JP2024049028A - ポリエステルコポリマーの製造方法 - Google Patents
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、高分子量であり、ポリマーのランダム性が適正であり、かつモノマーモル比の偏差値が小さいポリエステルコポリマーを、効率的に製造する方法を提供することを目的とする。【解決手段】モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、前記混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程と、前記脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、ポリエステルコポリマーの製造方法に関する。
機械的特性が制御されたポリエステルは、生物医学的用途において近年注目が高まっている。機械的な強度やゴムのような弾力性を有するポリエステルは、生体吸収性ポリマーや生分解性ポリマーとしての有用性が期待される。
生物医学的用途が期待されるポリエステルとしては例えば、ラクチド-ε-カプロラクトン共重合体が挙げられ、種々の製造方法が知られている(特許文献1~3、非特許文献1)。
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials,9,(2012), 100-112
ポリエステルに求められる特性として、ポリマーの弾性を保つ観点から分子量が大きいことが望ましい。また、ポリマーの引張強度、ヤング率、弾性を適切に保つ観点から、ポリマーにおけるモノマーモル比が仕込み時のモノマーモル比から変動しにくいことが望ましい。さらに、ポリマーの引張強度と弾性を適切に保つ観点から、ポリマー鎖内のモノマーのランダム値(R値)が所定の範囲内であることが望ましい。
特許文献1および2に記載の製造方法では、触媒量を減らすことで高分子量のポリマーを得ることが期待できる一方で、反応完了までに3~40日もの長時間を要する。反応時間の長期化はポリマー組成の制御が困難となり、たとえばポリマーのランダム値(R値)が増加することが懸念される。
また、特許文献2に記載の製造方法では、得られるポリマーにおけるモノマーモル比が仕込み時のモノマーモル比から乖離が生じることや、適切なR値のポリマーを得ることが難しい。
また、非特許文献1に記載の製造方法では、脱水を行わないので高分子量のポリマーを得ることが困難であった。
さらに、特許文献3に記載の製造方法は、ポリマー合成が2段階に分かれており、反応完了までに約2週間の長時間を要する。
本発明は、高分子量であり、ポリマーのランダム性が適正であり、かつモノマーモル比の偏差値が小さいポリエステルコポリマーを、効率的に製造する方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、重合前の原料を脱水し、特定量の溶媒を用いて重合することで、上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、下記のポリエステルコポリマーの製造方法に関する。
〔1〕モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
〔2〕モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
本発明は、下記のポリエステルコポリマーの製造方法に関する。
〔1〕モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
〔2〕モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
本発明によれば、高分子量であり、ポリマーのランダム性が適正であり、かつモノマーモル比の偏差値が小さいポリエステルコポリマーを効率的に製造できる。
本明細書において、「生体吸収性ポリマー」とは、生体内で分解性であり、生体内で代謝吸収されるポリマーである。
また、「生分解性ポリマー」とは、生物によって腐食して可溶性の化学種になるポリマーである。好ましくは、生分解性ポリマーは、生理学的条件下で、それ自体が生物に対して非毒性であり、生物によって代謝、排出、または排泄されることができるより小さな単位または化学種に分解するポリマーである。
また、「生分解性ポリマー」とは、生物によって腐食して可溶性の化学種になるポリマーである。好ましくは、生分解性ポリマーは、生理学的条件下で、それ自体が生物に対して非毒性であり、生物によって代謝、排出、または排泄されることができるより小さな単位または化学種に分解するポリマーである。
<ポリエステルコポリマーの製造方法(I)および(II)>
本発明は、以下のポリエステルコポリマーの製造方法(I)または製造方法(II)に関する。
本発明は、以下のポリエステルコポリマーの製造方法(I)または製造方法(II)に関する。
製造方法(I)は、以下の工程を有する。
(I-1)モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程。
(I-2)脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程。
(I-3)各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程。
なお、溶媒の割合は、混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である。
(I-1)モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程。
(I-2)脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程。
(I-3)各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程。
なお、溶媒の割合は、混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である。
製造方法(II)は、以下の工程を有する。
(II-1)モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程。
(II-2)混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程。
(II-3)脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程。
なお、溶媒の割合は、混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である。
(II-1)モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程。
(II-2)混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程。
(II-3)脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程。
なお、溶媒の割合は、混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である。
製造方法(I)および製造方法(II)は共に、脱水工程を有する。水分はポリマー鎖の成長を阻害する主要因となるため、脱水工程を有することで高分子量のポリマーを得ることができる。製造方法(I)と製造方法(II)とでは、原材料の混合工程と原材料の脱水工程の順序が異なるが、重合工程に供するまでに原材料から水分が除去されていれば本発明の効果が発揮されるため、脱水工程の順序は問わない。
製造方法(I)および製造方法(II)は共に、原材料として、モノマーA、モノマーB、金属触媒と共に、モノマー総量の5~200質量%の溶媒を用いる。従来の溶媒を用いないバルク条件の代わりに原材料に特定量の溶媒を添加することで、ポリマー中に取り込まれたモノマーAとモノマーBのモル比は、モノマー供給時のモル比に近似する。一方、溶媒が存在しない場合、モル比の偏差値は大きい。また、特定量の溶媒を添加することで高分子量ポリマーを短時間で得ることができる。
以下、各工程について詳述する。
<原材料>
本発明の製造方法では、原材料としてモノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒を用いる。
モノマーAおよびモノマーBとしては、重合によりエステル結合を形成できるモノマーであれば限定されない。例えば、モノマーAおよびモノマーBの組み合わせとしては、両者が共にヒドロキシカルボン酸である場合、一方がジカルボン酸であり他方がジヒドロキシカルボン酸である場合、が挙げられる。ただし、重合により水が発生するとポリマー鎖の成長を阻害する主要因となるため、フリーのOH基を含まないモノマーが好ましく、モノマーAおよびモノマーBの少なくとも一方が、より好ましくは両方が、環状エステルであることが好ましい。かかる環状エステルとしてはラクチドやラクトンが挙げられる。
本発明の製造方法では、原材料としてモノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒を用いる。
モノマーAおよびモノマーBとしては、重合によりエステル結合を形成できるモノマーであれば限定されない。例えば、モノマーAおよびモノマーBの組み合わせとしては、両者が共にヒドロキシカルボン酸である場合、一方がジカルボン酸であり他方がジヒドロキシカルボン酸である場合、が挙げられる。ただし、重合により水が発生するとポリマー鎖の成長を阻害する主要因となるため、フリーのOH基を含まないモノマーが好ましく、モノマーAおよびモノマーBの少なくとも一方が、より好ましくは両方が、環状エステルであることが好ましい。かかる環状エステルとしてはラクチドやラクトンが挙げられる。
本明細書において、「ラクチド」とは、複数分子のヒドロキシ酸が、互いのヒドロキシ基とカルボキシル基が脱水縮合してできたエステル結合を分子内に複数もつ環状化合物の総称である。
また、本明細書においては、上記総称としての「ラクチド」と区別するために、乳酸2分子から得られるラクチド(3,6-ジメチル-1,4-ジオキサン-2,5-ジオン)を「ジラクチド」と表記する。
ラクチドとしては、グリコリド(1,4-ジオキサン-2,5-ジオン)、1,5-ジオキサシクロオクタン-2,6-ジオン、およびジラクチドが好ましく、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。ここでジラクチドは、D,L-ジラクチド、D,D-ジラクチド、およびL,L-ジラクチドからなる群より選ばれる少なくとも一種であり、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本明細書においては、上記総称としての「ラクチド」と区別するために、乳酸2分子から得られるラクチド(3,6-ジメチル-1,4-ジオキサン-2,5-ジオン)を「ジラクチド」と表記する。
ラクチドとしては、グリコリド(1,4-ジオキサン-2,5-ジオン)、1,5-ジオキサシクロオクタン-2,6-ジオン、およびジラクチドが好ましく、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。ここでジラクチドは、D,L-ジラクチド、D,D-ジラクチド、およびL,L-ジラクチドからなる群より選ばれる少なくとも一種であり、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ラクトンとしては、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、σ-バレロラクトンおよびε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましく、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の製造方法においては、重合時に水が発生せず高分子量のポリエステルが得られやすい観点から、モノマーAがラクチドであり、モノマーBがラクトンであることが好ましい。この場合、重合反応は開環重合になる。
モノマーAとモノマーBの混合割合(モル比)は、目的とするポリマーの用途等に応じて適宜設定できる。たとえば、モノマーA:モノマーBが好ましくは99:1~1:99、より好ましくは75:25~25:75、特に好ましくは40:60~60:40、最も好ましくは約50:50である。
モノマーAとモノマーBの混合割合(モル比)は、ポリマーの引張強度、ヤング率、弾性に影響する。例えば、モノマーとしてラクチドとラクトンを用いた場合、ラクチドの比率が大きいほどポリマーの引張強度およびヤング率が高まるが、ポリマーの硬度も高まるため弾性が低下する。ポリマーの引張強度、ヤング率、弾性を適切な範囲とする観点からは、上記したとおり、モノマーAとモノマーBの混合割合(モル比)は特に好ましくは40:60~60:40、最も好ましくは約50:50である。
金属触媒としては、縮合重合や開環重合に通常用いられる触媒が好適であり、開環重合に用いられる触媒がより好適である。触媒としてはスズ触媒、亜鉛触媒、アルミ触媒、カルシウム触媒、リチウム触媒、鉄触媒等が挙げられ、反応効率と残存後の安全性の観点から、スズ触媒が好ましい。スズ触媒としては、2-エチルヘキサン酸スズ(II)、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジアセタート、二酢酸ジオクチルスズ(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸スズ(II)、塩化スズ(II)等が挙げられる。
金属触媒の添加量は、分子量制御の観点から、モノマー総量:金属触媒のモル比として好ましくは20000:1~500:1、より好ましくは5000:1~500:1、特に好ましくは2000:1~1000:1である。
本発明の製造方法に用いる溶媒としては、非極性溶媒が好ましい。ヒドロキシル基、アミノ基、カルボン酸基等を有する極性溶媒は、反応を妨害しポリマーの低分子量化が懸念されるが、非極性溶媒であれば、かかる懸念が小さい。また、特に原料モノマーが環状である場合は極性溶媒への溶解度が低い場合があるが、非極性溶媒であれば環状モノマーであっても溶解できる観点でも好ましい。
非極性溶媒のなかでも、常圧下での沸点が120~200℃である非極性溶媒が好ましい。常圧下での沸点がかかる範囲であれば脱水効率が高くなり、また、非極性溶媒がポリマー中に残存しても減圧下での除去が容易なため好ましい。
溶媒として、具体的にはo-キシレン、m-キシレン、p-キシレンおよびデカリンからなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましく、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
非極性溶媒のなかでも、常圧下での沸点が120~200℃である非極性溶媒が好ましい。常圧下での沸点がかかる範囲であれば脱水効率が高くなり、また、非極性溶媒がポリマー中に残存しても減圧下での除去が容易なため好ましい。
溶媒として、具体的にはo-キシレン、m-キシレン、p-キシレンおよびデカリンからなる群から選ばれる少なくとも一種が好ましく、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
溶媒の添加量は、モノマー総量の5~200質量%であり、好ましくは10~100質量%であり、より好ましくは20~80質量%である。溶媒の添加量がモノマー総量の5質量%以上であることで本発明の効果が得られやすく、また、200質量%以下であることで反応系が希釈され過ぎず反応速度が良好である点で好ましい。
<混合工程および脱水工程>
本発明の製造方法において、原材料を混合する工程と、原材料から水分を除去する脱水工程は、順序を問わない。
製造方法(I)では、原材料の混合前に脱水を行う。モノマーAおよびモノマーBに水分が含まれるとポリマー鎖の成長を阻害するので、脱水工程においてこれらの水分を除去する。モノマーAとモノマーBのそれぞれを脱水してもよく、モノマーAとモノマーBを混合して脱水してもよい。また、金属触媒および溶媒についても、必要に応じてそれぞれ脱水することが好ましい。
本発明の製造方法において、原材料を混合する工程と、原材料から水分を除去する脱水工程は、順序を問わない。
製造方法(I)では、原材料の混合前に脱水を行う。モノマーAおよびモノマーBに水分が含まれるとポリマー鎖の成長を阻害するので、脱水工程においてこれらの水分を除去する。モノマーAとモノマーBのそれぞれを脱水してもよく、モノマーAとモノマーBを混合して脱水してもよい。また、金属触媒および溶媒についても、必要に応じてそれぞれ脱水することが好ましい。
製造方法(I)では、脱水されたモノマーAおよびBと、金属触媒および溶媒とを混合する。
製造方法(II)では、原材料を混合した後に、脱水工程を実施する。
原材料を混合する順序は問わないが、取り扱い容易性の観点から、金属触媒を溶媒に予め混合しておくことが好ましい。
製造方法(II)では、原材料を混合した後に、脱水工程を実施する。
原材料を混合する順序は問わないが、取り扱い容易性の観点から、金属触媒を溶媒に予め混合しておくことが好ましい。
製造方法(I)および製造方法(II)におけるいずれの脱水工程においても、脱水工程は、好ましくは減圧下、より好ましくは0~10kPaの減圧下で行う。脱水を減圧下で行うことにより水の沸点が降下し、除去しやすい点で好ましい。
また、脱水工程は、好ましくは30℃以上120℃未満、より好ましくは45~100℃で実施する。なお、脱水工程における温度とは、減圧下での真空引き中に到達した最高温度を意味する。脱水工程を30℃以上で実施することで脱水が進行しやすく、また、120℃未満で実施することで脱水中に重合が開始されるリスクを回避できるため、好ましい。
脱水工程に供する時間は、原材料中の水分が十分に除去されるまでに要する時間であり、圧力や温度に応じて設定できる。例えば、減圧下かつ45~100℃で脱水する場合は20~30分実施することが好ましい。
<重合工程>
続いて、混合工程および脱水工程を経た原材料混合物を加熱攪拌することにより、重合を行う。
重合工程は常圧下で行うことが好ましい。これにより溶媒の沸点を降下させることなく重合反応を実施できる。脱水工程時に減圧している場合は、不活性ガスを注入して常圧まで戻すことが好ましい。
重合工程における加熱温度は、120℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましく、また、150℃以下が好ましい。120℃以上に加熱することでモノマーの反応性が高まるため好ましい。
重合工程における攪拌時間(反応時間)は、3~24時間が好ましく、4~15時間がより好ましく、5~12時間がさらに好ましい。本発明の製造方法によれば、反応時間を大幅に短縮できる。
続いて、混合工程および脱水工程を経た原材料混合物を加熱攪拌することにより、重合を行う。
重合工程は常圧下で行うことが好ましい。これにより溶媒の沸点を降下させることなく重合反応を実施できる。脱水工程時に減圧している場合は、不活性ガスを注入して常圧まで戻すことが好ましい。
重合工程における加熱温度は、120℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましく、また、150℃以下が好ましい。120℃以上に加熱することでモノマーの反応性が高まるため好ましい。
重合工程における攪拌時間(反応時間)は、3~24時間が好ましく、4~15時間がより好ましく、5~12時間がさらに好ましい。本発明の製造方法によれば、反応時間を大幅に短縮できる。
重合後の粗ポリマーは、必要に応じて精製することが好ましい。
まず、粗ポリマーを冷却した後、クロロホルム、ジクロロメタン等から選ばれる良溶媒に溶解し、次いでヘキサン、シクロヘキサン、メタノールおよびエタノール等から選ばれる貧溶媒中で沈殿させることによって、ポリマー溶液から固体ポリマーを回収できる。
まず、粗ポリマーを冷却した後、クロロホルム、ジクロロメタン等から選ばれる良溶媒に溶解し、次いでヘキサン、シクロヘキサン、メタノールおよびエタノール等から選ばれる貧溶媒中で沈殿させることによって、ポリマー溶液から固体ポリマーを回収できる。
上記の本発明の製造方法により得られる本発明のポリエステルコポリマーは、重量平均分子量が、好ましくは150k~500k、特に好ましくは200k~300kである。ポリエステルコポリマーの分子量が上記範囲であれば、ポリマーの取扱いや機械的特性の点で好ましい。
なお、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーで特定される。
なお、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーで特定される。
本発明の製造方法により得られる本発明のポリエステルコポリマーにおける、モノマーA由来の単位とモノマーB由来の単位の割合(モル比)は、目的とするポリマーの用途等に応じて適宜設定できる。たとえば、モノマーA由来の単位:モノマーB由来の単位が、好ましくは99:1~1:99、より好ましくは75:25~25:75、特に好ましくは40:60~60:40である。
また、上記の本発明の製造方法により得られる本発明のポリエステルコポリマーは、仕込み時のモノマーモル比とポリマーにおけるモノマーモル比との偏差値が小さい。具体的にはモノマーモル比の偏差値は2.0以下であることが好ましい。
なお、ポリマー内のモノマーモル比は、1H-NMRに基づいて計算できる。たとえばジラクチド-ε-カプロラクトン共重合体(PLCL)の場合、ジラクチド(LA)のモル比は、LA(5.08~5.21ppm、m)のメチレンピーク面積を、LA(5.08~5.21ppm、m)のピーク面積とカプロラクトン(CL)(4.05~4.16ppm、m)のピーク面積との合計で除して、100を乗ずることによって算出できる。
また、仕込み時のモノマーモル比とポリマーにおけるモノマーモル比の偏差値は、モノマーAの場合は下記式により算出する。
モノマーAモル比の偏差値=|ポリマーにおけるモノマーAのモル比-仕込み時のモノマーAのモル比|
モノマーAモル比の偏差値=|ポリマーにおけるモノマーAのモル比-仕込み時のモノマーAのモル比|
さらに、上記の本発明の製造方法により得られる本発明のポリエステルコポリマーは、ランダム値(R値)が好ましくは0.45~0.80である。ランダム値は、ポリマー鎖内に2種類のモノマーが配列しているランダム性の指標である。ランダム値が高すぎるとポリマーがランダムになり、結晶クラスターを形成しにくくなるため、ポリマーの引張強度が低下しやすい。また、R値が低すぎると、ポリマーがブロック状になり弾性を失いやすい。ランダム値が上記範囲であることで、本発明により得られるポリエステルコポリマーの弾性および引張強度が良好である。
なお、ランダム値が小さいほど、ブロック鎖長が長い。なお、ランダム値は、Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry 50:2161-2171(2012)に記載の方法に従って計算できる。
具体的には、下記式により計算する。
R=[AB]/(2[A][B])×100
[A]:ポリエステルコポリマー中の、モノマーA残基のモル比
[B]:ポリエステルコポリマー中の、モノマーB残基のモル比
[AB]:ポリエステルコポリマー中の、モノマーA残基とモノマーB残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル比
なお、ランダム値が小さいほど、ブロック鎖長が長い。なお、ランダム値は、Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry 50:2161-2171(2012)に記載の方法に従って計算できる。
具体的には、下記式により計算する。
R=[AB]/(2[A][B])×100
[A]:ポリエステルコポリマー中の、モノマーA残基のモル比
[B]:ポリエステルコポリマー中の、モノマーB残基のモル比
[AB]:ポリエステルコポリマー中の、モノマーA残基とモノマーB残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル比
本発明によれば、高分子量であり、ポリマーのランダム性が適正であり、かつモノマーモル比の偏差値が小さいポリエステルコポリマーを、短い反応時間で効率的に製造することができる。また、ポリマー合成を1段階で行うことができる。
以上より、本明細書は下記のポリエステルコポリマーの製造方法を開示する。
〔1〕モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
〔2〕モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
〔3〕前記脱水工程を、減圧下、30℃以上120℃未満で実施する、〔1〕または〔2〕に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔4〕前記脱水工程を、0~10kPaの減圧下、30℃以上120℃未満で実施する、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔5〕前記溶媒が非極性溶媒である、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔6〕前記溶媒が、常圧下での沸点が120~200℃の非極性溶媒である、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔7〕前記溶媒が、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレンおよびデカリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔8〕前記重合工程における加熱温度が、120℃以上である、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔9〕前記重合工程を常圧下で実施する、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔10〕前記モノマーAが、ラクチドである〔1〕~〔9〕のいずれかにに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔11〕前記モノマーAが、D,L-ジラクチド、D,D-ジラクチド、およびL,L-ジラクチドからなる群より選ばれる少なくとも一種のジラクチドである、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔12〕前記モノマーBが、ラクトンである、〔1〕~〔11〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔13〕前記モノマーBが、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、σ-バレロラクトンおよびε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種のラクトンである、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔14〕前記金属触媒が、オクチル酸スズ、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジアセタート、二酢酸ジオクチルスズ(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸スズ(II)および塩化スズ(II)からなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔1〕~〔13〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔1〕モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
〔2〕モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。
〔3〕前記脱水工程を、減圧下、30℃以上120℃未満で実施する、〔1〕または〔2〕に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔4〕前記脱水工程を、0~10kPaの減圧下、30℃以上120℃未満で実施する、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔5〕前記溶媒が非極性溶媒である、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔6〕前記溶媒が、常圧下での沸点が120~200℃の非極性溶媒である、〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔7〕前記溶媒が、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレンおよびデカリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔8〕前記重合工程における加熱温度が、120℃以上である、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔9〕前記重合工程を常圧下で実施する、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔10〕前記モノマーAが、ラクチドである〔1〕~〔9〕のいずれかにに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔11〕前記モノマーAが、D,L-ジラクチド、D,D-ジラクチド、およびL,L-ジラクチドからなる群より選ばれる少なくとも一種のジラクチドである、〔1〕~〔10〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔12〕前記モノマーBが、ラクトンである、〔1〕~〔11〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔13〕前記モノマーBが、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、σ-バレロラクトンおよびε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種のラクトンである、〔1〕~〔12〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
〔14〕前記金属触媒が、オクチル酸スズ、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジアセタート、二酢酸ジオクチルスズ(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸スズ(II)および塩化スズ(II)からなる群から選ばれる少なくとも一種である、〔1〕~〔13〕のいずれかに記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
本発明を、以下の実施例によって更に詳述するが、本発明の内容はこれに限定されない。
[測定方法1:ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリマー分子量測定]
ポリマーをクロロホルムに2mg/mLで溶解し、続いて0.45μmフィルター(ADVANTEC社製DISMIC-13HP)を通して濾過した。分子量[重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)]はポリスチレン標準に対して決定した。
機器名:Prominence(株式会社島津製作所製)
移動相:クロロホルム(HPLC用)(富士フイルム和光純薬株式会社製)
流速:1mL/min
カラム:TSKgel GMHHR-M(φ7.8mm×300mm;東ソー株式会社製)
検出器:UV(254nm)、RI
カラム、検出器温度:35℃
標準物質:ポリスチレン
ポリマーをクロロホルムに2mg/mLで溶解し、続いて0.45μmフィルター(ADVANTEC社製DISMIC-13HP)を通して濾過した。分子量[重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)]はポリスチレン標準に対して決定した。
機器名:Prominence(株式会社島津製作所製)
移動相:クロロホルム(HPLC用)(富士フイルム和光純薬株式会社製)
流速:1mL/min
カラム:TSKgel GMHHR-M(φ7.8mm×300mm;東ソー株式会社製)
検出器:UV(254nm)、RI
カラム、検出器温度:35℃
標準物質:ポリスチレン
[測定方法2:核磁気共鳴(NMR)によるモノマーモル比、LAモノマーモル比の偏差値、およびR値の測定]
精製したコポリマーを重クロロホルムに溶解し、1H-NMRにより測定してコポリマー中のL,L-ジラクチドモノマー残基およびカプロラクトンモノマー残基のモル比をそれぞれ算出した。また、1Hホモスピンデカップリング法により、L,L-ジラクチドのメチン基(5.10ppm付近)、カプロラクトンのαメチレン基(2.35ppm付近)、εメチレン基(4.10ppm付近)について、隣り合うモノマー残基がL,L-ジラクチドもしくはカプロラクトンに由来するシグナルで分離し、それぞれのピーク面積を定量した。それぞれの面積比から、モノマーモル比、LAモノマーモル比の偏差値、R値を算出した。
機器名:JEOL 400YH (日本電子株式会社)
溶媒:重クロロホルム
測定温度:室温
精製したコポリマーを重クロロホルムに溶解し、1H-NMRにより測定してコポリマー中のL,L-ジラクチドモノマー残基およびカプロラクトンモノマー残基のモル比をそれぞれ算出した。また、1Hホモスピンデカップリング法により、L,L-ジラクチドのメチン基(5.10ppm付近)、カプロラクトンのαメチレン基(2.35ppm付近)、εメチレン基(4.10ppm付近)について、隣り合うモノマー残基がL,L-ジラクチドもしくはカプロラクトンに由来するシグナルで分離し、それぞれのピーク面積を定量した。それぞれの面積比から、モノマーモル比、LAモノマーモル比の偏差値、R値を算出した。
機器名:JEOL 400YH (日本電子株式会社)
溶媒:重クロロホルム
測定温度:室温
<実施例1>
モノマーであるL,L-ジラクチド(25.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))、およびε-カプロラクトン(19.8g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(9mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解した2-エチルヘキサン酸スズ(II)[以下、Sn(Oct)2](125mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを5kPaで減圧し、油浴温度を室温から100℃に上昇させた。脱水プロセスは約15分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を5.0時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを300mLのジクロロメタンに溶解し、2.0Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、38.8gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(49.8:50.2)であり、LAモノマーモル比の偏差値は0.2、R値は0.47であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(310k)、およびMw/Mn(1.9)であった。
モノマーであるL,L-ジラクチド(25.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))、およびε-カプロラクトン(19.8g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(9mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解した2-エチルヘキサン酸スズ(II)[以下、Sn(Oct)2](125mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを5kPaで減圧し、油浴温度を室温から100℃に上昇させた。脱水プロセスは約15分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を5.0時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを300mLのジクロロメタンに溶解し、2.0Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、38.8gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(49.8:50.2)であり、LAモノマーモル比の偏差値は0.2、R値は0.47であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(310k)、およびMw/Mn(1.9)であった。
<実施例2>
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))、およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(6mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(84mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを0kPaで減圧し、油浴温度を室温から75℃に上昇させた。脱水プロセスは約15分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを200mLのジクロロメタンに溶解し、1.6Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、20.8gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(50.5:49.5)であり、LAモノマーモル比の偏差値は0.5、R値は0.65であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(243k)、およびMw/Mn(1.9)であった。
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))、およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(6mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(84mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを0kPaで減圧し、油浴温度を室温から75℃に上昇させた。脱水プロセスは約15分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを200mLのジクロロメタンに溶解し、1.6Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、20.8gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(50.5:49.5)であり、LAモノマーモル比の偏差値は0.5、R値は0.65であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(243k)、およびMw/Mn(1.9)であった。
<実施例3>
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(13.5mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(80mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを0kPaで減圧し、油浴温度を室温から65℃に上昇させた。脱水プロセスは約20分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを150mLのジクロロメタンに溶解し、1.6Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、21.2gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(50.7:49.3)であり、LAモノマーモル比の偏差値は0.7、R値は0.57であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(284k)およびMw/Mn(2.1)であった。
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(13.5mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(80mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを0kPaで減圧し、油浴温度を室温から65℃に上昇させた。脱水プロセスは約20分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを150mLのジクロロメタンに溶解し、1.6Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、21.2gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(50.7:49.3)であり、LAモノマーモル比の偏差値は0.7、R値は0.57であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(284k)およびMw/Mn(2.1)であった。
<比較例1>
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、Sn(Oct)2(84mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを0kPaで減圧し、油浴温度を室温から75℃に上昇させた。脱水プロセスは約20分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを150mLのジクロロメタンに溶解し、1.6Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、22.5gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(54.2:45.8)であり、LAモノマーモル比の偏差値は4.2、R値は0.62であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(173k)およびMw/Mn(2.5)であった。
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、Sn(Oct)2(84mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを0kPaで減圧し、油浴温度を室温から75℃に上昇させた。脱水プロセスは約20分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを150mLのジクロロメタンに溶解し、1.6Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、22.5gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(54.2:45.8)であり、LAモノマーモル比の偏差値は4.2、R値は0.62であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(173k)およびMw/Mn(2.5)であった。
<比較例2>
モノマーであるL,L-ジラクチド(25.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(19.8g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(2mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(141mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)を、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを5kPaで減圧し、油浴温度を室温から100℃に上昇させた。脱水プロセスは約20分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を8.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを200mLのジクロロメタンに溶解し、2.0Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、37.2gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(54.3:45.7)であり、LAモノマーモル比の偏差値は4.3、R値は0.45であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(189k)およびMw/Mn(2.1)であった。
モノマーであるL,L-ジラクチド(25.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(19.8g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(2mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(141mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)を、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを5kPaで減圧し、油浴温度を室温から100℃に上昇させた。脱水プロセスは約20分を要した。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を8.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを200mLのジクロロメタンに溶解し、2.0Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、37.2gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(54.3:45.7)であり、LAモノマーモル比の偏差値は4.3、R値は0.45であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(189k)およびMw/Mn(2.1)であった。
<比較例3>
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(6mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(84mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを室温で約15分間真空にした。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを150mLのジクロロメタンに溶解し、1.5Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、23.1gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(51.2:48.8)であり、LAモノマーモル比の偏差値は1.2、R値は0.49であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(64k)およびMw/Mn(1.9)であった。
モノマーであるL,L-ジラクチド(15.0g、1.0モル当量、Purac(登録商標))およびε-カプロラクトン(11.9g、1.0モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)と、超脱水(o-,m-,p-混合物)キシレン(6mL、富士フイルム和光純薬株式会社製)に溶解したSn(Oct)2(84mg、0.002モル当量、富士フイルム和光純薬株式会社製)とを、開放空気中、室温で同じフラスコに添加した。反応フラスコを室温で約15分間真空にした。次いで、圧力をN2下で大気圧まで解放し、油浴温度をさらに145℃まで上昇させた。反応物を7.5時間撹拌し、次いで室温まで冷却した。粗ポリマーを150mLのジクロロメタンに溶解し、1.5Lのメタノール中で沈殿させることによって精製した。それを50℃の真空オーブン内で一晩乾燥させて、23.1gの生成物を得た。
1H-NMRによって決定されたモノマーモル比はLA:CL(51.2:48.8)であり、LAモノマーモル比の偏差値は1.2、R値は0.49であった。GPCにより分子量を測定したところ、Mw(64k)およびMw/Mn(1.9)であった。
上記各実施例および比較例の評価結果を下記表に示す。
なお、重量平均分子量が80k以上であると良好である。コポリマーにおけるモノマーモル比がLA:CL=48.0:52.0~52.0:48.0であると良好である。LAモノマーモル比の偏差値が2.0以下であると良好である。R値が0.45~0.80であると良好である。
なお、重量平均分子量が80k以上であると良好である。コポリマーにおけるモノマーモル比がLA:CL=48.0:52.0~52.0:48.0であると良好である。LAモノマーモル比の偏差値が2.0以下であると良好である。R値が0.45~0.80であると良好である。
上記結果より、実施例1~3の方法で得られたコポリマーは、重量平均分子量が十分大きく、また、コポリマーにおけるモノマーモル比が仕込み時のモノマーモル比に近いことから、モノマーが均等に重合した高分子量のコポリマーであることが分かる。
溶媒を用いなかった比較例1の製造方法で得られたコポリマーと、溶媒量が5質量%未満の比較例2の製造方法で得られたコポリマーは、コポリマーにおけるモノマーモル比が仕込み時のモノマーモル比から大きく外れ、モノマーに偏りが生じた。
また、実施例2と比較例1との対比から、同等の反応時間では、溶媒を用いた実施例2の製造方法の方が、溶媒を用いなかった比較例1の製造方法よりも、高分子量のコポリマーが得られた。
脱水工程を含まない比較例3の製造方法で得られたコポリマーは、重量平均分子量が小さく、高分子量のコポリマーが得られなかった。
溶媒を用いなかった比較例1の製造方法で得られたコポリマーと、溶媒量が5質量%未満の比較例2の製造方法で得られたコポリマーは、コポリマーにおけるモノマーモル比が仕込み時のモノマーモル比から大きく外れ、モノマーに偏りが生じた。
また、実施例2と比較例1との対比から、同等の反応時間では、溶媒を用いた実施例2の製造方法の方が、溶媒を用いなかった比較例1の製造方法よりも、高分子量のコポリマーが得られた。
脱水工程を含まない比較例3の製造方法で得られたコポリマーは、重量平均分子量が小さく、高分子量のコポリマーが得られなかった。
本発明によれば、高分子量でありかつモノマーモル比の偏差値が小さいポリエステルコポリマーを効率的に製造することができる。高分子量のポリエステルコポリマーは、生体再吸収性ポリマーや生分解性ポリマー等として様々な生物医学的用途に適している。組織工学において、該ポリマーはしばしば、細胞再生および分化のための3D足場を構築するためにヒドロゲルと一緒に使用される。該ポリマーは、医療用インプラントデバイスやDDSに適した材料である。生物医学的用途以外に、生分解性ポリマーはまた、農業、獣医学、食品加工および包装において種々の用途を見出す点で有用である。
Claims (14)
- モノマーAおよびモノマーBから水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経たモノマーAおよびモノマーB、ならびに金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。 - モノマーA、モノマーB、金属触媒および溶媒の各原材料を混合する、混合工程と、
前記混合工程で得られた各原材料の混合物から水分を除去する、脱水工程と、
前記脱水工程を経た各原材料の混合物を加熱撹拌する、重合工程と、を備え、
前記混合工程における溶媒の割合が、前記混合工程におけるモノマー総量の5~200質量%である、ポリエステルコポリマーの製造方法。 - 前記脱水工程を、減圧下、30℃以上120℃未満で実施する、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記脱水工程を、0~10kPaの減圧下、30℃以上120℃未満で実施する、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記溶媒が非極性溶媒である、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記溶媒が、常圧下での沸点が120~200℃の非極性溶媒である、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記溶媒が、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレンおよびデカリンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記重合工程における加熱温度が、120℃以上である、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記重合工程を常圧下で実施する、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記モノマーAが、ラクチドである請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記モノマーAが、D,L-ジラクチド、D,D-ジラクチド、およびL,L-ジラクチドからなる群より選ばれる少なくとも一種のジラクチドである、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記モノマーBが、ラクトンである、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記モノマーBが、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、σ-バレロラクトンおよびε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種のラクトンである、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
- 前記金属触媒が、オクチル酸スズ、酢酸スズ(II)、酢酸スズ(IV)、ジブチルスズジアセタート、二酢酸ジオクチルスズ(IV)、トリフルオロメタンスルホン酸スズ(II)および塩化スズ(II)からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1または2に記載のポリエステルコポリマーの製造方法。
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JP2022155250A JP2024049028A (ja) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | ポリエステルコポリマーの製造方法 |
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