[发明专利]一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种顺丁烯二酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺。

背景技术

乳酸和羟基乙酸的共聚是缩合聚合反应，其合成路线主要有开环聚合和直接缩聚两种。开环聚合法是PLGA最传统的合成方法 ，根据其合成聚合物可分为无规共聚物(Ran-PLGA)和交替共聚物(Alt-PLGA)两种。无规PLGA共聚物是以丙交酯和乙交酯两种作为共聚单体，按不同投料比开环聚合，形成不同组成的PLGA聚合物，但由于乙交酯和丙交酯具有不同的竞聚率，很难严格控制Ran-PLGA的无规程度和组成重现性，特别是乙交酯投料比高时，由于其竞聚率高于丙交酯，易生成少量溶解性差的聚羟基乙酸(PGA)，难以得到组成均一的Ran-PLGA。PLGA的交替共聚物的合成是利用LA与GA反应合成乙丙交酯单体，然后再开环聚合，这样得到的Alt-PLGA结构规整，组成固定，降解性能稳定。

在现有的马来酸酐-乳酸共聚物的合成技术中，1、丙交酯的生成为：首先，乳酸边升温边减压，逐渐升温到 140℃ , 减压到0.035 MPa ,保持温度在 130-140℃ ,脱水1- 2h，加入催化剂，在一定温度、压力下环化，制备丙交酯粗品。然后，蒸馏水洗涤、乙酸乙酯重结晶制备丙交酯粗品；2、马来酸酐-丙交酯共聚物的制备为：在100℃水浴中加热已制备好的丙交酯和马来酸酐的混合物，用减压回流的方法反应20h。在反应完成后，在反应物中加入四氢呋喃，逐滴滴入蒸馏水中，有黄色沉淀物出现，反复洗涤3次，纯化沉淀物即得到丙交酯与马来酸酐的共聚物。

但在上述的马来酸酐-乳酸共聚物的合成技术中，存在如下缺陷：1、马来酸酐只针对聚乳酸的改性。2、采用开环聚合的方法，工艺过程复杂，收率低，成本高。

现有技术中，还可以通过熔融缩聚直接法合成聚乳酸-羟基乙酸共聚物，具体操作为：乳酸、羟基乙酸按照配方比例加入到反应器中，在合适的温度、真空下脱水一定时间后，加入催化剂，保持一定温度和真空条件下，反应若干小时，得粗品，经洗涤、干燥，制得聚乳酸-羟基乙酸共聚物。

但此方法有以下两点不利因素：1、高分子量聚乳酸-羟基乙酸的合成中，当共聚物分子量达50000时，体系中的未反应基团应控制在千分之三以内，因此对可逆平衡共聚反应中的水分要求更低。2、反应体系的真空度一般是130Pa以内，操作费用高，不利于实现工业化生产。

发明内容

发明目的：本发明提供一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺。

技术方案：一种马来酸酐改性乳酸-羟基乙酸共聚物的合成工艺，包括如下步骤：

1）、马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品的制备：

将一定摩尔分数的乳酸、羟基乙酸加入到带有温度和搅拌装置的四口烧瓶中，其中，乳酸含量为50~99%，启动水循环真空泵和搅拌装置，减压至4000~6000Pa抽真空20~40min后，打开电热套加热，温度升至63~68℃时，烧瓶内出现沸腾，调节加热速率，维持沸腾脱水2~3h，得到脱水产物，停止加热，降温至80~90℃，打开氮气阀通入氮气10~20min后，关闭真空泵，加入复合催化剂和马来酸酐，启动搅拌装置使其混合均匀，关闭氮气阀、启动真空泵抽真空至400~500Pa，然后打开加热套加热至100℃，调节加热功率，使反应体系以1~2℃/min的速率缓慢升温，当温度升至175~185℃时，保温反应至10~15h得到马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物粗品；

2）、粗品的纯化：

将步骤1）中所得的聚合物粗品溶于四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中配制成10~15%的溶液，经过滤后，再用相同体积的甲醇沉淀并过滤，将沉淀物置于真空烘箱中50~60℃下干燥10~12h，得到纯净干燥的马来酸酐-聚乳酸-羟基乙酸共聚物的纯净物。

作为优化：所述步骤1）中得到的脱水产物包括乙交酯、丙交酯和乙丙交酯。

作为优化：所述步骤1）中加入的复合催化剂为：m_{复合催化剂}/m_{（乳酸+羟基乙酸）}=0.2%~0.5%。

作为优化：所述步骤1）中加入的马来酸酐为：m_{复合催化剂}/m_{（乳酸+羟基乙酸）}=2%~10%。

作为优化：所述步骤2）四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，四氢呋喃：N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:3~3:1。