[发明专利]脂族聚碳酸酯淬灭方法

说明书

本申请案主张2008年9月30日申请的美国临时专利申请案第61/101,173号和2008年9月17日申请的美国临时专利申请案第61/097,725号的优先权。各优先权申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

背景技术

脂族聚碳酸酯(APC)是生物相容且生物可降解的材料，具有众多用途，从高性能应用于材料科学中到用作生物可降解的消费包装。两个碳原子将碳酸酯部分隔开的APC通常通过共聚合脂族氧化物与CO₂来制备。所述聚合反应通常通过使用催化剂来引发，且因此需要淬灭步骤来终止所得共聚合。因此，需要制备APC的改进方法和淬灭形成所述APC的共聚合反应的改进方法。

发明内容

催化性过渡金属-配体络合物(例如钴salen络合物)可用于催化脂族聚碳酸酯(APC)聚合反应。先前所述聚合反应通常通过添加羧酸(诸如乙酸)或用无机酸(诸如HCl)来淬灭。在许多这样的情况下，需要大量摩尔过量的这些试剂来提供稳定的聚合物产物。如果淬灭中不使用大量过量的酸，那么粗反应混合物在静置后或在后续聚合物分离步骤期间加热后可能不稳定且显示分解或分子量降解。另一方面，大量酸的存在还可导致后续分离和纯化步骤不想要的结果。因此，在某些情形下，可能希望使用不需要相对于聚合中所使用的催化剂摩尔过量或大量摩尔过量的淬灭剂(quenching agent)。

一般来说，脂族聚碳酸酯聚合反应涉及三个阶段：引发阶段、聚合阶段和淬灭阶段。在本文中，我们描述适用于淬灭阶段的试剂，其不需要淬灭剂相对于反应中所用的催化剂大量摩尔过量。具体来说，本发明涵盖包括以下步骤的方法：通过在存在催化性过渡金属-配体络合物的情况下组合环氧化物与二氧化碳引发聚碳酸酯聚合反应，使共聚合继续进行直到获得想要的聚合物分子量，然后通过使反应混合物与含非亲核阴离子的酸接触淬灭所述聚合反应。在某些实施例中，这一过程产生稳定性和可加工性改进的粗聚合物溶液，且因此在大规模APC生产中具有较高效用。

另一方面，本发明提供一种方法，其包含通过在存在催化性过渡金属-配体络合物的情况下组合环氧化物与二氧化碳引发脂族聚碳酸酯聚合反应，使共聚合继续进行直到获得想要的聚合物分子量，然后通过使反应混合物与酸接触淬灭聚合反应，其中所述催化性过渡金属-配体络合物包含为聚合引发剂的第一配体和至少一个不为聚合引发剂的其它配体，且其中所述酸含有不为聚合引发剂的阴离子。

另一方面，本发明提供一种方法，其包含通过在存在催化性过渡金属-配体络合物的情况下组合环氧化物与二氧化碳引发脂族聚碳酸酯聚合反应，其中所述催化性过渡金属-配体络合物包含为聚合引发剂的第一配体和至少一个不为聚合引发剂的其它配体，使共聚合继续进行直到获得想要的聚合物分子量，然后通过使反应混合物与酸及不为聚合引发剂的淬灭配体的组合接触淬灭聚合反应，其中所述淬灭配体对过渡金属-配体络合物的过渡金属的亲和力比聚碳酸酯链和酸的阴离子高。

虽然本案的各个方面通过使用钴salen催化剂来举例说明，但本发明的一个目标是将合成程序和相关方法学扩展到利用周期表不同族的其它过渡金属络合物的催化性系统。举例来说，过渡金属可选自不同过渡金属族，例如第6族、第7族、第9族、第12族等。例示性过渡金属可包括铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mo)、镉(Cd)或其它过渡金属催化剂。如本文所述的各种其它金属中心络合物将为熟知本案的技术人员所知。虽然所述系统可能在任一合成路径方面不显示最佳结果，但其可能是达成想要的催化活性的常规实验的重要因素。因此，如下文附图、实例和说明书中更详细地描述，本案的相关目标包括各种过渡金属-配体络合物，其选择可按具体最终应用所想要来决定。

虽然本案的各个方面通过使用磺酸来举例说明，但本发明的一个目标是将合成程序和相关方法学扩展到利用各种非亲核酸的淬灭催化性系统。如本文所述的各种其它非亲核酸将为熟知本案的技术人员所知。虽然所述系统可能在任一合成路径方面不显示最佳结果，但其可能是达成想要的淬灭活性的常规实验的重要因素。因此，如下文附图、实例和说明书中更详细地描述，本案的相关目标包括各种非亲核酸，其选择可按具体最终应用所想要来决定。

本申请案参考各种颁布的专利、公开的专利申请案、杂志文章和其它公开案，其全部以引用的方式并入本文中。

本文阐述本案的一个或一个以上实施例的详情。由说明书、图式、实例和权利要求书，本案的其它特征、目标和优点将显而易见。

定义