專利名稱：醋酸有機胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用醋酸有機胍(醋酸六丁基胍，醋酸四甲基二丁基胍)為催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝，特別是醫(yī)用生物降解性聚酯類聚合物合成的工藝方法，屬于高分子化學技術領域。
背景技術：
近年來，隨著醫(yī)藥及生物組織工程科學的迅猛發(fā)展，國際上對醫(yī)用生物降解材料的需求與日俱增。在人工合成醫(yī)用生物降解材料方面以脂肪族聚酯(如聚乳酸，聚乙醇酸及其共聚體等)最受重視，由于此類材料具有優(yōu)良的生物降解性、生物相容性(不產(chǎn)生機體排異效應)及生物安全性(降解產(chǎn)物可參與人體內(nèi)糖代謝，無殘留)，因而可廣泛應用于(1)控釋藥物載體(如抗癌藥物載體，靶向藥物載體等)；(2)可吸收性、植入生物組織工程材料(手術縫合線；軟硬組織修復及替代材料如植入性骨骼接合、固定材料，人造韌帶、肌腱、血管、輸尿管等)。目前國內(nèi)外在此類材料合成方面存在著一個比較嚴重的問題是用于聚合反應的、被市場公認為催化效率最好的商用催化劑二價錫化物(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-對甲苯磺酸，開環(huán)聚合法合成聚乳酸、聚乙醇酸的商用催化劑辛酸亞錫)具有細胞毒性，由于聚合反應后無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，特別是較長期應用材料(長期服用藥物的載體，較長期植入性醫(yī)用材料等)帶來不安全性隱患。因此，研究開發(fā)新型無毒、高效聚合反應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前世界各國從事醫(yī)用高分子材料研究的科學家們關注的焦點和呼吁解決的當務之急。南開大學高分子研究所暨“吸附與分離功能高分子材料國家重點實驗室”李弘教授在國家自然科學基金(No.20074016)資助下于國內(nèi)外首創(chuàng)采用無毒、無金屬醋酸有機胍催化劑法催化環(huán)酯(L-丙交酯，D，L-丙交酯、乙交酯、ε-己內(nèi)酯)開環(huán)聚合合成生物降解聚合物并獲得成功。

發(fā)明內(nèi)容
研究用新型無毒、高效開環(huán)聚合反應催化劑合成醫(yī)用生物降解性聚酯類化合物是本發(fā)明的目的；催化劑醋酸有機胍是采用發(fā)明者首創(chuàng)的方法由六丁基氯化胍及四甲基二丁基溴化胍為原料制備的。用于聚合反應的環(huán)酯類單體包括丙交酯(L-丙交酯，D，L-丙交酯)、乙交酯、ε-己內(nèi)酯。采用本體開環(huán)聚合法可合成得到高度生物安全性醫(yī)用生物降解材料。
本發(fā)明的具體技術方案是以無毒、無金屬仿生醋酸有機胍(醋酸六丁基胍或醋酸四甲基二丁基胍)為催化劑進行環(huán)酯類單體(D，L-丙交酯，L-丙交酯，乙交酯，ε-己內(nèi)酯)的本體開環(huán)聚合反應合成生物降解性聚酯。
本法合成醫(yī)用生物降解聚合物的有益效果為(1)產(chǎn)率高(≥96％)、聚合物質(zhì)量好(色澤白色)、分子量分布窄(PDI≤1.20)。(2)聚合反應具有活性聚合反應特點，可用于合成具受控組成的嵌段共聚物。(3)本工藝采用本體聚合，工藝簡單，無環(huán)境污染物生成。
具體實施例方式
1.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-丙交酯)、醋酸有機胍催化劑按摩爾比(50～40,000)∶1.0投入反應器中，抽真空脫除空氣后再充以高純氮氣，如此重復三次，最后真空下關閉反應器。將反應器在攪拌下緩慢升溫，然后在恒定溫度下100～200℃，(最好為110～130℃)，反應一定時間(24～120小時)。停止反應后，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，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式如下
R＝H，CH3M1L-丙交酯，D，L-丙交酯，乙交酯 M2ε-己內(nèi)酯以四氫呋喃為溶劑，μ-Styragel填充柱，室溫下以Waters-410凝膠色譜儀測定所合成聚合物分子量，(以單分散性聚苯乙烯為標樣并經(jīng)普適值校正)。所合成聚合物分子量可控制在Mw＝2.0～4.0×104，分子量分布指數(shù)(PDI)在1.04～1.20，產(chǎn)率≥96％，產(chǎn)品色澤雪白。
2.用醋酸六丁基胍或醋酸四甲基二丁基胍為催化劑，以環(huán)酯(L-丙交酯，D，L-丙交酯，乙交酯，ε-己內(nèi)酯)為單體，目前商用生物降解性聚酯類材料合成用二價錫化物催化劑都可以使用我們發(fā)明的醋酸有機胍來替代，從而合成得到高度生體安全性醫(yī)用生物降解材料。
實施例1在反應釜中裝入144克的丙交酯，按單體∶催化劑＝10000∶1(摩爾比)加入醋酸六丁基胍催化劑45.5毫克。將反應釜抽真空，然后用氮氣置換重復操作三次，真空下關閉反應器，將反應釜緩慢加熱，在恒定溫度下(110～120℃)反應72小時。停止反應后，將反應釜冷至室溫，然后加入丙酮溶解釜內(nèi)聚合物。再加入去離子水，將聚合物沉淀出來。濾除水相，最后將沉淀置于真空干燥箱中50℃真空干燥24小時，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。
實施例2在反應釜中裝入144克的丙交酯，按單體∶催化劑＝10000∶1(摩爾比)加入醋酸四甲基二丁基胍催化劑28.7毫克。將反應釜抽真空，然后用氮氣置換重復操作三次，真空下關閉反應器，將反應釜緩慢加熱，在恒定溫度下(110～120℃)反應72小時。停止反應后，將反應釜冷至室溫，然后加入丙酮溶解釜內(nèi)聚合物。再加入去離子水，將聚合物沉淀出來。濾除水相，最后將沉淀置于真空干燥箱中50℃真空干燥24小時，得到白色粉末狀固體，產(chǎn)率96.5％。聚合物分子量為2.0～4.0×104，PDI≤1.20。
權利要求
1.一種醋酸有機胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法，其特征在于以無毒、無金屬仿生醋酸有機胍為催化劑進行環(huán)酯類單體的本體開環(huán)聚合反應合成生物降解性聚酯，合成化學反應式如下 R＝H，CH3M1L-丙交酯，D，L-丙交酯，乙交酯M2ε-己內(nèi)酯
2.根據(jù)權利要求1所述的醋酸有機胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法，其特征在于仿生醋酸有機胍是醋酸六丁基胍或醋酸四甲基二丁基胍。
3.根據(jù)權利要求1所述的醋酸有機胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法，其特征在于環(huán)酯類單體是D，L-丙交酯，L-丙交酯，乙交酯，ε-己內(nèi)酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種仿生有機胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法，特別是醫(yī)用生物降解性聚酯類聚合物合成的新工藝方法，其特點是使用無毒、無金屬的仿生醋酸六丁基胍和醋酸四甲基二丁基胍為催化劑進行環(huán)酯類單體(L－丙交酯，D，L－丙交酯，乙交酯，ε－己內(nèi)酯)的開環(huán)聚合反應，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胞毒性的辛酸亞錫類催化劑。本工藝采用本體聚合法，聚合反應具有受控、活性聚合反應特點，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。本工藝無三廢污染，并有很高的經(jīng)濟效益。
文檔編號C08G63/82GK1560109SQ20041001870
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月2日 優(yōu)先權日2004年3月2日
發(fā)明者李弘 , 王晨宏, 王玉琴, 趙曉娜, 李 弘 申請人:南開大學