[发明专利]锌配合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锌配合物，其包含氢化喹啉单元和仲胺基，锌配合物中，锌与其中的氮原子形成配位。该配合物具有良好的空气稳定性和湿气稳定性，活性高，能够快速催化批量环酯开环聚合，催化剂储存使用方便，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，特别涉及一种具有N^N配位的锌配合物及其制备方法，并采用该配合物催化环酯开环。

背景技术

近年来，研究者发现生物可降解聚酯可以达到与石油为原料生产的聚合物相似机械性能，并且生物可降解聚酯具有良好的生物相容性，在特定的条件下可以完全转化为水和二氧化碳，可以作为石油产品强有力的替代品。目前，生物可降解聚酯已经应用于生物工程、医疗药物、食品包装、建筑材料，农业用具及日常生活也均有涉及。但是，其还存在着生产成本高，催化剂的使用量大，产品质量参差不齐等诸多问题。

生物可降解聚酯的主要生产途径是利用催化剂催化环酯开环聚合得到。其中，金属配合物在环酯开环方面具有优异的催化性能，并且聚合操作过程简单，因而被广泛的研究。根据催化剂中所含金属的不同，可以将已有的催化剂分为：锌配合物体系、铁配合物体系、铝配合物体系、镁配合物体系、铟配合物体系、碱金属配合物系、稀土金属配合物体系等。但大部分环酯聚合的催化体系都对空气和水极为敏感，其储存和使用的条件苛刻，工业化困难。人们对开发出活性高，并具有空气稳定性的催化剂有了更高的要求。

锌元素是人体中不可缺少的元素之一，且具有生物相容性和安全性，价格低廉，并且锌金属化合物在催化环酯开环聚合的过程中具有较好的催化活性和一定的立构选择性。目前，关于锌金属化合物的报道有很多，根据配体结构的不同主要分为以下几类：N,N配位的锌化合物(Polyhedron.,2012,682–687；J.Coord.Chem.，2017,3837-3858)，N,N,N配位的锌化合物(J.Organomet Chem.,2010,1155–1162；Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,8680-8685)，含N,O配位的化合物(Dalton Trans.,2010,39,7897–7910；Eur.Polym.J.,2020,122,109302)等。同时，还有少量的含磷的锌配合物也被报道(Dalton Trans.,2010,39,8748–8758；Chem.Eur.J.2012,18,2349–2360；Dalton Trans.,2015,44,12376–12387)，这些含磷原子的催化剂普遍存在活性低等不足。

目前开发出来的催化剂能在短时间内高效催化环酯开环聚合的报道非常罕见，并且这些化合物都是对空气和潮湿环境非常敏感。因此，需要进一步开发出活性高、稳定性好的锌催化剂，可在批量生产条件下，得到性能优异的聚合产品。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种锌配合物，该配合物的配体包括氢化喹啉单元和仲胺基，其具有良好的空气稳定性和湿气稳定性，能够快速催化批量己内酯等环酯开环聚合，工艺过程简单，催化剂储存运输方便，催化效率高，具有很好的工业应用前景，从而完成本发明。

本发明第一方面的目的在于提供了一种锌配合物，所述锌配合物包含氢化喹啉单元和仲胺基，优选地，还包括芳香膦单元。锌配合物中，锌与氢化喹啉单元和仲胺基中的氮原子形成配位。

优选地，所述锌配合物包含式(1)所述结构：

其中，R选自氢、烷基、卤代基或芳香基，优选选自氢、C₁-C₅的烷基、氟取代基、氯取代基、溴取代基、苯基、烷基苯基、烷氧基苯基，更优选为氢、甲基、异丙基、氯取代基或苯基；

m为锌结合的配体数，为1或2，优选为1；

式(1)与阴离子结合得到电中性锌配合物，阴离子为任意可结合的阴离子，如氯离子、溴离子、硝酸根离子、醋酸根离子等。

更优选地，所述锌配合物为：