开环聚合单体——B-丁内酯

简述

B-丁内酯是一种化学式为C₄H₆O₂，分子量为86.089的有机化合物，表现为无色液体，其密度略比水大，为密度1.056 g/cm³，沸点是71 至 73 ℃（29 mm Hg），折射率：1.411（20℃）。作为小分子内酯，目前主要用于实验室相关研究。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，B-丁内酯在2B类致癌物清单中。

研究现状

B-丁内酯是一种常用于开环聚合的小分子内酯，通过它的开环聚合可以得到可降解高分子材料包括聚3-羟基丁酸酯(PHB)，PHB作为药物运输载体时可达到零级释放的效果。

为研究其共聚物的结构和性能，以无毒性的二丁基镁为催化剂催化B-丁内酯本体开环聚合制备得到一系列不同单体配比的共聚物。核磁共振碳谱分析了共聚物微观结构，计算了各单元平均序列长度以及共聚物组成显著影响单元序列长度，发现酯交换反应使得单元序列结构重新分布并趋向于无规分布但没有达到完全无规化分布。差示扫描量热仪和X射线衍射仪分析了共聚物的热性能和结晶性，表明共聚物热性能和结晶性依赖于共聚物组成和单元序列长度[1]。

合成

B-丁内酯的合成方法多样，一是通过(±)-环氧丙烷合成，合成原料单一，收率高于90%；二是通过异氰酸对硝基苯和(±)-环氧丙烷合成，收率相较于第一种偏低，约为45%。

近年，有研究提供了一种金鸡纳碱催化剂催化制备B-丁内酯的方法。首先，金鸡纳碱和硼烷发生硼氢化反应制备得到金鸡纳碱衍生的双官能团催化剂；催化剂催化醛和乙烯酮化合物发生[2+2]加成反应得到目标化合物。所述催化剂是既含有路易斯碱(N)活性中心，又含有路易斯酸(B)活性中心新型双官能团催化剂，将其应用于催化醛和乙烯酮[2+2]加成反应，不仅可以得到B-丁内酯，还可通过调控反应物负载基团得到一系列手性B-丁内酯衍生物。相比较之前的制备方法，该方法催化剂制备过程简短，操作方便，成本低廉，不仅提高了醛和乙烯酮[2+2]加成反应活性和收率，并且还能实现产物的优良手性控制[2]。

参考文献

[1]魏志勇,于凤云,刘炼,等.二丁基镁制备β-丁内酯与ε-己内酯共聚物的结构与性能[J].高分子材料科学与工程, 2009, 25(9):4.

[2]黄文学,张明,赵付龙,等.一种金鸡纳碱催化剂及由其制备手性β-丁内酯化合物的方法:CN202210733914.3[P].CN202210733914.3.