[发明专利]一种聚乳酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸的制备领域，具体涉及一种在二丁基镁催化下由丙交酯制备聚乳酸的方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和生物降解性的合成高分子材料，也是一种完全自然循环型的可生物降解材料。聚乳酸无毒、无刺激性，具有良好生物相容性，可生物分解吸收、强度高、可塑性强、便于加工成型的高分子材料，因此在骨科固定材料、手术缝合线、伤口敷料、眼科植入材料、药物载体等医学领域具有广阔的应用前景。

早在20世纪50年代，研究人员就开始了对于PLA的合成及应用的研究。到70年代初已经合成了高分子量的、具有旋光性的D或L型PLA，并初步用于药物制剂和外科等方面。近年来，随着PLA及其共聚物在骨折中做固定材料、骨组织工程材料及药物控释制剂等方面的产品开发及性能要求，在高分子量PLA的制备及具有特定组成和结构、降解速度可控、降解后无重金属残留、对人体无害的PLA及共聚物的合成等方面的研究，显示出广阔的发展前景。

聚乳酸可以由丙交酯(Lactide)开环聚合制得，使用的催化剂主要有质子酸、有机铝化合物、锡盐类等，目前应用较多且公认为催化效率最好的是辛酸亚锡(Kricheldorf H R，et al，Polylactones 48.SnOct₂-initiated polymerization of lactide：A mechanistic study，Macromolecules，2000，33，702.)，其反应路线如下：

但在上述聚合反应过程中无法将催化剂中的锡元素从合成的聚合物中彻底去除，致使聚合物中不可避免地残留重金属化合物，而且医学研究表明，辛酸亚锡具有细胞毒性(Schwarch G，et al，Ring opening polymerization of D，L-lactide in the presence of zinc metal and zinc lactate.Polym.Int，1998，46，177.；Saunders I K，et al，Polylactones，39.Zn lactate-catalyzed copolymerization of L-lactide with glycolide or ε-caprolactone，Macromol.Chem.Phys，1998，199，1081.)，这使得将此类材料作为医药用材料，特别是较长期(长期服用药物的载体、植入性医用材料等)使用这类材料带来不安全性的隐患。

因此，采用低毒性金属配位催化剂催化丙交酯开环聚合成为丙交酯合成的一大热点。

金属镁及其化合物，虽然作为催化剂活性不及辛酸亚锡，但镁可参与人体的新陈代谢过程，是一类完全无毒的金属。镁是体内第4位、细胞内第二丰富的阳离子，是人体不可缺少的重要营养元素，对神经、肌肉、骨和心脏功能具有重要影响，可见镁作为生物医用材料具有良好的安全性基础(Staiger MP Pietak AM.Huadmai J.et al.Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials：a review.Biomaterials.2006：27(9)：1728～1734.)。

公开号为CN 101367921的专利公开了一种氨基酸催化丙交酯开环合成聚乳酸的方法。其是以无毒、无金属、人体所需的氨基酸作为丙交酯开环聚合的催化剂，避免了使用金属催化剂，制备的聚乳酸无金属化合物残留。具体方法是采用本体聚合方式，以氨基酸为催化剂，以丙交酯为单体，二者混合物在反应温度为140～200℃，真空保护条件下，反应24～96小时，丙交酯发生开环聚合反应生成聚乳酸。使用该方法所得到的聚乳酸无金属化合物残留，且产率≥90％，产物适宜用作药物控释载体和组织工程材料。该方法所得的产物虽然无毒无金属残留，但是所需的反应温度过高，批量生产的时候消耗了大量的能量，不符合环保低碳的需求。