專利名稱：生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用高分子材料制備的技術領域，涉及生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制 備方法。
技術背景生物可降解脂肪族聚酯在生理環(huán)境下自行降解、崩解或代謝，進而被牛物吸收或排出體 外，避免了二次手術取出的問題。另外，脂肪族聚酯還具有良奵的生物相容性，與或的生物 機體沒有明顯的毒性和排異反應，可替代現(xiàn)有的金屬、陶瓷和天然高分子等醫(yī)用材料，在生 物醫(yī)用領域得到了廣泛的應用，如手術縫合線、藥物緩釋載體、組織工程支架、外科植入材 料等等。脂肪族聚酯通常由相應的內酯、交酯等環(huán)酯單體通過開環(huán)聚合的方法制得。辛酸亞錫是 應用最為廣泛的催化劑或引發(fā)劑，活性高，用量少，其本身已被關國FDA批準作為食品添加 劑。但毒性較大的重金屬錫不可避免的會殘存于所合成的聚合物中，而用作醫(yī)用材料其安全 性是存在風險的。研究表明其或多或少存在細胞毒性，而且錫對幼兒的健康有極為不良的影 響。因此，幵發(fā)完全無毒的內酯開環(huán)聚合的催化劑，對提高生物可降解高分子材料的品質和 使用安全性具有非常重要的意義。鎂是人體必需的營養(yǎng)元素，對人體來說是完全無毒或者說 毒性相當小，因此，鎂化合物用作內酯開環(huán)聚合制備醫(yī)用材料具有潛力的催化劑或引發(fā)劑。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法，該方法采用羧酸鎂化合 物催化交酯和內酯開環(huán)均聚合或共聚合，除了制備脂肪族均聚酯外，還可制得無規(guī)共聚酯和 嵌段酯-醚共聚物。本發(fā)明的技術方案是采用金屬鎂化合物為催化劑引發(fā)多種環(huán)酯聚合，在無氧無水和惰性氣體的保護下用本體聚合或溶液聚合的方法引發(fā)乙交酯、丙交酯、e-丙內酯、e-丁內酯、Y-丁內酯、Y-戊內酯、e-己內酯、S-戊內酯、1,4-二氧己烷-2-酮、1，5-二氧庚烷-2-酮 等環(huán)酯單體開環(huán)聚合反應，其中單體與鎂催化劑的比摩爾比為10 - 10000，優(yōu)選100-1000， 聚合溫度在50°C - 200°C，優(yōu)選100-150°C，聚合時間1小時-72小時，優(yōu)選24-48小時。 所得各單體的分子量在1 000 - 100 000均聚物及其共聚物，構成共聚物的單體之間的比例 可以任意選擇。所述的羧酸鎂化合物是選自乙酸鎂、乳酸鎂、己酸鎂、辛酸鎂、癸酸鎂、草 酸鎂、琥珀酸鎂、蘋果酸鎂、酒石酸鎂、檸檬酸鎂。所述的環(huán)酯化合物是乙交酯、丙交酯、e-丙內酯、e-丁內酯、Y-戊內酯、e-己內酯、s-戊內酯、1，4-二氧己烷-2-酮、1,5-二
氧庚烷-2-酮。對于本發(fā)明方法使用的聚合溶劑優(yōu)選為芳烴類溶劑，例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯中的 一種或幾種的混合物。優(yōu)選甲苯或二甲苯。所述溶劑的用量應使反應體系屮單體總濃度為2 20重量％。本發(fā)明的有益效果是，由于采用金屬鎂羧酸鹽作催化劑，所得聚合產物不含對人體有害 成分，用作體內醫(yī)用可降解材料是安全無毒的，可廣泛用作生物醫(yī)用材料，特別是藥物緩釋 載體。
具體實施方式
本發(fā)明提供一些具體實施實例，借以進一歩說明其特點，但不受此限制。實施例le-己內酯均聚合 所有操作均在無水無氧和高純氮氣保護下進行的。在預先烘烤抽空氮氣置換處理的聚合 瓶中，順序加入4. 71克e -己內酯和0. 16克辛酸鎂甲苯溶液(質量濃度5%)，置于13CTC的 油浴中反應48小時，產物用氯仿溶解后在酸化乙醇中沉淀、洗滌數(shù)次，真空千燥。得到聚己 內酯產物4.53克，產率96%，分子量為2.5萬。實施例2 己內酯均聚合按照實施例1所述程序進行，其不同之處在于加入聚合體系中的單體為4. 56克￡ -己內 酯和催化劑為0. 08克乳酸鎂，且不加溶劑進行本體聚合。得到聚己內酯產物4. 43克，產率 97%，分子量為2. l萬。實施例3 e-己內酯均聚合 按照實施例1所述程序進行，其不同之處在于加入聚合體系中的催化劑為0. 16克檸檬酸鎂。得到聚己內酯產物4.05克，產率86%,分子量為1.9萬。實施例4e-己內酯均聚合 按照實施例l所述程序進行，其不同之處在于加入聚合體系中的催化劑為O. 16克乙酸鎂。得到聚己內酯產物4. IO克，產率87%，分子量為1.6萬。實施例5 e-己內酯均聚合 按照實施例1所述程序進行，其不同之處在于加入聚合體系中的催化劑為0. 16克丁二酸 鎂。得到聚己內酯產物4.25克，產率90%，分子量為2.3力—。實施例6 e-己內酯均聚合 按照實施例1所述程序進行，其不同之處在于加入聚合體系中的催化劑為0. L6克2-羥 基丁二酸鎂。得到聚己內酯產物4.52克，產率96%，分子量為2.4力'。
實施例7 L-丙交酯均聚合所有操作均在無水無氧和高純氮氣保護下進行的。將3.25克L-丙交酯加入到預先烘烤 抽空氮氣置換處理的聚合瓶中，然后加入0.15克己酸鎂二甲苯溶液(質量濃度2.3%)，置于 15(TC的油浴中反應24小時，產物用氯仿溶解后在酸化乙醇中沉淀、洗滌數(shù)次，真空干燥， 得到聚乳酸產物3. IO克，產率95%，分子量為1.7萬。實施例8 L-丙交酯均聚合所有操作均在無水無氧和高純氮氣保護下進行的。將3.45克L-丙交酯加入到預先烘烤 抽空氮氣置換處理的聚合瓶中，然后加入0.06克乳酸鎂，置于130'C的油浴中反應48小時， 產物用氯仿溶解后在酸化乙醇中沉淀、洗滌數(shù)次，真空干燥，得到聚乳酸產物3.32克，產率 95%，分子量為1.6萬。實施例9 DL-丙交酯均聚合 所有操作均在無水無氧和髙純氮氣保護下進行的。將3. 48克DL-丙交酯加入到預先烘烤 抽空氮氣置換處理的聚合瓶中，然后加入0.17克辛酸鎂乙苯溶液(質量濃度10%)，置于130 'C的油浴中反應48小時，產物用氯仿溶解后在酸化乙醇中沉淀、洗滌數(shù)次，真空干燥，得到 聚乳酸產物3.42克，產率98%，分子量2.0萬。實施例10e -己內酯與L-丙交酯無規(guī)共聚合 所有操作均在無水無氧和高純氮氣保護下進行的。將2. 70克L-丙交酯和3. 40克e-己 內酯加入到預先烘烤抽空氮氣置換處理的聚合瓶中，然后加入0. 26克辛酸鎂甲苯溶液(質量 濃度2.3%)，置于11(TC的油浴中反應48小時，產物用氯仿溶解后在酸化乙醇中沉淀、洗滌 數(shù)次，真空干燥，得到共聚產物5. 76克，產率94%，分子量1.9萬。實施例11e -己內酯與DL-丙交酯無規(guī)共聚合 所有操作均在無水無氧和高純氮氣保護下進行的。將3. 50克DL-丙交酯和3.10克e -己內酯加入到預先烘烤抽空氮氣置換處理的聚合瓶中，然后加入0.26克癸酸鎂甲苯溶液(質 量濃度18%)，置于130。C的A。
權利要求
1、生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法，其特征在于，該方法采用羧酸鎂化合物為催化劑引發(fā)環(huán)酯開環(huán)聚合，在無氧無水和惰性氣體的保護下或高真空下用本體聚合或溶液聚合的方法引發(fā)乙交酯、丙交酯、β-丙內酯、β-丁內酯、γ-戊內酯、ε-己內酯、δ-戊內酯、1，4-二氧己烷-2-酮或1，5-二氧庚烷-2-酮環(huán)酯單體開環(huán)聚合反應，其中單體與鎂催化劑的比例M/I(摩爾比)為10-10000、聚合溫度為20℃-200℃，聚合時間為1小時-72小時，溶液聚合所用溶劑為芳烴類溶劑，所得各單體均聚物的分子量為1 000-100 000，合成的上述各種無規(guī)共聚物分子量為1 000-100 000，構成共聚物的單體之間的比例可以任意選擇。
2、 根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法，其特征在于，所述的 羧酸鎂化合物為乙酸鎂、乳酸鎂、己酸鎂、辛酸鎂、癸酸鎂、琥珀酸鎂、蘋果酸鎂或檸檬酸 鎂，優(yōu)選為乳酸鎂或辛酸鎂。
3、 根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法，其特征在于，所述的 單體與羧酸鎂化合物的摩爾比為100-1000，聚合溫度為100-150°C，聚合時間為24-48小時。
4、 根據(jù)權利要求1所述的生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法，其特征在于,所述的 芳烴類溶劑為苯、甲苯、二甲苯或乙苯中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選甲苯或二甲苯；溶劑 的用量應使反應體系中單體總濃度為2 20重量％，優(yōu)選5 15重量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的化學合成方法。采用羧酸鎂鹽如辛酸鎂、乳酸鎂等催化乙交酯、丙交酯、ε-己內酯等交酯和內酯本體或溶液開環(huán)均聚合或共聚合制備均聚物和共聚物。本發(fā)明的有益效果是，該鎂催化劑無毒性，所得聚合物不含對人體有害成分，可用于生物醫(yī)用材料特別是藥物緩釋載體。
文檔編號C08G63/00GK101153071SQ20071015733
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月30日 優(yōu)先權日2007年9月30日
發(fā)明者煉 劉, 沖 王, 沛 王, 魏志勇, 民 齊 申請人:大連海事大學