图解聚乳酸(42)聚乳酸的两步法聚合之有机胍-无毒醇催化法
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聚乳酸的合成是以乳酸为原料,通过催化剂进行聚合的反应,金属盐是较有效的催化剂,但由于它的生理毒性限制了聚乳酸制品在生物医学方面的应用。用非金属的有机催化剂、酶催化剂可以彻底解决生物毒性问题,使得到的聚乳酸在生物医学方面可以得到广泛应用。其中,以有机胍衍生体作为催化剂,无毒醇为引发剂可起较好的催化作用。
李弘等发明了先以乳酸生产活性丙交酯,再以有机胍羧酸盐(RCOOCG)作为催化剂,无毒醇(R’OH)为引发剂以催化活性丙交酯进行开环聚合的可控的聚乳酸两步法生产的专利,其主要的生产工艺叙述如下:
有机胍羧酸盐(RCOOCG)是由环胍CG(2-氨基苯并咪唑、鸟嘌呤、1,5,7-三氮杂双环[5,5,0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[5,5,0]癸-5-烯或2,3,5,6-四氢-1H-咪唑并[1,2-A]咪唑)与无毒有机羧酸RCOOH(乳酸、乙醇酸、苯甲酸或醋酸)进行反应制备,原理如下:
其中:
无毒醇引发剂可以是乙醇(CH3CH2OH)或月桂醇(CH3(CH2)11OH)。
将单体丙交酯LA(L-丙交酯LLA、D-丙交酯DLA和外消旋丙交酯DLLA)、催化剂RCOOCG与引发剂R’OH加入聚合反应釜,其中单体与催化剂的起始摩尔比为1000~1500:1;引发剂的起始摩尔比根据目标产物的数均分子量Mn要求按下式计算:
单体、催化剂和引发剂投入反应釜后,通过“抽真空-充氮气”循环操作以驱除聚合釜中的空气,待釜中内压力恒定为1.0~0.1torr后密封反应釜,搅拌下于30~40min内升温至95~96,然后在96±1~130±1下反应5~300min。
反应合成的聚乳酸数均分子量可以通过单体与引发剂的摩尔比在0.5~5.0*104范围内进行调节,产品分子量分布指数PDI为1.10~1.25,聚合反应的单体转化率为100%,产品色泽雪白。

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