专利名称：双(2－甲氧乙氧基)铝氢化钠催化合成乳酸－乙二醇共聚物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医用生物降解材料，特别是涉及聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物类医用生物降解材料合成的新方法。使用双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠(商品名Red-Al，简称Red-Al)为催化剂进行丙交酯(D，L-丙交酯或L-丙交酯)和聚乙二醇(PEG)为起始原料的共聚合反应，属于高分子化学技术领域。
背景技术：
近年来，随着医药及生物医学科学在世界范围内的迅猛发展，国内外对医用生物降解材料的需求急剧增长。在各种人工合成的医用生物降解材料中，拥有疏水性聚乳酸嵌段和亲水性聚乙二醇嵌段的共聚物在药物控释、软组织修复、植入性硬组织支撑及替代材料等方面有重要用途因而日益受重视。目前国内外在此类材料合成方面存在着一个比较严重的问题是用于聚合反应的商用催化剂辛酸亚锡具有细胞毒性，由于聚合反应后无法将所用辛酸亚锡催化剂由所合成聚合物中彻底去除，这就给此类材料作为人类药用、医用材料，特别是较长期应用材料(长期服用药物的载体，较长期植入性医用材料等)带来不安全性隐患。因此，研究开发新型无毒、高效聚合反应催化剂合成具有高度生物安全性医用生物降解材料已成为当前世界各国从事医用高分子材料研究的科学家们关注的焦点和呼吁解决的当务之急。南开大学高分子研究所暨“吸附与分离功能高分子材料国家重点实验室”李弘教授在国家科技部重大基础研究前期研究专项(No.2002CCA02500)资助下首创采用双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠催化剂合成聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物类医用生物降解材料并获得成功。
发明内容
本发明是利用双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠(商品名Red-Al，简称Red-Al)为催化剂，以乳酸的环化二聚体丙交酯[D，L-丙交酯(D，L-LA)或L-丙交酯(L-LA)]和聚乙二醇(PEG)为起始原料经开环共聚合反应合成生物医用降解性聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物。
双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠催化剂分子结构及化学名称和商品名如下 双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠(Red-Al)本方法合成医用生物聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物的有益效果为本法选用催化剂为无毒化合物，所合成的生物降解共聚物完全无毒。并且可根据丙交酯和聚乙二醇原料投料比调控所合成共聚物的分子量及其亲水、亲油性能。所合成共聚物具有分子量分布窄(PDI＝1.10～1.20)的特点。工艺简单，无环境污染物生成。
具体实施例方式
将一定量的丙交酯(D，L-丙交酯或L-丙交酯)和聚乙二醇投入反应器，抽真空脱除空气后再充以高纯氮气，脱气-充氮操作重复三次，然后按Red-Al与聚乙二醇设计摩尔比将催化剂Red-Al加入反应器中。真空下除去溶剂，然后关闭反应器。将反应器在搅拌下缓慢升温，然后在恒定温度下(100～200℃)，反应一定时间(6～24小时)。停止反应后，将共聚物用二氯甲烷溶解，然后将溶解物在无水乙醚中沉淀出来。过滤后产物在室温下真空干燥，溶解-沉淀操作重复三次，真空干燥后得到淡黄色固体，即为所合成生物降解性共聚物。
反应式如下 MD，L-LA；L-LA以四氢呋喃为溶剂，μ-Styragel填充柱，室温下采用Waters-410凝胶色谱仪测定所合成共聚物分子量(以单分散性聚苯乙烯为标样并经普适值校正)。所合成共聚物分子量及其亲水、亲油性能可根据丙交酯和聚乙二醇原料投料比调控，产品分子量分布窄(1.10～1.20)，产率≥96％，产品淡黄色。
实施例1在反应釜中装入14.4克的D，L-丙交酯和30克分子量为6000的聚乙二醇，将反应釜抽真空，然后用氮气置换，脱气-充氮操作重复三次。按聚乙二醇∶催化剂＝50∶1(摩尔比)加入1毫升Red-Al甲苯溶液(浓度为1.0×10-1摩尔/升)，真空下除去溶剂，然后关闭反应釜。将反应釜缓慢加热，在恒定温度120℃下反应12小时。停止反应后，将反应釜冷至室温，然后加入二氯甲烷溶解釜内聚合物。然后将溶液慢慢倒入到过量无水乙醚中将聚合物沉淀出来。过滤，将沉淀置于真空干燥箱中，在40℃真空干燥24小时，溶解-沉淀操作重复三次，真空干燥后得到淡黄色粉末状固体。产率97％，共聚物分子量为8.3～8.6×103，PDI≤1.20。
权利要求
1.一种双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠合成医用聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸共聚物的方法，其特征在于采用双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠为催化剂，丙交酯和聚乙二醇为起始原料进行本体共聚合反应，反应式如下 MD，L-LA；L-LA
2.根据权利要求1所述的双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠合成医用聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸共聚物的方法，其特征在于丙交酯是D，L-丙交酯或L-丙交酯。
3.根据权利要求1所述的双(2-甲氧乙氧基)铝氢化钠合成医用聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸共聚物的方法，其特征在于聚乙二醇分子量为2000-20000。
全文摘要
本发明涉及一种医用生物降解性材料的制备，特别是涉及生物医用降解材料聚乳酸－聚乙二醇－聚乳酸三嵌段共聚物合成的新方法，其特点是使用双(2－甲氧乙氧基)铝氢化钠(英文学名sodium bis(2－methoxyethoxy)aluminum hydride，英文商品名Red－Al，简称Red－Al)为催化剂进行丙交酯(D，L－丙交酯D，L－LA或L－丙交酯L－LA)和聚乙二醇(分子量为2000－20000)的本体共聚合反应，合成高度生物体安全性医用生物降解材料。这一新方法避免了目前广泛使用的具有细胞毒性的辛酸亚锡类催化剂。本方法聚合反应具有受控聚合反应特点，可按设计要求合成具有特定分子量及不同亲水性的双亲性共聚物。所用催化剂Red－Al为化学纯试剂(70％甲苯溶液，ACROS产品)属无毒化合物。本工艺无三废污染，并有很高的经济效益。
文档编号C08G63/00GK1583818SQ20041001962
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者李弘 , 李武宏, 朱晓夏 申请人:南开大学