聚乙烯吡咯烷酮的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种聚乙烯吡咯烷酮的制备方法及应用，涉及高分子聚合技术领域，包括如下步骤：将N‑乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，含卤有机物作为引发剂，发生聚合反应，聚合得到重均分子量为2万‑12万，分子量分布指数在1.2‑1.7之间的聚乙烯吡咯烷酮，缓解了现有原子转移自由基聚合法制备聚乙烯吡咯烷酮时，采用含氮有机物作为催化剂配体，无法得到重均分子量在5万以上的聚乙烯吡咯烷酮的技术问题，达到了不仅能够制得重均分子量为2万‑12万聚乙烯吡咯烷酮，而且制得的聚乙烯吡咯烷酮分子量分布指数均在1.2‑1.7之间，满足了药物传递系统要求的技术效果。

Preparation and application of polyvinylpyrrolidone

The invention provides a polyvinylpyrrolidone preparation method and application of polymer polymerization technology, which includes the following steps: N vinyl pyrrolidone dissolved in organic solvent with transition metal salts as catalyst, PVPP as catalyst ligand, halogen containing organic compounds as initiator polymerization, polymerization, weight average molecular weight of 20 thousand 120 thousand, the molecular weight distribution index in 1.2 between 1.7 polyvinylpyrrolidone, alleviated the preparation of polyvinylpyrrolidone polymerization of existing atom transfer radical, using organic compounds containing nitrogen ligands as catalysts, unable to get technical problems with weight average molecular at least 50 thousand polyvinylpyrrolidone, achieved not only can yield a weight average molecular weight of 20 thousand 120 thousand polyvinylpyrrolidine polyvinylpyrrolidone and prepared into The molecular weight distribution index is between 1.2 and 1.7, to meet the requirements of the technical effect of drug delivery system.

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯吡咯烷酮的制备方法及应用
本专利技术涉及高分子聚合
，尤其是涉及一种聚乙烯吡咯烷酮的制备方法及应用。
技术介绍
聚乙烯吡咯烷酮是一种重要的功能性聚合物，广泛应用于化妆品、医药农药中间体、食品添加剂、感光性电子材料和增粘剂等领域。传统的聚乙烯吡咯烷酮采用自由基聚合法制备而成，虽然能够在短时间内获得较高分子量的聚合物，但是生成的聚合物分子量大小不易控制，分子量分布宽，无法满足一些对聚乙烯吡咯烷酮结构有要求的领域的需要。现在研发了原子转移自由基聚合法制备聚乙烯吡咯烷酮，将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，采用过渡金属盐作为催化剂，含氮有机物作为催化剂配体，制备得到聚乙烯吡咯烷酮的分子量分布窄，但是其重均分子量均在5万以下，无法聚合得到重均分子量在5万以上的聚乙烯吡咯烷酮。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，以缓解了现有采用原子转移自由基聚合法制备聚乙烯吡咯烷酮，采用过渡金属盐作为催化剂，含氮有机物作为催化剂配体，制备得到的聚乙烯吡咯烷酮重均分子量均在5万以下，无法聚合得到重均分子量在5万以上的聚乙烯吡咯烷酮的技术问题。本专利技术提供的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，包括如下步骤：将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，含卤有机物作为引发剂，进行聚合反应，聚合得到重均分子量为2万-12万，分子量分布指数在1.2-1.7的聚乙烯吡咯烷酮。进一步的，所述过渡金属盐选自氯化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铁和溴化亚铁中的至少一种，优选为氯化亚铜。进一步的，所述含卤有机物选自2-氯丙酸甲酯、2-溴丙酸甲酯、氯乙酸甲酯、溴乙酸甲酯、2-氯丙酸乙酯、2-溴丙酸乙酯、氯乙酸乙烯酯、2-溴丙酸叔丁酯和氯乙酸烯丙酯中的一种，优选为2-氯丙酸甲酯。进一步的，所述有机溶剂选自异丙醇、苯甲醚、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺和1,4-二氧六环中的一种，优选为异丙醇。进一步的，所述交联聚维酮维粉状颗粒，粉状颗粒的粒径为5-10μm，堆密度为0.3-0.5g/mL，优选的，粒径为5-8μm，堆密度为0.35-0.4g/mL。进一步的，在聚合过程中还加入了添加剂。所述添加剂选自吡啶、三苯基膦、氯化铜和氯化铁中的至少一种，优选为氯化铜。进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮的制备方法还包括聚乙烯吡咯烷酮的提纯，将聚合得到的聚乙烯吡咯烷酮采用催化剂脱除剂将吸附的催化剂去除，所述催化剂脱除剂为交联聚维酮。进一步的，聚合温度为35-45℃，聚合时间为6-8小时。进一步的，所述聚合反应在惰性气体保护下进行，所述惰性气体选自氮气、氦气或氩气中的一种。本专利技术的目的之二在于提供上述聚乙烯吡咯烷酮的应用，采用上述聚乙烯吡咯烷酮制备方法制备得到的聚乙烯吡咯烷酮应用于药物传递系统。本专利技术提供的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，通过将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶液中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，并在含卤有机物的引发下，不仅能够制得重均分子量为2万-5万的聚乙烯吡咯烷酮，而且能够制得重均分子量为5万-12万的聚乙烯吡咯烷酮，同时制成的聚乙烯吡咯烷酮的分子量分布指数均在1.2-1.7之间，满足了对聚乙烯吡咯烷酮结构要求较高领域的需要，能够应用于药物传递系统。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。聚乙烯吡咯烷酮是一种重要的功能性聚合物，传统的聚乙烯吡咯烷酮均采用自由基聚合法制备而成，进行自由基聚合时，使用过氧化物类或偶氮类引发剂、胺和微量金属离子进行引发，由于聚乙烯吡咯烷酮自由基的非共轭性导致自由基具有过高的活性，使得自由基聚合法虽然能够在短时间内获得较高分子量的聚合物，但是对活性自由基的控制能力很低，端基自由基容易发生不可控反应，诸如链转移、链终止或生成其它副产物，其结果是生成的聚合物分子量大小不易控制，分子量分布宽，分子量分布指数一般都高于2.0，且通过自由基聚合法不能制备链端功能化的聚乙烯吡咯烷酮产品，不能进行进一步反应形成功能性共聚物，这些缺点导致传统自由基聚合生成的聚乙烯吡咯烷酮不能应用于一些对聚乙烯吡咯烷酮结构要求较高的领域，如透析膜和药物传递系统等。可控自由基聚合，通过各种不同的方式增加聚合反应过程中对自由基的调控能力，能有效地控制链的不可逆终止，从而达到控制聚合物分子量和分子量分布的目的。这项技术的发展克服了传统自由基聚合制备聚乙烯吡咯烷酮时，自由基不易控制的缺点。其中，原子转移自由基聚合发展最为迅速，原子转移自由基聚合通过过渡金属离子对反应活性种和休眠种的平衡转化来控制自由基的活性，原子转移自由基的引发体系一般是由卤化物引发剂、过渡金属盐催化剂和配体三部分组成，原理如下：其中，Pn-X表示大分子休眠种、Pn·是大分子活性种、Mt为金属催化剂、L为配体、kp为链增长速率常数、kt为链终止速率常数、kact为活化速率常数、kdeact为去活速率常数。现在采用原子转移自由基聚合法制备聚乙烯吡咯烷酮，将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，采用过渡金属盐作为催化剂，含氮有机物作为催化剂配体，制备得到聚乙烯吡咯烷酮的分子量分布窄，但是其重均分子量均在5万以下，无法聚合得到重均分子量在5万以上的聚乙烯吡咯烷酮，无法满足对聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量要求高的领域的需求。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，包括如下步骤：将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，含卤有机物作为引发剂，进行聚合反应，聚合得到重均分子量为2万-12万，分子量分布指数在1.2-1.7之间的聚乙烯吡咯烷酮。本专利技术提供的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法制备得到的聚乙烯吡咯烷酮的典型但非限制性的重均分子量为2万、2.5万、3万、3.5万、4万、4.5万、5万、5.5万、6万、6.5万、7万、7.5万、8万、8.5万、9万、9.5万、10万、10.5万、11万、11.5万或12万。本专利技术提供的的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，通过将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶液中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，并在含卤有机物的引发下，不仅能够制得重均分子量为2万-5万的聚乙烯吡咯烷酮，而且能够制得重均分子量为5万-12万的聚乙烯吡咯烷酮，同时聚乙烯吡咯烷酮的分子量分布指数均在1.2-1.7之间，满足了一些对聚乙烯吡咯烷酮结构要求较高领域的需要，能够应用于药物传递系统。在本专利技术提供的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法通过控制N-乙烯基吡咯烷酮催化剂和引发剂的加入量，能够控制生成的聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量，使其重均分子量在2万-12万，分子量分布指数在1.2-1.7。在本专利技术的一种优选实施方式中，过渡金属盐选自氯化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铁和溴化亚铁中的至少一种，优选为氯化亚铜。在本专利技术提供的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法中，采用过滤金属盐作为催化剂，通过过渡金属盐溶解释放出过渡金属离子对N-乙烯基吡咯烷酮聚合过程中产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将N‑乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，含卤有机物作为引发剂，进行聚合反应，聚合得到重均分子量为2万‑12万，分子量分布指数在1.2‑1.7的聚乙烯吡咯烷酮。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将N-乙烯基吡咯烷酮溶解于有机溶剂中，以过渡金属盐作为催化剂，交联聚维酮作为催化剂配体，含卤有机物作为引发剂，进行聚合反应，聚合得到重均分子量为2万-12万，分子量分布指数在1.2-1.7的聚乙烯吡咯烷酮。2.根据权利要求1所述的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐选自氯化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铁和溴化亚铁中的至少一种，优选为氯化亚铜。3.根据权利要求1所述的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，其特征在于，所述含卤有机物选自2-氯丙酸甲酯、2-溴丙酸甲酯、氯乙酸甲酯、溴乙酸甲酯、2-氯丙酸乙酯、2-溴丙酸乙酯、氯乙酸乙烯酯、2-溴丙酸叔丁酯和氯乙酸烯丙酯中的一种，优选为2-氯丙酸甲酯。4.根据权利要求1所述的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自异丙醇、苯甲醚、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺和1,4-二氧六环中的一种，优选为异丙醇。5.根据权利要求1-4任一项所述的聚乙烯吡咯烷酮的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐飞，
申请(专利权)人：重庆斯泰克瑞登梅尔材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50