专利名称：利用乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚乳酸的制备方法，尤其涉及一种利用熔融缩聚法直接合成无毒药用聚乳酸的方法。
背景技术：
聚乳酸(PLA)是一种无毒、可生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性。聚乳酸的最终降解产物是H2O和CO2，中间产物乳酸也是体内正常的糖代谢产物，所以不会在重要器官聚集。随着PLA及共聚物的应用特别是在生物医学工程领域的不断扩大，对其合成及应用的研究日益深入。目前合成聚乳酸的方法主要有丙交酯的开环聚合和乳酸的直接缩聚。
采用丙交酯的开环聚合虽然可以得到高分子量的聚乳酸，但由于其产率低以及丙交酯的价格高而使得聚乳酸的价格居高不下，从而限制了其广泛应用。而聚乳酸的直接缩聚是一个经济的方法。因为合成聚乳酸的单体乳酸是以地球上不断再生而取之不竭的农作物——玉米、稻谷、土豆、红薯等作为原料而制取，这就为聚乳酸的直接合成打下了坚实的基础。在直接法合成聚乳酸的研究中，应用最多的是溶液聚合，这种方法得到的聚乳酸分子量较高，但有溶剂残留，产率也不高。在实际的应用中，不同分子量的聚乳酸其用途不同。用于药物输送系统的聚乳酸，分子量在4000-10000之间，因为这种分子量的聚乳酸在体内的降解符合药物释放的需要。聚乳酸用作控释药物制剂的载体可分为两种情形一是制作药物胶囊，让药物定量持续释放保持血药浓度相对平稳，减少服药次数，同时降低一些药物集中吸收对肠胃刺激性及毒副作用；二是作为囊膜材料用于药物、酶制剂、生物制品微珠、微球的微型包覆膜，以更有效的控制药物剂量的平稳释放。对于药用的聚乳酸来说，最关注的不是分子量，而是它的毒性。鉴于此，本发明尝试不用催化剂进行聚乳酸的直接缩聚。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用乳酸直接缩聚合成无毒药用聚乳酸的方法。
本发明利用乳酸缩聚合成无毒药用聚乳酸的方法，包括以下工艺步骤
①对乳酸进行干燥处理在乳酸中加入分子筛干燥24小时以上。
②脱水将干燥处理的乳酸在温度30-120℃，真空度10-200mmHg下减压脱水2-8小时。较优的除水温度为70-90℃，真空度为50-100mmHg，在此条件下进行脱水，脱水速度快，又能使得乳酸不被抽走，产率高。
③缩聚在温度为100-200℃，真空度为0.1-100mmHg的条件下，缩聚反应6-50小时得缩聚物。较优的缩聚温度为120-180℃，真空度为10-80mmHg，在此条件下，聚合反应能顺利进行，又可以防止聚乳酸解聚。
缩聚反应采用分段升温法，即每3-5小时升温10-30℃，以提高聚乳酸的分子量和产率。
④将所得缩聚物冷却后用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后在20-70℃真空干燥得到分子量为2000-50000的聚乳酸。
所得缩聚物用丙酮溶解后，可先用乙醇沉淀，再用蒸馏水重沉淀，最后进行真空干燥。
所述乳酸原料为D，L-乳酸。
本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明利用乳酸直接缩聚制备成聚乳酸，不用任何溶剂和催化剂，故无催化剂残留、无溶剂残留、无毒，可广泛应用于医学领域。
2、本发明以乳酸为原料，成本低廉，产率高，制备的聚乳酸分子量较高。
3、本发明工艺简单、操作方便，有利于工业化生产。
具体实施例方式
每3-5小时升温10-30℃。
实施例1向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在30℃，真空度为200mmHg条件下搅拌脱水8小时；分段升温(每3小时升温10℃，)至100℃，在真空度为0.1mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后20℃条件下真空干燥得38g粘均分子量为2000的聚乳酸。
实施例2向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在40℃，真空度为150mmHg条件下搅拌脱水6小时；分段升温(每3小时升温20℃，)至120℃，在真空度为1.0mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在30℃条件下真空干燥得40g粘均分子量为2500的聚乳酸。
实施例3向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在50℃，真空度为100mmHg条件下搅拌脱水5小时；分段升温(每3小时升温30℃，)至130℃，在真空度为50mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在36℃条件下真空干燥得39g粘均分子量为2800的聚乳酸。
实施例4向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在60℃，真空度为90mmHg条件下搅拌脱水4小时；分段升温(每4小时升温10℃，)至140℃，在真空度为10mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在36℃条件下真空干燥得41g粘均分子量为3200的聚乳酸。
实施例5向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在70℃，真空度为80mmHg条件下搅拌脱水3小时；分段升温(每4小时升温20℃，)至150℃，在真空度为20mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后40℃条件下真空干燥得36g粘均分子量为4000的聚乳酸。
实施例6向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在80℃，真空度为70mmHg条件下搅拌脱水2小时；分段升温(每4小时升温30℃，)至160℃，在真空度为30mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在36℃条件下真空干燥得38g粘均分子量为7000的聚乳酸。
实施例7向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在90℃，真空度为60mmHg条件下搅拌脱水2小时；分段升温(每5小时升温10℃，)至170℃，在真空度为40mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在36℃条件下真空干燥得42g粘均分子量为10000的聚乳酸。
实施例8向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在100℃，真空度为50mmHg条件下搅拌脱水2小时；分段升温(每5小时升温20℃，)至180℃，在真空度为50mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在50℃条件下真空干燥得41g粘均分子量为50000的聚乳酸。
实施例9向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在110℃，真空度为30mmHg条件下搅拌脱水2小时；分段升温(每5小时升温30℃，)至190℃，在真空度为60mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在60℃条件下真空干燥得33g粘均分子量为8000的聚乳酸。
实施例10向250ml配有温度计、分水器的三颈圆底烧瓶中加入50ml纯度为80％的经分子筛干燥的D，L-乳酸，在120℃，真空度为10mmHg条件下搅拌脱水2小时；分段升温(每3小时升温30℃，)至200℃，在真空度为100mmHg的条件下聚合6-8小时得缩聚物；将所得缩聚物冷却后先用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后用蒸馏水重沉淀，最后在70℃条件下真空干燥得31g粘均分子量为7000的聚乳酸。
权利要求
1.一种利用乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，包括以下步骤①对乳酸进行干燥处理在乳酸中加入分子筛干燥24小时以上；②脱水将干燥处理的乳酸在温度30-120℃，真空度10-200mmHg下减压脱水2-8小时；③缩聚在温度为100-200℃，真空度为0.1-100mmHg的条件下，缩聚反应6-50小时得缩聚物；④将所得缩聚物冷却后用丙酮溶解，再用乙醇沉淀，然后在20-70℃真空干燥。
2.根据权利要求1所述乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，其特征在于所述乳酸为D，L-乳酸。
3.根据权利要求1所述乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，其特征在于步骤②所述的脱水温度为70-90℃，真空度为50-100mmHg。
4.根据权利要求1所述乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，其特征在于步骤③所述缩聚反应的温度为120-180℃，真空度为10-80mmHg。
5.根据权利要求1所述乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，其特征在于步骤③所述缩聚反应采用分段升温法，每3-5小时升温10-30℃。
6.根据权利要求1、2、3、4、5所述任何一种乳酸直接缩聚制备无毒聚乳酸的方法，其特征在于步骤④中将所得缩聚物用丙酮溶解后，先用乙醇沉淀，再用蒸馏水重沉淀，最后进行真空干燥得到分子量为2000-50000的聚乳酸。
全文摘要
本发明提供了一种以乳酸为原料，通过熔融缩聚制备聚乳酸的方法。该方法是将干燥处理的乳酸减压脱水后在温度为100－200℃，真空度为0.1－100mmHg的条件下进行缩聚反应而得。本发明不用任何溶剂和催化剂，故无催化剂残留、无溶剂残留，可广泛应用于医学领域。本发明以乳酸为原料，成本低廉，产率高，制备的聚乳酸分子量较高。本发明工艺简单、操作方便，有利于工业化生产。
文档编号C08G63/00GK1702091SQ200510042859
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月22日 优先权日2005年6月22日
发明者雷自强, 白雁斌 申请人:西北师范大学