本项目属于自然科学类的应用基础研究。 聚碳酸酯是一种“绿色”高分子材料，它可以生物降解成CO2和水，对环境友好；它具有很好的生物相容性。因此聚碳酸酯在生物、医药等领域具有广泛的用途。环酯类单体的开环聚合是最有效的合成聚碳酸酯的方法之一。要实现环酯类单体的可控聚合，进而控制收到材料的结构和性质以满足不同用途的需要，催化剂的开发是核心。稀土金属催化剂具有毒性小、引发速度快、催化效率高等优点，因此引起了化学工作者的广泛关注。稀土金属具有特殊的电子结构，金属周围的配位环境是影响其催化性能的决定性因素。近年来，我们在国家自然科学基金委员会（20072027，20272040，20472063，20572077），江苏省政府有机化学国家重点学科培育点和“211”重点建设项目经费的资助下，在稀土金属催化剂的设计合成及其在可生物降解高分子材料合成中的应用开展了深入的研究，取得了系统的研究成果。 利用含N或者含O化合物容易改性的特点，我们通过分子设计主要合成了四类不同的配体：β-二亚胺、胍、脒及桥联双酚，利用合适的反应，高产率地合成了数百个新的胍基、脒基、β-二亚胺基及桥联双芳氧基稀土金属衍生物，包括均配型的稀土金属化合物和相应的稀土金属胺化物、烷基化合物、烷氧基化合物和芳氧基化合物。系统研究了这些稀土金属催化剂中辅助配体和活性基团的空间位阻和电荷效应对其催化环酯类单体开环聚合行为的影响规律。发现均配型三胍基、三脒基和三β-二亚胺基稀土金属化合物都可以高活性地引发己内酯和环碳酸酯的均聚及其共聚反应，其活性都比茂基稀土金属化合物的活性高；发现β-二亚胺基稀土金属催化剂周围的空间位阻减小，其催化活性显著提高；发现在桥联双芳氧基配体中引入具有给电子能力的杂原子可以显著提高桥联双芳氧基稀土金属配合物的催化活性，氨基桥联双芳氧基稀土金属配合物催化环酯类单体开环聚合的活性远高于碳桥联双芳氧基稀土金属化合物的。系统研究还发现活性基团的电子结构对稀土金属催化剂催化环酯类单体聚合的可控性具有决定性的影响。在辅助配体结构相同的情况下，相应的稀土金属胺化物显示更高的催化活性，而相应的稀土金属烷氧基和芳氧基配合物对聚合反应具有更好的可控性。因此，通过选择适当的辅助配体和活性基团的搭配，设计合成了多个可以催化环酯类单体可控开环聚合的高效稀土金属催化剂。发现在阴离子型芳氧基稀土金属—钠配合物中，由于稀土金属和碱金属之间的协同效应，它们作为单组分催化剂催化环酯类单体聚合的活性比相应的中性稀土金属配合物的高。在此基础上，我们开发了一种新的合成方法，可以高产率地控制合成一系列以氨基烷氧基、三氟乙氧基、叔丁氧基和异丙氧基为配体的稀土金属—碱金属多核烷氧基簇合物，发现它们对环酯类单体的聚合都显示了极高的催化活性，其活性是已报道的催化剂中活性最高的，而且可以催化不同的环酯类单体的共聚。这些催化剂具有合成简单、原料易得、产率高、催化剂的寿命长等特点，具有潜在的应用价值，目前已获得授权中国发明专利3项。发现辅助配体的结构对二价稀土金属催化剂的活性有明显的影响，氨基桥联双芳氧基二价镱配合物对己内酯聚合具有非常高的催化活性，其活性与二价芳氧基钐的接近。这一发现打破了二价镱配合物催化活性低的观念，为发展高活性的二价稀土金属催化剂开辟了新的研究领域。这些规律性的结果不仅为进一步开发新型高效稀土金属催化剂提供了依据，丰富了稀土金属有机化学的内容，而且为设计合成新型聚碳酸酯材料提供了基础和关键技术。 本成果已在SCI源期刊上发表研究论文70篇，其中在SCI影响因子大于3.0以上的国际权威刊物上发表论文23篇；获得授权中国发明专利3项，正在申请中国发明专利4项。这些论文发表以后，引起了国内外同行的广泛关注，已经被发表在包括J.Am.Chem.Soc.，Angew.Chem.Int.Ed.，Chem.Rev.，Coord.Chem.Rev.，Chem.Eur.J.，Chem.Mater.，Chem.Commun.，Macromolecules，Inorg.Chem.，Organometallics，Dalton Trans.等国际权威的化学类期刊上的论文他引500多次，其中单篇最多他引达43次。该成果的部分内容还作为国家自然科学基金重大项目成果写入《稀土金属有机化学》一书中，这对推动稀土金属有机化学的发展和稀土金属催化剂在均相催化反应中的应用，特别是在合成可生物降解高分子材料方面的应用都具有重要的意义。

本项目属于自然科学类的应用基础研究。 聚碳酸酯是一种“绿色”高分子材料，它可以生物降解成CO2和水，对环境友好；它具有很好的生物相容性。因此聚碳酸酯在生物、医药等领域具有广泛的用途。环酯类单体的开环聚合是最有效的合成聚碳酸酯的方法之一。要实现环酯类单体的可控聚合，进而控制收到材料的结构和性质以满足不同用途的需要，催化剂的开发是核心。稀土金属催化剂具有毒性小、引发速度快、催化效率高等优点，因此引起了化学工作者的广泛关注。稀土金属具有特殊的电子结构，金属周围的配位环境是影响其催化性能的决定性因素。近年来，我们在国家自然科学基金委员会（20072027，20272040，20472063，20572077），江苏省政府有机化学国家重点学科培育点和“211”重点建设项目经费的资助下，在稀土金属催化剂的设计合成及其在可生物降解高分子材料合成中的应用开展了深入的研究，取得了系统的研究成果。 利用含N或者含O化合物容易改性的特点，我们通过分子设计主要合成了四类不同的配体：β-二亚胺、胍、脒及桥联双酚，利用合适的反应，高产率地合成了数百个新的胍基、脒基、β-二亚胺基及桥联双芳氧基稀土金属衍生物，包括均配型的稀土金属化合物和相应的稀土金属胺化物、烷基化合物、烷氧基化合物和芳氧基化合物。系统研究了这些稀土金属催化剂中辅助配体和活性基团的空间位阻和电荷效应对其催化环酯类单体开环聚合行为的影响规律。发现均配型三胍基、三脒基和三β-二亚胺基稀土金属化合物都可以高活性地引发己内酯和环碳酸酯的均聚及其共聚反应，其活性都比茂基稀土金属化合物的活性高；发现β-二亚胺基稀土金属催化剂周围的空间位阻减小，其催化活性显著提高；发现在桥联双芳氧基配体中引入具有给电子能力的杂原子可以显著提高桥联双芳氧基稀土金属配合物的催化活性，氨基桥联双芳氧基稀土金属配合物催化环酯类单体开环聚合的活性远高于碳桥联双芳氧基稀土金属化合物的。系统研究还发现活性基团的电子结构对稀土金属催化剂催化环酯类单体聚合的可控性具有决定性的影响。在辅助配体结构相同的情况下，相应的稀土金属胺化物显示更高的催化活性，而相应的稀土金属烷氧基和芳氧基配合物对聚合反应具有更好的可控性。因此，通过选择适当的辅助配体和活性基团的搭配，设计合成了多个可以催化环酯类单体可控开环聚合的高效稀土金属催化剂。发现在阴离子型芳氧基稀土金属—钠配合物中，由于稀土金属和碱金属之间的协同效应，它们作为单组分催化剂催化环酯类单体聚合的活性比相应的中性稀土金属配合物的高。在此基础上，我们开发了一种新的合成方法，可以高产率地控制合成一系列以氨基烷氧基、三氟乙氧基、叔丁氧基和异丙氧基为配体的稀土金属—碱金属多核烷氧基簇合物，发现它们对环酯类单体的聚合都显示了极高的催化活性，其活性是已报道的催化剂中活性最高的，而且可以催化不同的环酯类单体的共聚。这些催化剂具有合成简单、原料易得、产率高、催化剂的寿命长等特点，具有潜在的应用价值，目前已获得授权中国发明专利3项。发现辅助配体的结构对二价稀土金属催化剂的活性有明显的影响，氨基桥联双芳氧基二价镱配合物对己内酯聚合具有非常高的催化活性，其活性与二价芳氧基钐的接近。这一发现打破了二价镱配合物催化活性低的观念，为发展高活性的二价稀土金属催化剂开辟了新的研究领域。这些规律性的结果不仅为进一步开发新型高效稀土金属催化剂提供了依据，丰富了稀土金属有机化学的内容，而且为设计合成新型聚碳酸酯材料提供了基础和关键技术。 本成果已在SCI源期刊上发表研究论文70篇，其中在SCI影响因子大于3.0以上的国际权威刊物上发表论文23篇；获得授权中国发明专利3项，正在申请中国发明专利4项。这些论文发表以后，引起了国内外同行的广泛关注，已经被发表在包括J.Am.Chem.Soc.，Angew.Chem.Int.Ed.，Chem.Rev.，Coord.Chem.Rev.，Chem.Eur.J.，Chem.Mater.，Chem.Commun.，Macromolecules，Inorg.Chem.，Organometallics，Dalton Trans.等国际权威的化学类期刊上的论文他引500多次，其中单篇最多他引达43次。该成果的部分内容还作为国家自然科学基金重大项目成果写入《稀土金属有机化学》一书中，这对推动稀土金属有机化学的发展和稀土金属催化剂在均相催化反应中的应用，特别是在合成可生物降解高分子材料方面的应用都具有重要的意义。