JP2000159886A - Increased-molecular-weight polysuccinimide (co)polymer and its production - Google Patents
Increased-molecular-weight polysuccinimide (co)polymer and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は高分子量化ポリスク
シンイミド系(共)重合体およびその製造方法に関し、
詳しくは原料ポリスクシンイミド系(共)重合体よりも
高い分子量を有する高分子量化ポリスクシンイミド系
(共)重合体およびこのような高分子量化ポリスクシン
イミド系(共)重合体を簡便に製造する方法に関する。The present invention relates to a high molecular weight polysuccinimide (co) polymer and a method for producing the same.
More specifically, it relates to a high molecular weight polysuccinimide-based (co) polymer having a higher molecular weight than the raw material polysuccinimide-based (co) polymer and a method for easily producing such a high-molecular-weight polysuccinimide-based (co) polymer. .
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリスクシンイミド系(共)重合体は、
その主鎖構造からして機械的強度などが高く、このよう
な特性が要求される分野への利用が期待され、さらにイ
ミド環の開環によって生成するアルパラギン酸主鎖は生
分解性を有することから生分解性材料前駆体としても期
待されている。具体的に、例えば、ポリスクシンイミド
を加水分解して得られるポリアスパラギン酸はキレート
剤、スケール防止剤、洗浄剤ビルダー、分散剤などとし
て有用なものである。2. Description of the Related Art Polysuccinimide (co) polymers are:
Due to its main chain structure, it has high mechanical strength and is expected to be used in fields where such properties are required.In addition, the aspartic acid main chain generated by opening the imide ring has biodegradability. Therefore, it is expected as a biodegradable material precursor. Specifically, for example, polyaspartic acid obtained by hydrolyzing polysuccinimide is useful as a chelating agent, a scale inhibitor, a detergent builder, a dispersant, and the like.
【0003】しかし、現在一般に得られるポリスクシン
イミド系(共)重合体は、分子量が低く、高々6000
〜7000程度であるため使用できる用途が限られてお
り、また利用できてもそれほど高い性能が得られていな
い。However, currently available polysuccinimide (co) polymers have a low molecular weight and at most 6,000.
Since it is about 7000, the usable applications are limited, and even if it can be used, not so high performance is obtained.
【0004】高分子量のポリスクシンイミドを得る方法
としては、例えば、特開平8−239468号公報に、
リン酸、硫酸などの重合触媒の存在下にアスパラギン酸
を重縮合させる方法が記載されている。また、ポリスク
シンイミド系(共)重合体にアミノ酸をグラフとさせて
高分子量のポリスクシンイミド系(共)重合体を得る方
法(特開平9−235372)、重合系に亜リン酸エス
テルを用いて高分子量のポリスクシンイミド系(共)重
合体を得る方法(特開平9−278883)、重合系に
触媒、及び重合促進剤を加えて重合し高分子量のポリス
クシンイミド系(共)重合体を得る方法(特開平9−3
02088)、重合系に鎖長延長剤としてオキサゾリン
構造を2個有する化合物を加えて重合しポリスクシンイ
ミド系(共)重合体を得る方法(特開平10−1476
44)等も知られている。A method for obtaining a high molecular weight polysuccinimide is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-239468.
A method for polycondensing aspartic acid in the presence of a polymerization catalyst such as phosphoric acid or sulfuric acid is described. Also, a method of obtaining a high-molecular-weight polysuccinimide-based (co) polymer by graphing amino acids in the polysuccinimide-based (co) polymer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-235372), and using a phosphite ester as the polymerization system. A method for obtaining a polysuccinimide (co) polymer having a high molecular weight (JP-A-9-278883), a method for obtaining a high-molecular-weight polysuccinimide (co) polymer by adding a catalyst and a polymerization accelerator to a polymerization system, JP-A-9-3
02088), a method of adding a compound having two oxazoline structures as a chain extender to the polymerization system and polymerizing to obtain a polysuccinimide (co) polymer (JP-A-10-1476)
44) are also known.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、どの方
法も工程が煩雑であったり、使用する触媒が高価なもの
であったりするなど必ずしも工業的な製造方法として満
足なものとはいえない。本発明は、従来の高分子量のポ
リスクシンイミド系(共)重合体の製造方法に代わる、
新規なポリスクシンイミド系(共)重合体の高分子量化
方法に係わり、詳しくは、低分子量のポリスクシンイミ
ド系(共)重合体の分子量を大きくして高分子量化ポリ
スクシンイミド系(共)重合体を得る簡便な方法を提供
しようとするものである。However, none of these methods is necessarily satisfactory as an industrial production method because the steps are complicated and the catalyst used is expensive. The present invention replaces the conventional method for producing a high molecular weight polysuccinimide-based (co) polymer,
The present invention relates to a method for increasing the molecular weight of a polysuccinimide-based (co) polymer, specifically, by increasing the molecular weight of a low-molecular-weight polysuccinimide-based (co) polymer to produce a high-molecular-weight polysuccinimide-based (co) polymer. It seeks to provide a simple way to obtain it.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、ポリスクシンイミド系(共)重合体を水の存在下に
加熱すると溶融し、原料ポリスクシンイミド系(共)重
合体よりも高い分子量を有するポリスクシンイミド系
(共)重合体、すなわち高分子量化ポリスクシンイミド
系(共)重合体が得られることが分かった。本発明は、
このような知見に基づいて完成されたものである。According to the study of the present inventors, when a polysuccinimide (co) polymer is heated in the presence of water, it melts and is higher than the raw polysuccinimide (co) polymer. It was found that a polysuccinimide (co) polymer having a molecular weight, that is, a high molecular weight polysuccinimide (co) polymer was obtained. The present invention
It has been completed based on such knowledge.
【0007】すなわち、本発明は、ポリスクシンイミド
系(共)重合体を水の存在下に加熱して得られる高分子
量化ポリスクシンイミド系(共)重合体である。That is, the present invention is a high molecular weight polysuccinimide (co) polymer obtained by heating a polysuccinimide (co) polymer in the presence of water.
【0008】また、本発明は、ポリスクシンイミド系
(共)重合体を水の存在下に加熱することを特徴とする
高分子量化ポリスクシンイミド系(共)重合体の製造方
法である。Further, the present invention is a method for producing a high molecular weight polysuccinimide (co) polymer, which comprises heating the polysuccinimide (co) polymer in the presence of water.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明で高分子量化の対象となる
原料ポリスクシンイミド系(共)重合体とは、少なくと
もスクシンイミド環を繰返し単位として有するものであ
れば特に制限はなく、一般にポリスクシンイミド系
(共)重合体と称せられているものを全て包含する。具
体的には、例えば、ポリスクシンイミド、スクシンイミ
ド環以外の繰返し単位を有するスクシンイミド共重合体
(例えば、スクシンイミド環以外の繰返し単位が50%
以下の共重合体)、およびこれら重合体または共重合体
のスクシンイミド環を適宜開環または変性したポリスク
シンイミド誘導体を挙げることができる。もちろん、こ
のようなポリスクシンイミド系(共)重合体の出発原料
および調製方法には特に制限はなく、例えば、アスパラ
ギン酸、マレイン酸アンモニウムまたはマレイン酸アミ
ドを出発原料として従来公知の方法によって製造するこ
とができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The raw material polysuccinimide-based (co) polymer to be increased in molecular weight in the present invention is not particularly limited as long as it has at least a succinimide ring as a repeating unit. Includes all that are referred to as (co) polymers. Specifically, for example, polysuccinimide, a succinimide copolymer having a repeating unit other than a succinimide ring (for example, 50% of repeating units other than a succinimide ring
The following copolymers), and polysuccinimide derivatives in which the succinimide ring of these polymers or copolymers is appropriately opened or modified. Of course, there is no particular limitation on the starting material and the preparation method of such a polysuccinimide-based (co) polymer, and for example, it can be produced by a conventionally known method using aspartic acid, ammonium maleate or maleic amide as a starting material. Can be.
【0010】原料ポリスクシンイミド系(共)重合体の
分子量には特に制限はなく、本発明によれば、いずれの
分子量を有するポリスクシンイミド系(共)重合体も、
その分子量を容易に大きくして高分子量化することがで
きる。現在では6000〜7000程度の分子量を有す
るものが製造可能ないしは一般に入手可能であるが、本
発明によれば、このような原料ポリスクシンイミド系
(共)重合体も高分子量化することができる。なお、こ
の分子量は実施例に記載した方法によって測定したもの
である。The molecular weight of the starting polysuccinimide (co) polymer is not particularly limited, and according to the present invention, the polysuccinimide (co) polymer having any molecular weight is
The molecular weight can be easily increased to increase the molecular weight. At present, those having a molecular weight of about 6,000 to 7000 can be manufactured or generally available, but according to the present invention, such a raw material polysuccinimide-based (co) polymer can also have a high molecular weight. This molecular weight was measured by the method described in the examples.
【0011】本発明によれば、原料ポリスクシンイミド
系(共)重合体を水の存在下に加熱することにより、高
分子量化する。加熱の程度については、原料ポリスクシ
ンイミド系(共)重合体が溶融する温度であれば特に制
限はなく、通常、100〜250℃であり、好ましくは
110〜210℃、より好ましくは130〜180℃で
ある。According to the present invention, the raw material polysuccinimide (co) polymer is heated to high molecular weight in the presence of water. The degree of heating is not particularly limited as long as the raw material polysuccinimide-based (co) polymer melts, and is usually 100 to 250 ° C, preferably 110 to 210 ° C, more preferably 130 to 180 ° C. It is.
【0012】水の使用量は、重量比で、ポリスクシンイ
ミド系(共)重合体1に対して、0.1〜10、好まし
くは0.2〜2、より好ましくは0.3〜1.5であ
る。The amount of water used is 0.1 to 10, preferably 0.2 to 2, more preferably 0.3 to 1.5 based on the weight of the polysuccinimide (co) polymer 1. It is.
【0013】本発明においては、上記加熱の際に、更に
鎖長延長剤を存在させると高分子量化をより効果的に行
うことができる。この鎖長延長剤とは、アミノ基および
/またはカルボン酸基と反応し得る官能基を有し、ポリ
スクシンイミド系(共)重合体と反応して同一の繰返し
単位を生成し得る有機化合物を意味する。In the present invention, if a chain extender is further present during the heating, the molecular weight can be increased more effectively. The term "chain extender" means an organic compound having a functional group capable of reacting with an amino group and / or a carboxylic acid group and capable of reacting with a polysuccinimide (co) polymer to form the same repeating unit. I do.
【0014】上記鎖長延長剤はアミノ基、カルボキシル
基と反応しうる官能基(およびまたはその塩でも可)を
2個以上もてばよい。例示すれば、アミノ酸、ヒドロキ
シカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸アミド、ヒドロキ
シカルボン酸のアンモニウム塩、アミノカルボン酸、ア
ミノカルボン酸アミド、アミノカルボン酸のアンモニウ
ム塩、ジカルボン酸、ジカルボン酸のアンモニウム塩、
ジカルボン酸アミドなどであるが、さらに具体的に例示
すれば、アスパラギン酸モノアンモニウム、アスパラギ
ン酸ジアンモニウム、アスパラギン酸モノアミド、アス
パラギン酸ジアミド、マレイン酸モノアンモニウム、マ
レイン酸ジアンモニウム、マレイン酸モノアミド、マレ
イン酸ジアミド、フマル酸モノアンモニウム、フマル酸
ジアンモニウム、フマル酸モノアミド、フマル酸ジアミ
ドなどのほかに、ポリスクシンイミド、ポリアスパラギ
ン酸などを挙げることができる。The above chain extender may have at least two functional groups (and / or salts thereof) capable of reacting with an amino group or a carboxyl group. For example, amino acids, hydroxycarboxylic acids, hydroxycarboxylic acid amides, ammonium salts of hydroxycarboxylic acids, aminocarboxylic acids, aminocarboxylic acid amides, ammonium salts of aminocarboxylic acids, dicarboxylic acids, ammonium salts of dicarboxylic acids,
Examples thereof include dicarboxylic amides, and more specifically, monoammonium aspartate, diammonium aspartate, monoamide aspartate, diamide aspartate, monoammonium maleate, diammonium maleate, monoammonate maleate, maleic acid In addition to diamide, monoammonium fumarate, diammonium fumarate, monoamide fumarate, diamide fumarate and the like, polysuccinimide, polyaspartic acid and the like can be mentioned.
【0015】また、本発明においては、上記加熱の際
に、更に酸触媒を存在させると高分子量化をより効果的
に行うことができる。この際、上記鎖長延長剤を同時に
存在させてもよい。この酸触媒の代表例としては、硫
酸、リン酸、ホウ酸、パラトルエンスルホン酸などを挙
げることができる。In the present invention, if an acid catalyst is further present during the heating, the molecular weight can be more effectively increased. At this time, the above chain extender may be present at the same time. Typical examples of the acid catalyst include sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid, p-toluenesulfonic acid and the like.
【0016】上記鎖長延長剤および酸触媒の使用量につ
いては高分子量化の程度などに応じて適宜決定すること
ができる。The amounts of the chain extender and the acid catalyst to be used can be appropriately determined according to the degree of high molecular weight.
【0017】本発明の高分子量化ポリスクシンイミド系
(共)重合体は、成形品材料、具体的には、例えば、吸
水性樹脂材料として使用することができる。特に、本発
明の高分子量化ポリスクシンイミド系(共)重合体は、
アルカリを加えて加水分解させると、生分解性のポリア
スパラギン酸となることから、廃棄処理が容易であり、
生分解性樹脂材料として有用なものである。The high molecular weight polysuccinimide (co) polymer of the present invention can be used as a molded article material, specifically, for example, as a water absorbent resin material. In particular, the high molecular weight polysuccinimide (co) polymer of the present invention is
When hydrolyzed by adding an alkali, it becomes biodegradable polyaspartic acid, so disposal treatment is easy,
It is useful as a biodegradable resin material.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明によればポリスクシンイミド系
(共)重合体の高分子量化を簡便な方法により容易に行
うことができる。According to the present invention, the polysuccinimide (co) polymer can be easily made to have a high molecular weight by a simple method.
【0019】[0019]
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
【0020】調製例 無水マレイン酸245gと水500gとをナス型フラス
コに入れ溶解させた。これに25%アンモニア水170
gを突沸しないようにゆっくりと滴下した。均一になっ
たら、ロータリーエバポレータで溶液を湯浴の温度10
0℃で加熱しながら結晶折出するまで減圧濃縮した。得
られたマレイン酸モノアンモニウムをステンレスパッド
にあけ、熱風乾燥機を用いて温度180℃で3時間加熱
した。冷却した後、分子量6720のポリスクシンイミ
ド(PSI)を得た。Preparation Example 245 g of maleic anhydride and 500 g of water were placed in an eggplant-shaped flask and dissolved. Add 25% ammonia water 170
g was slowly dropped so as not to bump. When uniform, use a rotary evaporator to transfer the solution to a water bath temperature of 10
The mixture was concentrated under reduced pressure while heating at 0 ° C. until the crystal was precipitated. The obtained monoammonium maleate was placed on a stainless steel pad, and heated at 180 ° C. for 3 hours using a hot air drier. After cooling, polysuccinimide (PSI) with a molecular weight of 6720 was obtained.
【0021】分子量はGPCにより下記の条件で測定し
た。The molecular weight was measured by GPC under the following conditions.
【0022】 <分子量測定方法> 検出器:RI カラム:shodex Ohpak KB−G Ohpak SB−805HQ Ohpak KB−803 Ohpak KB−803 Ohpak KB−802.5 キャリヤー:NaH2PO4・2H2O 15.6g NaCl 11.7g 水 1000.0g pH7.0 流量:1mg/min 検量線はサイエンチフィック・ポリマー・プロダクト
(ScientificPolymer Produc
t)社製のポリエチレングリコールスタンダードを用い
て作成した。サンプルの分子量については、どのサンプ
ルも比較的単分散(Mw/Mn=2以内)だったのでピ
ークトップの値を分子量として採用した。<Molecular Weight Measurement Method> Detector: RI Column: Shodex Ohpak KB-G Ohpak SB-805HQ Ohpak KB-803 Ohpak KB-803 Ohpak KB-802.5 Carrier: NaH2PO4.2.1Hg 15.6 g 1000.0 g pH 7.0 Flow rate: 1 mg / min Calibration curve is Scientific Polymer Product (Scientific Polymer Product)
t) Prepared using polyethylene glycol standard manufactured by the company. Regarding the molecular weight of each sample, the peak top value was adopted as the molecular weight because all samples were relatively monodisperse (within Mw / Mn = 2).
【0023】実施例1 調製例で得たポリスクシンイミドを原料とし、この原料
ポリスクシンイミド50gと水50gとを熱風乾燥機を
用いて160℃で3時間加熱、溶融した後、乾燥した。
得られた高分子量化ポリスクシンイミドの分子量は71
48であった。 実施例2 調製例で得たポリスクシンイミドを原料とし、この原料
ポリスクシンイミド50g、水50gおよびマレイン酸
モノアミド5gを熱風乾燥機を用いて160℃で3時間
加熱、溶融した後、乾燥した。得られた高分子量化ポリ
スクシンイミドの分子量は7332であった。Example 1 Using the polysuccinimide obtained in the preparation example as a raw material, 50 g of the raw polysuccinimide and 50 g of water were heated and melted at 160 ° C. for 3 hours using a hot air drier, and then dried.
The resulting high molecular weight polysuccinimide has a molecular weight of 71.
48. Example 2 Using the polysuccinimide obtained in the preparation example as a raw material, 50 g of the raw material polysuccinimide, 50 g of water and 5 g of maleic monoamide were heated and melted at 160 ° C. for 3 hours using a hot-air drier, and then dried. The molecular weight of the obtained high molecular weight polysuccinimide was 7,332.
【0024】実施例3 調製例で得たポリスクシンイミドを原料とし、この原料
ポリスクシンイミド30g、水30gおよびリン酸3g
を熱風乾燥機を用いて160℃で3時間加熱、溶融した
後、乾燥した。得られた高分子量化ポリスクシンイミド
の分子量は7405であった。Example 3 Using the polysuccinimide obtained in the preparation example as a raw material, 30 g of the raw material polysuccinimide, 30 g of water and 3 g of phosphoric acid
Was heated at 160 ° C. for 3 hours using a hot air drier, melted, and then dried. The molecular weight of the obtained high molecular weight polysuccinimide was 7,405.
【0025】実施例4 調製例で得たポリスクシンイミドを原料とし、この原料
ポリスクシンイミド30g、水30g、マレイン酸モノ
アミド10gおよびリン酸3gを熱風乾燥機を用いて1
60℃で3時間加熱、溶融した後、乾燥した。得られた
高分子量化ポリスクシンイミドの分子量は8509であ
った。Example 4 Using the polysuccinimide obtained in the preparation example as a raw material, 30 g of the raw material polysuccinimide, 30 g of water, 10 g of maleic acid monoamide and 3 g of phosphoric acid were mixed in a hot air drier.
After heating and melting at 60 ° C. for 3 hours, it was dried. The molecular weight of the obtained high molecular weight polysuccinimide was 8,509.
【0026】以上の結果を表1にまとめて示す。The above results are summarized in Table 1.
【0027】[0027]
【表1】 [Table 1]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J001 DA01 DD07 DD13 EA12 EA33 EA36 EB03 EB04 EB25 EE14D EE16D EE20D GE16 JB17 JB50 4J043 PA02 QB06 QB21 QC01 RA34 SA05 SB01 TA12 TA21 TB01 YA06 ZB45 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4J001 DA01 DD07 DD13 EA12 EA33 EA36 EB03 EB04 EB25 EE14D EE16D EE20D GE16 JB17 JB50 4J043 PA02 QB06 QB21 QC01 RA34 SA05 SB01 TA12 TA21 TB01 YA06 ZB45
Claims (4)
の存在下に加熱して得られる高分子量化ポリスクシンイ
ミド系(共)重合体。1. A high molecular weight polysuccinimide (co) polymer obtained by heating a polysuccinimide (co) polymer in the presence of water.
の存在下に加熱することを特徴とする高分子量化ポリス
クシンイミド系(共)重合体の製造方法。2. A method for producing a high molecular weight polysuccinimide (co) polymer, comprising heating the polysuccinimide (co) polymer in the presence of water.
求項2記載の方法。3. The method according to claim 2, further comprising heating in the presence of a chain extender.
2または3記載の方法。4. The method according to claim 2, further comprising heating in the presence of an acid catalyst.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10332709A JP2000159886A (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Increased-molecular-weight polysuccinimide (co)polymer and its production |
EP99309352A EP1004427B1 (en) | 1998-11-24 | 1999-11-23 | Method for manufacture and moulding of polysuccinimide based polymer or copolymer |
DE69907378T DE69907378T2 (en) | 1998-11-24 | 1999-11-23 | Process for making and casting a polysuccinimide polymer or copolymer |
US09/449,248 US6544464B1 (en) | 1998-11-24 | 1999-11-24 | Method for molding of polymer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10332709A JP2000159886A (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Increased-molecular-weight polysuccinimide (co)polymer and its production |
Publications (1)
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JP2000159886A true JP2000159886A (en) | 2000-06-13 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000159886A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116970167A (en) * | 2023-07-19 | 2023-10-31 | 湖北民族大学 | Polyaspartic acid derivative and preparation method and application thereof |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10332709A patent/JP2000159886A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116970167A (en) * | 2023-07-19 | 2023-10-31 | 湖北民族大学 | Polyaspartic acid derivative and preparation method and application thereof |
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