用于聚(交酯)合成的催化劑和其用圖
【專利說(shuō)明】用于聚（交醋）合成的催化劑和其用途
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月26日提交的并且題目為"用于聚（交醋）合成的催化劑 和其用途（Catalystsfor化Iy(Xactide)SynthesisandUsesHiereof)"的印度專利申 請(qǐng)系列號(hào)1338/CHE/2013的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容W它們的整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 提供了用于聚（交醋）合成的催化劑。
【背景技術(shù)】
[0004] 自從20世紀(jì)40年代，合成的石油化學(xué)型聚合物已經(jīng)具有了工業(yè)影響。盡管運(yùn)些材 料的許多優(yōu)勢(shì)，兩個(gè)主要缺點(diǎn)仍待解決，即，它們的生產(chǎn)使用不可再生資源和運(yùn)些大規(guī)模商 品聚合物的最終處理。由于它們獨(dú)特的性質(zhì)，生物可降解聚合物已經(jīng)被視為可選的環(huán)境友 好的聚合物，并且在過(guò)去30年在運(yùn)些材料的合成、制造和加工中實(shí)現(xiàn)的進(jìn)步已經(jīng)產(chǎn)生了從 包裝到更精密的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的廣泛實(shí)際的應(yīng)用。在各種已知的生物可降解聚合物中，直 鏈脂肪族聚醋是有吸引力的并且最常使用。注意，運(yùn)些聚合物不僅僅是生物可降解的（脂 肪族聚醋骨架固有地對(duì)水和熱敏感）而且也是生物可同化的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谏韺W(xué)介質(zhì)中的 水解產(chǎn)生經(jīng)克雷伯氏循環(huán)作為水和二氧化碳消除的非毒性組分。
[0005] 合成運(yùn)些聚合物的許多方法之一是相應(yīng)的環(huán)內(nèi)醋單體或交醋（LA)的開環(huán)聚合。 已經(jīng)評(píng)估了用于交醋和內(nèi)醋的聚合的許多催化劑系統(tǒng)，包括侶、鋒、錫和銅系元素的絡(luò)合 物。已經(jīng)非常成功地使用甚至強(qiáng)堿，比如金屬醇鹽。錫化合物，尤其是雙-2-乙基己酸錫 (II)(辛酸錫），用于本體聚合，原因是它們?cè)诶尤趹B(tài)的溶解度、高催化活性，和低比率的聚 合物外消旋化?？色@得>90 %的轉(zhuǎn)化和小于1 %的外消旋化，同時(shí)提供具有高分子量的聚合 物。交醋和內(nèi)醋使用辛酸錫的聚合一般認(rèn)為經(jīng)配位-插入機(jī)制（coordination-ins&rtion mechanism)發(fā)生。用辛酸錫催化的聚合，觀察到高分子量聚合物、好的反應(yīng)速度，和低水平 的外消旋化。用于聚合的典型條件是180±210°C范圍的溫度、100±1000 ppm范圍的催化劑 辛酸錫濃度，和2 + 5小時(shí)范圍的反應(yīng)時(shí)間，W實(shí)現(xiàn)約95%的轉(zhuǎn)化。在催化劑和單體二者中 聚合是一級(jí)的。通常，包含徑基的引發(fā)劑，比如1-辛醇用于控制分子量，W及使反應(yīng)加速。 商業(yè)化的一個(gè)問(wèn)題是催化劑殘留。盡管路易斯酸在有機(jī)合成中的多種應(yīng)用，但是它們?cè)诰?合物化學(xué)中的應(yīng)用相當(dāng)受限。已經(jīng)使用了某些催化劑，但是與運(yùn)樣使用某些催化劑的方法 的商業(yè)化相關(guān)的主要障礙是難W去除催化劑殘留W及與運(yùn)些殘留相關(guān)的細(xì)胞毒性，其限制 了運(yùn)些聚合物在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的使用。
[0006] 因此，需要具有環(huán)境有益的金屬的新催化劑，所述金屬是哺乳解剖學(xué)中的成分，從 而殘留是無(wú)害的。本文所述的實(shí)施方式滿足了該需要W及其他的需求。本文所述的實(shí)施方 式部分基于使用溫和路易斯酸作為催化劑合成聚（交醋）（PLA)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本文所述的實(shí)施方式提供了具有式I結(jié)構(gòu)的化合物：
[0008]
[0009] 其中
[0010] Ri是任選地取代的CI-Ce烷基或任選地取代的CI-Ce烷氧基；
[0011] Rz是任選地取代的CI-Cg烷基或任選地取代的CI-Cg烷氧基；
[0012] Rs是任選地取代的叔下基、
[001引其中，
[0014] Ra選自H、CI-Ce烷氧基，和CI-Ce烷基；
[001引 Rs選自H、CI-Ce烷氧基，和CI-Ce烷基訊
[0016] Re選自H、Ci-Cg烷氧基，和Ci-Cg烷基。
[0017] 也提供了制備聚（交醋）的方法。在一些實(shí)施方式中，方法使交醋在足夠形成聚 (交醋）的條件下接觸具有式I結(jié)構(gòu)的化合物：
[0018]
[001引其中
[0020] Ri是任選地取代的CI-Cg烷基或任選地取代的CI-Cg烷氧基；
[0021] Rz是任選地取代的CI-Ce烷基或任選地取代的CI-Ce烷氧基；
[0022] Rs是任選地取代的叔下基
其中，
[0023] Ra選自H、CI-Ce烷氧基，和CI-Ce烷基；
[0024] Rs選自H、CI-Ce烷氧基，和CI-Ce烷基訊
[0025] Re選自H、Ci-Cg烷氧基，和Ci-Cg烷基。
[0026] 在一些實(shí)施方式中，方法進(jìn)一步包括分離聚（交醋）。
[0027] 也提供了制備某些化合物的方法。在一些實(shí)施方式中，提供了制備具有式
結(jié)構(gòu)的化合物的方法。 Il
[002引在一些實(shí)施方式中，提供了制備具有式III結(jié)構(gòu)的化合物的方法
[0029] 本文公開的實(shí)施方式也提供了根據(jù)本文所述的方法制備的聚（交醋）。
[0030] 本文所述的實(shí)施方式也提供了包括具有式I化合物的組合物
[00引]其中
[0032] Ri是任選地取代的CI-Cg烷基或任選地取代的CI-Cg烷氧基；
[0033] Rz是任選地取代的CI-Ce烷基或任選地取代的CI-Ce烷氧基；
[0034] Rs是任選地取代的叔下基、
其中，
[0035] Ra選自H、CI-Ce烷氧基，和CI-Ce烷基；
[003引 Rs選自H、CI-Ce烷氧基，和CI-Ce烷基訊
[0037] Re選自H、Ci-Cg烷氧基，和Ci-Cg烷基。
[0038] 在一些實(shí)施方式中，組合物是縫線、血管支架、包裝材料、工程化的組織、骨置換 物、藥物遞送系統(tǒng)或生物可降解的聚合物。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1是化合物1和5的轉(zhuǎn)化率對(duì)分子量和分子分布的圖。
[0040] 發(fā)明詳述
[0041] 該說(shuō)明書不限于描述的具體方法、組合物或方法學(xué)，因?yàn)檫\(yùn)些可W改變。在該說(shuō)明 書中使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅為了描述具體形式或?qū)嵤┓绞降哪康?，并且不旨在限制本文所述?實(shí)施方式的范圍。除非另外定義，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有如本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員通常理解的相同意思。在一些情況下，為了清楚和/或?yàn)榱巳菀讌⒖?，本文定義了具有 通常理解意思的術(shù)語(yǔ)，并且本文包括運(yùn)樣的定義不應(yīng)必須解釋為表示相對(duì)于本領(lǐng)域一般理 解實(shí)質(zhì)不同。但是，在沖突的情況下，W包括定義的專利說(shuō)明書為準(zhǔn)。
[0042] 也必須注意，如本文和所附的權(quán)利要求中使用，除非上下文明確另外指出，單數(shù)形 式"一個(gè)（a)"、" 一個(gè)（an)"和"所述（the)"包括復(fù)數(shù)參考物。
[0043] 如在本文檔中使用，術(shù)語(yǔ)"包括（comprise)"、"具有化ave)"和"包含（include)" 和它們的變型，如本文所使用，意思是"包括但不限于"。盡管鑒于"包括"（解釋為意思是 "包括但不限于"）各種組分或步驟描述了各種組合物、方法和設(shè)備，但是組合物、方法和設(shè) 備也可"基本上由各種組分和步驟組成"或"由各種組分和步驟組成"，并且運(yùn)些術(shù)語(yǔ)應(yīng)解釋 為基本上閉合式成員組。
[0044] 如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"締基"意思是具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳雙鍵和2-20個(gè)碳原子 的直鏈或支鏈烷基基團(tuán)，包括但不限于乙締基、1-丙締基、2-丙締基、2-甲基-1-丙締基、 1-下締基、2-下締基等。在一些實(shí)施方式中，締基鏈的長(zhǎng)度是2至10個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是2 至8個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是2至6個(gè)碳原子或長(zhǎng)度是2至4個(gè)碳原子。
[0045] 術(shù)語(yǔ)"烷氧基"指任選地取代的、通過(guò)氧原子連接的烷基基團(tuán)。例如，術(shù)語(yǔ)"燒氧 基"意思是1至20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈-0-烷基基團(tuán)，包括但不限于甲氧基、乙氧基、正 丙氧基、異丙氧基、叔下氧基等。在一些實(shí)施方式中，烷氧基鏈長(zhǎng)度是1至10個(gè)碳原子、長(zhǎng) 度是1至8個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是1至6個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是1至4個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是2至10個(gè)碳 原子、長(zhǎng)度是2至8個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是2至6個(gè)碳原子，或長(zhǎng)度是2至4個(gè)碳原子。
[0046] 如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"烷基"意思是直鏈或支鏈的飽和控基。烷基基團(tuán)可包含1至 20個(gè)、2至20個(gè)、1至10個(gè)、2至10個(gè)、1至8個(gè)、2至8個(gè)、1至6個(gè)、2至6個(gè)、1至4個(gè)、2 至4個(gè)、1至3個(gè)或1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)碳原子。烷基基團(tuán)的例子包括但不限于甲基（Me)、乙基 巧t)、丙基（例如，正丙基和異丙基）、下基（例如，正下基、叔下基、異下基）、戊基（例如，正 戊基、異戊基、新戊基）、己基、異己基、庚基、4, 4二甲基戊基、辛基、2, 2, 4-S甲基戊基、壬 基、癸基、^^一烷基、十二烷基、2-甲基-1-丙基、2-甲基-2-丙基、2-甲基-1-下基、3-甲 基-1-下基、2-甲基-3-下基、2-甲基-1-戊基、2, 2-二甲基-1-丙基、3-甲基-1-戊基、 4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2, 2-二甲基-1-了 基、3, 3-二甲基-1-下基、2-乙基-1-下基等。
[0047] 如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"烘基"意思是具有一個(gè)或多個(gè)碳-碳=鍵和2-20個(gè)碳原子 的直鏈或支鏈烷基基團(tuán)，包括但不限于乙烘、1-丙締、2-丙締等。在一些實(shí)施方式中，烘基 鏈的長(zhǎng)度是2至10個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是2至8個(gè)碳原子、長(zhǎng)度是2至6個(gè)碳原子，或長(zhǎng)度是2 至4個(gè)碳原子。運(yùn)些也可W是任選地取代的。
[0048] 如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"芳基"意思是單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)（例如，具有2個(gè)、3個(gè)或4個(gè) 稠環(huán)）的芳族控。在一些實(shí)施方式中，芳基具有5至20個(gè)環(huán)原子或5至10個(gè)環(huán)原子。環(huán) 原子可都是C或可包含1個(gè)或更多個(gè)N、0和S作為C的替換。芳基的例子包括但不限于苯 基、糞基、蔥基、菲基、巧滿基、巧基、四氨糞基等。
[0049] 芳基和雜芳基基團(tuán)的例子包括但不限于：

[0052]如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"芳基烷基"意思是芳基取代的Ci-e烷基。
[0053]如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"接觸"意思是在系統(tǒng)或化學(xué)反應(yīng)中使兩個(gè)元素在一起。
[0054]如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"環(huán)烷基"意思是非芳族的環(huán)控，包括包含多達(dá)20個(gè)成環(huán)碳原 子的環(huán)化的烷基、締基和烘基基團(tuán)。環(huán)烷基基團(tuán)可包括單環(huán)或多環(huán)環(huán)系統(tǒng)比如稠環(huán)系統(tǒng)、橋 環(huán)系統(tǒng)，和螺環(huán)系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，多環(huán)環(huán)系統(tǒng)包括2、3或4個(gè)稠環(huán)。環(huán)烷基基團(tuán)可 包含3至15個(gè)、3至10個(gè)、3至8個(gè)、3至6個(gè)、4至6個(gè)、3至5個(gè)，或5或6個(gè)成環(huán)碳原子。 環(huán)烷基基團(tuán)的成環(huán)碳原子可任選地由氧或硫橋（SUlfido)取代。環(huán)烷基基團(tuán)的例子包括但 不限于環(huán)丙基、環(huán)下基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基、環(huán)戊締基、環(huán)己締基、環(huán)己 二締基、環(huán)庚S締基（cycloheptatrienyl)、降冰片基（norbornyl)、降廉基（no巧inyl)、降 曹基（norcarnyl)、金剛烷基（adamantyl)等。環(huán)烷基的定義也包括具有與環(huán)烷基環(huán)稠合 (通常與其具有共有鍵）的一個(gè)或多個(gè)芳族環(huán)的部分，例如，戊燒、戊締、己燒等的苯并或嚷 吩基衍生物（例如，2, 3-二氨-IH-巧-1-基，或IH-巧-2 (3H)-酬-1-基）。
[00巧]如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"環(huán)烷基烷基"意思是被環(huán)烷基取代的Cle烷基。
[0056]如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"面基"意思是面素基團(tuán)，包括但不限于氣、氯、漠和艦。
[0057] 如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"面代烷基"意思是具有一個(gè)或多個(gè)面素取代基的Ci-e烷基基 團(tuán)。面代烷基基團(tuán)的例子包括但不限于CFs、C2F5、CHFz、CCI3、CHClz、C2CI5、CH2CF3等。
[005引如本文所使用，術(shù)語(yǔ)"雜芳基"意思是具有多達(dá)20個(gè)成環(huán)原子（例如，C)和具有至 少一個(gè)雜原子環(huán)成員（成環(huán)原子）比如硫、氧或氮的芳族雜環(huán)。在一些實(shí)施方式中，雜芳基 基團(tuán)具有至少一個(gè)或多個(gè)雜原子成環(huán)原子，其每一個(gè)獨(dú)立地是硫、氧或氮。在一些實(shí)施方式 中，雜芳基基團(tuán)具有3至20個(gè)成環(huán)原子、3至10個(gè)成環(huán)原子、3至6個(gè)成環(huán)原子或3至5個(gè) 成環(huán)原子。在一些實(shí)施方式中，雜芳基