手性环氧化合物是通过手性拆分催化剂使外消旋环氧化合物在水的作用下发生拆分反应而制得.这一过程中,水的加入量是调节手性环氧化合物光学纯度的关键因素.手性拆分催化剂的典型结构包括甲基,异丙基或异丁基等取代基,常见的催化剂如(R)-Salen-Co(III)-OAc等.通过控制环氧化合物与催化剂的摩尔比以及水的加入速率,可以制备出ee值在60%到90%之间的手性环氧化合物.
在实际操作中,反应温度通常控制在0到50℃之间,反应时间为0.1到120小时.手性环氧化合物的制备不仅能有效提高光学纯度,还能为后续的环氧羰基化反应提供高纯度的原料.
手性β-内酯的制备是通过手性环氧化合物与一氧化碳在羰基化催化剂的催化下反应生成的.羰基化催化剂通常由阳离子路易斯酸和羰基钴阴离子组成,典型的催化剂如四苯基卟啉氯化铝与Co2(CO)8的组合.反应条件包括一氧化碳压力为1到10MPa,反应温度为0到150℃,反应时间从0.1到1000小时不等.
通过控制手性环氧化合物的ee值,可以制备出ee值在60%到90%之间的手性β-内酯.这一步骤不仅提高了产物的光学纯度,还为后续的聚合反应提供了高纯度的单体.
聚羟基脂肪酸酯(PHA)的制备是通过手性β-内酯在聚合催化剂的作用下发生开环聚合反应而制得的.聚合催化剂常用锡盐,钛盐,镁盐等,如环烷氧锡等.反应条件包括反应压力为0.1到10MPa,反应温度为25到150℃,反应时间为0.1到120小时.
通过控制手性β-内酯的ee值,可以制备出具有不同熔点和韧性的聚羟基脂肪酸酯.这种方法不仅解决PHB材料韧性差,加工窗口窄的问题,还具有步骤简单,生产成本低,无需引入第二单体等优势.