[发明专利]一种聚内酯的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚内酯的制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明使用引发剂醇或者胺引发环状内酯单体或环状交酯单体或环状碳酸酯单体的开环，在有机催化剂的催化下引发小分子单体的开环聚合，得到聚内酯，所述的有机催化剂为海因衍生物和叔胺催化体系。采用本发明的技术方案，催化效率高，反应温和，能够高效合成精确的聚内酯，且无金属残留，分子量分布窄，产品产率高，无单体残留，色泽雪白。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种聚内酯的制备方法。

背景技术

在诸多的合成高分子材料中，脂肪族聚酯以其优良的生物可降解性、生物可吸收性和生物相容性占据重要地位，成为近年的研究热点。这类聚酯因分子结构中含有易水解的酯基，容易在水和微生物的存在下逐步分解成低聚物或单体，进而被代谢成为二氧化碳和水，因此可表现出一定生物降解性和相容性，这在生物医药、组织工程等领域均有巨大应用潜力。

传统的制备聚酯的方法主要是缩聚法，这种方法通常需要较高的温度，能源消耗量大，而且得到的产品分子量较低，分子量分布宽，反应过程不可控，不利于材料的稳定性。除此之外，通过环状单体的开环聚合制备脂肪族聚酯是活性、可控的方法之一。2001年，Hedrick研究了用有机催化剂催化开环聚合的工作，在过去的十几年中，利用有机催化剂制备聚酯的研究比较广泛。有机催化剂就效率和范围而言，已经成为可以替代金属催化和酶催化的全面催化剂，尤其是酸碱共催化的催化体系的运用，比如，J.Am.Chem.S℃.2001,123,3229–3238；Macromolecules 2006,39,7863-7871；J.Am.Chem.S℃.2013,135,13306-13309等等。强酸或者超强酸催化的反应总是控制性很差并且转化率较低，而碱催化容易发生回咬和转酯反应，而酸碱共催化制备的聚酯具有分子量高、分子量分布较窄的特点，不仅可以精确控制聚合产物的化学组成，而且能提高材料性能的稳定性，使材料的性质与用途更加温和，拓宽脂肪族聚酯的应用领域。

为了满足生物医学领域和微电子领域对材料的要求和简单、温和、高效合成精确分子量的聚合物的要求，本发明从实际的需求中去发现问题和解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用海因衍生物和叔胺催化体系作为催化剂制备聚内酯的方法，避免金属催化剂引起的金属残留物，从而满足生物医学领域和微电子领域对材料的要求；简单、温和、高效合成精确分子量的聚合物；精确制备相应的分子量低分散系数的聚内酯。

很多海因衍生物是一类抗癫痫药物，并且具有一定的酸性。我们采用具有式Ⅰ或式Ⅱ结构的海因衍生物，利用有机叔胺的碱性拔质子，使其形成离子型酸碱共催化体系(如海因衍生物选用式Ⅰ结构，则共催化体系则如式Ⅳ所示)，具有明显的优势，催化得到的聚合物具有催化效率高，分子量分布窄的特点。

实现上述目的的技术方案如下：

一种聚内酯的制备方法，其特征在于，引发剂醇或者胺引发环状内酯单体或者环状交酯单体或环状碳酸酯单体的开环，在有机催化剂的催化下引发小分子单体的开环聚合，得到聚内酯，所述的有机催化剂为海因衍生物和叔胺催化体系，海因衍生物具有如下通式Ⅰ或Ⅱ的结构：

式Ⅰ中，R1、R2和R3相同或不同结构，选自H、甲基、乙基、异丙基、新戊基等具有1～10个碳原子的直链或支链烷基；或苯基、环烷基、三氟甲基、羟基取代的烷基、芳基或取代芳基等基团；

式Ⅱ中，R1、R2和R4相同或不同结构，选自H、甲基、乙基、异丙基、新戊基等具有1～10个碳原子的直链或支链烷基；或苯基、环烷基、羟基取代的烷基、芳基或取代芳基等基团；

叔胺具有通式Ⅲ的结构：