[發明專利]聚乳酸－聚乙二醇共聚物的溶劑熱合成制備方法

無效

• 申請號: 200810042793.8
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101353420A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 汪羽翎;戚嶸嶸
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08G63/78
• 分類號: C08G63/78;C08G63/66
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 毛翠瑩

技術領域

本發明涉及一種聚乳酸-聚乙二醇共聚物的合成方法，尤其涉及一種在高壓釜中采用溶劑熱合成法制備聚乳酸-聚乙二醇共聚物的新方法。本發明屬于聚合物技術領域。?

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種可生物降解的新型高分子材料，聚乳酸具有無毒、無菌、良好的生物相容性、生物可降解性及組織可吸收性，其應用研究范圍主要集中在生物醫學工程領域，如藥物控制釋放體系、組織修復、細胞培養和醫用手術縫合線等。除此之外，聚乳酸及其產品還可應用于包裝紙張、快餐食品包裝用泡沫塑料、微波容器、一次性紙巾和廢品袋等方面。但是聚乳酸本身亦存在水溶性差、性脆等缺點，隨著聚乳酸應用領域的不斷開拓，單獨的PLA均聚物已不能滿足要求，如在高分子藥物控制釋放體系中，對不同的藥物要求其載體材料具有不同的釋放速度，僅靠聚乳酸的分子量分布調節降解速度有很大的局限性。為了改進聚乳酸的性能，人們開始合成以聚乳酸為主的各類共聚物。聚乙二醇(PEG)作為一種最簡單的聚醚高分子具有優異的生物相容性和血液相容性、親水性和柔軟性等優點，疏水的聚乳酸鏈段中引入親水的聚乙二醇鏈段，可望提高材料的親水性和生物相容性。聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PLEG)在人體內外都可以自然降解，是一種重要的生物降解材料，被廣泛應用于藥物緩釋載體、組織工程支架材料等生物醫學領域。?

聚乳酸-聚乙二醇共聚物的合成機理主要有3種：丙交酯(LA)與生成聚乙二醇的單體環氧乙烷(EO)共聚合、丙交酯與聚乙二醇共聚合和在各種聚乳酸-聚乙二醇共聚物基礎上用二異氰酸酯、二酸酐、不飽和鍵光照交聯聚合等擴鏈手段進一步提高分子量。(聚乙二醇改性聚乳酸類材料的合成及應用，王方、汪?朝陽、趙耀明，合成樹脂及塑料，2003，20(6)：58-60)?

丙交酯與環氧乙烷的開環共聚合通常在甲苯溶液中進行，以錫、鋁有機金屬催化劑催化，獲得的聚乳酸-聚乙二醇共聚物為多嵌段共聚物(Nagasaki?Y，Okada?T，Scholz?C，et?al.Macromolecules.1998，31(5)：1473-1479)。?

應用最多的是丙交酯與聚乙二醇共聚的方法，因為聚乙二醇的處理、使用比環氧乙烷更方便、安全。此時，合成出的是聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物(宋謀道、朱吉亮、張邦華等，高分子學報，1998(4)：454-458)。?

上述現有合成聚乳酸-聚乙二醇共聚物的方法存在著或多或少的缺陷，有的合成的聚乳酸-聚乙二醇共聚物分子量分布寬，降低了其機械加工性能；有的合成工藝復雜，增加了聚乳酸-聚乙二醇共聚物材料的成本；有的合成方法制備的共聚物分子量不夠高，限制了其應用；而且從最初原料乳酸合成聚乳酸-聚乙二醇共聚物的轉化率較低，成本較高。?

發明內容

本發明的目的在于針對現有合成聚乳酸技術上的上述缺陷，提供一種聚乳酸-聚乙二醇共聚物的溶劑熱合成制備方法，制備出具有分子量較大的聚乳酸-聚乙二醇共聚物材料，而且工藝設備簡單，便于大規模生產。?

為實現這樣的目的，在本發明的技術方案中，采用的制備方法反應機理有別于以往合成聚乳酸-聚乙二醇共聚物的方法，將丙交酯、聚乙二醇、催化劑和穩定劑及溶劑混合后，在高溫下密閉體系進行反應，使體系處在類似于超臨界的狀態下，這樣使反應物、催化劑、穩定劑和溶劑充分接觸而不揮發，反應完全，因而可以制備出聚乳酸—聚乙二醇共聚物。?

本發明采用高壓反應釜，在高壓釜中加入20—94％的丙交酯、5—80％的聚乙二醇、0.05-5％的催化劑、0.01-3％穩定劑，各組分質量之和為100％；加入＞0，≤10倍體積的溶劑，通入氮氣5分鐘以脫除氧氣，將高壓釜蓋子擰緊后放入100—210℃的恒溫箱中，放置2-96小時，然后用水冷卻，打開高壓釜，將溶液倒入相當于溶液體積1—10倍的沉淀劑中，在磁力攪拌器上攪拌0.5-6小時以除去未反應的物質，磁力攪拌器的轉速為100—1200轉/分鐘，然后抽濾，將抽濾?得到的粉末在50—120℃真空烘箱中干燥2—30小時，即得到純凈的聚乳酸-聚乙二醇共聚物。?

本發明所用的丙交酯是乳酸的環狀二聚體，其結構式為：?

本發明所用的聚乙二醇是分子量從200-40000的聚合物。?

本發明所述的催化劑為乙酰基丙酮釔絡合物、辛酸亞錫、氯化亞錫、四苯基錫、四氯化鈦、卟啉鋁、卟啉鐵、氧化鋅、硬脂酸鋅、氧化錫、氧化鉛、氧化亞銅、烷基鋰、烷基醇鋰、烷基醇鉀、β-二酮鈦、氯化錫、金屬乙酰丙酮絡合物、銅、鋅、鎳、鐵或錫，或取其混合物。?