碱土-碱金属簇合物的设计合成及催化性能

可生物降解的内酯聚合物主要用于生物医学、食品包装等领域，可控聚合是获得具有特定分子结构聚合物的唯一手段，因此研究和开发无毒、高效、高可控性的催化剂，一直是这一领域中急待解决的关键问题。目前发现稀土-碱金属簇合物在催化内酯聚合上由于双金属的协同效应显示了优异的活性，但可控性相对较差，而相对于稀土金属，碱土金属配合物可控性较好，价格低廉且具有优良的生物相容性。因此，本项目致力于用碱土金属替代稀土金属，合成一系列新型的碱土-碱金属簇合物，系统地研究碱土金属与碱金属个数比、簇的大小及配体的空间位阻和电荷效应对催化活性、可控性及选择性的影响规律，了解协同效应对催化活性的影响，以期开发具有自主知识产权、良好生物相容性和工业应用前景的环酯可控开环聚合的催化剂。

以烷氧基及桥联双芳氧基为配体，高产率地合成了数十个含有碱金属的杂多金属簇合物，并研究了部分簇合物对可生物降解类单体如碳酸酯、丙交酯等开环聚合的催化活性。由于双金属的协同效应，这些杂多金属簇合物对这些内酯类单体具有极高的活性。同时我们惊奇地发现簇合物的催化活性随着簇合物中碱金属的种类和个数的改变而变化，并且我们初步揭示了催化剂结构与催化活性、可控性之间的科学关系：这些簇合物的催化活性随着碱金属与中心金属的摩尔比值的增大而增强，对于相同摩尔比的簇合物催化活性将与碱金属的种类密切相关。这些规律将为进一步设计合成高效高可控性的聚合催化剂提供依据，并为催化剂的活性调控提供一个新的策略。