负载型锡氧簇合物作为酯化催化剂的活性与聚合物结构和形态的关系研究

将具有高催化酯化活性的有机锡氧簇合结构引入到具有不同形态的嵌段聚合物的某一个嵌段上，制备催化中心非线性分布的负载型催化剂。这种非线性分布方式可以通过近年来发展迅速的高分子自组装技术进行控制，从而得到与传统方法不同的负载型催化剂。非线性分布的方式是由聚合物的形态所控制的，如纳米微球、纳米囊泡和纳米管状等。有机锡氧簇合单元在这些不同的形态中可以分布在不同的区域和位置，如内部、外层等。这种不同的分布将对催化剂的酯化催化剂的活性产生重要影响。本项目重点研究有机锡氧簇合单元在不同形态下催化酯化活性与聚合物形态和结构的关系。发展催化活性更高，重复使用度更高且回收更方便的负载型催化剂。研究不同形态下催化活性变化的规律和内在机制。本项目研究希望在这类催化中心非线性分布的负载型催化剂的合成方法，催化活性，稳定性以及形态与催化性能的内在关系等应用和理论研究均取得明显进展，推动有机合成化学与高分子化学的发展。

本项目主要开展了以金属有机锡作为功能源的高分子聚合物的合成，结构，形态和性能研究。1）通过直接聚合含金属有机锡单体，将其引入到聚合物中。即发展了以二丁基甲基丙烯酸醋酸锡酯作为一种新型含金属单体，在聚甲基丙烯酸甲酯大分子引发剂的作用下，通过RAFT聚合方式，构筑了几种不同比例的聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚二丁基甲基丙烯酸醋酸锡酯嵌段共聚物，深入研究了其形态与浓度、组成、以及外界作用下变化的规律，发现这种由锡氧配位驱动的聚合物自组装是相对稳定的。2）通过间接方式，即预先合成含有羧基功能基的嵌段共聚物，随后通过二丁基氧化锡与羧酸之间的反应将有机锡引入到聚合物中。同时研究了这种含金属有机锡的催化酯化性能。3）从催化酯化反应和当前前沿研究领域生物柴油的合成角度出发，我们还发展了一类具有一定形态的负载型酸性离子液体，并研究了其形态与催化酯化性能之间关系，发现此类酸性离子液体能够循环5次以上活性仍然保持。 4）发展了一类具有温敏性和光敏性双重功能的含有大环冠醚空腔的响应性聚合物，同时研究了其在不同温度下对离子识别的能力。通过本项目研究，很大程度上扩展了基于有机锡的高分子聚合物的种类，对其结构，形态和催化性能的了解更加深入，发现了一类具有很好应用前景的水相酯化催化剂。