Каталитическая система (co) полимеризации лактида и гликолида
Владельцы патента RU 2318836:
САНТР НАСЬОНАЛЬ ДЕ ЛЯ РЕШЕРШ СЬЕНТИФИК (С.Н.Р.С.) (FR)
СОСЬЕТЕ ДЕ КОНСЕЙ ДЕ РЕШЕРШ Э Д
АППЛИКАСЬОН СЬЕНТИФИК (С.К.Р.А.С.) (FR)Изобретение относится к каталитической системе (со)полимеризации лактида и гликолида, а также к способу (со)полимеризации с использованием указанной каталитической системы. Описана каталитическая система, состоящая из (а) трифторметансульфоната общей формулы (1), (b) добавки (со)полимеризации общей формулы (2), причем количество добавки (со)полимеризации по отношению к катализатору составляет от 0,05 до 5 молярных эквивалентов, для (со)полимеризации лактида и гликолида. Также описан способ (со)полимеризации лактида и гликолида, а также применение полученного указанным выше способом полимера или сополимера лактида и гликолида. Технический эффект - каталитическая система, позволяющая регулировать длину цепи, природу конечных звеньев цепи полученных (со)полимеров. 3 н. и 7 з.п.
Настоящее изобретение относится к каталитической системе (со)полимеризации лактида и гликолида, причем указанная система содержит в качестве катализатора трифторметансульфонат и (со)полимеризующую добавку. Настоящее изобретение также относится к способу (со)полимеризации лактида и гликолида с использованием такой каталитической системы.
В настоящее время все большее внимание уделяют синтетическим полимерам, применяемым для разработки искусственных органов и получения лекарственных средств [Chem.Eng.News 2001, 79(6), 30]. Такие полимеры должны соответствовать ряду критериев и, в частности, они должны быть биосовместимыми. Биоразлагаемый характер является дополнительным преимуществом, если полимер должен быть удален по истечении соответствующего срока, на который его имплантируют в организм. В этой связи очень большой интерес представляют сополимеры на основе молочной и гликолевой кислоты (PLGA), т.к. они чувствительны к гидролизу и разлагаются in vivo, выделяя нетоксичные побочные продукты. Область применения PLGA очень широка (Adv. Mater 1996, 8, 305 и Chemosphere 2001, 43,49). В хирургии их применяют для синтеза нитей, состоящих из множества волоконцев, швов, имплантатов, протезов. В фармакологии они обеспечивают инкапсуляцию, переход и регулируемое высвобождение активных веществ.
Для всех видов применения основным фактором является скорость разложения PLGA, которая, конечно, зависит от их структуры (длины цепи, дисперсности, пропорции, стереохимии и соединения мономеров...). В последние годы многочисленные работы были, таким образом, посвящены разработке катализаторов и/или инициаторов (со)полимеризации, т.е. полимеризации или сополимеризации лактида и гликолида, обеспечивающей получение PLGA с регулируемой структурой.
Использование металлических систем обычно приводит к загрязнению полученных таким образом сополимеров солями металлов, что в ряде случаев существенно ограничивает возможности их применения. Поэтому разработка неметаллических систем, обеспечивающих регулируемую (со)полимеризацию лактида и гликолида, является главной целью.
Заявитель предлагает простую каталитическую систему, содержащую катализатор и (со)полимеризирующую добавку, которая позволяет регулировать длину цепи, а также природу конечных звеньев цепи полученных (со)полимеров.
Объектом изобретения, таким образом, является каталитическая система, содержащая
(а) трифторметансульфонат общей формулы (1)
в которой
R1 обозначает атом водорода или дейтерия или группу формулы -Е14(R14)(R'14)(R"14);
Е14 является элементом группы 14;
R14, R'14 и R"14 независимо обозначают атом водорода, дейтерия или один из следующих замещенных или незамещенных радикалов: алкил, циклоалкил или арил, в которых один или несколько заместителей выбирают из галогена, алкила, циклоалкила и арила,
в качестве катализатора и
(b) (со)полимеризирующую добавку общей формулы (2)
в которой
Е обозначает элемент группы 16;
R2 обозначает атом водорода или дейтерия;
R3 обозначает атом водорода или дейтерия или группу формулы -Е'14(Т14)(Т'14)(Т"14);
Е'14 является элементом группы 14;
Т14, Т'14 и Т"14 независимо обозначают атом водорода; атом дейтерия; один из следующих замещенных или незамещенных радикалов: алкил, циклоалкил или арил, и в которых один или несколько заместителей выбирают из галогена, гидрокси, алкила, алкокси, циклоалкила, циклоалкокси, арила, арилокси, карбокси, алкоксикарбонила, циклоалкоксикарбонила и арилоксикарбонила
для (со)полимеризации лактида и гликолида.
Термин галоген обозначает фтор, хлор, бром или йод, предпочтительно хлор. Термин алкил предпочтительно обозначает линейный или разветвленный радикал алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, и, в частности, радикал алкил, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, такой как радикалы: метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, вторбутил и третбутил. Термин алкокси обозначает радикалы, в которых радикал алкил является таким, как описано выше, как, например, радикалы метокси, этокси, пропилокси или изопропилокси, а также линейный вторичный или третичный бутокси, пентилокси. Термин алкоксикарбонил предпочтительно обозначает радикалы, в которых радикал алкокси является таким, как описано выше, как, например, метоксикарбонил, этоксикарбонил.
Циклоалкильные радикалы выбирают из насыщенных или ненасыщенных моноциклических циклоалкилов. Насыщенные моноциклические циклоалкильные радикалы можно выбирать из радикалов, содержащих от 3 до 7 атомов углерода, таких как радикалы циклопропил, циклобутил, циклопентил, циклогексил или циклогептил. Ненасыщенные циклоалкильные радикалы можно выбирать из радикалов: циклобутен, циклопентен, циклогексен, циклопентадиен, циклогексадиен. Термин циклоалкокси означает радикалы, в которых радикал циклоалкил является таким, как описано выше, как, например, радикалы циклопропилокси, циклобутилокси, циклопентилокси, циклогексилокси, циклогептилокси, циклобутенилокси, циклопентенилокси, циклогексенилокси, циклопентадиенилокси, циклогексадиенилокси. Термин циклоалкоксикарбонил обозначает радикалы, в которых радикал циклоалкокси является таким, как описано выше, как, например, радикалы: циклопропилоксикарбонил, циклобутилоксикарбонил, циклопентилоксикарбонил, циклогексилоксикарбонил, циклогептилоксикарбонил, циклобутенилоксикарбонил, циклопентенилоксикарбонил, циклогексенилоксикарбонил.
Арильные радикалы могут быть моно- или полициклического типа. Моноциклические арильные радикады можно выбирать из фенильных радикалов, необязательно замещенных одним или несколькими алкильными радикалами, такими как толил, ксилил, мезитил, куменил. Полициклические арильные радикалы можно выбирать из нафтила, антрила, фенантрила. Термин арилокси обозначает радикалы, в которых арильный радикал является таким, как описано выше, как, например, радикалы фенилокси, толилокси, нафтилокси, антрилокси и фенантрилокси. Термин арилоксикарбонил предпочтительно обозначает радикалы, в которых радикал арилокси является таким, как описано выше, как, например, фенилоксикарбонил, толилоксикарбонил.
В настоящей заявке термин (со)полимеризация означает полимеризацию или сополимеризацию. Таким образом (со)полимеризация лактида и гликолида охватывает полимеризацию лактида, полимеризацию гликолида, а также сополимеризацию лактида и гликолида.
Предпочтительно в каталитической системе согласно настоящему изобретению количество (со)полимеризующей добавки по отношению к катализатору составляет от 0,05 до 5 молярных эквивалентов и более предпочтительно от 0,5 до 2 молярных эквивалентов.
Более конкретно объектом изобретения является каталитическая система, такая как указана выше, содержащая соединение формулы (1), в которой R1 обозначает или атом водорода, или группу формулы -Е14(R14)(R'14)(R"14).
Предпочтительно R1 обозначает атом водорода и соединение (1) обозначает трифторметансульфоновую кислоту. Также предпочтительно R1 обозначает группу формулы -Е14(R14)(R'14)(R"14), в которой Е14 обозначает атом углерода или кремния и более предпочтительно Е14 обозначает атом углерода и R14, R'14 и R"14 независимо обозначают атом водорода или радикал алкил.
Согласно настоящему изобретению (со)полимеризующая добавка формулы (2), используемая таким образом, выполняет функцию инициатора (или соинициатора) (со)полимеризации. Ее присутсвие является необходимым, т.к. без такого соединения формулы (2) реакции (со)полимеризации протекают значительно медленнее, имеют значительно меньший выход, являются невоспроизводимыми и, следовательно, непригодны для промышленного применения.
Более конкретно объектом изобретения является каталитическая система, такая как указана выше, содержащая соединение формулы (2), в которой
Е обозначает атом кислорода или серы;
R2 обозначает атом водорода;
R3 обозначает атом водорода или группу формулы -Е'14(Т14)(T'14)(T"14);
Е'14 обозначает атом углерода или кремния;
Т14, T'14 и Т"14 независимо обозначают атом водорода или один из следующих замещенных или незамещенных радикалов: алкил, циклоалкил или арил, в которых один или несколько заместителей выбирают из: галогена, алкила, циклоалкила, фенила, нафтила, карбокси и алкоксикарбонила,
и более конкретно
Е обозначает атом кислорода;
R2 обозначает атом водорода;
R3 обозначает атом водорода или группу формулы -E'14(T14)(Т'14) (T''14), в которой E'14 обозначает атом углерода и T14, Т'14 и T''14 независимо обозначают атом водорода или радикал алкил.
Более конкретно объектом изобретения является каталитическая система, такая как указана выше и отличающаяся тем, что (со)полимеризирующая добавка общей формулы (2) является водой или алифатическим спиртом. Из алифатических спиртов можно, например, назвать метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол или пентан-1-ол. Предпочтительно алифатический спирт выбирают из изопропанола и пентан-1-ола.
Объектом изобретения также является способ (со)полимеризации лактида и гликолида, который осуществляют в присутствии одного или некскольких мономеров, о которых идет речь, каталитической системы, такой как указана выше, содержащей соединение общей формулы (1) и (со)полимеризующую добавку общей формулы (2) и возможно растворитель полимеризации.
(Со)полимеризацию лактида и гликолида согласно изобретению проводят (со)полимеризацией путем размыкания цикла. Такой способ можно осуществлять либо в растворе, либо в условиях переохлаждения. Если (со)полимеризацию осуществляют в растворе, для реакции в качестве растворителя используют субстрат (или один из субстратов), применяемый в каталитической реакции. Растворители, которые не интерферируют с каталитической реакцией, также являются пригодными. В качестве примера таких растворителей можно назвать ароматические углеводороды (такие как толуол, ксилол или мезитилен), возможно замещенные одной или несколькими нитрогруппами (такой как нитробензол), простые эфиры (такие как метилтретбутиловый эфир, тетрагидрофуран или диоксан), алифатические или ароматические галогениды (такие как дихлорметан, хлороформ, дихлорэтан или дихлорбензол).
В соответствии с настоящим изобретением реакции проводят при температурах от -20 до примерно 150°С. В случае, если (со)полимеризацию проводят в растворе, температура предпочтительно составляет от 0 до 30°С. Продолжительность реакций составляет от нескольких минут до 48 часов, предпочтительно от 30 минут до 20 часов. Количество (со)полимеризующей добавки по отношению к катализатору предпочтительно составляет от 0,05 до 5 молярных эквивалентов и более предпочтительно от 0,5 до 2 молярных эквивалентов. Выход способа (со)полимеризации согласно настоящему изобретению обычно составляет более 80% и может даже достигать 100% в относительно мягких условиях (комнатная температура, несколько часов), как показано в примерах.
Более конкретно объектом изобретения также является способ, такой как указано выше, с использованием каталитической системы, такой как указано выше, содержащей соединение формулы (1), в которой R1 обозначает или атом водорода, или группу формулы -Е14(R14)(R'14)(R"14).
Предпочтительно объектом изобретения является способ, такой как указано выше, отличающийся тем, что R1 обозначает атом водорода, в этом случае соединение (1) является трифторметансульфоновой кислотой. Предпочтительно также объектом изобретения является способ, такой как указано выше, отличающийся тем, что R1 обозначает группу формулы -Е14(R14)(R'14)(R"14), в которой Е14 обозначает атом углерода или кремния и более предпочтительно Е14 обозначает атом углерода и R14, R'14 и R"14 независимо обозначают атом водорода или радикал алкил.
Более конкретно объектом изобретения также является способ, такой как указано выше, с использованием каталитической системы, такой как указано выше, содержащей соединение общей формулы (2), в которой
Е обозначает атом кислорода или серы;
R2 обозначает атом водорода;
R3 обозначает атом водорода или группу формулы -Е'14(Т14)(T'14)(T"14),
Е'14 обозначает атом углерода или серы;
Т14, T'14 и Т"14 независимо обозначают атом водорода или один из следующих замещенных или незамещенных радикалов: алкил, циклоалкил или арил, в которых один или несколько заместителей выбирают из: галогена, алкила, циклоалкила, фенила, нафтила, карбокси и алкоксикарбонила,
и более конкретно
Е обозначает атом кислорода;
R2 обозначает атом водорода;
R3 обозначает атом водорода или группу формулы -Е'14(Т14)(T'14)(T"14), в которой Е'14 обозначает атом углерода и Т14, T'14 и Т"14 независимо обозначают атом водорода или радикал алкил.
Более конкретно объектом изобретения является способ (со)полимеризации лактида и гликолида, такой как указано выше, с использованием каталитическая системы, (со)полимеризующая добавка которой является либо водой, либо алифатическим спиртом, и предпочтительно алифатический спирт выбирают из метанола, этанола, пропанола и бутанола.
Способ (со)полимеризации лактида и гликолида согласно настоящему изобретению позволяет таким образом регулировать природу конечных звеньев (со)полимерной цепи и очень хорошо подходит для получения (со)полимеров, конечными звеньями которых являются кислота-спирт или сложный эфир-спирт, как показано в экспериментальной части.
Способ (со)полимеризации лактида и гликолида согласно настоящему изобретению также очень хорошо подходит для получения (со)полимеров, масса которых составляет от 500 до 50000 Дальтон, более конкретно от 1000 до 20000 Дальтон.
Способ (со)полимеризации лактида и гликолида согласно настоящему изобретению имеет ряд преимуществ, в частности:
- каталитическая система состоит из катализатора и (со)полимеризующей добавки, которые являются легкодоступными и недорогостоящими;
- использование добавки в качестве ингибитора (со)полимеризации позволяет не только значительно улучшить ход (со)полимеризации, на также точно регулировать длину цепи, которая практически равна первоначальному соотношению мономера и инициатора;
- использование добавки в качестве ингибитора (со)полимеризации позволяет также регулировать природу конечных звеньев цепи полученных (со)полимеров;
- (со)полимеризацию можно проводить в очень мягких температурных условиях, таких как комнатная температура, при этом продолжительность реакции, необходимая для почти полного преобразования одного или нескольких мономеров, не превышает несколько часов и максимально 24 часов;
- (со)полимеризацию можно действительно проводить в однородной среде таким образом, что распределение массы полученных (со)полимеров является ограниченным; индексы полидисперсности полученных согласно настоящему изобретению (со)полимеров действительно составляют от 1,0 до 1,5;
- полученные (со)полимеры можно подвергнуть легкой, быстрой и эффективной очистке без изменения их свойств. Остаточные следы мономеров, а также остатки катализаторов действительно удаляют количественно путем обычного фильтрования через щелочной глинозем и/или промывания в две стадии водным раствором гидрокарбоната.
Наконец, изобретение относится к полимерам или сополимерам лактида и гликолида, полученным или которые можно получить путем осуществления способа, такого как описано выше. Такие (со)полимеры могут иметь регулируемые конечные группы кислота/спирт или сложный эфир/спирт. Такие (со)полимеры могут также иметь небольшую массу от 500 до 50000 Дальтон и предпочтительно от 1000 до 20000 Дальтон.
Объектом настоящего изобретения являются (со)полимеры лактида и гликолида с регулируемыми конечными группами кислота/спирт или сложный эфир/спирт. Объектом настоящего изобретения также являются (со)полимеры лактида и гликолида, масса которых составляет от 500 до 50000 Дальтон и предпочтительно от 1000 до 20000 Дальтон. Более предпочтительно объектом настоящего изобретения являются (со)полимеры лактида и гликолида с регулируемыми конечными группами кислота/спирт или сложный эфир/спирт, масса которых составляет от 500 до 50000 Дальтон и предпочтительно от 1000 до 20000 Дальтон.
Продукты общей формулы (1) и (2) являются коммерческими или могут быть получены известными специалисту способами.
Если их иное смысловое значение не оговорено, все технические и научные термины, используемые в настоящей заявке, имеют смысловое значение, обычно понимаемое средним специалистом в данной области, которому принадлежит изобретение. Также все публикации, заявки на патент и все другие ссылки, упомянутые в настоящем описании, включены в него в качестве ссылки.
Для иллюстрации способов приведены нижеследующие примеры, которые ни в коем случае не следует рассматривать как ограничение объема изобретения.
Пример 1: Получение полимера (D,L-лактида) с конечными группами кислота-спирт
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят последовательно 22 г D,L-лактида (0,153 моль), 150 мл дихлорметана, 1,35 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,0153 моль) и 0,3 мл воды (0,0153 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре. Ход полимеризации контролируют протонным ЯМР. Через три часа с начала реакции преобразование мономера составляет 100%. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит полимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=2600 Дальтон, Mw/Mn=1,48). Природу конечных звеньев цепи кислота/спирт определяют масс-спектрометрией (ионизация электроспреем, детекция в режиме положительных ионов, образец растворен в ацетонитриле со следами гидроксида аммония).
Пример 2: Получение полимера (D,L-лактида) с конечными группами сложный эфир-спирт
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят последовательно 22 г D,L-лактида (0,153 моль), 150 мл дихлорметана, 1,35 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,0153 моль) и 1,17 мл изопропанола (0,0153 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение трех часов. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Полимер определяют с помощью протонного ЯМР; преобразование мономера составляет 100%. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит полимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=2070 Дальтон, Mw/Mn=1,25). Природу конечных звеньев цепи сложный эфир/спирт определяют масс-спектрометрией (ионизация электроспреем, детекция в режиме положительных ионов, образец растворен в ацетонитриле со следами гидроксида аммония).
Пример 3: Получение сополимера (D,L-лактид/гликолид) 75/25 с конечными группами сложный эфир-спирт
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят 16,5 г D,L-лактида (0,115 моль) и 4,4 г гликолида (0,038 моль), растворенного в 150 мл дихлорметана. Затем последовательно вводят 1,35 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,0153 моль) и 1,17 мл изопропанола (0,0153 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение двух часов. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Полимер определяют с помощью протонного ЯМР; преобразование каждого из мономеров составляет более 95%. Соотношение интегралов сигналов, соответствующих части полилактида (5,2 м.д.) и полигликолида (4,85 м.д.), позволяет определить состав сополимера: 79% лактида и 21% гликолида. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит сополимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=2100 Дальтон, Mw/Mn=1,34). Природу конечных звеньев определяют масс-спектрометрией (ионизация электроспреем, детекция в режиме положительных ионов, образец растворен в ацетонитриле со следами гидроксида аммония).
Пример 4: Получение полимера (D,L-лактида) с конечными группами сложный эфир-спирт
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят последовательно 22 г D,L-лактида (0,153 моль), 150 мл дихлорметана, 190 мкл трифторметансульфоновой кислоты (0,002 моль) и 170 мкл изопропанола (0,002 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение десяти часов. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Полимер определяют с помощью протонного ЯМР; преобразование мономера составляет 100%. Присутствие на конце цепи сложного изопропилового эфира также выявляют с помощью протонного ЯМР. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит полимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=13000 Дальтон, Mw/Mn=1,15).
Пример 5: Получение олигомера (D,L-лактида) с конечными группами сложный эфир-спирт (Mw составляет примерно 1000 Да)
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят последовательно 19,39 г D,L-лактида (0,135 моль), 160 мл дихлорметана, 3,00 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,0336 моль) и 3,65 мл пентан-1-ола (0,0336 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение часа. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Полимер определяют с помощью протонного ЯМР; преобразование мономера составляет 100%. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит полимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=1008 Дальтон, Mw/Mn=1,13). Природу конечных звеньев цепи сложный эфир-спирт определяют масс-спектрометрией (ионизация электроспреем, детекция в режиме положительных ионов, образец растворен в ацетонитриле со следами гидроксида аммония).
Пример 6: Получение соолигомера (D,L-лактид/гликолид) 80/20 с конечными группами сложный эфир-спирт (Mw составляет примерно 1000 Да)
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят 18,81 г D,L-лактида (0,128 моль), 4,00 г гликолида (0,031 моль) и 160 мл дихлорметана. Затем последовательно вводят 3,5 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,039 моль) и 3,4 мл пентан-1-ола (0,039 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение часа. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Полимер определяют с помощью протонного ЯМР; преобразование каждого из мономеров составляет более 95%. Соотношение интегралов сигналов, соответствующих части полилактида (5,2 м.д.) и полигликолида (4,85 м.д.), позволяет определить состав сополимера: 80% лактида и 20% гликолида. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит сополимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=1030 Дальтон, Mw/Mn=1,23). Природу конечных звеньев определяют масс-спектрометрией (ионизация электроспреем, детекция в режиме положительных ионов, образец растворен в ацетонитриле со следами гидроксида аммония).
Пример 7: Получение соолигомера (D,L-лактид/гликолид) 60/40 с конечными группами сложный эфир-спирт (Mw составляет примерно 1000 Да)
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, вводят 2,68 г D,L-лактида (0,0186 моль), 1,44 г гликолида (0,0124 моль) и 40 мл дихлорметана. Затем последовательно вводят 0,69 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,0077 моль) и 0,85 мл пентан-1-ола (0,0077 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение двух часов. Затем в реакционную смесь вводят щелочной глинозем. Перемешивают в течение часа, после чего среду фильтруют через фритту и растворитель удаляют при пониженном давлении. Полимер определяют с помощью протонного ЯМР; преобразование каждого из мономеров составляет более 95%. Соотношение интегралов сигналов, соответствующих части полилактида (5,2 м.д.) и полигликолида (4,85 м.д.), позволяет определить состав сополимера: 60% лактида и 40% гликолида. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит сополимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=953 Дальтон, Mw/Mn=1,26). Природу конечных звеньев определяют масс-спектрометрией (ионизация электроспреем, детекция в режиме положительных ионов, образец растворен в ацетонитриле со следами гидроксида аммония).
Пример 8: Получение полимера (D,L-лактида) с конечными группами кислота-спирт и Mw, составляющим около 7000 Да
В трубку Шленка с магнитным бруском, продутую аргоном, последовательно вводят 22,1 г D,L-лактида (0,153 моль), 140 мл дихлорметана, 0,486 мл трифторметансульфоновой кислоты (0,0055 моль) и 0,10 мл воды (0,0055 моль). Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре. Ход полимеризации контролируют протонным ЯМР. Через шесть часов с начала реакции преобразование мономера составляет более 95%. Реакционную смесь переливают в делительную воронку и промывают насыщенным водным раствором NaHCO3, затем рассолом. Раствор сушат на безводном Na2SO4, фильтруют и растворитель удаляют при пониженном давлении. Согласно анализу GPC (гель-проникающая хроматография) путем тарирования, осуществляемого в соответствии с эталонами полистирола (PS), имеющими массу от 761 до 400000, образец содержит полимеры, имеющие близкие значения массы (Mw=7200 Дальтон, Mw/Mn=1,32).
1. Каталитическая система, состоящая из
(а) трифторметансульфоната общей формулы (1)
в которой R1 обозначает атом водорода или дейтерия в качестве катализатора и полимеризации лактида и гликолида (b) добавки (со)полимеризации общей формулы (2)
в которой Е обозначает атом кислорода или серы;
R2 обозначает атом водорода;
R3 обозначает атом водорода или группу формулы -
E'14(T14)(T'14)(T''14);
E'14 является атомом углерода или кремния;
T14, T'14 и T''14 независимо обозначают атом водорода или один из следующих замещенных или незамещенных радикалов: алкил, циклоалкил или арил, в которых один или несколько заместителей выбирают из галогена, алкила, циклоалкила, фенила, нафтила, карбокси и алкосикарбонила,
причем количество добавки (со)полимеризации по отношению к катализатору составляет от 0,05 до 5 молярных эквивалентов,
для (со)полимеризации лактида и гликолида.
2. Каталитическая система по п.1, отличающаяся тем, что количество добавки (со)полимеризации по отношению к катализатору составляет от 0,5 до 2 молярных эквивалентов.
3. Каталитическая система по п.1, отличающаяся тем, что R1 обозначает атом водорода.
4. Каталитическая система по п.1, отличающаяся тем, что
Е обозначает атом кислорода;
R2 обозначает атом водорода;
R3 обозначает атом водорода или группу формулы E'14(T14)(T'14)(T''14), в которой E'14 обозначает атом углерода и T14, Т'14 и T''14 независимо обозначают атом водорода или радикал алкил.
5. Каталитическая система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что соединение общей формулы (2) является или водой, или алифатическим спиртом.
6. Каталитическая система по п.5, отличающаяся тем, что соединение общей формулы (2) является алифатическим спиртом, выбранным из изопропанола или пентан-1-ола.
7. Способ (со)полимеризации лактида и гликолида, который осуществляют в присутствии одного или нескольких рассмотренных мономеров, каталитической системы, такой как указана в одном из пп.1-6, и возможно растворителя полимеризации.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что способ осуществляют при температуре от 0 до 30°С.
9. Способ по одному из пп.7 и 8, отличающийся тем, что продолжительность реакций составляет от нескольких минут до 48 ч, и предпочтительно от 30 мин до 20 ч.
10. Полимеры или сополимеры лактида и гликолида, получаемые способом по одному из пп.7-9.
