Способ получения сложных полиэфиров

 

Изобретение относится к созданию биодеструктируемых полимеров медицинского назначения на основе гликолида и лактида. Изобретение позволяет получить эти полимеры по упрощенной технологии за счет того, что расплав лактида или гликолида или их смеси, содержащих (1-15) 10 мол/л оксикислот, выдерживают с оксидом, гидроксидом или гидридом кальция в течение 0,5-1,0 ч при молярном отношении Са СООН 3.5 и 90-130°С с последующей полимеризацией смеси при 160-220°С в массе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э С 08 G 63/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4700453/05 (22) 12.04.89 (46) 23.10.91. Бюл. Q 39 (72) В.А.Ходжемиров, Т,В.Власова и Д.К,Поляков (53) 678.764.32 (088.8) (56) Патент США N. 3442871, кл. 260 — 783, 1969. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ ПОЛИЭФИРОВ (57) Изобретение относится к созданию биодеструктируемых полимеров медицинскоИзобретение относится к синтезу биодеструктируемых полимеров медицинского назначения на основе гликолида и лактида, которые могут быть использованы для изго-. товления рассасываемых хирургических нитей, штифтов для остеосинтеза переломов костей и других иэделий, биодеструктирующих в живом организме без образования токсичных продуктов, Цель изобретения — упрощение технологии получения высокомолекулярного полимера, не содержащего токсичных примесей, и пригодного для изготовления высокопрочных биодеструктирующих изделий медицинского назначения.

Гликолевая и молочная кислоты, а ..также их линейные димеры и олигомеры, присутствующие в сыром гликолиде и лактиде в виде примесей, вызывают существенное снижение молекулярной массы образующихся полимеров, что делает их непригодными для изготовления биодеструк,, Ж„„1685952 А1 го назначения на основе гликолида и лактида, Изобретение позволяет получить эти полимеры по упрощенной технологии за счет того, что расплав лактида или гликолида или их смеси, содержащих (1 — 15) 10 мол/л оксикислот, выдерживают с оксидом, гидроксидом или гидридом кальция в течение 0,5 — 1,0 ч при молярном отношении

Са:СООН = 3:5 и 90 — 130 С с последующей полимеризацией смеси при 160 — 220 С в массе, тируемых иэделий медицинского назначения.

Твердое неорганическое соединение ф кальция при взаимодействии с расплавом мономеров нейтрализует примеси органических кислот, химически связывая их в виде солей кислот или их олигомерных про- О иэводных. Температура этого взаимодейст- 09 вия незначительно превышает температуру (Я плавления мономеров, напримердля глико- . 0 лидаона равна90 С,длялактида130 С. При (Я этом одновременно происходит формиро- р р вание каталитического комплекса, который после повышения температуры реакционной смеси до 140 — 160 С способен иниции- Ф ровать процесс полимериэации лактонов.

Время обработки мономеров соединением кальция составляет 30 — 60 мин и зависит от начального содержания органической кислоты в мономере и молярного соотношения Са и органической кислоты. Последняя величина колеблется от 3,0 до 5,0 в зависимости от природы соединения кальция. В

1685952 качестве акцептора активных примесей используют Оксид кальция, гидрОксид кальция или гидрид кальция, Специальными опытами показано, что остаточное содержание органических кислот в мономерах после такой обработки не превышает 5 10 з моль/л, что позволяет получать на их основе высокомолекулярные полимеры с волокнообразующими свойствами.

При температуре предварительной обработки (90-130 С) не имеет место образование полимеров. Полимеризацию гликолида и лактида после Обработи и приготовления катализатора проводят в расплаве в интервале 140 — 220"С, Пример 1. А. 10,0 г гликолида-сырца, содержащего по данным пстенциометрического титрования 5,0 I Î моль/л гликолевой кислоты, помещают в стеклянную ампулу и добавляют к нему такое количество

Са0, чтобы молярное отношение Са:COOH было равно 4,0. Смесь вакуумируют (Poc =-0,01 мм рт.ст.), прогревают при 90 С в течение 1 ч, при этом содержание гликслевой кислоты понижается до 4,0 10 моль/л.

Далее температуру поднимают до 160 С и проводят полимеризацию гликолида под действием приготовленного катализатора, Выход кристаллического полигликслида с волокнообразующими свойствами 98,4% за

1 ч.

Б. Для сравнения аналогичный сг ы.проводят по известному способу. Для этогс

10,0 r гликолида-сырца загружают в таке аргона в предварительно откачан ный сосуд для перекристаллизации, добавляют необходимое ксличествс Осушенного этилацетата и последовательно проводят такое число перекристаллизаций, которое необходимо для получения кондиционного мсномера.

После четырех циклов перекристаллизации содержание гликолевой кислОты в мснОмере понизилось с 5,0 10 дб 4,5 10 моль/л, что вполне достаточно для получения высокомолекулярного полимера. Выход очищенного мономера 45;4.

К 1,0 г очищенного гликолида в токе аргона добавляют ЯЛСИ 2Н2О в таком количестве, чтобы его концентрация составила l,О . 10 з моль/л, смесь вакуумируют (Рост. - 0,01 мм рт.ст.) и проводят полимеризацию в расплаве при !I60 Ñ в течение "! ч, Выход кристаллическОго пслигликслида с волокнообразующими свойствами 57), .

Таким образом,, предлагаемый способ позволяет вдвое снизи.n.. потери мономера при очистке и получить высокомолекулярный полимер с волскносбразующими свойствами без участия токсичных соединений тяжелых металлов.

Пример 2. А, По примеру 1А проводят полимеризацию лактида. Для этого 10,0 лак5 тида-сырца,содержащего15,0 "10 моль/л молочной кислоты, смешивают с Са0 при молярном отношении Са:C00H = 3,0, Смесь прогревают в вакууме (Р0ст. = 0,01 мм рт.ст.) втечение 1 ч при 130 С. Содержание молоч10 ной кислоты при этом понижается до

4,5 10 з моль/л (по данным потенциометрического титрования). Далее температуру поднимают до 1600С и полимеризуют лактид под действием сформированного

15 катализатора в течение 1 ч, Выход высокомолекулярного полимеса 550/, Б. Для сравнения аналогичный опыт проводят по примеру 1Б. Для этсгс IIG,Î r

d,l-nax wpа-сырца, содержащего 15,0 10

20 моль/л молочной кислоты, подвергаю перекристаллизации из горячего раствора этилацетата пс известному способу, После четырех циклов перекристаллизации остаточное содержание молочной кислоты в лак25 тиде 4,6 10 моль/л, выход очищенного мсномера 50 Д, К 1,0 г очищенного d,l-лактида добавляк>т SnCIz 2HzG (концентрация 1,0 10 моль/л) и проводят пслимеризацию в рас30 плаве при 160 С в течение 1 ч, Выход высокомолекулярногос полимера — 360 .

Таким сбразсм, предлагаемый способ гозволяет вдвое сократить потери мснсмера и получить высокомолекулярный пслилак35 тид без участия тсксичных катализаторов на основе тяжелых металлов, Пример 3. Пс примеру 1А проводят пслимеризацию гликолида в присутствии

Са (ОНД при малярном отношении Са:

40 СООН = 4,0. После предварительного выдерживания смеси Са(ОН)г с расплавленным мснсмерсм в течение 0,5 ч остаточное содержание гликслевсй кислоты 4,2 10 моль/л, Выход кристаллического пслигликолида с вслскнссбразующими свойствами

88 / при 160" C за 1 q, Пример 4. По примеру 2А проводят полимеризацию d,l-лактида при мслярном отношении Са(ОН)2; молочная кислота, рав50 ном 3.0. Остаточное содержание молочной кислоты после предварительного выдерживания в расплава смеси лактида и Са (ОН)р и приготовления катализатора составляет

4,0 10 моль/л. Выход выссксмслекуляр55 ного полилактида 48 при 160 С за 1 ч.

Пример 5, Пс примеру 1А проводят полимеризацию гликолида в присутствии

СаН2 при малярном отношении Са:СООН= 5,0. Остаточное содержание гликолевой

1685952 сле выдерживания s расплаве смеси мономеров с Са(ОН)г при 100 С в течение 1 ч равно 4,5 10 моль/л. Выход высокомолекулярного волокнообразующего сополимера 89 за 6 ч при 160 С.

Пример 9. По примеру 7 проводят сополимеризацию 25 мол,7(гликолида и 75 мол.$ d,1-лактида в присутствии СаНг при молярном отношении Са:СООН = 5,70. Остаточное содержание органических кислот после выдерживания в расплаве при 130 С в течение получаса смеси мономеров с СаНр составляет 4,8 10 моль/л. Выход высокомолекулярного сополимера 65 за 6 ч при

1600C.

Составитель В.Полякова

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Яцола

Заказ 3574 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 кислоты после предварительного выдерживания B расплаве смеси СаНг с гликолидом в течение 0,5 ч составляет 4,4 10 моль/л.

Выход кристаллического волокнообразующего полимера равен 487; за 1 ч при 160 C. 5

Пример 6. По примеру 2А проводят полимеризацию 4,l-лактида в присутствии

СаН2 при молярном отношении Са:СООН- 4,0. После предварительного выдерживания в расплаве при 130 С в течение 1 ч 10 смеси СаН2 и лактида остаточное содержание молочной кислоты равно 4,7 10 моль/л. Выход -высокомолекулярного полимера 46,7 за 1 ч при 160 С.

Пример 7. По примеру 1А проводят 15 совместную полимеризацию эквимолярных количеств гликолида и d,l-лактида в присутствии СаО при молярном отношении

Са:СООН =4,0. После выдерживания в течение 1 ч расплавленной смеси мономеров с 20

СаО при 130 С суммарное остаточное содержание органических оксикислот в реакционной смеси составляет 4,6 10 з моль/л.

Далее температуру смеси поднимают до

160 C и сополимеризуют гликолид и лактид 25 под действием приготовленного катализатора. Выход высокомолекулярного сополимера 787 за 6 ч при 160 С.

Пример 8. По примеру 7 проводят сополимеризацию 75 мол. гликолида и 25 30 мол.7ь лактида в присутствии Ca(0H)z при молярном отношении Са:СООН = 3,0. Остаточное содержание органических кислот поФормула изобретения

Способ получения сложных полиэфиров путем полимеризации или сополимеризации гликолида и лактида в массе в присутствии катализатора при 160 С, о т л и ч à е -шийся тем, что, с целью упрощения технологии получения высокомолекулярного полимера, не содержащего токсичных примесей и пригодного для изготовления высокопрочных, биодеструктируемых изделий медицинского назначения, расплав мономера или смеси мономеров, содержащих (1 — 15) х 10 моль/л оксикислот, предварительно выдерживают с оксидом, гидроксиропе или гидридом кальция в течение 0,5-1,0 ч при молярном соотношении Са:СООН=3,0;5,0 и 90-130 С.