具有碳酸五氟苯基酯侧基的环状羰基化合物、其制备和由其衍生的聚合物

摘要

公开了一种制备含有活性碳酸五氟苯基酯侧基的环状羰基化合物的单釜方法。环状羰基化合物可通过开环方法聚合形成含有重复单元的ROP聚合物，该重复单元包含碳酸五氟苯基酯侧链基团。可在开环聚合之前或之后使用合适亲核化合物使该碳酸五氟苯基酯侧基选择地转化成各种其他官能团。

权利要求

1.一种组合物，包含：

通式(2)的第一环状羰基化合物：

其中

Y各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-或-N(Q")-；其中Q"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q"基团；

n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，标示4和6的碳通过单键连接在一起；

Q'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含

1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q'基团，以及其中Q'和/或Q"基团的一个或多个包含碳酸五氟苯基酯基团。

2.根据权利要求1的组合物，其中所述第一环状羰基化合物具有通式(4)：其中

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，以及m+n为小于或等于11的整数，Y'各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-和-N(V")-，其中V"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的芳基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V"基团，V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含

1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

3.根据权利要求1的组合物，其中V'基团不含碳酸五氟苯基酯基团，且V"基团不含碳酸五氟苯基酯基团。

4.根据权利要求1的组合物，其中所述环状羰基化合物为通式(5)的第一环状碳酸酯化合物：其中

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，以及m+n小于或等于

11，

1

R 为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，

V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含

6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

5.根据权利要求4的组合物，其中所述环状碳酸酯化合物包含单个碳酸五氟苯基酯基团。

6.根据权利要求4的组合物，其中V'各自为氢。

1

7.根据权利要求4的组合物，其中m和n等于1，且R 为包含1-10个碳的一价烃基。

1

8.根据权利要求4的组合物，其中R 选自甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、2-丁基、仲丁基(2-甲基丙基)、叔丁基(1,1-二甲基乙基)、正戊基、2-戊基、3-戊基、异戊基和新戊基。

9.根据权利要求4的组合物，其中所述第一环状碳酸酯化合物选自：

10.一种制备第一环状羰基化合物的方法，该第一环状羰基化合物包含i)碳酸五氟苯基酯侧基和ii)选自环状碳酸酯、环状脲、环状氨基甲酸酯、环状硫代氨基甲酸酯、环状硫代碳酸酯和环状二硫代碳酸酯的环状羰基结构部分，该方法包括：形成第一混合物，该第一混合物包含碳酸二(五氟苯基)酯、催化剂、任选的溶剂、和前体化合物；所述前体化合物包含i)两个或更多个碳，ii)第一羟基，其能够在与碳酸二(五氟苯基)酯的反应中形成碳酸五氟苯基酯，以及iii)两个亲核基团，其独立地选自醇、胺，以及硫醇；所述两个亲核基团能够在与碳酸二(五氟苯基)酯的反应中形成环状羰基；

搅拌所述第一混合物，由此形成第一环状羰基化合物，其中该第一环状羰基化合物具有通式(2)：其中

Y各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-或-N(Q")-；其中Q"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)取代的前述Q"基团，n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，标示4和6的碳通过单键连接在一起；

Q'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含

1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q'基团，以及其中Q'和/或Q"基团中的一个或多个包含碳酸五氟苯基酯基团。

11.根据权利要求10的方法，其中所述前体化合物包含三个或更多个碳。

12.根据权利要求10的方法，其中所述前体化合物具有通式(1)：其中

X基团一起为形成环状羰基的亲核基团，

X各自独立代表选自如下的一价基团：-OH、-SH、-NH2和-NHR"，其中R"基团各自独立代表选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述R"基团，n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，连接于各X基团的标示1和3的碳通过单键连接在一起，R'基团各自独立地代表选自如下的一价基团：氢、形成碳酸五氟苯基酯的羟基、卤素、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含

1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述R'基团，以及前述R'和/或R"基团中的至少一个包含形成碳酸五氟苯基酯的羟基。

13.根据权利要求10的方法，其中所述前体化合物具有通式(3)：其中

X'基团一起为形成环状羰基的亲核基团，

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n为小于或等于

11的整数，

X'各自为独立地选自如下的一价基团：-OH、-SH、-NH2和-NHT"，其中T"各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述T"基团，T'各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、形成碳酸五氟苯基酯的羟基、包含

1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述T'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

14.根据权利要求10的方法，其中所述第一环状羰基化合物具有通式(4)：其中

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，以及m+n为小于或等于11的整数，Y'各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-和-N(V")-，其中V"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的芳基，和被碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)取代的前述V"基团，V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含

1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

15.根据权利要求14的方法，其中Y'各自为-O-，而标示5的位置上的V'为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基。

16.根据权利要求10的方法，其中所述第一环状羰基化合物为通式(5)的环状碳酸酯化合物：其中

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n小于或等于

11，

1

R 为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，

V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含

6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

17.根据权利要求10的方法，其中所述第一环状羰基化合物为通式(6)的环状碳酸酯化合物：其中

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n小于或等于

11，

1

R 为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

18.根据权利要求10的方法，其中所述前体化合物为选自如下的三醇：1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,2,3-丙三醇、2-羟甲基-1,3-丙二醇、2-(羟甲基)-2-甲基-1,3-丙二醇、丁烷-1,2,3-三醇、丁烷-1,2,4-三醇、1,1,1-三羟甲基丁烷；1,1,1-三羟甲基戊烷；1,2,5-戊三醇、1,1,1-三羟甲基己烷、1,2,3-己三醇、1,2,6-己三醇、环己烷-1,2,3-三醇、环己烷-1,2,4-三醇、环己烷-1,3,5-三醇、2,5-二甲基-1,2,6-己三醇、

1,1,1-三羟甲基庚烷、1,2,3-庚三醇、4,5-双脱氧-d-赤-pent-4-enitol、3,5,5-三甲基-2,2-二羟甲基己烷-1-醇及其组合。

19.根据权利要求10的方法，其中所述催化剂为氟化铯。

20.根据权利要求10的方法，其中所述第一环状羰基化合物选自：

21.根据权利要求10的方法，包括：

搅拌第一混合物，该第一混合物包含i)前体化合物，其含两个或更多个碳，以及三个或更多个羟基；ii)碳酸二(五氟苯基)酯，以及iii)催化剂，由此形成含碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状碳酸酯化合物。

22.一种制备第二环状羰基化合物的方法，其中该第二环状羰基化合物包含通过碳酸五氟苯基酯侧基与亲核化合物反应所形成的第二官能团，所述第二官能团选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯，该方法包括：根据权利要求10-21中任一项的方法制备第一环状羰基化合物；

形成包含如下组分的混合物：i)第一环状羰基化合物；ii)亲核化合物，其选自醇、胺以及硫醇；iii)任选的催化剂，和iv)任选的溶剂；

搅拌该混合物，由此形成第二环状羰基化合物，以及五氟苯酚副产物。

23.一种制备聚合物的方法，包括：

根据权利要求10-21中任一项的方法制备第一环状羰基化合物，

搅拌第一混合物，该第一混合物包含催化剂、引发剂、任选的加速剂、任选的溶剂、以及含碳酸五氟苯基酯基团的第一环状羰基化合物，由此通过第一环状羰基化合物的开环聚合形成第一ROP聚合物，所述第一ROP聚合物包含由引发剂衍生的链段和第一聚合物链；其中i)所述链段包含第一主链杂原子，所述第一主链杂原子连接于第一聚合物链的第一末端单元，所述第一主链杂原子选自氧、氮和硫；ii)所述第一聚合物链包含第二末端单元，所述第二末端单元包含选自如下的亲核基团：羟基、伯胺基团、仲胺基团和硫醇基团；以及iii)所述第一聚合物链包含第一重复单元，所述第一重复单元包含a)主链官能团，其选自碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯；以及b)四面体主链碳，所述四面体主链碳连接于含碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链。

24.根据权利要求23的方法，其中所述第一混合物还包含环状羰基共聚单体。

25.根据权利要求23的方法，其中所述第一ROP聚合物为包含第二重复单元的共聚物，其中所述第二重复单元包含选自酯、碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的第二主链官能团。

26.根据权利要求23的方法，其中所述催化剂为有机催化剂。

27.根据权利要求26的方法，其中选自铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第3-12族的金属的每一单独金属在ROP聚合物中的浓度为

0-100ppm。

28.根据权利要求23的方法，其进一步包括：

搅拌包含如下组分的第二混合物：第一ROP聚合物；亲核化合物，其选自醇、胺以及硫醇；任选的催化剂，和任选的加速剂，由此形成官能化第二聚合物和五氟苯酚副产物，其中所述官能化第二聚合物包含通过侧链的碳酸五氟苯基酯基团与亲核化合物反应所形成的第二官能团，所述第二官能团选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯。

29.一种制备ROP聚合物的方法，其包括：

根据权利要求22的方法制备第二环状羰基化合物；

搅拌包含如下组分的第三混合物：第二环状羰基化合物，催化剂，加速剂，引发剂和任选的溶剂，由此通过第二环状羰基化合物的开环聚合形成聚合物，所述聚合物包含含有选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的侧链官能团的重复单元，且所述聚合物包含选自聚碳酸酯、聚脲、聚氨基甲酸酯、聚硫代氨基甲酸酯、聚硫代碳酸酯和聚二硫代碳酸酯的主链区段。

30.根据权利要求29的方法，其中所述催化剂为有机催化剂。

31.根据权利要求29的方法，其中选自铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第3-12族的金属的每一单独金属在聚合物中的浓度为

0-100ppm。

32.一种生物可降解聚合物，包含：

链段；和

第一聚合物链；

其中i)所述链段包含第一主链杂原子，所述第一主链杂原子连接于第一聚合物链的第一末端单元，所述第一主链杂原子选自氧、氮和硫；ii)所述第一聚合物链包含第二末端单元，所述第二末端单元包含选自羟基、伯胺基团、仲胺基团和硫醇基团的亲核基团；以及iii)所述第一聚合物链包含第一重复单元，所述第一重复单元包含a)主链官能团，其选自碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯；以及b)四面体主链碳，所述四面体主链碳与含碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链相连，其中所述第一重复单元具有如下结构：

其中

Y各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-或-N(Q")-；其中Q"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q"基团，n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，标示4和6的碳通过单键连接在一起；

Q'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含

1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q'基团，以及其中Q'和/或Q"基团中的一个或多个包含碳酸五氟苯基酯基团。

33.根据权利要求32的生物可降解聚合物，其中所述第一重复单元具有如下结构：其中

m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n为小于或等于

11的整数，

Y'各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-和-N(V")-，其中V"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的芳基，和被碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)取代的前述V"基团，V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含

1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

34.根据权利要求32的生物可降解聚合物，其中所述第一重复单元的四面体主链碳与包含1-30个碳的第二侧链相连。

35.根据权利要求32的生物可降解聚合物，其中所述第一重复单元包含碳酸酯主链官能团。

36.根据权利要求32的生物可降解聚合物，其中所述第一聚合物为包含第二重复单元的共聚物，所述第二重复单元包含选自酯、碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的第二主链官能团。

37.根据权利要求32的生物可降解聚合物，其中选自铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第3-12族的金属的每一单独金属在所述生物可降解聚合物中的浓度为0-100ppm。

38.根据权利要求32的生物可降解聚合物，其中所述聚合物在180天内经历60％生物降解，依照ASTM D6400。

说明书

具有碳酸五氟苯基酯侧基的环状羰基化合物、其制备和由

其衍生的聚合物

技术领域

[0001] 本公开内容一般性涉及开环聚合用环状羰基化合物及其制备方法。此外，本公开内容还涉及由其制备聚合物；可使该聚合物进一步反应而形成官能化的聚合物材料。

[0002] 发明背景

[0003] 一般说来，开环聚合(ROP)用环状羰基化合物的结构种类明显少于可用于受控自由基聚合(CRP)的化合物数。然而，随着有机催化剂的效能和操作便捷性的改善，寻求更广泛的ROP化合物种类以产生ROP方法特有的聚合物微结构。

[0004] 将被取代内酯作为ROP用单体的初期努力受阻于有机催化剂对于取代基(尤其是位于α位的那些)的空间位阻效应(steric bulk)的敏感性。由于环状酯的α位是唯
一能进行通常取代反应的位置，该方法提供有限数目的有用化合物。发现碳酸三亚甲基酯
(TMC)可有效率地通过有机催化剂如硫脲/1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(TU/
DBU)或1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)进行聚合是令人鼓舞的，其理由有二：
第一，类似TMC的化合物可由易于取得的1,3-二醇衍生；第二，可选择1,3-二醇从而仅在
2位带有取代基，其在环状碳酸酯中变为5位，其中该取代基对开环聚合不空间干扰。

[0005] 过去许多环状碳酸酯化合物通过更常规的阴离子或有机金属ROP方法产生和聚合。1,3-二醇中体积过大的取代基(如2,2-二苯基)可在热力学上不利于相应环状碳酸
酯的开环。因此，研究聚焦于由2,2-二(羟甲基)丙酸(bisMPA)衍生的化合物，一种生物
相容性树枝状聚合物的常用结构单元。例如，已由bisMPA产生具有很多连接于羧酸酯上的
不同官能团的环状碳酸酯化合物(Pratt 等.Chem Comm.2008，114-116)，方案1。

[0006] 方案1

[0007]

[0008] 其中X是O、NH、NR'或S；R'和R一般代表包含1-30个碳的基团。-COXR基团可例如代表衍生自bisMPA羧酸的酯、酰胺或硫酯。

[0009] 与用于CRP的(甲基)丙烯酸相似，环状碳酸酯酸(carbonate acid)化合物—MTCOH

[0010]

[0011] 在制备用于ROP的官能化的碳酸酯化合物方面提供宽广的多样性。例如，醇或胺与(甲基)丙烯酸(或(甲基)丙烯酰氯)的反应提供用于CRP的(甲基)丙烯酸酯或
(甲基)丙烯酰胺化合物。同样地，任意的醇或胺与MTCOH(或其酰氯)的反应可产生用于
ROP的环状碳酸酯酯或环状碳酸酯酰胺化合物。

[0012] 然而，在文献中仅报导了少数带有碳酸酯或氨基甲酸酯侧基的环状酯化合物。例如，带有氯甲酸酯侧基的环状碳酸酯MTCOCOCl可由三(羟甲基)乙烷(TME)合成(方案2)

[0013] 方案2

[0014]

[0015] 酰氯的进一步取代可产生官能化的碳酸酯化合物；然而，氯甲酸酯中间体遭受酰氯的已知限制(对水的敏感性、释放腐蚀性的氯化氢气体、对于运送和保存的困难)。此外，此合成路径劳力和资源密集，使用显著量的溶剂和试剂，并非环境上“绿色”的。

[0016] 因此，仍需要合成含碳酸酯或氨基甲酸酯侧基的环状酯化合物的改善方法。

[0017] 令人感兴趣地，生物可降解聚合物用于各种应用，包括药物运输/靶向疗法(target therapeutics)、显影试剂和组织工程。两种最常合成生物可降解聚合物的方法为环状酯(如内酯)和环状碳酸酯的开环聚合(ROP)，分别产生聚酯和聚碳酸酯，示于方案3。

[0018] 方案3

[0019] 环状酯

[0020]

[0021] 环状碳酸酯

[0022]

[0023] 其中R1和R2一般性代表氢或短链一价烃取代基，和n为1-5。作为生物可降解聚合物的种类，通常发现相对于聚酯，聚碳酸酯显示明显增加的在人体中的生物降解速度。

[0024] 基于MTCOH的聚合物已被广泛地报导具有各种侧链基团。在这些聚合物中，侧链基团可能在聚合前经由官能化单体的合成而并入。或者，可以聚合基于MTC-OH的经保护变
体(最常见为所示的苄基酯)的环状碳酸酯单体，并在稍后将所需取代基经由聚合后改性
(如方案4所示)加入聚合物中。此聚合后改性方法通常包括除去保护基，然后经由形成酯
连接基团、酰胺连接基团等将新取代基连接至羧酸基团。

[0025] 方案4

[0026]

[0027] 然而，由于已知技术的限制，带有经由侧链碳酸酯、氨基甲酸酯或其他该类连接基团连接的取代基的聚合物鲜为人知。需要制备带有官能化侧链基团的ROP聚合物，特别是带有反应性碳酸酯侧链基团的聚碳酸酯的更通用快捷方法。该反应性侧链基团应能实现
ROP聚合物的直接官能化。

[0028] 发明概述

[0029] 因此，公开了一种组合物，该组合物包含：

[0030] 通式(2)的第一环状羰基化合物

[0031]

[0032] 其中

[0033] Y各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-或-N(Q")-；其中Q"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被碳
酸五氟苯基酯基团取代的前述Q"基团；n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，标示4
和6的碳通过单键连接在一起；

[0034] Q'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包
含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30
个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳
的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q'基团，和其中Q'和/或Q"基团中的一
个或多个包含碳酸五氟苯基酯基团。

[0035] 还公开了一种组合物，该组合物包含：

[0036] 通式(5)的第一环状碳酸酯化合物：

[0037]

[0038] 其中

[0039] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n小于或等于11，

[0040] R1为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，

[0041] V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含
6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫
酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基
团、包含1-30个碳的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及

[0042] L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个
碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基
甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

[0043] 公开了一种方法，该方法包括：

[0044] 形成第一混合物，其包含碳酸二(五氟苯基)酯、催化剂、任选的溶剂、和前体化合物；该前体化合物包含i)两个或更多个碳，优选三个或更多个碳，ii)第一羟基，其能够在与碳酸二(五氟苯基)酯的反应中形成碳酸五氟苯基酯，以及iii)两个独立地选自醇、胺和硫醇的亲核基团，该两个亲核基团能够在与碳酸二(五氟苯基)酯的反应中形成环状羰
基；

[0045] 搅拌该第一混合物，由此形成第一环状羰基化合物，其包含i)碳酸五氟苯基酯侧基和ii)环状羰基结构部分，其选自环状碳酸酯、环状脲、环状氨基甲酸酯、环状硫代氨基甲酸酯、环状硫代碳酸酯和环状二硫代碳酸酯。

[0046] 另一方法，包括：

[0047] 搅拌第一混合物，其包含i)含有两个或更多个碳和三个或更多个羟基的前体化合物；ii)碳酸二(五氟苯基)酯，以及iii)催化剂，由此形成包含碳酸五氟苯基酯侧基的
第一环状碳酸酯化合物。

[0048] 又一方法，包括：

[0049] 形成包含如下组分的混合物：i)第一环状羰基化合物，其包含选自环状碳酸酯、环状脲、环状氨基甲酸酯、环状硫代氨基甲酸酯、环状硫代碳酸酯和环状二硫代碳酸酯的环状羰基结构部分，以及碳酸五氟苯基酯侧基；ii)亲核化合物，其选自醇、胺以及硫醇；iii)任选的催化剂，和iv)任选的溶剂；搅拌该混合物，由此形成第二环状羰基化合物，以及五氟苯酚副产物；其中该第二环状羰基化合物包含通过碳酸五氟苯基酯侧基与亲核化合物反
应所形成的第二官能团；该第二官能团选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和
硫代碳酸酯。

[0050] 再一方法，包括：

[0051] 搅拌第一混合物，其包含催化剂、引发剂、任选的加速剂、任选的溶剂以及含碳酸五氟苯基酯基团的第一环状羰基化合物，由此通过第一环状羰基化合物的开环聚合形成ROP聚合物，该ROP聚合物包含由引发剂衍生的链段和第一聚合物链；其中i)所述链段包
含第一主链杂原子(backboneheteroatom)，该第一主链杂原子连接于第一聚合物链的第一
末端单元，该第一主链杂原子选自氧、氮和硫；ii)所述第一聚合物链包含第二末端单元，其包含选自羟基、伯胺基团、仲胺基团和硫醇基团的亲核基团；以及iii)该第一聚合物链
包含第一重复单元，该第一重复单元包含a)选自碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸
酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的主链官能团；以及b)四面体主链碳，该四面体主链碳连
接于含碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链。

[0052] 进一步公开了一种生物可降解聚合物，该生物可降解聚合物包含：链段；和第一聚合物链；

[0053] 其中i)所述链段包含第一主链杂原子，该第一主链杂原子连接于第一聚合物链的第一末端单元，该第一主链杂原子选自氧、氮和硫；ii)所述第一聚合物链包含第二末
端单元，该第二末端单元包含选自羟基、伯胺基团、仲胺基团和硫醇基团的亲核基团；以及iii)所述第一聚合物链包含第一重复单元，该第一重复单元包含a)选自碳酸酯、脲、氨基
甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的主链官能团；以及b)四面体主链
碳，该四面体主链碳连接于含碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链。

[0054] 从另一方面来看，本发明涉及用于开环聚合的环状羰基化合物及其制备方法，更具体为具有碳酸五氟苯基酯侧基的环状碳酸酯化合物。此外，本发明还涉及具有碳酸五氟
苯基酯侧基的聚合物的制备，其可以进一步反应而形成官能化聚合物材料。

[0055] 通过以下详述的说明、附图和所附权利要求书，本领域熟练技术人员将会理解和领会本发明的上述特征和其他特征和优点。

[0056] 发明详述

[0057] 公开了环状羰基化合物，其包含碳酸五氟苯基酯侧基和选自环状碳酸酯、环状氨基甲酸酯、环状脲、环状硫代碳酸酯、环状硫代氨基甲酸酯、环状二硫代碳酸酯及其组合的官能团。还描述了制备含碳酸五氟苯基酯侧基的环状羰基化合物(在本文中称为第一环状
羰基化合物)的简单单步骤方法(方法1)。进一步公开了制备第二环状羰基化合物的方
法(方法2)，其包括使该第一环状羰基化合物的碳酸五氟苯基酯侧基与醇、胺或硫醇反应
而分别形成不同的碳酸酯、氨基甲酸酯或硫代碳酸酯；且不改变该第一环状羰基化合物的
环状羰基结构部分。所述的每一种方法比涉及试剂如光气或中间体酰氯的方法温和、高产
率且环境更安全。该第一和第二环状羰基化合物潜在地能通过开环聚合(ROP)形成生物可
降解聚合物，尤其是具有独特官能侧基和性能的聚碳酸酯。

[0058] 术语“生物可降解”由美国材料试验协会(American Society for TestingandMaterials)所定义：通过生物活性，特别是通过酶催作用引起的导致物质的化学结构明显
变化的降解。对本发明而言，依照ASTM D6400，若物质在180天内经历60%的生物降解，则
该物质为生物可降解的。

[0059] 含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状羰基化合物通过碳酸二(五氟苯基)酯与前体化合物反应制得：

[0060]

[0061] 前体化合物包含两个或更多个碳，优选三个或更多个碳，以及三个或更多个选自醇、硫醇和胺的亲核基团。该三个或更多个亲核基团中一个为羟基，其与PFC反应而形成碳酸五氟苯基酯侧基。该羟基在本文中称为“形成碳酸五氟苯基酯的羟基”。前体化合物的三个或更多个亲核基团中的两个与PFC反应而形成环状羰基，并称为“形成环状羰基的亲核
基团”。

[0062] 所述前体化合物具有通式(1)：

[0063]

[0064] 其中

[0065] X基团一起为形成环状羰基的亲核基团，X各自独立代表选自如下的一价基团：-OH、-SH、-NH2和-NHR"，其中R"基团各自独立代表选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述R"基团，

[0066] n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，连接于每个X基团的标示为1和3的碳通过单键连接在一起，

[0067] R'基团各自独立地代表选自如下的一价基团：氢、形成碳酸五氟苯基酯的羟基、卤素、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳
的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、
包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含
1-30个碳的烷氧基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述R'基团，以及前述R'和/
或R"基团中的至少一个包含形成碳酸五氟苯基酯的羟基。

[0068] 该R'和R"基团可进一步独立地包含环脂族环、芳族环和/或杂原子如氧、硫或氮。在一个实施方案中，前体化合物的X基团为能与PFC反应而形成环状碳酸酯的羟基。

[0069] 形成环状羰基的结构部分的非限制性实例包括1,2-乙二醇基团、1,3-丙二醇基团、1,4-丁二醇基团、1,2-乙二胺基团、1,3-丙二胺基团、1,4-丁二胺基团、2-氨基乙醇基团、3-氨基-1-丙醇基团、4-氨基-1-丁醇基团、2-巯基乙醇基团、3-巯基-1-丙醇基团、
1-巯基-2-丙醇基团、4-巯基-1-丁醇基团、半胱胺基团、1,2-乙二硫醇基团和1,3-丙二
硫醇基团。通过前述结构部分与PFC反应形成的环状羰基包括来自任何上述二醇的环状碳
酸酯、来自任何上述二胺的环状脲、来自任何上述氨基-醇的环状氨基甲酸酯、来自任何上述巯基-醇的环状硫代碳酸酯、来自任何上述氨基-硫醇(amino-thiols)的环状硫代氨基
甲酸酯和任何来自上述二硫醇的环状二硫代碳酸酯。这些官能团列于表1中。

[0070] 表1

[0071]

[0072]

[0073] 第一环状羰基化合物包含选自环状碳酸酯、环状氨基甲酸酯、环状脲、环状硫代碳酸酯、环状硫代氨基甲酸酯、环状二硫代碳酸酯及其组合的环状羰基结构部分，该环状羰基结构部分通过所述两个X基团与PFC反应而形成。第一环状羰基化合物进一步包含衍生自R'和/或R"基团的形成碳酸五氟苯基酯的羟基的碳酸五氟苯基酯侧基(即–OCO2C6F5结
构部分)。

[0074] 第一环状羰基化合物由通式(2)表示：

[0075]

[0076] 其中

[0077] Y各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-或-N(Q")-；其中Q"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被碳
酸五氟苯基酯基团(即-OCO2C6F5)取代的前述Q"基团，

[0078] n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，标示4和6的碳通过单键连接在一起；

[0079] Q'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包
含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30
个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳
的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述Q'基团，以及其中Q'和/或Q"基团中的
一个或多个包含碳酸五氟苯基酯基团。

[0080] 在通式(2)中的Y基团衍生自通式(1)的X基团。在一个实施方案中，在通式(2)中的Y各自为-O-，并且第一环状羰基化合物包含环状碳酸酯基团。在另一实施方案中，第
一环状羰基化合物包含单个碳酸五氟苯基酯侧基。

[0081] 环状羰基和碳酸五氟苯基酯侧基结构部分可使用PFC和合适催化剂由前体化合物以单步骤形成。在制备环状碳酸酯化合物时，PFC的毒性比其他试剂(如光气)弱。PFC
在室温下为结晶固体，与光气相比，PFC对水较不敏感，可易于保存、运送和处理。PFC并不需要精密的反应和后处理条件。此外，与盐酸相比，环化反应的五氟苯酚副产物较不易挥
发、酸性较低、腐蚀性较低。该些优点降低了反应的成本和复杂度，并潜在地使原料的范围扩至包括含有酸性敏感基团的化合物。此外，该环化反应的五氟苯酚副产物可容易再循环
回PFC中。

[0082] 可以使具有连接于不对称碳的氢的异构纯的前体化合物转化为含有碳酸五氟苯基酯基团的环状羰基化合物而不经历显著的外消旋化。酯化条件有效地使对映体过量达到
80%或更多，更具体地为90%。在一个实施方案中，环状羰基化合物包含呈(R)异构体的不
对称碳，其对映体过量大于80%，更具体为大于90%。在另一实施方案中，环状羰基化合物包含呈(S)异构体的不对称碳，其对映体过量大于80%，更具体为大于90%。

[0083] 更具体的前体化合物可由通式(3)所表示：

[0084]

[0085] 其中

[0086] X'基团一起为形成环状羰基的亲核基团，

[0087] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n为小于或等于11的整数，

[0088] X'各自为独立地选自如下的一价基团：-OH、-SH、-NH2和-NHT"，其中T"各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含6-30个碳的芳基，和被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述T"基团，T'各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、形成碳酸五氟苯基酯的羟基、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔
基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30
个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个
碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，被形成碳酸五氟苯基酯的羟基取代的前述T'基团，
以及

[0089] L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个
碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基
甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

[0090] T'和T"基团可进一步独立地包含环脂族环、芳族环和/或杂原子如氧、硫或氮。在一个实施方案中，T'或T"基团均不包含形成碳酸五氟苯基酯的羟基。在另一实施方案
中，连接于通式(3)中的标示为2的碳的T'基团为乙基或甲基，并且其他所有的T'基团为
氢。在另一实施方案中，连接于通式(3)中的标示为2的碳的T'基团为乙基或甲基，通式
(3)中的标示为2的碳为不对称中心，且该前体化合物以大于80%的对映体过量包含(R)或
(S)异构体。

[0091] 由通式(3)的前体化合物形成的相应的第一环状羰基化合物具有通式(4)：

[0092]

[0093] 其中

[0094] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n为小于或等于11的整数，

[0095] Y'各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-和-N(V")-，其中V"基团各自为独立地选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的芳基，和被碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)取代的前述V"基团，

[0096] V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包
含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30
个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳
的烷氧基，和被碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及

[0097] L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个
碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基
甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

[0098] 在一个实施方案中，V'基团和V"基团均不包含碳酸五氟苯基酯基团。在另一实施方案中，连接于通式(4)中的标示为5的碳的V'基团为乙基或甲基，并且其他所有的V'基
团为氢。在一个实施方案中，连接于通式(4)中的标示为5的碳的V'基团为乙基或甲基，
通式(4)中的标示为5的碳为不对称中心，且该环状羰基化合物以大于80%的对映体过量
包含(R)或(S)异构体。在另一实施方案中，Y'各自为-O-，且在通式(4)中的标示为5的
位置的V'为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基。

[0099] 甚至更具体的第一环状羰基化合物为具有通式(5)的环状碳酸酯：

[0100]

[0101] 其中

[0102] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n小于或等于11，

[0103] R1为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，V'基团各自为独立地选自如下的一价基团：氢、卤素、碳酸五氟苯基酯基团(-OCO2C6F5)、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的
酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、
包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，和被
碳酸五氟苯基酯基团取代的前述V'基团，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含
1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包
含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30
个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团。

[0104] R1和L'可一起形成包含3-10个碳的第一环。各V'可独立地与不同的V'基团、1
与R、与L'或其组合形成第二环，其中该第二环包含3-10个碳。

[0105] 在一个实施方案中，该具有通式(5)的环状碳酸酯化合物包含一碳酸五氟苯基酯1
基团。在另一实施方案中，V'各自为氢。在另一实施方案中，m和n等于1，且R 为含有
1
1-10个碳的一价烃基。在另一实施方案中，R 选自甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、2-丁基、仲丁基(2-甲基丙基)、叔丁基(1，1-二甲基乙基)、正戊基、2-戊基、3-戊基、异戊基和新戊基。

[0106] 甚至更具体的第一环状碳酸酯单体可由通式(6)所表示：

[0107]

[0108] 其中

[0109] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n小于或等于11，
1

[0110] R 为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，以及L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔
基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳的酰胺基团、包含1-30
个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团和包含1-30
个碳的醚基团。
1

[0111] R 和L'可一起形成包含3-10个碳的第一环。各V'可独立地与不同的V'基团、1
与R、与L'或其组合形成第二环，其中该第二环包含3-10个碳。

[0112] 在一个实施方案中，m和n各自独立地为0或1-3的整数，其中m和n不可一起为1
0。在另一实施方案中，m和n各自等于1，且R 为包含1-10个碳的一价烃基。示例性的
1
R 基团包括例如甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、2-丁基、仲丁基(2-甲基丙基)、叔丁基(1,1-二甲基乙基)、正戊基、2-戊基、3-戊基、异戊基和新戊基。

[0113] 在一个实施方案中，该第一环状碳酸酯化合物选自：

[0114]

[0115] 方法1.制备第一环状羰基化合物

[0116] 制备带有碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状羰基化合物的方法(方法1)，包括形成第一混合物，该第一混合物包含碳酸二(五氟苯基)酯、催化剂、任选的溶剂、和前体化合
物；该前体化合物包含i)两个或更多个碳，优选三个或更多个碳，ii)第一羟基，其能够在与碳酸二(五氟苯基)酯的反应中形成碳酸五氟苯基酯，以及iii)两个亲核基团(如通式
(1)的X基团或通式(3)的X'基团)，其独立地选自醇、胺以及硫醇；该两个亲核基团能够
在与碳酸二(五氟苯基)酯的反应中形成环状羰基。将该第一混合物在有效形成第一环状
羰基化合物的温度下搅拌。该第一环状羰基化合物包含i)碳酸五氟苯基酯侧基和ii)选
自如下的环状羰基结构部分：环状碳酸酯、环状脲、环状氨基甲酸酯、环状硫代氨基甲酸酯、环状硫代碳酸酯和环状二硫代碳酸酯。

[0117] 可以在温和条件中，以单个工艺步骤形成环状羰基结构部分和碳酸五氟苯基酯侧基。

[0118] 前体化合物可包含大于一个形成碳酸五氟苯基酯的羟基和大于二个能与碳酸二(五氟苯基)酯反应而形成环状羰基的亲核基团。因此，该第一环状羰基单体可包含大于一
个的环状羰基结构部分和大于一个的碳酸五氟苯基酯侧基。在一个实施方案中，该第一环
状羰基化合物包含一个碳酸五氟苯基酯基团。在另一实施方案中，该第一环状羰基化合物
包含一个环状羰基结构部分。

[0119] 在一个特定实施方案中，该方法包括搅拌第一混合物，该混合物包含i)包含两个或更多个碳，优选三个或更多个碳和三个或更多个羟基的前体化合物，ii)碳酸二(五氟苯
基)酯，和iii)催化剂，由此形成含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状碳酸酯化合物。

[0120] 作为非限制性实例，在方案5中显示出环状碳酸酯化合物TMCPFP的制备。TMCPFP通过生物相容性前体化合物三(羟甲基)乙烷(TME)(还称为1,1,1-三(羟甲基)乙烷)
与PFC反应而形成。

[0121] 方案5

[0122]

[0123] 该环的碳5与亚甲基碳酸五氟苯基酯侧基(即-CH2OCO2C6F5)和甲基侧基连接。每摩尔的三(羟甲基)乙烷，可使用约2摩尔当量至约2.5摩尔当量，更具体为2.2-2.3摩尔
当量的PFC进行反应。通常，每使用2摩尔的PFC时，以副产物产生3摩尔五氟苯酚(未显
示)。每理论摩尔的五氟苯酚副产物可以90-100%的产率回收并再循环回PFC中。在一个
实施方案中，该理论量的五氟苯酚副产物被定量地回收而再循环回PFC中。TMCPFP为白色、结晶粉末，其可容易地处理、操作、储存和运输。

[0124] PFC的使用免除了使用保护/解保护反应的多步工艺，减少了昂贵和/或危险试剂的使用，且减少了环状碳酸酯化合物的现有技术合成途径中多个不经济的后处理。通过减
少废料、消除危险试剂，且使用可回收的物质，使得制备官能化环状碳酸酯化合物的工艺的整体环境相容性改善。

[0125] 示例性的用于制备带有碳酸五氟苯基酯侧基的环状碳酸酯的前体化合物包括但不限于：三元醇，如1,1,1-三羟甲基乙烷(TME)、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,2,3-丙三
醇、2-羟甲基-1,3-丙二醇、2-羟甲基-2-甲基-1,3-丙二醇、丁烷-1,2,3-三醇、丁
烷-1,2,4-三醇、1,1,1-三羟甲基丁烷；1,1,1-三羟甲基戊烷；1,2,5-戊三醇、1,1,1-三
羟甲基己烷、1,2,3-己三醇、1,2,6-己三醇、环己烷-1,2,3-三醇、环己烷-1,2,4-三醇、
环己烷-1,3,5-三醇、2,5-二甲基-1,2,6-己三醇、1,1,1-三羟甲基庚烷、1,2,3-庚三醇、
4,5-双脱氧-d-赤-pent-4-enitol(4,5-dideoxy-d-erythro-pent-4-enitol)、3,5,5-三
甲基-2,2-二羟甲基己烷-1-醇。示例性的包含大于三个的羟基的前体化合物包括赤藓醇、
季戊四醇、二季戊四醇、二(三羟甲基)丙烷、二甘油和二(三羟甲基)乙烷。

[0126] 在制备环状羰基单体如由1,3-二醇制备环状碳酸酯时的另一个挑战是达成选择性环合而不聚合，其取决于离去基团的亲核性和使用的催化剂。有利地，五氟苯酚副产物具有弱亲核性，且不引发聚合。在一个实施方案中，与PFC的环状羰基形成反应基于前体化合物重量产生大于0重量%至小于2.0重量%的衍生自前体化合物聚合物副产物。在另一实
施方案中，与PFC的环状羰基形成反应产生不可检出的聚合物副产物。

[0127] 第一混合物包含适当选择以活化亲核羟基官能团而非亲电PFC羰基的催化剂。示例性的催化剂包括叔胺，例如1,8-二(二甲氨基)萘，还称PROTON SPONGE，其为
Sigma-Aldrich的商标。其它催化剂包括第I族元素，特别是锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷
(Rb)、铯(Cs)或钫(Fr)的卤化物盐。在一个实施方案中，该催化剂为氟化铯(CsF)。

[0128] 催化剂可以以0.02-1.00摩尔/摩尔前体化合物，更特别是0.05-0.50摩尔/摩尔前体化合物，甚至更特别是0.15-0.25摩尔/摩尔前体化合物的量存在。

[0129] 第一混合物任选包括溶剂如四氢呋喃、乙腈(同样可以使用许多其他溶剂)或其组合。当溶剂存在时，前体化合物在该溶剂中的浓度可为约0.01摩尔/升至约10摩尔/
升，更典型为约0.02摩尔/升至0.8摩尔/升，更具体为0.1-0.6摩尔/升或最具体为
0.15-0.25摩尔/升。在一个实施方案中，该反应混合物由前体化合物、PFC、催化剂和溶剂构成。在一个实施方案中，溶剂为无水的。

[0130] 使第一混合物在适用于将该前体化合物转化成第一环状羰基化合物的温度下搅拌。该温度可为-20°C至100°C、0-80°C、10-50°C或更具体为环境温度或室温，典型
地为17-30°C。任选地，使该反应混合物在惰性气氛下搅拌。在一个实施方案中，该温度
为环境温度。应注意在试剂混合过程中避免初始的温和放热，这可导致不希望的二聚碳酸
酯副产物的形成。

[0131] 第一混合物的搅拌可进行1-120小时、5-48小时，更具体为12-36小时。在一个实施方案中，在环境温度下搅拌15-24小时。

[0132] 第二混合物包含含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状羰基化合物和五氟苯酚副产物。第一环状羰基单体可使用任何已知纯化方法分离，纯化方法包括蒸馏、色谱法、萃取、沉淀和再结晶。在一个实施方案中，通过从第二混合物中选择性沉淀五氟苯酚副产物或第
一环状羰基单体，将第一环状羰基化合物纯化。在选择性沉淀的一个变体中，反应混合物包含第一溶剂，该前体化合物、PFC、第一环状羰基单体和五氟苯酚副产物在其中是高度可溶的。当反应完成而形成第一环状羰基化合物后，该第一溶剂通过例如真空蒸馏除去，随后加入适当选择以选择性地沉淀出五氟苯酚副产物或第一环状羰基化合物的第二溶剂。在另一
变体中，可选择第一溶剂以有助于随着反应进行从第二混合物中沉淀第一环状羰基化合物
或五氟苯酚副产物。在另一变体中，在除去五氟苯酚副产物后，第一环状羰基化合物通过再结晶进一步纯化。

[0133] 该方法(方法1)可进一步包括回收五氟苯酚副产物以再循环的步骤。从第二混合物中回收的五氟苯酚副产物的产率基于所形成的五氟苯酚副产物的理论量为约80-100%，
更具体为90-100%。更具体地，五氟苯酚副产物可被定量地回收以再循环回PFC。

[0134] 方法2.第一环状羰基化合物的官能化

[0135] 还公开了由第一环状羰基化合物制备第二环状羰基化合物的温和方法(方法2)，其包括将第一环状羰基化合物选择性地与亲核化合物如醇、胺或硫醇反应而不改变第一环
状羰基化合物的环状羰基结构部分，由此形成第二环状羰基化合物和五氟苯酚副产物。在
此反应中，将碳酸五氟苯基酯侧基转化为选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯
和硫代碳酸酯的第二官能团。该第二官能团可包含1-10000个碳。当形成第二环状羰基化
合物时，可与较弱的亲核化合物如醇一起使用任选的催化剂。一般而言，对于碳酸五氟苯基酯侧基与较强的亲核化合物(如伯胺)的反应，催化剂是不需要的。在一个实施方案中，该
第二环状羰基化合物不含碳酸五氟苯基酯基团。

[0136] 第二环状羰基化合物可具有通式(7)：

[0137]

[0138] 其中

[0139] n'为0或1-10的整数；其中当n'为0时，标示为4和6的碳通过单键连接在一起，

[0140] W'各自为独立地选自如下的二价基团：-O-、-S-、-N(H)-或-N(W")，其中W"基团各自独立地代表选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的芳基，和被
选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团取代的前述W"
基团，

[0141] Z'基团各自独立地代表选自如下的一价基团：氢、选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团、卤素、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30
个碳的酰胺基团、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基
团、包含1-30个碳的氨基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团、包含1-30个碳的烷氧基，
和被选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团取代的前
述Z'基团。

[0142] 在一个实施方案中，第二环状羰基化合物不包含五氟苯基酯基团(即-CO2PFP)，且不包含碳酸五氟苯基酯基团(即-OCO2PFP)

[0143] 更具体的第二环状羰基化合物具有通式(8)：

[0144]

[0145] 其中

[0146] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，以及m+n为1-11的整数，

[0147] W'各自独立地代表选自如下的二价基团：O、S、NH或NW"，其中W"基团各自独立地代表选自如下的一价基团：包含1-30个碳的烷基和包含1-30个碳的芳基，和被选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团取代的前述W"基团，

[0148] L'为单键或选自如下二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个碳
的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基甲
酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团，

[0149] Q'基团各自独立地代表选自如下的一价基团：氢、选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团、卤素、包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30
个碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨
基甲酸酯基团、包含1-30个碳的醚基团和包含1-30个碳的烷氧基，和被选自碳酸五氟苯基
酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团取代的任意前述Q'基团，
3 2 3

[0150] X"各自为二价基团，其独立地选自-O-、-S-、-N(H)-和-N(R)-，R 和R 各自独立地为含有1-10,000个碳的一价基团，以及

[0151] 该第二环状羰基化合物不含五氟苯基酯基团，且不包含碳酸五氟苯基酯基团。

[0152] 在一个实施方案中，W'各自为-O-(即该第二环状羰基化合物为环状碳酸酯)。在另一实施方案中，通式(8)中与碳5连接的Q'基团为乙基或甲基，并且其他所有的Q'基团
为氢。在另一实施方案中，通式(8)中的碳5为非对称中心，且该环状羰基化合物以大于
80%的对映体过量包含(R)或(S)异构体。

[0153] 甚至更具体的衍生自第一环状羰基单体的第二环状羰基化合物为具有通式(9)的环状碳酸酯：

[0154]

[0155] 其中

[0156] m和n各自独立地为0或1-11的整数，其中m和n不可一起为0，且m+n为1-11的整数，

[0157] L'为单键或选自如下的二价连接基团：包含1-30个碳的烷基、包含1-30个碳的烯基、包含1-30个碳的炔基、包含6-30个碳的芳基、包含1-30个碳的酯基团、包含1-30个
碳的酰胺基团、包含1-30个碳的硫酯基团、包含1-30个碳的脲基团、包含1-30个碳的氨基
甲酸酯基团和包含1-30个碳的醚基团；

[0158] R1为一价基团，选自氢、卤素和含有1-30个碳的烷基；

[0159] X"各自为二价基团，独立地选自-O-、-S-、-N(H)-和-N(R3)-，以及

[0160] R2和R3各自独立地为含有1-10,000个碳的一价基团，以及

[0161] 该第二环状羰基化合物不含五氟苯基酯基团，且不包含碳酸五氟苯基酯基团。

[0162] 用于形成第二官能团的反应发生而不破坏第一环状羰基化合物的环状羰基结构部分，尤其是环状碳酸酯结构部分。该置换反应的副产物五氟苯酚可通常以高产率回收和
再循环。第二环状碳酸酯化合物潜在地能通过ROP法形成ROP聚碳酸酯和其他聚合物。

[0163] ROP聚合物可具有独特的侧官能团和性能，这是由于宽范围的物质可用于通式2
(7)、通式(8)和通式(9)中的-X"-R 侧基。

[0164] 制备第二环状羰基化合物的方法(方法2)，包括搅拌包含如下组分的混合物：含碳酸五氟苯基酯基团的第一环状羰基化合物；任选的溶剂；任选的催化剂；和选自醇、胺和硫醇的亲核化合物，由此形成第二环状羰基单体和五氟苯酚副产物，其中该第二环状羰基
单体包含通过碳酸五氟苯基酯基团与亲核化合物反应所形成的选自除了碳酸五氟苯基酯
以外的碳酸酯、氨基甲酸酯和硫代碳酸酯的第二官能团。

[0165] 作为一个实例，可根据方案6将TMCPFP转化成对应的碳酸甲酯TMCMe。

[0166] 方案6

[0167]

[0168] 能与第一环状羰基单体的碳酸五氟苯基酯反应而不改变环状羰基的其他醇的非限制性实例包括：

[0169] i-PrOH，

[0170] C6H5CH2OH，

[0171]

[0172]

[0173] 能与TMCPFP的碳酸五氟苯基酯反应形成侧氨基甲酸酯而不改变环状碳酸酯基团的胺的非限制性实例包括：

[0174]

[0175] 二甲胺，和异丙胺。

[0176] 能与侧PFP碳酸酯反应形成侧硫代碳酸酯而不改变环状羰基的硫醇的非限制性实例包括：甲硫醇、乙硫醇、苯硫醇、苄硫醇等。

[0177] 一般而言，取代反应的效力根据亲核化合物的亲核性进行。例如，较强的亲核化合物如伯胺比较弱的亲核化合物如伯醇更有效。在另一实例中，在与碳酸五氟苯基酯侧基的反应中，相对于空间位阻醇如叔丁醇，伯醇和仲醇可为更有效的亲核化合物。

[0178] 包括醇、胺、硫醇或其组合的亲核化合物可连接于较大结构，该较大结构包括低聚物、聚合物、生物大分子、颗粒和官能化的表面。非限制性的聚合物结构包括线性、支化、超支化、环状、树枝状、嵌段、接枝、星状和其他已知的聚合物结构。非限制性生物大分子包括蛋白质、DNA、RNA、脂质、磷脂。颗粒具有圆形截面直径为小于1纳米至数百微米的尺寸。非限制性的大颗粒包括二氧化硅、氧化铝和聚合物树脂如常用于色谱法的那些和官能化的聚合物珠粒如常用于固相合成的那些。非限制性的纳米颗粒包括有机和无机的纳米颗粒，其
包括用配体官能化或稳定聚合物的那些。非限制性有机纳米颗粒可包括交联的聚合物纳
米颗粒、树枝状聚合物和星状聚合物。非限制性无机纳米颗粒包括金属的纳米颗粒(如金、银、其他过渡金属和周期表的第13-16族的金属)、氧化物纳米颗粒(如氧化铝、二氧化硅、氧化铪、二氧化锆、氧化锌)、氮化物纳米颗粒(如氮化钛、氮化镓)、硫化物纳米颗粒(如硫化锌)、半导性纳米颗粒(如硒化镉)。非限制性官能化表面包括用自组性单层官能化的表
面。

[0179] 方法2中的亲核化合物可为聚合醇。该聚合醇可包含4-10000个碳。在一个实例中，该亲核化合物为聚醚醇，并且第一环状羰基化合物的碳酸五氟苯基酯基团与聚醚醇反
应形成含有第二环状羰基的物质，其包含与亲水聚醚链连接的侧碳酸酯。

[0180] 聚合醇的非限制性实例包括聚醚醇如聚乙二醇(PEG)和单封端聚乙二醇如单甲基封端聚乙二醇(MPEG):

[0181]

[0182] 其他聚合醇包括聚丙二醇(PPG)和其单封端衍生物如单甲基封端聚丙二醇(MPPG)：

[0183]

[0184] 还有的其他聚合醇包括具有下文进一步描述的通式(12)、(13)和(14)的聚(亚烷基二醇)。

[0185] 一般而言，将第一混合物(方法2)在-78°C至100°C，更具体为-20°C至50°C，甚至更具体地为-10°C至30°C的温度下搅拌，以形成第二环状羰基化合物。在
一个实施方案中，在环境温度(本文中为17°C-30°C)下搅拌，将碳酸五氟苯基酯转化为
不同的碳酸酯、氨基甲酸酯或硫代碳酸酯。将第一混合物在反应温度下搅拌约1小时至约
48小时，更具体约20-30小时。在一个实施方案中，第一环状羰基化合物和第二环状羰基化合物各自为环状碳酸酯。

[0186] 一般而言，在取代反应中，相对于碳酸五氟苯基酯，使用1.2-1.5当量的亲核化合物。当使用大过量(如超过4当量)的亲核化合物时，环状碳酸酯的开环可以副反应发生。

[0187] 通常，在方法2中使用溶剂，但是溶剂并非必需的。取决于该溶剂，当形成五氟苯酚副产物时，五氟苯酚副产物可在某些情况下直接地由反应混合物中沉淀。第二环状羰基化合物可使用任何已知的纯化方法分离，包括蒸馏、色谱法、萃取、沉淀和再结晶。然而，一般而言，使第二混合物真空浓缩，并且然后将所得的残留物以五氟苯酚副产物在其中不可
溶的第二溶剂如二氯甲烷处理。然后可以将五氟苯酚副产物过滤并回收以再循环回PFC。
在一个实施方案中，将理论五氟苯酚副产物的90-100%回收以再循环回PFC。在一个变体
中，可使衍生的第二环状碳酸酯化合物通过用碱如碳酸氢钠溶液洗涤有机滤液并使用干燥
剂如硫酸镁或硫酸钠使滤液干燥，并在真空下使该第二溶剂蒸发而分离。在另一变体中，第二环状羰基化合物进一步通过柱层析或再结晶纯化。在该方式中，第二环状羰基化合物可
以约50%至约100%，更具体地约70%至100%，甚至更具体地约80%至100%的产率获得。

[0188] 方法2中任选的催化剂可选自用于酯交换反应的典型催化剂、用于将碳酸酯转化为氨基甲酸酯的典型催化剂或用于将碳酸酯转化为硫代碳酸酯的典型催化剂。这包括有机
催化剂和无机催化剂，特别是上述催化剂，更具体地为氟化铯。当用于方法2时，催化剂可以约0.02-1.00摩尔/摩尔第一环状羰基化合物，更具体地约0.05-0.50摩尔/摩尔第一
环状羰基化合物，甚至更具体地约0.15-0.25摩尔/摩尔第一环状羰基化合物的量存在。

[0189] 在额外的实施方案中，方法1和方法2在单一反应容器中逐步进行，且无需分离第一环状羰基化合物的中间步骤。

[0190] 上述方法提供用于将宽范围的官能团和连接引入开环聚合用环状羰基化合物中的受控方法。如上所述，该环状羰基化合物(第一和/或第二环状羰基化合物)可以异构
纯的形式或外消旋混合物形成。

[0191] 更具体的第二环状羰基化合物包括但不限于以下的环状碳酸酯化合物：

[0192]

[0193] 其中R1为选自如下的一价基团：氢、卤素和包含1-30个碳的烷基，和R5为选自如下的一价基团：氢、卤素、包含1-20个碳的烷基、包含1-20个碳的氟烷基、和乙酰氧基。

[0194] 方法3开环聚合

[0195] 进一步描述了通过将上述的第一和第二环状羰基化合物的亲核开环聚合而制得的ROP聚合物。该ROP聚合物包含衍生自用于ROP聚合的亲核引发剂的链段和连接于该链
段的第一聚合物链。所述链段在本文中还称作引发剂片段。该引发剂片段包含至少一个氧、氮和/或硫主链杂原子，该杂原子是ROP引发剂中相应的醇、胺或硫醇的亲核引发剂基团的
残基。该主链杂原子与由其生长的第一聚合物链的第一末端单元连接。如果需要的话，第
一聚合物链的第二末端单元可为能引发额外的开环聚合的活性末端单元。活性第二末端单
元包含选自羟基、伯胺基团、仲胺基团和硫醇基团的亲核基团。或者，第二末端单元可被封端以赋予ROP聚合物稳定性，如下文进一步描述。

[0196] 应理解的是引发剂片段具有与与其连接的各ROP聚合物链的第一末端单元不同的结构。

[0197] ROP引发剂可包含一个或多个独立选择的醇、胺或硫醇亲核引发剂基团。各亲核引发剂基团具有引发开环聚合的潜力。同样，引发剂片段包含至少一个衍生自亲核引发剂基团的主链杂原子。每一个衍生自亲核引发剂基团的主链杂原子连接至由其生长的ROP聚合
物链。因此，包含n个亲核引发剂基团的引发剂具有引发n个独立的ROP聚合物链的形成
的潜力，其中n为等于1或大于1的整数。作为非限制性的实例，包含两个羟基的双亲核性
的引发剂可于各羟基引发开环聚合。产物ROP聚合物包含通过衍生自羟基引发剂基团的两
个主链氧而与两个ROP聚合物链连接的引发剂片段。

[0198] ROP聚合物包含至少一个ROP聚合物链，称作第一聚合物链。该第一聚合物链可包括均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物或前述的聚合物类型的组合。第一聚合物链包含第一重复单元，其包含选自碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的主链官能团。该第一重复单元进一步包含四面体主链碳。在一个实施方案中，该四面体
主链碳与含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一侧链相连接。在另一实施方案中，该四面体主链
碳与含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一侧链和选自氢、卤素和含有1-30个碳的烷基的第二
1
侧链(如描述于式(5)和(6)中的R 基团)连接。

[0199] 在以下的非限制性实例中，R'-XH为用于开环聚合的单官能亲核引发剂。R'-XH包含一价引发剂基团-XH，其中X为选自如下的二价基团：-O-、-NH-、-NR"-和-S-。对R'或
R"的结构没有任何限制，条件是开环聚合产生有用的ROP聚合物。

[0200] 当从第一环状羰基化合物形成时，ROP聚合物包含碳酸五氟苯基酯侧基，并在本文中称为第一ROP聚合物。作为一个实例，通过R'-XH引发的式(2)的第一环状羰基单体的亲核开环聚合产生式(2A)的第一ROP聚合物，其包含第一聚合物链和引发剂片段R'-X-。

[0201]

[0202] 引发剂片段R'-X-通过X基团的氧、氮或硫杂原子与第一聚合物链的第一末端单元的羰基连接。第一聚合物链的第二末端单元为活性末端单元(即式(2A)中的-Y-H)，其
中-Y-H为选自羟基、伯胺基团、仲胺基团和硫醇基团的亲核基团。Y、Q'和n'如以上在式
(2)中所定义；因此，(Y基团中的)Q'和/或Q"基团中的至少一个包含碳酸五氟苯基酯侧
基(-OCO2C6F5)。下标d'为1-10000的整数。如下重复单元

[0203]

[0204] 包含选自碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的主链官能团，由各Y基团的独立选择所决定。第一重复单元进一步包含标示为4、5、6的四面体主链碳。这些主链碳可各自与独立的第一侧链Q'基团连接，Q'基团可包含碳酸五
氟苯基酯基团。此外，这些四面体主链碳各自可与任选的独立第二侧链Q'基团连接，Q'如
以上在式(2)中所定义。

[0205] 在另一实例中，由R'-XH引发的具有式(4)的第一环状羰基单体的亲核开环聚合产生式(4A)的第一ROP聚合物，其包含第一聚合物链和引发剂片段R'-X-：

[0206]

[0207] 如上所述，引发剂片段R'-X-通过X基团的氧、氮或硫杂原子与第一聚合物链的第一末端单元的羰基连接。Y'、L'、V'、n和m如以上在式(4)中所定义。下标d'为1-10000
的整数。如下重复单元

[0208]

[0209] 包含选自碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的主链官能团，其由各Y'基团的独立选择所决定。标示5的四面体主链碳与含有碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链连接。标示5的四面体主链碳可任选与独立的第二侧链V'基团连
接，V'如以上在式(4)中所定义。

[0210] 在另一实例中，由R'-XH所引发的具有式(5)的第一环状羰基单体的亲核开环聚合产生式(5A)的聚碳酸酯链，其包含含有聚碳酸酯主链的第一聚合物链和引发剂片段
R'-X-：

[0211]

[0212] 引发剂片段R'-X-通过X基团的氧、氮或硫杂原子与聚碳酸酯链的第一末端单元的羰基连接。R'、L'、V'、m和n如以上在式(5)中所定义。下标d'为1-10000的整数。如
下重复单元

[0213]

[0214] 包含主链碳酸酯基团。标示5的四面体主链碳与含有碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链和如以上在式(5)中所定义的第二侧链R'连接。标示4和6的四面体主链碳可独立
地与独立的第一和第二侧链V'基团相连接，V'如以上在式(5)中所描述。

[0215] 在另一实例中，由R'-XH所引发的具有式(6)的第一环状羰基单体的亲核开环聚合产生式(6A)的ROP聚碳酸酯，其包含第一聚碳酸酯链和引发剂片段R'-X-：

[0216]

[0217] 引发剂片段R'-X-通过X基团的氧、氮或硫杂原子与聚碳酸酯链的末端单元的羰基连接。R'、L'、m和n如以上在式(6)中所定义。下标d'为1-10000的整数。如下重复
单元

[0218]

[0219] 包含主链碳酸酯基团。标示5的四面体主链碳与含有碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链和如以上在式(6)中所定义的第二侧链R'连接。

[0220] ROP聚合物可包含两个或更多个连接的聚合物链。此外，各聚合物链可为相应第一重复单元的均聚物，或为含有第二重复单元的共聚物，第二重复单元包含选自酯、碳酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、硫代碳酸酯和二硫代碳酸酯的第二主链官能团，其衍生自环状羰基共聚单体。第一聚合物链可为含有第一和第二重复单元的无规共聚物或嵌段共聚物。

[0221] 相似的考虑应用于由第二环状羰基化合物制备的ROP聚合物，不同的是该ROP聚合物链不包含碳酸五氟苯基酯基团或五氟苯基酯基团。而是该ROP聚合物包含含有侧链的
重复单元，该侧链包含衍生自第一环状羰基单体的碳酸五氟苯基酯侧基的如下基团：碳酸
五氟苯基酯以外的碳酸酯基团、氨基甲酸酯基团或硫代碳酸酯基团。

[0222] 第一和/或第二环状羰基化合物可进行开环聚合(ROP)以形成具有不同立构规整度的生物可降解聚合物。取决于环状羰基单体、其异构体纯度(isomeric purity)和聚合
条件，可产生无规立构、间同立构和全同立构形式的聚合物。

[0223] 第一环状羰基化合物的开环聚合(ROP)可使该碳酸五氟苯基酯侧基基本保留于产物ROP聚合物中，其还被称为第一ROP聚合物。该第一ROP聚合物包含至少一个含有侧链
的重复单元，该侧链包含反应性碳酸五氟苯基酯基团。第一ROP聚合物还包含衍生自第一
环状羰基化合物的开环反应的主链区段(backbone segment)，该主链区段选自聚碳酸酯、
聚氨基甲酸酯、聚脲、聚硫代氨基甲酸酯、聚硫代碳酸酯和聚二硫代碳酸酯。当环状酯(内酯)共聚单体用于开环聚合时，该第一ROP聚合物可进一步包含聚酯主链区段。这些重复
结构中的每一个示于在表2中。表2中的R基团为由含有环状羰基的环的碳形成的主链区
段。

[0224] 表2

[0225]

[0226] 该方法(方法3)包括形成第一混合物，该混合物包含：含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状羰基化合物、催化剂、引发剂、加速剂和任选的溶剂。然后搅拌该第一混合物，任选地加热，以进行第一环状羰基化合物的开环聚合，由此形成含有生物可降解的ROP聚合
物的第二混合物，且仍保留了碳酸五氟苯基酯侧基。该ROP聚合物包含第一聚合物链，该第一聚合物链包含第一重复单元，该第一重复单元包含含有碳酸五氟苯基酯侧基的侧链。在
一个具体实施方案中，该侧链具有如下结构：

[0227]

[0228] 其中星号标示的键与该生物可降解的第一ROP聚合物的主链碳连接。在另一实施方案中，该第一ROP聚合物的第一重复单元包含四面体主链碳，该四面体主链碳连接至i)
包含碳酸五氟苯基酯基团的第一侧链，和ii)含有一价烃基的第二侧链基团。该一价烃基
可包含1-30个碳。更具体而言，该一价的烃基选自甲基、乙基、丙基、丁基和戊基。

[0229] 在一个实施方案中，聚合物相对于衍生自第一环状羰基化合物的重复单元保留了至少50%，更具体为至少75%，甚至更具体为至少90%的碳酸五氟苯基酯基团。

[0230] 作为非限制性实例，在合适的催化剂和亲核引发剂苄醇存在下，TMCPFP进行开环聚合以形成第一ROP聚合物、聚碳酸酯(方案7)，其中BnO为引发剂片段。

[0231] 方案7

[0232]

[0233] 在本文对ROP聚合物，I-[P(单体1、单体2等)]w所使用的命名表示法中，“I”为引发剂，“[P()]”指由一种或多种列于括号内的环状羰基化合物的开环聚合所形成的聚合物链，和w为引发剂的亲核引发剂基团数。例如，若该引发剂为苄醇，则引发剂片段为苯甲氧基(BnO)，则该ROP均聚物的名称为BnOH-[P(TMCPFP)]。该ROP聚合物可在温和条件下
制备以实现高分子量和低多分散性。此地，当用有机催化剂制备时，该ROP聚合物可基本不含有金属污染物。由于第一环状羰基化合物(及其相对应的ROP聚合物)的广泛实用性
和制备的简便性，这些单体比含有酰基氯基团或琥珀酰亚氨基酯基团的相似化合物显著有
用。形成具有活性的碳酸五氟苯基酯侧链基团的ROP聚合物的有效方法代表在制备官能化
ROP聚合物的现有技术中的显著进步。

[0234] 所述第一混合物可包含共聚单体，包括但不限于含有选自环状醚、环状酯、环状碳酸酯、环状脲、环状氨基甲酸酯、环状硫脲、环状硫代碳酸酯和环状二硫代碳酸酯的官能团的共聚单体。示例性的共聚单体包括：L-丙交酯、D-丙交酯、DL-丙交酯、β-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、碳酸三亚甲基酯、5-甲基-2-氧代-1,3-二 烷-5-甲酸甲酯、5-甲基-2-氧代-1,3-二 烷-5-甲酸乙酯和其他MTC-OH衍生物。这些和其他环状羰基共聚
单体的实例列于表3中。

[0235] 表3

[0236]

[0237]

[0238]

[0239]

[0240] 开环聚合一般在反应器内在无水条件和惰性氛围如氮气或氩气下进行。聚合可通过在非活性溶剂如苯、甲苯、二甲苯、环己烷、n-己烷、二噁烷、氯仿和二氯乙烷中的溶液聚合进行；或通过本体聚合进行。ROP反应温度可为20-250°C。一般而言，将反应混合物在
大气压力下加热0.5-72小时以进行聚合。随后，若需要，可将额外的环状羰基化合物和催
化剂加入该第二混合物以进行嵌段聚合。

[0241] 示例性的有机金属ROP催化剂包括四甲氧基锆、四异丙氧基锆、四异丁氧基锆、四正丁氧基锆、四叔丁氧基锆、三乙氧基铝、三正丙氧基铝、三异丙氧基铝、三正丁氧基铝、三异丁氧基铝、三仲丁氧基铝、单仲丁氧基二异丙氧基铝、二异丙酸乙酰乙酸乙酯铝(ethyl acetoacetate aluminumdiisopropylate)、三(乙酰乙酸乙酯)铝、四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丙氧基钛、四正丁氧基钛、四仲丁氧基钛、四叔丁氧基钛、三异丙氧基镓、三异丙氧基锑、三异丁氧基锑、三甲氧基硼、三乙氧基硼、三异丙氧基硼、三正丙氧基硼、三异丁氧基硼、三正丁氧基硼、三仲丁氧基硼、三叔丁氧基硼、三异丙氧基镓、四甲氧基锗、四乙氧基锗、四异丙氧基锗、四正丙氧基锗、四异丁氧基锗、四正丁氧基锗、四仲丁氧基锗和四叔丁氧基锗；卤化物如五氯化锑、氯化锌、溴化锂、氯化锡(IV)、氯化镉和乙醚三氟化硼；烷基铝如三甲基铝、三乙基铝、二乙基氯化铝、乙基二氯化铝和三异丁基铝；烷基锌如二甲基锌、二乙基锌和二异丙基锌；叔胺如三烯丙胺、三乙胺、三正辛胺和苄基二甲基胺；杂多酸如磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸和其碱性金属盐；锆化合物如锆酸氯、辛酸锆、硬脂酸锆和硝酸锆。更具体地，该催化剂为辛酸锆、四烷氧基锆或三烷氧基铝化合物。

[0242] 用于ROP聚合的有机催化剂

[0243] 其他的ROP催化剂包括无金属的有机催化剂，在本文定义为在有机催化剂的化学式中不具有下列金属的催化剂：铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第3-12族的金属。这排除包括了前述金属的离子的和非离子形式。周期表第
3-12族的金属包含钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、 Db、Sg(seaborgium)、Bh(bohrium)、Hs(hassium)、Mt(meitnerium)、darmstadtium、roentgenium和copernicium。有机催化剂可提供获得具有受控、可预测的分子量和窄多分散性以及最少的金属污染物的聚合物的平
台。用于环状酯、碳酸酯和硅氧烷的ROP的有机催化剂实例为4-二甲氨基吡啶、膦、氮杂
环碳烯(N-heterocyclic carbenes，NHC)、双官能氨基硫脲、磷腈、脒、胍、氟醇(如单-和双-六氟异丙醇化合物)。

[0244] 更具体的用于第一环状单体的ROP聚合的无金属有机催化剂包括N-(3,5-三氟甲基)苯基-N'-环己基硫脲(TU)：

[0245]

[0246] 另外的无金属有机催化剂包含至少一个1,1,1,3,3,3-六氟丙-2-醇-2-基(HFP)。单供氢键(singly-donating hydrogen bond)催化剂具有式(10)：
2

[0247] R-C(CF3)2OH (10)，2

[0248] 其中R 代表氢或具有1-20个碳的一价基团，例如烷基、取代烷基、环烷基、取代环烷基、杂环烷基、取代杂环烷基、芳基、取代芳基或其组合。示例性的单供氢键合催化剂列于表4中。

[0249] 表4

[0250]

[0251] 双供氢键合催化剂含有两个HFP基团，由通式(11)所代表：

[0252]

[0253] 其中R3为含有1-20个碳的二价桥接基团，如亚烷基、取代亚烷基、亚环烷基、取代亚环烷基、亚杂环烷基、取代亚杂环亚烷基、亚芳基、取代亚芳基或其组合。代表性的式(11)2
双供氢键合催化剂包括列于表5中的那些。在特定实施方案中，R 为亚芳基或取代亚芳基，且HFP基团在芳族环上彼此呈间位。

[0254] 表5

[0255]

[0256] 在一个实施方案中，催化剂选自4-HFA-St、4-HFA-Tol、HFTB、NFTB、HPIP、3,5-HFA-MA、3,5-HFA-St、1,3-HFAB、1,4-HFAB及其组合。

[0257] 特别是，发现带有1,3-双-HFP芳族基团的催化剂(如1,3-HFAB)在催化TMCPFP的ROP中有效且没有伴随碳酸五氟苯基酯侧链的反应。

[0258] 还考虑包含键合于载体的含HFP基团的催化剂。在一个实施方案中，该载体包括聚合物、交联聚合物珠粒、无机颗粒或金属颗粒。含有HFP的聚合物可通过已知方
法形成，这些方法包括直接聚合含HFP的单体(例如甲基丙烯酸酯单体3,5-HFA-MA或
苯乙烯基单体3,5-HFA-St)。含有HFP的单体中的官能团可进行直接聚合(或与共
聚单体聚合)，这些官能团包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、α,α,α-三氟甲基丙烯酸
酯、α-卤甲基丙烯酸酯、丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、降冰片烯、乙烯基、乙烯基醚和本领域已知的其他基团。这类可聚合的含HFP的单体的典型实例可在Ito等,Polym.
Adv.Technol.2006,17(2),104-115;Ito 等，Adv.Polym.Sci.2005,172,37-245;Ito
等 ,US20060292485;Maeda 等 ,WO2005098541;Allen 等 ,US20070254235; 和 Miyazawa
等,WO2005005370中找到。或者，预先形成的聚合物和其他固态载体表面可通过将
含HFP的基团经由连接基团化学键合于聚合物或载体而改性。这些聚合物或载体的
实 例 可 参 阅 M.R.Buchmeiser编 辑，"Polymeric Materials in Organic Synthesis
andCatalysis,"Wiley-VCH,2003;M.Delgado 和 K.D.Janda"PolymericSupports for
Solid Phase Organic Synthesis,"Curr.Org.Chem.2002,6(12),1031-1043;A.R.Vaino
和 K.D.Janda"Solid Phase Organic Synthesis:ACritical Understanding of the
Resin",J.Comb.Chem.2000,2(6),579-596;D.C.Sherrington"Polymer-supported
Reagents,Catalysts,and Sorbents:Evolution and Exploitation-A Personalized
View,"J.Polym.Sci.A.Polym.Chem.2001,39(14),2364-2377；和 T.J.Dickerson 等，
"Soluble Polymersas Scaffold for Recoverable Catalysts and Reagents,"Chem.
Rev.2002,102(10),3325-3343。连接基团的实例包括C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、醚基团、硫醚基团、氨基、酯基团、酰胺基团或其组合。还可考虑的是包含带电的含HFP的基团的催化剂，带电的含HFP的基团通过离子缔合键合至聚合物或载体表面的带相反电荷的部位。

[0259] ROP反应混合物包含至少一种催化剂，并且合适时，包含数种催化剂。ROP催化剂以相对于环状化合物为1/20-1/40,000摩尔的比例，优选1/1,000-1/20,000摩尔的比例添
加。

[0260] 用于ROP聚合的加速剂

[0261] 含氮碱可用作开环聚合中的催化剂或任选的催化剂的加速剂。示例性的含氮碱在下面列出，且包括吡啶(Py)、N,N-二甲氨基环己烷(Me2NCy)、4-N,N-二甲氨基吡啶(DMAP)、反式1,2-二(二甲氨基)环己烷(TMCHD)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、
1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯
(MTBD)、(-)-金雀花碱(Sp)、1,3-二(2-丙基)-4,5-二甲基咪唑-2-亚基(Im-1)、1,3-二
(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基(Im-2)、1,3-二(2,6-二异丙基苯基)咪唑-2-亚基
(Im-3)、1,3-二(1-金刚烷基)咪唑-2-亚基(Im-4)、1,3-二异丙基咪唑-2-亚基(Im-5)、
1,3-二叔丁基咪唑-2-亚基(Im-6)、1,3-二(2,4,6-三甲基苯基)-4,5-二氢咪唑-2-亚
基(Im-7)、1,3-二(2,6-二异丙苯基)-4,5-二氢咪唑-2-亚基、1,3-二(2,6-二异丙苯
基)-4,5-二氢咪唑-2-亚基(Im-8)或其组合，示于表6中。

[0262] 表6

[0263]

[0264]

[0265] 在一个实施方案中，加速剂有两个或三个氮，各自都能作为路易斯碱参与，例如作为(-)-金雀花碱结构。较强碱一般改善聚合的速率。在一些情况中，含氮碱在开环聚合中作为唯一的催化剂，如1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)。

[0266] 用于ROP聚合的引发剂

[0267] ROP反应混合物也包含引发剂。如上所述，引发剂一般包括亲核化合物(如醇、胺和硫醇)。引发剂可为单官能、双官能或多官能的，如树枝状、聚合物或相关结构。单官能引发剂可包括带有受保护的官能团的亲核化合物，其包括硫醇、胺、酸和醇。典型的引发剂为酚或苄醇。

[0268] 更特别地，带有碳酸五氟苯基酯侧基的第一环状羰基化合物的开环聚合所用的引发剂为醇。该醇引发剂可为任何合适的醇，包括一元醇、二元醇、三元醇或其他多元醇，条件是选择的醇不对聚合的产率、聚合物的分子量和/或所希望的所得第一ROP聚合物的机
械和物理性能有不利的影响。该醇可为多官能的，其除了一个或多个羟基外，还可包含卤
素、醚基团、酯基团、酰胺基团或其他官能团。额外示例性的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇(pentanol)、戊醇(amyl alcohol)、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、硬脂醇、十九烷醇和其他脂族饱和醇、环戊醇、环己醇、环庚醇、环辛醇和其他脂族环状醇；酚、取代酚、苄醇、取代苄醇、苯二甲醇、三羟甲基丙烷、醣、聚乙二醇、丙二醇、衍生自低聚醇的经醇官能化的嵌段共聚物、衍生自支化醇的经醇官能化的支化聚合物或其组合。单体二元醇引发剂包括乙二醇、丙二醇、氢醌和间苯二酚。
二元醇引发剂的实例为衍生自2,2-二羟甲基丙酸的BnMPA，一种用于制备环状碳酸酯单体
的前体。

[0269]

[0270] 更具体的聚合醇引发剂为聚醚醇，如聚(亚烷基二醇)或单封端的聚(亚烷基二醇)，其包括但不限于聚(亚烷基二醇)和单封端的聚(亚烷基二醇)。这些引发剂用于将
主链亲水性第一嵌段引入所得的第一ROP聚合物。ROP聚合物的第二嵌段包含含有侧链碳
酸五氟苯基酯基团的活性链区段，该活性链区段由第一环状羰基化合物的开环聚合形成。

[0271] 聚醚醇可为具有通式(12)的聚(亚烷基二醇)：

[0272] HO-[C(R7)2(C(R7)2)a’C(R7)2O]n-H (12)，

[0273] 其中a'为0-8，n为2-10000的整数，且R7各自独立地为选自氢和包含1-30个碳的烷基的一价基团。因此，在各自主链氧之间，该醚重复单元包含2-10个主链碳。更特别
地，该聚(亚烷基二醇)可为由式(13)所代表的单封端的聚(亚烷基二醇)：

[0274] R8O-[C(R7)2(C(R7)2)a’C(R7)2O]n-H (13)，

[0275] 其中R8为包含1-20个碳的一价烃基。

[0276] 作为非限制性实例，聚醚醇可为具有HO-[CH2CH2O]n-H结构的聚乙二醇(PEG)，其中醚重复单元CH2CH2O(显示在中括号中)包含连接至主链氧的两个主链碳。该聚醚醇还可
为具有HO-[CH2CH(CH3)O]n-H结构的聚丙二醇(PPG)，其中醚重复单元CH2CH(CH3)O包含与主链氧连接的两个主链碳，带有甲基侧链。单封端PEG的实例为市售单甲基封端PEG(MPEG)，
8
其中R 为甲基。其他实例包括具有HO-[CH2CH2CH2O]n-H结构的聚(氧杂环丁烷)以及具有
HO-[CH2(CH2)2CH2O]n-H结构的聚(四氢呋喃)。

[0277] 单封端聚(亚烷基二醇)可包含更多复杂的化学端基，由通式(14)所代表：

[0278] Z"-[C(R7)2(C(R7)2)a’C(R7)2O]n-1-H (14)，

[0279] 其中Z"为一价基团，包括末端重复单元的主链碳和氧，且可具有2-100个碳。以下的非限制性实例举例说明了聚乙二醇(PEG)的单末端衍生。如上所述，PEG的一个末端重
复单元可用含有1-20个碳的一价烃基封端；如单甲基PEG(MPEG)；其中Z"为MeOCH2CH2O-。
在MeOCH2CH2O-末端的横线表明与聚醚链的连接点。在另一实例中，Z"包括硫醇基团如
HSCH2CH2O-，或硫醚基团如MeSCH2CH2O-。在另一实例中，PEG的一个末端单元为醛，其中Z"
9 9
可为OCHCH2CH2O-。使用伯胺处理该醛产生亚胺，其中Z"为RN=CHCH2CH2O-。R 为选自氢、
包含1-30个碳的烷基或包含6-100个碳的芳基的一价基团。进一步，亚胺可被还原成胺，
9
其中Z"为RNHCH2CH2CH2O-。在另一实例中，PEG的一个末端重复单元可被氧化为羧酸，其中
9
Z"为HOOCCH2O-。使用已知方法，该羧酸可被转化为酯，其中Z"变成ROOCCH2O-。或者，该
9
羧酸可被转化为酰胺，其中Z"变成RNHOCCH2O-。许多其他衍生物是可能的。在一个特定
实施方案中，Z"为包含与特定细胞类型相互作用的生物活性结构部分的基团。例如，该Z"
基团可包含半乳糖结构部分，其专用于辨识肝细胞。在该情况下，Z"具有如下结构：

[0280] 其中L"为包含2-50个碳的二价连接基团。在L"右侧的连接符表明与聚醚链的连接点。Z"可包含其他生物活性结构部分如甘露糖结构部分。

[0281] 开环聚合可使用或不使用溶剂，特别是使用溶剂进行。任选的溶剂包括二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、三氟甲苯、石油醚、乙腈、戊烷、己烷、庚烷、2,2,4-三甲基戊烷、环己烷、乙醚、叔丁基甲基醚、二异丙醚、二噁烷、四氢呋喃或包含上述溶剂之一的组合。当存在溶剂时，合适的环状羰基化合物浓度为约0.1-5摩尔/升，更具体地为约0.2-4摩尔/升。在特定实施方案中，用于开环聚合的反应混合物不包含溶剂。

[0282] 第一和/或第二环状羰基单体的开环聚合可在约为环境温度或更高的温度下进行，更具体地在15-200°C的温度下进行，更特别地在20-60°C的温度下进行。反应时间
随溶剂、温度、搅拌速率、压力和装置而变化，但通常聚合在1-100小时内完成。

[0283] 当以 溶液 或本 体进 行时，该聚 合在 惰性(如 干的 )氛围 下且 在100-500MPa(1-5atm)的压力，更典型地100-200MPa(1-2atm)的压力下进行。在反应完成
时，可减压除去溶剂。

[0284] 任选的含氮碱加速剂，在存在时，以基于环状羰基化合物的总摩尔数以0.1-5.0mol%，0.1-2.5mol%，0.1-1.0mol%或0.2-0.5mol%的量存在。

[0285] 引发剂的量基于引发剂中每个亲核引发基团(如羟基)的当量分子量计算。引发基团以基于环状羰基化合物的总摩尔数为0.001-10.0mol%、0.1-2.5mol%，0.1-1.0mol%和
0.2-0.5mol%的量存在。例如，若引发剂的分子量为100克/摩尔且引发剂具有两个羟基，
则每个羟基的当量分子量为50克/摩尔。若聚合需要5mol%羟基，基于每摩尔单体，则基
于每摩尔单体，引发剂的量为0.05×50=2.5克。

[0286] 在一个具体实施方案中，开环催化剂以约0.2-20mol%的量存在，任选的加速剂以0.1-5.0mol%的量存在，且引发剂的羟基以0.1-5.0mol%的量存在，基于引发剂中每个亲核
引发剂基团的当量分子量。

[0287] 开环聚合形成包含活性聚合物链的ROP聚合物。活性聚合物链可包含末端羟基、末端硫醇基团或末端胺基团，其各自可引发进一步的ROP链生长，如果需要的话。ROP聚合
物的至少一个重复单元包含侧链碳酸五氟苯基酯基团。

[0288] ROP聚合物可包含线性聚合物、环状聚合物、接枝共聚物和其他聚合物形态。ROP聚合物可为无规共聚物、交替共聚物、梯度共聚物或嵌段共聚物。嵌段共聚反应可通过顺序聚合不同的环状羰基单体，或通过同时共聚具有合适反应比例的单体而实现。ROP聚合物可包含亲水性重复单元，疏水性重复单元及其组合，由此赋予第一ROP聚合物两亲性能。在一个实施方案中，ROP聚合物具有包含聚碳酸酯均聚物、聚碳酸酯共聚物或聚酯碳酸酯共聚物的主链。

[0289] 在一个优选实施方案中，选择催化剂、加速剂和反应条件使得生长的链末端(亲核醇)不与同一聚合物链的碳酸五氟苯基酯侧基进行分子内反应而形成环状结构，或不与
另一个聚合物链的碳酸五氟苯基酯侧基进行分子间反应。以该方式，可合成带有受控多分
散性的线性聚合物。在高转化率下当单体的相对浓度低时，与碳酸五氟苯基酯侧基的反应
可伴随着随后多分散性拓宽而发生。

[0290] 若反应条件允许(如当使用强活化催化剂时)，生长的链末端(如亲核醇)可与未反应的第一环状碳酸酯单体的碳酸五氟苯基酯侧链基团反应，或与同一聚合物链的碳酸
五氟苯基酯侧链基团反应(即分子内反应)，或与另一聚合物链的碳酸五氟苯基酯侧链基
团反应(即分子间反应)。与未反应的第一环状碳酸酯单体的碳酸五氟苯基酯侧链基团反
应导致形成大分子单体，其可随后聚合以制备出梳形聚合物或接枝聚合物。分子内的反应
可得到环状结构，而分子间的反应可提供支化聚合物。若使用强力的反应条件，生长的链末端还可与聚合物主链的羰基(如酯、碳酸酯等)反应，导致巨环化或区段交换(segmental
exchange)(如通过酯交换反应)。若希望产生具有受控的分子量和多分散性的聚合物的
话，应避免这些条件。

[0291] 或者，若将包含额外亲核基团(如OX-BHMP)的共聚单体用于包含碳酸五氟苯基酯侧链基团的第一ROP聚合物的制备中，则这些额外的亲核基团可用作引发剂基团(其引发
聚合物链)，以及可与碳酸五氟苯基酯侧链基团反应的亲核基团。若该额外的亲核基团仅用作引发剂基团，则合成的结果可为这样的第一ROP聚合物，其包含碳酸五氟苯基酯侧链基
团，具有支化、超支化、梳状、瓶刷状或其他该类结构。若反应条件允许，则该额外的亲核基团还可与未反应的第一环状碳酸酯单体的碳酸五氟苯基酯侧链基团反应，或与同一聚合物
链的碳酸五氟苯基酯侧链基团反应(即分子内反应)，或与另一聚合物链的碳酸五氟苯基
酯侧链基团反应(即分子间反应)。分子内的反应可得到环状结构，而分子间反应可提供聚
合物交联网络或凝胶(其可能含有或不含任何残留的碳酸五氟苯基酯侧链基团。同样地，
强力反应条件可允许这些亲核基团还与聚合物主链的羰基(如酯、碳酸酯等)反应，但是这
通常是不希望的。

[0292] 第一ROP聚合物可为均聚物、共聚物或嵌段共聚物。该聚合物可具有通常为1,000-200,000，更具体地2,000-100,000，甚至更具体地5,000-80,000的数量平均分子
量。在一个实施方案中，第一ROP聚合物链具有的数量平均分子量Mn为10000-20000克/
摩尔。第一ROP聚合物链还可具有窄的多分散性指数(PDI)，一般为1.01-1.35，更具体地
为1.1-1.30，甚至具体地为1.1-1.25。

[0293] 方法4第一ROP聚合物的官能化

[0294] 进一步公开了通过将第一ROP聚合物的碳酸五氟苯基酯侧链基团与合适的亲核化合物反应而使第一ROP聚合物转化为官能化第二聚合物的方法(方法4)。该方法可使用
温和条件进行，且不破坏第一ROP聚合物的主链羰基。作为非限制性实例，方案8举例说明
了第一ROP聚合物BnOH-[P(MTCPFP)]使用亲核化合物R"-XH的官能化。

[0295] 方案8

[0296]

[0297] R"-XH为选自醇、胺、硫醇及其组合的亲核化合物，其中R"没有限制，条件是得到有用的聚合物。在一个实施方案中，R"包含1-10000个碳。可制成基本无残留碳酸五氟苯基酯基团的官能化第二聚合物。

[0298] 该方法(方法4)包括形成第一混合物，该第一混合物包含：含碳酸五氟苯基酯侧链基团的第一ROP聚合物，任选的第二催化剂，选自醇、胺、硫醇及其组合的亲核化合物和任选的溶剂。将该第一混合物搅拌，且任选地加热，以进行碳酸五氟苯基酯基团与亲核化合物的反应，由此形成包含侧官能团的官能化第二聚合物和五氟苯酚副产物，所述侧官能团
选自碳酸五氟苯基酯以外的碳酸酯、氨基甲酸酯、硫代碳酸酯及其组合。

[0299] 第一ROP聚合物可用各种亲核化合物处理以形成官能化第二聚合物。示例性亲核化合物包括但不限于聚合和非聚合醇、硫醇和胺，如在上文在方法2和方法3中所进一步描
述。当亲核化合物为聚醚醇时，官能化第二聚合物包含含有亲水性聚醚链的碳酸酯侧链基
团。

[0300] 亲核化合物可进一步包含碳、氮和氢的同位素富集形式，包括例如13C、14C、15N、氘或其组合。胺还可包含放射活性结构部分，该放射性结构部分包括重金属放射活性同位素。如上所述的方法2还可包括包含碳、氮和氢的同位素富集形式和放射活性结构部分的亲核
化合物。

[0301] 亲核化合物可进一步包含额外的反应性官能团，其包括羟基、氨基、硫醇、乙烯基、烯丙基、炔丙基、乙炔、氮化物、缩水甘油基、呋喃、糠基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基苯基、乙烯基酮、乙烯基醚、丁烯基、富马酸酯、马来酸酯、马来酰亚胺、丁二烯、环戊二烯、环己二烯及其衍生物。这些额外的反应性基团可用作通过例如第尔斯-阿尔德(Diels-Alder)或Huisgen 1,3-双极性环加成的额外随后改性的部位。

[0302] 包括醇基团、胺基团、硫醇基团或其组合的亲核化合物可连接于较大的结构，包括低聚物、聚合物、生物大分子、颗粒和官能化表面。非限制性的低聚和聚合结构包括线性、支化、超支化、环状、树枝状、嵌段、接枝、星状和其他已知的聚合物结构。非限制性生物大分子包括碳水化合物、蛋白质、DNA、RNA、脂质、磷脂。包含亲核基团的颗粒可具有小于1纳米至数百微米的平均直径。非限制性官能化表面包括二氧化硅、氧化铝和聚合物树脂如常用于色谱法的那些以及官能化聚合物珠粒如常用于固相合成的那些。

[0303] 当使用多官能亲核化合物(如二胺、三胺、二醇、三醇或氨基醇)时，官能化反应可导致形成包含交联网络或凝胶的官能化第二聚合物。多官能亲核化合物可因此通过与不同聚合物链的碳酸五氟苯基酯基团反应而用作交联剂。

[0304] 包括醇、胺、硫醇或其组合的纳米颗粒亲核化合物可具有1nm至500nm的平均直径。纳米颗粒可包括有机和无机的纳米颗粒，包括用配体或稳定化聚合物官能化的那些。有机纳米颗粒可包括但不限于交联的聚合纳米颗粒、树枝状聚合物和星状聚合物。无机纳米
颗粒包括但不限于金属纳米颗粒(如金、银、其他过渡金属和周期表第13-16族的金属)、氧化物纳米颗粒(如氧化铝、二氧化硅、氧化铪、二氧化锆、氧化锌)、氮化物纳米颗粒(如氮化钛、氮化镓)、硫化物纳米颗粒(如硫化锌)、半导性纳米颗粒(如硒化镉)。官能化的表面
包括但不限于用自组性单层官能化的表面。

[0305] 第一ROP聚合物与亲核化合物的反应一般在反应器中在干燥的惰性氛围如氮气或氩气下进行。可使用非活性溶剂进行该反应，非活性的溶剂如苯、甲苯、二甲苯、二噁烷、氯仿和二氯乙烷、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二甲基乙酰胺或其混合物。官能化的反应温度可为20-250°C。通常，将反应混合物在室温和大气压力
下搅拌0.5-72小时以使碳酸五氟苯基酯基团完全转化。随后，可将额外的亲核化合物和催
化剂加入第二混合物中以进一步将任何未反应的碳酸五氟苯基酯基团官能化。或者，可将
额外的亲核化合物和偶联试剂加入第二混合物中，以使任何由碳酸五氟苯基酯侧基水解形
成的羟基官能化。

[0306] 典型地，第一混合物包含溶剂，但是这不是必需的。取决于溶剂，当形成五氟苯酚副产物时，五氟苯酚副产物可在某些情况下直接地由反应混合物中沉淀。然而，通常地，可通过使用合适的非溶剂如异丙醇进行沉淀将官能化第二聚合物分离。以该方式，官能化第二聚合物可以约50%至约100%，更具体地约70%至100%，更加具体地约80%至100%的产率
得到。

[0307] 第一混合物的任选的催化剂(方法4)可选自用于酯交换反应的典型催化剂、用于将酯转化为酰胺的典型催化剂、用于将酯转化为硫酯的典型催化剂。这包括有机催化
剂和无机催化剂，特别是如前所述的催化剂，更具体为氟化铯。当用于第一混合物中时，催化剂可以0.02-1.00摩尔/摩尔用于制备第一ROP聚合物的环状羰基单体，更具体地为
0.05-0.50摩尔/摩尔用于制备第一ROP聚合物的环状羰基单体，甚至更具体地0.15-0.25
摩尔/摩尔用于制备第一ROP聚合物的环状羰基单体的量存在。

[0308] 在另一实施方案中，形成含有碳酸五氟苯基酯侧基的第一ROP聚合物的聚合(方法3)以及随后的第一ROP聚合物与亲核化合物通过置换碳酸五氟苯基酯侧基的五氟苯氧
基而形成官能化第二聚合物的反应(方法4)在单一反应容器中逐步进行，无需分离带有碳
酸五氟苯基酯侧链基团的第一ROP聚合物的中间步骤。

[0309] 上述方法提供了将宽范围的官能团和连接引入由含有碳酸五氟苯基酯侧基的环状羰基化合物的开环聚合所形成的聚合物中的受控方法。当由化学式不含下列金属的有机
催化剂制备时：铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第
3-12族的金属，第一ROP聚合物和官能化第二聚合物是特别有利的，因为它们可在最少金
属污染下制得。

[0310] 在优选的实施方案中，第一ROP聚合物和/或官能化第二聚合物含有不超过1000ppm(每百万份的份数)，优选不超过100ppm，更优选不超过10ppm，且进一步更优选不
超过1ppm的选自以下的每一单独金属：铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第3-12族的金属。例如，若极限为不超过100ppm，则每种前述金属在第一ROP聚合物、官能化第二聚合物或两者中的浓度不超过100ppm。当各金属浓度在检
测能力以下时，或其浓度为0份时，该浓度以0ppm表示。在另一实施方案中，铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和元素周期表第3-12族的金属中的每一单独金属在第一ROP聚合物、官能化第二聚合物或两者中的浓度为0-1000ppm、0-500ppm、
0-100ppm、0-10ppm或甚至更具体为0-1ppm。例如，若浓度可为0-100ppm(包括端点)内的
值，则每种前述金属在第一ROP聚合物、官能化第二聚合物或两者中的浓度为0-100ppm。在另一实施方案中，第一ROP聚合物、官能化第二聚合物或两者包含小于1ppm的选自如下的
每一单独金属：铍、镁、钙、锶、钡、镭、铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、砷、锑、铋、碲、钋和周期表第
3-12族的金属。为了清楚起见，若极限为小于1ppm，则每种前述金属在第一ROP聚合物、官能化第二聚合物或两者中的浓度小于1ppm。

[0311] ROP聚合的聚合物产物可应用至常规模塑方法如压塑、挤出成形、注塑、中空模塑和真空模塑，且可被转化成模制品如各种的部件、容器、材料、工具、薄膜、薄片和纤维。可制备模塑组合物，该模塑组合物包含聚合物和各种添加剂，包括例如成核剂、颜料、染料、耐热剂、抗氧化剂、耐候剂、润滑剂、抗静电剂、稳定剂、填料、补强材料、阻燃剂、塑化剂和其他聚合物。通常地，该模塑组合物包含基于模塑组合物总重量为30-100wt.%或更多的聚合物。更具体地，该模塑组合物包含50-100wt.%的聚合物。

[0312] 第一ROP聚合物和官能化第二聚合物可通过已知方法成形为自立式(self-standing)膜或负载的膜。形成负载的膜的非限制性方法包括浸涂、旋涂、喷涂、刮涂。通常地，这种涂覆组合物包含基于涂覆组合物总重量为0.01-90wt.%的聚合物。更具
体地，这种模塑组合物包含基于涂覆组合物总重量为1-50wt.%的聚合物。涂覆组合物一般
还包括溶解所述聚合物产物所必需的合适溶剂。

[0313] 涂覆组合物可进一步包括其他选择用于最优化所需性质的添加剂，如薄膜的光学、力学和/或老化性能。添加剂的非限制性实例包括表面活性剂、紫外光吸收染料、热稳定剂、可见光吸收染料、猝灭剂(quencher)、颗粒状填料和阻燃剂。还可使用添加剂的组合。

[0314] 第二环状羰基化合物，特别是环状碳酸酯化合物还可带有可聚合官能团，其可通过ROP、自由基、CRP或其他聚合技术聚合。例如，单体TMCEMA(实施例5)和TMCNSt(实施
例8)带有不饱和基团，其可经由自由基或受控自由基聚合技术聚合，该技术包括氮氧化物
调控自由基聚合(nitroxide-mediated radical polymerization)、原子转移自由基聚合
(ATRP)和可逆加成-断裂聚合(RAFT)。这些单体可通过环状羰基、可聚合的官能团或两者
聚合。环状羰基和可聚合的官能团可以任何顺序聚合(如环状碳酸酯的ROP，接着官能团的
聚合，反之亦然，或同时发生)。或者，所述官能团可聚合(或共聚)以提供具有环状羰基侧基的聚合物。然后，可使这些环状羰基反应以将基团附加至聚合物。例如，已知使用环状碳酸酯与伯或仲胺的开环反应产生羟基氨基甲酸酯。
实施例

[0315] 除非另外指出，否则份为重量份，温度以°C表示，且压力为大气压或接近大气压。碳酸二(五氟苯基)酯由Central Glass Co.,Ltd.(日本)获得。所有其他起始物质
1 13 19
(若可能的话，无水等级)由Aldrich Chemical Co.获得。H、C和 F核磁共振(NMR)谱
在室温下在Bruker Avance 400光谱仪上获得。

[0316] 以下的实施例1举例说明了制备第一6员环状碳酸酯化合物TMCPFP的方法。实施例2举例说明了制备第一5员环状碳酸酯化合物GLCPFP的方法。实施例3-8举例说明了
置换TMCPFP的PFP碳酸酯以形成各种含有不同碳酸酯基团或氨基甲酸酯基团的第二环状
碳酸酯化合物的方法。实施例9举例说明了置换GLCPFP的PFP碳酸酯以形成含有氨基甲
酸酯基团的第二环状碳酸酯化合物的方法。实施例10举例说明了带有反应性侧基的第二
环状碳酸酯单体的聚合。实施例11举例说明了第一环状碳酸酯的聚合，形成嵌段共聚物。
实施例12举例说明了实施例11的嵌段共聚物的聚合后官能化，提供具有官能化的氨基甲
酸酯侧基的聚合物。

[0317] 实施例1 制备(5-甲基-2-氧代-1,3-二噁烷-5-基)甲基全氟苯基碳酸酯(TMCPFP)

[0318]

[0319] 在100mL的圆底烧瓶中，将1,1,1-三(羟甲基)乙烷(2.0g，16.7mmol)与在无水四氢呋喃(THF)(11.9mL)中的碳酸二(五氟苯基)酯(15.1g，38.3mmol，2.3当量)和氟化
铯(0.76g，5.0mmol，0.3当量)合并，并在室温下搅拌4小时。开始时反应为非均质的，但
1小时后，该反应形成澄清的均质溶液。将反应真空浓缩(100mm Hg，30°C)，且将残留物
溶于二氯甲烷(～50mL)中。在静置(~10分钟)后，五氟苯酚副产物由溶液中沉淀，并通
过过滤回收。母液用含水碳酸氢钠(3×50mL)洗涤，直到水层的pH值为~8，并然后用盐水
(1×50mL)洗涤。分离出有机层并以无水硫酸钠干燥。浓缩该溶液以得到粗产物，其通过再
结晶而纯化。将粗产物在65°C下溶解在乙酸乙酯(24mL)中。在相同温度下，加入正己烷
(35mL)，并将所得的溶液冷却至室温。在经整夜搅拌该溶液后，白色结晶产物TMCPFP通过
过滤分离(4.0g，产率67%)。m.p.130-131°C。1H NMR(CDCl3,400Hz)1.22(s,3H),4.23(d,
2H,J=11Hz),4.37(s,2H),4.38(d,2H,J=11Hz)。19F NMR(CDCl3,376Hz)-154.3~-154.3(m,2F),-157.8(t,1F,J=22Hz),-162.6~-162.7(m,2F)。13C NMR(CDCl3,100Hz)16.8,32.6,70.3,73.
0,125.4,137.9,140.1,141.3,147.4,151.1。

[0320] 实施例2 制备(2-氧代-1,3-二氧杂环戊烷-4-基)甲基全氟苯基碳酸酯(GLCPFP)

[0321]

[0322] 将甘油(1.0g，0.011mmol)与在THF(15.6mL)中的碳酸二(五氟苯基)酯(9.8g，0.025mmol，2.3当量)和CsF(0.49g，0.033mmol，0.3当量)合并，并在室温下搅拌6小时。
开始时反应为非均质的，但1小时后，反应形成澄清的均质溶液。将该反应浓缩且并再溶于二氯甲烷中。经过10分钟的静置后，五氟苯酚副产物从溶液中析出。通过过滤除去该副产
物后，将母液以盐水洗涤。将有机层分离并以Na2SO4干燥。浓缩该溶液以得到粗产物。将
该粗产物以正己烷(2mL)溶解，并将晶种加入该溶液中。将该溶液在0°C下保持1小时
后，通过过滤将晶体分离(2.97g，产率83%)。

[0323] 实施例3 制备(5-甲基-2-氧代-1,3-二噁烷-5-基)甲基乙基碳酸酯(TMCEt)

[0324]

[0325] 在干燥的氮气氛围下，将无水乙醇(0.06g，1.26mmol，1.5当量)加入TMCPFP(0.3g，0.84mmol)和氟化铯(0.038g，0.25mmol，0.3当量)的THF(3mL)溶液中。将
该混合物在室温下搅拌1天。反应后，将该溶液真空浓缩，并再溶解于二氯甲烷中。静置
(~10分钟)后，五氟苯酚副产物由溶液中沉淀，并通过过滤除去。粗产物通过柱层析(乙酸
乙酯/正己烷=1/3)纯化，以白色结晶粉末得到TMCEt(0.11g，产率63%)。m.p.68-69°C。
1
H NMR(CDCl3,400Hz)1.15(s,3H),1.33(t,3H,J ＝ 7Hz),4.14(s,2H),4.15(d,2H,J ＝
13
11Hz),4.23(q,2H,J＝7Hz),4.34(d,2H,J＝11Hz)。 C NMR(CDCl3,100Hz)14.2,16.9,32.
3,64.7,67.8,73.3,147.7,154.7。

[0326] 实施例4 制备(5-甲基-2-氧代-l,3-二噁烷-5-基)甲基苄基碳酸酯(TMCBn)

[0327]

[0328] 在干燥的氮气氛围下，将无水苄醇(0.06g，0.55mmol，1.0当量)加入TMCPFP(0.2g，0.55mmol)和吡啶(0.04g，0.49mmol，0.89当量)的THF(2mL)溶液中。将
该混合物在55°C下搅拌3天。反应后，将溶液浓缩并将其再溶于二氯甲烷中。经静置
(~10分钟)，五氟苯酚副产物由溶液中沉淀。通过过滤除去该副产物后，将母液以含水碳
酸氢钠洗涤(水层的pH值为~8)，然后用盐水洗涤。将有机层分离并以无水硫酸钠干燥。
将溶液浓缩以得到粗产物，其通过再结晶(甲苯/正己烷3:1)纯化，以白色结晶粉末得到
1
TMCBn(0.03g，产率20%)。m.p.72-75°C。H NMR(CDCl3,400Hz)1.14(s,3H),4.13(d,2H,J
13
＝11Hz),4.16(s,2H),4.32(d,2H,J＝11Hz),5.18(s,2H),7.38-7.39(m,5H)。 C NMR(CDC
l3,100Hz)17.0,32.4,68.1,70.3,73.2,128.6,128.7,128.9,134.6,147.5,154.6。

[0329] 实施例5 制备甲基丙烯酸2-(((5-甲基-2-氧代-1,3-二噁烷-5-基)甲氧基)羰氧基)乙基酯(TMCEMA)

[0330]

[0331] 在干燥的氮气氛围下，将甲基丙烯酸2-羟乙基酯(0.037g，0.28mmol，1.0当量)加入TMCPFP(0.1g，0.28mmol)和氟化铯(0.013g，0.084mmol，0.3当量)的THF(1mL)溶液
中。将该混合物在室温下搅拌3天。反应后，将溶液浓缩并将其再溶于二氯甲烷中。经静置(~10分钟)，五氟苯酚副产物由溶液中沉淀，并通过过滤除去。将溶剂真空除去，以提供粗产物，其通过柱层析(乙酸乙酯/正己烷=1/3)进一步纯化，以无色油得到TMCEMA(0.03g，
产率35%)。1H NMR(CDCl3,400Hz)1.16(s,3H),1.96(s,3H),4.16(d,2H,J=11Hz),4.17(s,2H
),4.34(d,2H,J=11Hz),3.39~4.43(m,2H),5.63(bs,1H),6.15(s,1H)。13C NMR(CDCl3,100Hz)
17.0,18.3,32.4,62.0,66.2,68.2,73.2,126.4,135.7,147.5,154.6,167.1。

[0332] 实施例6 制备异丙基(5-甲基-2-氧基-1,3-二噁烷-5-基)甲基碳酸酯(TMCiPR)

[0333]

[0334] 在干燥的氮气氛围下，将无水2-丙醇(0.025g，0.42mmol，1.5当量)加入TMCPFP(0.1g，0.28mmol)和氟 化铯(0.013g，0.084mmol，0.3当 量)的THF(1mL)溶 液
中。将混合物在55°C下搅拌1天。反应后，将溶液浓缩并将其再溶于二氯甲烷中。经
静置(~10分钟)，五氟苯酚副产物由溶液中沉淀并通过过滤除去。将溶剂真空除去，得
到粗产物，其通过柱层析(乙酸乙酯/正己烷=1/3)进一步纯化，以白色结晶粉末得到
1
TMCiPR(0.03g，产率46%)。m.p.64-65°C。H NMR(CDCl3,400Hz)1.18(s,3H),1.34(d,6H
,J＝6Hz),4.14(s,2H),4.17(d,2H,J＝11Hz),4.36(d,2H,J＝11Hz),4.92(sep,1H,J＝
13
6Hz)。 C NMR(CDCl3,100Hz)17.0,21.7,32.4,67.6,72.9,73.3,147.7,154.2。

[0335] 实施例7 制备苄基氨基甲酸(5-甲基-2-氧代-1,3-二噁烷-5-基)甲基酯(TMCNBn)

[0336]

[0337] 在干燥的氮气氛围下，将无水苄胺(0.039g，0.37mmol，1.32当量)加入TMCPFP(0.1g，0.28mmol)和氟化铯(0.013g，0.084mmol，0.3当量)的THF(1mL)溶液中。将
该混合物在室温下搅拌1天。反应后，将溶液浓缩并将其再溶于二氯甲烷中。经静置(～
10分钟)，五氟苯酚副产物从溶液中析出，并通过过滤除去。将溶剂真空除去，以提供粗产物，其通过柱层析(乙酸乙酯/正己烷=1/1)进一步纯化，以无色油得到TMCNBn(0.044g，产
率56%)。1H NMR(CDCl3,400Hz)1.11(s,3H),4.14(d,2H,J=11Hz),4.15(s,2H),4.32(d,2H,J
＝11Hz),4.38(d,2H,J＝6Hz),6.23(bs,1H),7.28-7.36(m,5H)。13C NMR(CDCl3,100Hz)17
.1,32.4,45.2,66.1,73.9,127.6,127.7,128.7,138.0,148.0,155.7。

[0338] 实施例8 制备4-乙烯基苯基氨基甲酸(5-甲基-2-氧代-1,3-二噁烷-5-基)甲基酯(TMCNSt)

[0339]

[0340] 在干燥的氮气氛围下，将4-乙烯基苯胺(0.87g、7.3mmol、1.3当量)加入TMCPFP(2.0g，5.6mmol)和氟化铯(0.26g，1.7mmol，0.3当量)的THF(11.2mL)溶液中。
将该混合物在室温下搅拌2天。将该溶液浓缩并将残留物再溶于二氯甲烷中。经静置
(～10分钟)，五氟苯酚副产物由溶液中沉淀。通过过滤除去该副产物后，母液以含水
碳酸氢钠洗涤(水层的pH值为~8)，然后用盐水洗涤。将有机层分离并以无水硫酸钠
干燥。将该溶液浓缩以得到粗产物，其通过从甲苯(40mL)再结晶纯化，以结晶粉末得到
1
TMCNSt(1.3g，产率81%)。m.p.120-121°C。H NMR(CDCl3,400Hz)1.14(s,3H),4.19(d,2
H,J＝11Hz),4.21(s,2H),4.38(s,2H,J＝11Hz),5.20(d,1H,J＝11Hz),5.68(d,1H,J＝
13
18Hz),6.67(dd,1H,J＝18,11Hz),6.98(bs,1H),7.36(s,4H)。 C NMR(CDCl3,100Hz)17.0,
32.4,65.8,73.8,112.9,118.7,126.9,133.2,136.0,137.0,148.3,152.7。

[0341] 实施例9 制备苄基氨基甲酸(2-氧代-1,3-二氧杂环戊烷-4-基)甲基酯(GLCNBn)

[0342]

[0343] 将5员环状碳酸酯(0.2g，0.61mmol)和苄基胺(0.098g，0.91mmol，1.5当量)以及CsF(0.028g，0.18mmol，0.3当量)在THF(1mL)中合并，且在室温下搅拌。经18小时后，
将反应混合物浓缩，并再溶于二氯甲烷中。在静置10分钟后，五氟苯酚副产物从溶液中析
出。通过过滤除去副产物后，母液以含水氯化铵洗涤。将有机层分离并以Na2SO4干燥。将
溶液浓缩以得到粗产物。粗产物从二氯甲烷(2mL)和正己烷(1.5mL)再结晶。通过过滤分
离出晶体(0.080g，产率56%)。

[0344] 实施例10 通过TMCNSt的开环聚合制备BnOH-[P(TMCNSt)]

[0345]

[0346] 在干燥的氛围下，将TMCNSt(296mg，0.924mmol)、1,3-二(1,1,1,3,3,3-六氟-2-羟基-丙-2-基)苯(19mg，0.046mmol，0.05当量)、(-)-金雀花碱(11微升，
0.046mmol，0.05当量)、苄醇(0.97微升，0.009mmol，0.01当量)和二氯甲烷(2mL，0.5M)
1
在烧瓶中合并，并在室温下搅拌3天。H NMR显示转化率为90%。聚合物BnOH-[P(TMCNSt)]
在甲醇中沉淀。Mn=4269g/mol。Mw=6935g/mol。PDI=1.62。

[0347] 实施例11 制备BnOH-[P(LLA-b-TMCPFP)]嵌段共聚物

[0348]

[0349] 将L- 丙 交 酯(1.92g，13.3mmol)，1,3-HFAB(376mg，0.916mmol，0.069 当 量 )、(-)-金雀花碱(98mg，0.417mmol，0.031当量)和苄醇(21mg，0.194mmol，0.0146当量)在二氯甲烷(15mL)中合并，并在室温下搅拌。16小时后，加入TMCPFP(1.19g，3.34摩尔)，并使溶液在室温下再额外搅拌24小时。经由沉淀从2-丙醇中分离粗嵌段共聚物。粗产物以
二氯甲烷(8mL)溶解，并将该溶液逐滴加入正己烷(15mL)中，以除去未反应的TMCPFP。将
母液蒸发以得到嵌段共聚物BnOH-[P(LLA-b-TMCPFP)]。近似地，在分离后保留了99%的碳
酸五氟苯基酯基团。引入率(LLA/TMCPFP)：95.8/4.2。Mn=10400g/mol。Mw=10,800g/mol。
PDI=1.04。

[0350] 实施例12 BnOH-[P(LLA-b-TMCPFP)]的官能化

[0351]