PL227922B1 - Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu - Google Patents

Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu Download PDF

Info

Publication number
PL227922B1
PL227922B1 PL409280A PL40928014A PL227922B1 PL 227922 B1 PL227922 B1 PL 227922B1 PL 409280 A PL409280 A PL 409280A PL 40928014 A PL40928014 A PL 40928014A PL 227922 B1 PL227922 B1 PL 227922B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
lactide
polylactide
catalyst
phenol derivative
phenol
Prior art date
Application number
PL409280A
Other languages
English (en)
Other versions
PL409280A1 (pl
Inventor
Agnieszka Gadomska-Gajadhur
Paweł Ruśkowski
Ludwik Synoradzki
Jolanta Mierzejewska
Emilia Wojtkiewicz
Aneta Parzyszek
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL409280A priority Critical patent/PL227922B1/pl
Publication of PL409280A1 publication Critical patent/PL409280A1/pl
Publication of PL227922B1 publication Critical patent/PL227922B1/pl

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Sposób wytwarzania polilaktydu zakończonego pochodną fenolu o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę NH2, OH lub NHCOCH3 polega na tym, że mieszaninę pochodnej odpowiedniego fenolu oraz laktydu, w stosunku molowym pochodna fenolu/laktyd 0,01 - 0,1 : 1, ogrzewa się w obecności 2-etyloheksanianu magnezu lub cynku jako katalizatora, przy stosunku molowym katalizator/laktyd 0,0008 - 0,001 : 1, w temperaturze 120 - 190°C, przez 16 - 30 h, w atmosferze gazu obojętnego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu.
Polilaktyd (PLA) jest szeroko stosowany do produkcji jednorazowych materiałów opakowaniowych, oraz do celów biomedycznych, a zwłaszcza implantów, resorbowalnych nici chirurgicznych, nośników leków, śrub ortopedycznych. Przyłączenie do niego cząsteczek aktywnych biologicznie może generować jego nowe zastosowania, m.in. jako nośnika właściwej substancji aktywnej. Wprowadzanie substancji zakończonych grupą hydroksylową lub karboksylową może być przydatne w syntezie kopolimerów PLA lub rozgałęzionych polilaktydów. Zsyntezowane polilaktydy ze sfunkcjonalizowanymi końcami mogą również znaleźć zastosowanie jako makroligandy w syntezie katalizatorów.
Znane są połączenia polilaktydu z alkoholami tj. metanolem (Grala A.; Ejfler J.; Jerzykiewicz L.B.; Sobota P. Dalton Transactions 2011, 40: 4042; Phomphrai K.; Pracha S.; Phonjanthuek P.; Pohmakotr M. Dalton Transactions 2008, 23: 3048), t-butanolem (Shustak G.; Gadzinowski M.; Słomkowski S.; DombA.J.; Mandler D. New Journal of Chemistry 2007, 31(1): 163) oraz alkoholem benzylowym (Chen J.L.; Fraser C.L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127(43): 14956). Takie połączenia są otrzymywane w wyniku dodatku odpowiedniego alkoholu, w stosunku laktyd:alkohol 100:1, pod koniec polimeryzacji L-laktydu prowadzonej w rozpuszczalniku, takim jak THF lub toluen, w temperaturze <100°C, przez 1-15 h, prowadzonej wobec oktanianu cyny(ll) jako katalizatora. W wyniku polimeryzacji otrzymuje się polilaktydy z estrową grupą końcową z wysoką wydajnością >90%.
Znane reakcje dotyczą alkoholi. Otrzymanie analogicznych połączeń z fenolami nie jest łatwe ze względu na kwasowy charakter fenolu w porównaniu z obojętnym alkoholem. Powszechnie uważa się, że reakcja liniowego kwasu karboksylowego z kwaśnym fenolem nie zachodzi ze względu na małą nukleofilowość grupy hydroksylowej w fenolu. Estry fenolu otrzymywane są w wyniku reakcji chlorku lub bezwodnika kwasowego z solą sodową fenolu. Z drugiej strony, zastosowania medyczne połączeń polilaktydu z aktywnymi związkami wymagają wyeliminowania 2-etylohekasanianu cyny(ll), używanego jako katalizatora w reakcjach laktydu z alkoholami. Katalizator cynowy, pozostając w polimerze powoduje, że nie może on być stosowany do celów biomedycznych.
W publikacji A.Gadomska, A.Zając, E.Wojtkiewicz, P.Ruśkowski, L.Synoradzki, „Optymalizacja procesu otrzymywania połączeń kwasu gentyzynowego z polilaktydem”, „Interdyscyplinarność badań naukowych 2013”, Praca zbiorowa pod redakcją J.Szreka, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013, str. 75-78, przedstawiono proces otrzymywania polilaktydu zakończonego kwasem gentyzynowym. Reakcję polilaktydu z kwasem gentyzynowym prowadzono w temperaturze 120-170°C, w czasie 14 godzin, z wykorzystaniem jako katalizatora 2-etyloheksanianu magnezu użytego w ilości 0,5-1,5% molowego. Najlepsze rezultaty w odniesieniu do masy cząsteczkowej (około 3500) uzyskano przy udziale katalizatora w ilości 1%moi.
Kwas gentyzynowy, ze względu na obecność dwóch grup hydroksylowych i jednej karboksylowej jest związkiem stosunkowo kwaśnym, przez co łatwiej reaguje z grupą OH z laktydu. Takie połączenie jest stosunkowo łatwo otrzymać. Tymczasem istnieją związki chemiczne zawierające grupę fenolową, których połączenie z polilaktydem otworzyłoby możliwości nowych zastosowań medycznych lub w syntezie chemicznej, ale charakteryzują się znacznie mniejszą reaktywnością w reakcji z laktydem, takie jak np. p-aminofenol, paracetamol i hydrochion.
Sposób według wynalazku rozwiązuje te problemy.
Sposób wytwarzania polilaktydu zakończonego pochodną fenolu o wzorze ogólnym 1
O
H
R
Wzór 1 w którym R oznacza grupę NH2, OH lub NHCOCH3, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszaninę pochodnej fenolu o wzorze 2
PL 227 922 Β1
OH Wzór 2 oraz laktydu, w stosunku molowym pochodna fenolu/laktyd 0,01-0,1:1, ogrzewa się w obecności 2-etylohekasanianu magnezu lub cynku jako katalizatora, przy stosunku molowym katalizator/laktyd 0,0008-0,001:1, w temperaturze 120-190°C, przez 16-30 h, w atmosferze gazu obojętnego.
Korzystnie katalizator wprowadza się w rozpuszczalniku organicznym o temperaturze wrzenia poniżej 65°C, takim jak na przykład dichlorometan lub chloroform.
Sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie połączeń wymienionych pochodnych z grupą fenolową i polilaktydu w jednoetapowej reakcji, bez zużycia katalizatora zawierającego cynę i w obecności bardzo małej ilości katalizatora. Zastąpienie 2-etyloheksanianu cyny(ll) związkami magnezu lub cynku w procesie polimeryzacji laktydu umożliwia stosowanie polimeru do celów medycznych, ponieważ są to metale biozgodne. Mogą pozostawać w polimerze bez konieczności oczyszczania go z ich pozostałości, gdyż nie są toksyczne dla organizmów żywych. Wyeliminowanie ze środowiska reakcji rozpuszczalników ułatwia wzajemny kontakt reagentów. Niewielka ilość rozpuszczalnika dodawana wraz z katalizatorem ma za zadanie ułatwienie wprowadzenia niewielkiej ilości katalizatora do reakcji oraz jego równomierne rozprowadzenie w masie reakcyjnej. Niska temperatura wrzenia rozpuszczalnika umożliwia łatwe i całkowite usunięcie go z polimeru w trakcie trwania procesu. Wysoka temperatura i długi czas reakcji umożliwia wysoką konwersję laktydu i otrzymanie polimeru o średnim ciężarze cząsteczkowym Mw 4 000-12 000 g/mol z przyłączoną do jego końca pochodną fenolu, wobec katalizatora magnezowego lub cynkowego. Pochodną fenolu wprowadza się do masy reakcyjnej na początku reakcji, a nie, jak w przypadku alkoholi, pod koniec polimeryzacji laktydu, co pozwala na uzyskanie bardziej jednorodnej mieszaniny reakcyjnej.
Otrzymane sposobem według wynalazku połączenie pomiędzy polilaktydem a p-acetoamidofenolem może mieć zastosowanie jako lek o przedłużonym działaniu, gdyż uwalnianie terapeutyku zachodzi w wyniku hydrolizy wiązania estrowego pomiędzy PLA a substancją aktywną. W przypadku hydrochinonu i p-aminofenolu otrzymane połączenia mogą zostać zastosowane jako środki konserwujące w kosmetyce lub jako makroligandy do syntezy katalizatorów np. rutenowych.
Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładach.
Przykład 1. Otrzymywanie polilaktydu z przyłączonym p-acetoamidofenolem (paracetamolem).
W cylindrze do polimeryzacji umieszczono 8,64 g (0,06 mol) L-laktydu oraz 0,93 g (0,006 mol) p-acetoamidofenolu. Zawartość cylindra ogrzano do temp. 120°C i dodano 1 mL roztworu 2-etyloheksanianu magnezu w dichlorometanie o stężeniu 0,15 M. Reakcję prowadzono w 120°C przez 24 h. Otrzymano poli(L-laktyd) z przyłączoną cząsteczką p-acetoamidofenolu o średnim ciężarze molowym Mw = 10 300 g/mol i dyspersji PDI=2,2 (konwersja L-laktydu 97%).
Przykład 2. Otrzymywanie polilaktydu z przyłączonym p-aminofenolem.
W cylindrze do polimeryzacji umieszczono 8,64 g (0,06 mol) L-laktydu oraz 0,46 g (0,004 mol) p-aminofenolu. Zawartość cylindra ogrzano do temperatury 150°C i dodano 0,5 mL roztworu 2-etyloheksanianu cynku w dichlorometanie o stężeniu 0,15 M. Reakcję prowadzono w 150°C przez 8 h. Otrzymano poli(L-laktyd) z przyłączoną cząsteczką p-aminofenolu o Mw = 4 200 g/mol i PDI=2,1 (konwersja L-laktydu 95%).
Przykład 3. Otrzymywanie polilaktydu z przyłączonym hydrochinonem.
W cylindrze do polimeryzacji umieszczono 8,64 g (0,06 mol) L-laktydu oraz 0,59 g (0,005 mol) hydrochinonu. Zawartość cylindra ogrzano do temp. 150°C i dodano 1,5 mL roztworu 2-etyloheksanianu magnezu w dichlorometanie o stężeniu 0,15 M. Reakcję prowadzono w 150°C przez 24 h. Otrzymano poli(L-laktyd) z przyłączoną cząsteczką hydrochinonu o Mw = 5 100 g/mol i PDI=2,0 (konwersja L-laktydu 96,5%).

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania polilaktydu zakończonego pochodną fenolu, o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza grupę NN2, OH lub NHCOCH3, polegający na tym, że mieszaninę pochodnej fenolu oraz laktydu, w stosunku molowym pochodna fenolu/laktyd 0,01-0,1:1, ogrzewa się w obecności 2-etylohekasanianu magnezu lub cynku jako katalizatora, w temperaturze 120-190°C, w atmosferze gazu obojętnego, znamienny tym, że stosuje się pochodną fenolu o wzorze 2
OH Wzór 2 w którym R oznacza grupę NH2, OH lub NHCOCH3, a reakcję prowadzi się przy stosunku molowym katalizator/laktyd 0,0008-0,001:1, przez 16-30 h.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizator wprowadza się w rozpuszczalniku organicznym o temperaturze wrzenia poniżej 65°C, takim jak dichlorometan lub chloroform.
PL409280A 2014-08-27 2014-08-27 Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu PL227922B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409280A PL227922B1 (pl) 2014-08-27 2014-08-27 Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409280A PL227922B1 (pl) 2014-08-27 2014-08-27 Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL409280A1 PL409280A1 (pl) 2016-02-29
PL227922B1 true PL227922B1 (pl) 2018-01-31

Family

ID=55361183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL409280A PL227922B1 (pl) 2014-08-27 2014-08-27 Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL227922B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL409280A1 (pl) 2016-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pettignano et al. Carboxyl-functionalized derivatives of carboxymethyl cellulose: Towards advanced biomedical applications
Han et al. Recent advances of poly (ester amide) s-based biomaterials
JP6624603B2 (ja) 抗菌性のカチオン性ポリカーボネート
Kunduru et al. Castor oil-based biodegradable polyesters
Zhang et al. Synthesis of functional polycaprolactones via passerini multicomponent polymerization of 6-oxohexanoic acid and isocyanides
Wu et al. Synthesis and characterization of hydroxyl-functionalized poly (propylene carbonate)
Firoozi et al. A highly elastic and autofluorescent poly (xylitol-dodecanedioic acid) for tissue engineering
KR20110091854A (ko) 생분해성 폴리머-생물활성 모이어티 공액체
Gowda et al. Environmentally benign process for bulk ring opening polymerization of lactones using iron and ruthenium chloride catalysts
JP2013515164A (ja) クレアチニンを触媒とする乳酸からの重縮合による医療用生分解性ポリ乳酸の製造方法
Prabakaran et al. Biobased unsaturated polyesters containing Castor Oil-Derived ricinoleic acid and Itaconic acid: synthesis, in vitro antibacterial, and cytocompatibility studies
WO2016197655A1 (zh) 有机胍—无毒醇催化丙交酯活性开环聚合受控合成聚乳酸的工艺
Matyszczak et al. Kinetics of polycondensation of sebacic acid with glycerol
Kalelkar et al. Azide-substituted polylactide: a biodegradable substrate for antimicrobial materials via click chemistry attachment of quaternary ammonium groups
Wang et al. Facile synthesis of reductively degradable biopolymers using cystamine diisocyanate as a coupling agent
US9062006B2 (en) High molecular weight polylactic acid synthesized via polycondensation catalyzed by bionic creatinine guanidinium chloride
Upton et al. Biomass-derived poly (ether-amide) s incorporating hydroxycinnamates
Park et al. Biodegradable block Copolymer–Tannic acid glue
You et al. Fine control of polyester properties via epoxide ROP using monomers carrying diverse functional groups
Ellis et al. Carbene-based bioadhesive blended with amine, thiol, and acrylate liquid additives
CN1234750C (zh) 生物质有机胍化物催化合成医用生物降解材料的工艺方法
Oledzka et al. Organic acids catalyzed polymerization of ε‐caprolactone: Synthesis and characterization
JP5229917B2 (ja) 乳酸オリゴマーおよびその製造方法
PL227922B1 (pl) Sposób wytwarzania połączeń polilaktydu z pochodnymi fenolu
Muniandy et al. Hyperbranched poly (glycerol esteramide): A biocompatible drug carrier from glycerol feedstock and dicarboxylic acid