專利名稱：一種聚碳酸酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚碳酸酯的制備方法，屬于高分子化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物可降解高分子在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)出越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景，其研究也越來(lái) 越受到人們的重視。傳統(tǒng)脂肪族聚酯(聚乳酸、聚己內(nèi)酯等)是一種本體降解高分子，降解 產(chǎn)物呈酸性，容易引起周圍組織的非細(xì)菌性炎癥反應(yīng)。聚碳酸酯是一類表面溶蝕材料，在生物體內(nèi)經(jīng)水解、酶解等過(guò)程逐步降解為CO2和 二元醇，基本無(wú)毒副作用；具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，在骨固定材料、藥物控制釋 放和組織工程等領(lǐng)域都已得到了一定的應(yīng)用。微波加熱時(shí)，介質(zhì)材料的極性分子在電磁場(chǎng)作用下，從原來(lái)的隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)向 依照電場(chǎng)的極性排列取向。而在高頻電磁場(chǎng)作用下，這些取向按交變電磁的頻率不斷變化， 這一過(guò)程造成分子的運(yùn)動(dòng)和相互摩擦從而產(chǎn)生熱量。此時(shí)交變電場(chǎng)的場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的 熱能，使介質(zhì)溫度不斷升高。離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的、完全由陰陽(yáng)離子所組成的鹽，也 稱為低溫熔融鹽。離子液體作為離子化合物，其熔點(diǎn)較低的主要原因是因其結(jié)構(gòu)中某些取 代基的不對(duì)稱性使離子不能規(guī)則地堆積成晶體所致。它一般由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子組 成。離子液體與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑相比，也具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如1.蒸氣壓近似為零，可用于 高真空體系，是一種理想的溶劑；2.有較好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性；3.可循環(huán)使用、無(wú)環(huán) 境污染。由于離子液體的這些優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的化學(xué)工作者的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種高效、綠色的聚碳酸酯的制備方法。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是在聚合容器中加入離子液體和環(huán)狀碳酸酯，離子液體與環(huán)狀碳酸酯的質(zhì)量比為 1 50 100，以乳酸鋅或者氧化鋅為催化劑，抽真空(< 50Pa)，微波輻照加熱5 120分 鐘，微波功率80 640W，聚合得到聚碳酸酯。所述催化劑的用量為環(huán)狀碳酸酯的1 50wt%。所述環(huán)狀碳酸酯可選5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯(DTC))，則生成聚合物為聚(5， 5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)(PDTC)，其三嵌段共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)符合以下通式
O其中，n 大于 1 ;R =-CH3。
3
所述離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽或1-丁基_2，3-二甲基咪唑四氟硼酸鹽。由于離子液體是由陰陽(yáng)離子組成的，對(duì)微波加熱的響應(yīng)很快，聚合反應(yīng)迅速。同 時(shí)，也是由于離子液體的蒸氣壓幾乎為零，使聚合反應(yīng)在高真空和加熱條件下進(jìn)行成為可 能。鋅是人體所必需的重要元素之一，微量的鋅參與人體100多種酶的合成，對(duì)人體的生 長(zhǎng)發(fā)育、生理功能和健康水平等有著重要的作用。本發(fā)明聚碳酸酯的制備方法方便、快速、 綠色，制備的材料可生物降解，有望用作藥物控制釋放載體材料、手術(shù)縫合線材料和工程塑 料。


圖1為反應(yīng)所得的聚合物的核磁共振氫譜。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(氣壓<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合 管在微波80W下輻照90分鐘，得到聚(5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯)；凝膠滲透色譜(GPC) 測(cè)試得到數(shù)均分子量約為5400Da，分散系數(shù)為1. 4。實(shí)施例二 在玻璃聚合管中加入0. 05克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在 微波300W下輻照20分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè) 試得到數(shù)均分子量約為33200Da ；分散系數(shù)為1. 2。實(shí)施例三在玻璃聚合管中加入0. 1克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5克 DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在微 波85W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試得 到數(shù)均分子量約為21000Da ；分散系數(shù)為1. 7。實(shí)施例四在玻璃聚合管中加入0. 25克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，250mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在 微波85W下輻照90分鐘，得到聚(5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試 得到數(shù)均分子量約為2500Da ；分散系數(shù)為1. 7。實(shí)施例五在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，5mg氧化鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在微 波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試 得到數(shù)均分子量約為52000Da ；分散系數(shù)為1. 4。實(shí)施例六在玻璃聚合管中加入0. 05克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，5mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在微 波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5_ 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試 得到數(shù)均分子量約為44000Da ；分散系數(shù)為1. 5。實(shí)施例七在玻璃聚合管中加入0. 025克1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在 微波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè) 試得到數(shù)均分子量約為61000Da ；分散系數(shù)為1. 4。實(shí)施例八在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-2，3_ 二甲基咪唑四氟硼酸鹽和 0.5克DTC，25mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管 在微波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5_ 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC) 測(cè)試得到數(shù)均分子量約為46000Da ；分散系數(shù)為1. 5。實(shí)施例九在玻璃聚合管中加入0. 025克1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和0. 5 克DTC，5mg乳酸鋅，抽真空(<50Pa)，充氬氣，反復(fù)三次后封管。然后將封閉的聚合管在微 波170W下輻照90分鐘，得到聚(5，5- 二甲基三亞甲基碳酸酯)，凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試 得到數(shù)均分子量約為68000Da ；分散系數(shù)為1. 6。
權(quán)利要求
一種聚碳酸酯的制備方法，其特征在于在聚合容器中加入離子液體和環(huán)狀碳酸酯，離子液體與環(huán)狀碳酸酯的質(zhì)量比為1～50∶100，以乳酸鋅或者氧化鋅作為催化劑，抽真空(＜50Pa)，微波輻照加熱5～120分鐘，微波功率80～640W，聚合得到聚碳酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于催化劑的用量為環(huán)狀碳酸酯的1 50wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述環(huán)狀碳酸酯為5，5-二甲基三亞甲基碳酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述離子液體為1-乙基-3-甲 基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚碳酸酯的制備方法在聚合容器中加入離子液體和環(huán)狀碳酸酯，離子液體與環(huán)狀碳酸酯的質(zhì)量比為1～50∶100，以乳酸鋅或者氧化鋅作為催化劑，抽真空(＜50Pa)，微波輻照加熱5～120分鐘，微波功率80～640W，聚合得到聚碳酸酯。所得聚碳酸酯是一種重要的生物可降解高分子材料，在生物醫(yī)用領(lǐng)域存在潛在的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61K47/34GK101880382SQ20101022556
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉立建, 廖立瓊, 范長(zhǎng)江 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)