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.     

有机小分子催化环醚与环状酸酐共聚研究进展

有机小分子催化聚合反应是合成化学领域新的研究方向。有机催化环醚(主要为环氧化物)与环状酸酐共聚制备聚酯的合成路线,由于单体具有来源广泛、有机催化剂低毒、对水和空气不敏感等特点,因而应用前景广阔。本文按有机小分子催化剂、环醚与环状酸酐的种类综述了近年来出现的有机催化共聚合成聚酯的反应,并详细讨论了该共聚反应及其机理,尤其是高催化活性和聚合可控性的Lewis酸碱对催化共聚的机理;提出了利用Lewis酸为增长链阴离子提供结构因素(如基团和电子结构效应)来调控聚合的方法。今后,催化环氧化物与环状酸酐共聚研究的中心任务仍然是发展新的高活性有机催化剂,并实现"活性"的全交替共聚反应,进一步提高共聚物的分子量,并实现共聚反应的化学选择性、区域和立体选择性的精确控制。     

Fe-Al-α,α′-联吡啶络合催化聚合马来酸酐与环氧氯丙烷研究

研究了马来酸酐与环氧氯丙烷交替共聚，及Ｆｅ（ａｃａｃ）３ Ａｌ（ｉ Ｂｕ）３ α，α’ 联吡啶络合物（ａｃａｃ＝ 乙酰丙酮） 催化马来酸酐（ＭＡ） 和环氧氯丙烷交替共聚的特征，并用红外光谱，核磁共振谱研究了共聚物的结构。动力学研究表明共聚反应与单体浓度和催化剂浓度均呈一级关系。     

Fe-Al-α,α′-联吡啶络合催化聚合马来酸酐与环氧氯丙烷研究

研究了马来酸酐与环氧氯丙烷交替共聚,及Ｆｅ（ａｃａｃ）３Ａｌ（ｉＢｕ）３α,α’联吡啶络合物（ａｃａｃ＝ 乙酰丙酮） 催化马来酸酐（ＭＡ） 和环氧氯丙烷交替共聚的特征,并用红外光谱,核磁共振谱研究了共聚物的结构。动力学研究表明共聚反应与单体浓度和催化剂浓度均呈一级关系。     

Fe-Al-α,α′-联吡啶催化PA与PO、 PA与ECH开环共聚

用Fe(acac)3-Al(I-Bu)3-α,α′-联吡啶(acac=乙酰丙酮)催化邻苯二甲酸酐(PA)与环氧丙烷(PO)、邻苯二甲酸酐与环氧氯丙烷(ECH)开环交替共聚 . 研究了Fe/Al、 Fe/α,α′-联吡啶摩尔比对聚合的影响; 用核磁共振技术研究了共聚物的交替度, 测得共聚物中邻苯二甲酸酐含量达46%以上. 共聚反应动力学研究表明, 共聚反应速度与单体浓度及催化剂浓度均呈一级关系; PA-PO、 PA-ECH的表观活化能分别为109.3和99.7 kJ/mol.     

Nd（naph）3—Al（i—Bu）3催化邻苯二甲酸酐与环氧氯丙烷交替共聚

研究了邻苯二甲酸酐（ＰＡ）和环氧氯丙烷（ＥＣＨ）交替共聚，发现Ｎｄ（ｎａｐｈ）３－Ａｌ（ｉ－Ｂｕ）３（ｎａｐｈ＝环烷酸）是邻苯二甲酸酐和环氧氯丙烷交替共聚的良好催化剂。用红外光谱、核磁共振谱表征了共聚物的结构。共聚反应动力学的研究表明，共聚反应与单体浓度及催化剂浓度毕呈一级关系，表观活化能为９２．３ｋＪ／ｍｏｌ。     

Fe-Al-〆,〆′-联吡啶催化PA与PO、PA与ECH开环共聚

用 Fe(acac) 3- Al(i- Bu) 3- α,α′-联吡啶 (acac=乙酰丙酮 )催化邻苯二甲酸酐 (PA)与环氧丙烷 (PO)、邻苯二甲酸酐与环氧氯丙烷 (ECH)开环交替共聚 .研究了 Fe/Al、Fe/α,α′-联吡啶摩尔比对聚合的影响 ;用核磁共振技术研究了共聚物的交替度 ,测得共聚物中邻苯二甲酸酐含量达 46 %以上 .共聚反应动力学研究表明 ,共聚反应速度与单体浓度及催化剂浓度均呈一级关系 ;PA- PO、PA- ECH的表观活化能分别为 10 9.3和 99.7k J/mol     

硫代羧基环内酸酐与丙交酯的可切换共聚

硫代聚酯是一种兼具聚酯材料的优点(降解性、生物相容性和热稳定性等)与含硫聚合物材料的优点(光学性能和金属吸附性能等)的新型材料.本文合成了含硫单体硫代羧基环内酸酐(MDTD),以希夫碱锰(Salen-Mn)为催化剂,在低投料比(50:1)较低温度(60℃)的情况下,抑制了小分子副产物的生成,实现了MDTD的活性聚合.在此基础上,利用Salen-Mn可逆插入氧硫化碳(COS)的性质,设计开发出了一条新的硫代单体控制的自切换共聚路线.通过在丙交酯(LA)聚合的过程中添加MDTD单体以及改变聚合反应气氛的手段实现了MDTD与LA的可切换共聚,并应用核磁、凝胶渗透色谱等方法跟踪反应进程表征反应产物,证实了多嵌段聚酯/聚硫酯(p(LA-b-MDTD-b-LA))的生成.通过该方法最终得到了五嵌段的聚酯/聚硫酯(M_n=12.4 kg/mol,?=1.20)的嵌段共聚物.该方法可以通过改变相应的单体结构合成相应的多嵌段聚酯/聚硫酯,为改善含硫聚酯的物理化学性质打下了基础.     

π-二苯铬(0)催化共聚合全氟丁炔-2与全氟丙烯的研究

关于烯烃和炔烃用自由基或离子型催化剂引发的共聚反应,迄今尚未见报道,可能由于单体活性相差悬殊的缘故。但用过渡金属催化时,则可发生共聚,例如,乙烯、丙烯和乙炔可在VOCl_3-(C_6H_(13))_3A1/烷烃溶剂催化下共聚成弹性体~([1])。又如全氟丙烯和全氟丁炔-2不能在氟离子催化下共聚~([2]),可是应用了π-二苯铬(O)催化剂~([3])却能成功地将这两种单体共聚为液体、蜡状物和固体,后两者的比例视所用单体的克分子比而异,即全氟丙烯比例高时,蜡状物比例高;反之,固体比例高。值得指出的是,据我们所知,这是在氟碳化合物中首次发现的烯-炔共聚的例子.     

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.     

钯-稀土催化一氧化碳和苯乙烯交替共聚反应

 利用稀土钇盐或钕盐和乙酸钯组成的催化体系催化一氧化碳和苯乙烯共聚,合成了聚(1-氧代-2-苯基丙撑). 用元素分析、红外光谱、示差扫描量热、热重分析及X射线光电子能谱(XPS)等方法对共聚产物进行了表征. 测试结果表明,共聚物为一氧化碳和苯乙烯的线性交替共聚产物,其玻璃化温度为235 ℃,熔点为250 ℃,分解温度为325 ℃,且用XPS未检测到聚合物中含有残留的金属. 同时考察了催化剂组分2,2′-联吡啶、对甲苯磺酸和对苯醌及溶剂甲醇等的用量对共聚反应的影响,并对聚合反应条件进行了优化. 在优化的反应条件下稀土与钯组成的复合催化剂对一氧化碳和苯乙烯交替共聚的催化活性可达1200 g/(g·h).     

Zn-Co双金属氰化络合物催化氧化环己烯/二氧化碳共聚反应

 制备了基于Zn3［Co(CN)6］2的双金属氰化络合物催化剂,考察了其催化氧化环己烯/CO2共聚反应的特点,以及制备过程中有机配体和卤化锌种类对催化剂催化性能和共聚产物组成的影响. 结果表明,该催化剂能高效催化共聚反应,在催化剂含量为1.8×10-4时其催化效率可达6?000 g/g以上, FT-IR和 1H NMR表征证实聚合产物为接近交替的共聚物. 催化剂催化效率受有机配体和卤化锌种类影响,但共聚物组成只受卤化锌种类影响,而不受有机配体种类影响,其中叔丁醇和ZnCl2分别是较好的有机配体和锌盐. 动力学研究表明,该共聚反应对催化剂浓度是一级反应,反应的平均活化能为41.6 kJ/mol.     

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。     

Fe—A1—α,α′—联吡啶催化PA与PO,PA与ECH开环共聚

用Ｆｅ（ａｃａｃ）３－Ａ１（ｉ－Ｂｕ）３－α－α′－联吡啶（ａｃａｃ＝乙酰丙酮）催化邻苯二甲酸酐（ＰＡ）与环氧丙烷（ＰＯ）、邻苯二甲酸酐与环氧氯丙烷（ＥＣＨ）开环交替共聚。研究了Ｆｅ／Ａ１、Ｆｅ／α,α′－联吡啶摩尔比对聚合的影响;用核磁共振技术研究了共聚物的交替度,测得共聚物中邻苯二甲酸酐含量达４６％以上。共聚反应动力学研究表明,共聚反应速度与单体浓度及催化剂浓度均呈一级关系;ＰＡ－ＰＯ、ＰＡ－     

Nd(naph)3-Al(i-Bu)3催化马来酸酐和环氧丙烷交替聚合

研究了马来酸酐和环氧丙烷的交替共聚，发现Ｎｄ（ｎａｐｈ）３－Ａｌ（ｉ－Ｂｕ）３是马来酸酐（ＭＡｎ）和环氧丙烷（ＰＯ）交替共聚的良好催化剂，用红外光谱，核磁共振研究了共聚物的结构。共聚反应动力学研究表明共聚反应与单体和催化剂浓度均呈一级关系。表观活化能为１１ｋｊ／ｍｏｌ.     

氧化异丁烯与CO2共聚物的合成及其结构与性能

氧化异丁烯(IBO)是石化行业重要C4产品异丁烯的衍生物.将IBO与二氧化碳(CO₂)共聚制备脂肪族聚碳酸酯,是一条高附加值利用异丁烯和CO₂的可行途径,但迄今仅有零星的研究报道.本文采用非均相的锌-钴双金属氰化络合物(Zn-Co DMCC)在40℃的反应温度下催化IBO与CO₂共聚,催化效率高达1.6 kg共聚物/g催化剂,所得产物聚碳酸亚丁酯(PIBC)具有全交替序列结构,区域规整度高达95%,数均分子量达18.6 kDa.特别的,PIBC为结晶性高分子,熔点高达93.7℃,初始热分解温度仅为145℃.PIBC的拉伸强度达4.4 MPa,断裂伸长率达350%,因此PIBC有望应用于牺牲型粘接剂.另外,Zn-Co DMCC也能催化CO₂、IBO与马来酸酐共聚,得到了具有全交替结构的三元共聚物.研究结果为异丁烯的应用开拓了一条可持续发展的新路径.     

Nd（naph）_3－Al（i－Bu）_3催化马来酸酐和环氧丙烷交替共聚合

研究了马来酸酐和环氧丙烷的交替共聚，发现Ｎｄ（ｎａｐｈ）＿３－Ａｌ（ｉ－Ｂｕ）＿３是马来酸酐（ＭＡｎ）和环氧丙烷（ＰＯ）交替共聚的良好催化剂．用红外光谱、核磁共振研究了共聚物的结构．共聚反应动力学研究表明共聚反应与单体和催化剂浓度均呈一级关系．表观活化能为１１３ｋＪ／ｍｏｌ．     

双金属氰化络合物催化环氧丙烷和邻苯二甲酸酐共聚

采用双金属氰化络合物 (DMC)催化环氧丙烷 (PO)和邻苯二甲酸酐 (PA)共聚 ,探讨了共聚合特征 ,并用IR、1 H NMR和GPC对共聚物的结构和分子量进行了表征 .发现DMC催化剂对该共聚反应速度快 ,转化率高 ,是该反应的有效催化剂 ,催化剂浓度为 6 0mg kg时 ,90℃下 ,以THF作溶剂共聚反应 3h ,转化率可达94 0 % .聚合速度甚至比DMC催化PO均聚还快 .该共聚反应可在多种溶剂中进行 ,极性溶剂更有利于共聚合 ,溶液聚合温度比本体共聚低 ,合适的溶液共聚温度在 90～ 10 0℃之间 .共聚产物的分子量受催化剂用量、反应温度和体系中水份含量的影响 ,数均分子量在数百至数千之间 .考察该共聚体系的动力学表明 ,该共聚反应速率对单体浓度呈一级关系     

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.     

双膦Cu及不对称Pd催化剂的结构及其对烯烃-一氧化碳完全交替共聚的催化性能

 配体及配合物的结构对催化烯烃-CO完全交替共聚反应活性及稳定性具有重要的影响. IR和XPS实验结果表明,5-硝基-1,10-菲咯啉的钯配合物催化苯乙烯-CO共聚的高活性与其结构的不对称性有关; 揭示了廉价的Cu金属双膦螯合物作为新型乙烯-CO交替共聚催化剂具有一定的可行性,探讨了配合物结构对烯烃-CO共聚反应活性及稳定性的影响,同时通过IR,1H NMR和13C NMR确认了所得交替共聚物聚酮的结构.