[发明专利]一种可生物降解的热响应性聚（碳酸酯-醚）及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚（碳酸酯-醚）技术领域，更具体地说，涉及一种可生物降解的热响应性聚（碳酸酯-醚）及其制备方法。

背景技术

作为一种室温气体，二氧化碳所产生的温室效应已构成日益严重的环境污染，因此减少二氧化碳排放已成世界各国关注的热点。但从另一方面来看，二氧化碳又是一种取之不尽、用之不竭的原料。利用二氧化碳的一个主要方向是以它为原料合成高分子材料，例如，以二氧化碳和2-甲基氮丙啶为原料可以共聚合成具有热响应性二氧化碳基共聚物脂肪族聚（氨酯-胺）。由于主链存在疏水的氨酯单元和亲水的胺单元，该聚合物在水溶液中表现出热响应行为，在临界相溶温度（LCST）以下能很好地溶解在水中，而当温度高于临界相溶温度时，聚合物变得不溶解并从水中析出。这类聚合物有望在药物释放、微促动器、传感器和基因转染等方面得到广泛的应用（Osamu Ihata et al.Macromolecules,38,6429,2005;Chem.Commun.,2268,2005）。但该聚合物不具有生物降解性，从而限制了它在一些生物医用方面的应用，特别是生物体内的应用。

自从井上祥平1969年用ZnEt₂/水催化二氧化碳和环氧化合物共聚得到可生物降解的聚碳酸酯以来（Makromol.Chem.,130(1),210,1969；J.Polym.Sci.Polym.lett.,7(4),287,1969），各国科学家相继开发各类催化剂催化二氧化碳和环氧化合物，如锌盐类催化剂（Polym.J.,13(4),407,1981；J.Polym.Sci.Polym.Chem.,37(12),1863,1999；US 4943677；US 4981948），大位阻锌类催化剂(J.Am.Chem.Soc.,120(42),11018,1998；J.Am.Chem.Soc.,123(36),8738,2001；J.Am.Chem.Soc.,126(37),11404,2004；US 6133402)，稀土催化剂（Macromolecules,24(19),5305,1991；Macromolecules,30(11),3147,1997；J.Polym.Sci.Polym.Chem.,39(16),2751,2001；US 6815529 B2），双金属氰化物催化剂（Polymer,45(19),6519,2004；J.Polym.Sci.Polym.Chem.,42(20),5284,2004），以及Al、Cr、Co、Mn、Mg等催化剂（J.Polym.Sci.Polym.Chem.,38(16),2861,2000；Chem.Eur.J.,11(21),6298,2005；Angew.Chem.Int.Edit.47(38),7306,2008；J.Polym.Sci.Polym.Chem.,41(22),3549,2003；US 4166898）。

本发明人发现，二氧化碳和环氧乙烷在催化剂下生成的聚（碳酸酯-醚），其结构中存在疏水的可生物降解的碳酸酯单元和亲水的醚单元，与脂肪族聚（氨酯-胺）结构相似，因此它被期望在水溶液中具有热响应行为。本发明人考虑，提供一种具有热响应性的可生物降解的聚（碳酸酯-醚）及其制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可生物降解的聚（碳酸酯-醚）及其制备方法，该聚（碳酸酯-醚）具有热响应性。

为了解决以上技术问题，本发明提供可生物降解的热响应性聚（碳酸酯-醚），其特征在于，具有式Ⅰ所示的结构单元：

式Ⅰ

其中，n为式Ⅱ所示的结构单元与式Ⅰ所示的结构单元的比例，n为4%~45%，

式Ⅱ。

优选的，数均分子量为70~250kg/mol。

优选的，转变温度为10~90℃。

相应的，本发明还提供一种上述技术方案所述的聚（碳酸酯-醚）的制备方法，包括以下步骤：

将二氧化碳和环氧乙烷在双金属氰化物-稀土配合物复合催化剂的催化作用进行共聚合反应，得到聚（碳酸酯-醚）。

优选的，所述双金属氰化物-稀土配合物复合催化剂由双金属氰化物、稀土配合物和1,3-二氧五环组成；

稀土配合物为三氯乙酸钇、三氯乙酸钕、三氯乙酸镧、二氯乙酸钇、二氯乙酸钕、二氯乙酸镧、氯乙酸钇、氯乙酸钕和氯乙酸镧中的一种或两种。

优选的，所述双金属氰化物与环氧乙烷的质量体积比为（3~15）mg：100mL。