双核镁、铝、锌络合物的合成及催化环酯开环聚合研究

聚内酯、聚交酯以及聚环碳酸酯具有无毒、生物相容性好、可生物降解等特点，在生物医药等领域应用广泛。其主要合成方法是金属络合物催化的环酯开环聚合。此类开环聚合的关键是催化剂，因此对催化剂的研究备受关注。我们拟进行双核镁、铝、锌络合物催化环酯开环聚合研究，并通过与单核金属络合物催化作用的比较和反应机理的研究，探索双金属体系在此类催化反应中的协同作用及其对催化反应的影响；通过配体的设计调整配体的刚性和两个金属核的空间距离，研究金属间可能存在的不同的协同作用方式。同时通过配体和配体上取代基的调整来调控配体的电子效应和立体效应以及所形成络合物的立体构型，最终实现调控络合物的催化性能，包括络合物的催化活性、选择性，聚合物的各项性能指标等。为深入理解双金属之间的协同作用和结构-活性关系，进而指导催化剂的设计、开发有应用前景的新催化剂体系作出努力。

我们设计合成了多种新配体包括胺基N,O-配体，亚胺基N,O-配体，含N-N键的亚胺基N,O-配体，亚胺吡咯基配体，以及N,N,O-三齿配体和这些配体的双核铝、锌或镁络合物，对这些络合物进行核磁共振、元素分析以及单晶衍射等方法的表征和催化性能的测试。实验结果表明这些络合物对ε-己内酯或D,L-丙交酯的开环聚合具有良好的催化作用，有些络合物的催化活性很高。也证明部分双核络合物的催化活性明显高于相应的结构类似的单核络合物，这归因于双金属协同作用。对每一类络合物的催化反应都进行了动力学研究，证实催化反应可控，具有活性聚合特征。作为比较，一系列单金属核的铝和锌络合物也被合成、表征以及进行催化性能测试，发现部分高活性且可控性好的单核金属络合物催化剂。一些聚合反应的机理也被初步探索。本研究合成表征了56个新的铝、锌或镁络合物 (不包括14个未系统研究催化性能的络合物)，已经在国际期刊发表5篇SCI论文，还有4篇论文将陆续投稿。