專利名稱:雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉合成醫(yī)用生物降解性聚酯材料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用生物降解性,特別是涉及聚酯類材料合成的新工藝方法。使用雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉(商品名Red-Al,簡(jiǎn)稱Red-Al)做催化劑進(jìn)行環(huán)酯(交酯、內(nèi)酯)類單體的開(kāi)環(huán)聚合,屬于高分子化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
近年來(lái),由于醫(yī)藥及生物組織工程科學(xué)在世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展,國(guó)內(nèi)外對(duì)醫(yī)用生物降解材料的需求飛速增長(zhǎng)。在人工合成的醫(yī)用生物降解材料以脂肪族聚酯〔如聚L-乳酸P(L-LA),聚D,L-乳酸P(D,L-LA),聚乙醇酸PGA,聚己內(nèi)酯PCL及其共聚體等〕最受重視。由于此類材料具有優(yōu)良的生物相容性、生物安全性,因而已獲得廣泛而重要的應(yīng)用,如(1)用作控釋藥物載體(如抗癌及抗艾滋病靶向藥物載體);(2)植入性可吸收組織工程材料(如手術(shù)縫合線,骨骼接合、固定材料,人工軟骨、韌帶、肌腱、血管、輸尿管支撐材料等)。目前國(guó)內(nèi)外在此類材料合成方面存在著一個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題是用于聚合反應(yīng)的、被市場(chǎng)公認(rèn)為催化效率最好的商用催化劑二價(jià)錫化物(如熔融縮聚法合成聚乳酸、聚乙醇酸的商用催化劑氯化亞錫及氯化亞錫-對(duì)甲苯磺酸,開(kāi)環(huán)聚合法合成聚乳酸、聚乙醇酸的商用催化劑辛酸亞錫)具有細(xì)胞毒性,由于聚合反應(yīng)后無(wú)法將含錫催化劑由所合成聚合物中徹底去除,這就給此類材料作為人類藥用、醫(yī)用材料,特別是較長(zhǎng)期應(yīng)用材料(長(zhǎng)期服用藥物的載體,較長(zhǎng)期植入性醫(yī)用材料等)帶來(lái)不安全性隱患。因此,研究開(kāi)發(fā)新型無(wú)毒、高效聚合反應(yīng)催化劑合成具有高度生物安全性醫(yī)用生物降解材料已成為當(dāng)前世界各國(guó)從事醫(yī)用高分子材料研究的科學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)和呼吁解決的當(dāng)務(wù)之急。南開(kāi)大學(xué)高分子研究所暨“吸附與分離功能高分子材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”李弘教授在國(guó)家自然科學(xué)基金(No.20074016)資助下首創(chuàng)采用雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉催化劑合成生物醫(yī)用降解性聚酯高分子材料并獲得成功。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是利用雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉(商品名Red-Al,簡(jiǎn)稱Red-Al)為催化劑,以環(huán)酯(交酯如L-丙交酯L-LA,D,L-丙交酯D,L-LA,乙交酯GA,及內(nèi)酯如ε-己內(nèi)酯ε-CL等)為單體經(jīng)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)合成醫(yī)用生物降解性聚酯材料。
雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉催化劑結(jié)構(gòu)及化學(xué)名稱和商品名如下 雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉(Red-Al)本法合成醫(yī)用生物降解聚合物的特點(diǎn)有益效果為產(chǎn)率高(≥96%)、聚合物質(zhì)量好數(shù)均分子量Mn=1.0~4.0×104,色澤雪白、分子量分布窄(PDI≤1.20)。聚合反應(yīng)具有活性聚合反應(yīng)特點(diǎn),可用于合成具受控組成的嵌段共聚物。本工藝采用本體聚合方法,工藝簡(jiǎn)單,無(wú)環(huán)境污染物生成。
具體實(shí)施例方式
1.以Red-Al為催化劑,以環(huán)酯(L-丙交酯L-LA,D,L-丙交酯D,L-LA,乙交酯GA,ε-己內(nèi)酯ε-CL等)為單體,經(jīng)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)得到高度生體安全性醫(yī)用生物降解性聚酯材料。
2.醫(yī)用生物降解性聚酯材料合成工藝將環(huán)酯類單體(如L-LA),Red-Al按摩爾比(50~40,000)1.0投入反應(yīng)器中,抽真空脫除空氣后再充以高純氮?dú)猓绱酥貜?fù)三次,最后真空下關(guān)閉反應(yīng)器。將反應(yīng)器在攪拌下緩慢升溫,然后在恒定溫度下100~200℃,(最好為110~130℃),反應(yīng)一定時(shí)間(24~120小時(shí))。停止反應(yīng)后,將聚合物用丙酮溶解,然后倒入去離子水中沉淀,濾除水相后沉淀在室溫下干燥24-72小時(shí),得到雪白色固體,即為所合成生物降解聚合物。醫(yī)用生物降解聚合物合成反應(yīng)式如下
R=H,CH3m=3,4,5M1,M2獨(dú)立選自LLA,DLLA,GA,ε-CL,以四氫呋喃為溶劑,μ-Styragel填充柱,室溫下以Waters-410凝膠色譜儀測(cè)定所合成聚合物分子量,(以單分散性聚苯乙烯為標(biāo)樣并經(jīng)普適值校正)。所合成聚合物分子量可控制在Mn=1.0~4.0×104,分子量分布指數(shù)(PDI)在1.10~1.40,產(chǎn)率≥96%,產(chǎn)品色澤雪白。
實(shí)施例1在反應(yīng)釜中裝入144克的丙交酯,按單體∶催化劑=10000∶1(摩爾比)加入1.0毫升Red-Al甲苯溶液(濃度為1.0×10-3摩爾/升)。將反應(yīng)釜抽真空,然后用氮?dú)庵脫Q重復(fù)操作三次,真空下關(guān)閉反應(yīng)器,將反應(yīng)釜緩慢加熱,在恒定溫度下(110~120℃)反應(yīng)一定時(shí)間72小時(shí)。停止反應(yīng)后,將反應(yīng)釜冷至室溫,然后加入丙酮溶解釜內(nèi)聚合物。然后加入去離子水,將聚合物沉淀出來(lái)。濾除水相,最后將沉淀置于真空干燥箱中,在50℃真空干燥24小時(shí),得到白色粉末狀固體,產(chǎn)率99%。聚合物分子量為2.0~4.0×104,PDI≤1.20。
權(quán)利要求
1.一種雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉合成醫(yī)用生物降解性聚酯材料的工藝方法。其特征在于以雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉(商品名Red-Al,簡(jiǎn)稱Red-Al)為催化劑進(jìn)行環(huán)酯類單體(D,L-丙交酯D,L-LA,L-丙交酯L-LA,乙交酯GA,ε-己內(nèi)酯ε-CL等)的本體開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)合成無(wú)金屬錫的、高度生物安全性、醫(yī)用生物降解性聚酯材料。合成化學(xué)反應(yīng)式如下 R=H,CH3m=3,4,5M1,M2獨(dú)立選自LLA,DLLA,GA,ε-CL,
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用生物降解性材料,特別是涉及聚酯類材料合成的新工藝方法,其特點(diǎn)是使用雙(2-甲氧乙氧基)鋁氫化鈉(英文學(xué)名sodium bis(2-methoxyethoxy)aluminum hydride,英文商品名Red-Al,簡(jiǎn)稱Red-Al)為催化劑進(jìn)行環(huán)酯類單體(L-丙交酯L-LA,D,L-丙交酯D,L-LA,乙交酯GA,ε-己內(nèi)酯ε-CL等)的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng),從而合成高度生物體安全性醫(yī)用生物降解材料。這一新工藝方法避免了使用目前廣泛使用的具有細(xì)胞毒性的辛酸亞錫類催化劑。本工藝采用本體聚合方法,聚合反應(yīng)具有受控、活性聚合反應(yīng)特點(diǎn),不僅可合成均聚物,并且能用于合成具受控組成的嵌段共聚物。所用催化劑Red-Al為化學(xué)純?cè)噭?70%甲苯溶液,ACROS產(chǎn)品),無(wú)毒。本工藝無(wú)三廢污染,并有很高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C08G63/08GK1556129SQ20041001860
公開(kāi)日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者李弘 , 王晨宏, 白峰, 岳進(jìn), 李 弘 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)