本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種N-雜環(huán)卡賓催化制備聚α-羥基酸的方法。該方法以N-雜環(huán)卡賓作為催化劑，加入醇類化合物作為引發(fā)劑，開環(huán)聚合各種保護(hù)和未保護(hù)的α-羥基酸-O-羧基內(nèi)酸酐(OCAs)，反應(yīng)溫度為-50℃～250℃，N-雜環(huán)卡賓、起始劑和OCA按摩爾比1∶0.2～5∶2～10000，反應(yīng)時(shí)間為3秒～120小時(shí)。該方法催化劑反應(yīng)活性高，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件相對(duì)溫和，不引入金屬離子，無設(shè)備腐蝕，產(chǎn)物后處理簡單，得到聚合物分子量分布窄，分子量可控。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種高分子材料，具體涉及一種使用N-雜環(huán)卡賓催化制備聚α-羥基酸的方法。
技術(shù)介紹
聚α -羥基酸是一類具有良好生物降解性能和生物相容性能的聚酯材料，在工、 農(nóng)、醫(yī)等各個(gè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。目前應(yīng)用最多的聚α -羥基酸是聚羥基乙酸(PGA)和聚乳酸(PLA)。它們不僅是在有機(jī)體環(huán)境下可生物降解的聚合物，并且具有良好的生物相容性，可生物同化。PGA和PLA 可以通過羥基乙酸和乳酸的環(huán)狀二酯開環(huán)聚合，或者直接縮聚來制備。直接縮聚的方法反應(yīng)條件要求高，所得的聚合物分子量小，性能差，因此一般都采用開環(huán)聚合的方法。聚α-羥基酸在醫(yī)藥上的應(yīng)用，特別是在藥物靶向給藥上有著廣泛的應(yīng)用前景。 但是在進(jìn)一步的具體應(yīng)用時(shí)，聚合物結(jié)構(gòu)需要根據(jù)要求特別制定，其物理化學(xué)性質(zhì)不僅要滿足其能夠穿過各種生理屏障，并且要能夠準(zhǔn)確攜帶藥物到給藥靶點(diǎn)并釋放。因?yàn)閭?cè)鏈帶有功能官能團(tuán)的環(huán)狀二酯難以制備，反應(yīng)原料的局限限制了聚α-羥基酸本身具有更多的功能，也限制了與其它單體形成共聚物時(shí)所得到共聚物的性能。α-羥基酸-0-羧基內(nèi)酸酐(OCAs)是一種五元雜環(huán)化合物，可作為開環(huán)聚合制備聚α -羥基酸的單體，因其易于制備側(cè)鏈功能官能團(tuán)的開環(huán)聚合原料，并且反應(yīng)速率較環(huán)狀二酯更快，因而受到人們的關(guān)注。OCA可由α -羥基酸光氣化制得(Journal of the Chemical Society,1951,1357-1359)。H. R-Kricheldorg 禾Π J. M-Jonte (Polymer Bulletin，1983，92，276-281)由乳酸OCA開環(huán)聚合制備了乳酸的聚合物，所用的催化劑為吡啶、三乙胺、叔丁醇鉀和鈦酸四丁酯中的一種。但所得的聚合物均為低聚物，分子量都小于3000。Smith. J和Tighe. J(Makromo 1. Chem. 1981，182，313)用吡啶和取代吡啶引發(fā)了扁桃酸OCA的開環(huán)聚合，得到了類似的結(jié)果。Dider Bourissou 等(Journal of the American Chemical Society,2006,128, 16442)報(bào)道了以4-二甲氨基吡啶(DMAP)為催化劑，催化乳酸OCA制備聚乳酸，較好的控制了聚合物的分子量與分散度。隨后他們(Chemical Communications, 2008,1786)又報(bào)道了由L-谷氨酸對(duì)應(yīng)羥基酸的OCA開環(huán)聚合制備相應(yīng)聚合物，依然使用DMAP作為催化劑。實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)側(cè)鏈羧基進(jìn)行了保護(hù)，最終得到了側(cè)鏈為功能官能團(tuán)羧基的聚合物，并發(fā)表了此類催化劑催化OCA開環(huán)聚合反應(yīng)的相關(guān)PCT專利(W02007113304A1)，為此類功能聚合物的研究奠定了基礎(chǔ)?？ㄙe是一類高效有機(jī)催化劑，近年來備受化學(xué)家關(guān)注。G. W. Nyce等(Journal of theAmerican Chemical Society, 2003,125,3046)利用親核的 N-雜環(huán)卡賓(NHC)作為活性催化劑開環(huán)聚合丙交酯得到聚乳酸。但是N-雜環(huán)卡賓及其活潑，對(duì)空氣跟水非常敏感，在空氣中的壽命僅為幾秒，直接用它催化聚合，難以操作。為了克服這個(gè)弊端，化學(xué)家們對(duì)N-雜環(huán)卡賓的儲(chǔ)存形式進(jìn)行了較多的研究。Erie F. Connor 等(Journal of the American Chemical Society, 2002,124,914)以唑鹽作為 N-雜環(huán)卡賓前體，首先在強(qiáng)堿叔丁醇鉀等的作用下生成相應(yīng)的N-雜環(huán)卡賓，然后在惰性氣體保護(hù)下過濾得到 N-雜環(huán)卡賓。Hung A.Duong 等(Chemical Communications, 2004,112) 還發(fā)現(xiàn)N-雜環(huán)卡賓與(X)2反應(yīng)可以生成對(duì)空氣與水穩(wěn)定的卡賓二氧化碳加合物。在一定溫度下，卡賓二氧化碳加合物可以直接在反應(yīng)溶劑中脫去CO2，釋放出有活性的卡賓。李振江等在專利(CN101665567)中提供了卡賓二氧化碳加合物用于開環(huán)聚合反應(yīng)的技術(shù)方案。與DMAP催化OCA開環(huán)聚合相比，卡賓催化此類反應(yīng)不僅能夠得到分子量和結(jié)構(gòu)可控，分子量分布窄的聚α-羥基酸，而且催化的效率更高。目前還沒有用卡賓，更沒有用卡賓前體作為催化劑開環(huán)聚合OCA的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種用N-雜環(huán)卡賓催化制備聚α -羥基酸的方法，該方法具有反應(yīng)可控，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件相對(duì)溫和，無金屬殘留，得到聚合物分子量分布窄，分子量可控等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)提供一種制備α -羥基酸的方法，其特征在于以N-雜環(huán)卡賓作為催化劑， 加入醇類化合物作為引發(fā)劑，開環(huán)聚合各種含有不同側(cè)鏈功能基團(tuán)的α-羥基酸-0-羧基內(nèi)酸酐。在上述制備肽的方法中，所述的N-雜環(huán)卡賓結(jié)構(gòu)式(I)、式(II)、式(III)或式 (IV)權(quán)利要求1.，其步驟為惰性氣體保護(hù)下在含有N-雜環(huán)卡賓的有機(jī)溶劑中加入引發(fā)劑與至少一種α-羥基酸-0-羧基內(nèi)酸酐(OCA)，所述的引發(fā)劑為醇類化合物，N-雜環(huán)卡賓、引發(fā)劑和OCA摩爾比為1 0.2 10 2 10000， 反應(yīng)溫度為_50°C 250°C，反應(yīng)時(shí)間為3秒 120小時(shí)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的N-雜環(huán)卡賓為結(jié)構(gòu)式(I)、式 (II)、式(III)或式(N)3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的N-雜環(huán)卡賓通過在氮?dú)狻鍤獗Ｗo(hù)下，N-雜環(huán)卡賓二氧化碳加合物在有機(jī)溶劑中，在50°C 250°C下，反應(yīng)3秒 20小時(shí)， 脫去(X)2后生成N-雜環(huán)卡賓或在氮?dú)狻鍤獗Ｗo(hù)下，將唑鹽與叔丁醇鉀、叔丁醇鈉、氫化鋰、 氫化鉀中一種或幾種按摩爾比1 0.001 5混合在有機(jī)溶劑中，在0°C 100°C下，反應(yīng) 1分鐘 20小時(shí)，過濾得到。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的N-雜環(huán)卡賓二氧化碳加合物的結(jié)構(gòu)式5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的唑鹽結(jié)構(gòu)式為式(IX)、式(X)、式 (XI)或式(XII)6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為二氧六環(huán)、二氯甲燒、三氯甲烷、四氫呋喃、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯或二甲亞砜中一種或其混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的方法中惰性氣體為氬氣或氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的引發(fā)劑醇類化合物，為苯甲醇、苯乙醇、正丁醇、叔丁醇、正丙醇、異丙醇、新戊醇、聚乙二醇中的任意一種。全文摘要本專利技術(shù)公開了一種N-雜環(huán)卡賓催化制備聚α-羥基酸的方法。該方法以N-雜環(huán)卡賓作為催化劑，加入醇類化合物作為引發(fā)劑，開環(huán)聚合各種保護(hù)和未保護(hù)的α-羥基酸-O-羧基內(nèi)酸酐(OCAs)，反應(yīng)溫度為-50℃～250℃，N-雜環(huán)卡賓、起始劑和OCA按摩爾比1∶0.2～5∶2～10000，反應(yīng)時(shí)間為3秒～120小時(shí)。該方法催化劑反應(yīng)活性高，反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件相對(duì)溫和，不引入金屬離子，無設(shè)備腐蝕，產(chǎn)物后處理簡單，得到聚合物分子量分布窄，分子量可控。文檔編號(hào)C08G63/08GK102167802SQ20111000647公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日專利技術(shù)者夏海東, 宋國偉, 張鈺鋮, 李振江, 歐陽平凱, 黃和 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種用Ｎ－雜環(huán)卡賓催化制備聚α－羥基酸的方法，其步驟為：惰性氣體保護(hù)下在含有Ｎ－雜環(huán)卡賓的有機(jī)溶劑中加入引發(fā)劑與至少一種α－羥基酸－Ｏ－羧基內(nèi)酸酐（ＯＣＡ），所述的引發(fā)劑為醇類化合物，Ｎ－雜環(huán)卡賓、引發(fā)劑和ＯＣＡ摩爾比為１∶０．２～１０∶２～１００００，反應(yīng)溫度為－５０℃～２５０℃，反應(yīng)時(shí)間為３秒～１２０小時(shí)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李振江，張鈺鋮，夏海東，宋國偉，黃和，歐陽平凱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：84
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