JP2015511935A - 改良されたn−アルキルピロリドン溶媒の使用 - Google Patents

改良されたn−アルキルピロリドン溶媒の使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、置換溶媒として、N−メチルピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、及び/又はジメチルホルムアミド(DMF)が使用される適切な溶媒である特定の適用で、N−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン及びN−(メトキシプロピルピロリドンから成る群から選択されたピロリドンの使用に関する。本発明はまた、NMP、NEP、DMAc、又はDMF及びNMP、NEP、DMAc、又はDMF及び1又は2以上の前記群から選択されたものの置換溶媒である第2の溶媒を含む溶媒と同様に、前記群から選択された1又は2以上のピロリドンを含む溶媒に関する。

Description

本発明はN−メチルピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、及びそれらの混合物は、使用するのに適当な溶媒である特定の適用で、溶媒置換として選択されたピロリドンの使用に関する。
更に具体的には、本発明はN−メチルピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)の一部又は完全な置換として、N−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン、及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンからなる群から選択された1又は2以上のピロリドンの上述の溶媒又はそれらの混合物の1つが使用するのに適切である特定の適用で溶媒としての使用に関する。
また、N−メチル−2−ピロリドン、又は1−メチル−2−ピロリドンと呼ばれるN−メチルピロリドンは、高い極性、低粘度の非プロトン性の有機溶媒であり、容易に水及び他の有機溶媒と混ざり、多くの適用で通常の溶媒として使用される。
一度始めるよう注視されると、健康への潜在的影響に対する懸念のため、溶媒N−メチルピロリドン(NMP)は注視される。製造業者は、適切に取り扱うと、NMPは使用するのに安全というが、これらの健康上の懸念は、置換溶媒とNMPなしで間に合わせるプロセスの機会を開いた。同じことはN−エチル−2−ピロリドン(NEP)、N,N−ジメチルアセタミド(DMAc)、及びジメチルホルムアミド(DMF)に適用する。
塗装メーカー及び他の溶媒使用者は、環境にやさしいポリウレタンコーティング、ペンキ除去剤、及び農薬処方を作るために使用するとき、1980年代及び1990年代の間、何か不思議な化学物質としてNMPを注視した。
しかし、NMPは次第に環境規制として注意を引き、最初にカリフォルニアそして最近になってヨーロッパ連合で、吸入の危険のある市場で最初に溶媒を制御するよう進んだ。
さらに、NMPは現在、生殖毒性を引き起こすことで知られており(生殖毒性として考えられている)、そして2010年12月の最初から「生殖毒性カテゴリー2」としてEU内で分類されている。0.3%を超えるNMPを含む処方は、そのように分類されている。つまり、溶媒の使用は、専門家の使用者に制限される。NMPはREACHの「非常に高い懸念のある物質(SVHC)」リストに置かれ、そして、遅かれ早かれ、許可又は制限のもとに置かれることが予期される。よって、NMPは、溶媒の用語で多くの適用で置換される必要がある。類似又はもっといえば同じ問題は、NEP、DMAc及びDMF、特にこれらが溶媒として使用されるところで、存在することがある。
[先行技術の背景]
多くの溶媒としてNMPの使用のための代替手段は、すでに開示されている。
WO2005/090447(BASF、2005年9月29日)は、NMPの置換溶媒としてN−エチル−2−ピロリドン(DMP)の使用を開示する。しかし、この溶媒は現在、EUで生殖毒性としてリスト化されている。
WO2008/012231(BASF、2008年1月31日)は、NMPの置換溶媒として、1,5−ジメチルピロリドン(DMP)を開示する。その適用は、何ら毒性学的データを与えない。しかしながら、生殖毒性のスクリーニング研究は、またDMPは、NMPと同様の規制の下、生殖毒性があるとして疑われることを示唆している。
ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DPGDME)は、類似の溶解特性及び類似の物理特性を示す、代替及び別のNMPとしてポリウレタンの分散体を形成するために優れた置換溶媒としてClariant(Basel、スイス)によって市販される。DPGDMEベースのPU分散体(PUDs)は、例えば、低毒性の溶媒が必須の場所の車の皮のフィニッシング/コーティング及び航空機の材料に使用される。DPGDMEとNMPの混合物は、DMPA(ジメチロールプロピオン酸)を溶解し、そして減少したNMP含有量と一緒に製品を形成することができる(発信元:ホームページ製作者)。
Vertec BioSolvent, Inc(Downers Grove、米国)は、再生可能な、カーボンニュートラルなバイオ溶媒と一緒の置換溶媒ブレンドとして、ELSOLTM−NMPRと名前をつけられた大豆油とコーンオイル由来の乳酸エチルと脂肪酸メチルエステルを含むエステル混合物としてだけ定義された未公表の組成物と一緒の溶媒ブレンドを市販する。これらのバイオ溶媒は、トウモロコシ、大豆、柑橘系の果物及び他の再生可能な原料に由来し、毒性プロフィールを減少させるといわれている(発信元:ホームページ製作者)。
Novolyte(East Pleasant Valley Road Independence、米国)は、ポリグリム、エチレンジグリム及び1,3−ジオキサンの群から選択されたコーティング及び他の適用において、NMPを置換するために探し、顧客にとって、より低い毒性の代替品を市販する。1,3−ジオキソランは、小さな分子としてすぐれており、よく溶けそして、ポリマーの適用で非常に浸透性の溶媒である一方、ポリグリム及びエチルジグリムは、非常に安定なグリコールジエーテルである。全ては、NMPの同じ非プロトン性の特性を共有するといわれている(発信元:ホームページ製作者)。
Rhodia(Rhodia SA、パリ、フランス)は、多くの適用の溶媒としてNMPを置換するためにエステルとアミド機能(RhodiaSol「登録商標」 PolarClean)の組み合わせを含む農薬処方のための安全で強力な溶媒(メチル−5−(ジメチルアミノ)−2−オキソペンタノエート)を市販する。
Arkema(PrussiaのKing、米国)は、農薬、活性物質合成、エレクトロニクス、塗料の剥離、抽出、コーティング及び洗浄の適用で、処方の選択の溶媒としてDMSO(ジメチルスルホキシド)を販売する。
本発明の目的は、生殖毒性がなく、少なくとも類似、好ましくは等しい、更に好ましくは、普通はNMP,NEP、DMAc又はDMFが溶媒として使用されることがあるこれらの適用のよりよい特性を有するNMP、NEP、DMAc又はDMFの代替溶媒を提供することにある。
NMP、NEP、DMAc又はDMFのこれらの代替溶媒は、類似する物理的特性、特に粘度、色、極性、反応性、生物分解性及び他の有機溶媒及び特に水との混和性を有し、そして、よりよい毒性特性、特に少なくとも生殖毒性がないことである。
驚くことに、NMP、NEP、DMAc又はDMAを置換するこれらの溶媒は、N−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン、及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンから成る群から選択されうる。
したがって、本発明はN−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン、及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンから成る群から選択される1又は2以上のピロリドンの非生殖毒性溶媒としての使用を提供する。
先行文献を考慮して、この発見は、驚くべきことにこのクラスの化合物の2つの要素として、NMPとNEPは、すでに今までの基準による生殖毒性があることが示されている。出願人は、また、C3鎖長は対応するスクリーニング試験に類似の兆候を示していることを発見した。化学構造の用語において、驚くべきことに、窒素に結合の4炭素原子(N−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン)及び更に5炭素原子(N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、任意にメトキシ基に置換された、(N−(メトキシプロピル)ピロリドン等)の更なる炭素鎖の延長は、NMP、NEP、DMAc又はDMFの溶媒置換として適した化合物をえて、そして少なくとも非生殖毒性であるだろう。
出願人はさらにピロリドンの環上にメチル置換は、また生殖毒性、及び化合物の他の特性に影響を及ぼしうること、そしてそれ故に溶媒としての使用の安定性に影響を及ぼしうることを発見した。その理由のため、出願人は、本願発明に係る安定な非生殖毒性溶媒、特に置換されたN−n−プロピル、N−イソプロピル、N−n−ブチル、N−イソブチル、N−t−ブチル、N−sec−ブチル又は1−メチル−プロピルピロリドンの環状メチルのリストに、置換されたN−プロピル及びN−ブチルピロリドンの環状メチルを含むことを望む。メチル置換は、環状の3,4又は5位で存在する。その基はまた、好ましくは3位と4位、3位と5位、及び/又は4位と5位の組み合わせ等の環の2つの異なる位置上でジメチル環を置換された化合物を含むことがある。またトリメチル環の置換されたバージョンは、好ましくは様々なN−プロピル及びN−ブチルピロリドンの3,4,5−トリメチル環置換バージョンを含む。
したがって、第1の側面において、本発明はN−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンのからなる群から選択された1又は2以上のピロリドンの非生殖毒性溶媒としての使用に関する。
本発明の事情で、非生殖毒性は、2008年12月16日の欧州会議及びその議会のREGULATION(EC)No 1272/2008、そして2012年12月までの修正による評価に従う非生殖毒性を意味する。
第2の側面において、本発明は、溶媒としてN−メチルピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、及びそれらの混合物から成るリストから選択される溶媒の一部又は完全な置換のための1又は2以上の選択されたピロリドンの使用を提供する。この側面はまた、この文書を通して様々な場所で溶媒として記載された他の化合物等の1又は2以上の他の液体化合物と一緒の混合物で、NMP、NEP、DMAc又はDMFの一部又は完全な置換が含まれる。
本発明は、NMP、NEP、DMAc又はDMFが溶媒として適切に使用される適用で溶媒としての発明に係るピロリドンの使用にのみ関連することが強調される。これらの化合物は、高沸点、非腐食性及び極性の化合物のため、そして多種多様の他の化合物に溶解することができるため、これらの化合物は特に好まれ、従って溶媒として非常に適切である。それらはまた、水、エタノール、ジエチルエーテル、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エチル及び二硫化炭素を含む多種多様の他の溶媒と混和性がある。
溶媒としてそのような適合は、所定の状況(例えば、温度)で、安定した方法で、特定の濃度で特定の化合物を溶解する能力として現われることがある。例えば、そのような適合は、定量的に表され、決定され又はハンセンの溶解パラメーター(ハンセンの方法)によって定義されることがある。例えば、適合は、定量的に更に実際的に(例えば、非溶解、室温で7日間安定、又は0℃で7日間安定)、特定の濃度、1又は2以上の以下の濃度(重量%)等で、例えば農薬処方として使用される、以下の化合物で溶解される化合物のリストとして表されることがある:Alachlor 48 %, Propoxur 20 %, Oxyfluorfen 20 %, Difenoconazole 25 %, Trifluralin 40 %, Triadimenol 23 %, Tebuconazole 25 %, Pendimethalin 33 %, Propanil 36 %, Phenmedipham 16 %, α-Cypermethrin 10 %及びChlorpyrifos 40 %。1又は2以上の前述の化合物の溶解能力は、その結果、確立され、そして、各溶媒にとって、プロフィールは、いくつかの前述の化合物の溶解能力を含み確立されうる。
したがって、NMP、NEP、DMAc、又はDMFの適用は、室温で、所定の濃度でNMP、NEP又はDMFによって適切に溶解されるAlachlor, Propoxur, Oxyfluorfen, Difenoconazole, Trifluralin, Triadimenol, Tebuconazole, Pendimethalin, Propanil, Phenmedipham, α-Cypermethrin and Chlorpyrifosの群から選択された1以上、好ましくは2以上、さらに好ましくは3以上、最も好ましくは4以上の化合物の溶媒の適用として定義されうる所定の濃度で、特に農薬の適用で、溶媒として適切に使用される。もちろん、溶解された他の化合物はまた、適用により選択されうる。
さらなる側面として、本発明はまた、結果として生じる溶媒混合物の毒物学的特性を改善するために、少なくともNMP、NEP、DMAc又はDMFを含む、すなわち、NMP、NEP、DMAc、又はDMFの部分的置換、又は1又は2以上のピロリドンを適用において目前でNMP、NEP、DMAc、又はDMFに係る1又は2以上のピロリドンを加える、溶媒中の共溶媒としての発明に係る1又は2以上のピロリドンの使用に関する。さらに具体的に、本発明はNMP、NEP、DMAc又はDMFを含む溶媒混合物の使用及び本発明に係る1又は2以上のピロリドンに関し、本発明に係るピロリドンの少なくとも1つの、少なくとも1容量%、好ましくは、本発明に係るピロリドンを少なくとも1つの、少なくとも2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98又は99容量%、又は前述の2つの値の間のいずれかの範囲を含む。さらに好ましくは、溶媒混合物は、少なくとも50容量%の本発明に係る1又は2以上のピロリドンを含む。
さらなる側面として、本発明はまた、溶媒として、N−メチルピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)及びそれらの混合物の一部又は完全な置換における使用として、N−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンからなる群から選択された2以上のピロリドンの組み合わせに関する。型及び量は、適用によって、当業者により選択されてよい。
さらなる側面として、本発明はまた、それ自体がNMP、NEP、DMAc又はDMFの適切な置換として、すなわち、第2の溶媒を部分的に置換する又は適用において目前で第2の溶媒に対して選択されたピロリドンを追加する、第2の溶媒を含む溶媒において共溶媒として本願発明に係る1又は2以上のピロリドンの使用に関する。そのような第2の溶媒は、NMPの置換溶媒として先行技術にこれまでに開示された溶媒、例えば、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、1,5−ジメチル−ピロリドン(DMP)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DPGDME)、乳酸エチルと大豆油、コーンオイル由来のメチルエステルの混合物からなる群から選択されたメンバー、例えば、市販の基準のもとに提供されている製品としてELSOLTM−NMPR、ポリ(エチレングリコール)ジメチルエーテル(一般に「ポリグリム」という)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(一般に「エチルジグリム」という)、1,3−ジオキソラン、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びメチル−5−(ジメチルアミノ)−2−メチル−5−オキソペンタノエートなど、例えば、市販されている製品としてRhodiaSolv「登録商標」 PolarCleanなどの1つであり得るが、これらに制限されない。
さらに具体的に、本発明はまた、前記第2の溶媒及び本発明に係る1または2以上のピロリドンを含む溶媒混合物の使用に関し、本発明に係るピロリドンの少なくとも1つの少なくとも1容量%を含む、好ましくは、本発明に係るピロリドンの少なくとも1つの、少なくとも2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98又は99容量%、又は前述の2つの値の間のいずれかの範囲を含む。さらに好ましくは、溶媒混合物は、少なくとも50容量%の本発明に係る1又は2以上のピロリドンを含む。
本出願内容の範囲内で、参照は、ピロリドンに対してされたとき、そして他の明確な記載がなければ、参照は2−ピロリドン、すなわち、置換オキシに隣接する1つの窒素原子と一緒にピロリドン分子に対してされる。
本出願内容の範囲内で、参照は、溶媒の使用に対してされたとき、そして他の明確に記載がなければ、参照は不活性な溶媒としての使用、すなわち、溶媒は所定の適用で溶媒中に溶解された1又は2以上の化学化合物と反応しない、又は最小の範囲で反応する溶媒として使用される。
本出願内容の範囲内で、参照は、溶媒として化合物の使用がされるとき、そして他の明確な記載がなければ、参照は所定の適用で溶媒として存在する又は液体としてふるまう前記溶媒にされ、好ましくは、液体として、標準温度及び圧力(STP、ここで、25℃及び1気圧=1,013バール=101325パスカル)である。
本出願内容の範囲内で、参照は、溶媒としてピロリドン化合物にされ、参照は溶媒として十分に適切な前記化合物の量にされると理解される。この量は、10−12〜10+12モルの範囲で、好ましくは、実験室規模の量及びプラント規模の量である。
化学的特性
本発明の各化合物は、高沸点、極性、非プロトン性、低粘度の有機溶媒、及び水に完全に混和性であることが想定される。それは、再利用でき、非腐食性溶媒であり、高い引火点及び低い表面張力を有することが想定される。それは、無機塩等の無機化合物を溶解することが想定され、脂肪族化合物から芳香族化合物を分離するのに使用されることがあり、また好ましくは、生物学的に分解可能である。比較として、先行技術のピロリドンを表2に掲載する。本発明に係るピロリドンは、市販されているか又は通常の化学的知識に従い製造されてもよい。
典型的な製造手順は、上昇された温度及び圧力下で、γ−ブチトラクトン又はアミン(プロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、n−ペンチルアミン及びメチル置換ブチルアミン等)と一緒の適切なメチルをメチル置換γ−ブチロラクトンの反応からなり得る。続いて、結果として生じた反応混合物を蒸留により生成する。
適用
1つの態様によると、本発明に係るピロリドンは、溶解剤、希釈剤、抽出剤、洗浄剤、剥離剤、除去剤、脱脂剤、吸収剤、フォトレジスト除去剤及び/又は分散剤として使用するのに適する。
リストアップされたピロリドンの前述の特性は、広範な適用で溶媒として一部又は全体的に、NMP、NEP、DMAc又はDMFを置換するすぐれた選択をピロリドンにさせる:
(i)農薬処方で溶媒として本発明に係るピロリドンの使用。
本発明に係るピロリドンは、多くの場合、他の液体で不溶性であり得る又は多くの場合、極性溶媒を要求する殺虫剤、除草剤、殺菌剤、農薬、種子処理製品及び生体調節因子の溶解、希釈又は分散剤として働く効果的な溶媒又は共溶媒として使用されうる。溶媒濃縮物又は乳剤のいずれかは、そのような溶媒を必要とすることがあり、そしてそれらは、更に他の追加の成分(界面活性剤、共溶媒、・・・)と一緒に処方されうる。本発明に係るピロリドンは、好ましい毒性プロフィールのため、育成中の作物に使用されうる。
(ii)洗浄剤としての本発明に係るピロリドンの使用。
プラスチック、樹脂、油およびグリースに対するそれらの高い溶解力によって、本発明に係るピロリドンは、様々な洗浄目的で特に工業用洗浄目的、特にポリマー材料、染料及び他の汚染物質の除去のために繊維工業で使用され得る。これらの洗浄目的は、ニス、ペンキおよびセルロース誘導体、ビニル、アクリル及び/又は他の樹脂に基づく別のフィニッシングの効果的な剥離剤としての使用を含む。そのような溶媒は、フィルムの貫通及び基板界面でリフティング作用を発揮するのに貢献する。他の例は、炭素堆積物及び/又は燃焼期間の内部からの他の燃焼性生物の除去である。
工業的使用の次に、本発明に係るピロリドンは、硬表面洗浄剤等の様々な家庭用の適用、生殖毒性の特性のため、ヨーロッパでNMP、NEP、DMAc又はDMDを禁止する適用等で使用され得る。
(ii)ポリマーの製造/処理/堆積における溶媒として本発明に係るピロリドンの使用
本発明に係るピロリドンは、コーティング、スピニング、ラミネーティング、モールディング、押し出し加工及び除去工程と同様に重合反応にとって、効率的な溶媒、溶解剤、希釈剤、抽出剤、吸収剤及び/又は分散剤であり得る。他の溶媒で、不溶性又は溶解が難しい多くの樹脂を含め、多数の樹脂は、本発明に係るピロリドンで溶解されうる。そのような樹脂の制限のないリストは、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、ポリカーボネート、ポリエステルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリウレタン、エポキシ樹脂及び多くの共重合体を含むだろう。1つは、ビニルコーティング、ポリスチレン及びアクリルをベースにした床のフィニッシング剤及び研磨剤、スピニングアクリル系及び他の合成繊維、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体と一緒のコーティングタンク塗装インテリア、ポリビニルフルオリドの押し出し、ナイロンモールディング、PVCシート及び成形された製品の製造、ペンキ除去剤、ワイヤー絶縁エナメル及び高温ラミネートの製造、ポリウレタンの調製、エポキシコーティングを適用又は除去、塗料及び他の装飾フィニッシング中の顔料の分散、天然ゴム及びビニルセメント、及び多くの他のもの等の特定の適用の本発明に係るピロリドンの使用が考えられるだろう。
本発明に係るピロリドンの使用の特定の例は、ポリ(アミド−イミド)樹脂の製造中及びワイヤーエナメルの製造でこれらのポリマーの適用プロセス中である。トランスフォーマー、ジェネレーター及び電気モーターで、銅又はアルミニウムのワイヤーを保護する電気的な絶縁材料は、高性能ポリマーのめっきである。適切な熱的、機械的及び電気的特性は、保持されなければならない。そのようなポリマーの1つが、ポリ(アミド−イミド)樹脂である。そのようなポリマーの製造のための反応は、一般的に使用されたNMP又はその他を置き換えて、言及された目的のよい候補である本発明に係るピロリドンの極性溶媒中で実施される。次にポリマーコーティングがワイヤー上に堆積する間、銅又はアルミニウムのワイヤーをそのようなポリマー溶液に通じる。このプロセスは、残っている溶媒をコーティングから蒸発させた後、何度も繰り返される。
もう1つの特定の例は、上述に類似し、上記のように類似するプロセスに従って、様々な基質(クッキングギアを含む)から選択された、ポリテトラフルオロエチレン重合体(PTFE)及び/又は基質上にそのようなポリマーのいずれかの連続した堆積の製造で溶媒として本発明に係るピロリドンの使用である。
もう1つの特定の例は、NMP、NEP、DMAc又はDMF等の溶媒に溶解した後、コーティングが電極上に堆積した、リチウムイオン電池等の電池の製造である。
(iv)化学的及び/又は薬剤学的反応を実施する溶媒として本発明に係るピロリドンの使用。
本発明に係るピロリドンは、他の溶媒に溶解するのが難しい多くの薬剤又は化学的化合物の溶解力のため、化学的又は薬剤学的反応を実施する好ましい溶媒であり得る。1つはカルボニル化反応、エステル化反応、二トリルの調製、フッ素化反応、重合化反応及び多くの他のもの等の言及例であろう。
(v)マイクロエレクトロニクス製造中の溶媒として本発明に係るピロリドンの使用。
本発明に係るピロリドンは、洗浄及び脱脂操作のマイクロエレクトロニクス製造工業で、またフォトレジストストリッパー剤又はフォトレジスト除去剤として使用される印刷回路基板又はマイクロチップの製造工程で有用な溶媒であり得る。
(vi)共役又は非共役の、アセチレンがあろうがなかろうが、ブタジエン、アセチレン又は別のジオレフィンの抽出等の石油化学プロセスで本発明に係るピロリドンの使用。そのようなプロセスで、NMP、NEP、DMF、DMAcのような溶媒は、抽出蒸留プロセスで選択的な溶媒として使用され得る。
他の潜在的な適用は、インクシステム又は芳香族、潤滑油又はブタジエンの抽出、ガス精製、及びアセチレンのリカバリー等の多くの化学的抽出プロセスでの使用である。

実験1:ワイヤーエナメル適用の例
出願人は、この実験の実施でLyonelle Sndjongの力添えに特別な感謝を表す。
N−n−ブチル−2−ピロリドン中のポリアミドイミドの調製
3Lの容積の5口の反応容器は、撹拌、冷却チューブ及び還流冷却器を備える。384gの無水トリメリット酸(TMA)、500gのメチレンジフェニル4,4‘−ジイソシアネート(MDI)及び1200gのN−n−ブチル−2−ピロリドン(NBP)を反応器に入れた。その結果混合物を2時間80℃で反応させ、続いて140℃まで加熱しそしてかき混ぜながらその温度で更なる二酸化炭素が形成されなくなるまで保った。その後、ポリマー溶液を55℃に冷却し、そして114gのNBP、144gのキシレン及び166gのナフサ溶媒をポリマー溶液に加えた。上記の手順に従い、Gel Permeation Chromatography(GPC)又は校正のためにポリスチレン(PS)を使用するSize Exclusion Chromatography (SEC)によって決定された、34.3重量%の樹脂濃度、20℃で2210mPa.sの粘度及び8100g/モルの平均分子重量Mwを有するポリアミドイミド溶液を得た。
ポリアミドイミドを溶媒N−n−ブチル−2−ピロリドン中の溶液で得た。
比較例
N−メチル−2−ピロリドン中のポリアミドイミドを1200gのN−n−ブチル−2−ピロリドンの置換によって、同様の上記手順を使用して調製した。この手順に従い、34.5重量%の樹脂濃度、20℃で2130mPa.sの粘度及び14400g/モルeq.PSの分子量を有するポリアミドイミド溶液を得た。
エナメル加工及び試験
裸線の厚さ0.071mmの銅線を絶縁線の伝導体として使用した。そのエナメルをワイヤー上でコーティングし、そして650℃の温度で86m/分のエナメル化スピードで、空気再循環エナメル化機HRD中で16回焼いた。ダイズを適用システムとして使用した。結果として得られた層厚さは0.060mmであった。
表1:エナメル化された銅ワイヤーの特性
Figure 2015511935
これらの試験から、N−n−ブチル−2−ピロリドン中で製造されそして溶解されたポリアミドイミドを、エナメル化することができ、そして結果として得られたエナメル化された銅ワイヤーは、N−メチル−2−ピロリドン中で製造されそして溶解されたポリアミドイミドに類似する特性を示すと結論付けできうる。
生殖毒性
OECD 422
生殖毒性をOECD422の規定「Guideline for the testing of chemicals, Combined Repeated Dose Toxicity Study with the Reproduction/Development Toxicity Screening Test、1996年3月22日」に類似する方法で試験した。この試験によると、その方法は、交尾することが許されたオスとメスのラットのいくつかのグループに段階的な投与量で試験物質を投与(好ましくは、経口)することを含む。試験でオスは、交尾前の最低限2週間、交尾期間中及び交尾後約2週間を含む、計画的な殺害の日前の日を含むそれまで、最低限4週間投与される。交尾前投与期間の2週間及び続く交尾及び全体投与期間の少なくとも4週間の生殖能力の観察の組み合わせは、オスの生殖能力及び精子形成の大部分の効果の可能な検出を十分に考慮される。メスは、研究を通じて投与される予定である。
更に以下に証明されるように、Han Wisterラットで実施される、OECD422ガイドラインに従って試験されたとき、本発明のピロリドンは、生殖毒性の証拠を何も示さなかった。しかしながら、以下に明細書に記載する試験は、次のそしてより包括的な試験に導く、スクリーニング試験として、いくらかの制限があった。
実験2
2.1 概要
この研究の目的は、4試験項目の効果を検出すること又は交尾(着床)後6日から20日(Caesareanセクション前の日)の試験項目メスのHan Wisterラットの暴露の結果の胚及び胎児の作成をする化合物である。各グループは、100又は500mg/kg/日の投与レベルで1つの試験化合物を受けた。その結果は、蒸留水(Aqua dest)を投与されたネガティブコントロールグループと比較された。
各グループは、以下のように、交尾されたメス、1日1回チューブによる栄養補給によって扱われた5つのグループから構成された:
テスト項目:グループ1:Aqua dest(ネガティブコントロール)
グループ2:N−n−ブチルピロリドン
グループ3:N−n−プロピルピロリドン
グループ4:N−n−イソブチルピロリドン
グループ5:N−n−イソプロピルピロリドン
投与レベル:グループ3、5 500mg/kg 体重/日
グループ2、4 100mg/kg 体重/日
実際の体重に対して毎日調整された5mL/kg 体重の標準的な投与量が使用された。
2.2 研究結果の要約
2.2.1 原料データ
死亡率及び一般的な耐性
全てのメスは、計画された死体の解剖まで生きた。
治療期間中、グループ2(N−n−ブチルピロリドン)の1匹のメス及びグループ3(N−n−プロピルピロリドン)の全てのメスで口内出血が観察された。これは試験項目の毒性効果よりも不快感のサインであると考えられた。
グループ5(N−イソプロピルピロリドン)で、4匹の母獣は投与後口内出血があった。これは、試験項目又は試験化合物の取り扱いに対する反応と考えられた。
更なる臨床サインはいずれの投与グループのいずれのメスでも観察されなかった。
摂餌量
グループ2で、平均摂餌量は試験項目又は試験化合物の取り扱いによって影響されたと考えられた。
グループ3で、摂餌量は交尾(着床)6〜9日を越えた治療の開始で統計的に有意に減少した。その後、平均摂餌量はコントロールグループのものと類似した。着床6〜21日の治療期間を超えて、平均摂餌量はコントロールグループと比較してー9.1%であった。この減少は試験項目に関連した影響であると考えられた。
グループ4で、平均摂餌量は研究の間ずっとコントロールグループのものと類似した。
グループ5(N−イソプロピルピロリドン)で、平均摂餌量は治療開始6〜9日後にわずかに減少したが、その後回復した。
体重
グループ2で、平均体重、体重増加及び矯正された体重増加は、コントロールグループのものと類似した。
グループ3で、絶対的な体重は決して統計学的に有意に減少しないが、体重増加は、研究終了まで、交尾後8日から統計的に有意に減少した。治療期間後、体重増加はコントロールグループの49%と比較して36%であった。矯正された体重増加は、統計学的有意性を除き減少した(コントロールグループで11.1%と比較して7.6%)。
グループ4で、平均体重、体重増加及び矯正された体重増加は、試験項目又は試験化合物の取り扱いによって影響を受けなかった。
グループ5(N−イソプロピルピロリドン)で、平均体重増加は、統計学的に有意に減少したが、これは絶対的な体重に明らかに影響しなかった。矯正された体重増加は減少したが、統計学的な有意性はなかった。
肉眼的所見
死体の解剖で、関連性のある所見は、いずれのグループのいずれのメスにおいても観察されなかった。
2.2.2 胎児のデータ
胎児を子宮から取り除き、それぞれの性別、体重、全体の外見の異常なものを観察し、ペントバルビタールの皮下注射によって犠牲にし、手足を除いて取り出し、皮膚を取り除きそして処分した。保存及び貯蔵のため、死体をAlcian blueと一緒に(軟骨染色のため)エタノール溶液、氷酢酸、Alzarin red Sと一緒に(洗浄及び骨化された骨の染色のため)水酸化カリウム及び水性グリセリンに通し処理した。骨格を観察し、そして全ての異常な所見及び変異を記録した。
外見異常及び変異
試験項目に関連した所見は、いずれのグループのいずれの胎児でも観察されなかった。
性別の比率
胎児の性別の比率はいずれのグループにおいても試験項目の処理によって影響を受けなかった。
体重
グループ3及び5で、胎児の重量は、オス及びメス両方の胎児で統計学的に有意に減少し、ヒストリカルコントロールデータの範囲外であった。この減少は、試験項目に関連した影響であると考えられた。
グループ2及4で、胎児の重量は試験項目の処理によって影響を受けなかった。
骨及び軟骨の異常及び変異/骨化及び過剰肋
グループ2及び4で、試験項目に関連する所見は観察されなかった。
グループ3(N−n−プロピルピロリドン)で、頭蓋骨で頬骨弓融合の発生が増加した。これが試験項目の処理によるものであることを除外できなかった。
更にグループ3(N−n−プロピルピロリドン)で、非骨化頸椎及び過剰肋の発生がわずかに増加した。
グループ5(N−イソブチルピロリドン)で、頸肋の発生が増加した。これらの肋は、末梢部の軟骨を有さず、非永久の構造の結果に終わることがあるが、高発生は、軸骨格の配置でわずかな外乱の兆候を示唆することがある。また、不完全に骨化された頭蓋の構造と同様に頬骨弓融合の発生は、わずかに増加した。
2.2 所見要約
2.3 結論
グループ2(N−n−ブチルピロリドン、100mg/kg 体重/日)で、口内出血が1匹のメスで観察された。摂餌量又は体重の影響は観察されなかった。胎児の重量は試験項目の処理によって影響を及ぼされなかった。試験項目に関連する影響は胎児で観察されなかった。
グループ3(N−n−プロピルピロリドン、500mg/kg 体重/日)で、口内出血は全てのメスで観察された。摂餌量は処理の開始時に統計学的に有意に減少した。体重増加はほとんどの研究の間、統計学的に有意に減少し、矯正された体重増加は統計的有意差なしに減少した。胎児の重量はオス及びメスの両方で統計的に有意に減少し、ヒストリカルコントロールデータの範囲外であった。頭蓋骨で頬骨弓融合の発生が増加し、胎児で非骨化頸椎及び過剰肋の発生がわずかに増加した。
グループ4(N−イソブチルピロリドン、100mg/kg 体重/日)で、摂餌量又は体重の影響は観察されなかった。胎児の重量は、試験項目の処理によって影響を及ぼされなかった。試験項目の影響は胎児で観察されなかった。
グループ5(N−イソプロピルピロリドン)で、4匹の母獣は投与後、口内出血があった。平均摂餌量及び体重はコントロールグループのものに類似した。体重増加は、統計的に有意に減少し、矯正された体重増加は減少したが、統計学的有意性はなかった。着床後死亡及び胚の再吸収は増加し、母獣につき胎児の数は減少した。腹の子の胎児の平均重量及び胎児の土台は、統計学的に有意に減少した。胎児の試験中、頸肋の明らかな増加の発生が観察された。この高発生は、軸骨格の配置でわずかな外乱の兆候を示唆することがある。不完全に骨化された頭蓋の構造の数は、わずかに増加し、骨格の発育で妨害を示す。
表2:先行技術に係るピロリドン化合物
Figure 2015511935

Claims (18)

  1. N−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、N−(メチル置換ブチル)ピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン、及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンからなる群から選択される1又は2以上のピロリドンの非生殖毒性溶媒としての使用。
  2. 溶媒としてのN−メチルピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、及びそれらの混合物からなるリストから選択される溶媒の一部又は完全な置換ための使用であって、少なくとも1容量%の選択されたピロリドンの少なくとも1つを含む請求項1に記載の使用。
  3. 少なくともNMP、NEP、DMAc、又はDMFを含む溶媒中の共溶媒としての、請求項1又は2に記載の使用。
  4. 溶媒中の共溶媒としての使用であって、該溶媒がNMP、NEP、DMAc、又はDMFの置換の溶媒である第2の溶媒を含み、好ましくは、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、1,5−ジメチル−ピロリドン(DMP)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DPGME)、大豆油又はコーンオイル由来のメチルエステルと乳酸エチルの混合物、ポリ(エチレングリコール)ジメチルエーテル(一般に、「ポリグリコール」という)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(一般に、「エチルグリコール」という)、1,3−ジオキソラン、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びメチル−5−(ジメチルアミノ)−2−メチル−5−オキソペンタノエートから群から選択される、請求項1〜3のいずれかに記載の使用。
  5. 溶媒が選択されたピロリドンの少なくとも1つの少なくとも1容量%、好ましくは、少なくとも50容量%を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の使用。
  6. 溶媒が溶解剤、希釈剤、抽出剤、洗浄剤、剥離剤、除去剤、脱脂剤、吸収剤及び/又は分散剤として使用される、請求項1〜5のいずれかに記載の使用。
  7. 溶媒が農薬製剤中で溶解剤、希釈剤又は分散剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  8. 溶媒がニス、塗料及び/又はセルロース誘導体、ビニル、アクリル及び/又は他の樹脂に基づく別のフィニッシングの剥離剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  9. 溶媒が炭素堆積物及び燃焼機関の内部からの他の燃焼生成物の除去剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  10. 溶媒がポリマー材料、染料及び他の汚染物質の除去に洗浄剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  11. 溶媒が、重合反応の溶解剤、希釈剤、抽出剤、吸収剤及び/又は分散剤として使用され、またコーティング、スピニング、ラミネーティング、モールディング、押し出し及び除去工程に用いられる、請求項6に記載の使用。
  12. 請求項6に記載の使用であって、溶媒が樹脂の製造において溶解剤、希釈剤、抽出剤、吸収剤、反応媒体、及び/又は分散剤として使用され、該樹脂はセルロース誘導体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルクロリド(PVC)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリエステルイミド、エポキシ樹脂、ポリ(アミドーイミド)樹脂、及びそれらの多くの共ポリマーから成る群から選択され、及びワイヤーエナメルの製造におけるこれらのポリマーの適用プロセスにおける、使用。
  13. 溶媒がポリテトラフルオロエチレンポリマー及び/又は基質上にそのようなポリマーのいくつかの次の堆積物の製造において、溶解剤、希釈剤、抽出剤、吸収剤、反応媒体、及び/又は分散剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  14. 溶媒が化学的又は薬剤学的反応を行うために溶解剤、希釈剤、抽出剤、吸収剤、反応媒体、及び/又は分散剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  15. 溶媒がマイクロエレクトロニクス製造工業で使用され、印刷回路板及び/又は印刷回路マイクロチップの製造工程でフォトレジスト剥離剤としての使用を含む、請求項6に記載の使用。
  16. 溶媒が光化学プロセスで抽出剤として使用される、請求項6に記載の使用。
  17. 溶媒がN−メチルピロリドン(NMP)及びN−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、環状メチル置換N−プロピル及びN−ブチルピロリドン及びN−(メトキシプロピル)ピロリドンから成る群から選択される1又は2以上のピロリドンを含む溶媒。
  18. N−メチルピロリドン(NMP)の置換の溶媒である第2の溶媒を含み、好ましくは、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、1,5−ジメチルピロリドン(DMP)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DPGDME)、大豆油又はコーンオイル由来のメチルエーテルと乳酸エチルの混合物、ポリ(エチレングリコール)、ジメチルエーテル(一般に、「ポリグリム」という)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(一般に、「エチルグリム」という)、1,3−ジオキソラン、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びメチル−5−(ジメチルアミノ)−2−メチル−5−(ジメチルアミノ)−2−メチル−5−オキソペンタノエートの群から選択されるものを含み、及び第1の溶媒としてN−n−ブチルピロリドン、N−イソブチルピロリドン、N−t−ブチルピロリドン、N−n−ペンチルピロリドン、環状メチル置換N−プロピル又はN−ブチルピロリドン及びN−(メトキシピロピル)ピロリドンの群から選択される1又は2以上のピロリドンを含む、溶媒。
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