close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Riga, Vecpilsētas iela 5;pdf

код для вставкиСкачать
УДК 54-126, 54-32
ПОЛУЧЕНИЕ ЛАКТИДА В ПРИСУТСТВИИ ПТОЛУОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ
Ю.Е. Похарукова, магистр 2 года обучения
А.В. Яркова, аспирант 3 года обучения
А.А. Шкарин, студент 3 курс
В.Т. Новиков, к.х.н., доцент.
Национальный исследовательский Томский политехнический
университет
г. Томск
В последнее время активно развивается направление создания
биоразлагаемых полимеров на основе оксикарбоновых кислот для получения
изделий медицинского назначения: хирургические шовные материалы,
искусственные ткани и органы, имплантаты, эндопротезы, а также
лекарственных препаратов пролонгированного действия. Данный интерес
вызван уникальной способностью биоразлагаемых полимеров к
биологической совместимости с организмом человека и к разложению до
нетоксических веществ [1]. Одним из таких полимеров является полилактид
(ПЛА), который получают через лактид с последующим раскрытием цикла
под действием различных катализаторов.
Синтез лактида включает следующие стадии: концентрирование
молочной кислоты (МК); процесс олигомеризации молочной кислоты; синтез
лактида-сырца; очистка лактида-сырца. Одной из стадий в процессе
получения лактида является олигомеризация МК, от которой зависит выход и
степень чистоты лактида.
Для синтеза олигомера молочной кислоты и лактида используют
различные катализаторы, такие как металлы (олово, цинк), оксиды (цинка,
сурьмы, алюминия, олова), соли и комплексы металлов, и многие другие.
Известно, что п-толуолсульфокислота является активным катализатором,
который широко применяется для получения сложных эфиров на основе
карбоновых кислот и спиртов [2].
Ранее было выявлено, что при использовании в качестве катализатора птолуолсульфокислоты с концентрацией 1,5 % и времени процесса 120…240
минут при синтезе олигомера молочной кислоты в реакционной колбе
наблюдалось образование очень вязкой массы, что в свою очередь в
дальнейшем привело к значительному снижению выхода лактида-сырца,
который представлял собой вещество темного цвета с плохо
кристаллизующейся жидкостью. В этом случае выход лактида-сырца не
превышал 30 %. Поэтому представляло интерес исследовать стадии
концентрирование МК и процесс олигомеризации на роторно-вакуумном
испарителе Heidolph Hei-VAP при времени процесса меньше 120 минут и
концентрациях катализатора менее 1,5 %.
В работе использовали 80 % водный раствор L-молочной кислоты
фирмы PURAC (Испания).
Процесс олигомеризации проводили при температуре 150 ºС, скорости
вращения колбы на роторно-вакуумном испарителе 60 об/мин, разрежении
30…50 мбар, причем вакуум создавался сразу. Через 30 минут в реакционную
массу добавлялся катализатор п-толуол-сульфокислота в количестве
1,5…0,025 % от массы концентрированной МК. Процесс проводили без
азотной подушки, в течении 60 минут [3].
Синтез лактида-сырца осуществляли на стандартной лабораторной
установке для вакуумной перегонки, с использованием электромагнитной
мешалки IKA C-MAG HS 7 при температуре 200…240 ºС и разрежении
10…20 мбар. Процесс деполимеризации олигомера МК в лактид длится
120…180 минут. В таблице приведены экспериментальные данные синтеза
лактида из олигомера МК в присутствии п-толуол-сульфокислоты.
Таблица. Зависимость выхода лактида от концентрации катализатора
X, % w, % Тпл., ºС
w1, %
Тпл.1, ºС
1
24
75-79
10
77-82
0,5
35
74-78
19
73-78
0,2
42
87-91
17
92-94
0,1
59
88-90
24
94-95
0,05
64
87-91
16
88-91
0,025
66
87-91
14
74-80
где x – содержание катализатора, %; w – выход лактида-сырца, %; Тпл –
температура плавления лактида-сырца, ºС; w1 – выход лактида после 1-ой
перекристаллизации, %; Тпл1 – температура плавления лактида после 1-ой
перекристаллизации, ºС.
Из результатов таблицы видно, что наибольший выход лактида-сырца
получен при концентрациях пара-толуолсульфокислоты 0,2…0,05 %. При
этих же концентрациях катализатора наблюдалось образование более чистого
лактида-сырца. Выявлено, что время получения олигомера МК в присутствии
этого катализатора сокращается в 4 раза по сравнению с реакцией,
катализируемой окисью цинка.
Список литературы:
1. Марычев С.Н. Полимеры в медицине, Владимир: ВГУ. 2001. C. 68.
2. Шкарин А.А., Яркова А.В., Новиков В.Т. Влияние катализаторов на
выход лактида // Химия и химическая технология в XXI веке: Материалы XV
Международной научно-практической конференции имени профессора Л.П.
Кулева студентов и молодых ученых, Томск: Изд-во ТПУ. 2014. C. 310 – 312.
3. Яркова А. В., Похарукова Ю. Е, Шкарин А. А, Новиков В.Т. Синтез
лактида, катализируемый п-толуолсульфокислотой // Ползуновский вестник,
Барнаул: Изд-во АлтГУ им. Ползунова. 2014. № 3. C. 112 – 114;
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа