專(zhuān)利名稱(chēng)：生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用高分子材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及生物醫(yī)用可降解脂肪族聚酯的制 備方法。
技術(shù)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(jìn)而被牛物吸收或排出體 外，避免了二次手術(shù)取出的問(wèn)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(jī)體沒(méi)有明顯的毒性和排異反應(yīng)，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(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如手術(shù)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(yīng)的內(nèi)酯、交酯等環(huán)酯單體通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合的方法制得。辛酸亞錫是 應(yīng)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(guān)國(guó)FDA批準(zhǔn)作為食品添加 劑。但毒性較大的重金屬錫不可避免的會(huì)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(fēng)險(xiǎn)的。研究表明其或多或少存在細(xì)胞毒性，而且錫對(duì)幼兒的健康有極為不良的影 響。因此，幵發(fā)完全無(wú)毒的內(nèi)酯開(kāi)環(huán)聚合的催化劑，對(duì)提高生物可降解高分子材料的品質(zhì)和 使用安全性具有非常重要的意義。鎂是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)人體來(lái)說(shuō)是完全無(wú)毒或者說(shuō) 毒性相當(dāng)小，因此，鎂化合物用作內(nèi)酯開(kāi)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(nèi)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(nèi)酯開(kāi)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(wú)規(guī)共聚酯和 嵌段酯-醚共聚物。本發(fā)明的技術(shù)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(wú)氧無(wú)水和惰性氣體的保護(hù)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(nèi)酯、e-丁內(nèi)酯、Y-丁內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯、e-己內(nèi)酯、S-戊內(nèi)酯、1,4-二氧己烷-2-酮、1，5-二氧庚烷-2-酮 等環(huán)酯單體開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，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(shí)間1小時(shí)-72小時(shí)，優(yōu)選24-48小時(shí)。 所得各單體的分子量在1 000 - 100 000均聚物及其共聚物，構(gòu)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(píng)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(nèi)酯、e-丁內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯、e-己內(nèi)酯、s-戊內(nèi)酯、1，4-二氧己烷-2-酮、1,5-二
氧庚烷-2-酮。對(duì)于本發(fā)明方法使用的聚合溶劑優(yōu)選為芳烴類(lèi)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(yīng)使反應(yīng)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(chǎn)物不含對(duì)人體有害 成分，用作體內(nèi)醫(yī)用可降解材料是安全無(wú)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(shí)施方式
本發(fā)明提供一些具體實(shí)施實(shí)例，借以進(jìn)一歩說(shuō)明其特點(diǎn)，但不受此限制。實(shí)施例le-己內(nèi)酯均聚合 所有操作均在無(wú)水無(wú)氧和高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。在預(yù)先烘烤抽空氮?dú)庵脫Q處理的聚合 瓶中，順序加入4. 71克e -己內(nèi)酯和0. 16克辛酸鎂甲苯溶液(質(zhì)量濃度5%)，置于13CTC的 油浴中反應(yīng)48小時(shí)，產(chǎn)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(nèi)酯產(chǎn)物4.53克，產(chǎn)率96%，分子量為2.5萬(wàn)。實(shí)施例2 己內(nèi)酯均聚合按照實(shí)施例1所述程序進(jìn)行，其不同之處在于加入聚合體系中的單體為4. 56克￡ -己內(nèi) 酯和催化劑為0. 08克乳酸鎂，且不加溶劑進(jìn)行本體聚合。得到聚己內(nèi)酯產(chǎn)物4. 43克，產(chǎn)率 97%，分子量為2. l萬(wàn)。實(shí)施例3 e-己內(nèi)酯均聚合 按照實(shí)施例1所述程序進(jìn)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(nèi)酯產(chǎn)物4.05克，產(chǎn)率86%,分子量為1.9萬(wàn)。實(shí)施例4e-己內(nèi)酯均聚合 按照實(shí)施例l所述程序進(jìn)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(nèi)酯產(chǎn)物4. IO克，產(chǎn)率87%，分子量為1.6萬(wàn)。實(shí)施例5 e-己內(nèi)酯均聚合 按照實(shí)施例1所述程序進(jìn)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(nèi)酯產(chǎn)物4.25克，產(chǎn)率90%，分子量為2.3力—。實(shí)施例6 e-己內(nèi)酯均聚合 按照實(shí)施例1所述程序進(jìn)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(nèi)酯產(chǎn)物4.52克，產(chǎn)率96%，分子量為2.4力'。
實(shí)施例7 L-丙交酯均聚合所有操作均在無(wú)水無(wú)氧和高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。將3.25克L-丙交酯加入到預(yù)先烘烤 抽空氮?dú)庵脫Q處理的聚合瓶中，然后加入0.15克己酸鎂二甲苯溶液(質(zhì)量濃度2.3%)，置于 15(TC的油浴中反應(yīng)24小時(shí)，產(chǎn)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(chǎn)物3. IO克，產(chǎn)率95%，分子量為1.7萬(wàn)。實(shí)施例8 L-丙交酯均聚合所有操作均在無(wú)水無(wú)氧和高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。將3.45克L-丙交酯加入到預(yù)先烘烤 抽空氮?dú)庵脫Q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(yīng)48小時(shí)， 產(chǎn)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(chǎn)物3.32克，產(chǎn)率 95%，分子量為1.6萬(wàn)。實(shí)施例9 DL-丙交酯均聚合 所有操作均在無(wú)水無(wú)氧和髙純氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。將3. 48克DL-丙交酯加入到預(yù)先烘烤 抽空氮?dú)庵脫Q處理的聚合瓶中，然后加入0.17克辛酸鎂乙苯溶液(質(zhì)量濃度10%)，置于130 'C的油浴中反應(yīng)48小時(shí)，產(chǎn)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(chǎn)物3.42克，產(chǎn)率98%，分子量2.0萬(wàn)。實(shí)施例10e -己內(nèi)酯與L-丙交酯無(wú)規(guī)共聚合 所有操作均在無(wú)水無(wú)氧和高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。將2. 70克L-丙交酯和3. 40克e-己 內(nèi)酯加入到預(yù)先烘烤抽空氮?dú)庵脫Q處理的聚合瓶中，然后加入0. 26克辛酸鎂甲苯溶液(質(zhì)量 濃度2.3%)，置于11(TC的油浴中反應(yīng)48小時(shí)，產(chǎn)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(chǎn)物5. 76克，產(chǎn)率94%，分子量1.9萬(wàn)。實(shí)施例11e -己內(nèi)酯與DL-丙交酯無(wú)規(guī)共聚合 所有操作均在無(wú)水無(wú)氧和高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行的。將3. 50克DL-丙交酯和3.10克e -己內(nèi)酯加入到預(yù)先烘烤抽空氮?dú)庵脫Q處理的聚合瓶中，然后加入0.26克癸酸鎂甲苯溶液(質(zhì) 量濃度18%)，置于130。C的A。
權(quán)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(kāi)環(huán)聚合，在無(wú)氧無(wú)水和惰性氣體的保護(hù)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(nèi)酯、β-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、ε-己內(nèi)酯、δ-戊內(nèi)酯、1，4-二氧己烷-2-酮或1，5-二氧庚烷-2-酮環(huán)酯單體開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，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(shí)間為1小時(shí)-72小時(shí)，溶液聚合所用溶劑為芳烴類(lèi)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(wú)規(guī)共聚物分子量為1 000-100 000，構(gòu)成共聚物的單體之間的比例可以任意選擇。
2、 根據(jù)權(quán)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(píng)果酸鎂或檸檬酸 鎂，優(yōu)選為乳酸鎂或辛酸鎂。
3、 根據(jù)權(quán)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(shí)間為24-48小時(shí)。
4、 根據(jù)權(quán)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(lèi)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(yīng)使反應(yīng)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(xué)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(nèi)酯等交酯和內(nèi)酯本體或溶液開(kāi)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(wú)毒性，所得聚合物不含對(duì)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(hào)C08G63/00GK101153071SQ20071015733
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者煉 劉, 沖 王, 沛 王, 魏志勇, 民 齊 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)