JPS62252421A - ポリエステルの製造法 - Google Patents

ポリエステルの製造法

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JPS62252421A
JPS62252421A JP62093413A JP9341387A JPS62252421A JP S62252421 A JPS62252421 A JP S62252421A JP 62093413 A JP62093413 A JP 62093413A JP 9341387 A JP9341387 A JP 9341387A JP S62252421 A JPS62252421 A JP S62252421A
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    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
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  • Steroid Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特定の所望の分子量、分子量分配又は多分散度
のポリエステルの製造法に関する。
従来の技術 多くのポリエステルは、動体の体内で生滅成する特質を
有し、それ故最近多くの生体医学上の使用で、例えば吸
収性縫合物、移殖物及び人工器官として、及び種々の薬
剤の持続放出調合物の担体として利用されている。
か\る目的に有用な特定の公知ポリエステルは、ヒドロ
キシ酸、例えば乳酸、グリコール酸及び6−ヒドロキシ
酪酸、又はラクトン、例えばラクチr、グリコリド及び
ニブシロン−カプロラクトンから誘導されたポリエステ
ル、又はか\る2種のモノマー、特にポリ(乳酸−グリ
フール酸)及びポリ(ラクチド−グリコリド)から誘導
されたコーポリエステルである。
か\るポリエステルを生体医学用に動体の体内で使用す
る場合、特に人体内で使用する場合には、もちろんポリ
エステルには精製、毒物学上及び生理学上の受容性の厳
格な規格を施こす。
特にか−るポリエステルを持続放出調合物の薬剤担体と
して使用する場合には、薬剤放出の外形を決め、多くの
パラメータによって調整する。
これらのパラメータのうちの最も重要なものは分子量及
び多分散度である〔多分散度は分子の大きさの分配であ
り、重要平均分子量(Mw)対数平均分子量(Mn)の
割合として定義される〕。
従来は所望の分子量の生滅成するポリエステル、殊にM
w約15000以下を有し所望の多分散度を有するポリ
エステルを再生して十分な収率で製造することは困難で
あるか又は不可能であった。生滅成するポリエステルは
多くの種種の方法で製造されたが、この製造によっては
多分散度は調整されず、多くの場合精製ポリエステルの
分子量は調整されなかった。
例えば乳酸及び/又はグリコール酸を基質とし比較的小
さい分子量(Mw10000以下)のポリエステル及び
コーポリエステルは、ヒドロキシ酸又は酸の重縮合重合
によって製造することができる。しかしながらこの方法
では、生成物は大量の低分子量のポリマー及び非重合モ
ノマーを含有し、これは容易に除去することができない
ことが判明した。これは% DL−乳Mを窒素下に20
0℃で8時間加熱すると、内部粘度0.08 dA! 
/9 (クロロホルムにとかした1チの溶液として25
℃で測定)を有する生成物が得られた実験で説明される
。この生成物はポリマー、未反応の乳酸及びDL−ラク
チドを含有していた。ILL−ラクチドは、生成物から
高真空を用いて十分に除去することはできない。
それというのもこれは大部分のDL−ラクチドを除去す
るが、内部粘度の0.12dA!/gへの増大で示され
るように、更に既に形成したポリマーの重合を生ゼしぬ
る。粘度のこの増大は、粗製生成物の約3500から真
空乾燥生成物の約6000への生成物ポリマーのMwの
増大を示す。分子量の正確な調整は、この方法では明ら
かに得ることはできない。
ポリマー生成物の沈澱を包含する選択的精製技術は、必
要な性質を有するポリエステルを得ることはできない。
ポリマー溶液を、高分子量のポリマーに対する過剰量の
非溶剤に添加してポリマーを精製することは公知である
。この方法によってポリマーは分別することができ、高
分子量のポリマーが沈澱すると共に、低分子量9ポリマ
ーは溶液又は分散液中に保持される。
分子量約10000以下のポリマーに対しては、この方
法は低収率の精製ポリマーを生ゼしぬ、更に高分子量の
成分の選択的沈澱によって得られたポリマー生成物は、
通常粗製生成物よりも著しい高分子量を有する。
これは、低分子量のポリ(DL、−ラクチド)は、有機
錫触媒及び生成物ポリマーの分子量を調整する連鎖停止
剤としてのDL−乳酸を用いる。 DL−ラクチrの開
環重合によって得られた実験によって説明される。この
粗製ポリ(DL−ラクチP)生成物は、内部粘度[1,
10B (クロロホルムに25℃でとかしたIW/7%
の溶液)、Mw5500及びMn2400、多分散度2
.6を有していた。この粗製ポリエステルは酢酸にとか
し、溶液は激しく攪拌しながら、高分子量のポIJ (
DI、−ラクチド)の非溶剤であるメタノールに添加し
た。このようにして得られた精製ポリマーは内部粘度0
.16 (前記と同じ条件)、MW10370及びMn
8340、多分散度1.24を有していた。この精製法
によっては低収率の精製生成物が得られたのに過ぎず、
精製生成物は最初の粗製生成物の分子量特性とは全く異
なる分子量特性を有していた。この方法では、明らかに
必要な個々の分子量及び多分散度のポリエステルを製造
することはできない。
乳酸及び/又はグリコール酸の高分子量のポリエステル
及びコーポリエステルは、適当な公知触媒を用いる適当
なダイマー、DL−、L−又はD−ラクチド又はグリコ
リPの開環重合によって製造することができる。適当な
連鎖停止剤を用いると、低分子量であるが、調整された
分子量のポリエステルを得ることができるが、沈殿技術
を用いてはMW約10000以下の精製ポリエステルを
得るのは困難であるか又は不可能である。高分子量のポ
リエステルに対するこれらの方法は、沈殿技術で十分に
精製することができるが、このようにして得られた精製
ポリエステルの多分散度は常に1.8〜2.2の範囲内
、即ち最も多くの分配(多分散度=2)に接近している
。このようにしてこの製造法によっては、約2以上の多
分散度を有するか、又は特定の非対称性又は多節性分子
量分配を有する調整されたポリエステルの製造はできな
い。この技術は、MW約1oooo以下のポリエステル
の一貫して再生することのできる製造には不適当である
発明が解決しようとする問題点 対照すると、本発明によって任意に所望の約20000
以下の〜を有し、任意に所望の分子量分配を有するポリ
エステルの十分な収率での製造法が得られる。本発明は
、高分子量のポリエステルを容易に製造し、十分な収率
で容易に精製し、次いで調整された加水分解によって所
望の低分子量及び分子量分配のポリエステルを得ること
ができる認識に基づく。
問題点を解決するための手段 このようにして本発明によって、ポリスチレン標準物に
対してサイズ・エクスクルージョン・クロマトグラフィ
ーで測定した任意に所望の数平均分子量Mn約2000
0以下のポリエステルを製造法が得られ、この方法は所
望のポリエステルと同じ化学的組成物であるが、所望の
ポリエステル生成物よりも大きい数平均分子量Mn0(
前記のようにして測定)を有するポリエステルを、酸水
溶液で方程式: 〔式中には定数であり、この定数は個々のポリエステル
、個々の水、酸及びポリエステルの濃度及び個々の所望
の加水分解温度を用いて検量実験で予測した〕から測定
した時間(t)加水分解することを特徴とする。
ポリエステルの加水分解の割合は温度による(室温でよ
りも高温度で著しく早い)ので、好ましくは本発明方法
は室温で行なう。室温によって生成物の分子量の最も正
確な調整が可能である。分子量の余り正確でない調整が
容認される場合には、生成物は加水分解を高温度で、例
えば使用する酸水溶液の還流温度で行なって迅速に得ら
れる。
反応の検量は、先づ出発ポリエステル、加水分解性酸、
その相対的割合及び反応温度を選び、反応をこの温度で
始め、反応混合物からサンプルを適当な時間間隔で取出
し、各々のサンプルのMnを測定し、時間に対する1A
Anをグラフで示すことによって行なう。直線関係が得
られ、このグラフから任意に所望のMnのポリエステル
を、個々の条件下に個々のポリエステル出発物質から得
るのに必要な反応時間(t)を測定することができる。
本発明方法は、特にポリペゾチド薬剤の調整された放出
に必要なポリ乳酸又はポリ(乳酸−グリコール酸)の製
造に有用であり、これらのポリエステルの製造には、酢
酸が加水分解のための好ましい酸である。定形的にポリ
エステル出発物質は、Mn= 20000〜10000
0の範囲内の分子量を有し、酢酸での加水分解はMn=
 5000〜30000のポリエステルを得るためには
、還流温度で約0.5〜4時間又は室温で数週間性なう
ポリエステル出発物質が多分散度約2(統計上鏝も多い
分子量の分配に相応する)を有する場合には、ポリエス
テル生成物は主として同じ多分散度を保持する。それと
いうのも加水分解による減成はランダム法だからである
。しかしながら、加水分解反応の適当な調整によって、
必要により異なる多分散度のポリエステル生成物を得る
ことができる。これを達成するためには、加水分解反応
は、ポリエステル出発物質を酸水溶液に室温でとかした
溶液を、加熱してポリエステル溶液を十分に還流する反
応器に添加することによって行なう。ポリエステルは酸
溶液中では室温で無視してよいほど緩慢に加水分解する
が、溶液を加熱反応器に装入する場合には、加水分解は
著しく迅速な割合で生じる。このようKして、ポリエス
テル/酸溶液の加熱反応器への装入割合を調整して、必
要な多分散度又は分子量分配のポリエステル生成物を得
ることができる。
例えばポリエステル/酸溶液を一定の割合で予測時間(
t)に装入する場合には、約2.5よりも大きい多分散
度の生成物ポリエステルが得られ、このポリエステルの
分子量分配は非対称性であり、低分子量の6テール”を
有する。同じようにして、ポリエステル/酸溶液を加熱
反応器に加速割合で時間(t)に添加する場合には、極
めて広い分子量分配及び更に多分散度約2.5以上を有
する生成物が得られる。
多節分子量分配を有するポリエステル生成物は、ポリエ
ステル/酸溶液を加熱反応器に2回又は数回に分けて適
当な時間間隔で添加して得ることができる。各々の節の
分子量は、前述のようにして調整することができる。
低い多分散度(即ち約1.5以下)の低分子量のポリエ
ステルが必要な場合には、同じ低い多分散度のポリエス
テル出発物質を使用するのが必要である。前述のように
、Mn約10000以上のポリエステルは、沈殿分別に
よって著しくわずかな物質のロスで有効に精製して低い
多分散度のポリマーを得ることができる。か\るポリエ
ステルの加水分解は分子量分配の一定の限定された広が
りをもたらすが、特にMn。が所望の生成物のMnより
も約5倍以下の場合には一多分散度約1.5を維持する
ことができる。
分子量Mnは、サイズ・エクスクルージョン・クロマト
グラフィーによって次のようにして測定した: クロマトグラフィーの支持体又は固定相は、多孔サイズ
の調整範囲を有する架橋ポリスチレンデルであり、サイ
ズの分離は、デル粒子内部の溶剤とデル粒子間の間隙の
溶剤との間の溶質の分配に基づく。大きい分子は溶液の
サイズ(これは分子構造及び溶媒和作用の度合による)
を有し、デルの孔の成るものよりも大きい。それ故か\
る大きい分子はゲル粒子間の溶剤に閉じ込められ、従っ
て最初に溶離する。小さい溶質分子はrル粒子の内部及
び外部の溶剤に接近し、このようにしてクロマトグラフ
ィーのカラムに沿うその進行は阻止され、デル粒子内の
溶剤中に分配される限度に釣合っている。それ故溶質分
子は、カラムから減小する分子サイズの状態で溶離する
。公知分子量の多くのポリスチレン標準物を用いて、カ
ラムを検量して、分子量に対する保持時間に関連させる
ことができる。
更にカラムは、他のポリマーの分子量M及び〜を測定す
るのに使用することができる。クロマトグラムを作成す
ることができ、ポリマー分子の各々の分子量の数を示し
、検量からの公知分子量に相応する短かい時間をはあく
することによってクロマトグラムを合成して、試験下の
ポリマーの数平均分子量及び重量平均分子量を得ること
ができる。
このようにして測定した分子量〜及びMnは絶対値では
なく、ポリスチレン標準物に対する相対値である。絶対
値の指示のように、〜5500は内部粘度0.10dA
’/!i+(クロロホルムに25°Cでとかした1W/
V%の溶液)に相応し、Mw7800は内部粘度0.1
3d//!9’(クロロホルムに25℃でとかしたiW
/7%の溶液)に相応し、MW20000は内部粘度〜
0.3 dl!/ gに相応し、M−50000は内部
粘度〜0.45d1/9に相応し、Mwloooooは
内部粘度〜1.[)al/gに相応する。
実施例 例  1 高分子量のポリ(D% L−ラクチド)を、新しく製造
した乾燥り、L−ラクチドを有機錫触媒を用いて開環重
合させて製造した。このようにして得られたポリエステ
ルを、氷酢酸に溶解し、次いでこの溶液を激しく攪拌し
たメタノールに添加し、単離し、生成物のポリエステル
を乾燥することによって精製した。このようにして得ら
れたポリエステルは、ポリスチレンに対するサイズ・エ
クスクルージョン・クロマトグラフィーによりMn=5
9000、Mw二107500、それ数多分散度1.8
2を有していた。
このポリエステル(t0g)及び水(tml )を氷酢
酸に溶解し、溶液を更に氷酢酸で希釈して100−にし
た。混合物を還流温度に迅速に加熱し、この温度、で維
持し、サンプルを0.5.1.2,3及び4時間で取出
した。取出したサンプルを直ちに冷凍乾燥し、各々のサ
ンプルの分子量を前記のサイズ・エクスクルージョン・
クロマトグラフィーで測定した。時間に対する1/Mn
のプロットは、勾配7.4 X 10−5hr−1の直
線であった。
このプロットから、Mn=1731]0のポリ(D、L
−ラクチド)は特定の条件下に1時間で加水分解して4
Mn7000になることが測定された。か−るポリエス
テルが実際にこの条件下で1時間で加水分解する場合に
は、このようにして得られたポリエステルは、予測値と
十分に一致してMn68ooを有していた。
同じようにして、検量プロットから%=5000(7)
ポリエステルはMn=173ooの最初のポリエステル
が加水分解するのに2時間必要であることが測定された
。か\るポリエステルが実際に特定の条件下で2時間で
加水分解する場合には、生成物のポリエステルは予測値
と十分に一致してMn=4700を有していた。
例  2 例1の方法をくり返すが、加水分解媒体の水1dの代り
に211!!を使用し、0.25.0.5.1.0.1
.5及び2.0時間でサンプルを取出した。
時間に対する1/Mnのプロットは、勾装置6.2X 
10−り hr−1の直線であった。
この検量から、M、=64000及びMn=34000
のポリ(D、L−ラクチド)は、この条件下で1.5時
間に減成してMn=4300のポリ(D、L−ラクチP
)になることを計算した。実際に実験を行なうと、生成
物は予測値と十分に一致してMw=8300及びMn=
4050を有していた。
例  3 例1の方法をくり返すが、加水分解媒体の水1dの代り
に3−を使用し、1 []、20,40.60及び90
分間でサンプルを取出した。時間に対する1/Mnのプ
ロットは、勾装置 8.I XIQ−5hr−1の直線
であった。
検量から、Mn=59000のポリ(D、L−ラクチド
)はMn=5000に1時間で減戊することを計算した
。実際に実験を行なうと、生成物は予測値と十分に一致
してMn二5200を有していた。
例  4 例1の方法をくり返すが、加水分解媒体の水1 mlの
代りに4−を使用し、10.20,30.45及び60
分間でサンプルを取出した。時間に対する1/Mnのプ
ロットは、勾配25×1Q−5hr−1の直線を有して
いた。
この検量から、Mn=59000のポリ(D%L−ラク
チド)は、この系で15分間にMn=12000に減成
することを計算した。実際に実験を行なうと、生成物は
予測値と十分に一致してMn=135[10を有してい
た。
例  5 D、L−ラクチド及びグリフリドそれぞれ50モルチを
含有し、〜=68000及びMn=34000のポリ(
D%L−ラクチド−グリフリド)(t0g)及び蒸溜水
(td)を氷酢酸に溶解し、更に氷酢酸で100dKし
た。溶液を還流下に加熱し、サンプルを定期的に1時間
にわたって取出し、各々のサンプルの1/Mnを測定し
、時間に対する1/Mnのプロットは、勾配20.8 
X 10−5hr−1の直線であった。
この検量から、Mn=67000のコーポリマーはこの
系で0.5時間に減成してMn= 8300になること
を計算した。実験を行なうと、生成物は予測値と十分に
一致してMn=8200を有していた。
例  6 D%L−ラクチド75モルチ及びグリフリド25モルチ
からなり、Mw=135000及びMn=68000の
ポリ(D、I、−ラクチr−グリコリド)(t0g)及
び蒸溜水(IK/)を氷酢酸に溶解し、氷酢酸で100
−にした。溶液を還流下に加熱し、サンプルを定期的に
2時間にわたって取出し、サンプルのMnを測定した。
時間に対する1/Mnのプロットは、勾装置 3.3 
X 10−5の直線であった。
この検量から、〜=36000、%= 20500のコーポリマーはこの系で0.5時間に減成
して、Mn= 8500の生成物になることを測定した
。実際に実験を行なうと、生成物は予測値と十分に一致
してMn=8700を有していた。
例  7 D、L−ラクチP90モルチ及びグリフリド1註 Mn=58000のポリ(D,L−ラクチド−グリフリ
ド)(t0g)及び水(td)を氷酢酸に溶解し、更に
氷酢酸で100ゴに希釈した。
溶解を迅速に加熱して還流させ,s,io、15、20
、60、45、60、90及び120分間で取出したサ
ンプルの分子量を測定した。
時間に対する1/Mnのプロットは、次の数字に対して
勾装置 1 、2 X 1 0”−5hr−1の直線で
あった: この数字から、出発ポリエステル溶液50m1を加熱反
応器に0分で10−1続いて60、60、75,9 0
、I DO1105,110及び115分間でそれぞれ
5dを添加すると、生成物のポリエステルは〜=298
90及びMn二8985を有し、Mw/Mn=2989
0/8985=3.33が得られるのを計算することが
できる。
実際に実験を行なうと、ポリエステル生成物はMw二2
9700、Mn=8500、それ故Mw/Mn二297
00/8500=3.49を有することが判明した。こ
れは予測値と十分に一致する。
例  8 D、L−ラクチr90モルチ及びグリコリド1ロ =58000を有するポリ(D,L−ラクチげ一グリコ
リl(t 0g)及び蒸溜水( 1 st )を、氷酢
酸に溶解し、更に氷酢酸で100dにした。
この混合物50sdを迅速に加熱して還流させ、この温
度で2時間維持した。残りのポリエステル溶液( 5 
0IILIりを添加し、次いで直ちに混合物を冷凍し、
冷凍乾燥した。分子量をサイズ・エクスクルージョン・
クロマトグラフィーで測定し、生成物は予期されたよう
に二部の分子量分配を有しているのが判明した。生成物
は計算値のMw=54000及びMn= 8 0 0 
0と十分に一致して、Mw=47000及びMn=90
00を有していた。
例  9 D,L−ラクチド95モルチ及びグリコリド5七ルチを
有し、Mw=22500及びMn二15100のポリ(
D,L−ラクチド−グリフリド)(t5g)を、水( 
3.5 g)及び氷酢酸(31.5ゴ)に20℃で溶解
し、溶液を65°Cで7日間維持した。整除部分を1,
2,3,4及び7日間後に取出し、直ちに冷凍し、冷凍
乾燥し、そのMnをサイズ・エクスクルージョン・クロ
マトグラフィーで測定した。時間に対する1/Mnのプ
ロットは、勾配3.9 X 1 0−5day−1の直
線であった。
この方法を、M, = 2 5 2 0 0及びMn=
15200の同じ9515のコーポリマーでくり返した
。この場合の時間に対する1/Mnのプロットの勾配は
、4.I X 1 0−5day−1であった。
この検量から、% = 2 6 8 5 0及びMn=
17300の9515のフーーリマーは、2日と16時
間で減成してMn=6oooになることを測定した。実
験を行なうと、コーポリマー生成物は、予測値と十分に
一致してMn=5400を有することが判明した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ポリスチレン標準物に対してサイズ・エクスクルー
    ジョン・クロマトグラフィーで測定した任意に所望の数
    平均分子量M_n約20000以下のポリエステルを製
    造する方法において、所望のポリエステルと同じ化学的
    組成物であるが、所望のポリエステル生成物よりも大き
    い数平均分子量M_n^0(前記のようにして測定)を
    有するポリエステルを、酸水溶液で方程式:1/M_n
    −1/M_n^0=Kt 〔式中Kは定数であり、この定数は個々のポリエステル
    、個々の水、酸及びポリエステルの濃度及び個々の所望
    の加水分解温度を用いて検量実験で予測した〕から測定
    した時間 (t)加水分解することを特徴とする、ポリエステルの
    製造法。 2、ポリエステルは、ポリ乳酸又はポリ(乳酸−グリコ
    ール酸)である特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、酸は、酢酸である特許請求の範囲第2項記載の方法
    。 4、多分散度約2のポリエステル出発物質を酸水溶液に
    室温でとかした溶液を、加熱してポリエステル溶液を十
    分に還流する反応器に、一定の割合で予測時間(t)に
    添加する、多分散度約2.5以上の生成物ポリエステル
    を製造する特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、多分散度約2のポリエステル出発物質を酸水溶液に
    室温でとかした溶液を、加熱してポリエステル溶液を十
    分に還流する反応器に加速割合で時間(t)に添加する
    、著しく広い範囲の分子量分配及び多分散度2.5以上
    を有するポリエステル生成物を製造する特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 6、ポリエステル出発物質を酸水溶液に室温でとかした
    溶液を、加熱してポリエステル溶液を十分に還流する反
    応器に、2回又は数回に適当な時間間隔で添加する、多
    節の分子量分配を有する生成物ポリエステルを製造する
    特許請求の範囲第1項記載の方法。 7、出発ポリエステルは同じ多分散度を有し、M_n^
    0は所望の生成物のM_nよりも約5倍以下である、多
    分散度約1.5以下の生成物ポリエステルを製造する特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
JP62093413A 1986-04-18 1987-04-17 ポリエステルの製造法 Expired - Lifetime JP2553076B2 (ja)

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