專利名稱：含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及新型聚酯類材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚乳酸、聚乙醇酸、聚己內(nèi)酯及其共聚物等聚酯類可降解高分子材料，由于具有卓越的生物相容性而被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)方面，如作為生物可降解類手術(shù)縫合線，藥物控釋載體，軟骨組織工程的支架材料等。聚乳酸由于其降解產(chǎn)物乳酸是體內(nèi)參與三羧酸循環(huán)的中間代謝物，在體內(nèi)的吸收和代謝機(jī)理確切，具有優(yōu)良的生物相容性和生物安全性，已經(jīng)成為了迄今為止研究應(yīng)用最多的合成類高分子材料。然而，隨著研究的深入，單純的聚乳酸材料表現(xiàn)出了以下幾個(gè)方面 的問題1)聚乳酸屬于體型降解材料，在降解過程中產(chǎn)生的乳酸會(huì)在局部累積從而形成酸性環(huán)境，產(chǎn)生酸自催化降解效應(yīng)，導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生垮塌性降解，同時(shí)酸性降解產(chǎn)物在局部的過度累積會(huì)使得局部酸度過大而出現(xiàn)非感染性炎癥；2)聚乳酸材料表面的疏水性較強(qiáng)，在作為組織工程支架材料或者藥物控釋載體時(shí)會(huì)影響細(xì)胞的功能；3)聚乳酸是以乳酸為原料合成的線性高分子，僅在其鏈端含有一個(gè)羥基和一個(gè)羧基，因此缺乏可以與細(xì)胞或其他生物活性因子發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)的活性位點(diǎn)。為了改善聚乳酸的上述缺陷，使其滿足生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的使用要求，近年來許多的研究都集中在對(duì)聚乳酸的改性研究上，主要采用兩種方法，即物理共混和化學(xué)改性。但是物理共混往往存在混合不均勻，使得細(xì)胞所接觸的材料表面性質(zhì)不均勻，從而影響細(xì)胞在材料表面的生長。而化學(xué)改性主要有以下幾種方式1)對(duì)聚乳酸的鏈端羥基或羧基進(jìn)行改性；2)通過與其他分子進(jìn)行共聚，在聚乳酸的主鏈上引入側(cè)鏈帶反應(yīng)基團(tuán)的其他鏈段。盡管，采用化學(xué)方法改性后的聚乳酸，其性能得到了較大的提升，但是其力學(xué)強(qiáng)度仍然欠缺。而針對(duì)這個(gè)問題，有研究者考慮在聚乳酸主鏈中引入苯環(huán)，但是其結(jié)果卻是導(dǎo)致材料具有致癌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料及其制備方法，該材料具有良好的生物相容性、生物可降解性、高的力學(xué)強(qiáng)度和可供進(jìn)一步反應(yīng)的側(cè)鏈羧基，有利于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用；該制備工藝穩(wěn)定性高，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。技術(shù)方案主要從兩方面著手1)采用含堿性基團(tuán)的哌嗪引發(fā)的大分子醇聚乳酸為原料，一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)降解產(chǎn)物乳酸的中和，另一方面哌嗪環(huán)是一種剛性環(huán)，可以達(dá)到提高力學(xué)強(qiáng)度的作用。2)以乙二胺四乙酸酐為原料，其不僅能夠?qū)廴樗岽蠓肿哟歼M(jìn)行擴(kuò)鏈，而且可以釋放出可供進(jìn)一步反應(yīng)的羧基基團(tuán)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，具體步驟為以分子式如I所示的以哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇，和分子式如II所示的乙二胺四乙酸酐為原料，以辛酸亞錫和三乙胺為催化劑，在90°C _120°C下冷凝回流反應(yīng)O. 5-2. 5
小時(shí)，得反應(yīng)液，所述反應(yīng)液中有含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料
權(quán)利要求
1.含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為 以分子式如I所示的以哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇，和分子式如II所示的乙二胺四乙酸酐為原料，以辛酸亞錫和三乙胺為催化劑，在90°c -120°c下冷凝回流反應(yīng)O. 5-2. 5小時(shí)，得反應(yīng)液，所述反應(yīng)液中有含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，將所述反應(yīng)液加入鹽酸溶液中，產(chǎn)生膜狀沉淀，所述膜狀沉淀為含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，所述原料中，以哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇和乙二胺四乙酸酐的摩爾比為O.95-1. 10 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，所述原料中，所述以哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇和所述乙二胺四乙酸酐的摩爾比為I I0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，所述催化劑辛酸亞錫與所述原料哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇的質(zhì)量比為I 750-1500。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，所述催化劑三乙胺與所述原料乙二胺四乙酸酐的摩爾比為2 I。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，所述哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇的制備步驟為以分子式如III所示的哌嗪和分子式如IV所示的丙交酯為原料，和催化劑辛酸亞錫充分混合，在130°C -160°c下真空熔融聚合12-36小時(shí)，得所述哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇；所述哌嗪和丙交酯的摩爾比為I 10-50，催化劑辛酸亞錫與丙交酯的摩爾比為I 5000-7500。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法，其特征在于，所述丙交酯為D，L-丙交酯。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法獲得的新型聚酯類材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及新型聚酯類材料及其制備方法，含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料的制備方法具體步驟為以哌嗪引發(fā)的聚乳酸大分子醇和乙二胺四乙酸酐為原料，以辛酸亞錫和三乙胺為催化劑，在90℃-120℃下冷凝回流反應(yīng)0.5-2.5小時(shí)，得反應(yīng)液，所述反應(yīng)液中有含可控側(cè)鏈羧基數(shù)目的新型聚酯類材料；本新型聚酯材料是一種含有可供進(jìn)一步反應(yīng)的活性基團(tuán)，且具有良好的生物相容性、生物可降解性和力學(xué)性能的高分子材料。通過調(diào)節(jié)該聚酯材料的組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的良好控制，從而滿足該材料在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08G63/90GK102898636SQ20121036599
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者王遠(yuǎn)亮, 張茂蘭, 阮長順, 羅彥鳳, 吳揚(yáng)蘭, 吳進(jìn)川, 涂旭東 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)