[發明專利]2-乙基-2-烯丙氧甲基-1,3-丙二醇碳酸酯的結構、合成及用途

在審

• 申請號: 201510071573.8
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104744426A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 馮磊;王瓊;陳強
• 申請（專利權）人: 常州南京大學高新技術研究院
• 主分類號: C07D319/06
• 分類號: C07D319/06;C08G64/30;C08G64/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

技術領域

????本發明涉及2-乙基-2-烯丙氧甲基-1,3-丙二醇碳酸酯單體的結構、合成及用途，屬于生物醫用高分子領域。

背景技術

脂肪族聚碳酸酯是一類重要的生物可降解/吸收高分子。它具有廣泛的物理、化學和生物學性能，而且種類很多，結構可調，可以滿足不同的生物醫學需要;另一方面，聚碳酸酯降解后生成二氧化碳和中性的二元醇，可避免聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)等在降解過程產生的羧酸類物質所引起的不良效應。生物可降解聚碳酸酯在可吸收手術縫合線、藥物控制釋放、體內植入材料、組織再生等方面得到了越來越廣泛的應用。

由于普通的聚碳酸酯如聚三亞甲基碳酸酯?(PTMC)?和聚(2,?2-二甲基三亞甲基碳酸酯)?(PDTC)?等的降解要比其它常用的生物可降解高分子如PLA,?PGA?等聚酯要慢得多(Biomaterials?2008?2464)，限制了聚碳酸酯在生物醫用領域上的進一步的應用。因此,?含功能化側基的聚碳酸酯的合成與應用就成為人們研究聚碳酸酯的一個熱門領域。環狀碳酸酯單體的開環聚合具有熱效應低、聚合速度快、能在最短時間內達到較高的分子量等明顯優點，是合成聚碳酸酯的一種非常有效途徑。目前對生物可降解的聚碳酸酯的研究熱點之一就是設計新型的具有特殊功能基團的單體以及通過改變不同類型的單體和組成進行開環共聚，在一定范圍內調節共聚物的機械、降解等物理化學性能，以滿足不同生物醫學應用的需求。

近年來，很多含功能化側基如羧基（COOH）(CN200510107434.2)、氨基（NH₂）(CN200710193597.6)、羥基（OH）(CN200510119031.X)等的聚碳酸酯的合成及其應用研究被廣泛地報道。要得到含有這些功能側基的聚合物，一般是先將上述功能基團保護起來，合成帶有保護基的功能單體，再進行開環聚合得到帶保護基的聚合物，聚合物脫保護后才能得到含有功能側基的聚碳酸酯。由于這些側基上的保護基團的存在，造成了單體合成困難，產率低下，而且影響了環狀單體聚合活性，甚至使聚合反應不能進行。另外，后續的聚合物脫保護反應也不易進行徹底，經常造成保護基的殘留，進而影響聚合物的應用。

為了避免這種保護-脫保護的過程，含雙鍵的側基可以作為預功能化的側基引入到聚合物側鏈上，再通過側鏈反應實現功能化的目的。這個路線的優勢在于，一方面雙鍵的引入不需要保護，而且其對開環聚合的具有相當的穩定性；另一方面雙鍵可以高產率地進行Michael加成、環加成、環氧化、交聯反應等一系列反應廣泛地引入功能基團。因此，合成側鏈帶有雙鍵的聚碳酸酯是聚碳酸酯功能化的一條有效途徑。

發明內容

按照上述策略，本發明提供了一種含雙鍵側基的碳酸酯單體的結構及其合成方法。該單體制備的聚合物可以通過雙鍵的官能化反應進一步制備含功能化側基的聚碳酸酯。

本發明提供一種含雙鍵側基的碳酸酯單體—2-乙基-2-烯丙氧甲基-1,3-丙二醇碳酸酯的結構，其結構式為：

該碳酸酯單體雙鍵側基為烯丙基醚，醚鍵的穩定性減少了聚合以及后續功能化過程中副反應。

本發明提供上述碳酸酯單體的制備方法。2-乙基-2-烯丙氧甲基-1,3-丙二醇碳酸酯的合成路線（如下所示）為：以三羥甲基丙烷為原料，先保護兩個羥基，對剩余的羥基進行烯丙醚化，脫保護后得到二醇前體，關環即得碳酸酯單體。

上述2-乙基-2-烯丙氧甲基-1,3-丙二醇碳酸酯的具體制備過程如下：

（1）原料a與丙酮在酸性催化條件下縮合得到雙羥基被保護的縮酮化合物b。采用對甲苯磺酸為催化劑，以反應物丙酮自身為溶劑，室溫反應15-20小時。

（2）縮酮b與烯丙基氯在強堿NaOH作用下，發生Williamson醚化反應，得到化合物c。為增加兩相反應物的反應速度，故加入相轉移催化劑四丁基硫酸氫銨。由于烯丙基氯的沸點較低，而且Williamson醚化反應為放熱反應，所以烯丙基氯的滴加控制在0℃下進行，而后續的反應溫度亦不能高于40℃，可以通過延長反應時間至14-20小時使反應完全。反應后，產物的萃取劑為二氯甲烷或三氯甲烷。

（3）化合物c在酸性條件下水解，脫保護得到二醇化合物d。由于化合物c的水溶性較低，故采用甲醇和1mol/L的鹽酸等體積的復合溶液進行水解。