高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物的制备方法及共聚物的制备方法技术

本发明专利技术公开了高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物的制备方法及共聚物的制备方法，高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物的制备方法为：（１）称取吗啉－２，５－二酮衍生物、有机锡催化剂和二元醇，混合，在隔离空气的条件下，反应，分离，提纯，得到双端羟基的聚吗啉－２，５－二酮衍生物；（２）将双端羟基的聚吗啉－２，５－二酮衍生物与扩链剂按比例混合，在隔离空气的条件下，反应，得到高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物。本发明专利技术的方法生产的高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物和高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物的共聚物的分子量大，不仅具有生物可降解性，又因其分子量大，具有很好的机械性能，达到了医用高分子材料应用的要求。

【技术实现步骤摘要】
,5-二酮衍生物的制备方法及共聚物的制备方法
本专利技术涉及合成生物可降解高分子医用材料的制备方法，特别是涉及一种高分子量聚 吗啉-2， 5-二酮衍生物的制备方法及， 5-二酮衍生物的共聚物的制备方 法。
技术介绍
合成生物可降解高分子医用材料，在生物医学中常常被用于外科器械、人工血管、可 降解吸收的接骨板、人工皮肤、药物控释载体和组织工程材料等。其中，应用最广泛的两 种合成的生物可降解高分子医用材料是聚a-羟基酸和聚a-氨基酸。吗啉-2， 5-二酮及其 衍生物是用a-羟基酸和a-氨基酸合成的一种六员环状单体，其结构R1: —CH3， 一H或者其他脂肪族取代基；R2: —CH3， 一H或者其他脂肪族取代基、一CH2CH2COOBZ、 一CH2COOBZ、 _(CH2)4NH-Z、 —CH2-S-MBZ或一CH2OBZ，其中的BZ为苄基；Z为苄氧羰基；MBZ为p-甲氧苄基。聚吗啉-2， 5-二酮衍生物是a-氨基酸和a-羟基酸交替共聚物，是一种无毒并且在体 内外均可生物降解的聚合物。吗啉-2， 5-二酮衍生物的均聚物及其共聚物都是一类有价值 的生物可降解医用材料。该均聚物或共聚物在药物缓释材料、组织工程支架、表面仿生化 修饰材料和人工器官等领域有很大应用潜力。目前，聚吗啉-2， 5-二酮衍生物制备方法主要采用吗啉-2， 5-二酮衍生物的催化开环 聚合反应方法，而对于多官能度的氨基酸的吗啉-2， 5-二酮衍生物，则必须首先进行官能 团的保护，在聚合完成以后，再通过脱保护，而得到带有官能团的聚吗啉-2， 5-二酮衍生 物。1985年Helder等人第一次通过吗啉-2， 5-二酮衍生物丌环聚合得到了聚吗啉-2， 5-二酮衍生物，此反应是在13(TC温度下，以辛酸亚锡作为催化剂，反应28-48小时而实现的。此法合成的产物被证明有很好的生物医学和药理学应用价值。对于一些具有第三官能团的a-氨基酸和a-羟基酸形成的吗啉-2， 5-二酮衍生物，由于具有活性的第三官能团在成环、聚合的过程中会引起严重的副反应，因此必须进行保护。通过保护、脱保护逐步合成。现有的聚吗啉-2， 5-二酮衍生物的合成方法虽各不相同，但都存在着一个很大的弊端， 就是合成材料的分子量不高， 一般在小于20000，只有少数报道达到40000左右。尤其是 含有多功能基团的吗啉-2， 5-二酮衍生物单体纯度不高，即使单体有足够的纯度，但是在 开环聚合时，长时间处于高温条件下，保护基团容易脱保护，导致聚合度不高，副产物过多， 产物分子量过低， 一般只有10000左右，而且产物的颜色较深，不能满足作为生物材料应 用的要求。分子量低的聚吗啉-2， 5-二酮衍生物以及它们的共聚物的机械性能远远达不到医用高 分子材料应用要求，这严重限制了聚吗啉-2， 5-二酮衍生物或其共聚物的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种， 5-二酮衍生物 的制备方法。本专利技术的第二个目的提供一种， 5-二酮衍生物的共聚物的制备方法。本专利技术的技术方案概述如下 一种， 5-二酮衍生物的制备方法，由如下步骤组成(1) 按质量比为100:0. 01 5:1 30的比例称取吗啉-2， 5-二酮衍生物、有机锡催化剂和 二元醇，混合，在隔离空气的条件下，在50 20(TC，反应1 72小时，分离，提纯，得到 双端羟基的聚吗啉-2， 5-二酮衍生物；(2) 将所述双端羟基的聚吗啉-2， 5-二酮衍生物与扩链剂按摩尔比为1:1 1.1的比例混 合，在隔离空气的条件下，在0 20(TC，反应O. 1 24小时，得到， 5_ 二酮衍生物。所述有机锡催化剂为辛酸亚锡、辛酸锡、二丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡、单丁基 氧化锡、四苯基锡、三正丁基醋酸锡或醋酸锡。所述二元醇为l， 2-乙二醇、1， 4-丁二醇、1， 6-己二醇、1, 8-辛二醇、1， 10-癸二 醇、 一縮乙二醇、二縮乙二醇或三縮乙二醇。所述扩链剂为赖氨酸二异氰酸酯、1，4-亚丁基二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、 1,8-亚辛基二异氰酸酯、1， 10-亚癸基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异 氰酸酯、二苯甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸 酯、乙二酰氯、丙二酰氯、丁二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、壬二酰氯、癸二酰氯、十一 碳二酰氯、十二碳二酰氯、十三碳二酰氯、十四碳二酰氯、十五碳二酰氯、十七碳二酰氯、 对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、乙二酸酐、丙二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、 壬二酸酐、癸二酸酐，十一碳二酸酐、十二碳二酸酐、十三碳二酸酐、十四碳二酸酐、十 五碳二酸酐、十七碳二酸酐、邻苯二甲酸酐或邻萘二甲酸酐。一种， 5-二酮衍生物的共聚物的制备方法，由如下歩骤组成 (1)按质量比为100:0. 01 1000:0.01 5:1 30的比例称取吗啉-2， 5-二酮衍生物、共 聚单体、有机锡催化剂和二元醇，混合，在隔离空气的条件下，在50 20(TC，反应1 725小时，分离，提纯，得到双端羟基的聚吗啉-2， 5-二酮衍生物的共聚物； (2)将所述双端羟基的聚吗啉-2， 5-二酮衍生物的共聚物与扩链剂按摩尔比为1:1 1.1 的比例混合，在隔离空气的条件下，在0 20(TC，反应O. 1 24小时，得到高分子量聚吗 啉-2， 5-二酮衍生物的共聚物。所述共聚单体为乙交酯、L-丙交酯、D， L-丙交酯、D-丙交酯、己内酯、三亚甲基碳酸 酯、5,5-二甲基-三亚甲基碳酸酯、5-苄氧基-三亚甲基碳酸酯、对二氧环己酮或5-苄氧羰 基-5-甲基-l，3-二氧-酮。所述有机锡催化剂为辛酸亚锡、辛酸锡、二丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡、单丁基 氧化锡、四苯基锡、三正丁基醋酸锡或醋酸锡。所述二元醇为1， 2-乙二醇、1， 4-丁二醇、1， 6-己二醇、1， 8-辛二醇、1， 10-癸二 醇、 一縮乙二醇、二縮乙二醇或三縮乙二醇。所述扩链剂为赖氨酸二异氰酸酯、1，4-亚丁基二异氰酸酯、1,6-亚已基二异氰酸酯、 1，8-亚辛基二异氰酸酯、1, 10-亚癸基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异 氰酸酯、二苯甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸 酯、乙二酰氯、丙二酰氯、丁二酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、壬二酰氯、癸二酰氯、^"^一 碳二酰氯、十二碳二酰氯、十三碳二酰氯、十四碳二酰氯、十五碳二酰氯、十七碳二酰氯、 对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、乙二酸酐、丙二酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、 壬二酸酐、癸二酸酑，十一碳二酸酐、十二碳二酸酐、十三碳二酸酐、十四碳二酸酑、十 五碳二酸酐、十七碳二酸酐、邻苯二甲酸酐或邻萘二甲酸酐。本专利技术的方法生产的， 5-二酮衍生物其分子量大于60000，高分子 量聚吗啉-2， 5-二酮衍生物的共聚物其分子量大于100000，它们不仅具有生物可降解性， 又因其分子量大，具有很好的机械性能，达到了医用高分子材料应用的要求，解决了聚吗 啉-2， 5-二酮衍生物和共聚物的合成和应用的瓶颈问题。 附图说明图l.双端羟基的聚3 (S)-异丙基吗啉_2， 5-二酮的氢核磁谱图； 图2.高分子量的聚3 (S) _异丙基吗啉-2， 5-二酮的氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物的制备方法，其特征是由如下步骤组成：　（１）按质量比为１００∶０．０１～５∶１～３０的比例称取吗啉－２，５－二酮衍生物、有机锡催化剂和二元醇，混合，在隔离空气的条件下，在５０～２００℃，反应１～７２小时，分离，提纯，得到双端羟基的聚吗啉－２，５－二酮衍生物；　（２）将所述双端羟基的聚吗啉－２，５－二酮衍生物与扩链剂按摩尔比为１∶１～１．１的比例混合，在隔离空气的条件下，在０～２００℃，反应０．１～２４小时，得到高分子量聚吗啉－２，５－二酮衍生物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亚凯，郭锦棠，赵海洋，亓吉娇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]