一种利用脲/醇盐制备聚γ-丁内脂的方法技术

技术编号:18883843 阅读:37 留言:0更新日期:2018-09-08 06:37
本发明专利技术公开了一种利用脲/醇盐制备聚γ‑丁内脂的方法。包括以下步骤:将催化体系和γ‑丁内脂混合,在无水无氧的条件下进行开环聚合,反应结束后用酸淬灭反应,沉淀后得到聚丁内脂;所述催化体系为脲和醇盐的混合物。R,R’基团为脂肪族基团、苯基或环烷基。本发明专利技术所用的催化体系已经商业化,价格便宜,对制备高分子量的聚γ‑丁内脂具有很高的催化活性,填补了无法用化学催化方法大规模制备高分子聚γ‑丁内脂的空白。

A method for preparing poly (butylene butyrate) from urea / alkoxide

The invention discloses a method for preparing poly (gamma butylene) inner fat by using urea / alkoxide. It includes the following steps: mixing the catalytic system with gamma-butyrolactone, ring-opening polymerization under anhydrous and oxygen-free conditions, quenching reaction with acid after the reaction, precipitation and polybutyrolactone; the catalytic system is a mixture of urea and alkoxide. The R, R group is aliphatic group, phenyl or cyclic alkyl group. The catalyst system used in the present invention has been commercialized and is cheap, and has high catalytic activity for the preparation of high molecular weight poly (gamma chitosan lactone), thus filling in the blank for the large-scale preparation of high molecular weight poly (gamma chitosan lactone) by chemical catalysis.

【技术实现步骤摘要】
一种利用脲/醇盐制备聚γ-丁内脂的方法
本专利技术涉及高分子材料领域,具体地说,涉及一种用脲/醇盐催化γ-丁内脂开环聚合的方法。
技术介绍
脂肪族聚酯由于其生物相容性和生物可降解性,在包装材料和生物医学应用上引起很大的关注。聚酯在人体内可以通过聚合物骨架上酯键的水解而降解,参与正常的新陈代谢。所以它们被广泛应用于药物释放、可降解缝合线和组织工程。目前制备可控分子量的聚酯一般通过相应的环状内酯或交酯开环聚合得到。其中γ-丁内脂可通过产量排名第一的生物质丁二酸制备得到,所以价格相对其他的环状内酯或交酯要便宜许多。但由于其五元环结构的环张力很低,γ-丁内脂的可控开环聚合具有很大的挑战性。直至这两年,用稀土金属配合物和超强碱有机催化体系在低温下合成出高分子的聚γ-丁内脂。但稀土金属配合物和超强碱催化剂存在着结构复杂,制备困难,成本高及性质不稳定的缺点,所以开发简单便宜的催化体系是大规模制备高分子量聚γ-丁内脂的重要一步。硫脲和脲是近来关注较多的有机催化剂,其需要醇类/有机碱或醇盐作为助催化剂,对环状内酯及交酯均具有较高活性。大部分的脲结构和醇盐都已经商业化,且价格便宜,可以通过改变脲和醇盐的种类,找到对γ-丁内脂开环聚合活性最高的催化体系,而且有进一步产业化的可能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有制备聚γ-丁内脂存在的缺点,提供一种利用新型催化体系,大规模制备高分子量的聚γ-丁内脂的方法,该方法价格便宜,容易规模化生产。本专利技术的上述目的是通过如下方案予以实现的:一种利用脲/醇盐制备聚γ-丁内脂的方法,包括以下步骤:将催化体系和γ-丁内脂混合,在无水无氧的条件下进行开环聚合,反应结束后用酸淬灭反应,沉淀后得到聚丁内脂;所述催化体系为脲和醇盐的混合物,脲的结构式如下式(Ι)所示:R,R’基团为脂肪族基团、苯基或环烷基。作为优选的,在上述的制备方法中:所述醇盐为碱金属醇盐,碱金属为锂、钠或钾,醇为甲醇、乙醇或卞醇。作为优选的,在上述的制备方法中:脲和醇盐的摩尔比为1-10:1。作为优选的,在上述的制备方法中:γ-丁内脂和催体系的摩尔比例为500-10000:1.作为优选的,在上述的制备方法中:聚合时添加溶剂,所述溶剂为四氢呋喃、甲苯或二氯甲烷。作为优选的,在上述的制备方法中:聚合的反应温度为-60~0℃,反应时间为1-12h。作为优选的,在上述的制备方法中:得到的聚γ-丁内脂的分子量为1000-70000。与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:1、γ-丁内脂可通过产量排名第一的生物质丁二酸制备得到,所以价格相对其他的环状内酯或交酯要便宜许多。所以由γ-丁内脂开环聚合得到的聚γ-丁内脂具有很大的市场潜能。2、γ-丁内脂由于五元环结构的环张力低,其可控开环聚合具有很大的挑战性。直至这两年,用稀土金属配合物和超强碱有机催化体系在低温下合成出高分子的聚γ-丁内脂。但稀土金属配合物和超强碱催化剂存在着结构复杂,制备困难,成本高及性质不稳定的缺点,而脲/醇盐催化体系结构简单,且已商业化,价格便宜。3、脲/醇盐催化体系对-丁内脂的开环聚合具有很高活性,在短时间内转化率可达到95%,大部分的脲结构和醇盐都已经商业化,故可以通过改变脲和醇盐的种类,找到对γ-丁内脂开环聚合活性最高的催化体系,有进一步产业化的可能。4、碱金属醇盐在聚合物中不容易残留,且其细胞毒性很小,有利于聚γ-丁内脂在生物医学上的应用。具体实施方式本专利技术可以结合以下具体实施例进一步解释和阐明,但具体实施例并不对本专利技术有任何形式的限定。采用Schlenk技术,将催化体系和γ-丁内脂或溶剂定量投入到烧瓶中,室温下后搅拌均匀后,放置到设定好的恒温低温反应浴槽中,启动搅拌,到达指定温度后开始聚合反应。聚合反应温度-60~0℃,反应1-12h后,加入酸的氯仿溶液淬灭反应,用甲醇沉淀产物,得到的聚合物即为聚γ-丁内脂,在室温下真空干燥至恒重,然后取样进行相关结构和性能测试。实施例1~12给出上述制备方法中,使用不同的脲结构和醇盐作为催化剂,以及在不同的催化剂/γ-丁内脂摩尔比、不同反应条件等参数下制备聚γ-丁内脂,具体如表1所示,同时对实施例1~12制备所得聚γ-丁内脂材料进行结构分析测试,结果如表1所示。表1各实施例的反应参数及产物分析表1中的脲结构U1~U4如下所示:实施例1~8改变醇盐种类和脲结构,对γ-丁内脂开环聚合的活性以及制备聚γ-丁内脂的分子量有较大影响。实施例9~15使用活性最高的U2脲结构,优化反应条件和催化剂/单体的比例,可以制备超高分子量的聚γ-丁内脂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用脲/醇盐制备聚γ‑丁内脂的方法,其特征包括以下步骤:将催化体系和γ‑丁内脂混合,在无水无氧的条件下进行开环聚合,反应结束后用酸淬灭反应,沉淀后得到聚丁内脂;所述催化体系为脲和醇盐的混合物,脲的结构式如下式(Ι)所示:

【技术特征摘要】
1.一种利用脲/醇盐制备聚γ-丁内脂的方法,其特征包括以下步骤:将催化体系和γ-丁内脂混合,在无水无氧的条件下进行开环聚合,反应结束后用酸淬灭反应,沉淀后得到聚丁内脂;所述催化体系为脲和醇盐的混合物,脲的结构式如下式(Ι)所示:R,R’基团为脂肪族基团、苯基或环烷基。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是:所述醇盐为碱金属醇盐,碱金属为锂、钠或钾,醇为甲醇、乙醇或卞...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟跃中林丽苗王拴紧肖敏韩冬梅许泳行陆景华
申请(专利权)人:佛山市巴盛诺新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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