有机胍催化法可控合成聚乳酸系环境友好材料

可控聚合反应是进行大分子结构设计及获得优异性能聚合物的重要手段.作者近年来设计合成/筛选了若干种无毒有机胍化合物作为催化剂/引发剂,实现了可控缩聚、开环聚合、解聚反应.以生物质有机胍肌酐(CR)为催化剂实现了L-/D-乳酸(LLa/DLa)的等规熔融缩聚(Iso-MP),高产率(85%)合成得到了高等规度聚L-/D-乳酸(PLLA、PDLA,Iso.>98%);以CR催化Iso-MP反应得的中分子量聚L-/D-乳酸(Mw=2.2×104,Iso.=98.2%)为原料经熔融-固相缩聚(MP-SSP)联用法合成得到高分子量、高等规度PLLA、PDLA(Mw=1.0×105,Iso.>98%),聚合物热分解温度(Td,i=324.3°C)较Sn Cl2·2H2O催化法合成聚合物高120°C;由CR催化LLa/DLa的Iso-MP及其后解聚反应合成得到了光学纯L-/D-丙交酯(LLA、DLA,e.e.100%),副产的聚合物残渣r-PLLA/r-PDLA经水解后循环用作LLA/DLA合成原料,光学纯LLA/DLA总产率达到98%.设计合成了数种位阻型有机胍羧酸盐(HBG·OAc、CRA、CRG、CRL、TBDA),表征了其分子结构,用以实现LLA的活性开环聚合.合成了单一光学构型的L-乳酸-L-丝氨酸吗啉二酮(3S,6S-BMMD),测定了其单晶分子结构并以CRA为引发剂进行了3S,6S-BMMD的活性开环聚合,聚合物经脱保护后合成得到双亲功能基化生物降解聚合物聚(L-乳酸-L-丝氨酸).采用1H-NMR、13C-NMR跟踪监测法表征了大分子物种的精细结构,推断了上述可控反应的机理.