[发明专利]一种制备聚乳酸的方法

说明书

本发明提供一种制备聚乳酸的方法，其包括以下步骤：(a)在分子量调节剂的存在下，使乳酸预聚合；(b)在催化剂的存在下，使预聚合产物进行缩聚以得到所述聚乳酸；所述催化剂选自质子酸化合物。本发明方法以乳酸为原料，采用非金属类催化剂，能够绿色、高效地提供纯度高、分子量规整、低金属残留甚至无金属残留的医药级聚乳酸材料。

技术领域

本发明属于材料领域。具体地，本发明涉及一种制备聚乳酸的方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的、在体内具有良好的生物相容的高分子聚酯。PLA存在三种立体构型：PDLA(右旋)、PLLA(左旋)、PDLLA(混旋)。其中PDLA、PLLA为半结晶材料，强度高，在体内降解速率慢，经再加工后，主要在医学领域被广泛用作生物吸收材料。PDLLA为非结晶材料，药物易于在其基质中均匀分布，与制剂工艺相结合，主要应用于药物控释体系。通过进一步调节PDLLA聚合物的平均分子量、结晶度以及混旋的比例，可以现实对聚合物降解速率的调控，从而间接实现对药物在体内释放的控制。

无论医用或药用，对于PLA材料本身(分子量的大小、分子量分布、晶型、混旋比例，纯度、无菌性等)提出了更高的要求。不但要求生物安全，其他指标也必须达到医用或药用相关要求，并且需要稳定可靠。所以药用级PLA的合成工艺就显得尤为重要。

目前，PLA的合成工艺主要包括直接聚合法(DP)和丙交酯开环聚合法(ROP)两种。中国专利申请公开文本CN1631932A披露了一种生物降解塑料的生产方法，其以乳酸为原料，在高温减压下在金属催化剂的存在下将乳酸进行缩聚，获得以聚乳酸为主要组分的生物降解塑料。中国专利申请公开文本CN1613889A披露了一种在双螺杆挤出机上制备高分子量的聚乳酸的方法，其使乳酸单体先进行预聚合、然后在双螺杆挤出机上进行扩链，获得高分子量的聚乳酸，其中，在预聚合过程中也使用了金属类催化剂。由于金属催化剂的使用和残留，导致由此类方法所合成的PLA不适合作为医药和食品类材料的基质。虽然辛酸亚锡被FDA批准可作为医用PLA合成用催化剂，但是逐渐被部分发达国家列入禁止使用名单。另外，此类现有方法存在副产物多、产物分离困难的问题，尤其是在缩聚后期粘度不断增大，搅拌和除水困难，导致难以合成较高分子量的聚合物。而采用双螺杆挤出机或专用反应釜进行合成，则需要较复杂的配套设施。

以丙交酯为原料进行开环聚合，是获得聚乳酸的另一类途径。中国专利申请公开文本CN101429276A披露了无金属残留分子量可控聚乳酸合成方法。中国专利申请公开文本CN103923305A披露了一种环保型催化剂改进制备的聚乳酸树脂。此类方法虽然避免了金属催化剂的使用，但对原料丙交酯的纯度要求很高，而且合成过程中条件和工艺要求相对较苛刻、复杂，生产周期长，产量低。另外，现有技术中，聚乳酸纯化需要消耗大量的有机溶剂并伴随产生大量的废液，生产成本上升，环境效益低。

因此，需要开发生态友好且高效的聚乳酸合成工艺，以获得纯度高、分子量规整、低金属残留甚至无金属残留的医药级聚乳酸材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备聚乳酸的方法，该方法以乳酸为原料，采用非金属类催化剂，能够绿色、高效地提供纯度高、分子量规整、低金属残留甚至无金属残留的医药级聚乳酸材料。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种制备聚乳酸的方法，其包括以下步骤：

(a)在分子量调节剂的存在下，使乳酸预聚合；

(b)在催化剂的存在下，使预聚合产物进行缩聚以得到所述聚乳酸；

所述催化剂选自质子酸化合物。

优选地，所述方法进一步包括在步骤(a)之前使乳酸脱水的步骤。

优选地，所述脱水步骤使得所述乳酸的含水量≤2wt.％。