DE60204456T2

DE60204456T2 - Verwendung von zinkderivaten als polymerisationskatalysatoren von cyclischen estern

Info

Publication number: DE60204456T2
Application number: DE60204456T
Authority: DE
Inventors: Anca Dumitrescu; Blanca Martin-Vaca; Heinz Gornitzka; Didier Bourissou; Jean-Bernard Cazaux; Guy Bertrand
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Societe de Conseils de Recherches et dApplications Scientifiques SCRAS SAS
Current assignee: Ipsen Pharma SAS; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: NO330695B1; PL365334A1; HUP0303869A2; CA2443404A1; RU2294336C2; RU2003132469A; CZ300333B6; ES2242057T3; DE60204456D1; CN1261482C; CZ20033056A3; NO20034530D0; JP4126231B2; KR100847183B1; HU226382B1; AU2002307982B2; AU2002307982A1; PL207716B1; CN1501951A; JP2004526846A

Description

Seit etwa zwanzig Jahren findet im Bereich der biologisch abbaubaren Polymere eine beträchtliche Entwicklung statt. Insbesondere Polyester, wie z.B. Poly-ε-caprolactone, Polylactide und Polyglycolide, sind für zahlreiche industrielle (Verpackung, Haushaltsprodukte, ...) pharmazeutische (Systeme mit gesteuerter und anhaltender Freisetzung) und medizinische (Nahtelemente, Prothesen, ...) Zwecke anwendbar. Sie werden im Allgemeinen durch ringöffnende Polymerisation mit Hilfe von Metallderivaten, insbesondere Aluminium, Zinn und Zink hergestellt (Kuran, Prog. Polym. Sci. 1998, 23, 919). Diese Polymerisationen werden meistens in einem heterogenen Medium durchgeführt und führen zu ziemlich breiten Massenverteilungen.
Von allen Polyestern erscheinen die Copolymere als Makromoleküle "nach Maß". In Abhängigkeit von den gewünschten Zwecken können ihre Eigenschaften nämlich eingestellt werden, indem auf die verschiedenen Parameter (Kettenlänge und Massenverteilung, aber auch Natur, Anteil und Verknüpfung der Monomere und auch Natur der Kettenenden) eingewirkt wird. Es besteht deshalb ein Bedarf an neuen Polymerisationsverfahren in homogener Phase, die die Steuerung all dieser Parameter gestatten.
In diesem Bereich waren die Arbeiten der letzten Jahre hauptsächlich auf mehr oder weniger hochentwickelte neue katalytische Systeme ausgerichtet, wie die Systeme mit dem Ligand Porphyrin [Inoue, Acc. Chem. Res. (1996) 29, 39], Diamidoamin [Bertrand, J. Am. Chem. Soc. (1996) 118, 5822; Organometallics (1998) 17, 3599] oder auch β-Diiminat [Coa tes, J. Am. Chem. Soc. (1999) 121, 11583; Polym. Prep. (1999) 40, 542].
Die vorliegende Erfindung schlägt ein gleichzeitig einfaches und wirksames Verfahren zur (Co)Polymerisation von cyclischen Estern vor, das zahlreiche Vorteile besitzt, und zwar insbesondere:

– die verwendeten (Co)Polymerisations-Katalysatoren auf Zinkbasis sind leicht zugänglich und preisgünstig; sie sind nicht oder wenig toxisch. Sie sind genau definierte Verbindungen (sie existieren in Monomer- und/oder Dimerform);
– die (Co)Polymerisation kann tatsächlich in homogenem Medium durchgeführt werden, so dass die Massenverteilung der erhaltenen (Co)Polymere eng ist; ein solches Verfahren eignet sich sehr gut für die Herstellung von Block-Copolymeren. Durch aufeinanderfolgenden Zusatz von Monomeren können insbesondere Copolymere in Blöcken erhalten werden. Schließlich gestattet das Verfahren die vollständige Steuerung der Beschaffenheit der Enden der (Co)Polymere.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb die Verwendung von Zinkderivaten der allgemeinen Formel (1)
in der
L₁ eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)(R''₁₄), -E₁₅(R₁₅)(R'₁₅) oder -E₁₆(R₁₆) darstellt;
L₂ und L₃ unabhängig voneinander eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)(R''₁₄), -E₁₅(R₁₅)(R'₁₅) oder -E₁₆(R₁₆) darstellen oder zusammen eine Kette der Formel -L'₂-A-L'₃- bilden;
A eine gesättigte oder ungesättigte Kette mit einem, zwei oder drei Elementen der Gruppe 14 darstellt, wobei jedes wahlweise und unabhängig voneinander durch einen der folgenden (durch einem oder mehrere gleiche oder verschiedene Substituenten) substituierten oder nicht substituierten Reste substituiert ist: Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, bei denen dieser Substituent ein Halogenatom, ein Alkyl-, Aryl-, Nitro- oder Cyanrest ist;
L'₂ und L'₃ unabhängig voneinander eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)-, -E₁₅(R₁₅)- oder -E₁₆- darstellen;
E₁₄ ein Element der Gruppe 14 ist;
E₁₅ ein Element der Gruppe 15 ist;
E₁₆ ein Element der Gruppe 16 ist;
R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅, R'₁₅ und R₁₆ unabhängig voneinander darstellen: ein Wasserstoffatom; einen der folgenden (durch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Substituenten) substituierten oder nicht substituierten Reste: Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl, bei denen dieser Substituent ein Halogenatom, ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Nitro- oder Cyanrest ist; einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'';
E'₁₄ ein Element der Gruppe 14 ist;
R, R' und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen der folgenden (durch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Substituenten) substituierten oder nicht substituierten Reste darstellen: Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, bei denen dieser Substituent ein Halogenatom, ein Alkyl-, Aryl-, Nitro- oder Cyanrest ist;
als Katalysatoren für die (Co)Polymerisation von cyclischen Estern.
In den oben angegebenen Definitionen stellt der Ausdruck Halogen ein Fluor-, Chlor-, Brom- oder Iodatom, vorzugsweise ein Chloratom, dar. Der Ausdruck Alkyl stellt vorzugsweise einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und insbesondere einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen dar, wie z.B. die Reste Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl und tert-Butyl.
Die Cycloalkylreste sind aus den gesättigten oder ungesättigten monocyclischen Cycloalkylen ausgewählt. Die gesättigten monocyclischen Cycloalkylreste können aus den Resten mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen ausgewählt sein, wie den Resten Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl. Die ungesättigten Cycloalkylreste können aus den Resten Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclopentadien, Cyclohexadien ausgewählt sein.
Die Arylreste können mono- oder polycyclisch sein. Die monocyclischen Arylreste können aus den Phenylresten ausgewählt sein, die wahlweise durch einen oder mehrere Alkylreste, wie z.B. Tolyl, Xylyl, Mesityl, Cumenyl, substituiert sind. Die polycyclischen Arylreste können aus den Resten Naphthyl, Anthryl, Phenanthryl ausgewählt sein.
Die Verbindungen der Formel (1) können in Form von Monomer und/oder von cyclischem Dimer vorliegen:
Die Verbindungen der Formel (1) können ein oder mehrere Lösungsmittelmoleküle enthalten [Komplexe von Zink mit einem oder zwei Tetrahydrofuranmolekülen wurden isoliert und vollständig charakterisiert: K. G. Caulton u. Mitarb., Inorg. Chem. (1986), 25, 1803; D. J. Darensbourg u. Mitarb., J. Am. Chem. Soc. (1999) 121, 107] oder als Alternative ein oder mehrere Phosphine (Komplexe von Zink mit einem oder zwei Phosphinmolekülen wurden isoliert und vollständig charakterisiert: D. J. Darensbourg u. Mitarb., Inorg. Chem. (1998) 37, 2852, und ebd. (2000) 39, 1578]. Der Ausdruck Lösungsmittel stellt einen aromatischen Kohlenwasserstoff dar, wie z.B. Benzol, Toluol; einen cyclischen oder acyclischen Dialkylether, wie z.B. Diethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran, Ethyl-tert-butylether; ein chloriertes Lösungsmittel, wie z.B. Dichlormethan, Chloroform; ein aliphatisches oder aromatisches Nitril, wie z.B. Acetonitril, Benzonitril; ein aliphatisches oder aromatisches cyclisches oder acyclisches Keton, wie z.B. Aceton, Acetophenon, Cyclohexanon; ein aliphatisches oder aromatisches cyclisches oder acyclisches Carbonsäurederivat, wie z.B. Ethylacetat, Dimethylformamid.
Der Ausdruck Phosphin stellt ein aromatisches und/oder aliphatisches tertiäres Phosphin dar, wie z.B. Triphenylphosphin, Diphenylmethylphosphin, Dimethylphenylphosphin, Tributylphosphin, Trimethylphosphin.
Gegenstand der Erfindung ist ferner insbesondere die Verwendung der Verbindungen der oben definierten allgemeinen Formel (1) als Katalysatoren für die (Co)Polymerisation von cyclischen Estern, dadurch gekennzeichnet, dass
E ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist;
E₁₄ ein Kohlenstoff- oder Siliciumatom ist;
E₁₅ ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist;
E₁₆ ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist;
A eine gesättigte oder ungesättigte Kette mit einem, zwei oder drei Elementen der Gruppe 14 darstellt, wobei jedes wahlweise und voneinander unabhängig durch einen Alkyl- oder Arylrest substituiert ist;
R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅, R'₁₅, und R₁₆ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest, einen Arylrest oder einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'' darstellen;
E'₁₄ ein Kohlenstoff- oder Siliciumatom ist;
R, R' und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest darstellen,
und bevorzugt,
E ein Stickstoffatom ist;
E₁₄ ein Kohlenstoffatom ist;
E₁₅ ein Stickstoffatom ist;
E₁₆ ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist;
R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅ und R'₁₅ unabhängig voneinander einen Alkylrest oder einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'' darstellen;
R₁₆ einen Akyl- oder Arylrest darstellt, der ggf. durch einen oder mehrere Substituenten substituiert ist, die aus den Resten Alkyl und Halogen ausgewählt sind;
E'₁₄ ein Siliciumatom darstellt;
R, R' und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylrest darstellen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner insbesondere die Verwendung der Verbindungen der oben definierten allgemeinen Formel (1) als Katalysatoren für die (Co)Polymerisation von cyclischen Estern, dadurch gekennzeichnet, dass
L₁ eine Gruppe der Formel -E₁₅(R₁₅)(R'₁₅) darstellt;
L₂ und L₃ unabhängig voneinander eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)(R''₁₄) darstellen;
und bevorzugt
E ein Stickstoffatom ist;
E₁₅ ein Stickstoffatom ist;
R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅ und R'₁₅ unabhängig voneinander einen Alkylrest oder einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'' darstellen;
R, R' und R'' unabhängig voneinander einen ggf. substituierten Alkylrest darstellen.
Auf sehr bevorzugte Weise entspricht die Verbindung der oben definierten Formel (1) der folgenden Formel: [(Me₃Si)₂N]₂Zn.
Manche der Verbindungen der Formel (1) sind bekannte Produkte, d.h. Produkte, deren Synthese und Charakterisierung beschrieben wurden [H. Bürger, W. Sawodny, U. Wannagat, J. Organometal. Chem. (1965) 3, 113; K. Hedberg u. Mitarb., Inorg. Chem. (1984) 23, 1972; P. P. Power u. Mitarb., Inorg. Chem. (1991) 30, 5013; H. Schumann u. Mitarb., Z. Anorg. Allg. Chem. (1997) 623, 1881 und ebd. (2000) 626, 747]. Infolgedessen können die neuen Verbindungen der Formel (1) analog zu den bereits beschriebenen Synthesewegen hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft die Verwendung der Produkte der oben definierten Formel (1) als Katalysatoren für die Durchführung der (Co)Polymerisation von cyclischen Estern, d.h. der Polymerisation oder Copolymerisation von cyclischen Estern. Bei der Durchführung dieser (Co)Polymerisationen spielen die erfindungsgemäßen Verbindungen die Rolle eines Ketteninitiators und/oder eines Kettenreglers.
Die cyclischen Ester können eine Größe besitzen, die von vier bis acht Gliedern geht. Als Beispiel von cyclischen Estern, die der vorstehenden Formulierung entsprechen, kann man ε-Caprolacton und die polymeren cyclischen Ester der Milch- und/oder Glycolsäure nennen. Statistische Copolymere oder Blockcopolymere können je nachdem erhalten werden, ob die Monomere zusammen zu Beginn der Reaktion oder sequentiell im Lauf der Reaktion eingeführt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Block(co)polymeren oder statistischen (Co)Polymeren, das darin besteht, dass ein oder mehrere Monomere, ein Ketteninitiator, ein Polymerisationskatalysator und gegebenenfalls ein Additiv zusammengebracht werden, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ketteninitiator und der Polymerisationskatalysator durch dieselbe Verbindung bereitgestellt werden, die aus den Verbindungen der oben definierten Formel (1) ausgewählt ist.
Der Ausdruck Additiv stellt jedes protische Reagenz dar, wie z.B. Wasser, Hydrogensulfid, Ammoniak, einen aliphatischen oder aromatischen Alkohol, ein aliphatisches oder aromatisches Thiol, ein primäres oder sekundäres, aliphatisches oder aromatisches, cyclisches oder acyclisches Amin. Dieses Reagenz ist in der Lage, einen der Substituenten des Produkts der Formel (1) auszutauschen, was die Steuerung der Natur eines der Kettenenden gestattet.
Die (Co)Polymerisation kann entweder in Lösung oder unter Unterkühlung durchgeführt werden. Wenn die (Co)Polymerisation in Lösung durchgeführt wird, kann das Lösungsmittel der Reaktion das (oder eines der) Substrat/Substrate sein, die in der katalytischen Reaktion verwendet werden. Lösungsmittel, die die katalytische Reaktion selbst nicht stören, eignen sich auch. Als Beispiel für solche Lösungsmittel kann man gesättigte oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether, aliphatische oder aromatische Halogenide nennen.
Die Reaktionen werden bei Temperaturen zwischen der Raumtemperatur und etwa 250°C durchgeführt; der Temperaturbereich zwischen 20 und 180°C erweist sich als vorteilhafter. Die Reaktionszeiten betragen zwischen einigen Minuten und 300 Stunden und vorzugsweise zwischen 5 Minuten und 72 Stunden.
Dieses (Co)Polymerisationsverfahren eignet sich besonders gut zur Herstellung von (Co)Polymeren aus cyclischen Estern, insbesondere den Polymeren aus cyclischen Estern der Milch- und/oder Glycolsäure. Die erhaltenen Produkte, wie die Milchsäure-Glycolsäure-Copolymere, sind biologisch abbaubar und werden in vorteilhafter Weise als Träger in therapeutischen Zusammensetzungen mit anhaltender Freisetzung verwendet.
Die Erfindung betrifft ferner Polymere oder Copolymere, die mit Hilfe eines Verfahrens der oben beschriebenen Art hergestellt werden können.
Sofern sie nicht anders definiert werden, haben alle in der vorliegenden Anmeldung verwendeten technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke dieselbe Bedeutung, wie sie gewöhn lich von einem normalen Fachmann des Bereichs, zu dem die Erfindung gehört, verstanden wird.
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der oben erwähnten Verfahren und dürfen auf keinen Fall als eine Grenze der Reichweite der Erfindung betrachtet werden.
Beispiel 1: Herstellung eines Oligomers mit Kontrolle der Kettenenden (Amidoalkohol)H₂N-(D,L-lactid)_n-H
In einem unter Argon gespülten Schlenkrohr mit Magnetstab führt man nacheinander 0,2 g (0,52 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn und 10 ml Dichlormethan ein. Dieser Lösung werden 0,6 g (4,16 mmol) D,L-Lactid in Lösung in 30 ml Dichlormethan zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird 20 h bei 40°C unter Rühren belassen. Die Protonen-NMR-Analyse einer Restmenge zeigt, dass die Umwandlung des D,L-Lactids mehr als 95 beträgt. Der vorhergehenden Lösung werden 0,5 ml Methanol zugesetzt und es wird 10 min weitergerührt. Die Abdampfung des Lösungsmittels und eine darauf folgende Extraktion mit Acetonitril gestatten die Isolierung des Oligomers in Form eines weißen Feststoffs. Die Natur der Kettenenden dieses Oligomers wird durch Massenspektrometrie bestimmt (Elektrospray-Ionisation, Detektion im positiven Ionenmodus, Probe gelöst in Acetonitril mit einer Spur Ammoniumhydroxid).
Beispiel 2: Herstellung eines Oligomers mit Kontrolle der Kettenenden (Ester-Alkohol)i-PrO-(D,L-Lactid)_n-H
In ein unter Argon gespültes Schlenkrohr mit einem Magnetstab führt man nacheinander 0,2 g (0,52 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn, 40 μl (0,52 mmol) Isopropanol und 10 ml Dichlormethan ein. Das Reaktionsgemisch wird 10 h bei Raum temperatur unter Rühren belassen. Nach Zusatz von 0,6 g (4,16 mmol) D,L-Lactid in Lösung in 20 ml Dichlormethan wird das Reaktionsgemisch 60 h bei Raumtemperatur unter Rühren belassen. Die Protonen-NMR-Analyse einer Restmenge zeigt, dass die Umwandlung des D,L-Lactids mehr als 95 beträgt. Der vorhergehenden Lösung werden 0,5 ml Methanol zugesetzt und es wird 10 min weitergerührt. Die Abdampfung des Lösungsmittels und eine darauf folgende Extraktion mit Acetonitril gestatten die Isolierung des Oligomers in Form eines weißen Breis. Die Natur der Kettenenden dieses Oligomers wird durch Protonen-NMR und durch Massenspektrometrie bestimmt (Elektrospray-Ionisation, Detektion im positiven Ionenmodus, Probe gelöst in Acetonitril mit einer Spur Ammoniumhydroxid).
Beispiel 3: Herstellung eines Oligomers mit Kontrolle der Kettenenden (Ester-Anhydrid)i-PrO-(D,L-Lactid)_n-COCH₃
In ein unter Argon gespültes Schlenkrohr mit Magnetstab führt man nacheinander 0,2 g (0,52 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn, 40 μl (0,52 mmol) Isopropanol und 10 ml Dichlormethan ein. Man belässt das Reaktionsgemisch 10 min bei Raumtemperatur unter Rühren. Nach Zusatz von 0,6 g (4,16 mmol) D,L-Lactid in Lösung in 20 ml Dichlormethan wird das Reaktionsgemisch 24 h bei Raumtemperatur unter Rühren belassen. Die Protonen-NMR-Analyse einer Restmenge zeigt, dass die Umwandlung des D,L-Lactids mehr als 95% beträgt. Der vorhergehenden Lösung werden 0,2 ml Essigsäureanhydrid zugesetzt und es wird 10 min weitergerührt. Die Abdampfung des Lösungsmittels und eine darauf folgende Extraktion mit Acetonitril gestatten die Isolierung des Oligomers in Form eines weißen Breis. Die Natur der Kettenenden dieses Oligomers wird durch Protonen-NMR und durch Massenspektrometrie bestimmt (Elektrospray-Ionisation, Detektion im positiven Ionenmodus, Probe gelöst in Acetonitril mit einer Spur Ammoniumhydroxid).
Beispiel 4: Herstellung eines statistischen Copolymers (D,L-Lactid/Glycolid) mit der Masse 15 000 mit einer Zusammensetzung von Lactid/Glycolid von nahe 50/50
In ein unter Argon gespültes Schlenkrohr mit einem Magnetstab führt man nacheinander 3,92 g (27,3 mmol) D,L-Lactid, 3,11 g (27,3 mmol) Glycolid und 12 ml Mesitylen und dann bei 180°C eine Lösung von 0,07 g (0,18 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn in 1 ml Mesitylen ein. Das Reaktionsgemisch wird 2 h bei 180°C unter Rühren belassen. Eine Protonen-NMR-Analyse gestattet den Nachweis, dass die Umwandlung 94% für das Lactid und 100% für das Glycolid beträgt. Das Verhältnis der Integrale der Signale, die dem Polylactid-Teil (5,20 ppm) und dem Polyglycolid-Teil (4,85 ppm) entsprechen, gestattet die Bestimmung der Zusammensetzung des Copolymers mit 50% Lactid und 50% Glycolid. Gemäß einer GPC-Analyse mit Hilfe einer Eichung mit PS-Standards mit Massen von 761 bis 400 000 ist dieses Copolymer eine Mischung von Makromolekülen (Mw/Mn = 1,98) mit ziemlich wenig hohen Massen (Mw = 15 000 Dalton).
Beispiel 5: Herstellung eines statistischen Copolymers (D,L-Lactid/Glycolid) mit der Masse 35 000 mit einer Lactid/Glycolid-Zusammensetzung von nahe 50/50
In ein mit Argon gespültes Schlenkrohr mit Magnetstab führt man nacheinander 7,84 g (54,6 mmol) D,L-Lactid, 6,22 g (24,6 mmol) Glycolid und 12 ml Mesitylen ein, und dann bei 180°C eine Lösung von 0,07 g (0,18 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn in 1 ml Mesitylen. Das Reaktionsgemisch wird während 2 h bei 180°C unter Rühren belassen. Eine Protonen-NMR-Analyse gestattet die Feststellung, dass die Umwandlung 78% für das Lactid und 100% für das Glycolid beträgt. Das Verhältnis der Integrale der Signale, die dem Polylactid-Teil (5,20 ppm) und dem Polyglycolid-Teil (4,85 ppm) entsprechen, gestattet die Bestimmung der Zusammensetzung des Copolymers mit 47% Lactid und 53% Glycolid. Gemäß einer GPC-Analyse mit Hilfe einer Eichung mit PS-Standards mit Massen von 761 bis 400 000 ist dieses Copolymer eine Mischung von Makromolekülen (Mw/Mn = 1,56) mit ziemlich hohen Massen (Mw = 35 000 Dalton).
Beispiel 6 Herstellung eines statistischen Copolymers (D,L-Lactid/Glycolid) mit der Masse 45 000 mit einer Lactid/Glycolid-Zusammensetzung von nahe 50/50
In ein mit Argon gespültes Schlenkrohr mit Magnetstab führt man nacheinander 3,92 g (27,2 mmol) D,L-Lactid, 3,11 g (27,2 mmol) Glycolid und 13 ml Mesitylen ein. Dann setzt man bei 180°C eine Lösung von 70 mg (0,18 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn und 14 μl (0,18 mmol) Isopropanol in 2 ml Mesitylen zu. Das Reaktionsgemisch wird während 2 h bei 180°C unter Rühren belassen. Eine Protonen-NMR-Analyse gestattet den Nachweis, dass die Umwandlung 80% für das Lactid und 100% für das Glycolid beträgt. Das Verhältnis der Integrale der Signale, die dem Polylactid-Teil (5,20 ppm) und dem Polyglycolid-Teil (4,85 ppm) entsprechen, gestattet die Bestimmung der Zusammensetzung des Copolymers mit 44% Lactid und 56% Glycolid. Gemäß einer GPC-Analyse mit Hilfe einer Eichung mit PS-Standards mit Massen von 761 bis 400 000 ist dieses Copolymer eine Mischung von Makromo lekülen (Mw/Mn = 1,65) mit ziemlich hohen Massen (Mw = 45 000 Dalton).
Beispiel 7: Herstellung eines statistischen Copolymers (D,L-Lactid/Glycolid)
In ein mit Argon gespültes Schlenkrohr mit Magnetstab führt man nacheinander 4,7 g (33,5 mmol) D,L-Lactid und 15 ml Mesitylen ein. Dann setzt man bei 180°C eine Lösung von 86 mg (0,22 mmol) [(Me₃Si)₂N]₂Zn und 17 μl (0,22 mmol) Isopropanol in 3 ml Mesitylen zu. Das Reaktionsgemisch wird während 2 h bei 180°C unter Rühren belassen. Eine Protonen-NMR-Analyse gestattet den Nachweis, dass die Umwandlung des Monomers vollständig ist. Der vorhergehenden Lösung, die bei 180°C unter Rühren belassen wird, werden 0,5 g (4,5 mmol) Glycolid zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird während 1 h bei 180°C unter Rühren belassen. Die Analyse einer Restmenge durch Protonen-NMR zeigt, dass die Umwandlung des Lactids und des Glycolids vollständig ist und dass sich ein Copolymer gebildet hat. Das Verhältnis der Integrale der Signale, die dem Polylactid-Teil (5,20 ppm) und dem Polyglycolid-Teil (4,85 ppm) entsprechen, beträgt 9/1. Die GPC-Analyse ergibt, dass dieses Copolymer eine Mischung von Makromolekülen mit niedrigem Polydispersitätsindex ist (Mw = 20 400 Dalton, Mw/Mn = 1,41).

Claims

Verwendung von Zinkderivaten der allgemeinen Formel (1)
in der L₁ eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)(R''₁₄), -E₁₅(R₁₅)(R'₁₅) oder -E₁₆(R₁₆) darstellt; L₂ und L₃ unabhängig voneinander eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)(R''₁₄), -E₁₅(R₁₅)(R'₁₅) oder -E₁₆(R₁₆) darstellen oder zusammen eine Kette der Formel -L'₂-A-L'₃- bilden; A eine gesättigte oder ungesättigte Kette mit einem, zwei oder drei Elementen der Gruppe 14 darstellt, wobei jedes wahlweise und unabhängig voneinander durch einen der folgenden Reste substituiert ist, die durch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Substituenten substituiert sind oder nicht substituiert sind: Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, bei denen dieser Substituent ein Halogenatom, ein Alkyl-, Aryl-, Nitro- oder Cyanrest ist; L'₂ und L'₃ unabhängig voneinander eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)-, -E₁₅(R₁₅)- oder -E₁₆- darstellen; E₁₄ ein Element der Gruppe 14 ist; E₁₅ ein Element der Gruppe 15 ist; E₁₆ ein Element der Gruppe 16 ist; R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅, R'₁₅ und R₁₆ unabhängig voneinander darstellen: ein Wasserstoffatom; einen der folgenden substituierten oder nicht substituierten Reste: Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl, bei denen dieser Substituent ein Halogenatom, ein Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Nitro- oder Cyanrest ist; einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R''; E'₁₄ ein Element der Gruppe 14 ist; R, R' und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen der folgenden Reste darstellen, die durch einen oder mehrere gleiche oder verschiedene Substituenten substituiert sind oder nicht substituiert sind: Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, bei denen dieser Substituent ein Halogenatom, ein Alkyl-, Aryl-, Nitro- oder Cyanrest ist; als Katalysatoren für die (Co)Polymerisation von cyclischen Estern.
Verwendung nach Anspruch 1 einer Verbindung der Formel (1), dadurch gekennzeichnet, dass E ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist; E₁₄ ein Kohlenstoff- oder Siliciumatom ist; E₁₅ ein Stickstoff- oder Phosphoratom ist; E₁₆ ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist; A eine gesättigte oder ungesättigte Kette mit einem, zwei oder drei Elementen der Gruppe 14 darstellt, wobei jedes wahlweise und voneinander unabhängig durch einen Alkyl- oder Arylrest substituiert ist; R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅, R'₁₅ und R₁₆ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest, einen Arylrest oder einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'' darstellen; E'₁₄ ein Kohlenstoff- oder Siliciumatom ist; R, R' und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest darstellen.
Verwendung nach Anspruch 2 einer Verbindung der Formel (1), dadurch gekennzeichnet, dass E ein Stickstoffatom ist; E₁₄ ein Kohlenstoffatom ist; E₁₅ ein Stickstoffatom ist; E₁₆ ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist; R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅ und R'₁₅ unabhängig voneinander einen Alkylrest oder einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'' darstellen; R₁₆ einen Akyl- oder Arylrest darstellt, der ggf. durch einen oder mehrere Substituenten substituiert ist, die aus den Resten Alkyl und Halogen ausgewählt sind; E'₁₄ ein Siliciumatom darstellt; R, R' und R'' unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Isopropylrest darstellen.
Verwendung nach Anspruch 1 einer Verbindung der Formel (1), dadurch gekennzeichnet, dass L₁ eine Gruppe der Formel -E₁₅(R₁₅)(R'₁₅) darstellt; L₂ und L₃ unabhängig voneinander eine Gruppe der Formel -E₁₄(R₁₄)(R'₁₄)(R''₁₄) darstellen.
Verwendung nach Anspruch 4 einer Verbindung der Formel (1), dadurch gekennzeichnet, dass E ein Stickstoffatom ist; E₁₅ ein Stickstoffatom ist; R₁₄, R'₁₄, R''₁₄, R₁₅ und R'₁₅ unabhängig voneinander einen Alkylrest oder einen Rest der Formel -E'₁₄RR'R'' darstellen; R, R' und R'' unabhängig voneinander einen ggf. substituierten Alkylrest darstellen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 der Verbindung der Formel (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie der Formel [(Me₃Si)₂N]₂Zn entspricht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Polymerisation oder Copolymerisation von cyclischen Estern, insbesondere den polymeren cyclischen Estern der Milch- und/oder Glycolsäure.
Verfahren zur Herstellung von Blockcopolymeren oder statistischen Copolymeren oder von Polymeren, das darin besteht, dass ein oder mehrere Monomere, die aus den cyclischen Estern ausgewählt sind, ein Polymerisationskatalysator und ggf. ein Additiv oder auch ein Polymerisationslösungsmittel bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 250°C während einer Zeit von einigen Minuten bis 300 Stunden zusammengebracht werden, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ketteninitiator und der Polymerisationskatalysator durch dieselbe Verbindung der allgemeinen Formel (1), wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert wird, bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Monomer aus den polymeren cyclischen Estern der Milch- und/oder Glycolsäure ausgewählt ist.