[发明专利]医用生物降解性聚乳酸-谷氨酸的合成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及医用生物降解性高分子——聚乳酸-谷氨酸的合成新工艺，属于高分子化学技术领域。

背景技术

近年来，随着医药及生物组织工程领域科技的迅猛发展，具有优良生物相容性及生物可吸收性的医用高分子材料备受关注，以3-苄氧羰基亚乙基-6-甲基-吗啉-2，5-二酮(简称BCEMD)为单体，经催化开环(共)聚合反应制得的聚合物经脱保护反应后可得到乳酸与谷氨酸的共聚物，即聚乳酸-谷氨酸，这是一类性能优异的新型可降解性的、可用于生物医药、组织工程等领域的聚合物：该聚合物兼具聚乳酸和聚谷氨酸的优点：较聚谷氨酸(谷氨酸均聚物)具有更好的可溶解性及可加工性；而较聚乳酸则具有更强的亲水性。并且该共聚物带有功能侧基，适合用作控释/靶向药物载体、组织工程研究中的细胞支架材料等。

南开大学高分子化学研究所暨“教育部功能高分子材料重点实验室”李弘教授及其研究室在国家自然科学基金(No.20474030)资助下开发出可用于催化环酯类单体、丝氨酸吗啉二酮开环聚合反应的催化剂——醋酸双环胍(简称为TBDA)(李弘等，中国发明专利CN101318960B)。最近，南开大学高分子化学研究所暨“教育部功能高分子材料重点实验室”李弘教授及其研究室在国家自然科学基金(No.21074057)资助下，于国内外首次以3-苄氧羰基亚乙基-6-甲基-吗啉-2，5-二酮(简称BCEMD)为单体，在醋酸双环胍催化下，进行开环均聚合反应或以丙交酯为第二单体进行开环共聚合反应，脱保护处理后获得乳酸与谷氨酸的共聚物，即聚乳酸-谷氨酸。该聚合物在生物医药与组织工程等领域有较为广阔的应用前景，该方法为进一步对该类新型医用可降解性生物高分子进行应用性研究奠定了基础。

发明内容

本发明目的旨在提供医用生物降解性聚乳酸-谷氨酸的合成工艺方法，通过吗啉-2，5-二酮衍生物BCEMD的开环聚合反应制备出一种新型医用生物降解性高分子——聚乳酸-谷氨酸。该共聚物兼具聚乳酸和聚谷氨酸的优点：较聚谷氨酸(谷氨酸均聚物)具有更好的可溶解性及可加工性；而较聚乳酸则具有更强的亲水性。并且该共聚物带有功能侧基，在生物医药与组织工程等领域有较为广阔的应用前景，例如：适合用作控释/靶向药物载体、组织工程研究中的细胞支架材料等，该方法为进一步对该种新型医用生物降解性高分子进行应用性研究奠定了基础。

本发明提供了两种医用生物降解性聚乳酸-谷氨酸的合成工艺方法

方法一是：

以(3RS，6RS)-或(3S，6RS)-或(3S，6S)-3-苄氧羰基亚乙基-6-甲基-吗啉-2，5-二酮(简称BCEMD)为单体，进行BCEMD的本体或溶液开环均聚合反应，单体与催化剂的投料比为7∶1～50∶1，反应温度为110～150℃，反应时间为6～24h，脱除保护基后所获得产物为乳酸-谷氨酸交替共聚物，即聚(乳酸-alt-谷氨酸)，英文缩写为P(Lac-alt-Glu)；

所合成聚乳酸-谷氨酸数均分子量可控制在Mn＝2000-20000，多分散性指数PDI＝1.09-1.41；共聚物合成反应式如下：

其中，M₁独立选自：(3RS，6RS)-BCEMD，(3S，6RS)-BCEMD，(3S，6S)-BCEMD其结构式如下：

Cat.为醋酸双环胍

n代表结构单元(Lac-Glu)的平均个数，n＝7～50

P(Lac-alt-Glu)数均分子量Mn＝2000～20000

方法二是：

以(3RS，6RS)-或(3S，6RS)-或(3S，6S)-BCEMD为单体，以DL-丙交酯(DLLA)或L-丙交酯(LLA)为第二单体，进行BCEMD与DLLA或与LLA的本体或溶液开环共聚合反应，单体BCEMD、第二单体丙交酯、催化剂的投料比为(2～24)∶(31～186)∶1，反应温度为110～140℃，反应时间为8～17h，脱除保护基后所获得产物为乳酸-谷氨酸无规共聚物，即聚(乳酸-co-谷氨酸)，英文缩写为P(Lac-co-Glu)；

所合成聚乳酸-谷氨酸分子量可控制在Mn＝4000-40000，多分散性指数PDI＝1.07-1.38；

共聚物合成反应式如下：

其中，M₁独立选自：(3RS，6RS)-BCEMD，(3S，6RS)-BCEMD，(3S，6S)-BCEMD其结构式如下：