微通道中TBD催化合成聚戊内酯文献综述
2020-05-24 12:33:31
1.1聚戊内酯介绍
δ-戊内酯又名四氢-α-吡喃酮,英文名称:delta-Valerolactone。分子式:C5H8O2,相对分子质量 100.12。δ-戊内酯的一般物理性质:沸点为 230℃(常压),熔点为-13℃,密度为1.105g/ml(20℃),折射率为 1.457(nd20),闪点为 212℃,纯品是一种无色或浅黄色液体,有芳香气味,微溶于水,也易溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮 等有机溶剂,由于在常温下容易聚合变质,所以应在 2~8℃条件下储存。
δ-戊内酯是一种非常重要的有机合成中间体,在合成纤维(聚酯)、医药和植物保护剂等方面有着广泛的用途。由于其容易发生开环聚合反应,而且反应可自发进行,生成高分子的聚酯具有可以生物降解的特性,可用于高分子的改性,尤其是应用于液晶材料和医药。由于聚戊内酯具有良好的灵活性及伸张性,而且有很好的可塑性,因此可以用于合成很多材料。
1.2开环聚合制备戊内酯的三大催化体系
1.2.1金属催化剂
金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂,如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等;分散或者负载型的金属催化剂,如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂,Ni/Al2O3加氢催化剂等。金属互化物催化剂,如LaNi5可催化合成气转化为烃,是70年代开发的一类新型催化剂,也是磁性材料、储氢材料;金属簇状物催化剂,如烯烃氢醛化制羰基化合物的多核Fe3(CO)12催化剂,至少要有两个以上的金属原子,以满足催化剂活化引发所必需。这5类金属催化剂中,前两类是主要的,后三类在20世纪70年代以来有新的发展。
几乎所有的金属催化剂都是过渡金属,这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂,要看其对反应物的相容性。发生催化反应时,催化剂与反应物要相互作用。除表面外,不深入到体内,此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂,因为H2很容易在其表面吸附,反应不进行到表层以下。但只有”贵金属”(Pd、Pt,也有Ag)可作氧化反应催化剂,因为它们在相应温度下能抗拒氧化。故对金属催化剂的深入认识,要了解其吸附性能和化学键特性。
通常情况下δ-VL开环聚合多使用基于有机铝、锌、镁、锡化合物,ⅣB族金属催化剂或稀土金属化合物的引发/催化体系[6#8212;10]。然而,由这类体系制备出的聚酯材料含有不易被清除的金属离子,这些催化剂的痕量残留和潜在毒性将限制其在生物医用材料领域中的广泛应用。
1.2.2 酶催化剂
酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化功能的一类蛋白质,也被称为生物催化剂(biologicalcatalyst)。酶具有一般催化剂的特性,即在一定条件下仅能影响化学反应速率,而不改变化学反应的平衡点,并在反应前后数量和性质不发生变化。