席夫碱配合物及其在生物可降解材料合成方面的应用

Schiff-base complexes have found wide application in many fields such as medication, analytic chemistry, catalysis, corrosion and photochromic reaction. Salen type Schiff-base achieved remarkable result in the preparation of stereoselective polymers. However, most successfully Schiff-bases contained single active center. So far, few multi-active center Schiff-bases were reported. A series of multiple active center Schiff-base complexes will be synthesized in this project. Keeping the original steric hindrance of the skeleton, the catalytic reactivity of the complex will enhance remarkably by the incorporation of multiple center. The structures of complex will be characterized. The selectivity and activity of these complexes will be studied in the polymerization of lactide, CO2 and epoxy propane/cyclohexene oxide. The mechanism of polymerization will be investigated. This research is helpful to further understand the relationship of complex structure and their catalytic property. And it is very important to fulfill the research for the future polymer industrialization.

席夫碱类化合物及其金属配合物在药学、分析化学、催化、腐蚀以及光致变色等领域具有非常广泛的应用。特别是Salen类型的席夫碱在催化聚合制备立体选择性高分子研究上取得了突出的成果。然而，目前成功应用的多为单活性中心席夫碱催化剂，鲜有多活性中心席夫碱催化剂的报道。虽然单活性中心席夫碱催化剂具有较高的选择性，但是催化活性都较低。本项目将设计合成系列具有多中心席夫碱金属配合物。席夫碱的结构设计中在保留席夫碱大位阻骨架的同时引入多活性中心，可以大大提高催化的活性。研究配合物的化学结构，探索丙交酯、环氧丙烷/环氧环己烷与CO2聚合反应机理。评价系列多中心配合物催化丙交酯、环氧丙烷/环氧环己烷与CO2的立体选择性开环聚合的选择性和活性。这一研究不仅可使我们更深入的了解有机金属化合物的结构与催化性能之间的关系，而且可为聚乳酸和聚碳酸酯的产业化提供重要理论指导。

以聚酯为代表的生物可降解塑料是一类重要的环境友好材料，具有替代石油基塑料的潜力。聚乳酸（PLA）和聚碳酸酯是两类代表性的生物可降解塑料，通常采用对应单体的开环（共）聚合反应制备得到。由席夫碱配体和金属中心组成的Salen型配合物在聚酯的合成反应中表现出可控的催化性能，调节配体结构和中心金属类型可以调控所得聚合物的性质。本项目设计合成了系列席夫碱金属配合物，其中设计的共轭结构的双核和三核席夫碱配合物，通过金属中心间的协同作用提高了催化活性和对链段构型的选择性，详细研究了配体结构对聚合反应的影响，并探索了聚合反应机理。此外，为了扩展生物可降解材料的结构以制备性质不同的聚合物，我们设计了多种席夫碱金属催化体系用于“一锅法”催化丙交酯、环氧化物和CO2（或酸酐）的多元共聚反应，研究发现调节催化体系可以制备得到多种不同链段结构的嵌段共聚物。我们详细研究了聚合进程、聚合机理和聚合物链段结构。这一研究不仅可使我们更深入的了解有机金属化合物的结构与催化性能之间的关系，而且可为生物可降解材料的产业化提供重要理论指导。