Способ получения полимочевин Советский патент 1976 года по МПК C08G71/02 

1

Изобретение относится к синтезу оптически активных полимочевин на основе природных L-диаминокарбоновых кислот и, в частности, полимочевин, основная цепь которых включает остатки лизина и/или орнитина.

Известен способ получения полимочевин путем миграционной сополимеризации диизоцианатов с аминным компонентом, например с диамином.

Применение в качестве аминокомпонента в реакции полиприсоединения диаминов, отличающихся по природе от соответствующих диизоцианатов, не позволяет применять полученные известным методом полимочевины для медицинских целей вследствие токсичности большинства алифатических и ароматических диаминов.

Предлагаемый способ предусматривает получение полимочевин, оптически активных и однородных по составу, что создает благоприятные предпосылки для использования их в медицине, например в качестве биологически активных рассасывающихся покрытий на раны и ожоги, а также как шовный материал, пособный рассасываться в организме за непродолжительное время.

По предлагаемому способу полимочевины получают путем миграционной сополимеризации диизоцианатов с аминным компонентом, в качестве которого используют триметилсилильные производные алкиловых эфиров L-диаминокарбоновых кислот общей формулы

(СНз)з-31-ЫН(СН2)„-СН-NH-51(СНз)з,

I

соох

где п - 3 или 4 и X - алкиловый радикал.

Триметилсилильную группу снимают абсолютным этиловым спиртом в процессе реакции.

Применение триметилсилильных производных алкиловых эфиров L-диамннокарбоновых кислот в качестве аминокомпонента в реакции полиприсоединения дает возможность получить оптически активные однородные по составу полимочевины. Такие амины легко очистить методом нерегонки при пониженном давлении, что позволяет проводить реакцию полимеризации с высоко чистыми реагентами. Исходные мономеры стабильны при хранении ири температуре от -15 до 0°С.

В качестве диизоцианатов используют диизоцианаты, полученные при взаимодействии триметилсилильных производных алкиловых эфиров L-орнитина или L-лизииа с фосгеном при температуре от -50 до -20°С в течение 30-40 мин.

Реакцию получения полимочевин проводят в апротонных растворителях, таких как N-метилпирролидон, диметилацетамид (ДМАА) диметилсульфоксид (ДМС) и т. д. Температура реакции может колебаться в пределах от -10 до 80°С, однако предпочтительнее проводить процесс при комнатной температуре, при которой скорость реакции достаточно высока и исключена возможность прохождения побочных реакций, имеющих место при повышенной температуре.

Измеряют приведенную вязкость 0,5%-ного раствора полимера в ДМС, температуру плавления, угол вращения плоскополяризованиого света (0,5%-ный раствор в ДМС).

В таблице приведены физико-химические показатели полимеров и сополимеров на основе алкиловых эфиров L-лизина и L-орнитина, полученных при взаимодействии эквимолекулярных количеств диизоциаиатов и триметилсилильных производных алкиловых эфиров L-лизина и L-орнитина.

Полимочевины образуют прозрачные бесцветные довольно эластичные пленки и волокна.

Преимуществом предлагаемого метода по сравнению с известным является получение полимочевин универсальным методом, простым в осуществлении, обеспечивающим получение оптически активного полимера на основе L-диаминокарбоновых кислот,

Этот метод исключает возможность прохождения побочных реакций и позволяет получить полимеры удовлетворительной чистоты и с хорошим выходом.

Пример 1. В реакционный сосуд, снабженный мешалкой, термометром, насадкой для определения времени истечения раствора и системой для пропускания газа, в течение 1 час продувают сухой аргон. Затем в реакционный сосуд вносят 1,6098 г (0,0053 моль) триметилсилильного производного этилового эфира L-орнитина в 4,0 мл ДМС. К смеси приливают при интенсивном перемешивании 0.615 мл абсолютного этилового спирта, температура раствора повышается до 36°С. После этого в реакционный сосуд вносят 1,1257 г (0,0053 моль) диизоцианата этилового эфира L-орнитина в 4,0 мл ДМС, температура раствора повышается до 75°С, и вязкость раствора постепенно возрастает. Время реакции 60 час при 25°С.

Раствор полимера - бесцветная или слегка желтоватая жидкость. Полимер высаживают в смесь ацетон-гексан в соотношении 1:1.

Белый волокнообразный полимер отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат до постоянного веса.

Выход полимера 87%; т. пл. 203°С; + 19,0; приведенная вязкость 0,34.

Вычислено, %: С 51,5; Н 7,5; N 14,9.

Найдено, %: С 50,76; Н 7,58; N 14,38.

Полимер образует достаточно эластичные прозрачные пленки из раствора в ДМС. Пленки, отмытые от следов растворителя и высушенные до постоянного веса, помещают в мышечный карман кролика. За 22 дня пленки рассасываются и распадаются на фрагменты.

Пример 2. Условия эксперк.меита аналогичны примеру 1, ио в качестве амииокомионента в реакции полипрпсоедниения берут триметилсилилэтиллизин.

Выход полимера 74%; т. пл. 209°С; а + +23,0° {0,5%-ный раствор в ДМС); приведенная вязкость 0,32.

Пример 3. Процесс проводят по примеру 1, но в реакции миграционной сополимеризации используют диизоцианат этилового эфира L-лизина.

Выход полимера 73% от теоретического; т. пл. 165°С; +21,0, приведенная вязкость 0,27 {0,5%-ный раствор в ДМС).

Пример 4. Процесс проводят по примеру 1, но в реакции миграционной сополимеризации используют диизоцианат этилового эфира L-цистина и триметилсилильное производное этилового эфира L-цистина.

Полимер - белый порошок, растворимый в серной и трифторуксусной кислотах и во фторированных кетонах.

Выход полимера 70% от теоретического; т. пл. 235°С, приведенная вязкость 0,04 (0,5%ный раствор в трифторуксусной кислоте).

Пример 5. Процесс проводят по примеру 4, но в реакции миграционной сополимеризации используют диизоцианат этилового эфира L-лизина.

Сополимер - слегка желтоватый порошок.

Выход сополимера 88% от теоретического; т. пл. приведенная вязкость 0,15 (0,5%ный раствор в ДМС).

Пример 6. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, трубкой для ввода газа и хлоркальцевой трубкой, загружают 3,5008 г (0,010987 моль) этилового эфира №, №-бис-) триметилсилил) -L-лизина в 7,0 мл абсолютного ДМАА и добавляют при интенсивном перемешивании 0,92 мл (0,023 моль) метанола, а затем 2,4857 г (0,01098 моль) этилового эфира N% №-бис-(карбонил)-L-лизина в 5 мл абсолютного ДМА, при этом температура смеси резко повышается и очень быстро возрастает вязкость смеси. Через 35 мин после смешения компонентов образуется студень, т. пл. 170°С MO +15,67; вязкость 0,5%-ного раствора в муравьиной кислоте составляет 1,28, 0,5%-иого раствора в ДМС-0,64. Прочность при растяжении, кг/см 124 Относительное удлинение, % 327 Модуль эластичности,

КГ/СМ21,8-103

М 250000

Пленка рассасывается в мышечном кармане кролика за 22 дня.

Пример 7. Процесс проводят по примеру 5, только в реакции полиприсоединения используют диизоцианат пропилового эфира L-лизина..

Выход полимера 98%; т. пл. 146°С, Hg + + 17,3. Приведенная вязкость 0,72 (0,5%-ный раствор в ДМС).

Формула изобретения

Способ получения полимочевин путем миграционной сополимеризации диизоцианатов с a.MHHi-ibiM компонентом в среде органического растворителя, отлича1оа.ийся тем, что, с целью получения однородного по составу и оптически активного конечного продукта, в качестве аминного компонента используют триметилсилильные производные алкиловых эфиров L-диаминокарбоновых кислот.