Living Ring-opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Catalyzed by Pyridine Derivatives

doi:10.7503/cjcu20210315

Abstract

Abstract:

Poly（α-hydroxy acid）s can be synthesized by ring-opening polymerization（ROP） of O-carboxyanhydrides（OCAs） derived from α-hydroxy acids with rich side groups， which make up for the defects of poly（lactic acid） with restricted structure and performance. However， in the process of OCA ring-opening polymerization， chiral α-H is prone to racemization， which leads to the decrease of the stereoregularity of the polymer. Here， a high performance organic catalyst with simple structure， 4-methoxypyridine， is capable of rapid catalyzing the living ROP of OCA under the mild conditions， and effectively inhibits the side reactions of transesterification and racemization of chiral α-H to synthesize narrowly distributed poly（α-hydroxy acid） with high stereoregularity. In addition， although the ROP of OCA in common solvents such as toluene and tetrahydrofuran shows first-order kinetics， that in epoxy solvents follows 0-order kinetics， and the polymerization rate is independent of the monomer concentration. As a novel and efficient Lewis base catalyst， 4-methoxypyridine exhibits a great potential application value in the efficient synthesis of multi-block degradable polyester and preparation of polyester biological pharmaceutical carriers.

Key words: O-Carboxyanhydride, Poly（α-hydroxyacid）, Ring-opening polymerization, Degradable polyester, Organocatalyst

CLC Number:

O631

TrendMD:

LI Chen, LI Yuesheng. Living Ring-opening Polymerization of O-Carboxyanhydrides Catalyzed by Pyridine Derivatives[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(10): 3203.

Figures/Tables 10

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Entry	Catalyst	LA/LB	TOF^b	pK_a^c	Conv.（%）^d	10^?3M_n，GPC^e	?^e
1	t?BuP₁	0/1	375.6	26.9	74	1.6	1.44
2	BEt₃/t?BuP₁	1/1	265.0	26.9	53	1.0	1.40
3	TU1/t?BuP₁	1/1	275.0	26.9	55	1.2	1.33
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5	DMAP	0/1	495.0	9.65	99	4.1	1.52
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