环氧丙烷、环氧环己烷等)共聚方面,未能完全摆脱对石油资源的依赖。因此,发展基于生物基的环氧单体制备全生物基高分子材料逐渐成为CO_2基高分子材料研究的热点。生物基来源化合物的引入有助于丰富CO_2基高分子材料的结构和性能,拓展其应用领域。本文综述了近年来利用生物基环氧化合物与CO_2共聚合成全生物基高分子材料的研究进展,并对未来该领域发展的趋势进行了展望。     

二氧化碳合成脂肪族聚碳酸酯

介绍了二氧化碳合成脂肪族聚碳酸酯（APC）的合成工艺、催化剂体系、物理化学性能以及改性,并阐述了共聚物性质和应用前景。     

CO2与环氧化合物聚合反应的金属卟啉催化体系研究

作为金属卟啉催化作用的新研究领域,金属卟啉作为催化剂催化CO2与环氧化合物合成具有生物降解性能的聚碳酸酯,具有良好的应用前景,在碳资源利用、环境保护和高分子合成化学方面具有重大意义.自从1978年Inoue首次采用金属卟啉催化剂由CO2与环氧化物合成聚碳酸酯以来,化学家们在金属卟啉催化剂体系的设计与合成方面进行了大量研究.在此基础上,本文对金属卟啉作为催化剂应用于CO2与各种环氧化合物的聚合反应、偶联反应及其反应机理研究加以综述;并展望了其应用前景.     

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.     

二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的功能化研究进展

简要介绍了二氧化碳基塑料的工业化进程,同时针对当前二氧化碳共聚物结构中缺少可反应基团、难以进行化学修饰导致的品种和功能单一、亲水性差等问题,介绍了二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯的功能化研究进展,主要包括侧链含有双键、碳酸酯键和液晶基团的侧基功能化二氧化碳共聚物的合成与性能研究,以及二氧化碳共聚物的亲水性调制和刺激响应行为探索,试图为丰富二氧化碳基聚碳酸酯结构和性能提供借鉴.     

二氧化碳与环氧化物的共聚反应

自1969年Inoue用ZnEt₂/H₂O的混合物作催化剂由二氧化碳与环氧化物合成聚碳酸酯以来,化学家们在催化剂体系的设计与合成方面进行了大量研究。目前,这条合成聚碳酸酯的绿色合成路线已日渐成熟。本文综述了近5年来环氧化物与二氧化碳反应合成聚碳酸酯的研究成果,主要考察催化剂的催化活性对共聚反应的影响以及反应机理研究。     

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.     

聚碳酸亚环己酯及其制备技术研究进展

二氧化碳既(CO₂)是令人头疼的温室气体,更是有价值的碳资源,因此二氧化碳的固定和利用具有重要的理论与现实意义。以二氧化碳和环氧环己烷为原料合成的聚碳酸亚环己酯(PCHC)是一种新型的脂环类可生物降解聚酯材料,相比传统的二氧化碳-环氧烷聚合物,其机械和耐热性能更为优良,有望拓展脂肪类聚碳酸酯的使用范围。本文对PCHC的基本性能及潜在应用领域、合成工艺路线以及交替共聚反应催化剂的发展进行了综述,以期为优质PCHC材料的高效制备提供参考。     

Alternating copolymerization of carbon dioxide and epoxide by manganese porphyrin: The first example of polycarbonate synthesis from 1-atm carbon dioxide

The first successful example of the formation of polycarbonate from 1-atm carbon dioxide and epoxide was demonstrated by the alternating copolymerization of carbon dioxide and epoxide with manganese porphyrin as a catalyst. The copolymerization of carbon dioxide and cyclohexene oxide with (porphinato)manganese acetate proceeded under the 1-atm pressure of carbon dioxide to give a copolymer with an alternating sequence. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 41: 3549–3555, 2003     

Copolymerization of carbon dioxide and epoxide

An erratum has been published for this article in J Polym Sci Part A: Polym Chem (2005) 43(4) 916 . The alternating copolymerization of carbon dioxide and epoxide to produce polycarbonate has attracted the attention of many chemists because it is one of the most promising methodologies for the utilization of carbon dioxide as a safe, clean, and abundant raw material in synthetic chemistry. Recent development of catalysts for alternating copolymerization is based on the rational design of metal complexes, particularly complexes of transition metals with well‐defined structures. In this article, the history and recent successful examples of the alternating copolymerization of carbon dioxide and epoxide are described. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 42: 5561–5573, 2004     

Copolymerization of Carbon Dioxide and Epoxide: Functionality of the Copolymer

Carbon dioxide and epoxide copolymerize in the presence of some organometallic catalyst systems under moderate conditions to give aliphatic polycarbonates of high molecular weight. Some metalloporphyrins of aluminum and zinc were found to act as novel catalysts for the polymerization of epoxide and for the copolymerization of carbon dioxide and epoxide, though not alternating. The polymers are characterized by the narrow molecular weight distribution and the unusual stereoregularity. Starting from the copolymerization of carbon dioxide and trimethylsilyl glycidyl ether with diethylzinc-water catalyst system, a readily degradable polycarbonate having hydroxyl group was obtained.     

The copolymerization of carbon dioxide and [2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl]trimethoxysilane catalyzed by (salen)CrCl. Formation of a CO2 soluble polycarbonate

The copolymerization of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl-trimethoxysilane and carbon dioxide catalyzed by (salen)Cr(III)Cl (H(2)salen = N,N'-bis(3,5-di-tert-butylsalicylidene)-1,2-ethylenediimine) with 2.5 equiv of N-MeIm as cocatalyst affords a polycarbonate devoid of polyether linkages, along with only a trace quantity of cyclic carbonate. The presence of the trimethoxysilane functionality in the epoxide not only provided the reactant monomer and product copolymer high solubility in liquid carbon dioxide but also provided the ability to cross-link the copolymer and thereby greatly alter the physical properties of the thus formed polycarbonate. In addition, the enhanced solubility of the copolymer in liquid CO(2) furnishes a ready means of removing the highly colored metal catalyst from the polycarbonate product.     

聚碳酸亚丙酯聚氨酯的合成与性能

用ＣＯ２与环氧丙烷共聚产物聚碳酸亚丙酯制备出聚氨酯（ＰＰＣＰＵ）．同时探讨了ＰＰＣＰＵ最佳合成方法,考察了异氰酸酯基与羟基的比值、扩链交联剂用量等因素对其力学性能的影响．研究了ＰＰＣＰＵ的形态结构及其性能对配比的依赖关系．发现聚碳酸亚丙酯的耐热性因聚氨酯的形成而得到较大的改善,并发现该类材料具有优异的耐水性能．