化学合成法制备聚3-羟基丁酸酯及其共聚物的研究

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1、中文摘要生物可降解塑料代替现有的不可降解塑料，对于保护环境，减少污染具有十分重要的意义。聚3一羟基丁酸酯(P}m)作为一种生物可降解塑料，目前主要采用生物发酵法生产，价格昂贵，限制了它的推广应用。采用化学法合成PHB均聚物及共聚物可以降低生产成本、调整聚合物的结构和改善聚合物的性能。本文对采用化学法制备PHB均聚物及共聚物进行了探索。以3一羟基丁酸乙酯，3一羟基丁酸为单体，通过缩合聚合法制备PHB均聚物。以‘H删R对原料和产物进行了表征。结果表明，原料和产物中均有巴豆酸存在，巴豆酸在缩聚反应中起到端基封锁的作用，采用这种方法不能制备高相对分子质量的P鹏。以巴豆酸为原

2、料，溴化氢加成反应制备3一溴丁酸；3一溴丁酸发生分子内反应制备§一丁内酯。利用1HNMR和FTIR表征产物结构。以四丁基醋酸铵为引发剂，13一丁内酯为单体进行阴离子开环聚合制备PHB均聚物。考察了反应时间，反应温度和聚合方法对PHB均聚物相对分子质量的影响。1HNMR、13cNMR及ESI—MS测试证明B一丁内酯开环形成PHB均聚物。13cNMR分析表明PHB均聚物分子链的构型为无规构型，引发剂四丁基醋酸铵对单体没有构型选择能力。以四丁基醋酸铵为引发剂，B一丁内酯与L一丙交酯为单体进行了阴离子开环聚合制备共聚物。1HNMR、DSC测试证明四丁基醋酸铵可以引发B一丁内

3、酯与L一丙交酯共聚，共聚反应中L一丙交酯的开环反应活性高于B一丁内酯。13cNMR分析表明，共聚物中重复单元序列分布不符合伯努利统计。关键词：聚3一羟基丁酸酯，缩合聚合，8一丁内酯，阴离子开环聚合ABSTRACTBiodegradableplasticshavegreatsignificancesinthefieldofenvironmentprotecting．Asonekindofbiodegradableplastic,poly(3-hydroxybutyrate)(PI-IB)havebeenproducedbybiologicalfermentpresen

4、tly．Butthepd∞isSOhighthatitcannotbeusedwidely．PHBsynthesizedbychemicalmethod,however,willreducethecostandimprovethepropertybyadjustingpolymer’sstructure．Thepurposeofthispaperistostudythechemicalsynthesis枷teofproducingPHB．Inthispaper,eI】坝3-hydroxybutyrateand3-hydroxybutyrieacidwerefirst

5、lyusedtosynthesizePHBbymeal够ofcondensationpolymerizationrespectively．Theproductwascharacterizedby1HNMRandtheresultsshowedthatcrotonieacidwasmixedinthereactantresultinginthelowermolecularweightofresultantPHB．SoPHBwimhi曲molecularweight锄notbesynthesizedinthisway．Inthispaper,crotonicacidwa

6、salsochosen弱rawmaterialtosynthesizePHB．CrotonieacidWasfirstlyreactedwithHBrtosynthesize3-bromobutyrieacid．ThenlB-butyrolactonewasobtainedbyring-dosingreactionof3-bromobutyricaci&1HNAⅡlandFrIRmeasurementdemonstratedtheformationof[，-butyrolactone．Basedonthese,aniomcring-openingpolymeriza

7、tionofIl-butyrolactonewasperformedusingtetrabutylammomumcarboxylates(TBAacetate)asinitiator．1heinfluencesofreactiontime，reactiontemperatureandpolymerizationmethod011molecularweightofPHBWere：studied．1HlqlVilL”CNMRandESI．MSwereutilizedtoidentifythestmctu∞ofPHBobtained．，11"analysisof13C