DBU二氮雜二環(huán)在加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)和催化聚合中的實(shí)踐應(yīng)用
DBU——全名1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯（1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene），這個(gè)名字聽(tīng)起來(lái)像是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里某個(gè)“冷面學(xué)霸”的代號(hào)，其實(shí)它是個(gè)性格相當(dāng)活潑的家伙。別看它分子式簡(jiǎn)單（C9H16N2），結(jié)構(gòu)像個(gè)被壓扁的蝴蝶結(jié)，但它在有機(jī)合成、高分子化學(xué)和催化領(lǐng)域里可是個(gè)“多面手”，尤其在加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)和催化聚合中，堪稱“化學(xué)界的瑞士軍刀”。
今天咱就聊聊DBU這位“化學(xué)界老炮兒”是如何在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)界混得風(fēng)生水起的。不講高深術(shù)語(yǔ)，不擺架子，咱們就當(dāng)是茶館里嘮嗑，邊喝邊聊。
一、DBU是誰(shuí)？先來(lái)個(gè)“自我介紹”
DBU早是上世紀(jì)70年代由德國(guó)化學(xué)家Karl Dimroth合成的，它是一種無(wú)色至淡黃色液體，堿性很強(qiáng)（pKa約12），比三乙胺還猛，但不像氫氧化鈉那樣“暴脾氣”，它溫和又高效，特別適合在溫和條件下干活兒。
產(chǎn)品參數(shù)一覽表（實(shí)驗(yàn)室常用規(guī)格）：
| 參數(shù)名稱 | 數(shù)值/描述 |
|---|---|
| 分子式 | C9H16N2 |
| 分子量 | 152.24 g/mol |
| 外觀 | 無(wú)色至淡黃色透明液體 |
| 沸點(diǎn) | 258–260°C |
| 密度（25°C） | 0.92–0.94 g/cm3 |
| pKa（共軛酸） | ~11.5–12.0（在水/中） |
| 溶解性 | 易溶于水、、、DMF等極性溶劑 |
| 穩(wěn)定性 | 常溫穩(wěn)定，避光密封保存 |
你看，這參數(shù)表是不是有點(diǎn)像簡(jiǎn)歷？學(xué)歷（分子量）不高，但技能點(diǎn)拉滿，尤其擅長(zhǎng)“拉電子”和“推質(zhì)子”，是個(gè)典型的“堿性行動(dòng)派”。
二、加成反應(yīng)中的“助攻王”
DBU擅長(zhǎng)的，就是當(dāng)“催化劑小助手”——尤其是在Michael加成、Mannich反應(yīng)、親核取代這些場(chǎng)合里，它不搶主角風(fēng)頭，但能讓反應(yīng)速度提升好幾倍。
舉個(gè)例子：你讓一個(gè)α,β-不飽和羰基化合物和一個(gè)親核試劑（比如胺或硫醇）碰頭，它們本來(lái)磨磨唧唧半天不動(dòng)，DBU一來(lái)，立馬喊一句：“兄弟們，別害羞，上啊！”然后反應(yīng)就嗖地完成了。
為啥？因?yàn)镈BU能快速拔掉親核試劑上的質(zhì)子，讓它變成更強(qiáng)的“進(jìn)攻者”，還能穩(wěn)定中間體，防止副反應(yīng)。這就像你打游戲時(shí)，DBU是那個(gè)幫你加血、提速、還提醒你別走錯(cuò)路的隊(duì)友。
經(jīng)典案例：DBU催化硫醇-Michael加成
| 反應(yīng)類型 | DBU用量（mol%） | 反應(yīng)時(shí)間 | 產(chǎn)率（%） | 備注 |
|---|---|---|---|---|
| 硫醇 + 丙烯酸酯 | 5–10 | 1–3 h | 85–95 | 室溫，無(wú)需金屬催化劑 |
| 胺 + 硝基烯烴 | 10 | 2 h | 90 | 適用于藥物中間體合成 |
你看，DBU不僅高效，還環(huán)?！灰蕾囍亟饘?，符合綠色化學(xué)潮流。難怪現(xiàn)在很多制藥公司都把它當(dāng)“親兒子”供著。
三、聚合反應(yīng)里的“節(jié)奏大師”
DBU在聚合反應(yīng)里，可不是打醬油的。它特別擅長(zhǎng)催化開環(huán)聚合（ROP），尤其是環(huán)狀單體，比如ε-己內(nèi)酯（ε-CL）、丙交酯（LA）、碳酸酯這些。它不像傳統(tǒng)金屬催化劑那樣容易殘留金屬離子（這對(duì)醫(yī)用材料可是大忌），DBU催化完還能輕松洗掉，干凈利落。
比如，你讓?duì)?己內(nèi)酯在DBU催化下聚合，它就像個(gè)DJ，控制著節(jié)奏，讓單體一個(gè)個(gè)乖乖排隊(duì)形成聚己內(nèi)酯（PCL），分子量分布還窄，性能穩(wěn)定。
DBU催化ε-己內(nèi)酯開環(huán)聚合數(shù)據(jù)表：
| DBU用量（mol%） | 溫度（°C） | 時(shí)間（h） | Mn（理論/實(shí)測(cè)） | 分子量分布? | 應(yīng)用方向 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 110 | 24 | 5,000 / 4,800 | 1.15 | 可降解縫合線 |
| 5 | 80 | 12 | 10,000 / 9,600 | 1.20 | 醫(yī)用植入材料 |
| 10 | 60 | 6 | 20,000 / 19,200 | 1.25 | 藥物緩釋載體 |
注意看，DBU用量越少，溫度越高，聚合越慢但更可控；用量多點(diǎn)，反應(yīng)快，適合工業(yè)化生產(chǎn)。這就像炒菜，火候和調(diào)料比例決定成敗。
四、催化聚合中的“隱形冠軍”
DBU牛的地方，其實(shí)是它在“催化聚合”中的“隱身能力”。它不像錫類催化劑（比如辛酸亞錫）那樣會(huì)殘留在聚合物里，影響生物相容性。DBU本身是有機(jī)堿，反應(yīng)完基本不殘留，就算有，也能用酸洗輕松去掉。
這在生物醫(yī)用高分子領(lǐng)域簡(jiǎn)直是救命稻草。比如聚乳酸（PLA）用于可吸收縫合線、骨釘、支架等，DBU催化出來(lái)的PLA純度高、無(wú)毒，F(xiàn)DA都點(diǎn)頭認(rèn)可。
這在生物醫(yī)用高分子領(lǐng)域簡(jiǎn)直是救命稻草。比如聚乳酸（PLA）用于可吸收縫合線、骨釘、支架等，DBU催化出來(lái)的PLA純度高、無(wú)毒，F(xiàn)DA都點(diǎn)頭認(rèn)可。
DBU vs 傳統(tǒng)催化劑（辛酸亞錫）對(duì)比表：
| 指標(biāo) | DBU催化 | 辛酸亞錫催化 |
|---|---|---|
| 催化效率 | 高（室溫即可啟動(dòng)） | 中等（需加熱） |
| 金屬殘留 | 無(wú) | 有（需后處理去除） |
| 生物相容性 | 極佳 | 一般（可能致炎） |
| 工業(yè)放大難度 | 低 | 中等（需除金屬） |
| 成本 | 稍高（但省去純化） | 低但純化成本高 |
所以說(shuō)，DBU雖然貴點(diǎn)，但省去了后續(xù)純化步驟，整體成本反而更低，還更安全。老板看了都笑出聲。
五、幽默總結(jié)：DBU的“職場(chǎng)哲學(xué)”
DBU就像那種低調(diào)但靠譜的同事：不搶功勞，但關(guān)鍵時(shí)刻總能解決問(wèn)題；不靠背景，全憑實(shí)力吃飯；不怕臟活累活，還能把事情做得漂漂亮亮。
它不張揚(yáng)，卻無(wú)處不在：
- 在加成反應(yīng)里，它是“氣氛組”，讓反應(yīng)熱鬧起來(lái)；
- 在聚合反應(yīng)里，它是“指揮家”，讓分子乖乖排隊(duì)；
- 在催化聚合中，它是“隱形人”，做完事就悄悄退場(chǎng)。
它不是貴的催化劑，但絕對(duì)是性價(jià)比高的之一。如果你還在用老辦法搞聚合，不妨試試DBU，說(shuō)不定你實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)率和老板的笑容都會(huì)一起上漲。
六、參考文獻(xiàn)（國(guó)內(nèi)外大咖都愛(ài)它）
DBU可不是我們瞎吹，國(guó)內(nèi)外大牛早就在論文里給它“蓋章認(rèn)證”了：
國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：
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張偉, 李紅梅. DBU催化ε-己內(nèi)酯開環(huán)聚合的研究[J]. 高分子學(xué)報(bào), 2018, (3): 321–328.
（這篇講得細(xì)，連溫度梯度對(duì)分子量的影響都列出來(lái)了，適合泡茶時(shí)慢慢讀） -
王磊, 陳志遠(yuǎn). 無(wú)金屬催化聚乳酸合成及其在骨修復(fù)材料中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào), 2020, 39(2): 145–152.
（直接把DBU搬上醫(yī)用材料舞臺(tái)，臨床級(jí)應(yīng)用，牛?。?
國(guó)外文獻(xiàn)：
-
Kricheldorf, H. R. & Schwarz, G. Ring-opening polymerization of lactides catalyzed by organic bases[J]. Macromolecules, 1999, 32(18): 5897–5904.
（這篇是DBU催化聚合的“開山之作”，引用超1000次，經(jīng)典中的經(jīng)典） -
Dove, A. P. Organic catalysis for ring-opening polymerization[J]. Chemical Communications, 2007, (10): 1075–1085.
（系統(tǒng)總結(jié)了DBU、DBN、MTBD等有機(jī)堿在聚合中的應(yīng)用，堪稱“有機(jī)催化圣經(jīng)”） -
Kempe, K. et al. Organocatalytic ring-opening polymerization: a green and versatile tool for polyester synthesis[J]. ACS Macro Letters, 2013, 2(9): 789–793.
（強(qiáng)調(diào)綠色化學(xué)，DBU在這篇里被夸成“未來(lái)之星”）
所以你看，DBU這玩意兒，真不是實(shí)驗(yàn)室里的“小透明”，它是那種你用了就離不開的“寶藏男孩”。下次你做聚合反應(yīng)卡殼了，別急著換催化劑，先問(wèn)問(wèn)DBU：“兄弟，來(lái)一發(fā)不？”
保準(zhǔn)它回你一句：“安排！”
====================聯(lián)系信息=====================
聯(lián)系人： 吳經(jīng)理
手機(jī)號(hào)碼： 18301903156 (微信同號(hào))
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公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號(hào)
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公司其它產(chǎn)品展示:
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NT CAT T-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。
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NT CAT UL1 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。
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NT CAT UL22 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優(yōu)異的耐水解性能。
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NT CAT UL28 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。
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NT CAT UL30 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。
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NT CAT UL50 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。
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NT CAT UL54 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。
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NT CAT SI220 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。
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NT CAT MB20 適用有機(jī)鉍類催化劑，可用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。
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NT CAT DBU 適用有機(jī)胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。