近年来可生物降解的环保材料越来越受到广泛关注,聚乳酸(PLA)被认为是最具前景的可降解脂肪族聚酯材料,其材料性质如熔点、结晶度、可降解难易程度受到聚合物链段结构的影响,可通过化学和生物方法对聚合物进行解离,并在材料、医学等多个领域有广泛的应用价值。聚己内酯的部分材料源于石油,但由于其优异的可降解性能也成为多应用型聚合物。大量的研究表明,开环聚合是制备聚乳酸和聚己内酯最有效的方法,可以避免副产物对聚合反应的影响,其中金属配合物催化环酯单体的开环聚合是目前最普遍也是研究最深入的可降解聚合物合成方法。本论文设计合成了几种新型的有机金属催化剂,考察了其对内酯开环聚合的聚合活性和立体选择性,以及在制备高熔点立体复合物领域做出了一些新的探索:1、合成了一系列新型席夫碱Salen氯化铁(III)配合物,具有结构简单、对水与氧稳定、中心金属无毒性等优点。详细研究了此系列配合物催化丙交酯开环聚合的催化性能。通过聚合反应动力学,详细研究了配合物结构与取代基与其催化性能之间的关系。同时将此系列席夫碱铁配合物应用于外消旋丙交酯(rac-LA)的立体选择性聚合中,研究结果表明此系列配合物具有一定的全同立体选择性。在此基础上对其催化开环聚合机理进行了研究,说明其利用环氧丙烷在配合物催化下开环的反应,原位制得了具有烷氧基取代的席夫碱铁配合物,进一步催化环酯单体配位插入开环,从而得到相应的聚合物的催化机理。2、生物可降解材料在医用领域的应用对聚合物中金属残留具有非常严苛的要求,金属镁以其几乎无毒性的优点,近年来已经应用于医用金属骨钉方面。因此选择镁为金属中心合成了一系列结构简单易于合成的半β-二酮亚胺硅氮烷镁金属催化剂。这一系列配体具有类半席夫碱框架的NNO三齿配位结构,与硅氮烷镁配位后可以得到具有原位引发能力的催化剂。此系列催化剂在丙交酯与己内酯的聚合中具有适中的催化活性,采用原位红外对聚合反应的聚合过程监测对配合物聚合动力学进行研究,配体的结构以及取代基对配合物的催化活性具有非常大的影响,配体上的苯环取代可以提高催化活性,具有较长胺桥的配合物在己内酯聚合中可以提高活性,而在丙交酯聚合中反而会降低活性,由此对配合物的结构设计可以实现对丙交酯和己内酯的可控聚合提供思路。3、辛酸亚锡作为成熟的催化剂在工业生产环酯聚合物领域应用广泛,聚合活性高和相对毒性低等优势令其得到普遍认可。聚乳酸材料在生物工程材料医用材料领域地位至关重要,研究更低毒性和更高催化效率的催化剂对环酯开环聚合制备生物医用材料具有重要意义。天然氨基酸有取材简易、成本低廉、生物相容性好等优良特性而备受关注。受启发于天然氨基酸的生物来源,和锡金属的高效催化活性,将二者结合,通过中和反应制备了一系列氨基酸亚锡金属配合物作为环酯单体开环聚合的催化剂,对丙交酯、碳酸酯、己内酯都有较好的开环聚合活性,L-丙苯氨酸亚锡具有较高的聚合活性和一定的立构选择性,且制备的聚合物细胞毒性低,生物相容性好,在医用材料制备领域应用具有较好的前景。4、相较于外消旋丙交酯立体选择性聚合制备立体复合物的方法,直接用左旋与右旋聚乳酸共混法制备的立体复合物具有链段长度可控、熔点更高的优点。使用两种不同的催化体系得到光学纯左旋或右旋聚乳酸再共混的方式制备聚乳酸立体复合物。第一种采用高活性的噁唑啉环配位硅氮烷镁为催化剂在室温下短时间内催化聚合,以避免高温与长时间反应产生的副反应。所制备聚乳酸分子量分布较宽,所制备的立体复合物都具有170℃左右的聚乳酸单独结晶熔融峰以及220℃左右的立体复合物熔融峰。这一结果表明过宽的分子量分布不利于聚乳酸立体复合物的形成。另一种采用高立体选择性催化剂抑制聚合过程中的消旋化副反应,从而得到高立体规整度的聚乳酸材料,同时所得聚合物的分子量控制很好,具有非常窄的分子量分布,溶液共混法制备的立体复合物均具有较高的熔点(约250℃)。总之,高熔点的聚乳酸的立体复合物形成受所使用的光学纯的左旋和右旋聚乳酸材料的分子量分布,微观链结构的规整度,以及分子量等条件制约。