B-丁内酯的制备方法与开环聚合反应

B-丁内酯，英文名为β-Butyrolactone，是一种内酯类化合物，常温常压下为无色透明液体，具有较低的沸点和较差的化学稳定性，它在水中的溶解性较差但是可溶于常见的有机溶剂。B-丁内酯在化学工业中可通过酯基单元的开环反应，应用于可降解高分子材料的结构改性研究与合成。

合成方法

图1 B-丁内酯的合成方法

在高压反应釜中用甲醇（80 mL）溶解3-羟基吡啶（0.4 g），然后往上述反应混合物中充入一氧化碳，采用在线ATR-IR光谱法采集液相背景，在15-20分钟内稳定记录基线后向上述反应混合物中加入Ph3SiCo(CO)4（1.8 g）和磁性搅拌棒。将所得的反应混合物在室温下搅拌反应大约15-20分钟。然后往上述反应混合物中加入（10ml）环氧丙烷，所得的反应混合物在室温下继续搅拌反应大约15-20分钟。然后用一氧化碳（50bar）加压反应混合物，并将其在60度下反应1小时，反应结束后将反应混合物缓慢地释放压力，所得的反应粗体系即为目标产物分子B-丁内酯，无需进一步的纯化处理。[1]

开环聚合反应

B-丁内酯的化学反应主要集中于其结构中的酯基单元，该酯基单元容易在酸或者碱性条件下发生开环官能团化反应，可用于1,3-双取代的丁烷类功能有机分子的合成。

图2 B-丁内酯的开环聚合反应

在一个干燥的反应烧瓶中将B (C6F5) （52 mg, 0.10 mmol）加入到一个配有磁力搅拌器的火焰干燥和氮气净化的施伦克烧瓶中，然后向烧瓶中注入二氯甲烷（2.0 mL）以溶解催化剂，在溶液中加入B-丁内酯 (0.8 mL, 10 mmol)，所得的反应混合物在25度下开始聚合反应，观察反应进度发现几小时后反应混合物变粘，然后将其在真空中进行浓缩以除去溶剂，所得的剩余物通过硅胶柱层析法进行分离纯化即可得到纯的聚合物分子。[2]

参考文献

[1] Touchy, Abeda Sultana; et al, RSC Advances,2015,5,29072-29075.

[2] Xiao, Meina; et al, Macromolecular Chemistry and Physics,2018,18,219.