CN102911347A - 高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的制备方法 - Google Patents
高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102911347A CN102911347A CN2012104014860A CN201210401486A CN102911347A CN 102911347 A CN102911347 A CN 102911347A CN 2012104014860 A CN2012104014860 A CN 2012104014860A CN 201210401486 A CN201210401486 A CN 201210401486A CN 102911347 A CN102911347 A CN 102911347A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lactide
- caprolactone
- rac
- time
- molecular weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
本发明公开一种制备高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的方法，该方法通过制得高纯度的L-丙交酯（L-LA），将L-丙交酯与纯化的ε-己内酯在适量的辛酸亚锡催化下开环共聚，在一定的温度下聚合一定时间制备出高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物。该方法的特征在于将制得的粗L-LA先水洗提纯1次，再用乙酸乙酯或丙酮提纯2-3次，在规定的条件和时间下干燥；使用前将ε-己内酯进行纯化；根据需要将高纯度的L-丙交酯与纯化的ε-己内酯配比，加入适量的辛酸亚锡催化剂溶液，在一定条件下聚合一定时间制备出高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物。
Description
技术领域
本发明公开一种制备高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯) 无规共聚物可降解生物材料的方法。
背景技术
聚乳酸（PLA）及其共聚物是20世纪80年代迅速发展起来的新一代可完全降解的高分子材料，它不仅具有较好的化学惰性、易加工性,而且还具有良好的生物相容性。聚乳酸共聚物作为人工合成的高分子材料，由于其优异的生物降解性、相容性和可吸收性，受到了世界各国的广泛注意和深入研究。他们的应用研究范围很广:在农业领域,与乙烯、淀粉等共混作包装材料及家用膜,在日用领域可作化妆品的添加成分,但是它们的应用研究更多的集中在生物医学工程领域。聚乳酸共聚物生物材料在生物医学领域的应用主要有组织工程、药物控制释放骨内固定及骨修复和医用手术缝合等。
L-丙交酯对应的均聚物聚(L-乳酸)(PLLA)和ε-己内酯对应的均聚物聚(ε-己内酯)(PCL)都是具有优良的生物相容性生物材料，都为半结晶聚合物，在体内降解速率较慢,降解周期过长。PLLA具有较高的力学强度, 但质硬且脆，韧性较差, 缺乏柔性和弹性；另外，PLLA的某些特性如熔体黏度、冲击性能、热变形温度、气体的阻隔性能等不能满足不同的最终用途,这些问题都严重影响了PLLA生物材料在临床上的广泛应用。它们的无规共聚物聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)可以兼具两者的优点，又可以降低结晶性能，提高降解速率。。
发明内容
本发明选择ε-己内酯与L-丙交酯共聚对PLLA进行改性，通过制备高纯度的L-丙交酯与ε-己内酯，和一套严格的工艺条件来制备较高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物。通过调节ε-己内酯与L-丙交酯的配比和聚合工艺条件可制备不同含量的、不同分子量及分子量分布的(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物聚，来调节来调节(L-丙交酯-co-己内酯)的物理性能与降解速率，从而可提供生物相容性好、与生物体内力学性能相匹配、具有良好的药物通透性、材料降解吸收速率适当、与细胞生长及组织再生的速率相匹配的多种用途的生物材料。
具体实施方式
根据所制备的高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物要求不同，本发明可以有多种实施方案。
通过下列实施实例可以更好的理解本发明，但这些实施实例并不是用来限制本发明。
实施例1 高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)85/15无规共聚物的制备
称取一定量的L-乳酸，加入少量沸石，先在常压下，135～150℃进行浓缩脱水3～4个小时；再减压到2.5～8.0KPa，缓慢升温，在150～160℃之间加热回流、脱水2～3个小时；然后加入辛酸亚锡作催化剂，用真空泵继续减压到约0.27kPa的高真空，逐步升温至180℃以上蒸出丙交酯，至210～220 ℃时反应结束，得到浅黄色的粗L-丙交酯。将粗L-丙交酯在水浴中加热熔化后，将熔融的丙交酯倒入蒸馏水中并不断搅拌使之尽快冷却到室温，然后在室温下搅拌一小时左右，得到淤浆状的丙交酯与水的混合物，然后真空抽滤分离出丙交酯。将分离出的的丙交酯放入40℃的真空干燥箱中干燥8~12h。然后将干燥后的丙交酯用乙酸乙酯或丙酮重结晶2~3次，每次抽滤后放入40℃的真空干燥箱，中干燥8~12h，最后得到无色透明针状晶体。
将4Å分子筛加到ε-己内酯中，浸泡5天，使用前进行减压蒸馏，以除去ε-己内酯中的微量水分。
将新鲜的高纯度的L-丙交酯与纯化的ε-己内酯按摩尔比为85:15的比例，装于处理过的反应玻璃管中，按辛酸亚锡催化剂与聚合单体的摩尔比为1：8000的比例加入辛酸亚锡催化剂溶液，用扩散泵抽真空至反应管内压强小于0.5Pa后，用酒精喷灯封口。在设定温度为130℃的恒温箱中等混合物融化后，摇动反应管使L-LA、ε-己内酯与催化剂三者均匀混合，然后在放入恒温箱中反应，在130℃下聚合36h。取出共聚物，用二氯甲烷溶解后，在甲醇中沉析出，过滤，在40℃下真空干燥，即得聚(L-丙交酯-co-己内酯)85/15共聚物。经红外光谱测定，在1759cm-1处有C=O伸缩振动的强吸收单峰，根据Qian H T等人的文献[Polym Degrad Stabi, 2000,
68:423-429.]报道，对于PLLA/PCL嵌段共聚物，其羰基峰裂分为双峰，分别对应PLLA和PCL链段，而对于无规共聚物，羰基峰不出现裂分。经1HNMR定量分析，在聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)85/15无规共聚物中L-丙交酯与ε-己内酯两组分的摩尔比为87.5：12.5。可以制备的聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)85/15无规共聚物的重均分子量达6.6×105，分子量分布系数为1.1。
实施例2高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)75/25无规共聚物的制备
L-丙交酯制备与提纯同实施例1。
将CaH2加到ε-己内酯中，浸泡2天，使用前进行减压蒸馏。
将新鲜的高纯度的L-丙交酯与纯化的ε-己内酯按摩尔比为75:25的比例，装于处理过的反应玻璃管中，按辛酸亚锡催化剂与聚合单体的摩尔比为1：8000的比例加入辛酸亚锡催化剂溶液，用扩散泵抽真空至反应管内压强小于0.5Pa后，用酒精喷灯封口。在设定温度为125℃的恒温箱中等混合物融化后，摇动反应管使L-LA、ε-己内酯与催化剂三者均匀混合，然后在放入恒温箱中反应，在125℃下聚合36h。取出共聚物，用二氯甲烷溶解后，在甲醇中沉析出，过滤，在40℃下真空干燥，即得聚(L-丙交酯-co-己内酯)75/25共聚物。经1HNMR定量分析，在聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)75/25无规共聚物中L-丙交酯与ε-己内酯两组分的摩尔比为75.4：24.6。制备的聚(L-丙交酯-co-己内酯)75/25无规共聚物的重均分子量达4.5×105，分子量分布系数为1.2。
实施例3高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)65/35无规共聚物的制备
L-丙交酯制备与提纯同实施例1。
将4Å分子筛加到ε-己内酯中，浸泡5天，使用前进行减压蒸馏，以除去ε-己内酯中的微量水分。
将新鲜的高纯度的L-丙交酯与纯化的ε-己内酯按摩尔比为65:35的比例，装于处理过的反应玻璃管中，按辛酸亚锡催化剂与聚合单体的摩尔比为1：6000的比例加入辛酸亚锡催化剂溶液，用扩散泵抽真空至反应管内压强小于0.5Pa后，用酒精喷灯封口。在设定温度为120℃的恒温箱中等混合物融化后，摇动反应管使L-LA、ε-己内酯与催化剂三者均匀混合，然后在放入恒温箱中反应，在120℃下聚合48h。取出共聚物，用二氯甲烷溶解后，在甲醇中沉析出，过滤，在40℃下真空干燥，即得聚(L-丙交酯-co-己内酯)65/35共聚物。经1HNMR定量分析，在聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)65/35无规共聚物中L-丙交酯与ε-己内酯两组分的摩尔比为66.2：33.8。制备的聚(L-丙交酯-co-己内酯)65/35无规共聚物的重均分子量达3.3×105，分子量分布系数为1.4。
实施例4高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯)50/50无规共聚物的制备
L-丙交酯制备与提纯同实施例1。
将CaH2加到ε-己内酯中，浸泡2天，使用前进行减压蒸馏。
将新鲜的高纯度的L-丙交酯与纯化的ε-己内酯按摩尔比为50:50的比例，装于处理过的反应玻璃管中，按辛酸亚锡催化剂与聚合单体的摩尔比为1：5000的比例加入辛酸亚锡催化剂溶液，用扩散泵抽真空至反应管内压强小于0.5Pa后，用酒精喷灯封口。在设定温度为110℃的恒温箱中等混合物融化后，摇动反应管使L-LA、ε-己内酯与催化剂三者均匀混合，然后在放入恒温箱中反应，在110℃下聚合52h。取出共聚物，用二氯甲烷溶解后，在甲醇中沉析出，过滤，在40℃下真空干燥，即得聚(L-丙交酯-co-己内酯)50/50共聚物。经1HNMR定量分析，在聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)50/50无规共聚物中L-丙交酯与ε-己内酯两组分的摩尔比为52.5：47.5。制备的聚(L-丙交酯-co-己内酯)50/50无规共聚物的重均分子量达2.2×105，分子量分布系数为1.7。
Claims (9)
1.一种制备高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的方法，用L-乳酸制得粗L-丙交酯，将粗L-LA先水洗提纯1次，立即再用乙酸乙酯或丙酮提纯2-3次；使用前将ε-己内酯进行纯化；根据需要将新鲜的高纯度的L-丙交酯与纯化的ε-己内酯配比，装于处理过的反应玻璃管中，加入适量的辛酸亚锡催化剂溶液，用扩散泵抽真空至反应管内压强小于0.5Pa后，用酒精喷灯封口；在一定的温度下聚合一定时间制备出高分子量的聚(L-丙交酯-co-己内酯) 无规共聚物。
2.按照权利要求1的方法，将粗L-LA先水洗提纯1次，是将粗L-LA在水浴中加热熔化后，将熔融的L-LA倒入蒸馏水中并不断搅拌使之尽快冷却到室温，然后在室温下搅拌一小时左右，得到淤浆状的丙交酯与水的混合物，然后真空抽滤分离出丙交酯；将分离出的的丙交酯放入40℃的真空干燥箱中干燥8-12h；按照权利要求1的方法，再用乙酸乙酯或丙酮提纯2-3次，是指将水洗干燥后的L-丙交酯用乙酸乙酯或丙酮重结晶2-3次，每次抽滤后都放入40℃的真空干燥箱中干燥8-12h。
3.按照权利要求1的方法，将ε-己内酯进行纯化的方法是，将4Å分子筛加到ε-己内酯中，浸泡5天，使用前进行减压蒸馏，以除去ε-己内酯中的微量水分；或者是将CaH2加到ε-己内酯中，浸泡2天，使用前进行减压蒸馏。
4.按照权利要求1的方法，新鲜的高纯度的L-丙交酯是指按权利要求1、2和3制得的L-丙交酯存放时间不能超过6-8H，要立即与提纯的ε-己内酯进行聚合。
5.按照权利要求1的方法，反应玻璃管的处理方法是将清洗干净的玻璃管在400℃高温下处理2小时，自然冷却后保持到真空干燥箱中，在空气中暴露的时间不能超过12h。
6.按照权利要求1的方法，辛酸亚锡催化剂溶液的制备过程是先将市售的辛酸亚锡在温度为130℃，压强为150Pa下蒸馏3h，蒸馏出浅黄色的低沸点物质，得到高沸点的催化剂；然后用3Å分子筛处理并精馏过的甲苯配成1.0mol/ml的溶液。
7.按照权利要求1的方法，制备高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的L-丙交酯与ε-己内酯的摩尔比为95~50:5~50。
8.按照权利要求1的方法，适量的辛酸亚锡催化剂与聚合单体的摩尔比为1：5000~1：12000，适宜的聚合温度为100℃~135℃，适宜的聚合时间为24h~56h。
9.按照权利要求1的方法，制备高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的重均分子量达2.1×105~6.8×105，分子量分布系数为1.1~1.8。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104014860A CN102911347A (zh) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012104014860A CN102911347A (zh) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102911347A true CN102911347A (zh) | 2013-02-06 |
Family
ID=47609942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012104014860A Pending CN102911347A (zh) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | 高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102911347A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108192033A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-06-22 | 湖南科技大学 | 一种马来酸酐直接接枝L-丙交酯/乙交酯/ε-己内酯三元共聚物的制备方法 |
| WO2018176884A1 (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 南京大学 | 一种全绿色封闭循环工艺生产光学纯l-/d-丙交酯的方法 |
| CN109400574A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-01 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种粗交酯的提纯方法及应用 |
| CN111212865A (zh) * | 2017-09-22 | 2020-05-29 | 英格维蒂英国有限公司 | 生产内酯共聚物的方法 |
| CN112851917A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-28 | 山东采采医疗科技有限公司 | 一种聚丙交酯己内酯的制备方法 |
| CN113563570A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-29 | 湖南聚仁化工新材料科技有限公司 | 一种聚乳酸透明增韧剂及其制备方法 |
| WO2023076999A1 (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Thermoplastic polyester copolymer, preparation and use thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1616450A (zh) * | 2003-11-11 | 2005-05-18 | 王鹏 | 丙交酯催化合成方法 |
| CN1701083A (zh) * | 2002-02-06 | 2005-11-23 | 聚合物器官股份有限公司 | DL－丙交酯－ε－己内酯共聚物 |
-
2012
- 2012-10-22 CN CN2012104014860A patent/CN102911347A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1701083A (zh) * | 2002-02-06 | 2005-11-23 | 聚合物器官股份有限公司 | DL－丙交酯－ε－己内酯共聚物 |
| CN1616450A (zh) * | 2003-11-11 | 2005-05-18 | 王鹏 | 丙交酯催化合成方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 《中国塑料》 20100331 鲁越等 L-丙交酯与epsilon-己内酯共聚物微观结构与热力学性能研究 29-33 1-9 第24卷, 第3期 * |
| 谢文兵: "聚乳酸合成工艺的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
| 鲁越等: "L-丙交酯与ε-己内酯共聚物微观结构与热力学性能研究", 《中国塑料》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018176884A1 (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 南京大学 | 一种全绿色封闭循环工艺生产光学纯l-/d-丙交酯的方法 |
| CN111212865A (zh) * | 2017-09-22 | 2020-05-29 | 英格维蒂英国有限公司 | 生产内酯共聚物的方法 |
| CN108192033A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-06-22 | 湖南科技大学 | 一种马来酸酐直接接枝L-丙交酯/乙交酯/ε-己内酯三元共聚物的制备方法 |
| CN109400574A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-01 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种粗交酯的提纯方法及应用 |
| CN112851917A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-28 | 山东采采医疗科技有限公司 | 一种聚丙交酯己内酯的制备方法 |
| CN113563570A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-29 | 湖南聚仁化工新材料科技有限公司 | 一种聚乳酸透明增韧剂及其制备方法 |
| WO2023076999A1 (en) * | 2021-10-28 | 2023-05-04 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Thermoplastic polyester copolymer, preparation and use thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102911347A (zh) | 高分子量聚(L-丙交酯-co-己内酯)无规共聚物的制备方法 | |
| Huang et al. | An investigation of common crosslinking agents on the stability of electrospun collagen scaffolds | |
| Kim et al. | Effects of different Bombyx mori silkworm varieties on the structural characteristics and properties of silk | |
| Zhang et al. | Genipin‐crosslinked silk fibroin/hydroxybutyl chitosan nanofibrous scaffolds for tissue‐engineering application | |
| Zulkifli et al. | In vitro degradation study of novel HEC/PVA/collagen nanofibrous scaffold for skin tissue engineering applications | |
| CA2352743C (en) | Films comprising biodegradable pha copolymers | |
| US5486593A (en) | Medical devices fabricated from copolymers having recurring carbonate units | |
| US5145945A (en) | Homopolymers and copolymers having recurring carbonate units | |
| Garkhal et al. | Fast degradable poly (L‐lactide‐co‐ε‐caprolactone) microspheres for tissue engineering: Synthesis, characterization, and degradation behavior | |
| Zhang et al. | In vitro degradation and biocompatibility of poly (l-lactic acid)/chitosan fiber composites | |
| CN105694008B (zh) | 一种生物降解速率可调的高分子聚酯复合材料的制备方法 | |
| JPS62215625A (ja) | 生体吸収性コポリマ− | |
| SE444891B (sv) | Forfarande for framstellning av absorberbar kirurgisk produkt genom sampolymerisation i foljd av glykolid och trimetylenkarbonat | |
| NZ279627A (en) | Article comprising poly(3-hydroxyhexanoate)copolymerised with a 3- or 4-hydroxycarboxylic acid | |
| Zou et al. | Elastic, hydrophilic and biodegradable poly (1, 8-octanediol-co-citric acid)/polylactic acid nanofibrous membranes for potential wound dressing applications | |
| US5256764A (en) | Medical devices fabricated from homopolymers and copolymers having recurring carbonate units | |
| Xu et al. | Chemical crosslinking and biophysical properties of electrospun hyaluronic acid based ultra-thin fibrous membranes | |
| Zhong et al. | Studies of in situ‐forming hydrogels by blending PLA‐PEG‐PLA copolymer with silk fibroin solution | |
| EP0390860A4 (en) | Medical devices fabricated from homopolymers and copolymers having recurring carbonate units | |
| CN104231578A (zh) | 一种可完全生物降解聚酯材料及其制备与应用 | |
| Qiu et al. | Synthesis, characterizations, and biocompatibility of block poly (ester‐urethane) s based on biodegradable poly (3‐hydroxybutyrate‐co‐4‐hydroxybutyrate)(P3/4HB) and poly (ε‐caprolactone) | |
| CN102935248A (zh) | 一种以pbc为增韧剂的pla可吸收骨钉及其制备方法 | |
| CN103382252B (zh) | 一种环状生物降解脂肪族聚酯及其制备方法 | |
| CN1817937A (zh) | 乳酸类聚合物的用途 | |
| Govorčin Bajsić et al. | Preparation and characterization of electrospun PCL/silk fibroin scaffolds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130206 |