一种聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，具体涉及一种聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的制备方法。

背景技术

近年来美容微整形市场突飞猛进，注射填充剂占据了行业的主力军，聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物(mPEG-PLLA)由于良好的生物相容性和可生物降解性、两亲性而被行业青睐。

现公开的聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物制备工艺中，大多以外购丙交酯入手，辛酸亚锡为催化剂，以本体聚合，通过加入阻聚剂控制产品的分子量。该工艺后期反应温度高至180℃左右，反应时间超4h，同时丙交酯中杂质的引入和阻聚剂的加入加剧了副反应，使得聚合物分子量难以精准控制，分子量分布宽，还存在旋光度偏离，阻聚剂和催化剂残留难以去除等问题。虽通过成品精制工艺可缩窄分子量的分布和减少阻聚剂的残留，但其成品收率低于40％，导致生产成本高，同时分子量的精准控制、旋光度偏离、锡残留问题仍未解决。

比如，中国专利CN201510593332.X提出具有两亲性的聚乳酸嵌段共聚物比聚左旋乳酸在注射填充剂应用中具备更优异性能，并指出使用分子量10000～500000的聚左旋乳酸嵌段共聚物。由于人体肌肤的易致敏性，导致注射填充剂制作要求高纯度原材料，苛刻的控制重金属、化学试剂等残留，以保证产品临床应用；同时在产品的制作中，聚左旋乳酸的分子量大小和分散系数直接决定产品的收率，因此合格的注射填充剂原材料需要具备：高纯度、低残留、分子量可控、分子量分布窄的聚左旋乳酸嵌段共聚物。

中国专利CN 104892909公开了采用聚乙二醇单甲醚和D，L-丙交酯为反应原料，辛酸亚锡为催化剂，以熔融缩聚法制备，反应完毕后采用1～4次二氯甲烷溶解-乙醚结晶得成品，该方法为现制备的常用方法，其方法反应时间长达12～14小时，得到产物分子量低，长时间反应产生酯交换导致成品光学纯度较差，成品收率＜80％。

中国专利CN 1111253A公开了以三异丁基铝为催化剂，在氮气保护下，60-220℃，引发内酯(或交酯)与聚醚二醇进行本体或溶液共聚合，采用分子量调节剂为12-24个碳原子的脂肪醇对分子量进行控制，该工艺避开了重金属锡的残留和较好控制了聚合产物聚D,L-乳交酯的分子量，但由于脂肪醇的加入提前终止了聚合反应，导致分子量分布宽，同时引入脂肪醇链，增加了聚合物中的残留物。

中国专利CN 106995528 A公开了对聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物(mPEG-PDLLA)通过逐步降温法进行精制处理，使得聚合物的分子量分布缩窄，制备得到的聚合物胶束粒径小且均一，冻干粉稳定性优异，复溶效果好。但该工艺收率低于40％，物料损耗大，生产成本高。

另外，上述专利聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的制作方法大多从丙交酯开始，市售L-丙交酯基本为工业品，未注重医用所需的高光学纯度和低残留，此种缺陷对于聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物成品的不利影响在后期是难以弥补的。

发明内容

本发明以乳酸着手，通过工艺的植入与整合，先制作出高纯丙交酯，再在复合铝系催化剂，温和的反应温度下(低于145℃，反应时间短于1h)完成液相聚合，聚合胶体经精制得到高光学纯度和分子量可控的聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物。

本发明提供了一种聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，在复合铝系催化剂催化下，丙交酯与聚乙二醇单甲醚开环聚合反应生成聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体；

步骤2，聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体精制得到聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物成品。

优选地，步骤1中丙交酯的制备过程包括以下步骤：

步骤1)，乳酸脱水，得到低聚乳酸。先在一定的温度和负压条件下，去除乳酸中的自由水，然后在催化剂的条件下，逐渐升温和降压，去除乳酸中的结合水。

优选地，去除自由水的温度为70～90℃，进一步优选为温度75～85℃，例如75℃、78℃、80℃、82℃、85℃。

优选地，去除自由水的负压为-0.090～-0.097MPa，进一步优选为负压为-0.093～-0.097MPa，例如-0.093MPa、-0.094MPa、-0.095MPa、-0.096MPa、-0.097MPa。

优选地，去除乳酸中结合水的催化剂为三氧化二锑和磷酸的混合物，相较于单独采用三氧化二锑为催化剂，混合催化剂能更好的降低乳酸低聚物环化成消旋丙交酯或向D-丙交酯的转化，从而提高了L-丙交酯的光学纯度。

优选地，在所述混合催化剂中，三氧化二锑的添加量为乳酸质量的0.75～0.85％，进一步优选为0.75～0.80％，例如0.75％、0.76％、0.77％、0.78％、0.79％、0.80％。

优选地，在所述混合催化剂中，磷酸的添加量为乳酸质量的0.2％～0.4％，进一步优选为0.25％～0.4％，例如0.25％、0.28％、0.30％、0.35％、0.38％、0.40％。

优选地，去除乳酸中的结合水的起始温度为120～160℃，进一步优选为140～160℃，例如140℃、145℃、150℃、155℃、160℃。

优选地，在去除乳酸结合水的过程中，升温和降压的方式采用阶梯式，每一阶的温度为2～5℃，例如2℃、3℃、4℃、5℃。每一阶的压力为-0.01～-0.03MPa，例如-0.01MPa、-0.02MPa、-0.03MPa。

优选地，去除乳酸结合水的最终温度为180～190℃，真空度为极限真空。

步骤2)，低聚乳酸裂解环化生成丙交酯。在乳酸脱水结束后，先采用惰性气体将反应容器置换至常压，然后排除水溶液，再加入催化剂，于200℃以上的温度，负压低于-0.095MP条件下裂解环化制得块状丙交酯。

优选地，所述惰性气体选自氮气、氩气或氦气中的至少一种，进一步优选为氮气。

优选地，所述催化剂为三氧化二锑和丙三醇。

优选地，三氧化二锑的添加量为初始乳酸质量的0.15％～0.25％，进一步优选三氧化二锑的添加量为初始乳酸量的0.15％～0.2％，例如0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％。

优选地，丙三醇的添加量为初始乳酸质量的3％～8％，进一步优选为5％～8％，例如5％、5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％。

优选地，所述200℃以上的温度为200℃～260℃，进一步优选为220℃～250℃，更优选为220～240℃，例如220℃、225℃、230℃、235℃、240℃。

现有的丙交酯合成过程中，低聚乳酸裂解环化成丙交酯需长时间持续高温反应，导致酯交换的副反应在所难免，形成部分内消旋丙交酯，影响丙交酯的旋光度和后期聚合反应。因此合成中减少酯交换副反应，在丙交酯纯化过程中彻底消除内消旋丙交酯至关重要。

本发明采用复合高效催化体系三氧化二锑+磷酸、三氧化二锑+丙三醇，并分段加入，在温度相同的情况下加快了整个丙交酯合成过程的反应速率，减少因持续高温导致酯交换而改变旋光度，使得粗丙交酯中改变旋光度的丙交酯减少，提高了L-丙交酯的光学纯度和收率。

步骤3)，将步骤2)制得的丙交酯进行水萃取处理。将块状丙交酯与水按照预设的质量比添加在一起，搅拌混合均匀，静置后滤除水溶液。

优选地，块状丙交酯与水的质量比为1:1～1:3，进一步优选为1:1.5～1:2.5，例如1:1.5、1:1.75、1:2、1:2.25、1:2.5。

步骤4)，将水萃取处理后的丙交酯进行水解。将水萃后的丙交酯加入温水中深度水解。

优选地，水萃后的丙交酯与温水的质量比为1:2～4，进一步优选为1:2～3，例如1:2、1:2.3、1:2.5、1:2.7、1:3。

优选地，所述温水的温度为45～55℃，进一步优选为48～53℃，例如48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃。

优选地，水解时间为2～5h，进一步优选为2.5～5h，例如2.5h、3.0h、3.5h、4.0h、4.5h、5.0h。

本发明通过丙交酯的深度水解，彻底消除粗丙交酯中的内消旋丙交酯，提升L-丙交酯的光学纯度，得到高纯度单体，从而进一步制备得到高光学纯度的聚乳酸。

步骤5)，将水解后的丙交酯依次过滤除水、有机溶剂滤洗、干燥处理得到粗丙交酯。

优选地，所述有机溶剂选自乙醇、乙醚、丙醇中的任意一种，进一步优选为乙醇。

优选地，干燥方式为风干或烘干，干燥温度优选为65℃以下，进一步优选为60℃以下。

步骤6)，将粗丙交酯进行纯化、精制。将制备的粗丙交酯与无水乙醇加入结晶纯化容器中，溶解过滤，滤液析晶过夜，然后固液分离得到丙交酯晶体，真空干燥制得一次纯化丙交酯。然后采用乙酸乙酯对一次纯化丙交酯进行纯化结晶，制得精制丙交酯。

优选地，所述粗丙交酯与无水乙醇的质量比为1:1～2，进一步优选为1:1～1:1.5，例如1:1、1:1.05、1:1.1、1:1.15、1:1.2、1:1.25、1:1.3、1:1.35、1:1.4、1:1.45、1:1.5。

优选地，所述一次丙交酯与乙酸乙酯的质量比为1:0.7～1.5，进一步优选为1:0.7～1.2，例如1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.85、1:0.9、1:0.95、1:1.0、1:1.05、1:1.1、1:1.15、1:1.2。

优选地，所述溶解温度为70～85℃，进一步优选为70～80℃，例如70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃。

优选地，滤液析晶温度为10～35℃，进一步优选为10～30℃，例如10℃、15℃、20℃、25℃、30℃。

优选地，所述真空干燥温度为45～60℃，进一步优选为45～55℃，例如45℃、47℃、50℃、53℃、55℃。

本发明采用多溶剂交替重结晶纯化工艺，利用溶剂的溶解性不同，有效去除不溶性杂质和易溶性杂质，包括游离酸和水分的去除，并能提高丙交酯的结晶度，制备了低残留的高纯丙交酯，为后期聚合反应稳定、充分奠定了坚实的基础。

在本发明的一个实施方式中，步骤1中聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体的制备过程包括以下步骤：

步骤1-1，将经过上述步骤6)制备的精制丙交酯和聚乙二醇单甲醚加入聚合反应容器内，真空干燥后，用惰性气体置换，去除反应体系中的水分。

优选地，在精制丙交酯与聚乙二醇单甲醚混合物中，丙交酯的质量分数为97～99.5％，进一步优选为97.5～99.5％，例如97.5％、98％、98.5％、99％、99.5％。

优选地，真空干燥温度为45～60℃，进一步优选为45～55℃，例如45℃、47℃、50℃、53℃、55℃。

优选地，所述惰性气体选择氦气、氩气、氮气中的至少一种，进一步优选为氩气。

优选地，惰性气体的置换次数为2～5次，进一步优选为3～5次，例如3次、4次、5次。

步骤1-2，向步骤1-1处理后的反应体系中加入无水二甲苯，升温溶解，然后加入催化剂，升温反应得到聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体。

优选地，无水二甲苯与单体的质量比为1.5～2.5:1，进一步优选为2.0～2.5:1，例如2.0:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1。

优选地，所述升温溶解的温度控制在130℃以下，更优选为120℃以下。

优选地，所述催化剂为复合铝系催化剂，进一步优选催化剂包括三异丁基铝，更优选地，该催化剂包括三异丁基铝、异丁烯和二甲苯。更优选地，三异丁基铝、异丁烯和二甲苯的质量比为1:2.5～3.0:0.1～0.2。

优选地，以丙交酯和聚乙二醇单甲醚的总质量为计算基准，按照三异丁基铝纯品计算，复合铝系催化剂的添加量为0.15～2.0％，进一步优选为0.15～1.0％，例如0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.42％、0.45％、0.5％、0.75％、1.0％。

本发明采用自主研发的高活性复合铝系催化剂，该催化剂较常用的辛酸亚锡而言，催化活性更高，使得反应温度更低，反应速率更快。而普通的铝系催化剂，在使用过程中遇微量水和氧气极易分解或反应导致活性降低，本发明通过将异丁烯、二甲苯和铝系催化剂进行搭配复合使用，可防止铝系催化剂与微量水和氧气反应，从而保持铝系催化剂的高活性，使得聚合反应前、中、后整个过程稳步进行。

优选地，开环聚合反应的温度为110～145℃，进一步优选为115～140℃，更优选为120～140℃，例如120℃、125℃、130℃、135℃、140℃。

优选地，开环聚合反应的时间为0.5～1.5h，进一步优选为0.5～1.0h，例如0.5h、0.75h、0.8h、1.0h。

优选地，聚乙二醇单甲醚、精制丙交酯和无水二甲苯组成了所述开环聚合反应的溶液聚合反应体系，

优选地，所述无水溶剂选自无水二甲苯、十氢萘或联苯醚中的至少一种，进一步优选为无水二甲苯。

优选地，精制丙交酯和聚乙二醇单甲醚的总质量与无水二甲苯的质量比为1:1.5～2.5，更优选地，精制丙交酯和聚乙二醇单甲醚的总质量与无水二甲苯的质量比为1:1.5～2.2，例如1:1.5、1:1.8、1:2.0、1:2.1、1:2.2。

在本发明的另一个实施方式中，步骤2中聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体精制得到聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物成品过程包括以下步骤：

步骤2-1，聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体的分级处理。

先将步骤1-2得到的聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体和二氯甲烷加入纯化反应容器中，搅拌溶解后加入无水乙醇，继续搅拌，待聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物完全溶解后，再缓慢滴加无水乙醇，溶液中大量出现软胶体后停止，静置澄清，去除上清液。

优选地，聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物与二氯甲烷的质量比为1:4～8，进一步优选为1:5～7，例如1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7。

优选地，无水乙醇的加入体积与二氯甲烷的体积相同。

步骤2-2，聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物软胶体的纯化。

先将经过步骤2-1分级处理后的聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物软胶体加入适量无水乙醇，搅拌沉淀后，固液分离，将沉淀干燥，得到聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的一次纯品。

将聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的一次纯品和二氯甲烷加入纯化容器中，搅拌溶解。然后过滤至万级洁净区的纯化容器中，搅拌下加入适量无水乙醇沉淀，固液分离，将沉淀干燥、筛分，再将细粉真空干燥，制得聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的成品。

优选地，所述过滤为0.2微米加压过滤。

优选地，所述细粉真空干燥的温度为45～60℃，进一步优选为45～55℃，例如45℃、47℃、50℃、53℃、55℃。

本发明的分级纯化工艺，可以去除低分子量聚合物，使成品分子量分布更窄。该工艺中的分级操作方式与聚乳酸常规纯化工艺进行有机结合，在取得效果基础上有效节约了生产成本。

本发明的有益效果：

一、在丙交酯的制备过程中，本发明采用了三氧化二锑和磷酸、三氧化二锑和丙三醇分别作为催化剂，并且催化剂分两个阶段批次加入，使低聚乳酸的分子链短，容易裂解环化，并且减少了丙交酯的旋光度改变，提高了L-丙交酯的光学纯度和收率。

二、在丙交酯的制备过程中，本发明采用了独特的深度水解工艺，消除了内消旋丙交酯，进一步提高L-丙交酯的光学纯度。

三、在丙交酯的精制过程中，本发明采用多溶剂交替重结晶纯化工艺，有效去除杂质(如游离酸和水分)，提高丙交酯的结晶度，进一步提高了L-丙交酯的纯度。

四、本发明制备得到的丙交酯残留量＜10PPM。医用行业标准YY/T0661-2017限定≤3％；经查证，国际著名聚乳酸生产商Corbion售卖的医用聚乳酸其丙交酯残留为＜0.1％。本发明制备得到的丙交酯残留量低，避免后续加工过程中注塑件内部裂痕导致力学性能不稳定的问题，也降低了在临床应用中丙交酯快速水解造成酸性释放易导致无菌性炎症的风险。

五、在开环聚合反应过程中，本发明采用独特的复合铝系催化剂替代辛酸亚锡、普通铝系催化剂，提高了反应活性，且消除了现有技术中使用辛酸亚锡导致的锡残留超标、铝系催化剂易氧化等问题，杜绝了锡对人体的毒副作用，有效的解决了mPEG-PLLA在医疗应用中的缺陷。

六、在开环聚合反应过程中，本发明采用了溶液聚合体系，使得反应更加充分，降低了反应温度，缩短了反应时间。有效避免了传统工艺高温、长时间反应引起的酯交换等副反应，提高了聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物的光学纯度，使高光学纯度的左旋聚乳酸与聚乙二醇单甲醚共聚物具有通畅的代谢途径，从而提高生物相容性。

七、在聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物胶体纯化过程中，本发明采用了分级纯化工艺，去除了低分子量聚合物，使得成品分子量分布更窄，同时通过精确控制聚乙二醇单甲醚-聚乳酸嵌段共聚物分子量和分子量窄分布，在下游加工应用中，力学性能更稳定，下游成品收率更高。进一步地，本发明中未添加阻聚剂和分子量调节剂，减少了阻聚剂和高温带来的副反应，缩窄产品分子量分布。

八、本发明首先制备高纯单体，然后在溶液聚合体系和复合铝系催化剂的加持下，低浓度反应体系可快速分散均一，在适宜的反应温度下，使配位聚合齐头并进，溶液反应体系能量交换充分，从而实现了在低于145℃，时间短于1h的反应条件下完成聚合反应，有效避免了传统工艺高温、长时间反应而引发酯交换等副反应，制得高光学纯度的聚合物。与此同时，低浓度溶液反应体系在后期聚合中分子间运动仍能有效保持，使得单体转化充分，有效的减少了丙交酯的残留，并提高了聚合物的收率。

附图说明

图1是实施例4样品的红外光谱图；

图2是实施例4样品的核磁图谱。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步描述本发明的技术方案，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本发明的范围构成限制。

实施例1：L-丙交酯样品1的制备

1.1、L-乳酸脱水

将80％L-乳酸1.25kg加入L-丙交酯合成反应釜中，在80℃，-0.095MPa条件下维持1.5h，脱去L-乳酸中的自由水，然后关闭真空，加入三氧化二锑8.5g和磷酸1.5mL，起始温度160℃、-0.03MPa，反应0.5h，然后以每阶5℃、-0.02MPa递进，每0.5h调整一次，直至180℃极限真空下处理1h。然后用氮气置换至常压，排除水溶液，脱去L-乳酸中的结合水，得到低聚左旋乳酸反应物料。

1.2、低聚左旋乳酸裂解环化生成L-丙交酯

向反应物料中补加三氧化二锑1.5g和丙三醇50mL，然后在220℃极限真空下反应，每1h温度增加5℃，直至反应物料剩余70mL左右，停止反应，制得块状L-丙交酯。

1.3、块状L-丙交酯的水萃处理

向反应釜中加入1.4～1.5L纯化水，搅拌打碎块状L-丙交酯，使L-丙交酯与纯化水充分混匀，然后滤除水溶液。

1.4、L-丙交酯的深度水解

将水萃后的L-丙交酯倒入搅拌釜中，加入50℃纯化水2L，500rpm搅拌下水解3h。

1.5、制备粗L-丙交酯

过滤除去水解物中的水溶液，再加入无水乙醇0.25L滤洗，然后在60℃下风干得粗L-丙交酯。

1.6、粗L-丙交酯的纯化、精制

将粗L-丙交酯800g与无水乙醇1.15L加入结晶纯化罐中，80℃搅拌溶解过滤，滤液常温析晶过夜，固液分离得到L-丙交酯晶体。然后在50℃下真空干燥制得一次纯化L-丙交酯。再将一次纯化L-丙交酯600g与无水乙酸乙酯0.7L加入结晶纯化罐中，80℃溶解常温析晶过夜，固液分离得到L-丙交酯晶体，50℃下真空干燥得精制L-丙交酯样品1。经检测，L-丙交酯纯度高达99.95％。

实施例2：L-丙交酯样品2的制备

2.1L-乳酸脱水：

将80％L-乳酸1.25kg加入L-丙交酯合成反应釜中，在80℃，-0.095MPa条件下维持1.5h，脱去L-乳酸中的自由水，然后关闭真空，加入三氧化二锑7.5g和磷酸1.5mL，起始温度160℃、-0.03MPa，反应0.5h，然后以每阶5℃、-0.02MPa递进，每0.5h调整一次，直至180℃极限真空下处理1h。然后用氮气置换至常压，排除水溶液，脱去L-乳酸中的结合水，得到低聚左旋乳酸反应物料。

2.2低聚左旋乳酸裂解环化生成L-丙交酯：

向反应物料中补加三氧化二锑2.5g和丙三醇50mL，然后在220℃极限真空下反应，每1h温度增加5℃，直至反应物料剩余70mL左右，停止反应，制得块状L-丙交酯。

其它后续步骤与实施例1相同。最后检测L-丙交酯样品2的纯度为99.9％。对比例1：L-丙交酯对比样品1的制备

实验过程与实施例1的过程相同，唯一不同在于L-乳酸脱水的催化剂没有添加磷酸。最后检测L-丙交酯对比样品1的纯度为97.5％。

对比例2：L-丙交酯对比样品2的制备

实验过程与实施例1的过程相同，唯一不同在于将L-乳酸脱水和低聚左旋乳酸裂解环化步骤中均加入的催化剂三氧化二锑调整为在L-乳酸脱水时一次性加入三氧化二锑10g。

对比例3：L-丙交酯对比样品3的制备

实验过程与实施例1的过程相同，唯一不同在于没有L-丙交酯的深度水解过程，而是替换为将水萃后的L-丙交酯倒入搅拌釜中，加入纯化水2L纯化粉碎，过滤。然后进入粗L-丙交酯的制备步骤。

实施例3：L-丙交酯样品的测定

3.1、L-丙交酯样品比旋光度的测定

按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0621-旋光度测定法，测定实施例制备的L-丙交酯样品和对比例制备的L-丙交酯对比样品。测定结果见表1。

表1

由表1可以看出，实施例制备的L-丙交酯样品的比旋光度低于对比例样品的比旋光度，说明与现有工艺(对比例工艺)相比，本发明的工艺能提高L-丙交酯的光学纯度。L-丙交酯的光学纯度的提高为提升聚乙二醇单甲醚-聚左旋乳酸嵌段共聚物的品质奠定了技术基础。

3.2、L-丙交酯样品中游离酸的测定

3.2.1、游离酸测定方法：

A、甲醇钠标准溶液的标定：准确称取苯甲酸约50mg于100mL锥形瓶中,加入25mL无水甲醇及两滴0.2％α-萘酚酞醇溶液，缓缓通入干燥N

式中：

c-甲醇钠标准溶液浓度(mol/L)；

V-滴定样品所消耗的甲醇钠标准溶液体积(mL)；

m

122.1-苯甲酸的分子量。

B、准确称取1.8～2.0gL-丙交酯样品于100mL锥形瓶中，用已标定的甲醇钠溶液按甲醇钠标准溶液的标定操作步骤滴定。游离酸含量计算如下：

式中：

c-甲醇钠标准溶液浓度(mol/L)；

V-滴定样品所消耗的甲醇钠标准溶液体积(mL)；

m-样品质量(mg)；

90.08-L-乳酸分子量。

3.2.2、L-丙交酯中游离酸含量的测定

按照3.2.1的方法测定实施例制备的L-丙交酯样品以及L-丙交酯对比样品中的游离酸含量，结果见表2。

表2

由表2可以看出，实施例制备的L-丙交酯样品中的游离酸含量明显低于L-丙交酯对比样品中的游离酸含量。说明与现有技术(对比例工艺)相比，本发明的工艺能显著降低L-丙交酯中的游离酸残留量。游离酸残留量的降低，表明了L-丙交酯纯度的提高，从而为提升聚乙二醇单甲醚-聚左旋乳酸嵌段共聚物的品质奠定了技术基础。

实施例4：mPEG-PLLA样品1的制备

该样品的目标分子量设计为Mw＝9.5万，具体制备过程如下：

4.1、水分的去除

称取300g实施例1的L-丙交酯样品和3.16g聚乙二醇单甲醚，加入聚合反应釜中，50℃真空下干燥，然后采用氩气置换3次，去除反应体系中的水分。

4.2、开环聚合反应

向反应釜中加入无水二甲苯0.75L，混合搅拌并升温至120℃，在120℃下搅拌得到L-丙交酯和聚乙二醇单甲醚的无水二甲苯溶液。然后加入0.8M复合铝系催化剂(催化剂的三种组分的质量比为：三异丁基铝:异丁烯:二甲苯＝1:2.8:0.14)8.0mL(其中含有三异丁基铝1.2693g)，升温140℃反应0.5h得mPEG-PLLA胶体。

4.3、mPEG-PLLA胶体的分级处理

将步骤4.2制备的全部mPEG-PLLA胶体与二氯甲烷1.2L加入纯化釜中搅拌溶解，然后加入无水乙醇1.2L，待搅拌完全溶解，再次缓慢滴加无水乙醇，直至溶液出现大量软胶体停止，静置澄清倾倒上清液完成分级。

4.4、mPEG-PLLA软胶体的纯化

将分级处理后的软胶体在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干得到mPEG-PLLA一次纯化品；将mPEG-PLLA一次纯化品285g与二氯甲烷1.5L加入纯化釜中搅拌溶解，0.2微米加压过滤至万级洁净区的纯化釜中，在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干、过筛，55℃真空下干燥24h，制得mPEG-PLLA成品275g。

实施例5：mPEG-PLLA样品2的制备

该样品的目标分子量设计为Mw＝13.5万，具体制备过程如下：

5.1、水分的去除

称取300g实施例1的L-丙交酯样品和2.23g聚乙二醇单甲醚，加入聚合反应釜中，50℃真空下干燥，然后采用氩气置换3次，去除反应体系中的水分。

5.2、开环聚合反应

向反应釜中加入无水二甲苯0.7L，混合搅拌并升温至120℃，在120℃下搅拌得到L-丙交酯和聚乙二醇单甲醚的无水二甲苯溶液。然后加入0.8M复合铝系催化剂(催化剂的三种组分的质量比为：三异丁基铝:异丁烯:二甲苯＝1:2.8:0.14)5.0mL(其中含三异丁基铝0.7933g)，升温140℃反应45min得mPEG-PLLA胶体。

5.3、mPEG-PLLA胶体的分级处理

将步骤5.2制备的全部mPEG-PLLA胶体与二氯甲烷1.4L加入纯化釜中搅拌溶解，然后加入无水乙醇1.4L，待搅拌完全溶解，再次缓慢滴加无水乙醇，直至溶液出现大量软胶体停止，静置澄清倾倒上清液完成分级。

5.4、mPEG-PLLA软胶体的纯化

将分级处理后的软胶体在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干得mPEG-PLLA一次纯化品；将mPEG-PLLA一次纯化品287.5g与二氯甲烷1.7L加入纯化釜中搅拌溶解，0.2微米加压过滤至万级洁净区的纯化釜中，在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干、过筛，55℃真空下干燥24h，制得mPEG-PLLA成品275.6g。

实施例6：mPEG-PLLA样品3的制备

该样品的目标分子量设计为Mw＝16.5万，具体制备过程如下：

6.1、水分的去除。

称取300g实施例1的L-丙交酯样品和1.82g聚乙二醇单甲醚，加入聚合反应釜中，50℃真空下干燥，然后采用氩气置换3次，去除反应体系中的水分。

6.2、开环聚合反应。

向反应釜中加入无水二甲苯0.65L，混合搅拌并升温至120℃，在120℃下搅拌得到L-丙交酯和聚乙二醇单甲醚的无水二甲苯溶液。然后加入0.8M复合铝系催化剂(催化剂的三种组分的质量比为：三异丁基铝:异丁烯:二甲苯＝1:2.8:0.14)3.6mL(其中含三异丁基铝0.5712g)，升温140℃反应50min得mPEG-PLLA胶体。

6.3、mPEG-PLLA胶体的分级处理。

将步骤6.2制备的全部mPEG-PLLA胶体与二氯甲烷1.6L加入纯化釜中搅拌溶解，然后加入无水乙醇1.6L，待搅拌完全溶解，再次缓慢滴加无水乙醇，直至溶液出现大量软胶体停止，静置澄清倾倒上清液完成分级。

6.4、mPEG-PLLA软胶体的纯化。

将分级处理后的软胶体在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干得mPEG-PLLA一次纯化品；将mPEG-PLLA一次纯化品283.9g与二氯甲烷1.9L加入纯化釜中搅拌溶解，0.2微米加压过滤至万级洁净区的纯化釜中，在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干、过筛，55℃真空下干燥24h，制得mPEG-PLLA成品273.1g。

实施例7：mPEG-PLLA样品4的制备

实验过程与实施例4相同，区别仅在于：

在开环聚合反应步骤中，加入的0.9M复合铝系催化剂7.1mL，其中催化剂的三种组分的质量比为：三异丁基铝:异丁烯:二甲苯＝1:2.5:0.1(其中含有三异丁基铝计1.2673g)。

实施例8：mPEG-PLLA样品5的制备

实验过程与实施例4的过程相同，区别仅在于：反应釜中加入复合铝系催化加后，升温135℃反应50min得mPEG-PLLA胶体。

对比例4：mPEG-PLLA对比样品1的制备

实验过程与实施例4的过程相同，区别仅在于：0.8M铝系催化剂8.0mL中催化剂组分的质量比为：三异丁基铝:二甲苯＝1:4.4(其中含有三异丁基铝计1.2693g)。

对比例5：mPEG-PLLA样品2的制备

其实验过程与实施例4的过程相同，区别仅在于：

在开环聚合反应步骤中，未加入无水二甲苯，采用本体聚合，在120℃下搅拌使L-丙交酯和聚乙二醇单甲醚的单体完全熔化。然后升温至140℃，加入辛酸亚锡0.98g，升温至160℃反应12h得mPEG-PLLA。

对比例6：mPEG-PLLA样品3的制备

该样品的目标分子量设计为Mw＝9.5万，具体制备过程如下：

1)、水分的去除。

称取300gL-丙交酯实施例1样品、聚乙二醇单甲醚3.16g和分子调节剂月桂醇0.6g，加入聚合反应釜中，50℃真空下干燥，然后采用氩气置换3次，去除反应体系中的水分。

2)、开环聚合反应。

混合搅拌并升温至120℃，在120℃下搅拌使L-丙交酯、聚乙二醇单甲醚、月桂醇的单体完全熔化。然后升温至140℃，加入0.63g辛酸亚锡，升温至160℃反应12h得mPEG-PLLA。

3)、mPEG-PLLA的纯化。

向反应釜中加入二氯甲烷1.4L搅拌溶解，随后排入纯化釜中，在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干得mPEG-PLLA一次纯化品。将mPEG-PLLA一次纯化品260.5g与二氯甲烷1.4L加入纯化釜中搅拌溶解，0.2微米加压过滤至万级洁净区的纯化釜中，在搅拌下加入适量无水乙醇沉淀成细粉末，固液分离、风干、过筛，55℃真空下干燥24h制得mPEG-PLLA成品227.4g。

实施例9：mPEG-PLLA样品的测定

9.1、红外光谱法测定mPEG-PLLA样品

按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0402-红外光谱法测定实施例4制备的mPEG-PLLA样品1，结果见表3和图1。

表3

表3和图1的结果表示为实施例4制备的样品1的基团和红外光谱图。

9.2、氢核磁共振法测定mPEG-PLLA样品

按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0441核磁共振波谱法测定，氘代溶剂采用氘代三氯甲烷，测定mPEG-PLLA实施例4制备的样品1。结果见图2。

图2结果显示：特征峰为：5.1-5.3(-CH-)，3.5-3.8(-CH

9.3、mPEG-PLLA样品比旋光度的测定

按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0621旋光度测定法，溶剂为三氯甲烷，配制浓度0.01g/mL溶液，测定mPEG-PLLA实施例和对比例样品。结果见表4。

表4

由表4结果可以看出，采用本发明工艺的mPEG-PLLA的实施例样品的比旋光度均低于-155°且高于-160°，符合YY/T 0661-2017《外科植入物半结晶型聚L-丙交酯聚合物和共聚物树脂》标准中mPEG-PLLA产品比旋光度要求(-155°～-160°)，且反应条件温和。而采用现有工艺的mPEG-PLLA对比例样品的比旋光度均高于-155°，持续长时间高温导致酯交换而改变旋光度，使得最终成品不符合YY/T 0661-2017标准中mPEG-PLLA产品比旋光度要求。说明本发明工艺制备的mPEG-PLLA产品纯度高于现有工艺制备的mPEG-PLLA产品。

需要说明的是：本发明共聚物聚乙二醇单甲醚摩尔含量＜3％，而且聚乙二醇单甲醚非手性化合物，因此聚乙二醇单甲醚-聚左旋乳酸嵌段共聚物仍可按聚L-丙交酯的标准。

9.4、mPEG-PLLA样品中聚合开环反应催化剂残留的检测

取mPEG-PLLA样品0.25g，置于聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸6.0mL和浓过氧化氢溶液2.0mL，盖上内盖，旋紧外套，置微波消解仪中消解。消解完全后取消解内罐置电热板上缓缓加热至红棕色气体挥尽，用超纯水将罐内消解溶液小心转移至100mL容量瓶并稀释至刻度，摇匀，作为供试品溶液。同法制备试剂空白溶液。按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0412电感耦合等离子体质谱法分别测定实施例和对比例样品中的锡或铝的残留量。测定结果见表5。

表5

由表5可以看出，对比例5和对比例6样品的锡残留较高，明显超出YY/T0661-2017标准中催化剂残留Sn＜150ppm的限定要求。而本发明实施例样品中的锡均为0ppm，铝的残留量均低于10ppm。说明本发明的工艺不存在mPEG-PLLA中锡残留的问题，同时由于微量的铝可经人体正常代谢由肾脏排出体外，保证了mPEG-PLLA在临床上的安全应用。

9.5、mPEG-PLLA中L-丙交酯残留量的测定

9.5.1、L-丙交酯残留量的测定方法

取乙酸丁酯适量，精密称定，加二氯甲烷溶解，并制成每1mL约含0.125mg的溶液，作为内标溶液；取测定样品约0.1g，精密称定，置于10mL量瓶中，加内标溶液2mL，用二氯甲烷溶解，并稀释到刻度，摇匀，作为供试品溶液；另取L-丙交酯适量，精密加入内标溶液适量，用二氯甲烷溶解并制成每1mL中约含L-丙交酯100μg、乙酸丁酯25μg的溶液，作为对照溶液。按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0521-气相色谱法测定。以5％苯基-甲基聚硅氧烷(或极性相近)为固定液的色谱柱，柱温为135℃，进样口温度为250℃，检测器温度为300℃。取供试品溶液与对照溶液各3μL，分别注入气相色谱仪，按内标法以峰面积计算得到L-丙交酯残留量。

9.5.2、L-丙交酯残留量的测定

按照9.5.1的测定方法对mPEG-PLLA实施例和对比例样品中的L-丙交酯进行测定，结果见表6。

表6

由表6可以看出，采用现有工艺制备的mPEG-PLLA对比例样品的L-丙交酯残留量均高于10ppm，对比例6的L-丙交酯残留量高达23ppm。而采用本发明的工艺制备的mPEG-PLLA实施例样品的L-丙交酯含量均低于3ppm。说明本发明的工艺能显著降低mPEG-PLLA制备过程中的L-丙交酯残留量。

9.6、mPEG-PLLA样品分子量的测定

9.6.1、分子量及其分布的测定方法

取样品适量，精密称定，加四氢呋喃溶解并制成每1mL中约含3㎎的溶液，振摇，室温放置过夜，作为供试品溶液。另取5个聚苯乙烯分子量对照品(分子量范围应包含供试品的分子量)适量，加四氢呋喃溶解并制成每1mL中约含3㎎的溶液，振摇，作为对照品溶液。按照《中华人民共和国药典(四部)》2020版通则0514-分子排阻色谱法测定，采用凝胶色谱柱，以四氢呋喃为流动相，示差折光检测器；检测器温度35℃。取乙腈20μL注人液相色谱仪，记录色谱图，理论板数按乙腈峰计不少于10000。取上述对照品溶液各20μL，分别注入液相色谱仪，记录色谱图，由GPC软件计算回归方程。取供试品溶液20μL，同法测定，用GPC软件算出供试品的重均分子量、数均分子量及分子量分布。

9.6.2、测定mPEG-PLLA样品的分子量

按照9.6.1的方法分别对mPEG-PLLA实施例和对比例样品的分子量进行测定，结果见表7。

表7

由表7可以看出，采用本发明工艺制备的mPEG-PLLA实施例样品的实测分子量与目标分子量相差小，其偏差均低于2％，同时分散系数均＜2.0。而采用现有工艺制备的mPEG-PLLA对比例样品的实测分子量，与目标分子量范围对比，分子量数值均偏低，其偏差为10％左右，同时分散系数均＞2.0。说明本发明的工艺能准确控制mPEG-PLLA的分子量，原因在于复合铝系催化剂的使用，使得液相聚合过程更加均匀、可控，有效避免副反应的发生，提高目标产物分子量可控性；同时借助分级纯化技术，使得mPEG-PLLA胶体有效去除了低分子量的聚合物，使得成品分子量分布更窄。

为了考察分子量调节剂的作用，本发明进行对比例6的实验，结果表明，与对比例5相比，分子量调节剂月桂醇的加入能降低分子量，实现了分子量调节的效果，但mPEG-PLLA样品的分子量分散系数大，影响mPEG-PLLA的应用，且产品中存在月桂醇残留的风险。

另外，mPEG-PLLA实施例样品的分子量及分子量分散系数偏差小，数据平行性好，说明本发明工艺具备优异的复现性和稳定性。

9.7、mPEG-PLLA样品成品收率的统计

统计mPEG-PLLA实施例和对比例样品的成品收率，结果见表8。

表8

由表8可以看出，采用本发明工艺制备的mPEG-PLLA样品的收率均高于90.0％，成品收率高。而采用现有工艺制备的对比例样品的收率约80％，其中添加分子量调节剂的对比例6，收率仅为75％。说明采用本发明工艺能明显提高mPEG-PLLA成品收率，提升mPEG-PLLA样品的品质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。