CN103865046B - 一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺 - Google Patents
一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103865046B CN103865046B CN201410118346.1A CN201410118346A CN103865046B CN 103865046 B CN103865046 B CN 103865046B CN 201410118346 A CN201410118346 A CN 201410118346A CN 103865046 B CN103865046 B CN 103865046B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- maleic anhydride
- lactide
- acid
- rac
- crude product
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
本发明公开了一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺,包括如下步骤:马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备;粗品的纯化。本发明省略了开环聚合反应中丙交酯、乙交酯或乙丙交酯的制备和纯化精制步骤,降低了中间体的损失,使乳酸、羟基乙酸等主原料的利用率达到80-90%。利用马来酸酐作为改性剂,一方面利用分子含有环状酸酐结构,通过与丙交酯(乙交酯或乙丙交酯)开环聚合的方式形成一系列的齐聚物,另一方面马来酸酐分子中含有不饱双键,在高温条件、催化剂作用下,可以发生加成聚合反应,形成带有多个聚乳酸-羟基乙酸侧链的链状高分子聚合物。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种顺丁烯二酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺。
背景技术
乳酸和羟基乙酸的共聚是缩合聚合反应,其合成路线主要有开环聚合和直接缩聚两种。开环聚合法是PLGA最传统的合成方法,根据其合成聚合物可分为无规共聚物(Ran-PLGA)和交替共聚物(Alt-PLGA)两种。无规PLGA共聚物是以丙交酯和乙交酯两种作为共聚单体,按不同投料比开环聚合,形成不同组成的PLGA聚合物,但由于乙交酯和丙交酯具有不同的竞聚率,很难严格控制Ran-PLGA的无规程度和组成重现性,特别是乙交酯投料比高时,由于其竞聚率高于丙交酯,易生成少量溶解性差的聚羟基乙酸(PGA),难以得到组成均一的Ran-PLGA。PLGA的交替共聚物的合成是利用LA与GA反应合成乙丙交酯单体,然后再开环聚合,这样得到的Alt-PLGA结构规整,组成固定,降解性能稳定。
在现有的马来酸酐-乳酸共聚物的合成技术中,1、丙交酯的生成为:首先,乳酸边升温边减压,逐渐升温到140℃,减压到0.035MPa,保持温度在130-140℃,脱水1-2h,加入催化剂,在一定温度、压力下环化,制备丙交酯粗品。然后,蒸馏水洗涤、乙酸乙酯重结晶制备丙交酯粗品;2、马来酸酐-丙交酯共聚物的制备为:在100℃水浴中加热已制备好的丙交酯和马来酸酐的混合物,用减压回流的方法反应20h。在反应完成后,在反应物中加入四氢呋喃,逐滴滴入蒸馏水中,有黄色沉淀物出现,反复洗涤3次,纯化沉淀物即得到丙交酯与马来酸酐的共聚物。
但在上述的马来酸酐-乳酸共聚物的合成技术中,存在如下缺陷:1、马来酸酐只针对聚乳酸的改性。2、采用开环聚合的方法,工艺过程复杂,收率低,成本高。
现有技术中,还可以通过熔融缩聚直接法合成聚乳酸-羟基乙酸共聚物,具体操作为:乳酸、羟基乙酸按照配方比例加入到反应器中,在合适的温度、真空下脱水一定时间后,加入催化剂,保持一定温度和真空条件下,反应若干小时,得粗品,经洗涤、干燥,制得聚乳酸-羟基乙酸共聚物。
但此方法有以下两点不利因素:1、高分子量聚乳酸-羟基乙酸的合成中,当共聚物分子量达50000时,体系中的未反应基团应控制在千分之三以内,因此对可逆平衡共聚反应中的水分要求更低。2、反应体系的真空度一般是130Pa以内,操作费用高,不利于实现工业化生产。
发明内容
发明目的:本发明提供一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺。
技术方案:一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺,包括如下步骤:
1)、马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备:
将一定摩尔分数的乳酸、羟基乙酸加入到带有温度和搅拌装置的四口烧瓶中,其中,乳酸含量为50~99%,启动水循环真空泵和搅拌装置,减压至4000~6000Pa抽真空20~40min后,打开电热套加热,温度升至63~68℃时,烧瓶内出现沸腾,调节加热速率,维持沸腾脱水2~3h,得到脱水产物,停止加热,降温至80~90℃,打开氮气阀通入氮气10~20min后,关闭真空泵,加入复合催化剂和马来酸酐,启动搅拌装置使其混合均匀,关闭氮气阀、启动真空泵抽真空至400~500Pa,然后打开加热套加热至100℃,调节加热功率,使反应体系以1~2℃/min的速率缓慢升温,当温度升至175~185℃时,保温反应至10~15h得到马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品;
2)、粗品的纯化:
将步骤1)中所得的聚合物粗品溶于四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中配制成10~15%的溶液,经过滤后,再用相同体积的甲醇沉淀并过滤,将沉淀物置于真空烘箱中50~60℃下干燥10~12h,得到纯净干燥的马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物的纯净物。
作为优化:所述步骤1)中得到的脱水产物包括乙交酯、丙交酯和乙丙交酯。
作为优化:所述步骤1)中加入的复合催化剂为:m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=0.2%~0.5%。
作为优化:所述步骤1)中加入的马来酸酐为:m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=2%~10%。
作为优化:所述步骤2)四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中,四氢呋喃:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:3~3:1。
有益效果:本发明省略了开环聚合反应中丙交酯、乙交酯或乙丙交酯的的制备和纯化精制步骤,降低了中间体的损失,使乳酸、羟基乙酸等主原料的利用率达到80~90%。
本发明采用马来酸酐作为改性剂,一方面利用分子含有环状酸酐结构,通过与丙交酯(乙交酯或乙丙交酯)开环聚合的方式形成一系列的齐聚物,另一方面马来酸酐分子中含有不饱双键,在高温条件、催化剂作用下,可以发生加成聚合反应,形成带有多个聚乳酸-羟基乙酸侧链的链状高分子聚合物。
本发明中采用马来酸酐作为改性剂,通过改变马来酸酐的用量(),调节共聚物的分子量大小和分子链的结构,从而制备出适合不同医用场合的生物可降解材料。
本发明中,通过调节乳酸、羟基乙酸的原料配比,合成亲水性差异、降解速率可调医用高分子材料。
附图说明
图1为本发明中马来酸酐用量对特性粘度的影响曲线图;
图2为本发明中马来酸酐用量对结晶度的影响曲线图;
图3为本发明中原料配比不同对降解速率的影响曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
具体实施例1:
一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺,包括如下步骤:
1)、马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备:
将一定摩尔分数(乳酸含量50%)的乳酸、羟基乙酸加入到带有温度和搅拌装置的四口烧瓶中,启动水循环真空泵和搅拌装置,减压至4000Pa抽真空20min后,打开电热套加热,但温度升至63℃时,烧瓶内出现沸腾,调节加热速率,使其维持沸腾脱水2h,得到乙交酯、丙交酯和乙丙交酯等的环化产物,停止加热,降温至80℃,打开氮气阀通入氮气10min后,关闭真空泵,加入(m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=0.2%)复合催化剂和(m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=2%)马来酸酐,启动搅拌装置使其混合均匀,关闭氮气阀、启动真空泵抽真空至400Pa,然后打开加热套加热至100℃,调节加热功率,使反应体系以1℃/min的速率缓慢升温,当温度升至175℃时,保温反应至10h得到马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品。
2)、粗品的纯化:
将上述所得的聚合物粗品溶于四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺(四氢呋喃:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:3)的混合溶液中配制成10%的溶液,经过滤后,再用相同体积的甲醇沉淀并过滤,将沉淀物置于真空烘箱中50℃下干燥10h,得到纯净干燥的马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物的纯净物。
具体实施例2:
一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺,包括如下步骤:
1)、马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备:
将一定摩尔分数(乳酸含量99%)的乳酸、羟基乙酸加入到带有温度和搅拌装置的四口烧瓶中,启动水循环真空泵和搅拌装置,减压至6000Pa抽真空40min后,打开电热套加热,但温度升至68℃时,烧瓶内出现沸腾,调节加热速率,使其维持沸腾脱水3h,得到乙交酯、丙交酯和乙丙交酯等的环化产物,停止加热,降温至90℃,打开氮气阀通入氮气20min后,关闭真空泵,加入(m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=0.5%)复合催化剂和(m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=10%)马来酸酐,启动搅拌装置使其混合均匀,关闭氮气阀、启动真空泵抽真空至500Pa,然后打开加热套加热至100℃左右,调节加热功率,使反应体系以2℃/min的速率缓慢升温,当温度升至185℃时,保温反应至15h得到马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品。
2)、粗品的纯化:
将上述所得的聚合物粗品溶于四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺(四氢呋喃:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为3:1)的混合溶液中配制成15%的溶液,经过滤后,再用相同体积的甲醇沉淀并过滤,将沉淀物置于真空烘箱中60℃下干燥12h,得到纯净干燥的马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物的纯净物。
具体实施例3:
一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺,包括如下步骤:
1)、马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备:
将一定摩尔分数(乳酸含量90%)的乳酸、羟基乙酸加入到带有温度和搅拌装置的四口烧瓶中,启动水循环真空泵和搅拌装置,减压至5000Pa抽真空30min后,打开电热套加热,但温度升至65℃时,烧瓶内出现沸腾,调节加热速率,使其维持沸腾脱水2.5h,得到乙交酯、丙交酯和乙丙交酯等的环化产物,停止加热,降温至85℃,打开氮气阀通入氮气15min后,关闭真空泵,加入(m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=0.3%)复合催化剂和(m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=8%)马来酸酐,启动搅拌装置使其混合均匀,关闭氮气阀、启动真空泵抽真空至450Pa,然后打开加热套加热至100℃,调节加热功率,使反应体系以1.5℃/min的速率缓慢升温,当温度升至180℃时,保温反应至13h得到马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品。
2)、粗品的纯化:
将上述所得的聚合物粗品溶于四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺(四氢呋喃:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1)的混合溶液中配制成13%的溶液,经过滤后,再用相同体积的甲醇沉淀并过滤,将沉淀物置于真空烘箱中55℃下干燥11h,得到纯净干燥的马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物的纯净物。
根据实验,对实施的效果说明如下:
(1)马来酸酐用量对特性粘度作用
如图1马来酸酐用量对特性粘度的影响曲线图所示,随着扩链剂用量的增加,共聚物特性粘度也明显增大;当扩链剂用量为4g时达到最大值。由于扩链剂分子结构对称,不产生诱导或共轭效应,空间位阻较大,不易均聚。因此扩链效果取决于大分子自由基与马来酸酐分子的接触几率大小。随着扩链剂用量的增加使得它与共聚物大分子碰撞的机会增加,导致接枝率上升。当扩链剂与大分子反应达到平衡时,继续增加扩链剂,体系中的活性基团并没有增加,变化趋势变缓。当扩链剂含量过多时,它与初级活性基团碰撞的频率增加会产生笼蔽效应及其它副反应,故引起接枝率下降。
因此可以通过调节马来酸酐的用量来合成不同特性粘度的共聚物。
(2)马来酸酐用量对结晶度的影响
如图2马来酸酐用量对结晶度的影响曲线图所示,随着扩链剂用量的增加,共聚物的结晶度呈现下降趋势;当扩链剂用量0~4g时下降趋势最大。由于扩链剂的加入使共聚物形成了接枝化产物,影响了分子链的规整程度,从而共聚物的结晶度快速减少。随着扩链剂含量的增加,可能导致分子量的减少,分子数目增加,从而结晶度降低缓慢。
(3)原料组成不同,对共聚物体外降解速率的影响,如下表1为乳酸与羟基乙酸实验用量:
表1乳酸与羟基乙酸实验用量
编号 | 乳酸摩尔数 | 乳酸质量(M乳酸=90) | 羟基乙酸摩尔数 | 羟基乙酸质量(M羟基乙酸=76) |
1 | 0.99mol | 89.1g | 0.01 | 0.76g |
2 | 0.9mol | 81g | 0.1mol | 7.6g |
3 | 0.8mol | 72g | 0.2mol | 15.2g |
4 | 0.7mol | 63g | 0.3mol | 22.8g |
5 | 0.6mol | 54g | 0.4mol | 30.4g |
6 | 0.5mol | 45g | 0.5mol | 38.0g |
由图3原料配比不同对降解速率的影响曲线图显示,共聚体中乙醇酸比例增加可加速其降解。由于乙醇酸亲水性较高,随着羟基乙酸含量的增加,共聚物的失重也呈现加快趋势。因此,乙醇酸的量是调整成品亲水性和药物释放速率的重要参数。
Claims (1)
1.一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺,其特征在于:包括如下步骤:
1)、马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备:
将一定摩尔分数的乳酸、羟基乙酸加入到带有温度和搅拌装置的四口烧瓶中,其中,乳酸含量为50~99%,启动水循环真空泵和搅拌装置,减压至4000~6000Pa抽真空20~40min后,打开电热套加热,温度升至63~68℃时,烧瓶内出现沸腾,调节加热,维持沸腾脱水2~3h,得到脱水产物,停止加热,降温至80~90℃,打开氮气阀通入氮气10~20min后,关闭真空泵,加入复合催化剂和马来酸酐,启动搅拌装置使其混合均匀,关闭氮气阀、启动真空泵抽真空至400~500Pa,然后打开加热套加热至100℃,调节加热功率,使反应体系以1~2℃/min的速率缓慢升温,当温度升至175~185℃时,保温反应至10~15h得到马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品;
2)、粗品的纯化:
将步骤1)中所得的聚合物粗品溶于四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中配制成10~15%的溶液,经过滤后,再用相同体积的甲醇沉淀并过滤,将沉淀物置于真空烘箱中50~60℃下干燥10~12h,得到纯净干燥的马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物的纯净物;
所述步骤1)中得到的脱水产物包括乙交酯、丙交酯和乙丙交酯;
所述步骤1)中加入的复合催化剂为:m复合催化剂/m(乳酸+羟基乙酸)=0.2%~0.5%;
所述步骤1)中加入的马来酸酐为:m马来酸酐/m(乳酸+羟基乙酸)=2%~10%;
所述步骤2)四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中,四氢呋喃:N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:3~3:1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410118346.1A CN103865046B (zh) | 2014-03-27 | 2014-03-27 | 一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410118346.1A CN103865046B (zh) | 2014-03-27 | 2014-03-27 | 一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103865046A CN103865046A (zh) | 2014-06-18 |
CN103865046B true CN103865046B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=50904095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410118346.1A Expired - Fee Related CN103865046B (zh) | 2014-03-27 | 2014-03-27 | 一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103865046B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107652641B (zh) * | 2017-10-11 | 2020-08-04 | 江苏金聚合金材料有限公司 | 低成本生物基全降解高透膜及其制备方法 |
CN112790353A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-14 | 蔡宏旦 | 一种高维生素含量蔬菜干及其制备方法 |
CN115232292A (zh) * | 2021-04-22 | 2022-10-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚乙醇酸的制备方法和得到的聚乙醇酸 |
CN114957634B (zh) * | 2022-07-04 | 2023-12-22 | 华润化学材料科技股份有限公司 | 一种可降解聚酯橡胶及其制备方法和应用 |
CN115650948B (zh) * | 2022-11-01 | 2023-12-19 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种乙丙交酯的制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101747501A (zh) * | 2008-12-12 | 2010-06-23 | 北京服装学院 | 一种高分子量聚乳酸的合成方法 |
CN103570884A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-12 | 湖南科技大学 | 马来酸酐改性聚丙乙交酯的制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3248597B2 (ja) * | 1993-04-07 | 2002-01-21 | 東洋紡績株式会社 | 脂肪族ポリエステルの製造方法 |
JPH09157360A (ja) * | 1995-12-12 | 1997-06-17 | Nishikawa Rubber Co Ltd | 加水分解性及び生分解性樹脂の製造方法 |
-
2014
- 2014-03-27 CN CN201410118346.1A patent/CN103865046B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101747501A (zh) * | 2008-12-12 | 2010-06-23 | 北京服装学院 | 一种高分子量聚乳酸的合成方法 |
CN103570884A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-12 | 湖南科技大学 | 马来酸酐改性聚丙乙交酯的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《直接熔融法合成聚乳酸及其共聚物的工艺研究》;宁晓瑜;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》;20101015;第43-46页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103865046A (zh) | 2014-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103865046B (zh) | 一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺 | |
CN101418073B (zh) | 聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑)的制备方法 | |
CN105330830B (zh) | 一种端烯基不饱和聚醚及其用途 | |
CN104311805B (zh) | 含环状糖醇结构的可完全生物降解脂肪族共聚酯及制备方法 | |
CN104559213A (zh) | 一种聚三亚甲基碳酸酯与聚乙二醇改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 | |
CN101020746A (zh) | 可生物降解聚酰胺酯的制备方法 | |
WO2023045887A1 (zh) | 一种二氧化碳基四元共聚物的制备方法 | |
CN111087580A (zh) | 聚乙醇酸的制备方法 | |
CN103570884B (zh) | 马来酸酐改性聚丙乙交酯的制备方法 | |
CN103864999B (zh) | 一种顺丁烯二酸酐改性乳酸‑羟基乙酸共聚物的制备方法 | |
CN113265044B (zh) | 一种结构可调控的高分子量聚γ-丁内酯的制备方法 | |
CN104559208A (zh) | 一种聚乳酸乙醇酸与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 | |
CN114213637A (zh) | 一种高分子量聚乳酸的合成方法 | |
CN117004007A (zh) | 一种高分子量和高力学性能的结晶性脂肪族聚碳酸酯及其制备方法 | |
CN113999389B (zh) | 一种长链尼龙与缩二脲的共聚物的薄膜及其制备方法 | |
CN101450989B (zh) | 一种原位合成聚羟基脂肪酸酯嵌段共聚物的方法 | |
CN104559206A (zh) | 一种聚三亚甲基碳酸酯与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 | |
CN114479045B (zh) | 一种二氧化碳基弹性体及其制备方法 | |
CN100417651C (zh) | 催化乳酸合成丙交酯的方法 | |
CN114479026A (zh) | 一种无副产物四氢呋喃产生的pbs制备方法 | |
CN102964581B (zh) | 丁二酸酐类聚酯多元醇的制备方法 | |
CN112851918A (zh) | 一种高性能脂肪族聚酯弹性体及其制备方法 | |
CN101333289B (zh) | 可控高真空度下制备甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的方法 | |
CN104497588A (zh) | 一种聚对二氧环己酮与聚丙烯酰胺改进聚肽膜亲水性与柔顺性的方法 | |
CN115703923B (zh) | 一种增韧聚乳酸材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160413 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |