[发明专利]一种异山梨醇聚磷酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及异山梨醇聚磷酸酯及其合成方法。

背景技术

由于能源和环境问题，可再生的生物基单体在高分子合成中引起研究者的关注。生物基脂肪族二醇，特别是异山梨醇(1:4,3:6-二脱水-D-葡萄糖)被认为是绿色的生物基单体(Adv Carbohydr Chem Biochem 1991,49,93-173)，可作为高分子合成单体；具有原料来源丰富、特殊的手性特征、生物可降解、无毒及热稳定性特征，已在光学材料、工程材料、医药材料等方面广泛研究(Prog Polym Sci 2010,35,578-622)。目前常用的石油来源单体为双酚类单体-双酚A具有类雌性激素的毒性，因此异山梨醇被认为双酚A的潜在替代单体(Therm Anal Calorim 2012,109,1267-1275)。杜邦、帝仁、罗盖特等公司(CN1298343，CN1298346，CN1298418，US12522090)发明了一系列芳香族或脂肪族的异山梨醇聚酯，用于光学材料、工程材料、涂料以及医药和个人护理方面。

近年来，聚磷酯类生物降解高分子材料的研究也异常活跃。聚磷酸酯是一类生物相容性好，生物降解、与细胞膜结构类似，结构易被修饰和功能化的生物降解高分子(Macromolecular Bioscience,2009,9,1154-1164)，可作为医用材料用于药物控释领域、组织工程领域等医用领域。但是，现有的聚磷酸酯大分子骨架高度疏水性、亲水性差等特点(Biomacromolecules2009,10,2213-2220)，制约了在生物医用材料上的广泛使用。异山梨醇具有良好的亲水性，并且由于其生物相容性，聚合物中含有异山梨醇能够提高聚合物的细胞吸附性。因此，在聚磷酸酯中引入异山梨醇单体，不仅可以提高聚磷酸酯的亲水性，而且可以增强聚磷酸酯的生物相容性。

目前，异山梨醇聚磷酸酯材料尚未见报道。

发明内容

本发明提供了一种新的聚磷酸酯材料-异山梨醇聚磷酸酯。

本发明还提供了聚磷酸酯的合成方法。该发明拓宽了聚磷酸酯的种类。

另外，本发明还提供了聚磷酸酯材料的应用。

为了达到本发明的技术目的，本发明的技术方案为

一种聚磷酸酯化合物，其特征在于，该化合物由异山梨醇与磷酰物或卤代磷酸酯合成。

本发明所述的化合物，其中，所述磷酰物包括：二氯磷酰、二氟磷酰、二溴磷酰；所述卤代磷酸酯包括：二氯磷酸酯、二氟磷酸酯、二溴磷酸酯等.

本发明所述的化合物，其中，所述磷酰物为二氯磷酰，其化学结构如图3所示，其中R基为碳原子数小于或等于4的烷基，或卤素

本发明所述的化合物，其中，所述卤代磷酸酯为二氯磷酸酯，其化学结构如图4所示，其中R基为碳原子数小于或等于4的烷基，或卤素

本发明所述的化合物，其中，所述异山梨醇为下述5a,5b,5c结构式中的异山梨醇中的一种或者多种，

一种制备异山梨醇聚磷酸酯的方法，所述合成体系为(ⅰ)异山梨醇(ⅱ)磷酰物或卤代磷酸酯(ⅲ)促进剂(ⅳ)氯化氢吸附剂，其特征在于，合成体系中不额外含有溶剂。

本发明所述的方法，其中，所述促进剂为：N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺、N,N-二甲基对乙苯胺、N-甲基-N-2-羟乙基对甲苯胺等；

所述吸附剂为：无水磷酸三钾、无水磷酸钠、三甲胺、三乙胺、三苯胺；

所述磷酸基化合物纯度为99.9％以上；

所述异山梨醇源于生物基，纯度含量为99.9％以上。

本发明所述的方法，其中，制备的具体步骤为：

(a)将(ⅰ)异山梨醇与(ⅳ)氯化氢吸附剂接触混合

(b)将(ⅲ)促进剂加入(a)步骤的混合物中

(c)将(ⅱ)含磷酸基化合物注入(b)步骤的混合物中，并不断搅拌使其接触反应注入完毕后，升温继续反应。(d)分离纯化异山梨醇聚磷酸酯。

本发明所述的方法，其中，所述步骤(c)操作条件为：温度，-5-3℃，优选-2-1℃；且注入时间为0.5-5h，优选1-2.5h；注入后的反应温度为50-120℃，优选70-100℃；反应时间为时间为2-9h，优选4-7h。

本发明所述的方法，其中，(ⅰ)异山梨醇与(ⅱ)磷酰物或卤代磷酸酯的摩尔比为1:1.2～1:1.7，优选摩尔比为1:1.3～1：1.5。