一种制备聚乳酸的方法技术

本发明专利技术提供一种制备聚乳酸的方法，其包括以下步骤：(a)在分子量调节剂的存在下，使乳酸预聚合；(b)在催化剂的存在下，使预聚合产物进行缩聚以得到所述聚乳酸；所述催化剂选自质子酸化合物。本发明专利技术方法以乳酸为原料，采用非金属类催化剂，能够绿色、高效地提供纯度高、分子量规整、低金属残留甚至无金属残留的医药级聚乳酸材料。乳酸材料。

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚乳酸的方法


[0001]本专利技术属于材料领域。具体地，本专利技术涉及一种制备聚乳酸的方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的、在体内具有良好的生物相容的高分子聚酯。PLA存在三种立体构型：PDLA(右旋)、PLLA(左旋)、PDLLA(混旋)。其中PDLA、PLLA为半结晶材料，强度高，在体内降解速率慢，经再加工后，主要在医学领域被广泛用作生物吸收材料。PDLLA为非结晶材料，药物易于在其基质中均匀分布，与制剂工艺相结合，主要应用于药物控释体系。通过进一步调节PDLLA聚合物的平均分子量、结晶度以及混旋的比例，可以现实对聚合物降解速率的调控，从而间接实现对药物在体内释放的控制。
[0003]无论医用或药用，对于PLA材料本身(分子量的大小、分子量分布、晶型、混旋比例，纯度、无菌性等)提出了更高的要求。不但要求生物安全，其他指标也必须达到医用或药用相关要求，并且需要稳定可靠。所以药用级PLA的合成工艺就显得尤为重要。
[0004]目前，PLA的合成工艺主要包括直接聚合法(DP)和丙交酯开环聚合法(ROP)两种。中国专利申请公开文本CN1631932A披露了一种生物降解塑料的生产方法，其以乳酸为原料，在高温减压下在金属催化剂的存在下将乳酸进行缩聚，获得以聚乳酸为主要组分的生物降解塑料。中国专利申请公开文本CN1613889A披露了一种在双螺杆挤出机上制备高分子量的聚乳酸的方法，其使乳酸单体先进行预聚合、然后在双螺杆挤出机上进行扩链，获得高分子量的聚乳酸，其中，在预聚合过程中也使用了金属类催化剂。由于金属催化剂的使用和残留，导致由此类方法所合成的PLA不适合作为医药和食品类材料的基质。虽然辛酸亚锡被FDA批准可作为医用PLA合成用催化剂，但是逐渐被部分发达国家列入禁止使用名单。另外，此类现有方法存在副产物多、产物分离困难的问题，尤其是在缩聚后期粘度不断增大，搅拌和除水困难，导致难以合成较高分子量的聚合物。而采用双螺杆挤出机或专用反应釜进行合成，则需要较复杂的配套设施。
[0005]以丙交酯为原料进行开环聚合，是获得聚乳酸的另一类途径。中国专利申请公开文本CN101429276A披露了无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法。中国专利申请公开文本CN103923305A披露了一种环保型催化剂改进制备的聚乳酸树脂。此类方法虽然避免了金属催化剂的使用，但对原料丙交酯的纯度要求很高，而且合成过程中条件和工艺要求相对较苛刻、复杂，生产周期长，产量低。另外，现有技术中，聚乳酸纯化需要消耗大量的有机溶剂并伴随产生大量的废液，生产成本上升，环境效益低。
[0006]因此，需要开发生态友好且高效的聚乳酸合成工艺，以获得纯度高、分子量规整、低金属残留甚至无金属残留的医药级聚乳酸材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种制备聚乳酸的方法，该方法以乳酸为原料，采用非金属类催化剂，能够绿色、高效地提供纯度高、分子量规整、低金属残留甚至无金属残留的医药
级聚乳酸材料。
[0008]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的。
[0009]本专利技术提供了一种制备聚乳酸的方法，其包括以下步骤：
[0010](a)在分子量调节剂的存在下，使乳酸预聚合；
[0011](b)在催化剂的存在下，使预聚合产物进行缩聚以得到所述聚乳酸；
[0012]所述催化剂选自质子酸化合物。
[0013]优选地，所述方法进一步包括在步骤(a)之前使乳酸脱水的步骤。
[0014]优选地，所述脱水步骤使得所述乳酸的含水量≤2wt.％。
[0015]优选地，所述脱水步骤在温度为110℃～130℃和真空度为
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0.08MPa～
‑
0.1MPa的条件下进行。
[0016]优选地，所述脱水步骤的温度可以选择110℃、115℃、118℃、120℃、122℃、125℃、128℃、129℃、130℃、以及以上点值中任意两个组成的范围内的任意点值。
[0017]优选地，所述脱水步骤的真空度可以选择
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0.08MPa、
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0.09MPa、
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0.1MPa、以及以上点值中任意两个组成的范围内的任意点值。
[0018]优选地，所述质子酸化合物选自硫酸、十二烷基苯磺酸钠、对甲苯磺酸、乙酸中的至少一种。
[0019]优选地，所述质子酸化合物为硫酸。
[0020]优选地，所述催化剂的用量为0.01wt.％～0.15wt.％。更优选地，所述催化剂的用量为0.01wt.％～0.1wt.％。除非另外说明，本专利技术中催化剂的用量都是基于预聚合产物的量计算。
[0021]优选地，所述催化剂的用量的下限独立地选自0.01wt.％、0.02wt.％、0.03wt.％、0.05wt.％、0.08wt.％、0.09wt.％、0.1wt.％、0.12wt.％、0.14wt.％、0.15wt.％、以及以上点值中任意两个组成的范围内的任意点值。
[0022]优选地，所述催化剂的用量的上限独立地选自0.02wt.％、0.04wt.％、0.06wt.％、0.08wt.％、0.09wt.％、0.1wt.％、0.12wt.％、0.14wt.％、0.15wt.％、以及以上点值中任意两个组成的范围内的任意点值。
[0023]优选地，所述预聚合在温度为140℃～150℃和真空度为
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0.08MPa～
‑
0.1MPa的条件下进行。
[0024]优选地，所述预聚合的温度可以选择140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃、以及以上点值中任意两个组成的范围内的任意点值。
[0025]优选地，所述预聚合的真空度可以选择
‑
0.08MPa、
‑
0.09MPa、
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0.1MPa、以及以上点值中任意两个组成的范围内的任意点值。
[0026]优选地，所述预聚合进行1～3小时。
[0027]优选地，所述分子量调节剂选自磷酸或乳酸。
[0028]优选地，所述分子量调节剂的用量为0.01wt.％～0.1wt.％。除非另外说明，本专利技术中分子量调节剂的用量都是基于原料乳酸的量计算。
[0029]优选地，所述缩聚在温度为150℃～170℃和真空度为
‑
0.08MPa～
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0.12MPa的条件下进行。
[0030]优选地，所述缩聚在温度为160℃～170℃和真空度为
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0.1MPa的条件下进行。
[0031]优选地，所述缩聚进行3～6小时。
[0032]优选地，所述缩聚在保护性气体存在下进行。
[0033]优选地，所述保护性气体可以选自氮气和惰性气体如氦气、氖气、氩气。
[0034]优选地，所述方法进一步包括在步骤(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备聚乳酸的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)在分子量调节剂的存在下，使乳酸预聚合；(b)在催化剂的存在下，使预聚合产物进行缩聚以得到所述聚乳酸；所述催化剂选自质子酸化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在步骤(a)之前使乳酸脱水的步骤；优选地，所述脱水步骤使得所述乳酸的含水量≤2wt.％；优选地，所述脱水步骤在温度为110℃～130℃和真空度为
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0.08MPa～
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0.1MPa的条件下进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述质子酸化合物选自硫酸、十二烷基苯磺酸钠、对甲苯磺酸、乙酸中的至少一种；优选地，所述质子酸化合物为硫酸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述催化剂的用量为预聚合产物的0.01wt.％～0.15wt.％，优选为0.01wt.％～0.1wt.％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预聚合在温度为140℃～150℃和真空度为
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0.08MPa～
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0.1MPa的条件下进行；优选地，所述预聚合进行1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林鹏，安宁，万龙岩，单连民，董瑞琦，
申请(专利权)人：上海丽珠制药有限公司，
类型：发明
国别省市：