一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，包括如下步驟：聚乳酸-羥基乙酸共聚物粗品的制備；粗品的純化；順丁烯二酸酐-聚乳酸-羥基乙酸共聚物的制備。本發(fā)明中采用順丁烯二酸酐作為改性劑，通過改變順丁烯二酸酐的用量，調節(jié)共聚物的分子量大小和分子鏈的結構，從而制備出適合不同醫(yī)用場合的生物可降解材料。本發(fā)明中，通過調節(jié)乳酸、羥基乙酸的原料配比，合成親水性差異、降解速率可調醫(yī)用高分子材料。
【專利說明】一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法。
【背景技術】
[0002]乳酸和羥基乙酸的共聚是縮合聚合反應，其合成路線主要有開環(huán)聚合和直接縮聚兩種。開環(huán)聚合法是PLGA最傳統(tǒng)的合成方法，根據其合成聚合物可分為無規(guī)共聚物(Ran-PLGA)和交替共聚物(Alt-PLGA)兩種。無規(guī)PLGA共聚物是以丙交酯和乙交酯兩種作為共聚單體，按不同投料比開環(huán)聚合，形成不同組成的PLGA聚合物，但由于乙交酯和丙交酯具有不同的競聚率，很難嚴格控制Ran-PLGA的無規(guī)程度和組成重現性，特別是乙交酯投料比高時，由于其競聚率高于丙交酯，易生成少量溶解性差的聚羥基乙酸(PGA)，難以得到組成均一的Ran-PLGA。PLGA的交替共聚物的合成是利用LA與GA反應合成乙丙交酯單體，然后再開環(huán)聚合，這樣得到的Alt-PLGA結構規(guī)整，組成固定，降解性能穩(wěn)定。
[0003]在現有的順丁烯二酸酐-乳酸共聚物的合成技術中，1、丙交酯的生成為:首先，乳酸邊升溫邊減壓，逐漸升溫到140°C，減壓到0.035 MPa，保持溫度在130_140°C，脫水1- 2h，加入催化劑，在一定溫度、壓力下環(huán)化，制備丙交酯粗品。然后，蒸餾水洗滌、乙酸乙酯重結晶制備丙交酯粗品；2、順丁烯二酸酐-丙交酯共聚物的制備為:在100°C水浴中加熱已制備好的丙交酯和順丁烯二酸酐的混合物，用減壓回流的方法反應20h。在反應完成后，在反應物中加入四氫呋喃，逐滴滴入蒸餾水中，有黃色沉淀物出現，反復洗滌3次，純化沉淀物即得到丙交酯與順丁烯二酸酐的共聚物。
[0004]但在上述的順丁烯二酸酐-乳酸共聚物的合成技術中，存在如下缺陷:1、順丁烯二酸酐只針對聚乳酸的改`性。2、采用開環(huán)聚合的方法，工藝過程復雜，收率低，成本高。
[0005]現有技術中，還可以通過熔融縮聚直接法合成聚乳酸-羥基乙酸共聚物，具體操作為:乳酸、羥基乙酸按照配方比例加入到反應器中，在合適的溫度、真空下脫水一定時間后，加入催化劑，保持一定溫度和真空條件下，反應若干小時，得粗品，經洗滌、干燥，制得聚乳酸-羥基乙酸共聚物。
[0006]但此方法有以下兩點不利因素:1、高分子量聚乳酸-羥基乙酸的合成中，當共聚物分子量達，體系中的未反應基團應控制在千分之三以內，因此對可逆平衡共聚反應中的水分要求更低。2、反應體系的真空度一般是130Pa以內，操作費用高，不利于實現工業(yè)化生產。

【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法。
[0008]技術方案:一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，包括如下步驟:
I)、聚乳酸-羥基乙酸共聚物粗品的制備:將乳酸、羥基乙酸加入到帶有溫度和攪拌裝置的四口燒瓶中，其中，乳酸含量為50~99%，啟動水循環(huán)真空泵和攪拌裝置，減壓至400(T6000Pa抽真空2(T40min后，打開電熱套加熱，但溫度升至63飛8°C時，燒瓶內出現沸騰，調節(jié)加熱，使其維持沸騰脫水2~3h，得到脫水產物，停止加熱，降溫至2(T30°C，打開氮氣閥通入氮氣l(T20min后，關閉真空泵，加入復合催化劑，啟動攪拌裝置使其混合均勻，關閉氮氣閥、啟動真空泵抽真空至40(T500Pa，然后打開加熱套加熱至100°C，調節(jié)加熱功率，使反應體系以1~2°C /min的速率緩慢升溫，當溫度升至175~185°C時，保溫反應至l(Tl5h得到順丁烯二酸酐-聚乳酸-羥基乙酸共聚物粗品；
2)、粗品的純化:
將上述所得的聚合物粗品溶于四氫呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中配制成10-15%的溶液，經過濾后，再用相同體積的甲醇沉淀并過濾，將沉淀物置于真空烘箱中5(T60°C下干燥，得到純凈干燥的聚乳酸-羥基乙酸共聚物的純凈物；
3)、順丁烯二酸酐-聚乳酸-羥基乙酸共聚物的制備:
將100g步驟2)中得到的純凈物，0.2^1.0g過氧化二異丙苯催化劑和0.2^0.6g復合催化劑，溶于IOlOml丙酮的0.5~10g順丁烯二酸酐加入反應器中，混合均勻，抽真空脫出丙酮，控制系統(tǒng)真空在400Pa，并在16(Tl80°C下反應至5~8h停止，經過以上純化，得到純凈的聚合物。
[0009]作為優(yōu)化:所述步驟I)中得到的脫水產物包括乙交酯、丙交酯和乙丙交酯。
[0CM O] 作為優(yōu)化:所述 步驟I)中加入的見合?隹化劑為:m復合催化劑/m (乳酸+羥基己酸)=0.2%~0.5%。
[0011]作為優(yōu)化:所述步驟2)中四氫呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，四氫呋喃:N，N- 二甲基甲酰胺的體積比為1: 3~3:1。
[0012]作為優(yōu)化:所述步驟2)中沉淀物置于真空烘箱中干燥時間為l(Tl2h。
[0013]有益效果:本發(fā)明省略了開環(huán)聚合反應中丙交酯、乙交酯或以丙交酯的的制備和純化精制步驟，降低了中間體的損失，提高了乳酸、羥基乙酸主原料的利用率達80、0%。
[0014]本發(fā)明采用順丁烯二酸酐作為改性劑，一方面利用分子含有環(huán)狀酸酐結構，通過與丙交酯(乙交酯或乙丙交酯)開環(huán)聚合的方式形成一系列的齊聚物，另一方面順丁烯二酸酐分子中含有不飽雙鍵，在高溫條件、催化劑作用下，可以發(fā)生加成聚合反應，形成帶有多個聚乳酸-羥基乙酸側鏈的鏈狀高分子聚合物。
[0015]本發(fā)明中采用順丁烯二酸酐作為改性劑，通過改變順丁烯二酸酐的用量(~~ = 2%~10% 、
【權利要求】
1.一種順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)、聚乳酸-羥基乙酸共聚物粗品的制備: 將乳酸、羥基乙酸加入到帶有溫度和攪拌裝置的四口燒瓶中，其中，乳酸含量為50~99%，啟動水循環(huán)真空泵和攪拌裝置，減壓至400(T6000Pa抽真空2(T40min后，打開電熱套加熱，但溫度升至63飛8°C時，燒瓶內出現沸騰，調節(jié)加熱，使其維持沸騰脫水2~3h，得到脫水產物，停止加熱，降溫至2(T30°C，打開氮氣閥通入氮氣l(T20min后，關閉真空泵，加入復合催化劑，啟動攪拌裝置使其混合均勻，關閉氮氣閥、啟動真空泵抽真空至40(T500Pa，然后打開加熱套加熱至100°C，調節(jié)加熱功率，使反應體系以1~2°C /min的速率緩慢升溫，當溫度升至175~185°C時，保溫反應至l(Tl5h得到順丁烯二酸酐-聚乳酸-羥基乙酸共聚物粗品； 2)、粗品的純化: 將上述所得的聚合物粗品溶于四氫呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中配制成10-15%的溶液，經過濾后，再用相同體積的甲醇沉淀并過濾，將沉淀物置于真空烘箱中5(T60°C下干燥，得到純凈干燥的聚乳酸-羥基乙酸共聚物的純凈物； 3)、順丁烯二酸酐-聚乳酸-羥基乙酸共聚物的制備: 將100g步驟2)中得到的純凈物，0.2^1.0g過氧化二異丙苯催化劑和0.2^0.6g復合催化劑，溶于IOlOml丙酮的0.5~10g順丁烯二酸酐加入反應器中，混合均勻，抽真空脫出丙酮，控制系統(tǒng)真空在400Pa，并在16(Tl80°C下反應至5~8h停止，經過以上純化，得到純凈的聚合物。
2.根據權利要求1所述的順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中得到的脫水產物包括乙交酯、丙交酯和乙丙交酯。
3.根據權利要求1所述的順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中加入的見合?隹化劑為:m復合.Zm (乳酸+ β?ΖΛ) =0.2% 0.5%。
4.根據權利要求1所述的順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中四氫呋喃和N，N- 二甲基甲酰胺的混合溶液中，四氫呋喃:N，N- 二甲基甲酰胺的體積比為1:3~3:1。
5.根據權利要求1所述的順丁烯二酸酐改性乳酸-羥基乙酸共聚物的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中沉淀物置于真空烘箱中干燥時間為l(Tl2h。
【文檔編號】C08G63/08GK103864999SQ201410118306
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權日:2014年3月27日
【發(fā)明者】郭立強, 尹桂波 申請人:南通紡織職業(yè)技術學院