聚丙交酯的氨基酸共聚改性及立构规整性聚丙交酯的合成是近年国际上颇为重视的研究课题。本项目:①拟合成三种仿生型醋酸肌酐胍催化剂;②合成新型光学活性环酯单体:(3S)-3-[(苯酰氧)亚甲基]-吗琳-2,5-二酮;③用醋酸肌酐胍催化所合成的新型光学活性吗琳二酮单体的立构专一性开环聚合及其与L-丙交酯的开环共聚合反应,合成出新型功能型双亲生物降解性聚合物:聚(L-丙交酯-共-L-丝氨酸);④研究所合成仿生型醋酸肌酐胍催化剂的立构专一性催化开环聚合性能与其结构对应关系,阐明其裁制规律;⑤研究聚合反应动力学、引发及增长活性物种的本质与结构、生成聚合物的端基结构及立构规整度;⑥总结出具优良性能、高等规度、功能性双亲生物降解性聚(L-丙交酯-L-丝氨酸)的受控合成方法;⑦提出关于醋酸肌酐胍催化吗琳二酮立构专一性聚合反应机理的创见性学术观点;⑧探索开发所合成新材料在活性蛋白类药物控释载体方面的实际应用。
以有机催化剂进行环酯开环聚合受控合成生物降解聚合物是生物医用材料领域近年国际最新进展。本项目首创进行了下述研究1.以α-溴代丙酸为原料合成3-苄氧甲基-6-甲基-2,5-吗啉二酮(BMMD)改进了D-丙氨酸为原料工艺,产率提高一倍(61%),成本降低;2.首次采用循环微分重结晶法制得绝对光学构型3S,6S-BMMD和3S,6R-BMMD,用作开环聚合单体,合成了双亲型功能化生物降解聚(乳酸-丝氨酸);3.首次合成了6种无毒有机胍盐(醋酸肌酐胍,乙醇酸肌酐胍,乳酸肌酐胍,磷酸肌酐胍,苯甲酸肌酐胍,双环胍乙酸盐),用它们作单一组分有机引发剂实现了BMMD和L-丙交酯(LLA)活性开环聚合。所合成聚合物具有窄分子量分布(PDI=1.1~1.2)和良好等规度(≥80%);4.研究了聚合动力学,用1H NMR跟踪表征了大分子活性物种的本质和结构,证明了大分子活性物种的非自由基、非离子性本质,提出了有创见学术观点的有机胍盐引发环酯开环聚合机理(负离子引发、配位增长);5.本项目研究成果有很高学术及应用价值,申请中国发明专利5项,参与辑写英文专著1本、中文专著1本,应邀在国际学术会做大会报告一次。