JP2001288201A

JP2001288201A - セルロースエーテルの、酸触媒を作用させる、加水分解解重合方法

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Publication number: JP2001288201A
Application number: JP2001056615A
Authority: JP
Inventors: Winfried Becker; ビンフリート、ベッカー; Alf Hammes; アルフ、ハーメス
Original assignee: Clariant GmbH
Current assignee: Clariant Produkte Deutschland GmbH
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2001-10-16
Also published as: EP1130033A1; KR20010087250A; MXPA01002244A; DE10009642C1; DE50105798D1; EP1130033B1; US20010020090A1

Abstract

(57)【要約】【課題】セルロースエーテルの、酸触媒を作用させ
る、加水分解解重合、およびそれに引き続く分離を使用
される空間の変更なしに行う方法の提供。【解決手段】耐酸性物質からなり、フィルターエレメ
ントにより互いに分離されている導入口と排出口とが取
り付けられた装置中、導入口とフィルターエレメントの
間の空間において、酸性スラリーの形状である解重合さ
れるセルロースエーテルを解重合させ、引き続いて中和
し、セルロースエーテルをフィルターエレメントにより
保持されない濾過液から分離する。必要に応じて、引き
続きセルロースエーテルの精製および乾燥を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、セルロースエーテルの、酸触媒
を作用させる、加水分解解重合、およびそれに引き続く
分離、ならびに必要に応じて、解重合したセルロースエ
ーテルの精製および乾燥、を装置の変更なしに行う方法
に関するものである。

【０００２】最終生成物の水性溶液中における粘度を望
ましい溶液粘度に特定するためのセルロースエーテルの
解重合は知られており、多くの方法で達成できる。特
に、分解させて極めて低い粘度の生成物を与えること
は、これらの生成物が、とりわけ、薬学的に許容される
成分や種子のためのコーティング材料として、例えば懸
濁重合における保護コロイドとして、有利に利用できる
ためにかなり興味深い。以下、極めて低い粘度の生成物
という術語は、２．０％（完全乾燥）水溶液中で２０℃
で測定したときのヘプラー粘度が５０ｍＰａｓを越えな
いセルロースエーテルに適用する。

【０００３】セルロースエーテルの分解、加えてアセタ
ール結合の酸触媒を作用させた加水開裂に適用される方
法は、とりわけ酸化分解、および高エネルギー放射また
は微生物／酵素による分解である。

【０００４】無機あるいは有機酸を用いた簡単な加水分
解方法は、例えば、US-A-1,679,943、US-A-1,943,461、
EP-B-0 497 985、およびEP-A-00 210 917に記載されて
いる。

【０００５】加水分解は、官能性基に対して中性であ
り、活性でなく、極めて低粘度の生成物を製造するのに
用いることができる。しかしながら、分解しようとする
セルロースエーテルが比較的高い希釈度で水性媒体中に
ある場合、収率の低下は事実上さけられない。

【０００６】製造される生成物の平均重合度が低ければ
低いほど、溶解または部分溶解、および水性懸濁液中に
おける物質の粘着の危険性が高くなる。このため、水性
懸濁液中におけるセルロースエーテルを水性相から分離
し得ることのために、特に極めて粘度の低い生成物の場
合には慣用の方法は限られた範囲にしか用いることがで
きない。

【０００７】本発明の方法は、セルロースエーテルの、
酸触媒を作用させる、加水分解解重合、およびそれに引
き続く分離、ならびに必要に応じて、解重合したセルロ
ースエーテルの精製および乾燥、を装置の変更なしに行
う方法を開発することを目的とする。

【０００８】本発明は、セルロースエーテルの、酸触媒
を作用させる、加水分解解重合、およびそれに引き続く
分離、ならびに必要に応じて、解重合したセルロースエ
ーテルの精製および乾燥、を使用される空間の変更なし
に行う方法に関するものである。この方法は、密閉され
た、圧力漏れのない、加熱可能な空間（これは、耐酸性
物質からなり、フィルターエレメントにより互いに分離
されている導入口と排出口とが取り付けられ、攪拌機が
装備されている）中において、解重合されるセルロース
エーテル（これは導入口から導入され、フィルターエレ
メントにより保持されており、解重合されたセルロース
エーテルの凝集温度よりも高い温度で撹拌されて酸性ス
ラリーの形状である）を、必要に応じて圧力下で、解重
合させ、かつ、解重合が完了したとき、セルロースエー
テルを苛性アルカリ、および必要に応じて添加物、によ
って中和し、引き続き排出口を開口し、重力の効果のも
とで、および／または空間に外部圧力を印加して、セル
ロースエーテルをフィルターエレメントにより保持され
ない濾過液から分離し、必要に応じて、引き続きセルロ
ースエーテルを、解重合したセルロースエーテルの凝集
温度よりも高い温度で、水または水と１種以上の有機懸
濁物の混合物を１回以上導入することによって精製し、
さらに引き続いて水または水と１種以上の有機懸濁物の
混合物を放出し、引き続き、必要に応じて、空間に真空
を印加するか、空間に気体を通過させることによってセ
ルロースエーテルを乾燥させることを含んでなる。

【０００９】ここで、「空間」という術語は、例えばタ
ンク、容器、反応器、または装置を意味する。原則とし
て、空間に１個以上の導入口および排出口が設けられた
空間を使用することも可能であり、ここで導入口および
排出口はそれぞれお互いから１個以上のフィルターエレ
メントにより分離されている。

【００１０】本発明の特に驚くべき特徴は、場合によっ
て部分的に膨潤したセルロースエーテルのかなりの粘性
にも関わらずブロック化せず、水性反応スラリーから解
重合および凝集した生成物を効率よく分離できることで
ある。

【００１１】酸性スラリー中において、液状媒体と解重
合されるセルロースエーテルの重量比率は、好ましく
は、少なくとも２：１、より好ましくは４：１〜１０：
１、である。

【００１２】スラリーの温度は好ましくは少なくとも５
０℃であり、より好ましくは少なくとも８０℃、であ
る。

【００１３】用いられるスラリーは、好ましくは水性ス
ラリー、すなわちスラリー中の液状媒体が水である。

【００１４】水に加えて、水および、スラリー用液状媒
体として、１種以上の有機懸濁媒体の混合物を用いるこ
ともできる。好ましい有機懸濁媒体は、アセトン、ｔ−
ブタノール、およびエーテル、例えばジエチルエーテル
または高次の同族、およびジメトキシエタンおよび環状
エーテル、である。

【００１５】酸性スラリーは、好ましくはまず解重合さ
せるセルロースエーテルの凝集温度よりも高い温度で、
水または水／懸濁媒体混合物を導入し、次に解重合させ
るセルロースエーテルを導入口を通じて空間に導入し、
引き続いて酸を導入する。ここで、使用される液体の量
は、攪拌機によって良好な撹拌ができる量とすべきであ
る。

【００１６】酸性スラリーのｐＨは好ましくは０．１〜
５の範囲であり、より好ましくは１．５〜４の範囲であ
り、特に２〜３．５の範囲である。

【００１７】スラリーを酸性ｐＨに設定するのに適当な
ものは、無機および／または有機の酸である。好ましい
酸は、特に、所望の適当な濃度の、塩酸、硫酸、硝酸、
およびリン酸、ならびにそれらの混合物である。

【００１８】所望の解重合されるセルロースエーテルの
重合度に応じて、酸性スラリーのｐＨおよび解重合時間
は、互いに調整される。

【００１９】解重合時間は、好ましくは１分〜１０時
間、より好ましくは１０分〜２時間、特に１０〜６０
分、である。

【００２０】解重合されたセルロースエーテルの、２．
０％（完全乾燥）水溶液中で２０℃で測定したときのヘ
プラー粘度は、好ましくは５０ｍＰａｓを越えず、特に
好ましくは２０ｍＰａｓを越えない。

【００２１】スラリーの中和の間、スラリーのｐＨは苛
性アルカリによって、好ましくは６．５〜９、より好ま
しくは７〜８、の値に調整される。中和は、好ましくは
水酸化ナトリウムの水溶液を用いて行われる。苛性アル
カリの濃度は、好ましくは１０〜３５％範囲である。

【００２２】プレスアウトされた、解重合されたセルロ
ースエーテルの残留水分含有量はエステル化度に応じて
９０％までであってよいが、一般に６０％以下である。

【００２３】解重合されたセルロースエーテルからの濾
過液の分離に続いて、セルロースエーテルの精製を行う
ことが有利である。その精製において、水、または水／
懸濁媒体混合物が１回以上添加され、引き続いて放出さ
れる。好ましい有機懸濁媒体は、アセトン、ｔ−ブタノ
ール、およびエーテル、例えばジエチルエーテルまたは
高次の同族、およびジメトキシエタンおよび環状エーテ
ル、である。

【００２４】さらに引き続いて、真空を印加するか、空
間にガスを通過させることによってセルロースエーテル
の乾燥を行うことが有利である。後者の操作において用
いる好ましいガスは、窒素、空気、または過熱蒸気であ
る。

【００２５】解重合されるセルロースエーテルは、好ま
しくはカルボキシメチルセルロース、カルボキシメチル
ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、メ
チルヒドロキシエチルセルロース、およびメチルヒドロ
キシプロピルセルロースである。

【００２６】フィルターエレメントは、好ましくは直径
２μｍを越える粒子を透過させない装置である。直径５
μｍを越える粒子を透過させないフィルターエレメント
が特に好ましい。

【００２７】好ましい攪拌機は、高さが調整でき、必要
に応じて加熱できるものである。攪拌機の幾何学的配置
はスラリーの効果的な撹拌が実現できる限りは重要では
なく、攪拌機は必要に応じて空間から解重合されたセル
ロースエーテルを注ぎ出すことができるものである。

【００２８】必要に応じて、空間は圧縮空気の導入口、
圧縮空気の排出口、ガス導入口、ガス排出口、真空への
接続、解重合されたセルロースエーテル用固体排出装
置、および／または１個以上の計量装置をさらに有す
る。

【００２９】酸性スラリーと接触する耐酸性材料は、好
ましくはエナメルまたは耐酸性合金、例えばHastelloy
C、タンタル、および／または耐酸性プラスチック、た
とえはポリプロピレン、である。

【００３０】本発明の方法は、特に好ましくは、図１に
示されるようなエナメル加工された圧力フィルター
（１）、または導入口（４）、排出口（７）、加熱ジャ
ケット（２）、高さの調節が可能な攪拌機（３）、解重
合されたセルロースエーテル用固体排出口（５）、およ
びフィルターベース（６）が装備された同等の装置、で
実施することが好ましい。すべてのエナメル加工されて
いない、酸性スラリーと接触する部品は、耐酸性物質か
らなる。

【００３１】本発明は、導入口（４）、排出口（７）、
加熱ジャケット（２）、高さの調節が可能な攪拌機
（３）、解重合されたセルロースエーテル用固体排出口
（５）、およびフィルターベース（６）が装備され、す
べてのエナメル加工されていない、酸性スラリーと接触
する部品は、耐酸性物質からなる、エナメル加工された
圧力フィルター（１）のセルロースエーテルの解重合へ
の使用にも関するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に用いることのできる装置の概念
図。

【符号の説明】

１圧力フィルター２加熱ジャケット３攪拌機４導入口５固体排出口６フィルター７排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロースエーテルの、酸触媒を作用させ
る、加水分解解重合、およびそれに引き続く分離、なら
びに必要に応じて、解重合したセルロースエーテルの精
製および乾燥、を使用される空間の変更なしに行う方法
であって、密閉された、圧力漏れのない、加熱可能な空
間（これは、耐酸性物質からなり、フィルターエレメン
トにより互いに分離されている導入口と排出口とが取り
付けられ、攪拌機が装備されている）中において、解重
合されるセルロースエーテル（これは導入口から導入さ
れ、フィルターエレメントにより保持されており、解重
合されたセルロースエーテルの凝集温度よりも高い温度
で撹拌されて酸性スラリーの形状である）を、必要に応
じて圧力下で、解重合させ、解重合が完了したとき、セ
ルロースエーテルを苛性アルカリ、および必要に応じて
添加物、によって中和し、引き続き排出口を開口し、重
力の効果のもとで、および／または空間に外部圧力を印
加して、セルロースエーテルをフィルターエレメントに
より保持されない濾過液から分離し、必要に応じて、引
き続きセルロースエーテルを、解重合したセルロースエ
ーテルの凝集温度よりも高い温度で、水または水と１種
以上の有機懸濁物の混合物を１回以上導入することによ
って精製し、さらに引き続いて水または水と１種以上の
有機懸濁物の混合物を放出し、引き続き、必要に応じ
て、空間に真空を印加するか、空間に気体を通過させる
ことによってセルロースエーテルを乾燥させることを含
んでなる方法。
【請求項２】スラリー中における、液状媒体対解重合さ
れるセルロースエーテルの比が、少なくとも２：１であ
る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】スラリーの温度が少なくとも５０℃であ
る、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】スラリーが水性スラリーである、請求項１
〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】スラリーの液状媒体が、水と１種以上の有
機媒体との混合物である、請求項１〜３のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項６】酸性スラリーが、まず解重合させるセルロ
ースエーテルの凝集温度よりも高い温度で、水または水
／懸濁媒体混合物を導入し、次に解重合させるセルロー
スエーテルを導入し、引き続いて酸を導入することによ
り調製される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項７】酸性スラリーのｐＨが０．１〜５である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】所望の解重合されるセルロースエーテルの
重合度に応じて、酸性スラリーのｐＨおよび解重合時間
はが互いに調整される、請求項１〜７のいずれか１項に
記載の方法。
【請求項９】解重合時間が１分〜１０時間である、請求
項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】解重合されたセルロースエーテルの、
２．０％（完全乾燥）水溶液中で２０℃で測定したとき
のヘプラー粘度は、好ましくは５０ｍＰａｓを越えな
い、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】中和されたスラリーのｐＨが６．５〜９
である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】解重合されるセルロースエーテルが、カ
ルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキ
シプロピルセルロース、メチルセルロース、メチルヒド
ロキシエチルセルロース、およびメチルヒドロキシプロ
ピルセルロースである、請求項１〜１１のいずれか１項
に記載の方法。
【請求項１３】フィルターエレメントが、直径２μｍを
越える粒子を透過させない、請求項１〜１２のいずれか
１項に記載の方法。
【請求項１４】空間が、圧縮空気の導入口、圧縮空気の
排出口、ガス導入口、ガス排出口、真空への接続、解重
合されたセルロースエーテル用固体排出装置、および／
または１個以上の計量装置を有する、請求項１〜１３の
いずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】耐酸性材料が、エナメル、プラスチッ
ク、金属、および／または合金である、請求項１〜１４
のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】密閉空間が、導入口（４）、排出口
（７）、加熱ジャケット（２）、高さの調節が可能な攪
拌機（３）、解重合されたセルロースエーテル用固体排
出口（５）、およびフィルターベース（６）が装備さ
れ、すべてのエナメル加工されていない、酸性スラリー
と接触する部品は、耐酸性物質からなる、エナメル加工
された圧力フィルター（１）である、請求項１〜１５の
いずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】導入口（４）、排出口（７）、加熱ジャ
ケット（２）、攪拌機（３）、固体排出口（５）、およ
びフィルターベース（６）が装備され、すべてのエナメ
ル加工されていない、酸性スラリーと接触する部品が、
耐酸性物質からなる、エナメル加工された圧力フィルタ
ー（１）のセルロースエーテルの解重合への使用。