苯并冠醚桥联的氮杂环卡宾催化环酯开环聚合研究

【摘要】本文主要合成了一种新型的超分子卡宾催化剂，即苯并12-冠-4桥联的氮杂环卡宾(B12C4imY),在无水无氧的条件下，此催化剂协同引发剂苯甲醇(BnOH)对己内酯(ε-CL)和L-丙交酯（LLA）进行开环聚合。重点探索了不同反应条件对聚合结果的影响。用重量法研究了ε-CL和LLA开环聚合反应的动力学行为。利用核磁共振1HNMR和IR对聚合物的结构进行了表征和分析，并且推测了可能发生的聚合反应机理。将苯并12-冠-4桥联的氮杂环卡宾协同苯甲醇(B12C4imY/BnOH)用于ε-CL的开环聚合反应，通过探索反应条件如单体浓度、单体与引发剂的摩尔比、聚合温度和聚合时间以及单体与催化剂的摩尔比等对聚合反应的影响，得到聚合的最佳条件为：[ε-CL]=3.0mol/L,[ε-CL]/[C]=600(摩尔比),[ε-CL]/[I]=200(摩尔比)，温度10℃,时间15min，四氢呋喃(THF)作为溶剂。通过GPC测定得出在此条件下所得聚己内酯（PCL）分子量为3.98×104g/mol，分子量分布为1.47。用重量法研究了聚合反应的动力学和热力学行为，结果表明聚合反应速率与单体ε-CL和催化剂B12C4imY的浓度均成一级关系，并且求得此催化体系对ε-CL开环聚合的表观活化能Ea=37.8KJ/mol。通过DSC两次扫描曲线可以得出PCL的熔融温度为62.8℃。1HNRM谱图和IR谱图说明，ε-CL开环聚合是“单体活化”机理。将B12C4imY/BnOH应用于LLA的开环聚合反应，系统地研究了聚合反应的规律，得出聚合反应的最佳条件：[LLA]=1.5mol/L,[LLA]/[C]=300（摩尔比）,[LLA]/[I]=200（摩尔比）,反应温度15℃，反应时间30min，THF作为溶剂，PLLA的分子量为2.64×104g/mol，分子量分布为1.45。从1HNRM谱图分析可以得知，LLA在这种催化体系中是按“单体活化”机理进行开环聚合，动力学研究表明聚合反应速率和单体与催化剂浓度呈一级线性关系。
【作者】史丽琴；
【导师】张丽芳；
【作者基本信息】山西师范大学，化学，2014，硕士
【关键词】苯并12-冠-4桥联的氮杂环卡宾；开环聚合；聚合机理；

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