[發明專利]生物胍復合體系催化熔融?固相聚合合成高分子量聚α?羥基酸

有效

• 申請號: 201510583572.1
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105131259B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李弘;張全興;宗緒鵬;黃偉;李愛民
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/82
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司12002
• 代理人: 侯力

1.一種生物胍復合體系催化熔融-固相聚合合成高分子量聚α-羥基酸的工藝，本工藝采用具有高度生物安全性的有機胍BG化合物為主催化劑Cat.、人體所必須的微量金屬化合物為助催化劑Cocat.，Cat.與Cocat.組成無毒高效的復合催化體系；通過實現環酯單體的受控催化熔融—固相聚合反應合成高分子量聚α-羥基酸；

合成步驟：

步驟1：熔融開環聚合

將環酯單體、Cat.與Cocat.加入開環聚合反應釜，通過“抽真空—充氮氣”循環操作以驅除反應釜中空氣后，抽真空至反應釜壓力為1.0～0.1torr關閉閥門，在攪拌下升高反應釜溫度T₁至160～220℃，反應時間t₁為8～20h，得到中等分子量M_w 1.5～5.0×10⁴的預聚物，環酯單體轉化率100％；

步驟2：固相聚合

以步驟1合成的預聚物為原料，經造粒后得到30～40目的粒料，加入固相聚合反應釜，抽真空至反應釜壓力為1.0～0.1torr，然后在70～110℃下恒溫熱處理0.5～2h；保持反應釜壓力不變，繼續升高反應釜溫度T₂至150～190℃后，反應時間t₂為12～50h，得到高分子量M_w 1.0～6.5×10⁵聚α-羥基酸，分子量分布指數PDI 1.50～1.70。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：

(1)、聚合反應主催化劑Cat.由下列線形分子結構生物質胍類化合物之一與環狀分子結構無毒有機胍類化合物之一按1:1質量比組成：

I.線形分子結構生物質胍BG包括，精氨酸、胍基乙酸和肌酸；

II.環狀分子結構無毒有機胍CG包括，雙環胍TBD、鳥嘌呤GN和胍基苯并咪唑ABI；

(2)、聚合反應助催化劑Cocat.由含有人體必需的微量金屬鐵、鋅或鈣的氧化物之一與含有人體必需的微量金屬鐵、鋅或鈣的無毒酸鹽之一按1:1質量比組成；

所述的無毒酸為碳酸、醋酸、乳酸或乙醇酸；

(3)、主催化劑Cat.與助催化劑Cocat.所組成的催化體系具有高催化開環聚合活性，主催化組分之一線形分子結構生物質胍+主催化組分之二環狀分子結構無毒有機胍組成的主催化劑Cat.重量為環酯單體總重量的0.001～0.05wt％；助催化組分之一金屬鐵、鋅或鈣氧化物+助催化組分之二金屬鐵、鋅或鈣的無毒酸鹽組成的助催化劑Cocat.重量為環酯單體總重量的0.001～0.05wt％。

3.根據權利要求1或2所述的工藝，其特征在于所述的環酯單體具體包括：L-丙交酯LLA、D-丙交酯DLA和乙交酯GA；聚α-羥基酸具體包括：聚L-乳酸PLLA、聚D-乳酸PDLA和聚乙醇酸PGA。

4.根據權利要求3所述的工藝，其特征在于所述的高分子量PLLA或PDLA的合成反應條件是：T₁＝160～180℃，t₁＝14～20h，T₂＝150～165℃，t₂＝20～50h；

產品PLLA或PDLA主要的性能指標如下：M_w 3.5～6.5×10⁵，PDI 1.50～1.60；

產品PLLA或PDLA的M_w根據實際應用要求在3.5～6.5×10⁵范圍內受控合成。

5.根據權利要求4所述的工藝，其特征在于所合成的最優級PLLA或PDLA產品達到下述性能指標：M_w 6.5×10⁵，PDI 1.55。

6.根據權利要求3所述的工藝，其特征在于所述的高分子量PGA的合成反應條件是：T₁＝190～220℃，t₁＝8～12h，T₂＝170～190℃，t₂＝12～24h；

產品PGA主要的性能指標如下：M_w 1.0～4.5×10⁵，PDI 1.50～1.70；

產品PGA的M_w根據實際應用要求在1.0～4.5×10⁵范圍內受控合成。

7.根據權利要求6所述的工藝，其特征在于所合成的最優級PGA產品達到下述性能指標：M_w 4.5×10⁵，PDI 1.60。