CN101429276B - 无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法。惰性气体保护下，在丙交酯中加入反应溶剂，配成摩尔浓度为0.5～1.5M的丙交酯溶液，按照丙交酯、引发剂、催化剂的摩尔比为6～350∶1∶0.06～0.35的比例依次加入引发剂和催化剂，进行0.25～2h聚合反应；按照引发剂与终止剂的摩尔比为1∶1～5，加入终止剂，进行10～20min终止反应。按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶10～20准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，形成聚乳酸沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2～3次，20～40℃真空干燥24～48h得到产品。该合成方法在室温、常压下即可进行，产品产率高、工艺简单，不需加热和减压条件，易于操作，能够有效控制产品聚乳酸的分子量，产品无金属残留可作为医用材料。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种有机高分子材料的合成方法，具体地说是一种无毒、可作为医用材料的聚乳酸的合成方法。
(二)背景技术
聚乳酸是一种具有良好生物相容性和生物降解性的高分子材料，因其具有无毒、无积蓄、降解产物可参与人体新陈代谢等优点，被广泛用于药物缓释胶囊、外科手术缝合线、骨科内固定材料等方面。它在自然界中微生物、水、酸、碱等的作用下能完全分解，最终产物是CO2和H2O，中间产物乳酸也是体内正常糖代谢的产物，不会在重要器官聚集而产生不良反应，而且对环境也无污染，因此用作环保高分子材料，对它的研究极为活跃。
早在20世纪50年代就开始了PLA的合成及应用研究，70年代开始合成高分子量的具有旋光性的D或L型PLA，并初步用于药物制剂和外科等方面。近年来，随着PLA及其共聚物在骨折中做固定材料、骨组织工程材料及药物控释制剂等方面的产品开发及性能要求，在高分子量PLA的制备及具有特定组成和结构、降解速度可控、降解后无金属残留对人体无害的PLA及共聚物的合成等方面的研究，显示出广阔的发展前景。
在实际应用中，不同分子量的聚乳酸其性能和用途不同。作为通用材料使用时，聚乳酸的分子量＞100,000；用于药物输送系统的聚乳酸，分子量在4,000-10,000之间，因为这种分子量的聚乳酸在体内的降解符合药物释放的需要。因此，聚乳酸合成过程中的分子量控制具有重要的意义。
聚乳酸的合成方法主要采用直接聚合法、开环聚合法、共聚法和扩链聚合法等。目前采用较多的是丙交酯开环聚合法，该法可得到相对分子质量大、机械强度高的聚合物。开环聚合包括阳离子开环聚合、阴离子开环聚合、配位聚合，其中配位聚合是目前研究的最多的一类。目前国内大部分采用锡盐类催化剂如辛酸亚锡等作为丙交酯开环聚合的催化剂(阮建明，刘莹，张海坡等.湖南科技大学学报，2007，22(1)：81；陈佳，王远亮.化学研究与应用，2007，19：358；林季，颜光涛.北京生物医学工程，2005，24(6)：465)，但由于它们有细胞毒性，且会有金属残留对生物体有害，合成的聚乳酸不适合于医用材料。所以寻找不含锡的生物安全性高的催化剂成为该领域的一个新方向。
公开号为CN 1450097A的中国专利提供了一种聚(L-乳酸)的制备方法，在L-乳酸中加入乳酸锌-对甲苯磺酸复合催化剂，于150～200℃、0.06～1.96Kpa条件下缩聚反应6～36小时，产品聚(L-乳酸)重均分子量为10,000～80,000。
公开号为CN 1702091A的中国专利提供了一种利用乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，将干燥处理的D，L-乳酸减压脱水后在温度为100～200℃，真空度为0.1～100mmHg的条件下缩聚6～50小时，缩聚阶段采用分段升温法，每3～5小时升温10～30℃。产品聚乳酸分子量为2,000～50,000。
上述这两种制备方法虽然能制备无有毒金属元素残留的聚乳酸，但在技术上存在不足之处。不足之处在于生产工艺复杂，流程长，需要在加热及减压条件下反应，设备投资大，技术要求高。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种无金属残留、能够有效控制产品聚乳酸的分子量、反应时间短、产品产率高的无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法。
本发明的目的是通过以下步骤实现的：
1)常温、常压、惰性气体保护下，在丙交酯中加入反应溶剂，配成摩尔浓度为0.5～1.5M的丙交酯溶液，按照丙交酯、引发剂、催化剂的摩尔比为6～350∶1∶0.06～0.35的比例依次加入引发剂和催化剂，进行0.25～2h聚合反应；
2)按照引发剂与终止剂的摩尔比为1∶1～5，加入终止剂，进行10～20min终止反应。
3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶10～20准备甲醇，将步骤2)中得到的反应产物滴入甲醇中，形成聚乳酸沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2～3次，20～40℃真空干燥24～48h得到产品。
本发明还有这样一些技术特征：
1、所述的丙交酯为L-丙交酯、D-丙交酯或LD-丙交酯中的任何一种。
2、所述的催化剂为1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯。
3、所述的引发剂为醇类，是叠氮醇、炔醇、烷基醇或烯醇的中的任何一种。
4、在丙交酯和引发剂的摩尔比为6～350∶1的范围内，通过控制丙交酯和引发剂的摩尔比，制得分子量在1,000～50,000、PDI＜1.3的聚乳酸。聚乳酸理论分子量与丙交酯和引发剂的摩尔比之间的关系为：
聚乳酸理论分子量＝丙交酯分子量×丙交酯和引发剂的摩尔比+引发剂的分子量
5、所述惰性气体为氩气或氮气。
6、所述的反应溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。
7、所述的终止剂为苯甲酸。
目前聚乳酸的合成技术中，采用的催化剂大部分为含有金属元素的催化剂，聚合反应过程需要在加热和减压条件下进行，反应时间长，而且产物聚乳酸的分子量难以得到有效控制。本发明的无金属残留的分子量可控的聚乳酸合成方法，采用具有较高催化活性的不含金属元素的有机催化剂(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯)，在常温、常压下，短时间内完成丙交酯的开环聚合，并通过控制丙交酯和引发剂的摩尔比有效地控制产品聚乳酸的分子量，得到分子量分布窄的聚乳酸。与现有技术相比，本发明工艺简单，不需加热和减压条件，反应时间短，产品产率高，节省能源，易于操作，能够有效控制产品聚乳酸的分子量，产品聚乳酸分子量分布窄，无金属残留，无毒，可作为医用材料。本发明适用于数均分子量为1,000～50,000的聚乳酸的合成，尤其适用于末端基团为叠氮基、炔基、烷基或烯基的聚乳酸的合成，合成的聚乳酸为白色粉末。
(四)具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
实施例1：
(1)常温、常压、氩气保护下，在配有搅拌器的反应装置中，加入L-丙交酯10g，加入二氯甲烷69.4mL，搅拌均匀，配成摩尔浓度为1M的L-丙交酯溶液。以2-丙炔-1醇为引发剂，按照L-丙交酯、2-丙炔-1醇、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为8∶1∶0.08，搅拌下依次加入2-丙炔-1醇和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，反应0.25h。
(2)按照2-丙炔-1醇与苯甲酸的摩尔比为1∶2，搅拌下加入苯甲酸，反应20min。
(3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶20准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，聚乳酸形成沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2次。30℃真空干燥24h。
(4)产品为末端基团为丙炔基的聚L-乳酸，产率85.6％；以四氢呋喃为溶剂，GPC测得数均分子量为1,200(理论分子量为1,209)，PDI为1.18。
实施例2：
(1)实验装置与实验条件与实施例1相同，加入D-丙交酯10g，加入二氯甲烷100mL，搅拌均匀，配成摩尔浓度为0.7M的D-丙交酯溶液。以4-乙炔基苯甲醇为引发剂，按照D-丙交酯、4-乙炔基苯甲醇、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为28∶1∶0.28，搅拌下依次加入4-乙炔基苯甲醇和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，反应0.5h。
(2)按照4-乙炔基苯甲醇与苯甲酸的摩尔比为1∶3，搅拌下加入苯甲酸，反应18min。
(3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶15准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，聚乳酸形成沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2次。20℃真空干燥48h。
(4)产品为末端基团为乙炔基苯基的聚D-乳酸，产率84.5％；以四氢呋喃为溶剂，GPC测得数均分子量为4,180(理论分子量为4,167)，PDI为1.09。
实施例3：
(1)实验装置与实验条件与实施例1相同，加入L-丙交酯15g，加入二氯甲烷150mL，搅拌均匀，配成摩尔浓度为0.7M的L-丙交酯溶液。以6-叠氮-1-己醇为引发剂，按照L-丙交酯、6-叠氮-1-己醇、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为200∶1∶2，搅拌下依次加入6-叠氮-1-己醇和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，反应1.5h。
(2)按照6-叠氮-1-己醇与苯甲酸的摩尔比为1∶2，搅拌下加入苯甲酸，反应20min。
(3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶15准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，聚乳酸形成沉淀析出，过滤，甲醇洗涤3次。25℃真空干燥48h。
(4)产品为末端基团为叠氮基的聚L-乳酸，产率90.2％；以四氢呋喃为溶剂，GPC测得数均分子量为29,800(理论分子量为28,969)，PDI为1.07。
实施例4：
(1)常温、常压、氮气保护下，在配有搅拌器的反应装置中，加入LD-丙交酯1g，加入二氯甲烷10mL，搅拌均匀，配成摩尔浓度为0.7M的LD-丙交酯溶液。以异丙醇为引发剂，按照LD-丙交酯、异丙醇、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为50∶1∶0.5，搅拌下依次加入异丙醇和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，反应0.75h。
(2)按照异丙醇与苯甲酸的摩尔比为1∶5，搅拌下加入苯甲酸，反应10min。
(3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶20准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，聚乳酸形成沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2次。40℃真空干燥24h。
(4)产品为末端基团为烷基的聚LD-乳酸，产率82.5％；以四氢呋喃为溶剂，GPC测得数均分子量为7,340(理论分子量为7,267)，PDI为1.12。
实施例5：
(1)实验装置与实验条件与实施例1相同，加入L-丙交酯10g，加入二氯甲烷57.8mL，搅拌均匀，配成摩尔浓度为1.2M的L-丙交酯溶液。以6-叠氮-1-己醇为引发剂，按照L-丙交酯、6-叠氮-1-己醇、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为70∶1∶0.7，搅拌下依次加入6-叠氮-1-己醇和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，反应1h。
(2)按照6-叠氮-1-己醇与苯甲酸的摩尔比为1∶4，搅拌下加入苯甲酸，反应15min。
(3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶15准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，聚乳酸形成沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2次。30℃真空干燥24h。
(4)产品为末端基团为叠氮基的聚L-乳酸，产率88.4％；以四氢呋喃为溶剂，GPC测得数均分子量为10,100(理论分子量为10,232)，PDI为1.08。
实施例6：
(1)实验装置与实验条件与实施例1相同，加入L-丙交酯10g，加入二氯甲烷100mL，搅拌均匀，配成摩尔浓度为0.7M的L-丙交酯溶液。以4-乙炔基苯甲醇为引发剂，按照L-丙交酯、4-乙炔基苯甲醇、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为35∶1∶0.35，搅拌下依次加入4-乙炔基苯甲醇和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，反应0.75h。
(2)按照4-乙炔基苯甲醇与苯甲酸的摩尔比为1∶3，搅拌下加入苯甲酸，反应18min。
(3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶12准备甲醇，将反应溶液滴入甲醇中，聚乳酸形成沉淀析出，过滤，甲醇洗涤3次。25℃真空干燥48h。
(4)产品为末端基团为乙炔基苯基的聚L-乳酸，产率87.1％；以四氢呋喃为溶剂，GPC测得数均分子量为5,120(理论分子量为5,177)，PDI为1.10。
Claims (6)
1.一种无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法，其步骤是：
1)常温、常压、惰性气体保护下，在丙交酯中加入反应溶剂，配成摩尔浓度为0.5～1.5M的丙交酯溶液，按照丙交酯、引发剂、催化剂的摩尔比为6～350∶1∶0.06～0.35的比例依次加入引发剂和催化剂，进行0.25～2h聚合反应；所述的催化剂为1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯；所述的引发剂为醇类，是叠氮醇、炔醇、烷基醇或烯醇的中的任何一种；
2)按照引发剂与终止剂的摩尔比为1∶1～5，加入终止剂，进行10～20min终止反应。
3)按照反应溶液与甲醇的体积比为1∶10～20准备甲醇，将步骤2)中得到的反应产物滴入甲醇中，形成聚乳酸沉淀析出，过滤，甲醇洗涤2～3次，20～40℃真空干燥24～48h得到产品。
2.根据权利要求1所述的无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法，其特征是：所述的丙交酯为L-丙交酯、D-丙交酯或LD-丙交酯中的任何一种。
3.根据权利要求2所述的无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法，其特征是：在丙交酯和引发剂的摩尔比为6～350∶1的范围内，通过控制丙交酯和引发剂的摩尔比，制得数均分子量在1,000～50,000、PDI＜1.3的聚乳酸；聚乳酸理论分子量与丙交酯和引发剂的摩尔比之间的关系为：
聚乳酸理论分子量＝丙交酯分子量×丙交酯和引发剂的摩尔比+引发剂的分子量。
4.根据权利要求3所述的无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法，其特征是：所述惰性气体为氩气或氮气。
5.根据权利要求4所述的无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法，其特征是：所述的反应溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。
6.根据权利要求5所述的无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法，其特征是：所述的终止剂为苯甲酸。
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Citations (1)
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
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| Andrew P. Dove etl..Thiourea-Based Bifunctional Organocatalysis: Supramolecular Recognitionfor Living Polymerization.《J. AM. CHEM. SOC》.2005,第127卷(第40期),13798-13799. * |
| Russell C. Pratt etl..Exploration, Optimization, and Application of SupramolecularThiourea-Amine Catalysts for the Synthesis of Lactide (Co)polymers.《Macromolecules》.2006,第39卷(第23期),7863-7871. * |
| 朱荣秀等.双官能团硫脲催化丙交酯开环聚合反应的理论研究.《化学学报》.2008,第66卷(第8期),885-889. * |
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