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一種脂肪族聚碳酸酯的制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410252247.2

申請日:

2014.06.05

公開號:

CN103980475A

公開日:

2014.08.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):C08G 64/30申請公布日:20140813|||實質審查的生效IPC(主分類):C08G 64/30申請日:20140605|||公開
IPC分類號: C08G64/30 主分類號: C08G64/30
申請人: 南京工業大學
發明人: 李振江; 紀鈺峰; 金玉; 何曉將; 劉晶晶; 陳佳; 闞蘇立
地址: 211816 江蘇省南京市浦口區浦珠南路30號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410252247.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.08.17|||2014.09.10|||2014.08.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明屬于高分子合成化學領域,提供一種工藝簡單、成本低廉、催化劑可循環使用并且環境友好的方法用以制備脂肪族聚碳酸酯。本發明以脂肪族碳酸酯單體為反應原料,鄰苯二磺酰亞胺作為有機催化劑,醇為引發劑,醇、鄰苯二磺酰亞胺和碳酸酯單體的摩爾比為1∶(0.1~5)∶(20~300),在有機溶劑中20~60℃條件下聚合反應1~24小時。反應結束后獲得產物同時回收催化劑重復利用(如附圖)。本發明提供的方法克服了以往制備脂肪族聚碳酸酯過程中有機催化劑不能回收利用的缺陷。脂肪族聚碳酸酯是一類具有良好的機械性能的聚合物,可應用于食品包裝、塑料薄膜等領域;同時脂肪族聚碳酸酯又具有優良的生物相容性及生物可降解性的聚合物,可應用于藥物載體、組織工程材料、醫用縫合線、醫用螺釘等領域。

權利要求書

權利要求書
1.  一種脂肪族聚碳酸酯的制備方法,其特征在于,碳酸酯單體為反應底物,以鄰苯二磺酰亞胺為催化劑,醇為引發劑,醇、鄰苯二磺酰亞胺和碳酸酯單體的摩爾比為1∶(0.1~5)∶(20~300),在有機溶劑中20-60℃條件下聚合反應1~24小時,反應結束后,反應液旋蒸,所得粗產物溶于二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。催化劑可以回收后多次重復使用。 

2.  如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,碳酸酯單體結構通式如下: 


3.  如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,引發劑醇的結構通式如下: 
R3-OH 。

4.  如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,產物脂肪族聚碳酸酯結構通式如下: 


5.  如權利要求2、權利要求3和權利要求4所述的結構通式,其特征在于,R1為氫或烷基或鹵代、烷氧基取代、硝基取代、酰基取代的烷基,R2為氫或烷基或鹵代、烷氧基取代、硝基取代、酰基取代的烷基,R3為烷基或苯基。所述的烷基為具有1至22個碳原子的直連、支鏈或環狀鏈。 

6.  如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,使用鄰苯二磺酰亞胺為催化劑,催化劑鄰苯二磺酰亞胺多次再生后催化能力不減弱。 

7.  如權利要求1所述的脂肪族聚碳酸酯的制備方法,其特征在于,使用的有機溶劑為甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙腈、氯仿。 

說明書

說明書一種脂肪族聚碳酸酯的制備方法
技術領域
本發明屬于高分子合成技術領域,是指一種脂肪族聚碳酸酯的有機催化制備方法。
背景技術
脂肪族聚碳酸酯是一類具有良好的機械性能的聚合物,在食品包裝、塑料薄膜等領域廣泛使用。同時,脂肪族聚碳酸酯又具有優良的生物相容性及生物可降解性,脂肪族聚酯還可以通過改性獲得具有特殊功能的材料,因而在藥物載體、組織工程材料、醫用縫合線、醫用螺釘等方面得到了廣泛的的應用。因此脂肪族聚碳酸酯一直是化學工作者關注的熱點。目前,脂肪族聚碳酸酯制備過程中常采用有機催化劑催化反應(CN 102449027 A),但是依舊存在著一些缺陷,包闊所使用的催化劑價格昂貴、難以回收利用,合成出的脂肪族聚碳酸酯性質難控制等。能夠同時解決以上問題的方法幾乎沒有,而我們的方法成功實現了催化劑的高效回收利用。
發明內容
本發明目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉、催化劑可循環使用并且環境友好的方法用以制備脂肪族聚碳酸酯。
本發明提出的制備脂肪族聚碳酸酯的方法(如附圖),其特征在于:碳酸酯單體為反應底物,以鄰苯二磺酰亞胺為催化劑,醇為引發劑,醇、鄰苯二磺酰亞胺和碳酸酯單體的摩爾比為1∶(0.1~5)∶(20~300),在有機溶劑中20~60℃條件下聚合反應1~24小時,獲得產物。催化劑可以回收后多次重復使用。
在脂肪族聚碳酸酯的制備方法中,所述的碳酸酯單體的結構通式為:

所述的醇的結構通式為:
R3-OH
所述的脂肪族聚碳酸酯的結構通式為:

其中R1為氫或烷基或鹵代、烷氧基取代、硝基取代、酰基取代的烷基,R2為氫或烷基或鹵代、烷氧基取代、硝基取代、酰基取代的烷基,R3為烷基或苯基。所述的烷基為具有1至22 個碳原子的直連、支鏈或環狀鏈。
在脂肪族聚碳酸酯的制備方法中,使用鄰苯二磺酰亞胺為催化劑,催化劑鄰苯二磺酰亞胺多次再生后催化能力不減弱。
在脂肪族聚碳酸酯的制備方法中,使用的有機溶劑為甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙腈、氯仿。
在脂肪族聚碳酸酯的制備方法中,聚合物的結構通過1HNMR與13CNMR鑒定,聚合物的分子量及分散度通過GPC測定。
本工藝簡單周期短,成本低廉,可操作性強,催化劑易得且可回收重復利用,同時環境友好。并且,最終產物收率高,分子量可控且分散度較低。
附圖說明
附圖1.脂肪族聚碳酸酯的制備方法
具體實施方式
以下結合附圖,用具體實施例來說明本發明的技術方案,但本發明的保護范圍不限制于此。
實施例1
在100mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(3.06克,30毫摩爾)、甲苯30mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.219克,1毫摩爾),苯甲醇103.4微升(1毫摩爾)25℃機械攪拌20小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物2.66克,產率84%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度通過GPC測定。
實施例2
在100mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(3.06克,30毫摩爾)、甲苯30mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.219克,1毫摩爾),苯甲醇103.4微升(1毫摩爾)25℃機械攪拌20小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物2.78克,產率88%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。
實施例3
在100mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(3.06克,30毫摩爾)、二氯甲烷30mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.219克,1毫摩爾),苯甲醇103.4微升(1毫摩爾)25℃機械攪拌20小時。 反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物2.98克,產率94%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。
實施例4
在100mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(3.06克,30毫摩爾)、甲苯30mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.219克,1毫摩爾),苯甲醇103.4微升(1毫摩爾)60℃機械攪拌10小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物1.90克,產率60%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。
實施例5
在100mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(3.06克,30毫摩爾)、甲苯30mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.0219克,0.1毫摩爾),苯甲醇103.4微升(1毫摩爾)35℃機械攪拌13小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物2.69克,產率85%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。
實施例6
在100mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(3.06克,30毫摩爾)、四氫呋喃30mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.219克,1毫摩爾),苯甲醇103.4微升(1毫摩爾)25℃機械攪拌20小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物2.85克,產率90%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。
實施例7
在10mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(0.306克,3毫摩爾)、甲苯3mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.1095克,0.5毫摩爾),苯甲醇10.34微升(0.1毫摩爾)25℃機械攪拌20小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶 液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物0.295克,產率93%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。
實施例8
在10mL單口瓶中,加入三亞甲基碳酸酯(0.306克,3毫摩爾)、甲苯3mL、鄰苯二磺酰亞胺(0.0219克,0.1毫摩爾),苯甲醇10.34微升(0.1毫摩爾)25℃機械攪拌20小時。反應結束后,終止反應。反應液旋蒸,所得粗產物溶于最少量的二氯甲烷,再加入冷的甲醇溶液中,有聚合物析出。離心分離得到透明粘稠固體,轉移至真空干燥箱中干燥。聚合物0.266克,產率84%。回收催化劑,重復使用回收后的催化劑6次,產率91~96%。聚合物結構通過1H NMR與13C NMR鑒定,聚合物的分子量及分散度性質通過GPC測定。

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一種 脂肪 聚碳酸酯 制備 方法
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