專利名稱：乳酸雙環(huán)胍合成及其催化開環(huán)聚合合成可降解聚合物的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)用生物降解材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種醫(yī)用生物降解性聚合物的催化合成方法，屬于高分子化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著醫(yī)藥及生物組織工程領(lǐng)域科技的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外對(duì)具有優(yōu)良生物相容性和生物安全性的可降解材料的需求急劇增長(zhǎng)。生物降解聚合物合成所用催化劑通常為過渡金屬有機(jī)化合物或過渡金屬有機(jī)絡(luò)合物。近年來，國內(nèi)外科學(xué)家的研究已充分證明 重金屬離子對(duì)人體有害，采用過渡金屬有機(jī)化合物或金過渡屬有機(jī)絡(luò)合物為催化劑/引發(fā)劑合成的生物降解性聚合物中的重金屬無法徹底去除，從而為該類材料的實(shí)際應(yīng)用埋下隱患。為此，研究開發(fā)無毒、非金屬、有機(jī)催化劑已成為生物可降解材料合成領(lǐng)域一項(xiàng)重大課題。南開大學(xué)高分子化學(xué)研究所暨“教育部功能高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”李弘教授及其研究室在國家自然科學(xué)基金(No. 20474030)和國家自然科學(xué)基金(No. 21074057)資助下開發(fā)出可用于催化環(huán)酯類單體、絲氨酸嗎啉二酮開環(huán)聚合反應(yīng)的催化劑一醋酸雙環(huán)胍TBDA (李弘等，中國發(fā)明專利CNlO 1318960B )，并將催化劑TBDA用于開環(huán)共聚合合成乳酸-絲氨酸共聚物的合成工藝研究(李弘等，中國發(fā)明專利CN102443166A)。并且李弘教授及其研究室在國家自然科學(xué)基金(No. 21074057)資助下，于國內(nèi)外首次合成出3-芐氧羰基亞乙基-6-甲基-嗎啉-2，5- 二酮BCEMD (李弘等，中國發(fā)明專利CN102408389A)，并在催化劑醋酸雙環(huán)胍TBDA催化下，進(jìn)行開環(huán)均聚合反應(yīng)或以丙交酯為第二單體進(jìn)行開環(huán)共聚合反應(yīng)研究(李弘等，中國發(fā)明專利CN102408553A)。最近，南開大學(xué)高分子化學(xué)研究所暨“教育部功能高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”李弘教授及其研究室在國家自然科學(xué)基金(No. 21074057)資助下于國內(nèi)外首次開發(fā)出可用于催化丙交酯、嗎啉二酮等環(huán)酯、環(huán)酰胺類單體開環(huán)聚合反應(yīng)或開環(huán)共聚合反應(yīng)的無毒、非金屬、有機(jī)催化劑——乳酸雙環(huán)胍TBDL。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無毒、非金屬、有機(jī)催化劑乳酸雙環(huán)胍及其合成工藝方法，以及采用乳酸雙環(huán)胍為催化劑催化開環(huán)聚合反應(yīng)合成聚乳酸、聚嗎啉二酮、聚酯酰胺的工藝方法。本發(fā)明提供的乳酸雙環(huán)胍TBDL，具有如下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.ー種乳酸雙環(huán)胍TBDL，具有如下結(jié)構(gòu)
2.—種權(quán)利要求I所述的乳酸雙環(huán)胍的合成エ藝方法，其特征在于所述的乳酸雙環(huán)胍是由雙環(huán)胍和乳酸在水體系中直接反應(yīng)合成，
3.—種權(quán)利要求I所述的乳酸雙環(huán)胍TBDL在催化合成可降解生物醫(yī)用高分子聚乳酸中的應(yīng)用，其特征在于以乳酸雙環(huán)胍為催化劑，進(jìn)行環(huán)酯類単體L-丙交酯(LLA)或DL-丙交酷(DLLA)開環(huán)聚合反應(yīng)，合成數(shù)均分子量Mn :2820-29000、分子量分布TOI :1. 15-1.58的聚乳酸，
4.一種權(quán)利要求I所述的乳酸雙環(huán)胍TBDL在催化合成可降解生物醫(yī)用高分子聚嗎啉ニ酮中的應(yīng)用，其特征在于以乳酸雙環(huán)胍為催化劑，進(jìn)行嗎啉ニ酮單體(3S，6SR)-3-芐氧甲基-6-甲基-嗎啉-2，5- ニ酮[(3S, 6SR) -BMMD]、(3S, 6S) -3-芐氧甲基-6-甲基-嗎啉-2，5- ニ酮[(3S，6S) -BMMD]、(3S, 6SR) -3-芐氧羰基亞こ基-6-甲基-嗎啉-2，5-ニ酮[(3S, 6SR)-BCEMD]、(3S, 6S)-3-芐氧羰基亞こ基-6-甲基-嗎啉-2，5-ニ酮[(3S，6S)-BCEMD]開環(huán)聚合反應(yīng)，合成數(shù)均分子量Mn : 12400-32300、分子量分布PDI
5.一種權(quán)利要求I所述的乳酸雙環(huán)胍TBDL在催化合成可降解生物醫(yī)用高分子聚酯酰胺中的應(yīng)用，其特征在于以乳酸雙環(huán)胍為催化劑，進(jìn)行DL-丙交酯(DLLA)與(3S, 6SR) -3-芐氧甲基-6-甲基-嗎啉-2，5- ニ酮[(3S, 6SR) -BMMD]或(3S, 6SR) -3-芐氧羰基亞こ基-6-甲基-嗎啉-2，5-ニ酮[(3S，6SR)-BCEMD]開環(huán)共聚合，或者進(jìn)行L-丙交酯(LLA)與(3S, 6S)-3-芐氧甲基-6-甲基-嗎啉_2，5_ニ酮[(3S, 6S)-BMMD]或(3S, 6S)_3_芐氧羰基亞こ基-6-甲基-嗎啉-2，5-ニ酮[(3S，6S)-BCEMD]開環(huán)共聚合反應(yīng)，合成數(shù)均分子量Mn : 13300-16400、分子量分布PDI :1. 17-1.40的聚酯酰胺，
全文摘要
一種乳酸雙環(huán)胍及其合成工藝方法以及催化開環(huán)聚合合成聚乳酸、聚嗎啉二酮、聚酯酰胺的工藝方法。乳酸雙環(huán)胍具有如下的結(jié)構(gòu)，是由雙環(huán)胍和乳酸在水體系中直接反應(yīng)合成。本發(fā)明采用乳酸雙環(huán)胍為催化劑，催化丙交酯開環(huán)聚合合成聚乳酸；催化帶有功能側(cè)基的嗎啉二酮開環(huán)聚合合成聚嗎啉二酮；催化丙交酯與帶有功能側(cè)基的嗎啉二酮開環(huán)共聚合合成聚酯酰胺。聚合反應(yīng)采用本體聚合或溶液聚合方法，所得聚合物聚合物數(shù)均分子量Mn2940-32300，分子量分布窄(PDI1.15-1.57)，所含氨基酸含量為1-5%。催化劑乳酸雙環(huán)胍為無金屬、無毒有機(jī)化合物，生產(chǎn)成本低、工藝操作簡(jiǎn)單，催化劑產(chǎn)率≥92%、純度≥96%。聚合反應(yīng)操作快捷簡(jiǎn)便，所得聚合物可降解、具有高度生物安全性。
文檔編號(hào)C08G63/87GK102757433SQ20121023252
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者龐子博, 李弘 , 王玉琴 申請(qǐng)人:南開大學(xué)