專利名稱：2－烯丙氧基－1，3－丙二醇及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2-烯丙氧基-1，3-丙二醇及其制備方法和用途，屬于有機(jī)合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著生物醫(yī)用材料研究和應(yīng)用的進(jìn)一步深入和迅猛發(fā)展，生物醫(yī)用材料及裝置已越來越成為一個(gè)高科技的國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。其中生物可降解型高分子能夠在體內(nèi)經(jīng)水解或酶解等過程逐漸降解成小分子產(chǎn)物，最終通過正常的生理代謝過程而排出體外，因此它在進(jìn)入人體后不需手術(shù)取出，從而成為生物醫(yī)用高分子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于人體器官或組織修復(fù)和替代、藥物的控制釋放與基因的運(yùn)載與轉(zhuǎn)染等領(lǐng)域。目前，主要研究和應(yīng)用的生物醫(yī)用高分子材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚磷酸酯、聚酯肽、聚酸酐等。這些高分子主要是通過縮聚和開環(huán)聚合的方法來合成。高分子材料的分子設(shè)計(jì)與合成是研究的根本，通過分子設(shè)計(jì)來合成結(jié)構(gòu)新穎的環(huán)狀單體是進(jìn)一步發(fā)展生物可降解高分子材料得重要途徑之一。
脂肪族聚碳酸酯是一類生物可降解/可吸收的高分子材料，具有良好的生物相容性和機(jī)械加工性，在藥物控制釋放，組織修復(fù)，體內(nèi)植入材料等領(lǐng)域有廣泛的用途。常見的脂肪族聚碳酸酯可通過六員環(huán)碳酸酯單體的開環(huán)聚合來制備，也可通過二醇與光氣的縮聚來制備。目前生物可降解聚碳酸酯存在的主要問題是高度疏水性導(dǎo)致的緩慢的降解性能以及和組織細(xì)胞的相容性。解決的方法主要是對(duì)聚碳酸酯的主鏈和側(cè)鏈進(jìn)行修飾和改性。
含可功能化側(cè)基的二醇在實(shí)踐中有重要意義和廣泛用途。不僅可直接合成側(cè)鏈可功能化的脂肪族聚碳酸酯，也可合成側(cè)鏈可功能化的六員環(huán)碳酸酯單體，并進(jìn)一步合成可功能化的脂肪族聚碳酸酯及其共聚物。不同的功能化可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)聚碳酸酯的物理、化學(xué)和生物學(xué)性能的改變，并且還可通過共價(jià)鍵、離子鍵等方式實(shí)現(xiàn)藥物分子以及生物活性分子的載入，從而實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放、持續(xù)釋放和靶向釋放以及不用藥物間的協(xié)同作用，因此含可功能化側(cè)基的脂肪族聚碳酸酯的研究和應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。
本發(fā)明所得2-烯丙氧基-1，3-丙二醇可直接用作原料來合成具有良好生物相容性的多功能化的生物可降解/可吸收聚碳酸酯，也可以作為合成環(huán)狀碳酸酯單體的原料。另外，本發(fā)明所得2-烯丙氧基-1，3-丙二醇還可用于生物可降解聚酯和聚磷酸酯的合成。因此在藥物控制釋放、組織工程與人工器官、基因治療等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和重要的實(shí)踐意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供2-烯丙氧基-1，3-丙二醇及其制備方法和用途，所制備的2-烯丙氧基-1，3-丙二醇可作為制備具有良好生物相容性的多功能化的生物可降解/可吸收脂肪族聚碳酸酯的六員環(huán)狀碳酸酯單體。所制備的2-烯丙氧基-1，3-丙二醇還可直接作為單體來制備生物可降解聚碳酸酯、聚酯和聚磷酸酯。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是2-烯丙氧基-1，3-丙二醇，其結(jié)構(gòu)式為 本發(fā)明還提供了上述2-烯丙氧基-1，3-丙二醇的制備方法，以5-羥基-1，3-芐叉甘油和烯丙基溴為原料，在氫化鈉作用下制得5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油；5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油在酸性環(huán)境下水解制得2-烯丙氧基-1，3-丙二醇。具體合成路線如下 將5-羥基-1，3-芐叉甘油和烯丙基溴在氫化鈉的作用下經(jīng)親核取代反應(yīng)制得5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油；5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油在酸性環(huán)境下經(jīng)水解反應(yīng)得到去保護(hù)，得到2-烯丙氧基-1，3-丙二醇。
上述5-羥基-1，3-芐叉甘油與烯丙基溴在氫化鈉的作用下進(jìn)行親核取代反應(yīng)，可以大大提高反應(yīng)速度和反應(yīng)產(chǎn)率。
2-烯丙氧基-1，3-丙二醇為無色液體，分子式C6H12O3，分子量為132，其結(jié)構(gòu)經(jīng)紅外光譜(FT-IR)，質(zhì)子核磁共振譜(1H NMR)，以及碳-13核磁共振譜(13C NMR)證實(shí)。
本發(fā)明首次合成了一種結(jié)構(gòu)新穎的二醇即2-烯丙氧基-1，3-丙二醇。以2-烯丙氧基-1，3-丙二醇為原料可合成具有良好生物相容性的多功能化的生物可降解/可吸收聚碳酸酯、聚酯和聚磷酸酯。不同的功能化可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)聚碳酸酯的物理、化學(xué)和生物學(xué)性能的改變，并且還可通過共價(jià)鍵、離子鍵等方式實(shí)現(xiàn)藥物分子的載入。因此在藥物控制釋放、組織工程與人工器官、基因治療等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明制得的2-烯丙氧基-1，3-丙二醇還具有以下用途1.用于制備生物可降解脂肪族聚碳酸酯的環(huán)狀單體5-烯丙氧基-三亞甲基碳酸酯，可改善相應(yīng)聚生物可降解脂肪族聚碳酸酯的物理、化學(xué)和生物學(xué)性能。
2.用于制備可功能化生物可降解聚酯和聚磷酸酯等，通過對(duì)聚合物的功能化來改善材料的物理、化學(xué)和生物學(xué)性能。
3.用于制備生物可降解聚碳酸酯共聚物的單體，可與其他環(huán)狀單體，如乙角酯、丙交酯、己內(nèi)酯、三亞甲基碳酸酯、5，5-二甲基-三亞甲基碳酸酯、5-芐氧基-三亞甲基碳酸酯、1，4二氧六環(huán)酮以及環(huán)狀磷酸酯等進(jìn)行開環(huán)共聚合，拓展生物可降解聚碳酸酯的種類及其用途。
4.用于制備具有光學(xué)活性的聚碳酸酯、聚酯和聚磷酸酯及其中間體。
5.用于制備含生物活性物質(zhì)的環(huán)狀碳酸酯和環(huán)狀磷酸酯中間體，以及生物可降解聚碳酸酯、聚酯和聚磷酸酯的二醇中間體，從而制備側(cè)鏈懸臂式的高分子藥物體系。
6.用于制備嵌段、星型、樹型聚合物。
7.用于與其它烯烴類單體共聚合，合成主鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的線性和網(wǎng)絡(luò)型高分子材料。
具體實(shí)施例方式
以下以具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明實(shí)施例一5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油的制備將18.0克5-羥基-1，3-芐叉甘油和100毫升無水四氫呋喃置于250毫升圓底燒瓶中，加入共6.0克氫化鈉，攪拌8小時(shí)，加入18毫升烯丙基溴，攪拌24小時(shí)。過濾，蒸出溶劑，干燥得白色固體5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油20.3克，產(chǎn)率92％。熔點(diǎn)50℃。紅外光譜1645cm-1(-CH2CHCH2)。
實(shí)施例二2-烯丙氧基-1，3-丙二醇的制備將23.0克5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油、50毫升甲醇和50毫升1M鹽酸水溶液置于250毫升圓底燒瓶中，回流反應(yīng)24小時(shí)。倒入飽和碳酸鉀溶液中，用乙酸乙酯萃取，蒸出溶劑，得無色液體2-烯丙氧基-1，3-丙二醇12.8克，產(chǎn)率93％。質(zhì)子核磁共振譜(1H NMR)(CDCl3，ppm)5.90(m，1H，-CH2CH＝CH2)，5.30(m，2H，-CH2CH＝CH2)，4.10(d，2H，O＝COCH2CH-)，3.60(d，2H，-OCH2CHCH2)，3.46(s，1H，O＝COCH2CH)。
實(shí)施例三2-烯丙氧基-1，3-丙二醇用于制備5-烯丙氧基-三亞甲基碳酸酯將13克2-烯丙氧基-1，3-丙二醇、38克安替比林和200毫升無水四氫呋喃置于500毫升圓底燒瓶中，加入7克三光氣的四氫呋喃溶液10毫升，20℃下反應(yīng)24小時(shí)。過濾，蒸出溶劑，得無色液體5-烯丙氧基-三亞甲基碳酸酯7.8克，產(chǎn)率50％。質(zhì)子核磁共振譜(1H NMR)(CDCl3，ppm)5.90(m，1H，-CH2CH＝CH2)，5.30(m，2H，-CH2CH＝CH2)，4.48(s，2H，O＝COCH2CH-)，4.12(d，2H，-OCH2CHCH2)，3.90(s，1H，O＝COCH2CH)。碳-13核磁共振譜(13C NMR)(CDCl3，ppm)147(C＝O)，133(-OCH2CH＝CH2)，17(-OCH2CH＝CH2)，77(O＝COCH2CH-)，70(-OCH2CHCH2)，66(O＝COCH2CH)。紅外光譜1754cm-1(C＝O)。
權(quán)利要求
1. 2-烯丙氧基-1，3-丙二醇，其結(jié)構(gòu)為
2.權(quán)利要求1所述2-烯丙氧基-1，3-丙二醇的制備方法，其特征是以5-羥基-1，3-芐叉甘油和烯丙基溴為原料，在氫化鈉作用下制得5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油；5-烯丙氧基-1，3-芐叉甘油在酸性環(huán)境下水解制得2-烯丙氧基-1，3-丙二醇。
3.權(quán)利要求1所述2-烯丙氧基-1，3-丙二醇作為中間體在制備5-烯丙氧基-三亞甲基碳酸酯中的應(yīng)用。
4.權(quán)利要求1所述2-烯丙氧基-1，3-丙二醇作為單體在制備生物可降解聚(5-烯丙氧基-三亞甲基碳酸酯)及其功能化產(chǎn)物中的應(yīng)用。
5.權(quán)利要求1所述2-烯丙氧基-1，3-丙二醇作為單體在制備生物可降解聚酯和聚磷酸酯中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了2－烯丙氧基－1，3－丙二醇及其制備方法和用途。2－烯丙氧基－1，3－丙二醇，其結(jié)構(gòu)為如右式，本發(fā)明以5－羥基－1，3－芐叉甘油和烯丙基溴為原料，在氫化鈉作用下制得5－烯丙氧基－1，3－芐叉甘油；5－烯丙氧基－1，3－芐叉甘油在酸性環(huán)境下水解制得2－烯丙氧基－1，3－丙二醇。本發(fā)明所得2－烯丙氧基－1，3－丙二醇可直接用作原料來合成具有良好生物相容性的多功能化的生物可降解/可吸收聚碳酸酯，也可以作為合成環(huán)狀碳酸酯單體的原料。另外，本發(fā)明所得2－烯丙氧基－1，3－丙二醇還可用于生物可降解聚酯和聚磷酸酯的合成。因此在藥物控制釋放、組織工程與人工器官、基因治療等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和重要的實(shí)踐意義。
文檔編號(hào)C07C43/00GK1680242SQ20051001823
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者賀楓, 劉鋼, 馮俊, 卓仁禧 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)