高性能高分子量聚L-乳酸合成工艺

摘要

高性能高分子量聚L‑乳酸合成工艺。采用人体内代谢过程生成的生物有机胍化合物为催化剂、人体必需的微量金属的无毒酸盐为活化剂，两者组成高效催化体系，两组分用量皆仅为单体投料重量的0.001‑0.05wt％；采用本体聚合法进行L‑丙交酯的开环聚合，反应条件：一段反应温度125‑140℃、压力0.4‑0.6torr、时间16‑24h，二段反应温度140‑160℃、压力0.1‑0.3torr、时间25‑60h；产品分子量可根据应用需求受控合成；所合成最优级聚L‑乳酸性能指标：Mw＝5.5×10⁵，PDI＝1.50，Tm＝188℃，Xc＝82.9％，色泽雪白。所合成产品无细胞毒性。

主权项

一种高性能、高分子量聚L‑乳酸(h‑PLLA)合成工艺，其特征为：该合成工艺采用人体内代谢过程生成的有机胍化合物(BG)为催化剂，人体必需的微量金属的无毒酸盐为活化剂(Act)组成的高效、高度生物安全性双组分催化体系(BG‑Act)；采用本体聚合法进行L‑丙交酯(LLA)的开环聚合，聚合物合成反应式如下：一段本体开环聚合反应：二段本体开环聚合反应：*LLA:L‑丙交酯；m‑PLLA:中分子量聚L‑乳酸(Mw＝4.0‑5.0x10⁴)；h‑PLLA:高性能、高分子量聚L‑乳酸(Mw＝4.0‑5.5x10⁵)；BG:生物有机胍主催化剂；Act:活化剂；所述的高性能、高分子量聚L‑乳酸是指同时满足如下四项性能指标的聚L‑乳酸：(1)高分子量，即重均分子量Mw≥4.0×10⁵；(2)优良的热性能，即熔点Tm≥173℃；(3)优良的结晶性能，即结晶度Xc≥60％；(4)不含任何有色杂质；合成步骤：将单体LLA，催化剂(BG)与活化剂(Act)加入聚合反应釜中，通过三次“抽真空—充氮气”循环操作以驱除聚合釜中空气，采用本体聚合法进行LLA的开环聚合；聚合反应的条件控制采用两段法；一段聚合反应得到重均分子量(Mw)为4.0‑5.0×10⁴的中分子量聚L‑乳酸(m‑PLLA)后，按二段聚合反应条件继续进行聚合反应，最终得到的高性能高分子量聚L‑乳酸(h‑PLLA)Mw为4.0‑5.5×10⁵；合成条件：(1)一段聚合反应条件为：温度(T)＝125‑140℃、压力(P)＝0.4‑0.6torr、反应时间(t)＝16‑24h；(2)二段聚合反应条件为：T＝140‑160℃、P＝0.1‑0.3torr、t＝25‑60h；所述的人体内代谢过程生成的有机胍化合物(BG)催化剂为生物有机胍精氨酸、胍基乙酸、肌酸、肌酐或磷酸肌酸之一；所述的人体必需的微量金属的无毒酸盐活化剂(Act)具体为碳酸钾(K₂CO₃)、碳酸亚铁(FeCO₃)、碳酸钙(CaCO₃)、乳酸钙([CH₃CH(OH)COO]₂Ca)、醋酸钾(CH₃COOK)或醋酸钙((CH₃COO)₂Ca)之一；主催化剂与活化剂组成高效双组份催化体系(BG‑Act)，其用量极少，两种组份皆仅为单体L‑丙交酯投料重量的0.001‑0.05wt％。