单甲氧基聚乙二醇的合成新工艺

2009年第8期中国高新技术企业n.8.2009(总第119期) Chinese hi-tech enterprise (CumulativetyNO.119)单甲氧基聚乙二醇的合成新工艺顾浩1,芮必胜1,黄友林2,陈新国2,吴仁荣2(1南京大学化学化工学院,江苏南京210093;2南京威尔化工有限公司,江苏南京210038)摘要文章中的研究采用甲醇钾的甲醇溶液为起始剂,与环氧乙烷发生聚合反应合成单甲氧基聚乙二醇,并通过一系列实验得到优化工艺条件:甲醇钾的甲醇溶液质量分数为0%,反应温度为120℃,环氧乙烷进料速度为10g/min反应时间为34小时,所得单甲氧基聚乙二醇分子量为10000,分子量分布PD为1.08,所含杂质PEG含量为1.90%。关键词:单甲氧基聚乙二醇;甲醇钾;环氧乙烷;聚合中图分类号:TQ223文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)08-0015-02单甲氧基聚乙二醇(mPEG)作为一端修饰的聚氧乙烯化二、合成实验合物的起始材料,被用于医药领域,尤其是对一些具有生理活性的蛋白质例如多肽和酶进行化学修饰。该化合物还被用于将1.20kg环氧乙烷(水分含量为200ppm)通过装有50g药物释放系统,对脂质体、高分子胶囊等进行化学修饰。钙氢的干燥器加入10升蒸发釜中,蒸发釜后连一个冷凝器和国外最新生产技术是采用分子筛作作为为除水剂处理环一个接受罐。加热蒸发过程中,蒸汽经过冷凝器冷凝后收入接受罐。再将环氧乙烷转移至干燥的环氧乙烷罐,收得1.10kg氧乙烷,然后使用甲醇钠作为催化剂合成单甲氧基聚乙二醇,环氧乙烷,收率91.67%产物分子量为1300,分子量分布系数D为1.02,杂质PEG含量为0.13%。加0.5升无水二甘醇二甲醚(水分含量:50ppm)一个5强,反应选择性高,反应产物纯度高。同时使用甲醇钾作为催化氧乙烷加料有一个固体加料管道,一个带分布器的环°本文采用钙氢作为除水剂处理环氧乙烷,钙氢除水能力升高压釜中。加料管道,一个搅拌器,一个温度计和一个装有防爆膜(8kg/cm2)和压力表的防爆管道。无水二甘醇二甲醚加热到剂催化甲醇与环氧乙烷的聚合反应,甲醇钾催化能力强,反应速度快,产物分子量分布窄,并且可以合成较大分子量的产物90℃。搅拌30分钟(搅拌机转速为每分钟500转),保证两个°加料管道被彻底清洗。用氮气将二甘醇二甲醚压出高压釜再一合成机理试剂和仪器用0.5升无水二甘醇二甲醚在相同条件下清洗高压釜。用氮(一)合成机理气将二甘醇二甲醚压出高压釜。抽真空然后氮气置换。整个环氧乙烷具有很强的反应活性,在酸碱甚至中性条件下,反应体系在110℃的温度下和不高于5mmHg的压力下干燥2其C-0键都易断裂,发生开环反应。在第一步反应中,起始原小时。降至常温,并通入氮气使之达到常压。料甲醇和环氧乙烷生成羟乙基化合物,第二步是羟乙基化合预先将一个100m锥形瓶,一个10ml注射器在130℃恒物立即与起始原料对环氧乙烷进行竞争,结果形成同系物的温干燥箱中干燥3小时,冷却至常温在锥形瓶中加入16g甲统计分布混合物。醇。再加4g甲醇钾到锥形瓶中。缓慢摇晃锥形瓶,使之溶解,据文献报道,所有的伯醇与环氧乙烷反应几乎都得到相制得20%的甲醇钾甲醇溶液。用10ml注射器抽取大约同的同系物分布,且与反应温度和催化剂无关,只与化剂的8m20%的甲醇钾甲醇溶液,称量其重量为10.43g。将溶液通性能有关。其反应机理普遍认为属于离子对机理在较低反过固体加料管道压入高压釜中再次称量注射器重量为应温度时,反应速度随催化剂的性质而变化,表现为醇与醇钠3.30g。高压釜中加入20%的甲醇钾甲醇溶液质量为7.13g形成离子对然而攻击环氧乙烷使之开环。反应体系加热至90℃。将990g除过水的环氧乙烷通过(二)试剂和仪器加料管道持续加入高压釜中。该过程保持温度为120℃±2℃甲醇:AR,南京化学试剂有限公司;甲醇钠:AR南京化压力低于5kg/cm2并剧烈搅拌(搅拌机转速为每分钟500转)。学试剂有限公司甲醇钾:AR南京化学试剂有限公司;环氧环氧乙烷加料速度为10g/min。环氧乙烷加完后,继续在乙烷:工业品,中国石化扬子石化公司;无水二甘醇二甲醚:120℃±2℃的温度下搅拌(搅拌机转速为每分钟500转)直至AR,南京威尔化工有限公司;氢化钙:AR,上海元吉化工有限反应体系压力接近常压(时间约半小时),然后降温至80℃,公司。无水硫酸钙:AR,南京化学试剂有限公司。柠檬酸:AR,转移出反应产物反应产物用柠檬酸调节pH值至7.0干燥南京化学试剂有限公司。得943g单甲基聚氧乙烯醚,收率为94.5%卡氏库仑法水分测定仪:SFY2100型,山东淄博海分仪器厂。反应产物通过凝胶渗透色谱(GPC)进行检测。使用四氢 Waters凝胶色谱仪P(Waters2 2695PC):2695型,上呋喃作为洗脱溶剂,流速1m/min,柱温25℃。在以上条件下海葵园电子科技有限公司。向填料柱中加入0.1ml0.1%(质量分数)的样品溶液。2009年第8期中国高新技术企业N.82009(总第119期) Chinese hi-tech enterpriscs CumulativetyNO.119)水工钢闸门设计初探张文武(兴宁市水利水电测设计室,广东兴宁514500)摘要:文章介绍了水利水电工程中钢闸门设计中存在的问题,并结合运行良好的已建工程实例提出了解决问题的措施,供同行业工作人员参考。关键词:水工钢闸门;钢闸门设计;水利枢纽;水工结构中图分类号:TV66文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)08-001603在中、小型水利枢纽及水电站金属结构闸门中,平面钢闸一水工钢闸门存在的问题门运用较为广泛,工程布置多在水库的输水洞、渠道及水电站进水口、尾水渠,具有设备结构简单,制造、安装容易,维修水工钢闸门是水工建筑物中的关键性设备之一,不但要方便,综合造价低,运行安全可靠等优点。但在运行中常出现安全可靠而且要运行管理方便,同时要求布局和结构上经济以下问题:(1)止水密封不严,造成严重漏水;(2)门体锈蚀严合理。但在实现这一目的时往往在水工结构和钢闸门启闭重,不能正常使用;(3)启闭不灵活。为确保平面钢闸门的工程机之间以及在钢闸门启闭机本身选型和布置等方面都有矛质量和运行安全,针对上述问题,需在其设计、施工及维护等盾存在。如在规划闸门的设置部位结构形式孔口尺寸以及工作水头等方面,两者之间就会出现矛盾。一般反映在中小方面提出更高的要求。三、实验结果与讨论增多,提高反应成本。而催化剂浓度从20%起对反应影响不(一)聚合反应的温度和环氧乙烷进料速度大所以最佳催化剂浓度为20%。聚合反应的温度对反应速度影响较大,该反应起始温度四、结语为90℃,低于该温度反应无法进行,随着反应的进行所需温通过一些实验,确定合成单甲氧基聚乙二醇的最佳工艺条度逐步提升。反应温度过高会导致暴聚,反应釜压力急剧上件为:甲醇钾的甲醇溶液质量分数为20%,反应温度为120℃,升,造成事故,经过多次试验得到最佳反应温度为120℃。环氧乙烷进料速度为10g/min,反应时间为3~4小时最终制得环氧乙烷的进料速度须控制在20gmin以下,否则容易mPEG重均分子量为10054,PD108,PE含量1.90%,符合市发生暴聚,进料速度过慢会导致反应时间变长,最佳进料速度售高纯度mE的要求(PDI≤1.1,PE含量≤2%)为10g/min。使用甲醇钾作为催化剂催化甲醇与环氧乙烷的聚合反二催化剂的选择应,甲醇钾催化能力强,反应速度快,产物分子量分布窄,并且不同的催化剂会对反应有很大影响,分别采用甲醇钾和可以合成较大分子量的产物。甲醇钠的碱性比甲醇钾弱,使甲醇钠作为催化剂进行反应合成分子量为10000的mPE产用甲醇钠作为催化剂的反应的速率大约为使用甲醇钾作为品,反应温度120℃,压力5kg/cm2,环氧乙烷进料速度为催化剂的反应的速率的一半。另外使用甲醇钾催化可以制得10g/min,催化剂均配成20%(质量分数)的甲醇溶液甲醇钠两万分子量的产物,使用甲醇钠催化制得产物分子量只能达催化产品PDI为1.12,产品中PEG含量为5.17甲醇钾催化到一万。产品PD为1.08,产品中PEG含量为1.90甲醇钾催化产物近年来,随着蛋白质药物产业的迅速发展,对mPE修饰分子量分布窄,纯度高,且符合市售高纯度mPEG的要求剂的研究得到世界各个国家和组织的高度重视。大量新型(pd≤11,PE含量≤2%)。mpe修饰剂产品不断被开发出来。mPEG修饰剂对蛋白质三催化剂的浓度对反应的影响药物的优秀修饰性能也在大量实验中得到验证。作为各种为考察催化剂的浓度对本反应的影响,本文在反应温度mpeg修饰剂主要原料,高纯度窄分子量分布的mEG产品120℃,压力5kgcm2环氧乙烷进料速度为10gmin的条件下的需求量逐年迅速上升,市场前景很好。合成分子量为10000的mPEG。改变甲醇钾甲醇溶液的质量作者简介:顾浩(1983-),男,江苏南通人,南京大学化学分数结果随着催化剂浓度的提升,反应所需时间明显变短,化工学院硕士研究生,研究方向:精细化学品合成及工艺设反应产物的分子量分布和纯度略有提高所以催化剂浓度越计;芮必胜(1962-),男,江苏南京人,南京大学化学化工学院高对反应越有利。但是由于催化剂的价格较高,过高的催化副教授,高级工程师,硕士研究生导师,研究方向:橡胶助剂。剂浓度使反应的成本提高,而且后期中和所需柠檬酸的量也