在过去的几十年中,一次性石化塑料给人们生活带来了极大的便利,但是这些塑料制品一旦废弃,很难在较短时间内分解,这势必造成很严峻的环境污染。生物可降解材料,诸如:聚己内酯(PCL)、聚丙交酯(PLA)及其共聚物等因其独特的生物相容性、生物可降解性以及渗透性被广泛应用于生物材料、包装及农业生产等领域。目前,有机金属配合物催化环酯开环聚合是合成聚己内酯和聚丙交酯的主要方法。设计合成高活性、高可控性以及高立体选择性的催化剂是研究环酯开环聚合的一个重要课题。研究表明,催化剂配体结构的设计是关键,这是因为催化剂的催化活性受配体电子、位阻以及配位模式的影响。本文设计合成了一系列含喹啉基/吡啶基铝配合物,对其结构进行了充分的表征与分析,同时还将这些催化剂应用于环酯开环聚合研究,并详细讨论了催化剂结构对于催化活性的影响,深入探讨了其催化机理。本论文具体内容概括如下:第一章,主要对生物可降解材料的研究进展、环酯开环聚合的机理以及可用于进行环酯开环聚合的各类金属催化剂体系进行了简要概述。第二章,以β-喹啉基烯胺酮式配体为原料合成了铝配合物1-8,详细地讨论了它们的合成、表征及催化ε-己内酯(ε-CL)开环聚合研究。研究结果表明,配合物1-6在80oC、苄醇存在的条件下都能有效地引发ε-CL的开环聚合,其催化活性受取代基影响明显。相比于配合物1-6而言,配合物7只有一个稳定的活性中心,因此它可以在无苄醇的条件下显示出更加优异的催化活性。此外,这些配合物催化ε-CL开环聚合过程中伴随着一定程度的酯交换反应,所得聚合物分子量分布较宽。这类配合物引发的聚合反应属于动力学一级反应,符合配位插入机理。第三章,设计合成了一系列β-喹啉基烯胺铝配合物9-16,并利用核磁、X-射线单晶衍射以及元素分析等技术手段对其进行了表征。研究表明配合物9-13可以在苄醇存在的条件下催化ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,其催化活性明显受到芳香基团上取代基的影响,具体表现为当芳香基上连有吸电子基时催化活性增强。然而,配合物14-16在同样的条件下却不能催化ε-CL开环聚合,这可能是由于在芳香基邻位引入甲基或异丙基时,ε-CL无法进行配位插入。进一步研究表明,具有催化活性的配合物9-13催化ε-CL开环聚合均能够获得分子量分布低的聚合物,且聚合物的分子量与单体转化率成线性关系,这些结果都表明该类催化剂以活性聚合的方式催化ε-CL开环聚合。第四章,以不同的吡啶基配体和吡咯基席夫碱配体与烷基铝反应合成了一系列含吡啶基双金属铝配合物17-22及含双吡咯基席夫碱金属铝配合物24-28,并详细表征分析了它们的结构。这些单核及双核金属铝配合物均可以在苄醇存在条件下高效催化ε-己内酯(ε-CL)以及丙交酯(LA)开环聚合。催化结果表明,含吡啶基双核金属催化剂的中心金属铝原子相距较短时催化活性增强,且催化rac-LA开环聚合得到具有杂规立构选择性的聚合物(P_r=0.58-0.61)。含吡咯基金属催化剂的配体结构灵活性增强时催化活性提高,催化rac-LA开环聚合得到具有同规立构选择性的聚合物(P_m=0.61-0.80)。