[发明专利]四齿席夫碱金属配合物、金属卟啉配合物和制备聚碳酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其涉及四齿席夫碱金属配合物、金属卟啉配合物和制备聚碳酸酯的方法。

背景技术

二氧化碳是造成温室效应的主要气体，同时又是地球上最丰富的碳源之一，也是一种廉价的碳氧资源。二氧化碳作为碳氧资源在合成大宗基础化学品、燃料和高分子材料方面是一个重要的研究课题。其中，以二氧化碳与环氧化物为原料，在催化剂作用下共聚合成的脂肪族聚碳酸酯是一种全降解型高分子材料，具有良好的透明性，优良的阻隔氧气和水的性能，可以用作工程塑料、生物降解的无污染材料、一次性医药和食品包装材料、胶粘剂以及复合材料等，在食品和医用包装等领域具有广泛的应用潜力。

1969年Inoue首次实现二氧化碳和环氧丙烷共聚以来，相继出现了烷基锌/活泼氢催化体系、羧酸锌体系、双金属氰化物催化剂、稀土三元催化剂、金属卟啉催化剂、酚锌盐类催化体系和二亚胺锌类催化剂等一系列催化体系，这些催化体系的研究和开发对于合成全生物降解脂肪族聚碳酸酯具有较大的推动作用，有的体系已经用于工业化生产，但是以上体系仍然存在催化活性低，反应时间长的问题。

2003年开始出现的四齿希夫碱钴配合物(SelenCo)催化体系发展迅速，先后出现了由SalenCo配合物与季铵盐或季磷盐组成的双组份催化体系和集活性点和位阻性有机碱基团于一体的单组份双功能SalenCo催化剂，这两类催化剂活性达到10⁶克聚合物/摩尔催化剂。但是这类催化剂普遍以有毒的金属如钴、铬等为活性中心，导致催化聚合生成的聚碳酸酯中有毒金属含量超标，成为聚碳酸酯材料推广应用于食品、医用包装领域的重要障碍，因此这类具有较高活性的四齿希夫碱钴配合物催化剂一直无法应用于实际工业生产。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于合成聚碳酸酯的四尺席夫碱金属配合物催化剂或一种用于合成聚碳酸酯的金属卟啉配合物催化剂，使得在制备脂肪族聚碳酸酯过程中，催化剂具有高催化活性和产物无毒性。

本发明公开了一种结构如式(I)所示的四齿席夫碱金属配合物：

其中，D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，D₆，D₇，D₈各自独立的选自氢、卤素、取代的脂肪族基团、取代的杂脂肪族基团、取代的芳基、取代的杂芳基或式(III)结构的取代基，D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，D₆，D₇，D₈中至少一个为式(III)结构的取代基：

式(III)中Q为季铵盐、季磷盐或大位阻的有机碱基团，为连接四齿席夫碱金属配体与Q的连接基团；

环A具有式(IV)、式(V)或式(VI)结构：

其中D_1a，D_2a，D_3a，D_4a各自独立的选自氢、卤素、取代的脂肪族基团、取代的杂脂肪族基团、取代的芳基或取代的杂芳基；

式(V)中n为1～4的正整数；

Y不存在，或Y为卤基、-NO₃、CH₃COO-、CCl₃COO-、CF₃COO-、C1O₄-、BF₄-、BPh₄-、-CN、-N₃、对甲基苯甲酸根、对甲基苯磺酸根、邻硝基苯酚氧、对硝基苯酚氧、间硝基苯酚氧、2，4-二硝基苯酚氧、3-5二硝基苯酚氧、2，4，6-三硝基苯酚氧、3，5-二氯苯酚氧、3，5-二氟苯酚氧、3，5-二-三氟甲基苯酚氧或五氟酚氧负离子；

X为锌、镁、锰或铁。

优选的，所述X为锌或镁。

本发明同时公开了一种结构如式(II)所示的金属卟啉配合物：