(57)【要約】本発明は、高いバイオベース含量を有する生分解可能なポリエステルポリオールポリマー、および高いバイオベース含量を有する生分解可能なポリエステルポリオールポリマーを生成する方法を対象とする。好ましい実施形態では、β−ラクトンモノマーは、高いバイオベース含量を有する、エポキシドおよび一酸化炭素から生成することができる。ある特定の好ましい実施形態では、β−ラクトンは、エチレンオキシドおよび一酸化炭素から生成されたβ−プロピオラクトンである。ある特定の実施形態では、β−ラクトンは、ジオール、トリオール、およびポリオールと重合されて、高いバイオベース含量を有する生分解可能なポリエステルポリオールポリマーを形成することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．  エポキシドと一酸化炭素とのカルボニル化反応から誘導されたβ−ラクトンのモノマーであって、前記エポキシドが１０％より高いバイオ含量を有し、前記一酸化炭素が１０％より高いバイオ含量を有する、モノマー
を含む、生分解可能なポリオールであって、
ｂ．  β−ラクトンの前記モノマーが、少なくとも２個のヒドロキシル官能基を含む、少なくとも１種のモノマーと重合されて、前記生分解可能なポリオールを生成する、生分解可能なポリオール。
【請求項２】
前記β−ラクトンが、エポキシドを一酸化炭素と反応させることによって形成される、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項３】
前記エポキシドが、バイオ含有炭素から構成されたエチレンオキシドである、請求項２に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項４】
前記一酸化炭素が、バイオ含有炭素から構成される、請求項２に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項５】
前記β−ラクトンがβ−プロピオラクトンである、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項６】
ヒドロキシル官能基を含む前記少なくとも１種のモノマーが、ジオールを含む、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項７】
前記ジオールが１，４−ブタンジオールである、請求項８に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項８】
ヒドロキシル官能基を含む前記少なくとも１種のモノマーが、トリオールを含む、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項９】
前記トリオールがグリセロールである、請求項１０に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１０】
ヒドロキシル官能基を含む前記少なくとも１種のモノマーが、エリトリトールを含む、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１１】
ヒドロキシル官能基を含む前記少なくとも１種のモノマーが、キシリトールを含む、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１２】
前記生分解可能なポリオールが、β−ラクトンと反応されて、変性された生分解可能なポリオールを生成する、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１３】
前記β−ラクトンがβ−プロピオラクトンである、請求項１４に記載の変性された生分解可能なポリオール。
【請求項１４】
前記生分解可能なポリオールが、少なくとも５０％のバイオ含量を有する、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１５】
前記生分解可能なポリオールが、少なくとも７５％のバイオ含量を有する、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１６】
前記生分解可能なポリオールが、少なくとも９５％のバイオ含量を有する、請求項１に記載の生分解可能なポリオール。
【請求項１７】
ａ．  エポキシドと一酸化炭素とのカルボニル化反応から誘導された第１のβ−ラクトンのモノマーであって、前記エポキシドが１０％より高いバイオ含量を有し、前記一酸化炭素が１０％より高いバイオ含量を有する、モノマー、
ｂ．  第２のβ−ラクトンのモノマーおよび少なくとも２個のヒドロキシル官能基を有するモノマーを重合させた、前記第１のβ−ラクトンの前記モノマー
を含む、生分解可能なポリオール。
【請求項１８】
ａ．  エポキシドと一酸化炭素とのカルボニル化反応から誘導されたモノマーを有する、ポリβ−ラクトンオリゴマーのモノマーであって、前記エポキシドが１０％より高いバイオ含量を有し、前記一酸化炭素が１０％より高いバイオ含量を有する、モノマー、
ｂ．  少なくとも２個のヒドロキシル官能基を有するモノマーと重合させた、前記ポリβ−ラクトンオリゴマーの前記モノマー
を含む、生分解可能なポリオール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、一般に、環境配慮型ポリエステルポリオールポリマー、誘導体、ならびにポリエステルポリオールポリマーおよび誘導体を生成するためのプロセスを対象とする。具体的には、好ましい重合プロセスは、生物学的な、リサイクルの、再生可能な、またはそうでなければ持続可能な原料源から得られた炭素から構成されたモノマーを含む。好都合なことに、ポリオールポリマーの特有の特徴は、環境配慮型の用途に使用するのに理想的である。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
本発明の目的のために、用語「バイオベース（biobased）」、「バイオベース含量（biobased  content）」、および「バイオ含量（bio-content）」は、生物学的源、リサイクル源、再生可能な源、および／またはそうでなければ持続可能な源からの炭素原子を説明するのに交換可能に使用される。炭素原子は、特有の物理的特徴および化学的特徴のために、多くの製造材料の基本的な構成要素である。炭素原子の１つの重要な使用は、ポリマーの製造にある。
【０００３】
一般に、ポリマーは、モノマーとして公知の複数の繰り返されたより小さい分子から構成されたより大きな分子である。重合として公知のプロセスの間に、モノマーは、互いに共有結合して、より大きなポリマー鎖を形成することができる。モノマーの組成および配置によって、ポリマーの特徴を決定することができ、例えば、ポリマーの生分解性およびバイオベース含量を決定することができる。
【０００４】
ポリマーのバイオベース含量は、モノマーが誘導される原料源に関連する。具体的には、バイオベース含量の程度は、生物学的源、リサイクル源、再生可能な源、またはそうでなければ持続可能な源から誘導されたモノマーの炭素の量に左右される。こうした材料には、作物残留物、木材残留物、草、都市の固形廃棄物、および藻類などの源を挙げることができる。より高いバイオベース含量を有するポリマーは、持続可能な用途および環境配慮型の用途での使用に好ましいことがある。
【０００５】
生分解可能なポリマーはまた、環境配慮型の用途において有益であり得る。生分解可能なポリマーは、一般に、自然プロセスによって、より小さい環境適合性分子に分解することができる、結合した有機分子から構成された主鎖を含む。生分解可能なポリマーのモノマーの特定の化学組成は、分解によってどのようなより小さい分子が生成されるか、分解が生じるメカニズム、および分解が生じる速度を決定することになる。
【０００６】
多くの従来のポリマーは、生分解性の特徴またはある程度のバイオベース含量を付与するモノマーから構成されないことがある。さらに、環境配慮型ポリマーを生成する、従来のプロセスの変更は、費用がかかり、長期の生成サイクルを要し、および／または変更するのが難しいことがある。
【０００７】
ポリエステルポリオールポリマー（「ポリオール」）は、一般に、ポリオールを多くの製品の生成の主要材料にする、特別な組成および配置を有する生分解可能なポリマーである。ポリカルボン酸、ポリカルボン酸の無水物またはエステルと、多価アルコールとの反応によるポリオールの生成は、周知である。一般に、先行技術のプロセスには、ポリカーボネート源と化学量論的過剰の多価アルコールとの一段階反応が含まれる。これらのプロセスでは、限定された試薬と共に、大規模で高価な反応器が使用され、その結果、製品をあまり変更することができない。
【０００８】
より用途が広く、費用効率の高いプロセスによって生成することができる、高度にカスタマイズ可能な、より高いバイオベース含量を有する生分解可能なポリオールの必要性が存在する。
【０００９】
本発明では、高い割合のバイオベース含量を有する原料源をより効率的に使用するプロセスによって生成される、より高いバイオベース含量を有する生分解可能なポリオールを提供することによって、この必要性が満たされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
本発明は、より高いバイオベース含量を有する生分解可能なポリオールおよび生成方法を対象とする。本発明のポリオールは、特有の特徴を付与する革新的なプロセスによって生成される。
【００１１】
好ましい実施形態では、ポリオールのモノマーは、生物学的由来の、再生可能な、リサイクルの、および／または持続可能な炭素源から生成することができる。ある特定の好ましい実施形態では、β−ラクトンモノマーは、エポキシドと一酸化炭素とのカルボニル化から生成することができる。エポキシド源および一酸化炭素源は、高いバイオベース炭素含量を有することができる。β−ラクトンモノマーを、ヒドロキシル官能基を有するモノマー、例えば高いバイオベース炭素含量の、単純アルコール、ジオール、トリオール、ポリオール、および糖アルコールと反応させることができる。好都合なことに、本発明のポリオールは、高められた生分解性を有することができ、高められたバイオベース含量を有することができる。ある特定の好ましい実施形態では、ポリオールは、２種の異なるβ−ラクトンモノマーおよびヒドロキシル官能基を有するモノマーから重合されたターポリマーであってもよい。ある特定の好ましい実施形態では、ポリラクトンオリゴマーを、ヒドロキシル官能基を有するモノマーと重合させることによって、ポリオールを形成することができる。ある特定の好ましい実施形態では、ポリオールを、より高いバイオベース含量のβ−ラクトンモノマーとさらに反応させて、より高いバイオベース含量の変性されたポリオールを生成することができる。
【００１２】
本発明の一部の態様により、β−ラクトンおよびコモノマーの供給流から生成されたポリオールが提供され、β−ラクトンは、エポキシドと一酸化炭素とのカルボニル化によって得られ、エポキシドの少なくとも一部は、生体炭素（biogenic  carbon）としても公知である、バイオマス源からの炭素を含有する。本発明の好ましい態様では、エポキシドの全ては、生体炭素から誘導される。本発明の極めて好ましい態様では、エポキシドおよび一酸化炭素の全ては、生体炭素から誘導される。
【００１３】
したがって、一態様では、本発明は、再生可能な炭素含量を有する、β−プロピオラクトンコポリマーを生成する方法である。この態様では、生体炭素含量を有するβ−プロピオラクトンモノマーが誘導され得る。好ましくは、β−プロピオラクトンモノマーの少なくとも一部は、少なくとも１０％のバイオ含量を有するエチレンオキシドと、必要に応じて少なくとも１０％のバイオ含量を有する一酸化炭素およびベータ−プロピオラクトン以外のラクトンから誘導されたコモノマーとのカルボニル化によって生成される。
【００１４】
再生可能な炭素およびリサイクル炭素を含有する、エポキシドおよび一酸化炭素から少なくとも一部誘導されたβ−ラクトンを使用できることは、本発明のポリマーおよび本発明の生成方法から得られる環境的な利益を強める。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態は、β−ラクトンモノマーと、ヒドロキシル官能基を含むモノマーとを縮合重合反応領域で重合させることによる、ポリオールの、費用効率の高い生成の、用途の広いプロセスを含む。プロセスのある特定の実施形態は、少なくとも１種のエポキシド、一酸化炭素、およびカルボニル化触媒をカルボニル化反応領域で合わせることによって形成されるβ−ラクトン中間体から、高いバイオベース含量のβ−ラクトンモノマーを回収することを含む。好都合なことに、高いバイオベース含量のβ−ラクトンから生成されたポリオールは、より高いバイオベース含量および生分解性を有することができる。
【００１６】
本発明の好ましい用途において、本明細書に記載のポリオールは、低い融点を有する熱可塑性物質として使用するのに好適であり得る。こうした使用には、生分解可能な、発泡体、包装、コーティング、接着剤、界面活性剤、およびエラストマーが挙げられる。好都合なことに、本発明の実施形態を取り入れた用途は、いくつかの、他の代替的なポリマーを使用した用途よりも、より生分解可能であり得る。本発明の実施形態を使用した用途のさらなる利点は、バイオベース成分から構成されたポリオールからもたらされる、低減された炭素排出量（carbon  footprint）である。
【００１７】
本開示は、様々な変更および代替的な形態を受け入れることができるが、特定の例示的な実施形態が、図で例示によって示され、詳細に説明されている。本開示を、開示された特定の例示的な実施形態に限定しようというものではない。添付の特許請求の範囲によって定められた、本開示の範囲内にある、全ての変更、等価物、および代替物を含むことが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態の詳細な説明
以下の説明は、より高いバイオベース炭素含量を有する生分解可能なポリオールポリマーを対象とする、本発明の好ましい実施形態を含む。しかし、こうした記載は、本開示の範囲を限定する意図はなく、例示的な態様の説明として提供されることを認識されたい。
【００１９】
特定の官能基および化学用語の定義は以下により詳細に説明される。化学元素は、ＣＡＳ版、Handbook  of  Chemistry  and  Physics、第７５版、表紙裏の元素の周期表に従って特定され、特定の官能基は、一般に、そこに記載されたように定められる。さらに、有機化学の一般的な原理、ならびに特定の官能性部分および反応性は、Organic  Chemistry、Thomas  Sorrell、University  Science  Books、Sausalito、１９９９年；SmithおよびMarch、March's  Advanced  Organic  Chemistry、第５版、John  Wiley  &  Sons,  Inc.、New  York、２００１年；Larock、Comprehensive  Organic  Transformations、VCH  Publishers,  Inc.、New  York、１９８９年；Carruthers、Some  Modern  Methods  of  Organic  Synthesis、第３版、Cambridge  University  Press、Cambridge、１９８７年に記載されており、そのそれぞれの全内容は、参照によって本明細書に援用される。
【００２０】
本明細書において使用される場合、用語「ハロ」および「ハロゲン」は、フッ素（フルオロ、−Ｆ）、塩素（クロロ、−Ｃｌ）、臭素（ブロモ、−Ｂｒ）、およびヨウ素（ヨード、−Ｉ）から選択される原子を示す。本明細書において使用される場合、用語「ハロゲン化物」は、フッ化物イオン（flouride）−Ｆ−、塩化物イオン−Ｃｌ−、臭化物イオン−Ｂｒ−、およびヨウ化物イオン−Ｉ−から選択される、負電荷を有するハロゲンを示す。
【００２１】
本明細書において使用される場合、用語「脂肪族」または「脂肪族基」は、直鎖（すなわち、非分枝状）、分枝状、または環式（縮合、架橋、およびスピロ縮合の多環式を含む）であってもよく、完全に飽和されていてもよく、または１個もしくは複数の不飽和単位を含有していてもよいが、芳香族ではない、炭化水素部分を示す。別段の指示がなければ、脂肪族基は１〜３０個の炭素原子を含有する。一部の態様では、脂肪族基は１〜１２個の炭素原子を含有する。一部の態様では、脂肪族基は１〜８個の炭素原子を含有する。一部の態様では、脂肪族基は１〜６個の炭素原子を含有する。一部の態様では、脂肪族基は１〜５個の炭素原子を含有し、一部の態様では、脂肪族基は１〜４個の炭素原子を含有し、さらに他の態様では、脂肪族基は１〜３個の炭素原子を含有し、さらに他の態様では、脂肪族基は１〜２個の炭素原子を含有する。好適な脂肪族基には、それらに限定されないが、線状または分枝状の、アルキル、アルケニル、およびアルキニル基、ならびにそれらのハイブリッド、例えば、（シクロアルキル）アルキル、（シクロアルケニル）アルキル、または（シクロアルキル）アルケニルが挙げられる。
【００２２】
本明細書において使用される場合、用語「ヘテロ脂肪族」は、１個または複数の炭素原子が、酸素、硫黄、窒素、リン、またはホウ素からなる群から選択される、１個または複数の原子で、独立して置き換えられる、脂肪族基を示す。一部の態様では、１個または２個の炭素原子は、酸素、硫黄、窒素、またはリンの１個または複数で独立して置き換えられる。ヘテロ脂肪族基は、置換または非置換、分枝または非分枝、環式または非環式であってもよく、「ヘテロ環」、「ヘテロシクリル」、「ヘテロシクロ脂肪族」、または「ヘテロ環式」基を含んでもよい。
【００２３】
本明細書において使用される場合、用語「アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）」または「アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅｓ）」は、アシルカルボニルに隣接したビニル基を有する、任意のアシル基を示す。用語は、一置換、二置換、および三置換のビニル基を包含する。アクリレートの例には、それらに限定されないが、アクリレート、メタクリレート、エタクリレート、シンナメート（３−フェニルアクリレート）、クロトネート、チグレート、およびセネシオエート（senecioate）が挙げられる。
【００２４】
本明細書において使用される場合、用語「ポリマー」は、相対分子量の高い分子であって、その構造が、相対分子量の低い分子から実際にまたは概念的に誘導された単位の複数の繰り返しを含む、分子を示す。一部の態様では、ポリマーは、１種のモノマー種のみから構成される（例えば、ポリＥＯ）。一部の態様では、ポリマーは、１種または複数のエポキシドの、コポリマー、ターポリマー、ヘテロポリマー、ブロックコポリマー、またはテーパー型ヘテロポリマー（tapered  heteropolymer）である。
【００２５】
本明細書において使用される場合、用語「不飽和」は、部分が、１個または複数の、二重結合または三重結合を有することを意味する。
【００２６】
単独で、またはより大きな部分の一部として使用される用語「シクロ脂肪族」、「炭素環」、または「炭素環式」は、本明細書に記載の、３〜１２環員を有する、飽和または部分的に不飽和の環式脂肪族の、単環式、二環式、または多環式の環系を示し、脂肪族環系は、上で定められたように、および本明細書に記載のように必要に応じて置換される。シクロ脂肪族基には、限定されないが、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、シクロヘプテニル、シクロオクチル、シクロオクテニル、およびシクロオクタジエニルが挙げられる。一部の態様では、シクロアルキルは、３〜６個の炭素を有する。代表的な炭素環には、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、ノルボルネン、フェニル、シクロヘキセン、ナフタレン、およびスピロ［４．５］デカンが挙げられる。用語「シクロ脂肪族」、「炭素環」、または「炭素環式」はまた、１個または複数の芳香族環または非芳香族環と縮合した脂肪族環、例えば、デカヒドロナフチルまたはテトラヒドロナフチルも含み、ラジカルまたは結合点は脂肪族環にある。一部の態様では、炭素環式基は二環式である。一部の態様では、炭素環式基は三環式である。一部の態様では、炭素環式基は多環式である。
【００２７】
本明細書において使用される場合、用語「アルキル」は、１個の水素原子を取り除くことによって、１個と６個との間の炭素原子を含有する脂肪族部分から誘導された、飽和の、直鎖または分枝鎖の炭化水素ラジカルを示す。別段の指示がなければ、アルキル基は１〜１２個の炭素原子を含有する。一部の態様では、アルキル基は１〜８個の炭素原子を含有する。一部の態様では、アルキル基は１〜６個の炭素原子を含有する。一部の態様では、アルキル基は１〜５個の炭素原子を含有し、一部の態様では、アルキル基は１〜４個の炭素原子を含有し、さらに他の態様では、アルキル基は１〜３個の炭素原子を含有し、さらに他の態様では、アルキル基は１〜２個の炭素原子を含有する。アルキルラジカルの例には、それらに限定されないが、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ドデシルなどが挙げられる。
【００２８】
単独で、または「アラルキル」、「アラルコキシ」、もしくは「アリールオキシアルキル」におけるようにより大きな部分の一部として使用される用語「アリール」は、合計で５〜２０個の環員を有する、単環式および多環式の環系であって、系の少なくとも１個の環が芳香族であり、系のそれぞれの環が、３〜１２個の環員を含有する、環系を示す。用語「アリール」は、用語「アリール環」と交換可能に使用されてもよい。一部の態様では、「アリール」は、それらに限定されないが、フェニル、ナフチル、アントラシルなどを含み、１個または複数の置換基を有することができる芳香族環系を示す。また、芳香族環が１個または複数のさらなる環に縮合した基、例えば、ベンゾフラニル、インダニル、フタルイミジル、ナフトイミジル（naphthimidyl）、フェナントリジニル、またはテトラヒドロナフチルなども、それが本明細書において使用される場合、用語「アリール」の範囲内に含まれる。
【００２９】
単独で、または例えば「ヘテロアラルキル」もしくは「ヘテロアラルコキシ」などの、より大きな部分の一部として使用される用語「ヘテロアリール」および「ヘテロアラ−（heteroar-）」は、５〜１４個の環原子、好ましくは、５個、６個、９個、または１０個の環原子を有し、環配置に共有される６個、１０個、または１４個のｐ電子を有し、炭素原子に加え、１〜５個のヘテロ原子を有する基を示す。用語「ヘテロ原子」は、窒素、酸素、または硫黄を示し、窒素または硫黄の、任意の酸化形態、および塩基性窒素の任意の四級化形態を含む。ヘテロアリール基には、限定されないが、チエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、ベンゾフラニル、およびプテリジニルが挙げられる。本明細書において使用される場合、用語「ヘテロアリール」および「ヘテロアラ−」はまた、ヘテロ芳香族環が、１種または複数の、アリール環、シクロ脂肪族環、またはヘテロシクリル環と縮合した基であって、ラジカルまたは結合点はヘテロ芳香族環上にある、基も含む。非限定的な例には、インドリル、イソインドリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、インダゾリル、ベンズイミダゾリル、ベンズチアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、４Ｈ−キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、およびピリド［２，３−ｂ］−１，４−オキサジン−３（４Ｈ）−オンが挙げられる。ヘテロアリール基は、単環式でも二環式でもよい。用語「ヘテロアリール」は、用語「ヘテロアリール環」、「ヘテロアリール基」、または「ヘテロ芳香族」と交換可能に使用されてもよく、その用語のいずれも、必要に応じて置換された環を含む。用語「ヘテロアラルキル」は、ヘテロアリールで置換されたアルキル基であって、アルキル部分およびヘテロアリール部分が、独立して、必要に応じて置換される、アルキル基を示す。
【００３０】
本明細書において使用される場合、用語「ヘテロ環」、「ヘテロシクリル」、「ヘテロ環式ラジカル」、および「ヘテロ環式環」は、交換可能に使用され、飽和または部分的に不飽和のいずれかであり、炭素原子に加えて、１個または複数の、好ましくは１〜４個の、上で定められたようなヘテロ原子を有する、安定な、５〜７員環の単環式、または７〜１４員環の二環式のヘテロ環式部分を示す。ヘテロ環の環原子に関連して使用されるとき、用語「窒素」は置換窒素を含む。一例として、酸素、硫黄、または窒素から選択される、０〜３個のヘテロ原子を有する、飽和または部分的に不飽和の環において、窒素は、Ｎ（３，４−ジヒドロ−２Ｈ−ピロリルにおけるように）、ＮＨ（ピロリジニルにおけるように）、または＋ＮＲ（Ｎ置換ピロリジニルにおけるように）であってもよい。
【００３１】
ヘテロ環式環は、任意のヘテロ原子または炭素原子において、そのペンダント基に結合されてもよく、その結果、安定な構造をもたらし、環原子のいずれかが、必要に応じて置換されてもよい。こうした飽和または部分的に不飽和のヘテロ環式ラジカルの例には、限定されないが、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、ピロリジニル、ピロリドニル、ピペリジニル、ピロリニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、オキサゾリジニル、ピペラジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサゼピニル、チアゼピニル、モルホリニル、およびキヌクリジニルが挙げられる。用語「ヘテロ環」、「ヘテロシクリル」、「ヘテロシクリル環」、「ヘテロ環式基」、「ヘテロ環式部分」、および「ヘテロ環式ラジカル」は、本明細書において交換可能に使用され、ヘテロシクリル環が、１種または複数の、アリール環、ヘテロアリール環、またはシクロ脂肪族環に縮合した基、例えば、インドリニル、３Ｈ−インドリル、クロマニル、フェナントリジニル、またはテトラヒドロキノリニル、であって、ラジカルまたは結合点はヘテロシクリル環にある、基も含む。ヘテロシクリル基は、単環式でも二環式でもよい。用語「ヘテロシクリルアルキル」は、ヘテロシクリルで置換されたアルキル基を示し、アルキル部分およびヘテロシクリル部分は、独立して、必要に応じて置換される。
【００３２】
本明細書において使用される場合、用語「部分的に不飽和」は、少なくとも１個の二重結合または三重結合を含む環部分を示す。用語「部分的に不飽和」は、複数の不飽和部位を有する環を包含することを意図するが、本明細書に定められるような、アリール部分またはヘテロアリール部分を含むことは意図しない。
【００３３】
本明細書に記載されたように、化合物は「必要に応じて置換された」部分を含有してもよい。一般に、用語「置換された」は、用語「必要に応じて」が先行するか否かにかかわらず、指定された部分の、１個または複数の水素が、好適な置換基で置き換えられることを意味する。別段の指示がなければ、「必要に応じて置換された」基は、基のそれぞれの置換可能な位置で好適な置換基を有することができ、任意の所与の構造の１つより多くの位置を、特定の基から選択される１個より多くの置換基で置換することができる場合、置換基は、全ての位置で同じであっても、異なっていてもよい。考えられる置換基の組合せは、安定な化合物または化学的に実現可能な化合物の形成をもたらすものを含むことができる。本明細書において使用される場合、用語「安定な」は、その生成、検出、ならびに一部の態様では、その回収、精製、および本明細書で開示された目的の１つまたは複数のための使用を可能にする条件を受けても、実質的に変わらない化合物を示す。
【００３４】
一部の化学構造において、置換基は、示された分子の環中の結合を交差する結合に結合して示される。これは、置換基の１個または複数が、（通常は、親構造の水素原子に代わって）任意の利用可能な位置で環に結合されてもよいことを意味する。こうして置換された環の原子が２つの置換可能な位置を有する場合、２個の基は、同じ環原子上に存在してもよい。１個より多くの置換基が存在する場合、それぞれは、他の置換基と独立して定められ、それぞれは、異なる構造を有してもよい。環の結合を交差するように示された置換基が−Ｒである場合には、これは、環が前述の段落で記載されたように「必要に応じて置換された」と述べられているのと同じ意味を有する。
【００３５】
本明細書において使用される場合、用語「触媒」は、その存在により、化学反応の速度を高めるが、それ自体消費されないか、永久的な化学変化を受けないような物質を示す。
【００３６】
再生可能な源は、１００年未満の間に、自己補充することができる、生物学的生命体から得られた、炭素および／または水素の源を意味する。
【００３７】
再生可能な炭素は、１００年未満の間に、自己補充することができる、生物学的生命体から得られた炭素を意味する。
【００３８】
リサイクル源は、製造品の過去の使用から回収された、炭素および／または水素を意味する。
【００３９】
リサイクル炭素は、製造品の過去の使用から回収された炭素を意味する。
【００４０】
生分解性（biodegradability）および生分解可能な（biodegradable）は、生物、例えば、細菌、菌類、微生物、または他の生物学的手段の作用によって、急速に（典型的には、１０年未満、５年、２年間で）崩壊される（分解される）材料の能力を示す。
【００４１】
持続可能な材料および持続可能なポリマーは、それぞれ、バイオ含量を有する源から少なくとも一部誘導され、材料の炭素および水素の全量の、最低１０％、より典型的には２０％、５０％、７５％、９０％、９５％、または１００％に等しいバイオ含量を有する、生分解可能なの材料およびポリマーを意味する。
【００４２】
本明細書において使用される場合、１個または複数の数値の前に付く用語「約」は、数値±５％を意味する。本明細書において、「約」が付いた値またはパラメーターへの言及は、値またはパラメーター自体を対象とする態様を含む（および説明する）と理解されたい。例えば、「約ｘ」という記載は、「ｘ」それ自体の記載を含む。
【００４３】
さらに、本明細書の、２個の値またはパラメーターの「間」への言及は、その２個の値またはパラメーター自体を含む態様を含む（および説明する）と理解されたい。例えば、「ｘとｙとの間」という記載は、「ｘ」および「ｙ」自体の記載を含む。
【００４４】
本明細書に開示された質量分率は、１００を掛けることによって重量％に変換することができる。
【００４５】
本発明の好ましい実施形態には、β−ラクトンモノマーと、ヒドロキシル官能基を含むモノマー、例えば、ジオール、トリオール、ポリオール、および糖アルコールを、縮合重合触媒の存在下で、縮合重合することによって生成されたポリオールが含まれる。一部の実施形態では、β−ラクトンは、ベータ−ブチロラクトン、ベータ−バレロラクトン、ベータ−ヘプタノラクトン、ベータ−トリデカノラクトン、ｃｉｓ−３，４−ジメチルオキセタン−２−オン、４−（ブタ−３−エン−１−イル）オキセタン−２−オン、４−（ブトキシメチル）−２−オキセタノン、４−［［［（１，１−ジメチルエチル）ジメチルシリル］オキシ］メチル］−２−オキセタノン、４−［（２−プロペン−１−イルオキシ）メチル］−２−オキセタノン、４−［（ベンゾイルオキシ）メチル］−２−オキセタノンであってもよい。一部の実施形態では、β−ラクトンを、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ビス（ヒドロキシメチル）オクタデカノール、および１，６−ヘキサンジオールを含むジオールと重合させてもよい。一部の実施形態では、β−ラクトンを、グリセロール、（Ｄ）−２−デオキシリボース、ブタン−１，２，３−トリオール、ブタン−１，２，３−トリオール、シクロヘキサン（cyclohane）−１，２，３−トリオール、シクロヘキサン−１，２，４−トリオール、およびシクロヘキサン−１，３，５−トリオールを含むトリオールと重合させてもよい。一部の実施形態では、β−ラクトンを、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、イソマルト、および還元澱粉糖化物を含む糖アルコールと重合させてもよい。ポリオールポリマー組成物は、５００ｇ／ｍｏｌ〜約２５０,０００ｇ／ｍｏｌの範囲の数平均分子量（「Ｍｎ」）を有する。
【００４６】
ある特定の好ましい実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約１００,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約７０,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５０,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約４０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約２５,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約２０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約１０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約５,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約１,０００ｇ／ｍｏｌと約５,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５,０００ｇ／ｍｏｌと約１０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約１,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約１,０００ｇ／ｍｏｌ〜約３,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約５,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約４,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約３,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約２,５００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約２,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約１,５００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリオールは、Ｍｎ約１,０００ｇ／ｍｏｌを有する。
【００４７】
ある特定の実施形態では、使用されるポリオールの末端基の、少なくとも９０％は−ＯＨ基である。ある特定の実施形態では、使用されるポリオールの末端基の、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、または少なくとも９８％は、−ＯＨ基である。ある特定の実施形態では、使用されるポリオールの末端基の、９９％より多く、９９．５％より多く、９９．７％より多く、または９９．８％より多くは、−ＯＨ基である。ある特定の実施形態では、使用されるポリオールの末端基の、９９．９％より多くは、−ＯＨ基である。
【００４８】
ある特定の実施形態では、ポリオール組成物が、相当な割合の第一級ヒドロキシル末端基を含むならば好都合である。ポリオールについて、鎖末端の一部、または大部分が、第二級ヒドロキシル基からなることが好ましいことがある。ある特定の実施形態では、ポリオールは、第一級−ＯＨ末端基の割合を増すように変性されてもよい。これは、第二級ヒドロキシル基を、エチレンオキシド、反応性ラクトンなどの試薬と反応させることによって成し遂げることができる。ある特定の実施形態では、ポリオールは、カプロラクトンなどのβ−ラクトンで変性して、第一級ヒドロキシル末端基を導入することができる。
【００４９】
本発明のポリマーは、図１および図２に示された、以下の一般的な反応スキームに従って、ＥＯおよびＣＯから生成することができるｂＰＬを使用することになる。さらに、本発明において、ｂＰＬモノマーを生成するのに使用されるＥＯおよび／またはＣＯの、少なくとも一方は、少なくとも１０％、好ましくは、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、または１００％のバイオ含量を有することになる。
【００５０】
好ましい実施形態では、ジオール、チオール、およびポリオールなどのコモノマーは、有意なバイオ含量を有する炭素を含有することができる。一部の変形形態では、コモノマーは、少なくとも１０％、好ましくは、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、または１００％のバイオ含量を有することができる。
【００５１】
前述の変形形態では、もたらされるベータ−プロピオラクトンコポリマーは、０％より多く、１００％未満のバイオ含量を有することになる。前述のある特定の変形形態では、コポリマーは、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．９％、または１００％のバイオ含量を有する。
【００５２】
ある特定の好ましい実施形態では、ポリオールは、β−ラクトンモノマー、ヒドロキシル官能基含有モノマー、および１種または複数のさらなるエポキシドのターポリマーを含有することができる。１種または複数のエポキシドのモノマーは、プロピレンオキシド、１，２−ブテンオキシド、２，３−ブテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、３−ビニルシクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、グリシジル（glicydyl）エステル、グリシジルエーテル、スチレンオキシド、および高級アルファオレフィンのエポキシドの群から選択することができる。ある特定の実施形態では、こうしたターポリマーは、大部分の、エチレンオキシドから誘導された繰り返し単位、およびより少量の、１種または複数のさらなるエポキシドから誘導された繰り返し単位を含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を約５０％〜約９９．５％含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を約６０％より多く含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を７５％より多く含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を８０％より多く含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を８５％より多く含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を９０％より多く含有することができる。ある特定の実施形態では、ターポリマーは、エチレンオキシド誘導繰り返し単位を９５％より多く含有することができる。
【００５３】
ある特定の好ましい実施形態では、ポリオールは、β−ラクトンモノマー、ヒドロキシル官能基を有するモノマー、およびさらなるβ−ラクトンモノマーのターポリマーを含むことができる。β−ラクトンモノマーは、β−ブチロラクトン、β−バレロラクトン、β−ヘプタノラクトン、β−トリデカノラクトン、ｃｉｓ−３，４−ジメチルオキセタン−２−オン、４−（ブタ−３−エン−１−イル）オキセタン−２−オン、４−（ブトキシメチル）−２−オキセタノン、４−［［［（１，１−ジメチルエチル）ジメチルシリル］オキシ］メチル］−２−オキセタノン、４−［（２−プロペン−１−イルオキシ）メチル］−２−オキセタノン、４−［（ベンゾイルオキシ）メチル］−２−オキセタノンの群から選択することができる。ある特定の実施形態では、β−プロピオラクトンを、β−ブチロラクトンおよびヒドロキシル官能基を有するモノマーと重合させてもよい。一実施形態では、β−プロピオラクトンを、β−ブチロラクトンおよび１，４−ブタンジオールと重合させて、本発明のポリオールを形成することができる。
【００５４】
ある特定の好ましい実施形態では、本発明のβ−ラクトンモノマーを重合させて、１種または複数の、ヒドロキシル官能基を有する他のモノマーとさらに重合させることができる、ある特定のホモポリマーポリラクトンオリゴマー（「ポリラクトンオリゴマー」）を形成することができる。本発明のポリラクトンオリゴマーは、分子量分布に従って特徴付けることができる。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約１００,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約７０,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５０,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約４０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約２５,０００ｇ／ｍｏｌ未満を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約２０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約１０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約５,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約１,０００ｇ／ｍｏｌと約５,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５,０００ｇ／ｍｏｌと約１０,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５００ｇ／ｍｏｌと約１,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約１,０００ｇ／ｍｏｌと約３,０００ｇ／ｍｏｌとの間を有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約５,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約４,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約３,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約２,５００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約２,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約１,５００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、Ｍｎ約１,０００ｇ／ｍｏｌを有する。ある特定の好ましい実施形態では、ポリラクトンオリゴマーは、ポリプロピオラクトンオリゴマーであってもよい。
【００５５】
ある特定の実施形態では、ＰＰＬオリゴマーは、ヒドロキシル官能基を有するモノマー、例えば、単純アルコール、ジオール、トリオール、および糖アルコールと重合させてもよい。一部の実施形態では、ＰＰＬオリゴマーは、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ビス（ヒドロキシメチル）オクタデカノール、および１，６−ヘキサンジオールを含むジオールと重合させてもよい。一部の実施形態では、ＰＰＬオリゴマーは、グリセロール、（Ｄ）−２−デオキシリボース、ブタン−１，２，３−トリオール、ブタン−１，２，３−トリオール、シクロヘキサン−１，２，３−トリオール、シクロヘキサン−１，２，４−トリオール、およびシクロヘキサン−１，３，５−トリオールを含むトリオールと重合させてもよい。一部の実施形態では、ＰＰＬオリゴマーは、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、イソマルト、および還元澱粉糖化物を含む糖アルコールと重合させてもよい。
【００５６】
前述の一部の変形形態では、ポリオールポリマーは、０％より多く、１００％未満のバイオ含量を有する。前述のある特定の変形形態では、ポリマーは、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．９％、少なくとも９９．９９％、または１００％のバイオ含量を有する。
【００５７】
一部の変形形態では、バイオ含量（「バイオベース含量」とも称される）は、以下に基づいて決定することができる：
バイオ含量またはバイオベース含量％＝［バイオ（有機）炭素］／［合計（有機）炭素］×１００％
［ＡＳＴＭ  Ｄ６８６６（Standard  Test  Methods  for  Determining  the  Bio-based  Content  of  Solid,  Liquid,  and  Gaseous  Samples  Using  Radiocarbon  Analysis)（放射性炭素分析を使用して、固体試料、液体試料、およびガス状試料のバイオベース含量を決定するための標準試験法））によって決定される］。
【００５８】
ポリマーのバイオ含量は、使用されたβ−ラクトンのバイオ含量に基づいて決まることがある。例えば、本明細書に記載の方法の一部の変形形態では、本明細書に記載のポリマーを生成するのに使用されるβ−ラクトンは、０％より多く、１００％未満のバイオ含量を有することができる。本明細書に記載の方法のある特定の変形形態では、本明細書に記載のポリマーを生成するのに使用されるβ−ラクトンは、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．９％、少なくとも９９．９９％、または１００％のバイオ含量を有することができる。
【００５９】
ある特定の好ましい変形形態では、β−ラクトンは、β−プロピオラクトンであり、これは、再生可能な源から完全に誘導される。他の変形形態では、使用されるβ−プロピオラクトンの少なくとも一部は、再生可能な源から誘導され、β−プロピオラクトンの少なくとも一部は、非再生可能な源から誘導される。
【００６０】
β−プロピオラクトンのバイオベース含量は、例えば、使用されるエチレンオキシドおよび一酸化炭素のバイオ含量に依存することがある。一部の変形形態では、エチレンオキシドと一酸化炭素の両方は、再生可能な源から誘導される。
【００６１】
前述の一部の変形形態では、ポリマーは、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、少なくとも９６％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．９％、少なくとも９９．９９％、または１００％の生分解性を有する。
【００６２】
前述の一部の変形形態では、生分解可能とは、ＡＳＴＭ  Ｄ５３３８−１５（Standard  Test  Method  for  Determining  Aerobic  Biodegradation  of  Plastic  Materials  Under  Controlled  Composting  Conditions,  Incorporating  Thermophilic  Temperatures（好熱性温度を組み込んだ、制御された堆肥化条件の下、プラスチック材料の好気性分解を決定するための標準試験法））に基づいて、定められた通りであり、決定される。
【００６３】
本発明の好ましい実施形態は、より高いバイオ含量を有する生分解可能なポリオールを生成するプロセスを含む。プロセスは、カルボニル化条件の、カルボニル化反応領域で、少なくとも１種の、バイオ含有炭素（bio-content  carbon）を含むエポキシド、バイオ含有炭素を含む一酸化炭素、およびカルボニル化触媒を合わせるステップと、β−ラクトン中間体を生成するステップとを含む。次いで、プロセスは、β−ラクトン中間体からβ−ラクトンモノマーを回収するステップを含む。次に、プロセスは、重合反応領域で、β−ラクトンモノマー、ヒドロキシル官能基を含むモノマー、および重合触媒を重合させて、生分解可能なポリオールを生成するステップを含む。
【００６４】
一部の実施形態では、ポリラクトンオリゴマーの重合は、イオン開始剤などの触媒を含むことができる。一部の実施形態では、イオン開始剤は、Ｍ’’Ｘ（式中、Ｍ’’はカチオン性であり、Ｘはアニオン性である）の一般式を有する。一部の実施形態では、Ｍ’’は、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、およびＡｌ３＋からなる群から選択される。一部の実施形態では、Ｍ’’はＮａ＋である。一部の実施形態では、Ｍ’’は有機カチオンである。一部の実施形態では、有機カチオンは、第四級アンモニウム、イミダゾリウム、およびビス（トリフェニルホスフィン）イミニウムからなる群から選択される。一部の実施形態では、第四級アンモニウムカチオンはテトラアルキルアンモニウムである。一部の実施形態では、重合反応温度は、２５℃〜１８０℃の範囲であってもよい。一部の実施形態では、重合反応温度は、５０℃〜１５０℃の範囲であってもよい。
【００６５】
一部の実施形態では、β−ラクトンは、ベータ−ブチロラクトン、ベータ−バレロラクトン、ベータ−ヘプタノラクトン、ベータ−トリデカノラクトン、ｃｉｓ−３，４−ジメチルオキセタン−２−オン、４−（ブタ−３−エン−１−イル）オキセタン−２−オン、４−（ブトキシメチル）−２−オキセタノン、４−［［［（１，１−ジメチルエチル）ジメチルシリル］オキシ］メチル］−２−オキセタノン、４−［（２−プロペン−１−イルオキシ）メチル］−２−オキセタノン、４−［（ベンゾイルオキシ）メチル］−２−オキセタノンであってもよい。
【００６６】
一部の実施形態では、β−ラクトンモノマーは、カルボニル化触媒の存在下で、エポキシドと一酸化炭素とのカルボニル化から形成することができる。ある特定の好ましい実施形態では、エポキシドは、カルボニル化触媒の存在下で、一酸化炭素とのカルボニル化反応を経て、β−ラクトンを生成することができるエチレンオキシドである。一部の実施形態では、エポキシドは、プロピレンオキシド、１，２−エポキシブタン、２，３−エポキシブタン、シクロヘキセンオキシド、シクロペンタンオキシド、１，２−エポキシヘキサン、１，２−エポキシドデカン、２−シクロヘキシルオキシラン、３，３，３−トリフルオロ−１，２−エポキシプロパン、スチレンオキシド、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリルグリシジルエーテル、ベンジルグリシジルエーテルからなる群から選択される。
【００６７】
ある特定の好ましい実施形態では、合わせるステップは、金属カルボニル化合物を含むカルボニル化触媒の存在下で実施される。一部の実施形態では、金属カルボニル化合物は、一般式［Ｑｍｙ（ＣＯ）ｗ］ｘ（式中、Ｑは任意の配位子であり、存在する必要はなく、Ｍは金属原子であり、ｙは１〜６（両端を含む）の整数であり、ｗは安定な金属カルボニルをもたらすような数であり、ｘは、−３〜＋３（両端を含む）の整数である）を有する。一部の実施形態では、Ｍは、ＣｏおよびＲｈからなる群から選択される。
【００６８】
一部の実施形態では、カルボニル化触媒は、ルイス酸性共触媒をさらに含む。一部の実施形態では、金属カルボニル化合物はアニオン性であり、ルイス酸性共触媒はカチオン性である。一部の実施形態では、金属カルボニル錯体は、コバルト酸カルボニルを含み、ルイス酸性共触媒は、金属中心カチオン性ルイス酸を含む。
【００６９】
ある特定の実施形態では、金属中心カチオン性ルイス酸は、式［Ｍ’（Ｌ）ｂ］ｃ＋（式中、Ｍ’は金属であり、それぞれのＬは配位子であり、ｂは１〜６（両端を含む）の整数であり、ｃは、１、２、または３であり、１個より多くのＬが存在する場合、それぞれのＬは、同じであっても異なっていてもよい）の金属錯体である。
【００７０】
一部の実施形態では、ルイス酸は、ジアニオン性四座配位子を含む。一部の実施形態では、ジアニオン性四座配位子は、ポルフィリン誘導体、サレン誘導体、ジベンゾテトラメチルテトラアザアヌレン（「ＴＭＴＡＡ」）誘導体、フタロシアニネート誘導体、およびＴｒｏｓｔ配位子の誘導体からなる群から選択される。一部の実施形態では、Ｍ’は、Ａｌ、Ｃｒ、およびＣｏからなる群から選択される。一部の実施形態では、金属カルボニル錯体は、コバルト酸カルボニルを含み、ルイス酸性共触媒は、金属中心カチオン性ポルフィリンを含む。
【００７１】
ある特定の実施形態では、カルボニル化触媒は、ルイス酸性成分であるアルミニウムポルフィリン化合物と組み合わせたコバルト酸カルボニルを含む。一部の実施形態では、カルボニル化触媒は、［（ＴＰＰ）Ａｌ］［Ｃｏ（ＣＯ）４］を含む。一部の実施形態では、カルボニル化触媒は、［（ＣｌＴＰＰ）Ａｌ］［Ｃｏ（ＣＯ）４］を含む。
【００７２】
本明細書に記載の実施形態は、示される態様に限定しようというものではないが、本明細書に開示された原則および特性と一致する、最も広い範囲に従うものである。
【国際調査報告】
2021506988.tif 000002
2021506988.tif 000003
2021506988.tif 000004