基于传统催化剂作用下L-丙交酯的合成分析

L-丙交酯是制备高的相对分子质量聚左旋乳酸PLIA的重要原料，其纯度和成本的高低决定了高的相对分子质量PLLA的质量和价格，以L-乳酸水溶液为原料，采用SnCl2或Zn为催化荆，经齐聚及解聚两步反应合成了L-丙交酯，光学纯度可达99％，研究了齐聚物相对分子质量、催化剂用量、齐聚反应温度、时间及解聚温度等因素与丙交酯收率及纯度的关系，选定合成的最佳条件为：采用SnCl2为催化荆，用量0．5％，脱水8h，齐聚温度和解聚温度分别低于170℃和220℃，所得丙交酯收率最高达93．2％。     

L-丙交酯高浓度长晶体的合成

为得到L-丙交酯浓度较高的D,L-丙交酯晶体混合物,本文研究了乳酸为原料,用减压蒸馏法合成丙交酯的优化工艺条件.对催化剂的选择和用量、反应时间、反应温度等工艺进行了考察和研究,确定了丙交酯的优化反应工艺条件.采用优化反应工艺条件聚合得到晶体长度约为5~10 μm的长条状D,L-丙交酯晶体混合物,混合物中L-丙交酯的浓度较高,为76.5%.      

L-丙交酯的制备工艺研究

分别采用氧化锌和辛酸亚锡为催化剂,由L-乳酸合成L-丙交酯(LLA),考察了反应温度、反应时间、催化剂等对LLA产率、旋光性等的影响,同时优化了制备过程中的脱水温度、真空度、时间等工艺条件.研究表明,催化剂采用氧化锌比辛酸亚锡具有更高的性价比,以氧化锌为催化剂时本实验的优化工艺条件为:L-乳酸常压脱水温度为120～130℃,脱水时间1.5～2.5h;在140～220℃,20～30mmHg下,解聚0.5～2.0h,可得到高光学活性的L-丙交酯.     

丙交酯的合成工艺研究

根据低聚乳酸的合成、裂解、环化反应和重结晶过程的特点和规律,优化了L-乳酸的脱水、聚合温度、裂解温度、L-丙交酯的蒸出速度和重结晶等工艺条件,提高了丙交酯的纯度和产率。采用ZnO为催化剂,催化剂用量为1.3%,齐聚温度和裂解温度分别为160℃和230℃,所得L-丙交酯的粗品产率可达80%,纯品产率可达24%。     

高分子量聚L-乳酸(PLLA)的合成研究

以L-乳酸为原料,采用丙交酯开环聚合法合成聚L-乳酸(PLLA).通过对单体纯度、催化剂用量、聚合温度、聚合时间等影响因素的考察,得出了合成粘均分子量可达到50万的PLLA的最佳条件.由于开环聚合制备PLLA反应的重现性较差,实验中对催化剂的用量及其在反应器中的分布均匀性、聚合的真空度以及聚合温度等影响反应重现性的因素进行了考察.最终得出聚合温度是影响反应重现性的重要因素.图6,表1,参11.     

L-丙交酯催化合成聚L-乳酸

采用自制、提纯的L-丙交酯(LLA),用辛酸亚锡作催化剂,在减压下进行聚L-乳酸(PLLA)的开环聚合研究.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量与合成的聚L-乳酸分子量的关系.实验结果表明:反应温度为150℃,反应时间为64 h,单体与催化剂比值为16 000时,合成的聚L-乳酸分子量最高.采用差热分析和扫描电镜技术对所合成的聚L-乳酸的热性能和表面形貌进行了表征.     

功能化聚三亚甲基碳酸酯及其共聚物的合成与表征

以丝氨醇为原料,首先对丝氨醇的氨基进行保护然后与氯甲酸乙酯反应合成2-苄氧酰胺基三亚甲基碳酸酯(CAB)环状单体,研究了二乙基锌(ZnEt2)和辛酸亚锡(Sn(Oct)2)2种催化剂对CAB聚合的催化活性,然后选用Sn(Oct)2为催化剂催化CAB与丙交酯(LA)和聚乙二醇单甲醚-5000(mPEG)、己内酯、三亚甲基碳酸酯(TMC)的共聚合成了一系列具有潜在氨功能侧链基团的可生物降解共聚物如聚酯-聚碳酸酯的二元共聚物及聚酯-聚碳酸酯-聚醚三元共聚物等.     

2,3,6,7-四氢-5氢-噻唑[3,2-a]嘧啶催化L-丙交酯开环聚合

以3,4,5,6-四氢-2-嘧啶硫醇、1,2-二溴乙烷和无水碳酸钠等为原料,采用一步法合成2,3,6,7-四氢-5氢-噻唑[3,2-a]嘧啶(ITU).以ITU为有机催化剂催化L-丙交酯(LLA)开环聚合反应,得到产物聚L-丙交酯(PLLA).反应的最佳条件:CH2Cl2作溶剂,cLLA=2.0 mol/L,n(LLA)/n(ITU)=20,n(LLA)/n(BnOH)=200,30℃下反应62 h,LLA单体转化率可达97.4%,数均分子质量为1.23×104 g/mol,分子质量分布为1.10.利用NMR和FTIR对聚合物进行表征,确定合成产物为PLLA,热分析结果得出PLLA的熔融温度为173℃,XRD图谱显示PLLA为α晶型的聚合物.通过NMR和FTIR对聚合物端基进行分析,推测聚合反应为"单体-活化"机理.     

D,L-丙交酯的合成及表征

以乳酸为单体,在催化剂存在下乳酸先缩聚后解聚制备了D,L-丙交酯。考察了蒸馏工艺、催化剂种类对乳酸脱水效率的影响;用IR、¹HNMR、MS、元素分析、紫外光谱分析对丙交酯进行了表征;并考察了丙交酯在不同溶剂中的溶解性。结果表明,用辛酸亚锡作催化剂,在逐步升温后期减压的条件下,乳酸的脱水量达95%以上。分析测试结果表明解聚产物结构为环状交酯结构。     

盐稀释剂对合成D,L-丙交酯的影响

采用对比实验、正交试验以及盐稀释剂量的选择确定最优合成工艺条件,对所制备的D,L-丙交酯再进行定性和定量分析.得出盐稀释剂是影响D,L-丙交酯产率最显著的因素,当用量为4%-6%时,其收率由25.65%提高到约40.00%,磷酸盐的残留量仅为0.012%,D,L-丙交酯的纯度可达99.40%以上.磷酸盐稀释剂能够显著提高D,L丙交酯的收率,不影响结构和纯度,所制得的D,L丙交酯能够满足合成聚合物和共聚物的要求.