2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯及其制备方法。背景技术
近几十年以来，生物医用高分子材料的研究得到了迅速发展，作为生物可降解的高分子材料，由于它在植入体内后不需经外科手术取出，因而在手术缝合线、人造皮肤、人造血管、骨固定及修复和药物传递系统等领域得到越来越广泛的应用。生物可降解合成高分子主要有聚酯、聚氨基酸、聚磷酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚碳酸酯等。脂肪族碳酸酯是一类生物可降解/吸收的高分子，它具有生物相容性，在体内条件下有一定弹性，可作为生物医用材料在药物控制释放系统，体内植入材料和软组织修复材料等方面有广泛的研究和应用。为了获得侧链含功能化可生物降解/吸收的无毒生物医用高分子材料，重要的途径之一就是设计和合成结构新颖的碳酸酯单体或通过侧链修饰。
高分子合成方法一般有加聚聚合、异构化聚合、消去聚合、缩聚、环化聚合、开环聚合、聚加成、加成缩聚等反应，目前生物可降解聚碳酸酯的合成一般采用开环聚合，因为它具有热效应低、聚合速度快、能在短时间内达到较高分子量等优点。常见的脂肪族碳酸酯开环聚合的单体一般为五元环或六元环环状碳酸酯，但由于五元环环状碳酸酯开环聚合时总是或多或少有脱二氧化碳现象产生，因此聚碳酸酯的合成一般采用六元环环状碳酸酯。
含可功能化侧基的脂肪族聚碳酸酯在实践中有重要意义。在侧基官能团上键合各种药物形成高分子药物体系，可控制释放或持续释放；或者键合生物活性分子，以改善材料的生物相容性和生物活性；通过侧链官能团的引入还可以改变聚合物的降解速率、物理机械性能、亲水/疏水性能；还可通过控制官能团的比例来控制降解速率，因此含可功能化侧基的脂肪族聚碳酸酯的研究和应用引起了人们极大的兴趣。发明内容
本发明的目的是提供2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯及其制备方法，所得2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯可用于制备具有良好生物相容性含可功能化基团的生物可降解/吸收聚碳酸酯。
本发明提供的技术方案是，2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯，其结构式为：
本发明还提供了上述2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯的制备方法，即从2，2-二羟甲基丙酸出发，通过酯化，关环反应制备了新型六元环环状碳酸酯单体即2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯，具体合成路线如下：
将2，2-二羟甲基丙酸和乙醇在酸性条件(pH＜7)下经酯化反应制备2-乙氧羰基-2-甲基-1，3-丙二醇；所得2-乙氧羰基-2-甲基-1，3-丙二醇和氯甲酸乙酯在以三乙胺为催化剂，四氢呋喃为溶剂，-15～5℃地条件下制得2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯，其熔点为49-50℃，经显微熔点仪测定。2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯的结构经红外光谱(FT-IR)，质子核磁共振谱(1H NMR)证实。
本发明首次合成了一种结构新颖的六元环环状碳酸酯即2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯。以2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯为单体可合成具有良好生物相容性含可功能化基团的生物可降解/吸收聚碳酸酯—聚(2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯)。由于该聚合物侧链功能基的存在，从而可以通过键合各种药物形成高分子药物体系，可控制释放或持续释放，或者键合生物活性分子，以改善材料的生物相容性和生物活性，通过侧链官能团的引入还可以改变聚合物的降解速率、物理机械性能、亲水/疏水性能，并可通过控制官能团的比例来控制降解速率。而且用本发明作原料制得的聚合物作为生物可降解的高分子材料在体内降解的产物无毒。因此在药物控制释放、组织工程、基因治疗等领域有很重要的实践意义。具体实施方式以下结合具体实例对本发明的技术方案作进一步说明：
实施例一：
2-乙氧羰基-2-甲基-1，3-丙二醇的制备：将20.2克2，2-二羟甲基丙酸和150毫升无水乙醇加入250毫升圆底烧瓶中，用3.0克732型阳离子交换树脂作催化剂，将8.0克3A型分子筛加入索氏提取器中，加热搅拌回流72小时，过滤、蒸出溶剂，干燥得浅黄色油状液体22.7克，产率93.4％，红外光谱1721cm-1(-COO-)。
实施例二：
2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯的制备：将11.4克2-乙氧羰基-2-甲基-1，3-丙二醇溶于600毫升四氢呋喃中，再加入16毫升氯甲酸乙酯，在0℃下搅拌，30分钟内滴加26毫升三乙胺，然后在室温下搅拌2小时，滤出三乙胺盐酸盐，滤液浓缩，加入无水乙醚使之沉淀，粗产品用甲苯/石油醚重结晶三次，得白色晶体2-乙氧羰基-2-甲基三亚甲基碳酸酯6.8克，产率49.6％，红外光谱1731cm-1(-COO-)，1759cm-1(-OCOO-)，质子核磁共振谱(1H NMR)：(CDCl3，ppm)4.64-4.72，4.18-4.24(CH2，6H)，1.24-1.36(CH3，6H)。