專利名稱：醋酸有機(jī)胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用醋酸有機(jī)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(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著醫(yī)藥及生物組織工程科學(xué)的迅猛發(fā)展，國(guó)際上對(duì)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(jī)體排異效應(yīng))及生物安全性(降解產(chǎn)物可參與人體內(nèi)糖代謝，無(wú)殘留)，因而可廣泛應(yīng)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(shù)縫合線；軟硬組織修復(fù)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(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)資助下于國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)采用無(wú)毒、無(wú)金屬醋酸有機(jī)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(kāi)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(wú)毒、高效開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)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(jī)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(yīng)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(kāi)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(shù)方案是以無(wú)毒、無(wú)金屬仿生醋酸有機(jī)胍(醋酸六丁基胍或醋酸四甲基二丁基胍)為催化劑進(jìn)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(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)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(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。(3)本工藝采用本體聚合，工藝簡(jiǎn)單，無(wú)環(huán)境污染物生成。
具體實(shí)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(jī)胍催化劑按摩爾比(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，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(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(jià)錫化物催化劑都可以使用我們發(fā)明的醋酸有機(jī)胍來(lái)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(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)加入醋酸六丁基胍催化劑45.5毫克。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)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。再加入去離子水，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。
實(shí)施例2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)加入醋酸四甲基二丁基胍催化劑28.7毫克。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)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。再加入去離子水，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50℃真空干燥24小時(shí)，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(quán)利要求
1.一種醋酸有機(jī)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(wú)毒、無(wú)金屬仿生醋酸有機(jī)胍為催化劑進(jìn)行環(huán)酯類單體的本體開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)合成生物降解性聚酯，合成化學(xué)反應(yīng)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(quán)利要求1所述的醋酸有機(jī)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(jī)胍是醋酸六丁基胍或醋酸四甲基二丁基胍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醋酸有機(jī)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(jī)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(diǎn)是使用無(wú)毒、無(wú)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(jìn)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(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。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)C08G63/82GK1560109SQ20041001870
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)