CN102015825B - 用于内酯的开环(共)聚合反应的新型催化体系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由碱和磺酰胺构成的体系在内酯的开环(共)聚合反应中作为催化剂的用途。本发明还涉及新型磺酰胺和用于内酯的开环(共)聚合反应的方法，该方法包括磺酰胺与碱组合用作催化体系。

Description

用于内酯的开环(共)聚合反应的新型催化体系
本发明涉及由碱和磺酰胺构成的体系在内酯的开环(共)聚合反应中作为催化剂的用途。本发明还涉及新型磺酰胺和用于内酯的开环(共)聚合反应的方法，该方法包括磺酰胺与碱组合用作催化体系。
如今，由于人造器官和药配制剂的发展，合成的聚合物引起越来越多的注意[Chem.Eng.News 2001，79(6)，30]。所述的聚合物必须满足一定数量的标准，尤其是它们必须是生物相容性的。如果聚合物在植入生物体适当期间后必须消除，可生物降解特性是另一个优点。在这方面，基于乳酸和乙醇酸的共聚物(PLGA)引起极大兴趣，因为它们在体内易于水解和降解而释放出无毒副产物。PLGA的应用领域非常宽(Adv.Mater.1996，8，305和Chemosphere 2001，43，49)。在外科领域中，它们用于合成多股丝、缝合线、植入物、假肢等。在药理学中，它们允许活性成分的胶囊化、转移和控释。
对于所有这些应用，关键因素为PLGA的降解速率，其当然取决于它们的结构(链长、分散度、比例、立体化学和单体的链形成等)。在最近几年中，大量工作因此致力于催化剂和/或(共)聚合反应(即，丙交酯和/或乙交酯聚合反应或共聚合反应)的引物(primers)的研制，以使得可制备具有可控结构的PLGA。
使用金属体系常常导致通过使用金属盐所得共聚物的污染，其取决于意欲应用有时构成明显的限制。允许丙交酯和/或乙交酯可控(共)聚合反应的非金属体系的研制因此构成一个主要挑战。本发明包括在本上下文的范围内。
因此，申请人提出使用由(共)聚合反应催化剂和添加剂构成的简单催化体系，其使得可以控制所制(共)聚合物的链长以及链末端的性质。
因此，本发明的主题是磺酰胺与碱组合在内酯的开环(共)聚合反应中作为催化体系的用途。
术语(共)聚合反应是指聚合反应或共聚合反应。该术语包括术语(共)低聚合反应，其是指聚合度(DP)小于30的低聚合反应或共低聚合反应。因此，例如，丙交酯和乙交酯(共)聚合反应包括丙交酯聚合反应、乙交酯聚合反应以及丙交酯与乙交酯共聚合反应。术语(共)聚合物是指聚合物或共聚物。该术语包括术语(共)低聚物，其是指聚合度(DP)小于30的低聚物或共低聚物。因此，例如，丙交酯和乙交酯(共)聚合物包括丙交酯聚合物、乙交酯聚合物以及丙交酯与乙交酯的共聚物。
根据本发明，术语磺酰胺表示包含至少一个-SO2-NH-官能团的分子，如单磺酰胺或二磺酰胺。术语单磺酰胺表示包含一个-SO2-NH-官能团的分子。术语二磺酰胺表示包含两个-SO2-NH-官能团的分子。
本发明更具体的主题是如上所定义的磺酰胺在双内酯的(共)聚合反应中的用途。
本发明的主题还为如上所定义的磺酰胺在丙交酯和/或乙交酯(共)聚合反应，优选丙交酯聚合反应中的用途。
根据本发明，所用碱优选为叔胺；更特别地为选自如下的叔胺：
-二异丙基乙胺；
-鹰爪豆碱；
-N，N-二甲基环己胺；
-N，N，N”N”-四甲基-1，2-环己烷二胺；和
-4-二甲氨基吡啶。
根据本发明的一个变体，所用磺酰胺为单磺酰胺，优选外消旋形式或对映体形式或这些形式的任意组合的通式(I)的单磺酰胺：
Figure BPA00001250551600021
其中：R1和R2独立地表示任选被取代的烷基、卤代烷基或芳基。
在本发明的含义中，芳基可以为单-或多环芳族类型。单环芳基可以选自苯基、甲苯基、二甲苯基、
Figure BPA00001250551600022
基、枯烯基，优选苯基。多环芳基可以选自萘基、蒽基、菲基、芴基。它们可以任选被一个或多个基团如烷基、卤代烷基、烷氧基、烷氧羰基、烷基羰氧基、卤素、氰基、硝基、芳基、芳氧基、芳氧基羰基、芳基羰氧基取代。
术语卤素是指氟、氯、溴或碘，优选氟。
术语烷基表示具有1-8个碳原子的烷基。该术语包括具有1-6个碳原子的线性或支化烷基，尤其是具有1-4个碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基，优选甲基。该术语还包括含有超过6个碳原子的基团，如庚基和辛基。
术语卤代烷基表示被如上所定义的一个或多个相同或不同卤素基团取代的如上所定义的烷基，如三氟甲基、1，2-二氯乙基，优选三氟甲基。
术语芳氧基表示其中芳基如上所定义的基团，例如苯氧基、甲苯氧基、萘氧基、蒽氧基和菲氧基。术语芳氧基羰基优选指其中芳氧基如上所定义的基团，例如苯氧基羰基、甲苯氧基羰基。术语芳基羰氧基优选指其中芳基如上所定义的基团，例如苯基羰氧基、甲苯基羰氧基或萘基羰氧基。
术语烷氧基是指其中烷基为如上所定义的具有1-8个碳原子的基团的基团，例如甲氧基，乙氧基，丙氧基或异丙氧基以及线性、仲或叔丁氧基、戊氧基。
术语烷氧基羰基优选指其中烷基如上所定义的烷基-O-C(O)-类型的基团，例如甲氧基羰基、乙氧基羰基。
术语烷基羰氧基优选指其中烷基如上所定义的烷基-C(O)-O-类型的基团，例如甲基羰氧基、乙基羰氧基。
本发明的主题还优选为通式(I)的单磺酰胺的用途，其中R1和R2独立地表示苯基、烷基或卤代烷基。
本发明更具体的主题为选自如下的如上所定义的磺酰胺的用途：
Figure BPA00001250551600031
根据本发明的另一变体，所用磺酰胺为二磺酰胺，优选外消旋形式或对映体形式或这些形式的任意组合的通式(IIa)或(IIb)的二磺酰胺：
Figure BPA00001250551600041
其中：R1和R2表示任选被取代的烷基、卤代烷基或芳基；
R’1和R’2表示亚芳基、亚烷基或亚环烷基，其中所有这些基团任选被取代；
R3和R4独立地表示氢原子或烷基，优选地，R3和R4独立地表示氢原子或甲基，非常优选地，R3和R4表示氢原子。
在本发明的含义中，术语亚芳基表示二价芳基，其中芳基如前述所定义，术语亚烷基表示二价烷基，其中烷基如前述所定义，术语亚环烷基表示二价环烷基，其中环烷基如下所定义。
环烷基选自饱和或不饱和单环环烷基。饱和单环环烷基可以选自具有3-7个碳原子的基团，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基。不饱和环烷基可以选自环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环戊二烯基、环己二烯基。
非常优选地，R1和R2表示任选被取代的苯基、烷基或卤代烷基；R’1表示任选被苯基取代的亚环烷基、亚烷基；R’2表示亚烷基或亚苯基。
更优选地，R1和R2表示烷基、三氟甲基或任选被甲基或三氟甲基取代的苯基。
本发明更具体的主题为选自如下的磺酰胺的用途：
所述磺酰胺甚至更尤其选自：
非常优选地，本发明所用的碱为4-二甲氨基吡啶。
本发明的主题还为作为如上所定义的磺酰胺的如下化合物：
Figure BPA00001250551600061
更优选地，本发明的主题还为如下化合物：
本发明更具体的主题还为开环(共)聚合反应的方法，其特征在于所述方法涉及如上所定义的磺酰胺与碱组合作为催化剂的用途。
优选地，该方法在0-250℃(更优选环境温度至150℃)的温度下在几分钟至300小时(更优选1-72小时)的持续时间内使用(共)聚合反应溶剂。根据溶剂选择温度，使得其在上述范围内，如果该温度低于250℃，则至多为溶剂的沸腾温度。
非常优选地，该方法涉及丙交酯和/或乙交酯作为单体。
本发明具有许多优点，具体如下：
-催化体系易于获得且便宜；
-磺酰胺的合成简单且产率好；
-磺酰胺具有多种结构，使得可以设计多种不同的催化体系；
-磺酰胺具有在环境温度下在空气中稳定的结构；
-所得聚合物的分子量分布非常窄；通过本发明方法得到的多分散指数实际上为1.05-1.20；
-由磺酰胺催化的开环(共)聚合反应具有重现性；
-由磺酰胺催化的开环(共)聚合反应可以在多种溶剂如二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃中进行。
本发明最后涉及通过实施上述方法获得或能够获得的丙交酯和/或乙交酯聚合物或共聚物。
除非另有定义，本申请使用的所有科技术语具有如本发明所属领域普通专业技术人员通常理解的相同含义。
制备的催化剂均包含一个或两个-SO2NH-官能团：此时术语单磺酰胺和二磺酰胺分别使用。
提供下述试验部分以说明上述程序，但是在任何情况下不应将其理解为对本发明范围的限制。
试验部分
如下所述根据本领域熟练技术人员已知的标准方法表征产物。
在BrukerAvance 300波谱仪上得到1H、13C和19F NMR。向强场方向的位移计为正位移，并以ppm表示。对于1H和13C，参照物为四甲基硅烷，对于19F，参照物为三氟乙酸。使用如下缩写描述信号：s(单峰)，br s(宽单峰)，d(二重峰)，t(三重峰)，q(四重峰)，qt(五重峰)，dd(双二重峰)，m(多重峰)。
在电热数字仪器上测量熔点。
在Thermo TSQ 700、Applied Biosystem API-365或Applied BiosystemQtrap谱仪上使用化学电离(CI)或电子碰撞(EI)方法产生质谱。在WatersMicromass LCT仪器上进行高分辨分析(HRMS)。
在HPLC Waters 712系统(在四氢呋喃中，1mL/min，T＝35℃，StyragelHR1或Styragel HR4E色谱柱，用聚苯乙烯标样校准)上通过空间排阻色谱法测得聚合物的数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)以及多分散指数(PI)。
制备1：由磺酰氯制备磺酰胺(实施例1-6)
第一组由包含一个或两个磺酰氯官能团的骨架得到，选择的胺接枝在其上。这些在空气中在环境温度下稳定的催化剂被充分表征(1H，13C NMR，MS，元素分析，熔点)。
制备1a：单磺酰胺的制备
单磺酰胺如下制备：
Figure BPA00001250551600081
将磺酰氯R2SO2Cl(1当量)缓慢加入到四氢呋喃(1.8mol.L-1)中的胺R1NH2(1当量)和吡啶(1当量)的混合物中，并在环境温度(即，18-30℃的温度)下搅拌反应介质，直至获得试剂的全部转化，其中通过1H NMR监测反应的进行。然后在真空下蒸掉溶剂，所得粗产物在硅胶柱上通过柱层析法纯化，其中流动相为CH2Cl2/MeOH梯度。
由此制得如下单磺酰胺：
Figure BPA00001250551600082
实施例1：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ7.03(s，1H，NH)；7.23-7.31(m，3H，CH)；7.39-7.43(m，2H，CH)；7.58-7.63(m，2H，CH)；7.68-7.73(m，1H，CH)；7.96(d，3J＝7.7Hz，2H，CH)ppm；13C(CDCl3，75MHz)：δ121.7(CH)；125.5(CH)；127.3(CH)；129.1(CH)；129.4(CH)；133.1(CH)；136.4(C)；138.96(C)ppm；MS(EI)：233[M]+；元素分析：(C12H11NO2S)的计算值：C61.78％，H 4.75％，N 6.00％。测量值：C 61.86％，H 4.50％，N 5.97％。熔点：110.5-112.0℃。
实施例2：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ0.90(t，3J＝7.2Hz，3H，CH3)；1.36-1.48(m，2H，CH2)；1.75-1.86(m，2H，CH2)；3.06-3.12(m，2H，CH2)；6.31(s，1H，NH)；7.15-7.21(m，3H，CH)；7.32-7.38(m，2H，CH)ppm；13C(CDCl3，75MHz)：δ13.4(CH3)；21.3(CH2)；25.2(CH2)；51.1(CH2)；120.3(CH)；124.8(CH)；129.5(CH)；137.1(C)ppm；MS(EI)：213[M]+；元素分析：(C10H15NO2S)的计算值：C 56.31％，H 7.09％，N 6.57％。测量值：C 55.72％，H 7.27％，N 6.42％。
制备1b：二磺酰胺的制备
根据如下程序制备二磺酰胺：
Figure BPA00001250551600091
将磺酰氯(1当量)加入到四氢呋喃(1mol.L-1)中的胺R1NH2(2当量)和吡啶(2当量)的混合物中。在环境温度下搅拌反应介质，直至获得试剂的全部转化，其中通过1H NMR监测反应的进行。然后在真空下蒸掉溶剂，所得粗产物在硅胶柱上通过柱层析法纯化，其中流动相为CH2Cl2/MeOH梯度。
由此制得如下二磺酰胺：
实施例3：
NMR1H(CD3OD，300MHz)：δ6.97-7.21(m，10H，CH)；7.55(t，3J＝7.8Hz，1H，CH)；7.86(dd，2H，4J＝1.5Hz和3J＝7.8Hz，2H，CH)；8.16(t，4J＝1.5Hz，1H，CH)ppm；13C(CD3OD，75MHz)：δ122.6(CH)；126.2(CH)；127.0(CH)；130.3(CH)；131.0(CH)；132.0(CH)；138.3(C)；142.3(C)ppm；MS(EI)：388[M]+；元素分析：(C18H14N2O4S2)的计算值：C55.65％，H 5.15％，N 7.21％。测量值：C 56.13％，H 3.82％，N 7.21％。熔点：157℃。
实施例4：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ2.36-2.41(qt，3J＝7.2Hz，2H，CH2)；3.27-3.32(t，3J＝7.2Hz，4H，CH2)；7.04(s，2H，NH)；7.18-7.23(m，4H，CH)；7.27(m，2H，CH)；7.35(m，4H，CH)ppm；13C(CDCl3，75MHz)：δ18.1(CH2)；48.8(CH2)；121.2(CH)；125.7(CH)；129.8(CH)；136.4(C)ppm；MS(EI)：354[M]+；元素分析：(C15H18N2O4S2)的计算值：C 50.83％，H5.12％，N 7.90％。测量值：C 51.01％，H 4.74％，N 7.85％。熔点：129.8-131.6℃。
实施例5：
NMR1H(CD3OD，300MHz)：δ7.58(s，4H，CH)；7.60(s，2H，CH)；7.74(t，1H，3J＝1.7Hz，CH)；8.03(dd，4J＝1.7Hz，3J＝7.7Hz，2H，CH)；8.21(t，3J＝7.7Hz，1H，CH)ppm；13C(CD3OD，75MHz)：δ118.7(q，JCF＝3.9Hz，CH)；120.9(q，JCF＝3.5Hz，CH)；124.2(q，JCF＝271.6Hz，CF3)；126.6(C)；132.1(CH)；132.5(CH)；133.9(q，JCF＝33.7Hz，C)；140.6(C)；142.2(C)ppm；19F(CD3OD，280MHz)：δ-63.2ppm；MS(CI)：678[M+NH4]+；元素分析：(C22H12F12N2O4S2)的计算值：C 40.01％，H 1.83％，N 4.24％。测量值：C40.38％，H 1.26％，N 4.19％。熔点：159.0-159.6℃。
实施例6：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ2.00(s，12H，CH3)；2.25(s，6H，CH3)；6.71(s，2H，NH)；6.84(s，4H，CH)；7.51(t，3J＝7.8Hz，1H，CH)；7.80-7.83(q，4J＝1.7Hz，3J＝7.8Hz，2H，CH)；8.58(t，4J＝1.7Hz，1H，CH)ppm；13C(CDCl3，75MHz)：δ18.7(CH3)；20.9(CH3)；125.8(CH)；129.3(C)；129.7(CH)；130.0(CH)；131.1(CH)；137.5(C)；138.1(C)；142.6(C)ppm；MS(EI)：233[M]+；元素分析：(C24H28N2O4S2)的计算值：C 60.99％，H 5.97％，N 5.93％。测量值：C 60.90％，H 5.91％，N 5.85％。熔点：197.9-199.5℃。
制备2：由磺酸酐制备磺酰胺(实施例7-11)
还通过胺与三氟甲烷磺酸酐的反应合成第二组磺酰胺。
表征由此制备的催化剂。它们在空气中在环境温度下是稳定的。
制备2a：单磺酰胺的制备
根据如下程序制备单磺酰胺：
Figure BPA00001250551600111
将三氟甲烷磺酸酐(1.1当量，3mol.L-1)在无水二氯甲烷中的溶液缓慢加入到0℃无水二氯甲烷中的胺(1当量，3mol.L-1)和三乙胺(1.1当量)的混合物中。在0℃下搅拌反应介质1小时，然后，在回到环境温度后，加入饱和NaCl水溶液。用二氯甲烷萃取水相两次。合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩至干燥。所得粗残留物在硅胶柱上通过柱层析法纯化，其中流动相为CH2Cl2/MeOH梯度。
制得如下单磺酰胺：
Figure BPA00001250551600112
实施例7：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ0.95-1.00(t，3J＝7.1Hz，3H，CH3)；1.58-1.70(m，2H，CH2)；3.25-3.30(t，3J＝7.4Hz，2H，CH2)；4.89(br s，1H，NH)ppm；19F(CDCl3，280MHz)：δ-77.4ppm；MS(EI)：191[M]+；162[M-C2H5]+。
实施例8：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ7.19-7.28(m，3H，CH)；7.31-7.36(m，2H，CH)；6.63(br s，1H，NH)ppm；19F(CDCl3，280MHz)：δ-75.2ppm；MS(EI)：225[M]+。
制备2b：二磺酰胺的制备
根据如下程序制备二磺酰胺：
将三氟甲烷磺酸酐(2.1当量，5mol.L-1)在无水二氯甲烷中的溶液缓慢加入到0℃无水二氯甲烷中的二胺(1当量，3mol.L-1)和三乙胺(2.1当量)的混合物中。搅拌反应介质1小时，然后在回到环境温度后，加入饱和NaCl水溶液。用二氯甲烷萃取水相两次。合并有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩至干燥。所得粗残留物在硅胶柱上通过柱层析法纯化，其中流动相为CH2C12/MeOH梯度。
制得如下二磺酰胺：
Figure BPA00001250551600122
实施例9：
NMR1H((CD3)2CO，300MHz)：δ1.37-1.41(m，2H，CH)；1.67-1.71(m，2H，CH)；1.77-1.81(m，2H，CH)；2.11-2.15(m，2H，CH)；3.34(m，2H，CH)；7.98(br s，2H，NH)ppm；13C((CD3)2CO)，75MHz)：δ24.3(CH2)；33.2(CH2)；58.8(CH)；115-128(q，JCF＝320.5Hz，CF3)；19F((CD3)2CO，280MHz)：δ-77.5ppm；MS(EI)：378[M]+；245[M-SO2CF3]+；熔点：184.5-185.5℃。
实施例10：
NMR1H(C6D6，300MHz)：δ2.28(s，4H，CH2)；4.00(br s，2H，NH)；13C(C6D6，75MHz)：δ43.4(CH2)；117-122(q，JCF＝321.5Hz，CF3)；19F(C6D6，280MHz)：δ-77ppm；MS(CI)：342(M+NH4 +)；元素分析：(C4H6F6N2O4S2)的计算值：C 14.8％，H 1.87％，N 8.64％，测量值：C 14.6％，H 1.90％，N 8.5％，第一次测试，C 40.48％，H 2.36％，N 5.83％，第二次测试。熔点：115-116℃。
实施例11：
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ4.79(s，2H，CH)；5.87(br s，2H，NH)；6.97-7.00(m，4H，CH)；7.27(m，6H，CH)ppm；19F(CDCl3，280MHz)：δ-77.3ppm；MS(EI)：元素分析：(C16H14F6N2O4S2)的计算值：C 40.34％，H 2.96％，N 5.88％，测量值：C 40.43％，H 2.36％，N 5.82％；熔点：213-215℃。
制备3：烷基化二磺酰胺的制备(实施例12-13)
根据如下程序A或B制备烷基化二磺酰胺：
Figure BPA00001250551600131
实施例12：
将1当量1，3-二磺酰基苯氯化物(1，3-disulphonylbenzenechloride)(5g，18毫摩尔)引入到在50ml THF中的1当量吡啶(1.47ml，18毫摩尔)和1当量N-甲基苯胺(1.97ml，18毫摩尔)的溶液中。在环境温度下搅拌2小时后，加入1当量苯胺(1.66ml，18毫摩尔)和1当量吡啶(1.47ml，18毫摩尔)。在环境温度下搅拌过夜。在真空下蒸掉溶剂。将得到的粗产物溶于CH2Cl2中，用0.1N HCl溶液洗涤，然后用水洗涤，用硫酸钠干燥，过滤并蒸发。所得固体(未甲基化/单甲基化/二甲基化的混合物0.33/1/0.33)在硅胶柱上通过柱层析法纯化(洗脱液CH2Cl2/MeOH 95/5)。得到白色固体形式的单甲基化磺酰胺12，产率为50％。
Figure BPA00001250551600141
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ3.09(s，3H，CH3)；6.84(br s，1H，NH)；6.94-6.98(m，2H，CH)；7.06(m，1H，CH)；7.09(m，1H，CH)；7.26-7.29(m，6H，CH)；7.49(m，1H，CH)；7.56-7.60(m，1H，CH)；7.91-7.94(m，1H，CH)；8.09(t，4J＝1.5Hz，1H，CH)ppm；13C(CDCl3，75.5MHz)：δ38.4(CH3)；122.1(CH)；126.2(CH)；126.4(CH)；126.6(CH)；127.9(CH)；129.2(CH)；129.6(CH)；129.7(CH)；131.2(CH)；131.9(CH)；135.7(C)；138.0(C)；140.2(C)；140.7(C)ppm；HRMS DCI(CH4)：计算值：403.0786(M+H+-C19H19N2O4S2)，测量值：403.0769(-1.7；-4.2)；熔点：162.0-162.6℃。
实施例13：
在氩气气氛下，将1.1当量NaH(206mg，8.6毫摩尔，通过用戊烷洗涤三次除去油)加入到1当量二磺酰胺4(2.75g，7.8毫摩尔)在100mL干燥乙醚中的溶液中。在环境温度下搅拌30分钟后，加入1当量三氟甲烷磺酸甲酯(880μL，7.8毫摩尔)。在环境温度下搅拌反应介质过夜。然后蒸掉溶剂。将粗产物再溶于CH2Cl2中，用1N HCl溶液洗涤两次，然后用饱和盐溶液洗涤，用硫酸钠干燥，过滤并再度蒸发。所得固体(未甲基化/单甲基化/二甲基化的混合物0.4/0.2/0.4)在硅胶柱上通过柱层析法纯化(洗脱液CH2Cl2/MeOH 95/5)。分离出白色粉末形式的磺酰胺13，产率为12％。
Figure BPA00001250551600142
NMR1H(CDCl3，300MHz)：δ2.23(m，2H，CH2)；3.13(m，4H，CH2)；3.21(s，3H，CH3)；7.08(m，1H，CH)；7.13-7.16(m，2H，CH)；7.19-7.24(m，3H，CH)；7.27(m，4H，CH)；7.34(br s，1H，NH)ppm；13C(CDCl3，75.5MHz)：δ18.0(CH2)；38.6(CH3)；47.1(CH2)；49.4(CH2)；120.8(CH)；125.3(CH)；126.7(CH)；127.7(CH)；129.5(CH)；129.7(CH)；136.6(C)；140.9(C)ppm；HRMS DCI(CH4)：计算值：369.0943(M+H+-C16H21N2O4S2)，测量值：369.0957(1.4；-3.8)；熔点：93.6-94.2℃。
制备4：在丙交酯的开环聚合反应(ROP)中磺酰胺催化剂的应用
在D，L-丙交酯(或L-丙交酯)的开环聚合反应(ROP)中与如下不同的碱组合测试制备的催化剂：4-二甲氨基吡啶(DMAP)，鹰爪豆碱，二异丙基乙胺(DIEA)，N，N-二甲基环己胺(Me2NCy)，N，N，N”N”-四甲基-1，2-环己烷二胺((Me2N)2Cy)。
根据如下程序制备丙交酯聚合物：
Figure BPA00001250551600151
对于所有聚合反应，将丙交酯、催化剂和碱溶于氩气气氛下的Schlenk烧瓶中的无水溶剂(例如二氯甲烷、甲苯或四氢呋喃)中。加入戊醇，并在环境温度下搅拌反应介质。通过定期取出溶液样品，然后浓缩、再溶于CDCl3中和通过1H NMR检测来监测丙交酯向聚合物的转化率。
实施例14：
将丙交酯(500mg，10当量，3.47毫摩尔)，实施例3的催化剂(134mg，1当量，0.347毫摩尔)和DMAP(42mg，1当量，0.347毫摩尔)溶于氩气气氛下的Schlenk烧瓶中的3.5mL无水二氯甲烷中。加入戊醇(38μL，1当量，0.347毫摩尔)，并在26℃下搅拌反应介质。通过定期取出等分部分溶液，然后浓缩、再溶于CDCl3中和通过1H NMR检测来监测丙交酯向聚合物的转化率。
完全转化Mn＝1983，Mw＝2217，PI＝1.12
多种短链聚合物的合成使得可以显示出可以使用的磺酰胺/碱对的多样性，另外所有其它试验条件相同(CH2Cl2；丙交酯/戊醇/磺酰胺/叔胺的摩尔比为5/1/1/1)。
  实施例  磺酰胺  碱   时间   转化率
  15  3  DMAP   5小时   97％
  16  3  Me2NCy   5小时   77％
  17  3  鹰爪豆碱   5小时   73％
  18  7  DIEA   5小时15分   84％
  19  7  鹰爪豆碱   5小时15分   91％
  20  7  DMAP   5小时   94％
  21  7  (Me2N)2Cy   8小时   80％
  22  9(R，R)  Me2NCy   5小时   98％
  23  10  Me2NCy   6小时   95％
  24  11  Me2NCy   72小时   64％
  25  5  DMAP   6小时   84％
  26  6  DMAP   5小时15分   76％
不论使用的催化剂，可以以可控方式合成不同链长的聚合物。
因此可以以快速且可控的方式获得低聚物(在CH2Cl2中丙交酯/戊醇/磺酰胺/DMAP的摩尔比为5/1/1/1或10/1/1/1)。
  实施例   I/M   催化剂   时间   转化率  DPNMR
  27   5   3   3小时   93％  4.8
  28   10   1   24小时   93％  9.9
  29   10   2   40小时   93％  9.1
  30   10   3   8小时   88％  8.7
  31   10   4   8小时   92％  8.8
  32   10   12   8小时   67％  5.8
  33   10   13   7小时30分   55％  5.2
I/M表示在聚合反应中使用的初始单体/引物(primer)摩尔比。
DPNMR为形成的聚合物的聚合度。其通过1H NMR波谱由合适信号的积分测得。
也可以合成更大的聚合物。此时使用的比例为50/1/10/10(丙交酯/戊醇/磺酰胺/DMAP)或100/1/10/10。重要的是要注意所得聚合物的可再现的多分散指数：
  实施例  I/M   催化剂   时间   转化率  Mn   Mw   PI
  34  10＊＊   3   8小时   88％  1765   2067   1.17
  35  50＊＊   3   24小时   90％  7949   8413   1.06
  36  50＊＊   5   24小时   70％  5296   5729   1.08
  37  100＊＊   3   87小时30分   94％  14830   16087   1.08
  38  100＊＊   6   87小时30分   71％  9540   10116   1.08
＊L-丙交酯
＊＊D，L-丙交酯
合成的聚合物具有对应于所用单体/底漆比例的分子量，其表明聚合反应的良好控制。反应时间在8小时至3天之间变化，取决于所用的催化剂和目标聚合度(DP)。
上述试验结果表明磺酰胺允许进行丙交酯聚合反应。而且，所得多分散指数接近1，这表明这些催化剂抑制酯交换。

Claims (22)

1.磺酰胺与碱组合在内酯的开环聚合反应或共聚合反应中作为催化体系的用途，其特征在于所述碱为叔胺，和所述磺酰胺为单磺酰胺或二磺酰胺。
2.根据权利要求1所述的用途，其用于双内酯的聚合反应或共聚合反应。
3.根据权利要求1所述的用途，其用于丙交酯和/或乙交酯的共聚合反应。
4.根据权利要求3所述的用途，其用于丙交酯的聚合反应。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用途，其特征在于所述碱为选自如下的叔胺：
-二异丙基乙胺；
-鹰爪豆碱；
-N，N-二甲基环己胺；
-N，N，N”N”-四甲基-1，2-环己烷二胺；和
-4-二甲氨基吡啶。
6.根据权利要求1-4任一项所述的用途，其特征在于所述磺酰胺为外消旋形式或对映体形式或这些形式的任意组合的通式(I)的单磺酰胺：
其中：R1和R2独立地表示任选被取代的烷基、卤代烷基或芳基。
7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于R1和R2独立地表示苯基、烷基或卤代烷基。
8.根据权利要求1-4任一项所述的用途，其特征在于所述磺酰胺为选自如下的化合物：
Figure FSB00000897137200021
9.根据权利要求1所述的用途，其特征在于所述磺酰胺为外消旋形式或对映体形式或这些形式的任意组合的通式(IIa)或(IIb)的二磺酰胺：
Figure FSB00000897137200022
(IIa)                (IIb)
其中：R1和R2表示任选被取代的烷基、卤代烷基或芳基；
R’1和R’2表示亚芳基、亚烷基或亚环烷基，其中所有这些基团任选被取代；
R3和R4独立地表示氢原子或烷基。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于R3和R4独立地表示氢原子或甲基。
11.根据权利要求9所述的用途，其特征在于R3和R4表示氢原子。
12.根据权利要求10所述的用途，其特征在于R3和R4表示氢原子。
13.根据权利要求9-12任一项所述的用途，其特征在于R1和R2表示任选被取代的苯基、烷基或卤代烷基；R’1表示任选被苯基取代的亚环烷基、亚烷基；R’2表示亚烷基或亚苯基。
14.根据权利要求9-12任一项所述的用途，其特征在于R1和R2表示烷基、三氟甲基或任选被甲基或三氟甲基取代的苯基。
15.根据权利要求9-10任一项所述的用途，其特征在于所述磺酰胺为选自如下的化合物：
16.根据权利要求9-12任一项所述的用途，其特征在于所述磺酰胺为选自如下的化合物：
17.根据权利要求1-4任一项所述的用途，其特征在于所述碱为4-二甲氨基吡啶。
18.具有如下结构的化合物：
Figure FSB00000897137200041
19.用于开环聚合反应或共聚合反应的方法，其特征在于所述方法涉及使用根据权利要求1-4任一项所述的磺酰胺与碱组合作为催化剂。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述方法在0-250℃的温度下在几分钟至300小时的期间内使用聚合反应或共聚合反应溶剂。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述方法在环境温度至150℃的温度下在1-72小时的持续时间内使用聚合反应或共聚合反应溶剂。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述方法涉及丙交酯和/或乙交酯作为单体。
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