NL9000959A

NL9000959A - CATALYST FOR THE POLYMERIZATION OF CYCLIC ESTERS.

Info

Publication number: NL9000959A
Application number: NL9000959A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1990-04-21
Filing date: 1990-04-21
Publication date: 1991-11-18
Also published as: WO1991016368A1

Description

Uitvinders: Atze J. Nijenhuis te Groningen Albertus J. Pennings te NorgInventors: Atze J. Nijenhuis in Groningen Albertus J. Pennings in Norg

Katalysator voor de polymerisatie van cyclische estersCatalyst for the polymerization of cyclic esters

De uitvinding betreft een katalysator voor de polymerisatie van cyclische esters, bestaande uit een metaalzout.The invention relates to a catalyst for the polymerization of cyclic esters, consisting of a metal salt.

Een dergelijke katalysator is bekend uit EP-B-0.108.635. Hierin wordt een proces omschreven waarin een polylactide wordt gevormd met behulp van bij voorkeur tinoctoaat. Ook andere katalysatoren worden genoemd, onder andere zink poeder.Such a catalyst is known from EP-B-0.108.635. It describes a process in which a polylactide is formed using preferably tin octoate. Other catalysts are also mentioned, including zinc powder.

Het nadeel van de genoemde katalysatoren en met name van tin(II)ethylhexanoaat (tinoctoaat) is dat deze katalysator moeilijk in zuivere vorm te verkrijgen is en, eenmaal in redelijk zuivere vorm, moeilijk zuiver te houden. In Polym. Prepr., 28, (1987), p. 236-7, wordt beschreven dat tinoctoaat wordt gezuiverd door drievoudige destillatie onder vacuum en daarna wordt bewaard in een gesealde glasbuis onder vacuum bij -20°C. Tinoctoaat bevat een aantal verontreinigingen, waaronder het vrije zuur, die de kinetiek van de katalyse slechter beheersbaar maken. Deze vertontreinigingen zijn niet verwijderbaar door bijvoorbeeld omkristallisatie.The drawback of the said catalysts, in particular tin (II) ethylhexanoate (tin octoate), is that this catalyst is difficult to obtain in pure form and, once in fairly pure form, difficult to keep pure. In Polym. Prepr., 28, (1987), p. 236-7, it is disclosed that tin octoate is purified by triple distillation under vacuum and then stored in a sealed glass tube under vacuum at -20 ° C. Tin octoate contains a number of impurities, including the free acid, that make the kinetics of catalysis less manageable. These contamination impurities cannot be removed by recrystallization, for example.

Cyclische esters worden gebruikt als grondstof voor polyesters wanneer hoge moleculair gewichten gewenst worden. De ringopeningspolymerisatie verschaft de mogelijkheid om tot hoge molecuulgewichten door te polymeriseren. Met een polycondensatiereactie is het slechts mogelijk polyesters met een betrekkelijk laag molecuulgewicht te verkrijgen.Cyclic esters are used as a raw material for polyesters when high molecular weights are desired. The ring-opening polymerization provides the opportunity to polymerize to high molecular weights. With a polycondensation reaction it is only possible to obtain polyesters with a relatively low molecular weight.

Het is verder van voordeel als de katalysator fijn verdeeld in het reaktiemedium opgenomen kan worden. Hiertoe moet de katalysator bij voorkeur oplossen in het reactiemedium, of anderzins op moleculaire schaal mengen.It is furthermore advantageous if the catalyst can be incorporated finely divided into the reaction medium. For this purpose, the catalyst should preferably dissolve in the reaction medium, or otherwise mix on a molecular scale.

De katalysator kan ook in hele fijne deeltjes in het medium gesuspendeerd worden. In het laatste geval is de katalyse echter een zogenaamde heterogene katalyse, die, zoals de vakman bekend is, minder goede resultaten oplevert dan een homogene katalyse waarbij de katalysator moleculair is verdeeld. Tinoctoaat mengt met de monomeren in het medium, maar metallisch zink mengt niet met cyclische esters, ook niet boven het smeltpunt van zink (400°C). Metallisch zink resulteert daarom altijd in een heterogene katalyse.The catalyst can also be suspended in the medium in very fine particles. In the latter case, however, the catalysis is a so-called heterogeneous catalysis, which, as is known to the person skilled in the art, produces less good results than a homogeneous catalysis in which the catalyst is molecularly distributed. Tin octoate mixes with the monomers in the medium, but metallic zinc does not mix with cyclic esters, even above the melting point of zinc (400 ° C). Metallic zinc therefore always results in a heterogeneous catalysis.

Een bijkomend nadeel van tinverbindingen is dat er een resthoeveelheid in het gepolymeriseerde materiaal terechtkomt. Een aantal van de polyesters volgens de uitvinding kan toegepast worden in biomedische gebieden, waarbij het materiaal wordt geresorbeerd door het weefsel waarin het wordt ingebracht. Daarbij komt het tin vrij. Omdat tin voorkomt op lijsten van verdachte elementen, is dit minder wenselijk.An additional drawback of tin compounds is that a residual amount ends up in the polymerized material. Some of the polyesters of the invention can be used in biomedical regions, where the material is absorbed by the tissue into which it is inserted. The tin is thereby released. Since tin appears on lists of suspicious elements, this is less desirable.

Een mogelijke oplossing voor dit probleem is het zuiveren van het geproduceerde polymeer om een katalysator-rest-gehalte in het product te verkrijgen dat onder de toelaatbare grens ligt. Dit kan bijvoorbeeld door het polymeer op te lossen in een organisch oplosmiddel, bijvoorbeeld CHClg, en het vervolgens uit te schudden met verdund zuur, bijvoorbeeld HCl. De katalysator zal met de waterige fase uitgeschud worden. Dit heeft als nadeel dat een additionele stap in het proces nodig is en dat de mechanische eigenschappen van het resulterende polymeer er door achteruit kunnen gaan.A possible solution to this problem is to purify the produced polymer to obtain a residual catalyst content in the product which is below the allowable limit. This can be done, for example, by dissolving the polymer in an organic solvent, for example CHClg, and then shaking it out with dilute acid, for example HCl. The catalyst will be shaken with the aqueous phase. This has the drawback that an additional step in the process is required and that the mechanical properties of the resulting polymer may deteriorate.

De uitvinding stelt zich ten doel een katalysator te leveren, die genoemde nadelen en beperkingen niet heeft en toch goede resultaten levert.It is an object of the invention to provide a catalyst which does not have the above-mentioned drawbacks and limitations and yet produces good results.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de katalysator bestaat uit een verbinding volgens figuur I:This is achieved according to the invention in that the catalyst consists of a compound according to figure I:

waarin M een metaalion is en n een getal is van 1 tot 4 en gelijk is aan de valentie van het metaalion en waarin de 1 2 groepen R en R onafhankelijk van elkaar een alkyl, aryl ofwherein M is a metal ion and n is a number from 1 to 4 and is equal to the valency of the metal ion and wherein the 1 2 groups R and R are independently an alkyl, aryl or

OO

cycloalifatische groep zijn en R een alkyl, aryl, cycloalifatische groep of een waterstofatoom is. Het is verder mogelijk dat de alkyl, aryl of cycloalifatische 12 3 groepen die deel uitmaken van R , R of R gesubstitueerd zijn door halogenen.cycloaliphatic group and R is an alkyl, aryl, cycloaliphatic group or a hydrogen atom. It is further possible that the alkyl, aryl or cycloaliphatic 12 groups that are part of R, R or R are substituted by halogens.

M wordt bij voorkeur gekozen uit ionen van tin, zink, lood, bismuth, cobalt, ijzer, mangaan of koper. Met meer voorkeur wordt M gekozen uit ionen van tin, zink of ijzer en met de meeste voorkeur wordt M gekozen uit zink of ijzer. Indien n groter dan 1 is, kunnen de groepen R^ tot en 3 met R in de verschillende configuraties onderling verschillend zijn. Van de ionen van zink of tin wordt de voorkeur gegeven aan de tweewaardige ionen.M is preferably selected from ions of tin, zinc, lead, bismuth, cobalt, iron, manganese or copper. More preferably M is selected from ions of tin, zinc or iron and most preferably M is selected from zinc or iron. If n is greater than 1, the groups R ^ to 3 with R in the different configurations may be different. Divalent ions are preferred among the ions of zinc or tin.

Een verbinding volgens figuur I heeft als voordeel 1 3 dat de groepen R tot en met R gekozen kunnen worden op een zodanige wijze dat de verbinding bij een gewenste temperatuur oplost in de monomeren waarvan hij de polymerisatie dient te katalyseren.The advantage of a compound according to figure 1 is that the groups R to R can be selected in such a way that the compound dissolves at a desired temperature in the monomers of which it is to catalyze the polymerization.

Het is eveneens mogelijk een verbinding volgens figuur I in een bijzonder zuivere vorm te verkrijgen.It is also possible to obtain a compound according to figure I in a particularly pure form.

indien M bestaat uit zink of ijzer heeft een verbinding volgens figuur I als bijkomend voordeel dat eventuele metabole resten ervan een lage toxiciteit hebben.if M consists of zinc or iron, a compound according to figure I has the additional advantage that any metabolic residues thereof have a low toxicity.

Een katalysator volgens de uitvinding blijkt goede resultaten te leveren. Bijvoorbeeld indien een polymeer wordt gemaakt van zuiver L-lactide of van zuiver D-lactide is het mogelijk een polymeer met een hoge kristalliniteit te verkrijgen. Bij de hoog moleculaire polyesters is het voor een aantal toepassingen gewenst een bepaalde kristalliniteit te bereiken. Het zou van voordeel zijn om een syntheseroute te hebben waarbij de resulterende kristalliniteit instelbaar is. Met kristalliniteit wordt hier bedoeld het percentage kristallijne stof ten opzichte van het totaal polymeer, dat wil zeggen, ten opzichte van het kristallijne en amorfe deel.A catalyst according to the invention has been found to provide good results. For example, if a polymer is made from pure L-lactide or from pure D-lactide, it is possible to obtain a polymer with a high crystallinity. With the high molecular polyesters it is desirable for a number of applications to achieve a certain crystallinity. It would be advantageous to have a synthesis route where the resulting crystallinity is adjustable. By crystallinity here is meant the percentage of crystalline substance relative to the total polymer, that is, relative to the crystalline and amorphous part.

De hoge kristalliniteit heeft tot gevolg dat de mechanische eigenschappen van het materiaal tot bij een relatief hoge temperatuur ten opzichte van de smelt-temperatuur behouden blijven.The high crystallinity results in the mechanical properties of the material being maintained up to a relatively high temperature relative to the melting temperature.

In het algemeen geldt dat met de katalysatoren volgens de uitvinding de mechanische eigenschappen van de materialen beïnvloedt kunnen worden. Dit geldt vooral voor de 'as polymerised' materialen. Met 'as-polymerised' wordt volgens de uitvinding bedoeld het materiaal zoals zich dat na polymerisatie als product in het reactievat bevindt, dus zonder dat er een verdere opwerkingsstap op is toegepast, zoals opsmelten, herkristalliseren en dergelijke. Het kan indien nodig wel op mechanische wijze verwerkt worden tot een produkt van de gewenste vorm.In general it holds that with the catalysts according to the invention the mechanical properties of the materials can be influenced. This is especially true for the 'as polymerised' materials. According to the invention, by "as-polymerized" is meant the material as it is present in the reaction vessel as a product after polymerization, i.e. without any further work-up step being applied to it, such as melting, recrystallization and the like. If necessary, it can be mechanically processed into a product of the desired shape.

Bij een zuiver homo-polymeer wordt, zoals gezegd, de kristalliniteit beïnvloed, terwijl bij copolymeren de volgorde van de monomeren en hiermee in een aantal gevallen ook de kristalliniteit beïnvloed kan worden door de katalysator. De uitvinding betreft dus een nieuwe klasse van katalysatoren die het mogelijk maakt van hoog moleculaire polyesters op basis van cyclische esters de eigenschappen te variëren.As stated, with a pure homopolymer the crystallinity is influenced, while with copolymers the order of the monomers and thus in some cases also the crystallinity can be influenced by the catalyst. The invention thus relates to a new class of catalysts which makes it possible to vary the properties of high molecular polyesters based on cyclic esters.

1 31 3

De groepen R tot en met R kunnen onafhankelijk van elkaar gekozen worden uit alkylgroepen met 1 tot 20 koolstofatomen, met of zonder onverzadigingen, arylgroepen of cycloalifatische groepen of verschillende van de groepen 1 3 R tot en met R vormen tesamen cycloalifatische ring-1 2 structuren. R -R zijn bij voorkeur lineaire of vertakte alifatische ketens met 2-6 C-atomen.The groups R through R can be independently selected from alkyl groups of 1 to 20 carbon atoms, with or without unsaturations, aryl groups or cycloaliphatic groups, or several of groups 1 3 R to R together form cycloaliphatic ring-1 2 structures . R-R are preferably linear or branched aliphatic chains with 2-6 C atoms.

1 31 3

De groepen R tot en met R worden bij voorkeur zo gekozen dat de verbinding een smeltpunt heeft lager dan de smelttemperatuur of in ieder geval lager dan de polymerisa-tietemperatuur van de cyclische esters waarvan de reactie gekatalyseerd moet worden. Indien dit niet zo is, is het mogelijk dat bij het smelten van de katalysator in de vloeistof van cyclische esters de monomeren rond het nog niet opgeloste katalysatorzout al gaan polymeriseren en daarmee een polymeerkapsel vormen, dat verder oplossen verhindert. Hierdoor wordt met name bij lage polymerisatietemperaturen de polymerisatiesnelheid erg vertraagd.Groups R through R are preferably selected so that the compound has a melting point below the melting temperature or at least below the polymerization temperature of the cyclic esters whose reaction is to be catalyzed. If not, the melting of the catalyst in the liquid of cyclic esters may already polymerize the monomers around the undissolved catalyst salt, thereby forming a polymer cap that prevents further dissolution. The polymerization rate is hereby very slowed down, especially at low polymerization temperatures.

Met een katalysator die een smeltpunt heeft dat lager is dan de smelt- of polymerisatie temperatuur van de monomeren waarvan de katalysator de reaktie moet polymeriseren, wordt volgens de uitvinding gelijk gesteld een katalysator die oplost in de monomeren. Het voordeel wordt namelijk bereikt indien de katalysator nagenoeg moleculair is verdeeld tussen de monomeren waarvan deze katalysator de reaktie moet polymeriseren.According to the invention, a catalyst which dissolves in the monomers is equated with a catalyst which has a melting point lower than the melting or polymerization temperature of the monomers whose catalyst is to polymerize the reaction. Namely, the advantage is achieved if the catalyst is substantially molecularly distributed between the monomers whose catalyst is to polymerize the reaction.

Indien de groep M bestaat uit Zn^+ bestaan de 1 2 groepen R en R bij voorkeur samen in totaal uit 2 tot 6 koolstofatomen en met meer voorkeur bestaat de groep R als het de polymerisatie van lactonen betreft uit tertiair butyl 2 3 en de groep R uit ethyl. R is dan bij voorkeur H. De verbinding heeft in dat geval de naam zink-bis(2,2-dimethyl-3,5-heptanedionato-o,o'). Het voordeel van een dergelijke verbinding is dat deze een smeltpunt heeft dat lager ligt dan de polymerisatietemperatuur van de meeste lactonen, waaronder lactide en glycolide.If the group M consists of Zn ^ +, the 1 2 groups R and R preferably together consist of a total of 2 to 6 carbon atoms and more preferably the group R consists, when it concerns the polymerization of lactones, of tertiary butyl 2 3 and the group R from ethyl. R is then preferably H. In that case, the compound is named zinc-bis (2,2-dimethyl-3,5-heptanedionato-0, 0 '). The advantage of such a compound is that it has a melting point lower than the polymerization temperature of most lactones, including lactide and glycolide.

Indien de groep M bestaat uit Sn^+, bestaan de 12 3If the group M consists of Sn ^ +, the 12 consist of 3

groepen R en R bij voorkeur uit methyl en de groep Rgroups R and R preferably from methyl and the group R.

bestaat uit H. De verbinding heeft dan de naam tin(II)-bis(2,4-pentaandionato-0,0')· Ook deze verbinding heeft dan als voordeel dat deze een smeltpunt heeft dat lager ligt dan de polymerisatietemperatuur van de meeste lactonen, waaronder lactide en glycolide. Een tweede Sn- katalysator met goede eigenschappen is een verbinding 1 2 volgens formule I, waarbij de groepen R en R bestaan uit 3 t-butyl, en R uit H. Deze verbinding heeft een smeltpunt van ongeveer 84°C. De tinverbinding volgens de uitvinding heeft verder als voordeel dat hij beter stabiel is tijdens opslag dan het reeds bekende tinoctoaat.consists of H. The compound then has the name tin (II) -bis (2,4-pentanedione-0,0 ') · This compound also has the advantage that it has a melting point that is lower than the polymerization temperature of most lactones, including lactide and glycolide. A second Sn catalyst with good properties is a compound 1 of formula I, wherein the groups R and R consist of 3 t-butyl, and R of H. This compound has a melting point of about 84 ° C. The tin compound according to the invention has the further advantage that it is more stable during storage than the already known tin octoate.

De verbinding volgens figuur I bestaat uit een intermediair complex tussen twee resonantie structuren waarbij de β-zuurstofatomen afwisselend negatief geladen zijn en de dubbele binding zich bevindt op de 1-plaats ten opzichte van de negatief geladen zuurstof. In werkelijkheid betekent dit dat de zuurstofatomen equivalent zijn.The compound of Figure I consists of an intermediate complex between two resonant structures in which the β-oxygen atoms are alternately negatively charged and the double bond is in the 1 position relative to the negatively charged oxygen. In reality, this means that the oxygen atoms are equivalent.

Een verbinding volgens figuur I kan verkregen worden via de gebruikelijke syntheseroutes, zoals die bijvoorbeeld omschreven zijn door Kopeckey et al, J. Org. Chem. 27 1036 (1962) en door Finn et al., J. Chem. Soc., (1938), p. 1254-1263.A compound of Figure I can be obtained by the usual synthetic routes, such as those described, for example, by Kopeckey et al, J. Org. Chem. 27 1036 (1962) and by Finn et al., J. Chem. Soc., (1938), p. 1254-1263.

De cyclische esters waarvan de polymerisatie door een katalysator volgens de uitvinding gekatalyseerd kan worden, kunnen bijvoorbeeld gekozen worden uit lactonen, zoals lactide, glycolide, ε-caprolacton, dioxanon, l,4-dioxane-2,3-dion, beta-propiolacton, tetramethyl-glycolide, beta-butyrolacton, gamma-butyrolacton of pivalolacton, of cyclische carbonaten zoals trimethyleen-carbonaat, 2,2-dimethyl-trimethyleencarbonaat en dergelijke.For example, the cyclic esters whose polymerization can be catalyzed by a catalyst of the invention can be selected from lactones, such as lactide, glycolide, ε-caprolactone, dioxanone, 1,4-dioxane-2,3-dione, beta-propiolactone, tetramethyl glycolide, beta-butyrolactone, gamma-butyrolactone or pivalolactone, or cyclic carbonates such as trimethylene carbonate, 2,2-dimethyl trimethylene carbonate and the like.

De lactonen kunnen bestaan uit de optisch zuivere isomeren of uit twee of meer optisch verschillende isomeren.The lactones can consist of the optically pure isomers or two or more optically different isomers.

Verder kunnen comonomeren op basis van de volgende hydroxycarbonzuren ingebouwd worden. Dit kan bijvoorbeeld tot een gewichtspercentage van 50%, doch bij voorkeur niet hoger dan ongeveer 10%. zij kunnen bijvoorbeeld gekozen worden uit de groep bestaande uit alpha-hydroxybutylzuur, alphahydroxyisobutylzuur, alpha-hydroxyvalerine zuur, alpha-hydroxyisovalerine zuur, alpha-hydroxycaproyl zuur, alpha-hydroxyisocaproyl zuur, alpha-hydroxy-alpha-ethylbutylzuur, alpha-hydroxy-beta-methylvalerine zuur, alpha-hydroxyheptanoinezuur, alpha-hydroxyoctanoinezuur, alpha-hydroxydecanoinezuur, alpha-hydroxymyristine zuur, alpha-hydroxystearinezuur of combinaties hiervan.Furthermore, comonomers based on the following hydroxycarboxylic acids can be incorporated. This is possible, for example, up to a weight percentage of 50%, but preferably no higher than about 10%. for example, they can be selected from the group consisting of alpha-hydroxybutyl acid, alpha-hydroxyisobutyl acid, alpha-hydroxyvaleric acid, alpha-hydroxyisovaleric acid, alpha-hydroxy caproic acid, alpha-hydroxyisocaproic acid, alpha-hydroxy-alpha-ethylbutylic acid, alpha-hydroxy-beta- methylvaleric acid, alpha-hydroxyheptanoic acid, alpha-hydroxyoctanoic acid, alpha-hydroxydecanoic acid, alpha-hydroxymyristic acid, alpha-hydroxystearic acid or combinations thereof.

De reactieomstandigheden van de polymerisatie van de lactonen zijn bijvoorbeeld beschreven in EP-B-0.108.635.The reaction conditions of the polymerization of the lactones are described, for example, in EP-B-0.108.635.

De monomeer/katalysator ratio kan over het algemeen gekozen worden tussen 1000 en 300.000 en wordt bij voorkeur gekozen tussen 5.000 en 30.000.The monomer / catalyst ratio can generally be chosen between 1000 and 300,000 and is preferably chosen between 5,000 and 30,000.

De reactietemperatuur ligt tussen de 80 en de 180°C en bij voorkeur tussen 105 en 130 °C. Bij een juiste 12 3 keuze van de groepen R R en R zal de katalysator een smelttemperatuur hebben die lager ligt dan deze polymerisatietemperaturen. Dit is van voordeel omdat de katalysator anders in een aantal gevallen zal worden ingekapseld zoals hiervoor omschreven.The reaction temperature is between 80 and 180 ° C and preferably between 105 and 130 ° C. When the groups R R and R are properly selected, the catalyst will have a melting temperature lower than these polymerization temperatures. This is advantageous because otherwise the catalyst will in some cases be encapsulated as described above.

De reactie kan plaatsvinden onder hoog vacuum of ook onder een inerte atmosfeer, zoals bijvoorbeeld stikstof. Het reactievat kan een glazen houder zijn, doch metalen of kunststoffen vaten kunnen eveneens worden toegepast.The reaction can take place under high vacuum or also under an inert atmosphere, such as, for example, nitrogen. The reaction vessel can be a glass container, but metal or plastic vessels can also be used.

Desgewenst kan op de binnenwand van het vat nog een anti-hechtingslaag worden aangebracht, zoals door silaneren.If desired, an anti-adhesive layer can also be applied to the inner wall of the vessel, such as by silanation.

De reactie kan plaatsvinden in oplossing, suspensie of emulsie of smelt. Dit laatste geniet de voorkeur volgens de uitvinding en wordt ook wel een bulk-polymerisatie genoemd.The reaction can take place in solution, suspension or emulsion or melt. The latter is preferred according to the invention and is also referred to as a bulk polymerization.

De benodigde polymerisatieduur hangt onder meer af van het gewenste molecuulgewicht en van het gewenste rest-monomeer gehalte. Bij bijvoorbeeld polylactide kan een laag restmonomeergehalte voordelen hebben als een lage afbraaksnelheid van het polymere implantaat gewenst is. In het algemeen zal een polymerisatieduur van meer dan 30 uur en bij voorkeur meer dan 70 uur goede resultaten leveren.The required polymerization time depends, inter alia, on the desired molecular weight and on the desired residual monomer content. For example, with polylactide, a low residual monomer content may have advantages if a slow degradation rate of the polymeric implant is desired. In general, a polymerization time of more than 30 hours and preferably more than 70 hours will give good results.

Bij voorkeur zijn de omzettingen boven de 95% en met meer voorkeur boven de 98%. De resulterende intrinsieke viscositeit is bij voorkeur boven de 8 en met meer voorkeur boven de 11.Preferably the conversions are above 95% and more preferably above 98%. The resulting intrinsic viscosity is preferably above 8 and more preferably above 11.

Het is mogelijk de katalysator volgens de uitvinding toe te passen in combinatie met andere katalysatoren. Dit is vooral van voordeel indien deze andere katalysatoren eveneens voldoen aan de eisen zoals ze hierboven zijn geformuleerd voor de katalysator volgens de , uitvinding, met name oplosbaarheid in het te polymeriseren materiaal en lage toxiciteit.It is possible to use the catalyst according to the invention in combination with other catalysts. This is especially advantageous if these other catalysts also meet the requirements as formulated above for the catalyst of the invention, especially solubility in the polymerizable material and low toxicity.

Met de katalysator volgens de uitvinding is het mogelijke polymeren te verkrijgen met viscositeitsgemiddelde molecuulgewichten tot tenminste 1.10^. Het is bijvoorbeeld mogelijk poly-L-lactide, poly-D-lactide of poly-D,L-lactide te synthetiseren.With the catalyst according to the invention it is possible to obtain polymers with viscosity average molecular weights up to at least 1.10. For example, it is possible to synthesize poly-L-lactide, poly-D-lactide or poly-D, L-lactide.

Met de katalysator volgens de uitvinding is het mogelijk om een nieuwe polyestersamenstelling te verkrijgen, waarin de polyester een molecuulgewicht van 100.000 tot 10.000.000 en een intrinsieke viscositeit van boven de 4 bezit, verkregen door polymerisatie van cyclische esters in aanwezigheid van een katalysator, terwijl de polyestersamenstelling 20 tot 500 ppm zink bevat en tevens minder dan 1000 ppm andere metalen afkomstig van een katalysator bevat.With the catalyst according to the invention it is possible to obtain a new polyester composition, in which the polyester has a molecular weight of 100,000 to 10,000,000 and an intrinsic viscosity above 4, obtained by polymerization of cyclic esters in the presence of a catalyst, while the polyester composition contains 20 to 500 ppm zinc and also contains less than 1000 ppm other metals from a catalyst.

Polymeren geproduceerd onder toepassing van een katalysator volgens de uitvinding kunnen worden toegepast op tal van gebieden, maar zijn met name van voordeel in biomedische toepassingen als bio-resorbeerbaar materiaal, zoals omschreven in de literatuur. De polymeren kunnen geproduceerd worden met hoge molecuulgewichten en hebben dan goede mechanische eigenschappen, waardoor zij zijn te gebruiken als bijvoorbeeld bot fixatie hulpmiddelen, zoals platen en schroeven. Verder zijn de polymeren te gebruiken voor o.a zenuwgeleiders, kunstaderen, kunsthuid, hechtdraad, chirurgische membranen, drug-release middelen of voor landbouwdoeleinden, waarbij opgemerkt kan worden dat bijvoorbeeld metalen gekozen kunnen worden die essentiële elementen voor planten zijn, en op die manier een slow release kunstmest kunnen vormen.Polymers produced using a catalyst of the invention can be used in a variety of fields, but are particularly advantageous in biomedical applications as a bio-resorbable material, as described in the literature. The polymers can be produced with high molecular weights and then have good mechanical properties, making them useful as, for example, bone fixation aids such as plates and screws. Furthermore, the polymers can be used for nerve guides, artificial veins, artificial skin, suture, surgical membranes, drug-release agents or for agricultural purposes, whereby it can be noted that, for example, metals can be chosen that are essential elements for plants, and in this way a slow release fertilizer.

Het is eveneens mogelijk de polymeren te smelten en in bepaalde vormen te gieten. Dit zal echter als nadeel hebben dat de specifieke 'as-polymerised' structuur, verbroken wordt, waardoor de specifieke voordelen van 'as-polymerised' verloren gaan. Dit geldt met name voor de kristalliniteit. Door de relatief slechte thermische stabiliteit van de polymeren en door mechanische invloeden zal bij smeltverwerken de polymeerketen op een aantal plaatsen verbroken worden waardoor de resulterende mechanische eigenschappen ook minder goed zullen zijn.It is also possible to melt the polymers and pour them into certain shapes. However, this will have the drawback that the specific 'as-polymerised' structure is broken, so that the specific advantages of 'as-polymerised' are lost. This is especially true for crystallinity. Due to the relatively poor thermal stability of the polymers and due to mechanical influences, the polymer chain will be broken in a number of places during melt processing, so that the resulting mechanical properties will also be less good.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, zonder dat hij daardoor beperkt wordt.The invention will be elucidated by the following examples, without being limited thereby.

Met DSC werden de metingen van de Tm en de ΔΗ verricht met een gecalibreerde Perkin Elmer DSC-7 met een —1 scan-snelheid van 10 °C min aan proefstukjes van ca. 10 mg.With DSC, measurements of Tm and ΔΗ were made with a calibrated Perkin Elmer DSC-7 at a -1 scan rate of 10 ° C min on test specimens of approximately 10 mg.

Small angle X-ray scattering (SAXS) metingen zijn gedaan met een Kratky camera met een spleetbreedte van 40 //m, uitgerust met een proportionele teller en een electronenscanner. Er werd Ni-gefilterde CuKa straling gebruikt.Small angle X-ray scattering (SAXS) measurements were made with a Kratky camera with a slit width of 40 // m, equipped with a proportional counter and an electron scanner. Ni-filtered CuKa radiation was used.

Wide angle X-ray scattering (WAXS) werd uitgevoerd met CuKa-straling met een Statton camera met pinhole collimation.Wide angle X-ray scattering (WAXS) was performed with CuKa radiation with a Statton camera with pinhole collimation.

De intrinsieke viscositeit werd bepaald met een Ubbelohde viscosimeter, type Oa, in chloroform bij 25 °C.The intrinsic viscosity was determined with an Ubbelohde viscometer, type Oa, in chloroform at 25 ° C.

Het viscositeitsgemiddelde molecuulgewicht werd bepaald met de formule [ïl] - 5,45 * 10"4 * mv0,73 volgens A. Schindler en D. Harper, J. Polym. Sci., 17, 2593-2599 (1979) waarin h de gemeten intrinsieke viscositeit is en My het viscositeitsgemiddelde molecuulgewicht.The viscosity average molecular weight was determined by the formula [II] - 5.45 * 10 "4 mv 0.73 according to A. Schindler and D. Harper, J. Pol. Sci., 17, 2593-2599 (1979) wherein h measured intrinsic viscosity and My is the viscosity average molecular weight.

Met de 'dynamic mechanical thermal analysis' (DMTA) werd de glasovergangstemperatuur gemeten met eenThe glass transition temperature was measured with a dynamic mechanical thermal analysis (DMTA)

Rheomatrics RSA II, bij 1 Hz en een opwarmsnelheid van 1 °C.min"~^ over een temperatuurgebied van -150 °C tot +200 °C in de 'dual cantilever mode' met 0,05 % strain.Rheomatrics RSA II, at 1 Hz and a heating rate of 1 ° C.min "~ ^ over a temperature range of -150 ° C to +200 ° C in the dual cantilever mode with 0.05% strain.

Het viscositeitsgemiddelde molecuulgewicht Mv werd op een tweede wijze bepaald met gel permeatie chromatografie (GPC), waarbij de callibratie is uitgevoerd met polystyreen standaards met een Mv van 1000 tot 4.000.000. NMR-spectra werden opgenomen op een 300 MHz-NMR apparaat.The viscosity average molecular weight Mv was determined in a second way by gel permeation chromatography (GPC), the calibration being performed with polystyrene standards with an Mv of 1000 to 4,000,000. NMR spectra were recorded on a 300 MHz NMR device.

Voorbeeld IExample I

De synthese van een zink- en een tinkatalysator 2,2-dimethyl-3,5-heptanedion (HDMH) werd gesynthetiseerd volgens de methode van Kopecky et al. J. Org. Chem., 27, 1036, (1962), uitgaande van ethyl-propionaat en 3,3-dimethylbutanon. De opbrengst was 60 %, met een kookpunt van 114-116 °C bij 50 mm Hg.The synthesis of a zinc and tin catalyst 2,2-dimethyl-3,5-heptanedione (HDMH) was synthesized according to the method of Kopecky et al. J. Org. Chem., 27, 1036, (1962), starting from ethyl propionate and 3,3-dimethylbutanone. The yield was 60%, with a boiling point of 114-116 ° C at 50 mm Hg.

Zn(DMH)2 werd gesynthetiseerd volgens een methode van Finn et al J. Chem. Soc., (1938), p. 1254-1263. In het reactievat werd 100 ml tolueen, 10 g zinkoxide en 20 g HDMH samengebracht. De reactie werd 10 uur gerefluxed waarbij het water azeotropisch werd afgedestilleerd. Het produkt werd na filtratie opgelost in pentaan en hergekristalliseerd. De opbrengst was 70 %.Zn (DMH) 2 was synthesized according to a method of Finn et al J. Chem. Soc., (1938), p. 1254-1263. 100 ml of toluene, 10 g of zinc oxide and 20 g of HDMH were combined in the reaction vessel. The reaction was refluxed for 10 hours with the water being azeotropically distilled off. The product was dissolved in pentane after filtration and recrystallized. The yield was 70%.

ff

Tin(Il)-bis(2,4-pentaandionato-0,0 ), afgekort Sn(PD)2, werd gesynthetiseerd volgens de methode van Wakeshima et al., zoals omschreven in "Facile synthesis of tin(II)chelate compounds", Chem. Lett. (1981), 93-94, waarbij p-xyleen werd gebruikt als oplosmiddel. De opbrengst was 80%, het kookpunt van Sn(PD)2 werd vastgesteld op 85-92°C bij 0,05 mbar.Tin (Il) bis (2,4-pentanedionato-0,0), abbreviated Sn (PD) 2, was synthesized according to the method of Wakeshima et al., As described in "Facile synthesis of tin (II) chelate compounds" , Chem. Lett. (1981), 93-94, using p-xylene as the solvent. The yield was 80%, the boiling point of Sn (PD) 2 was set at 85-92 ° C at 0.05 mbar.

Voorbeeld II, a, b en c en dExample II, a, b and c and d

In gesilaneerde glazen ampullen werd 30-40 g L-lactide (C.C.A., Gorinchem, Nederland, hergekristalliseerd uit tolueen onder stikstof) en een hoeveelheid ZnfDMH^ opgelost in pentaan uit voorbeeld I gebracht. De monomeer/katalysator ratio's in mol/mol staan in tabel 1. De _3 ampullen werden vacuum gezogen tot 10 mbar, gesealed en op 110 °C gebracht en daar gedurende enige tijd gehouden. De polymerisatietijden staan vermeld in tabel 1.30-40 g of L-lactide (C.C.A., Gorinchem, The Netherlands, recrystallized from toluene under nitrogen) and an amount of ZnfDMH 2 dissolved in pentane from Example 1 were introduced into silanated glass ampoules. The monomer / catalyst ratios in mol / mol are shown in Table 1. The 3 ampoules were vacuumed to 10 mbar, sealed and brought to 110 ° C and held there for some time. The polymerization times are listed in Table 1.

De monomerenconversie was in alle gevallen hoger dan 99 %, gemeten met 300 MHz H NMR. T^, en ΔΗ^ werden bepaald zoals boven omschreven. Μγ werd bepaald met de viscosimeter.The monomer conversion was in all cases higher than 99%, measured with 300 MHz H NMR. T ^, and ΔΗ ^ were determined as described above. Μγ was determined with the viscometer.

Voorbeeld III a en bExample III a and b

De synthese van voorbeeld II werd nagewerkt met Sn(PD)2 in plaats van Zn(DMH)2» in een monomeer/kat ratio van 11.000 resp. 2.000, gedurende 120 resp. 100 uur. De resultaten staan in tabel 1.The synthesis of example II was post-processed with Sn (PD) 2 instead of Zn (DMH) 2 »in a monomer / cat ratio of 11,000 resp. 2,000, for 120 resp. 100 hours. The results are shown in Table 1.

Vergelijkende experimenten A en BComparative experiments A and B

De synthese van voorbeeld II werd nagewerkt met tinoctoaat (Sigma Chem. Corp., St. Louis, USA) in plaats van Zn(DMH)2, in een mon/kat ration van 15.000 resp. 11.250. De resultaten staan in tabel 1.The synthesis of Example II was post-processed with tin octoate (Sigma Chem. Corp., St. Louis, USA) in place of Zn (DMH) 2, at a mon / kat ration of 15,000 resp. 11,250. The results are shown in Table 1.

Tabel 1Table 1

Resultaten van voorbeeld II, III en vergelijkend experiment A en B Voorbeeld Mon/kat Polym. tijd M^ ΔΗ^ ratio (uren) (*10“5) (°C) (°C) (Jg_1)Results of Examples II, III and Comparative Experiments A and B Example Mon / Kat Polym. time M ^ ΔΗ ^ ratio (hours) (* 10 “5) (° C) (° C) (Jg_1)

Ha 11.250 84 8 202 99Ha 11,250 84 8 202 99

Ilb 13.500 120 7 121 207Ilb 13,500 120 7 121 207

Ilc 9.000 140 7 lid 1.000 190 8 lila 11.000 120 10 83 200 90Ilc 9,000 140 7 paragraph 1,000 190 8 lilac 11,000 120 10 83 200 90

Illb 2.000 100 9Illb 2,000 100 9

Verg. exp.Verg. exp.

A 15.000 100 9 54 194 B 11.250 84 8 191 77A 15,000 100 9 54 194 B 11,250 84 8 191 77

Uit tabel 1 valt te concluderen dat met de katalysatoren volgens de uitvinding goede resultaten te behalen zijn. De ΔΗ en daarmee de en Tm zijn hoger dan bij tinoctoaat in Vergelijkend experiment B. Dit is een aanwijzing voor een hogere kristalliniteit.It can be concluded from Table 1 that good results can be obtained with the catalysts according to the invention. The ΔΗ and thus de and Tm are higher than with tin octoate in Comparative experiment B. This is indicative of higher crystallinity.

Dit wordt bevestigd door de aanwezige hoge-orde reflexies in het SAXS-spectrum. Uit de WAXS-metingen blijkt dat de kristalstructuur van al de L-lactide polymeren in de experimenten II en III en in de vergelijkende experimenten A en B identiek is. Als de kristalstructuur van de L-lactide polymeren van de voorbeelden II en ill identiek is aan de kristalstructuur van de'L-lactide polymeren in vergelijkende experiment A en B, terwijl de ΔΗ hoger is, is de kristalliniteit hoger.This is confirmed by the high-order reflections present in the SAXS spectrum. The WAXS measurements show that the crystal structure of all the L-lactide polymers in Experiments II and III and in Comparative Experiments A and B is identical. When the crystal structure of the L-lactide polymers of Examples II and III is identical to the crystal structure of the L-lactide polymers in comparative experiments A and B, while the ΔΗ is higher, the crystallinity is higher.

De molecuulgewichten in voorbeeld II zijn nauwelijks lager dan het resultaat van het tinoctoaat in vergelijkend experiment A, terwijl zink een lagere toxiciteit dan tin heeft. De molecuulgewichten bereikt met Sn(PD)2 zijn gelijk aan of hoger dan de molecuulgewichten bereikt met tinoctoaat. De thermische eigenschappen van het materiaal verkregen met de katalysator volgens de uitvinding zijn beter dan die van het materiaal verkregen met behulp van tinoctoaat.The molecular weights in Example II are barely lower than the result of the tin octoate in Comparative Experiment A, while zinc has a lower toxicity than tin. The molecular weights achieved with Sn (PD) 2 are equal to or higher than the molecular weights achieved with tin octoate. The thermal properties of the material obtained with the catalyst according to the invention are better than that of the material obtained with tin octoate.

Het restmonomeergehalte is even laag.The residual monomer content is equally low.

Uit voorbeeld Ia t/m d blijkt verder dat er geen lineair verband bestaat tussen mon/kat ratio en Mv, waaruit geconcludeerd kan worden dat de katalysator inderdaad als katalysator werkt, en niet als initiator.From example Ia to d furthermore it appears that there is no linear relationship between mon / cat ratio and Mv, from which it can be concluded that the catalyst indeed acts as a catalyst, and not as an initiator.

De polymerisatiesnelheid bij gebruik van de katalysator volgens de uitvinding is lager dan die bij gebruik van tinoctanoaat, wat wellicht verband houdt met de hogere kristalliniteit. Deze lagere katalyse snelheid kan gecompenseerd worden door meer katalysator toe te passen.The polymerization rate when using the catalyst of the invention is lower than that when using tin octanoate, which may be related to the higher crystallinity. This lower catalysis rate can be compensated for by using more catalyst.

Voorbeeld IVExample IV

De werkwijze van voorbeeld II werd gevolgd met 30 g glycolide verkregen van CCA gedurende 48 uur bij 150°C.The procedure of Example II was followed with 30 g of glycolide obtained from CCA for 48 hours at 150 ° C.

De mon/kat ratio was 11.250. De omzetting, bepaald door extractie met kokende 1,2-dimethoxy ethaan van het gepoederde polymeer, was 99%. De van het polymeer was 34°C, de T was 217°C en de ΔΗ„ was 118 Jg-^. m m 3The mon / cat ratio was 11,250. The conversion, determined by extraction with boiling 1,2-dimethoxy ethane of the powdered polymer, was 99%. The polymer was 34 ° C, the T was 217 ° C, and the ΔΗ ™ was 118 µg. m m 3

Vergelijkend experiment 0Comparative experiment 0

De werkwijze van voorbeeld IV werd herhaald met tinoctoaat als katalysator in een mono/kat ratio van 11.250.The procedure of Example IV was repeated using tin octoate as a catalyst in a mono / cat ratio of 11,250.

Het polymeer had een τ van 31°C, een T van 215°C en een r g m AHm van 127 Jg . De opbrengst was 99%. Geconcludeerd kan worden dat voor dit systeem de zink katalysator een zelfde effectiviteit bezit als de tin katalysator. Zowel de opbrengst als de thermische eigenschappen van het product komen sterk overeen.The polymer had a τ of 31 ° C, a T of 215 ° C and an rg m AHm of 127 µg. The yield was 99%. It can be concluded that for this system the zinc catalyst has the same effectiveness as the tin catalyst. Both the yield and the thermal properties of the product are very similar.

Voorbeeld VExample V

De werkwijze van voorbeeld II werd gevolgd met 35 g van een racemisch lactide mengsel verkregen uit een equimolair mengsel van L-lactide en D-lactide, beide afkomstig van CCA, gedurende 96 uur bij 150°C. De mon/kat ratio was 11.250. De omzetting, bepaald met NMR, was 97%.The procedure of Example II was followed with 35 g of a racemic lactide mixture obtained from an equimolar mixture of L-lactide and D-lactide, both from CCA, for 96 hours at 150 ° C. The mon / cat ratio was 11,250. The conversion, determined by NMR, was 97%.

Het resulterende polymeer was volledig amorf en had een van 47°C en een Mv van 267.000, bepaald met GPC.The resulting polymer was completely amorphous and had a 47 ° C and an Mv of 267,000 determined by GPC.

Vergelijkend experiment DComparative experiment D

De werkwijze van voorbeeld V werd gevolgd met tinoctoaat als katalysator in een mon/kat ratio van 11.250. De omzetting was 98%. Het resulterende polymeer was volledig amorf en had een Tg van 47°C en een van 254.000, bepaald met GPC.The procedure of Example V was followed with tin octoate as a catalyst in a mon / cat ratio of 11,250. The conversion was 98%. The resulting polymer was completely amorphous and had a Tg of 47 ° C and one of 254,000 determined by GPC.

Uit voorbeeld V en vergelijkend experiment D kan geconcludeerd worden dat bij polymerisatie waarbij geen kristallisatie van het gevormde polymeer optreedt en waarbij de verschillende monomeren een gelijke reactiviteit hebben een katalysator volgens de uitvinding producten levert die nagenoeg niet te onderscheiden zijn van producten verkregen via andere hier geteste katalysatorsystemen.From example V and comparative experiment D it can be concluded that in polymerization in which crystallization of the polymer formed does not occur and in which the different monomers have an equal reactivity, a catalyst according to the invention yields products which are virtually indistinguishable from products obtained via others tested here. catalyst systems.

Voorbeeld VIExample VI

De werkwijze van voorbeeld II werd gevolgd met een mengsel van L-lactide en D-lactide in een verhouding 91:9 gedurende 96 uur bij 110°C. De mon/kat ratio was 11.250. De omzetting, bepaald met NMR, was 95%. De polymeer had een van 48°C. Het My verkregen met GPC was 885.000.The procedure of Example II was followed with a mixture of L-lactide and D-lactide in a ratio of 91: 9 for 96 hours at 110 ° C. The mon / cat ratio was 11,250. The conversion, determined by NMR, was 95%. The polymer had a 48 ° C. The My obtained with GPC was 885,000.

Vergelijkend experiment EComparative experiment E

De werkwijze van voorbeeld VI werd gevolgd met tinoctoaat als katalysator in een mon/kat ratio van 11.250. De omzetting van 98%, de was 54°C en het polymeer vertoonde een kleine smeltpiek bij 134°C. Het Mv verkregen met GPC was 839.000. Ook hierin kan geconcludeerd worden dat een katalysator volgens de uitvinding onder deze omstandigheden producten oplevert die nagenoeg niet onderscheidbaar zijn van de producten verkregen met tinoctoaat.The procedure of Example VI was followed with tin octoate as a catalyst in a mon / cat ratio of 11,250. The 98% conversion, the wax was 54 ° C and the polymer showed a small melting peak at 134 ° C. The Mv obtained with GPC was 839,000. It can also be concluded herein that a catalyst according to the invention under these conditions yields products which are virtually indistinguishable from the products obtained with tin octoate.

Voorbeeld VilExample Vil

De werkwijze van voorbeeld II werd gevolgd met 39 g van een mengsel van L-lactide en ε-caprolacton in een monoraeer verhouding van 49/51 mol/mol gedurende 192 uur bij 120°C. De mon/kat ratio was 11.250. De omzetting, bepaald met NMR, was 81 %. Het resterende monomeer bestond uit nagenoeg zuiver ε-caprolacton. De gemiddelde sequentie-lengte, bepaald met NMR volgens de methode omschreven door Kricheldorf in "Macromolecules", (1984), 17, p. 2173, van de ε-caprolacton sequenties was 2,9. Het bulkpolymeer was volledig amorf.The procedure of Example II was followed with 39 g of a mixture of L-lactide and ε-caprolactone in a monorating ratio of 49/51 mol / mol for 192 hours at 120 ° C. The mon / cat ratio was 11,250. The conversion, determined by NMR, was 81%. The remaining monomer consisted of substantially pure ε-caprolactone. Mean sequence length, determined by NMR according to the method described by Kricheldorf in "Macromolecules", (1984), 17, p. 2173, of the ε-caprolactone sequences was 2.9. The bulk polymer was completely amorphous.

Vergelijkend experiment FComparative experiment F

De werkwijze van voorbeeld VII werd gevolgd met tinoctoaat als katalysator in een mon/kat ratio van 11.250. De omzetting was 95%. De gemiddelde sequentie-lengte van de ε-caprolacton sequenties was 2,5. Het bulkpolymeer was volledig amorf.The procedure of Example VII was followed with tin octoate as a catalyst in a mon / cat ratio of 11,250. The conversion was 95%. The mean sequence length of the ε-caprolactone sequences was 2.5. The bulk polymer was completely amorphous.

Omdat het resterende monomeer in Voorbeeld VII nagenoeg uit zuiver ε-caprolacton bestond, valt te concluderen dat het verschil in reactiviteit tussen L-lactide en ε-caprolacton bij gebruik van een katalysator volgens de uitvinding groter is dan bij gebruik van de tinoctoaat katalysator. Dit wordt bevestigd door de sequentielengte die bij Voorbeeld VII 2,9 is en bij Vergelijkend experiment F 2,5. De eigenschappen van een co-polymeer worden beïnvloed door de sequentie-lengte van de monomeren eenheden die deel uitmaken van het copolymeer. Als de sequentie-lengte gelijk aan 1 is, zal het polymeer rubberachtige eigenschappen bezitten. Als de sequentie-lengte gelijk is aan 2, zal het polymeer een zuiver random polymeer zijn.Since the residual monomer in Example VII consisted essentially of pure ε-caprolactone, it can be concluded that the difference in reactivity between L-lactide and ε-caprolactone is greater when using a catalyst according to the invention than when using the tin octoate catalyst. This is confirmed by the sequence length which is 2.9 in Example VII and 2.5 in Comparative Experiment F. The properties of a copolymer are influenced by the sequence length of the monomer units that make up the copolymer. If the sequence length is equal to 1, the polymer will have rubbery properties. If the sequence length is equal to 2, the polymer will be a pure random polymer.

Voorbeeld VIIIExample VIII

De werkwijze van voorbeeld II werd gevolgd met 32 g van een mengsel van L-lactide en glycolide in een monomeerverhouding van 50:50 mol/mol gedurende 192 uur bij 120°C. De mon/kat ratio was 11.250. Het polymeer bevatte een kleine smeltendotherm Tm bij 172°C. Bij extractie met kokende 1,2-dimethoxy-methaan bleek 34% van het polymeer hierin onoplosbaar.The procedure of Example II was followed with 32 g of a mixture of L-lactide and glycolide in a monomer ratio of 50:50 mol / mol for 192 hours at 120 ° C. The mon / cat ratio was 11,250. The polymer contained a small melting endotherm Tm at 172 ° C. When extracted with boiling 1,2-dimethoxy-methane, 34% of the polymer was found to be insoluble therein.

Vergelijkend experiment GComparative experiment G

De werkwijze van voorbeeld VIII werd gevolgd met tinoctoaat als katalysator in een mol/ratio van 11.250. De Tm lag bij 182°C. Slechts 24 gewichts % van het polymeer loste niet op in 1,2-dimethoxy-ethaan.The procedure of Example VIII was followed with tin octoate as a catalyst at a mol / ratio of 11,250. The Tm was at 182 ° C. Only 24% by weight of the polymer did not dissolve in 1,2-dimethoxyethane.

Glycolide en lactide hebben verschillende reactiviteiten ten opzichte van de polymerisatie. De gevormde copolymeren van deze twee monomeren zijn daarom geen zuivere random copolymeren. Het reactievere glycolide zal in eerste instantie sneller polymeriseren dan het lactide/ waardoor er relatief lange glycolide blokken in de groeiende polymeerketen ontstaan. Aan het einde van de polymerisatie, wanneer het meeste glycolide al heeft gereageerd, zal aan de groeiende polymeer-keten het minder reactieve lactide gekoppeld worden.Glycolide and lactide have different reactivities from polymerization. The copolymers of these two monomers formed are therefore not pure random copolymers. The more reactive glycolide will initially polymerize faster than the lactide / creating relatively long glycolide blocks in the growing polymer chain. At the end of the polymerization, when most of the glycolide has already reacted, the less reactive lactide will be coupled to the growing polymer chain.

In het algemeen geldt, dat bij een toenemend reactiviteitsverschil tussen de monomeren van het monomeer-mengsel, de gemiddelde bloklengtes van de samenstellende monomeren in het polymeer zullen toenemen.Generally, with an increasing reactivity difference between the monomers of the monomer mixture, the average block lengths of the constituent monomers in the polymer will increase.

Door extractie van de verkregen copolymeren met 1,2-dimethoxy-ethaan wordt een idee gekregen van de grootte van de glycolide rijke blokken in het copolymeer. Polymeerketens met grote glycolide sequenties zullen niet geextraheerd worden. Uit voorbeeld VIII en vergelijkend experiment G blijkt dat het gevormde lactide/glycolide copolymeer verkregen met de katalysator volgens de uitvinding meer lange glycolide sequenties heeft dan polymeer verkregen met tinoctoaat als katalysator. Blijkbaar bewerkstelligt de katalysator volgens de uitvinding een groter verschil in reactiviteit tussen de monomeren.Extraction of the obtained copolymers with 1,2-dimethoxyethane gives an idea of the size of the glycolide rich blocks in the copolymer. Polymer chains with large glycolide sequences will not be extracted. Example VIII and comparative experiment G show that the lactide / glycolide copolymer formed with the catalyst according to the invention has more long glycolide sequences than polymer obtained with tin octoate as catalyst. Apparently, the catalyst of the invention achieves a greater difference in reactivity between the monomers.

Voorbeeld IXExample IX

De werkwijze van voorbeeld II werd gevolgd met 36 g van een mengsel van glycolide en ε-caprolacton in een monomeerverhouding van 54:46 mol/mol en een mon/kat ratio van 11.250, gedurende 40 uur bij 150°C. Het polymeer vertoonde smeltendothermen met een Tm bij 33 en bij 203°C.The procedure of Example II was followed with 36 g of a mixture of glycolide and ε-caprolactone in a monomer ratio of 54:46 mol / mol and a mon / cat ratio of 11,250 for 40 hours at 150 ° C. The polymer exhibited melting endotherms with a Tm at 33 and at 203 ° C.

De smeltwarmte AHm van deze endothermen was 1,2 resp. 30,3 Jg-^. Bij extractie met kokend 1,2-dimethoxy-methaan bleek 42% hierin oplosbaar.The heat of heat AHm of these endotherms was 1.2 resp. 30.3 µg. Extraction with boiling 1,2-dimethoxy-methane showed 42% soluble in it.

Vergelijkend experiment HComparative experiment H

De werkwijze van voorbeeld IX werd gevolgd met tinoctoaat als katalysator in een mon/kat ratio van 11.250. Het polymeer vertoonde 2 smeltendothermen T bij 34 en 210°C en had smeltwarmtes AHm van 8,4 resp. 44,6 Jg . Bij extractie met kokend 1,2-dimethoxy-methaan bleek 54% hierin oplosbaar. Hieruit valt de conclusie te trekken dat het verschil in reactiviteit tussen glycolide en ε-caprolacton vergroot wordt door de katalysator volgens de uitvinding, aangezien de slechtere oplosbaarheid veroorzaakt wordt door grotere blokken glycolide in het polymeer.The procedure of Example IX was followed with tin octoate as a catalyst in a mon / cat ratio of 11,250. The polymer exhibited 2 melting endotherms T at 34 and 210 ° C and had melting heat AHm of 8.4 resp. 44.6 Jg. When extracted with boiling 1,2-dimethoxy-methane, 54% was soluble therein. It can be concluded from this that the difference in reactivity between glycolide and ε-caprolactone is increased by the catalyst according to the invention, since the poorer solubility is caused by larger blocks of glycolide in the polymer.

Claims

1. Katalysator voor de polymerisatie van cyclische esters, bestaande uit een metaalzout, met het kenmerk dat de katalysator bestaat uit een verbinding met de formuleCatalyst for the polymerization of cyclic esters, consisting of a metal salt, characterized in that the catalyst consists of a compound of the formula

I waarin M een metaalion is en n een getal is van 1 tot 4 en gelijk is aan de valentie van het metaalion en waarin 1 2 de groepen R en R onafhankelijk van elkaar een alkyl, 3 aryl of cycloalifatische groep zijn en R een alkyl, aryl, cycloalifatische groep of een waterstofatoom is.I in which M is a metal ion and n is a number from 1 to 4 and is equal to the valency of the metal ion and in which 1 2 the groups R and R are independently an alkyl, 3 aryl or cycloaliphatic group and R is an alkyl, aryl, cycloaliphatic group or a hydrogen atom.

2. Katalysator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de groepen R^-R^ zodanig gekozen zijn, dat de katalysator een smeltpunt heeft dat lager is dan de gewenste polymerisatietemperatuur van de te polymeriseren cyclische esters.Catalyst according to claim 1, characterized in that the groups R 1 -R 2 are chosen such that the catalyst has a melting point lower than the desired polymerization temperature of the cyclic esters to be polymerized.

3. Katalysator volgens een der conclusies 1-2, met het kenmerk, dat de groepen R^-R^ zodanig gekozen zijn, dat de katalysator een smeltpunt heeft dat lager is dan de smelttemperatuur van de te polymeriseren cyclische esters.Catalyst according to any one of claims 1-2, characterized in that the groups R 1 -R 1 are chosen such that the catalyst has a melting point lower than the melting temperature of the cyclic esters to be polymerized.

4. Katalysator volgens een der conclusies 1-3, met het 3 kenmerk dat de groep R bestaat uit waterstof en de 1 2 groepen R en R bestaan uit tertiair butyl of ethyl.Catalyst according to any one of claims 1-3, characterized in that the group R consists of hydrogen and the 1 2 groups R and R consist of tertiary butyl or ethyl.

5. Katalysator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de katalysator bestaat uit zink-bis(2,2-dimethyl-3,5 f heptanedionato-0,0 ).Catalyst according to claim 4, characterized in that the catalyst consists of zinc bis (2,2-dimethyl-3,5-heptanedionato-0,0).

6. Katalysator volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de katalysator bestaat uit r tin(II)—bis(2,4-pentaandionato-0,0 ).Catalyst according to claim 4, characterized in that the catalyst consists of tin (II) bis (2,4-pentanedione-0.0).

7. Werkwijze voor de polymerisatie van cyclische esters, waarbij een metaalzout wordt toegepast als katalysator, met het kenmerk, dat een metaalzout wordt toegepast zoals omschreven in een der conclusies 1-6.Process for the polymerization of cyclic esters, in which a metal salt is used as a catalyst, characterized in that a metal salt is used as defined in any one of claims 1-6.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de katalysator wordt toegepast in een monomeer/katalysator ratio van 1000-300.000.Process according to claim 7, characterized in that the catalyst is used in a monomer / catalyst ratio of 1000-300,000.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de katalysator wordt toegepast in een monomeer/katalysator ratio van 5.000 tot 30.000.Process according to claim 8, characterized in that the catalyst is used in a monomer / catalyst ratio of 5,000 to 30,000.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de katalysator wordt toegepast bij een polymerisatietemperatuur van 80 tot 180°C.Process according to any one of claims 7-9, characterized in that the catalyst is used at a polymerization temperature of 80 to 180 ° C.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de katalysator wordt toegepast bij een polymerisatietemperatuur van 105-120°C.Process according to claim 10, characterized in that the catalyst is used at a polymerization temperature of 105-120 ° C.

12. Werkwijze volgens een der conclusies 7-11, met het kenmerk, dat de cyclische esters gekozen worden uit de groep bestaande uit lactonen en carbonaten.A method according to any one of claims 7-11, characterized in that the cyclic esters are selected from the group consisting of lactones and carbonates.

13. Werkwijze volgens een der conclusies 7-12, met het kenmerk, dat de polymerisatie plaatsvindt onder een inerte atmosfeer, gedurende 30 tot meer dan 100 uren, waarbij een polymeer gevormd wordt met een restmonomeer gehalte lager dan 5% en in intrinsieke viscositeit boven de 8.Process according to any one of claims 7-12, characterized in that the polymerization takes place under an inert atmosphere, for 30 to more than 100 hours, whereby a polymer is formed with a residual monomer content of less than 5% and in intrinsic viscosity above the 8.

14. Polyestersamenstelling, waarin de polyester een molecuulgewicht van 100.000-10.000.000 en een intrinsieke viscositeit hoger dan 4 bezit, verkregen door polymerisatie van cyclische esters, in aanwezigheid van een katalysator, met het kenmerk, dat deze polyestersamenstelling 20 tot 500 ppm zink bevat en minder dan 1000 ppm andere metalen afkomstig van een katalysator bevat.Polyester composition, in which the polyester has a molecular weight of 100,000-10,000,000 and an intrinsic viscosity greater than 4, obtained by polymerization of cyclic esters in the presence of a catalyst, characterized in that this polyester composition contains 20 to 500 ppm zinc and contains less than 1000 ppm of other metals from a catalyst.

15. Polyestersamenstelling, bestaande uit poly-L-lactide of poly-D-lactide, met het kenmerk, dat de samenstelling een smeltwarmte ΔΗ heeft groter dan 80 J/g en een viscositeitsgemiddeld molecuulgewicht van 100.000 tot 10.000.000.Polyester composition, consisting of poly-L-lactide or poly-D-lactide, characterized in that the composition has a heat of fusion ΔΗ greater than 80 J / g and a viscosity average molecular weight of 100,000 to 10,000,000.

16 Polyestersamenstelling volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de smeltwarmte ΔΗ groter is dan 90 J/g.Polyester composition according to claim 15, characterized in that the heat of fusion ΔΗ is greater than 90 J / g.

17. Voorwerp, verkregen uit een polyestersamenstelling volgens een der conclusies 14-16.An article obtained from a polyester composition according to any one of claims 14-16.

18. Voorwerp hoofdzakelijk zoals beschreven in de beschrijvingsinleiding en de voorbeelden. UITTREKSEL De uitvinding betreft een katalysator voor de polymerisatie van cyclische esters, bestaande uit een metaalzout, met het kenmerk dat de katalysator bestaat uit een verbinding met de formule18. Object mainly as described in the description introduction and examples. EXTRACT The invention relates to a catalyst for the polymerization of cyclic esters consisting of a metal salt, characterized in that the catalyst consists of a compound of the formula

I waarin M een metaalion is en n een getal is van 1 tot 4 en gelijk is aan de valentie van het metaalion en waarin de 1 2 groepen R en R onafhankelijk van elkaar een alkyl, aryl of 3 cycloalifatische groep zijn en R een alkyl, aryl, cycloalifatische groep of een waterstofatoom is. Polymeren geproduceerd onder toepassing van een katalysator volgens de uitvinding kunnen worden toegepast op tal van gebieden, maar zijn met name van voordeel in biomedische toepassingen als bio-resorbeerbaar materiaal, zoals omschreven in de literatuur. De polymeren kunnen geproduceerd worden met hoge molecuulgewichten en hebben dan goede mechanische eigenschappen, waardoor zij zijn te gebruiken als bijvoorbeeld bot fixatie hulpmiddelen, zoals platen en schroeven.I in which M is a metal ion and n is a number from 1 to 4 and is equal to the valency of the metal ion and wherein the 1 2 groups R and R are independently an alkyl, aryl or 3 cycloaliphatic group and R is an alkyl, aryl, cycloaliphatic group or a hydrogen atom. Polymers produced using a catalyst of the invention can be used in a variety of fields, but are particularly advantageous in biomedical applications as a bio-resorbable material, as described in the literature. The polymers can be produced with high molecular weights and then have good mechanical properties, making them useful as, for example, bone fixation aids such as plates and screws.