专利名称：一种制备医用丙交酯的方法
技术领域：
本发明涉及高分子化合物的制备领域，具体地，涉及一种制备医用丙交酯的方法。
背景技术：
医用丙交酯是合成医用聚乳酸的重要原料，医用聚乳酸材料作为21世纪新型绿色材料在生物医用材料方面有广泛的前景。聚乳酸无毒，无刺激性，具有优良的生物相容性、生物可吸收性和生物可降解性，还具有机械强度高、化学性能稳定和易加工等优点，可以作为生物医学材料，用做药物缓释载体、外科植入材料，如医用缝合线、眼科植入材料、骨折内固定材料，以及大面积创伤(尤其烧伤)的包扎材料以及人工血管和组织工程支架(如人造皮肤)等。而在医用聚乳酸的合成工艺中，丙交酯的纯度非常重要，要做出高分子量聚乳酸， 必须选用高纯度丙交酯。现有专利一般采用开环聚合的方法，高温高真空裂解乳酸齐聚物制备丙交酯。如中国专利申请200310107684. 7 (公开号为CN 1616450A)公开了一种分两次加入催化剂制备丙交酯的方法，其制备步骤是I、将乳酸和催化剂ZnO按135 165:1的比例加入容器内加热，温度达到100°C抽真空，在2 2. 5小时内缓慢升温增大真空度；2、温度达到135 155°C时，再加入ZnO和La2 O3，两个混合催化剂质量比为3 5:1，是乳酸质量的1/300 250/1:1 ；3、真空度在0. 03、. 04MPa时维持3(T60min，脱去水分，没有水蒸馏出来时更换收
集瓶；4、升温17(Tl90°C，增大真空0. 09、. lOMPa，接收液体，冷却至常温即为丙交酯晶体。中国专利申请200810064553. 8 (公开号为CN 101585827A)公开了一种使用D, L-乳酸常压脱水，催化剂减压脱水生成低聚乳酸，然后低聚物高温裂解生成D，L-丙交酯的方法，其制备步骤是UD, L-乳酸145 °C常压沸石脱水；2、低聚乳酸加催化剂(ZnO) I. 5wt%减压150°C沸腾2 3h脱水；3、低聚乳酸170°C 250°C高温裂解，-0. 095Mpa真空度体系下减压蒸馏，得到丙交酯。而以上专利方法均存在以下缺点I、得到的丙交酯为浅黄色或黄色；2、反应物随丙交酯的蒸馏逐渐变少而发生粘稠、炭化，导致不易蒸馏，产率降低；3、前期蒸馏的丙交酯和后期蒸馏的丙交酯在物性指标上不稳定，变异性比较大。在现有的开环聚合生成丙交酯的方法中，关于脱水、缩聚和解聚三步反应的专利技术如下
中国专利申请200510094947. 4 (公开号为CN 1951933A)公开了一种常压聚合高温惰性气体带出反应生成物、冷却得到丙交酯的方法，其制备步骤是I、L-乳酸在15(Tl80°C真空度5000pa 8000pa下进行脱水反应，得到低聚乳酸；2、低聚乳酸15(T250°C常压反应；3、通入20(T500°C惰性气体将气化丙交酯带出，然后冷却收集丙交酯。该专利方法存在以下缺点I、反应物随丙交酯的蒸馏变少而发生粘稠、炭化，导致不易蒸馏、产率降低；2、加热高温气体的操作及回收存在危险性。
中国专利申请200810080194. 5 (公开号为CN 101434594A)公开了一种混合溶剂法制备丙交酯的方法，其制备步骤是I、D/L-乳酸在120°C下进行脱水反应；2、升温160°C，加入0. 7 0. 8%催化剂(氧化锌或三氧化二锑)，加入低沸点溶剂(正庚醇、丁醇或戊醇)10^20% ；3、升温220°C，加入0. 7 0. 8%催化剂(氧化锌或三氧化二锑)，减压蒸馏，产生乳酸低聚物；4、升温减压乳酸低聚物，在16(T200°C、真空60(T760mm Hg时，物料由暗黄色变褐色或黑色，开始裂解；温度到25(T280°C，反应2 3小时，加入高沸点溶剂(十六醇或十八醇)15 25%，减压蒸馏4小时，得到丙交酯。该专利方法存在以下缺点I、丙交酯颜色较黄；2、过程繁复，生产时间过长，无法规模化生产。因此，若能够开发出一处克服现有技术相关问题的丙交酯的制备方法，对于该领域技术至关重要。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种制备医用丙交酯的方法。本发明提供的制备医用丙交酯的方法，包括在乳酸中加入催化剂和高沸点溶剂进行缩聚反应，使得乳酸生成低聚乳酸；在生成的低聚乳酸中加入催化剂，进行解聚反应，得到医用丙交酯。其中，所述高沸点溶剂为邻苯二甲酸二乙酯、硅油、十六醇或十八醇。优选邻苯二
甲酸二乙酯。其中，乳酸与所加入的高沸点溶剂的重量比为0.5 2:1，优选2: I。其中，在乳酸中加入的催化剂为三氧化二锑、五氧化二磷、氧化锌或三氟化锑。优
选二氧化二铺。其中，乳酸与在乳酸中所加入催化剂的重量比为80(Tl200:l，优选1000:1。其中，缩聚反应的过程包括预聚和终聚。其中，在15(T200°C和ll(T25Kpa的条件下经预聚反应3 5小时。优选在170°C和30Kpa的条件下预聚反应4小时。此时初步脱去乳酸(LA)之间的结合水，通过分子间羟基和羧基的脱水缩聚后，使乳酸分子开始聚合。其中，在16(Tl90°C和2(T5Kpa的条件下经终聚反应I. 5 2. 5小时，生成低聚乳酸。优选在175°C和20Kpa的条件下终聚反应2小时。其中，在低聚乳酸中加入的催化剂为辛酸亚锡、硫酸亚锡、辛酸锡或乳酸锡。优选辛酸亚锡。其中，乳酸与在低聚乳酸中所加入催化剂的重量比为600 700:1，优选667:1。其中，在20(T250°C和IOlKpa的条件下经解聚反应，蒸馏得到医用丙交酯。优选在220°C和3Kpa的条件下进行解聚反应。本发明所述的制备方法，在进行缩聚反应前，还可以包括对乳酸进行脱水反应。其中，脱水反应的过程包括在9(Tl50°C和20(T300Kpa的条件下，冷凝脱水2 4 小时。优选条件为在120°C和20(T250Kpa下脱水3小时。本发明的脱水可以采用本领域常规或公开的方法，也可以使用本发明上述的方法；后者使得本发明在对现有技术已经做了改进的基础上，整体效果更优，脱水的目的是为了后面聚合更加完全。本发明提供的方法，在现有环聚合生成丙交酯的方法的基础上进行改进，在缩聚过程中加入高沸点溶剂，使反应体系在解聚时不会因为丙交酯的蒸馏减少而变的粘稠、不易蒸出、碳化、变黄，保证了生产过程的稳定和产品质量，以及物理指标的变异性。得到的丙交酯在原料纯度和所需精度上有优势，后续若再做重结晶，次数会很少。且产率较高，反应操作简单，没有危险性，生产时间短，利于工业化生产，具有很高的经济价值。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明中的常压指0. IMpa。本发明用到的物料和设备均可以从市场上购得，之中所涉及的其他操作方式和条件均为本领域的常规选择。实施例I在反应釜中加入50kg L-乳酸，置换反应釜中的空气(抽真空-通氮气，循环3次)；加热介质为油，使油温升到120°C，缓慢抽真空至200Kpa，冷凝脱水(有水至冷凝管流出)，3小时后水渐停；通氮至常压排水后，加入50g三氧化二锑和邻苯二甲酸二乙酯25kg ;油温升温至1700C，持续缓慢抽真空至30Kpa，反应4个小时；此时初步脱去乳酸(LA)之间的结合水，通过分子间羟基和羧基的脱水缩聚后，使乳酸分子开始聚合；然后通氮至常压排水后将加热介质换成水，温度控制在175°C，继续抽真空至20Kpa，回流2小时，生成低聚乳酸；最后在反应釜中通入惰性气体氮气至常压，排出反应过程中产生的蒸馏水，在得到的低聚乳酸中加入75g辛酸亚锡，加热介质为油，在油温220°C，抽真空至3Kpa下蒸馏出丙交酯液体，该液体收集到用75°C水温进行保护的储罐中，排放再经冷却后析出沉淀物，即产物L-丙交酯，呈白色晶体状，可作为医用。实施例2
其他条件同实施例I，所不同的是原料加入50kg D, L-乳酸，制备得到D，L-丙交酯，呈白色晶体状。实施例3其他条件同实施例1，所不同的是加入重量比为1:1的L-乳酸与邻苯二甲酸二乙酯，制备得到L-丙交酯，呈白色晶体状。实施例4其他条件同实施例1，所不同的是加入重量比为1:2的D-乳酸与邻苯二甲酸二乙酯，制备得到D-丙交酯，呈白色晶体状。实施例5 其他条件同实施例1，所不同的是使用硅油代替邻苯二甲酸二乙酯，产率为89%。实施例6其他条件同实施例1，所不同的是使用十六醇代替邻苯二甲酸二乙酯，产率为90%。实施例I其他条件同实施例1，所不同的是使用十八醇代替邻苯二甲酸二乙酯，产率为90. 5%。实验例按照Nature Works公司的制定的行业标准检测实施例f 4所制得的各丙交酯的纯度，按照GB FZ/T 50012-2006 (聚酯中端羧基含量的测定)检测实施例f 4所制得的各丙交酯的端羧基值，它们分别在生产过程的前后经两次测试。比较结果如下表
权利要求
1.一种制备医用丙交酯的方法，包括在乳酸中加入催化剂和高沸点溶剂进行缩聚反应，使得乳酸生成低聚乳酸；在生成的低聚乳酸中加入催化剂，进行解聚反应，得到医用丙交酯。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述高沸点溶剂为邻苯二甲酸二乙酯、娃油、十六醇或十八醇。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，乳酸与高沸点溶剂的重量比为0.5 2:I。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在乳酸中加入的催化剂为三氧化二锑、五氧化二磷、氧化锌或三氟化铺。
5.根据权利要求I或4所述的方法，其特征在于，乳酸与在乳酸中所加入催化剂的重量比为 800 1200:1。
6.根据权利要求f5任意一项所述的方法，其特征在于，缩聚反应的过程包括预聚和终聚反应；在15(T200°C和ll(T25Kpa的条件下经预聚反应3 5小时；在16(Tl90°C和2(T5Kpa的条件下经终聚反应I. 5 2. 5小时。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在低聚乳酸中加入的催化剂为辛酸亚锡、硫酸亚锡、辛酸锡或乳酸锡。
8.根据权利要求I或7所述的方法，其特征在于，乳酸与在低聚乳酸中所加入催化剂的重量比为600 700:1。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在20(T250°C和IOlKpa的条件下经解聚反应，蒸馏得到医用丙交酯。
10.根据权利要求I、任意一项所述的方法，其特征在于，该方法在进行缩聚反应前，还包括对乳酸进行脱水反应。
全文摘要
本发明涉及一种制备医用丙交酯的方法，包括在乳酸中加入催化剂和高沸点溶剂进行缩聚反应，使得乳酸生成低聚乳酸；在生成的低聚乳酸中加入催化剂，进行解聚反应，得到医用丙交酯。本发明提供的方法，在缩聚过程中加入高沸点溶剂，使反应体系在解聚时不会因为丙交酯的蒸馏减少而变的粘稠、不易蒸出、碳化、变黄，保证了生产过程的稳定和产品质量，以及物理指标的变异性；且产率较高，反应操作简单，没有危险性，生产时间短，利于工业化生产，具有很高的经济价值。
文档编号C08G63/08GK102863420SQ20121037868
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者王伟, 王威, 朱士燕 申请人:上海绿色盛世生态材料有限公司