从一些廉价的可再生资源中合成可生物降解和有一定生物相容性的聚合物,在学术研究和工业领域引起人们的广泛关注。脂肪酸聚酯是一类很重要的可生物降解性高分子材料,通常由催化剂催化环酯的开环聚合合成。本论文设计合成了一系列希夫碱配体L1-L5(如下图),配体与异丙醇铝反应合成了相应的铝配合物cat.1-5,所制备的配体和铝配合物经过红外、核磁共振等手段进行表征。论文采用合成的希夫碱铝配合物cat.1-5为催化剂研究了外消旋丙交酯的开环聚合,研究了单体与催化剂配比、聚合反应温度、聚合时间等因素对外消旋丙交酯开环聚合的影响。结果表明,结构相似的cat.1和cat.3在130℃对丙交酯聚合表现出较低的催化活性,产率达80%以上需要较长时间。说明温度较低催化剂形成引发活性中心较少,聚合产率的提高需要延长聚合时间。但是在此温度下得到的聚乳酸的分子量分布窄,分子量分布在1.2-1.3。进一步提高聚合反应温度可以提高产率,可是也导致了聚合物分子量变宽。如聚合温度升高到140℃以上,产率很快可以提高到85%以上,聚合物的分子量分布变宽为1.5-1.7。理想的反应配比单体与催化剂的摩尔比为200。研究发现,cat.1和cat.3催化聚合合成的聚乳酸的DSC曲线上有熔融峰,表明这两种催化剂催化外消旋丙交酯可以实现外消旋丙交酯聚合过程的微观结构控制,得到有一定结晶度的聚乳酸。cat.2和cat.4催化外消旋丙交酯开环聚合的活性较cat.1和cat.3高。在结构上有所不同cat.2和cat.4结构上多出了位阻更大的叔丁基,但从催化聚合结果对比看出cat.2和cat.4催化活性较cat.1和cat.3高,这可能是由于在聚合过程中叔丁基的供电子效应增强了催化剂活性,cat.2和cat.4催化得到的聚乳酸的分子量分布整体比cat.1和cat.3窄,这可能是由于叔丁基在聚合过程中对一些酯交换等副反应反应有一定的抑制作用。催化剂(cat.5)在催化外消旋丙交酯过程中表现出很高的活性,在130℃或140℃聚合条件下在短短的2小时可以得到产率大于80%的聚乳酸。相对cat.1-4,cat.5配体结构上亚甲基处少了苯环或苄基刚性环取代结构而增加了叔丁基供电子效应从而显示出很高的催化活性,得到的聚乳酸的分子量分布也要窄。聚合所得的聚乳酸经DSC分析也存在熔融峰,表明此种催化剂也可以实现外消旋丙交酯聚合过程的微观结构控制获得结晶性的聚乳酸。综上所述,本论文设计合成的五个催化剂都能够催化外消旋丙交酯的开环聚合,催化剂的活性顺序为：cat.5>cat.2≈cat.4>cat.1≈cat.3。上述结果说明这种希夫碱铝催化剂可以通过配体取代基的选择对改变催化剂的催化活性以及合成聚合物微观结构。