[發明專利]一種用精氨酸引發丙交酯開環分散聚合的方法

在審

• 申請號: 201911306640.4
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110885430A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 詹世平;萬澤韜;王景昌
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: C08G63/08
• 分類號: C08G63/08;C08G63/87
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

本發明涉及一種用精氨酸引發丙交酯開環分散聚合的方法。本發明采用丙交酯為原料，左旋精氨酸為引發劑，且兼具催化劑，三嵌段聚合物PCL?PDMS?PCL為穩定劑，采用開環分散聚合的方法合成聚丙交酯。通過對所得聚合物的結構和性能進行表征，結果表明，當反應溫度為130℃、壓力為12MPa、左旋精氨酸與丙交酯的摩爾比為1:50、反應時間為48h，得到的聚合物產物為顆粒狀粉末，而且產物收率達到了85％，聚合物的數均分子量為11700，分子量分布為1.31。本發明采用人體所需氨基酸左旋精氨酸為引發劑，在超臨界CO₂中合成生物醫用材料聚丙交酯，其使用的引發劑和溶劑均為綠色試劑，且制備方法簡單高效，是一種具有廣泛應用前景的生物醫用高分子材料的制備方法。

技術領域

本發明涉及生物醫用高分子材料制備的技術領域，具體是一種超臨界二氧化碳中精氨酸引發丙交酯開環分散聚合的方法。

背景技術

超臨界二氧化碳(ScCO₂)技術已成為眾多學者研究的熱門課題，由于其具有來源廣泛、有類似氣體的擴散性和液體的密度、無毒、惰性、反應產物易分離純化等優點，使其作為一種綠色溶劑代替了許多有毒有害的有機溶劑而被廣泛的研究和應用，尤其是在分散聚合領域也得以推廣和使用。

目前合成聚丙交酯所用的催化劑主要是大多是采用金屬催化劑，考慮到金屬催化劑的生物安全性，以及在產品中去除比較困難，這些問題使得研究者關注開發非金屬催化劑，這對于材料的綠色制備是非常重要的。非金屬類引發/催化劑以及酶催化開環聚合的發展在一定程度上解決了這一問題。主要的非金屬類引發劑有醇、胺等；催化劑包括：質子酸、膦類化合物等，它們可以單獨使用也可以協同作用。酶催化開環聚合憑借著反應溫度更低、單體利用率更高、安全性更優越等特點，也受到研究者的廣泛關注。

發明內容

本發明的目的是提供一種超臨界二氧化碳中精氨酸引發丙交酯開環分散聚合的方法。

本發明的發明構思是：

氨基酸是人體所需蛋白質的基本物質，在人體營養和生理上占有重要地位，其中左旋精氨酸是一種非必需氨基酸，可由人體自身內合成并滿足其代謝需求。左旋精氨酸的熔點為228℃，且其側鏈基團胍基是強堿性基團可引發丙交酯形成具有平面結構的負離子進而引發聚合反應，而羧基可在高溫下催化開環聚合反應。

本發明采用精氨酸為引發劑在超臨界CO₂中合成生物醫用材料聚丙交酯，得到的聚合物產物為顆粒狀粉末，所使用的引發劑和溶劑均為綠色試劑，且引發劑兼具催化劑的作用，制備方法簡單高效。而且產物收率達到了85％，聚合物的數均分子量為11700，分子量分布為1.31。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種用精氨酸引發丙交酯開環分散聚合的方法，所述方法采用丙交酯為原料，精氨酸為引發劑，且兼具催化劑，三嵌段聚合物PCL-PDMS-PCL為穩定劑，采用開環分散聚合的方法合成聚丙交酯。

氨基酸作為引發劑其本質為伯氨基團在高溫下(大于130℃)進攻羰基生成羥基端基，然后羥基端基引發單體之間發生鏈增長反應，該機理中酰胺基團進入了聚合物鏈中。合成原理如下：

上述方法包括以下步驟：

(1)將丙交酯、一定量的精氨酸和穩定劑PCL-PDMS-PCL加入到反應釜中，安裝好反應釜，通CO₂對反應釜吹掃5min后停止吹掃。調整攪拌器轉速為400～600rpm，開始加熱，當溫度達到130～160℃打開柱塞泵對體系進行加壓至所需壓力8～16MPa，反應時間為48～72h；