JP3654705B2 - ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法 - Google Patents
ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3654705B2 JP3654705B2 JP12547496A JP12547496A JP3654705B2 JP 3654705 B2 JP3654705 B2 JP 3654705B2 JP 12547496 A JP12547496 A JP 12547496A JP 12547496 A JP12547496 A JP 12547496A JP 3654705 B2 JP3654705 B2 JP 3654705B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- metal salt
- alkali metal
- polyaspartic acid
- polyaspartic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Polyamides (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する方法に関する。更に、詳しくは、▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物からポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する方法に関するものである。ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩は抗菌性をもつ重要な重合体である。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアスパラギン酸やその誘導体の製造方法としては、従来よりアスパラギン酸を加熱しペプチド結合を作る縮重合による方法が知られている（J. Org. Chem. 26巻、1084頁(1961)）。一方、より入手しやすい無水マレイン酸もしくはマレイン酸等とアンモニアまたはそれらから容易に得られる誘導体を原料とする方法が知られている。ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー（ J. Org. Chem.） 24巻、1662頁 (1959年)ではマレアミド酸を加熱してポリこはく酸イミドが得られることを示している。特開昭 61-218634では、りんご酸モノアンモニウム、マレイン酸モノアンモニウムおよびマレアミド酸アンモニウムにマイクロ波を用いて重合し、アンヒドロポリアスパラギン酸（即ち、ポリこはく酸イミド）を得て、これをアルカリで加水分解してポリアスパラギン酸塩にし、酸処理してポリアスパラギン酸を得る方法を例示している。米国特許第5,219,952 (1993)では、無水マレイン酸とアンモニアを高温にすると高収率でポリこはく酸イミドが得られること、それを塩基による加水分解でポリアスパラギン酸に導けること、更には無水マレイン酸とアンモニアの付加物に別途作ったポリこはく酸イミドを加えて高温にすると高分子量のポリこはく酸イミドができることが記載されている。
【０００３】
米国特許第5,288,783 (1994)では、マレイン酸とアンモニアを特定のモル比、温度および時間で反応させ、生成したポリこはく酸イミドをアルカリ土類金属もしくはアルカリ金属の水酸化物または水酸化アンモニウムで加水分解してポリアスパラギン酸の塩にすることを開示している。さらに特開平 6-248075、特開平 6-256504および特開平 6-298930では、無水マレイン酸とアンモニア、または無水マレイン酸とアンモニアと水、またはそれらから得られる類縁体をそれぞれ特定の条件下で熱重合してポリこはく酸イミドを製造し、場合によってはこれを加水分解してポリアスパラギン酸またはその塩を製造する方法が開示されている。特開平 6-298930では、その重合反応は、無水マレイン酸とアンモニアからできるマレアミド酸のアミド基がマレイン酸骨格の二重結合へ付加することでポリマーになり、次いで脱水反応によりポリこはく酸イミドが生成するとの見解を述べている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、マレイン酸類とアンモニアまたはそれらから導かれる類縁体を熱重合して得られるポリマーは、ポリこはく酸イミドである。前述のように用途上重要なポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を所望する場合には、一旦生成したポリこはく酸イミドを加水分解してポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはポリアスパラギン酸にした後、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させる必要がある。従って反応は多段階になるうえ、ポリこはく酸イミドの加水分解段階では生成するポリアスパラギン酸の主鎖のペプチド結合をも加水分解されないような条件の選択が必要となる。その上、マレイン酸類とアンモニアまたはそれらから導かれる類縁体を熱重合する際には、塩でもなくアミドにもなっていないカルボン酸基が多量存在するが、これが高温に加熱されると脱炭酸を起こしており、生成したポリマーの元素分析で窒素原子に対する炭素原子の割合が低いことが観測されている。
【０００５】
本発明の目的は、マレイン酸類とアンモニアまたはそれらから導かれる類縁体を原料の一部とするが、重合時に脱炭酸を起こさず、しかも一段でポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造し、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩へ導く簡便で効果的な方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を続けてきた結果、工程Ｉにおいて、▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを加熱すると、脱炭酸が抑制され一段でポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が得られることを見出し、また工程IIにおいて、工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させることにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩に導くことができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明は、▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを、加熱重合して、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造する工程Ｉと、工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させて、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する工程IIにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造することを特徴とするポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の原料である▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものは、無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸、アンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物から通常の方法で容易に導かれる。後者（▲２▼）は、無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアをモル比１：0.7〜2.5で混合した後、モル比（無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸に対して） 0.7〜1.3 の塩基性アルカリ金属化合物を加える方法で、または反対に無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸と塩基性アルカリ金属化合物をモル比１：0.7〜1.3 で混合した後、モル比（無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸に対して）0.7〜2.5 のアンモニアを加える方法で得られる混合物に、曝気、加熱または濃縮などの操作をして、マレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲となるよう調製して得ることができる。
【０００９】
このモル比は、好ましくは１：0.9〜1.1 ： 0.9〜1.1である。使用するマレイン酸としては無水マレイン酸と水を混合して得られるものも含まれる。アンモニアとしては、場合に応じて、気体や液体のアンモニアおよび／またはアンモニア水溶液が用いられる。
【００１０】
本発明の▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物に含まれるアルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムから選ばれ、１種類でも２種類以上の組み合わせでも構わない。好ましくは、ナトリウムまたはカリウムである。また▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを得るための、塩基性アルカリ金属化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムの塩基性化合物から選ばれ、１種類でも２種類以上の組み合わせでも構わない。
【００１１】
それらの化合物としては、例えば、これらのアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、例えば蟻酸や酢酸などの弱酸の塩、およびアルコキシドなどが挙げられる。これらのうち、好ましくはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、または炭素数１〜３のアルコールのアルコキシドであり、より好ましくはナトリウムもしくはカリウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、または炭素数１〜３のアルコールのアルコキシドである。
【００１２】
このように調製した原料を、工程Ｉにおいて加熱重合させるが、重合反応に際しては原料は固体であっても溶剤に溶解もしくは懸濁させても構わない。用いる場合の溶剤としては重合反応を阻害しなければ如何なる溶剤でも構わないが、それらは水をはじめ、例えばヘプタン、2,2,5-トリメチルヘキサン、ドデカン、シクロヘキサン、p-メンタンまたはデカリンなどの飽和の脂肪族または脂環式炭化水素類であり、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン、クメン、シメン、ビフェニル、ナフタレンまたはテトラリンなどの無置換またはアルキル置換の芳香族炭化水素類であり、例えばヘキサクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼンまたはp-クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素類であり、例えばジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたはエチレングリコールプロピレングリコールコポリマーなどのエーテル類であり、例えばアセトニトリル、プロピオニトリルまたはベンゾニトリルなどのニトリル類であり、例えばトリエチルアミンまたはN,N-ジメチルアニリンなどの３級アミン類であり、例えばピリジン、ピコリン、ルチジンまたはキノリンなどのピリジン類であり、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、テトラメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンまたはジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても、また２種以上を混合して用いても構わない。
【００１３】
本発明の方法においては、重合反応をラジカル禁止剤の存在下に行うこともできる。そのようなラジカル禁止剤としては、例えば2,6-ジ-ターシャリーブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシメチルフェノール、3-（3,5-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル）プロピオン酸アルキルエステルまたは N-ラウロイル-p-アミノフェノールなどのモノフェノール類であり、2,2'-メチレンビス（4-メチル-6-ターシャリーブチルフェノール）またはN,N'-ヘキサメチレンビス（3,5-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシヒドロ桂皮酸アミド）などのビスフェノール類であり、ハイドロキノン、2,5-ジ-ターシャリーアミルハイドロキノンまたはターシャリーブチルハイドロキノンなどのハイドロキノン類であり、4-ターシャリーブチルカテコールなどのカテコール類であり、N-フェニル-1-ナフチルアミンまたはN,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミンなどの芳香族アミン類などである。
【００１４】
本発明の方法の重合反応に際しては、原料を高温に加熱するが、加熱する温度は通常３５０℃以下であり、好ましくは９０〜３００℃の範囲であり、より好ましくは１１０〜２５０℃の範囲である。反応時間は通常２４時間以内であり、好ましくは０．０５〜１５時間、より好ましくは０．２〜８時間である。重合反応は場合により、常圧、加圧および減圧のいずれでも実施し得る。重合反応の雰囲気は空気でも窒素や炭酸ガス等の不活性気体であっても構わない。また反応の形式としては回分式、半回分式または連続式の何れでもよい。
【００１５】
本発明の方法によれば、重合反応終了後、生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩は常用の方法により取り出すことができるが、その方法は重合反応に際して溶剤を用いたか否かによって、また溶剤を用いた場合には、生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が溶剤に溶解しているかまたは不溶で懸濁しているかによって異なる。重合反応に際し溶剤を用いなかった場合は、生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩はそれのみを含む固体として得られ、特別の単離操作を施すことなくポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が得られる。生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩の全部または大部分が、用いた溶剤に不溶もしくは難溶で懸濁している場合には、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。
【００１６】
また生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が用いた溶剤に全部または大部分が溶解して溶液となっている場合には、該溶液から溶剤を蒸発させて乾固して取り出すこともできるし、該溶液を濃縮したり溶けにくい溶剤と混合して固体を析出させてから、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。この様にして取り出されたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩は、場合によっては、再沈澱や膜分離などのポリマーの常用の精製法により精製することもできる。
【００１７】
工程IIの原料となるポリアスパラギン酸アルカリ金属塩は、工程Ｉで得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を一旦前述の方法で単離した後に用いてもよいし、場合によっては、単離することなく反応終了後の混合物をそのまま用いても構わない。また、必要に応じて、硝酸、硫酸、塩酸またはカルボン酸等の酸を添加してポリアスパラギン酸側鎖のカルボン酸を遊離の形にしてもよい。
【００１８】
本発明では、工程Ｉで得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸は、工程IIにおいて抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させることにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩に変換することができる。
【００１９】
ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸をポリアスパラギン酸抗菌性金属塩に変換する方法としては、特に限定されるものではなく、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と有効に接触させる方法であればいかなる方法でも構わない。得られるポリアスパラギン酸抗菌性金属塩は全てのカルボン酸が抗菌性金属塩となっていてもよいが、その一部でもよい。
【００２０】
ここでいう抗菌性金属イオンとは、抗菌性、防かび性および防藻性示す金属イオンであり、例えば、銀、銅、亜鉛、錫、鉛、鉄、コバルト、ニッケル、マンガンまたはクロムイオンなどが知られている。特に、銀、銅または亜鉛イオンが好ましい。用いる抗菌性金属イオンを有する金属化合物は、これらの抗菌性金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、燐酸塩、例えば蟻酸、酢酸または乳酸などの有機カルボン酸塩、ハロゲン化物、過塩素酸塩などから選ばれ、１種類でも２種類以上の組み合わせでも構わない。これらのうち、硝酸塩、硫酸塩、有機カルボン酸塩またはハロゲン化物が好ましい。工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩のアルカリ金属イオンと抗菌性金属イオンの原子比は通常１： 0.01〜５の範囲であり、好ましくは１： 0.1〜３である。
【００２１】
工程IIにおいては、抗菌性金属イオンを有する金属化合物での処理は通常溶剤の存在下に行われる。このような溶剤としては、例えば、水、飽和脂肪族または脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、エーテル類、ニトリル類、または非プロトン性極性溶媒などが挙げられ、更には例えばメタノール、エタノール、ｎ−ブタノールなどの炭素数１から４のアルコール類などである。溶剤は単独で用いても２種類以上を混合して用いても構わない。
【００２２】
本発明の工程IIにおいて、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させる際の温度は通常２００℃以下であり、好ましくは１０〜１００℃の範囲である。反応時間は通常２４時間以内であり、好ましくは０．０５〜１５時間、より好ましくは０．２〜８時間である。反応は、場合により、常圧、加圧および減圧のいずれでも実施し得る。反応の雰囲気は空気でも窒素や炭酸ガス等の不活性気体であっても構わない。また反応の形式としては回分式、半回分式または連続式の何れでもよい。
【００２３】
本発明の方法によれば、工程IIで生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩は常用の方法により取り出すことができるが、その方法は、生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩が溶剤に溶解しているかまたは不溶で懸濁しているかによって異なる。生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の全部または大部分が、用いた溶剤に不溶もしくは難溶で懸濁している場合には、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。また生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩が用いた溶剤に全部または大部分が溶解して溶液となっている場合には、該溶液から溶剤を蒸発させて乾固して取り出すこともできるし、該溶液を濃縮したり溶けにくい溶剤と混合して固体を析出させてから、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。
【００２４】
このようにして取り出されたポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の中に、副生するアルカリ金属塩または過剰の抗菌性金属イオンを有する金属化合物等が残存している場合には、例えば、水洗または溶剤洗浄、透析などの方法により、該アルカリ金属塩および抗菌性金属イオンを有する金属化合物を容易に分離除去することができる。また、場合によっては、再沈澱や膜分離などのポリマーの常用の精製法により精製することもできる。
【００２５】
【実施例】
次に実施例により本発明を更に詳しく説明するが、これらは限定的でなく単に説明のためと解されるべきである。
実施例１
２００ｍｌ三ツ口ナス型フラスコに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液１７．３６ｇ（水酸化ナトリウムとして４３．４ｍｍｏｌ）を仕込み、これに攪拌しながら室温で粉体のマレアミド酸５．００ｇ（４３．４ｍｍｏｌ）を少量づつ加えた。加えたマレアミド酸はただちに溶解した。無色透明の溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水を留去し、得られた固体を更に１ｍｍＨｇで３時間減圧乾燥することにより白色固体を得た。（別途全く同様にして得た白色固体は、元素分析、原子吸光法によるナトリウム分析および1Ｈ−ＮＭＲを測定した結果、マレアミド酸ナトリウム塩であることが確認された）。
【００２６】
次いで、このマレアミド酸ナトリウム塩を、フラスコ内を窒素で置換した後、１７０℃のオイルバスに浸して５時間加熱して、マレアミド酸ナトリウム塩の重合反応を行った。反応開始時点においては白色であった固体が反応の進行とともにしだいに褐色に着色していった。反応終了後黄褐色固体が５．８７ｇ得られた。この固体の元素分析の結果は、ポリアスパラギン酸ナトリウム塩の計算値と極めてよく一致し、さらに1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲを測定したところ、アスパラギン酸の縮重合により得られたポリこはく酸イミドを水酸化ナトリウム水溶液で加水分解して得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩の標準品のスペクトルと一致し、この固体はポリアスパラギン酸ナトリウム塩であることが解った。ポリアスパラギン酸ナトリウム塩のモル収率は９８．６％（マレアミド酸基準）であった。またゲル濾過クロマトグラフィーで分子量を測定した結果、プルラン基準で重量平均分子量が４４００であった。また元素分析の結果から、この方法で得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩は炭素原子と窒素原子の原子比がＣ／Ｎ＝４．０３であることが解った。この値は理論値であるＣ／Ｎ＝４と一致し、マレアミド酸ナトリウム塩を原料に用いてポリアスパラギン酸ナトリウム塩を合成した場合には脱炭酸を伴わずに重合反応が進行していることが明らかとなった。
【００２７】
このようにして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水２０ｍｌを加えて溶解した。硝酸銀１．８６ｇ（１１．０ｍｍｏｌ）を水１０ｍｌに溶解した硝酸銀水溶液を室温で加えた後、６０℃で２時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出していた結晶を濾別し、水およびエタノールで洗浄した。減圧乾燥後、ポリアスパラギン酸銀塩１．１８ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、４５．２％であり、理論値である４８．６％に近い。
【００２８】
実施例２
２００ｍｌ三ツ口ナス型フラスコに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液６９．５１ｇ（水酸化ナトリウムとして１７３．８ｍｍｏｌ）を仕込み、これに攪拌しながら室温で粉体のマレアミド酸２０．００ｇ（１７３．８ｍｍｏｌ）を少量づつ加えた。加えたマレアミド酸はただちに溶解した。無色透明のマレアミド酸ナトリウム塩の水溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水溶液の重量が３２．０ｇになるまで濃縮した。この水溶液には２３．８ｇのマレアミド酸ナトリウム塩が含まれている。このようにしてマレアミド酸ナトリウム塩の水溶液を用意した。
【００２９】
次いで、このマレアミド酸ナトリウム塩水溶液を７０ｍｌオートクレーブに仕込み、反応器内を窒素で置換した後、２００℃で５時間加熱して、マレアミド酸ナトリウム塩の重合反応を行った。反応終了後オートクレーブを開放すると、反応混合物は粘度の高い褐色の液体となっていた。
【００３０】
この褐色液体２．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて希釈した。１Ｎ硝酸銀水溶液１５．０ｍｌを室温で加えた後、６０℃で２時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出していた結晶を濾別し、水およびエタノールで洗浄した。減圧乾燥後、ポリアスパラギン酸銀塩１．５５ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、４４．８％であった。
【００３１】
実施例３
２００ｍｌ三ツ口ナス型フラスコに炭酸水素カリウム４．３５ｇ（４３．４ｍｍｏｌ）、水２０ｇを仕込んで炭酸水素カリウム水溶液とした後、これに攪拌しながら室温で粉体のマレアミド酸５．００ｇ（４３．４ｍｍｏｌ）を少量づつ加えた。加えたマレアミド酸はただちに溶解し、また炭酸ガスの発生が見られた。無色透明の溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水を留去し、得られた固体を更に１ｍｍＨｇで３時間減圧乾燥することにより白色固体を得た。別途全く同様にして得た白色固体は、元素分析、原子吸光法によるカリウム分析および1Ｈ−ＮＭＲを測定した結果、マレアミド酸カリウム塩であることが確認された。
【００３２】
次いで、このマレアミド酸カリウム塩にラジカル禁止剤としてターシャリーブチルカテコール７ｍｇ（０．０４２ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を窒素で置換した後、１８０℃のオイルバスに浸し３．５時間加熱して、マレアミド酸カリウム塩の重合反応を行った。反応開始時点においては白色であった固体が反応の進行とともにしだいに褐色に着色していった。反応終了後褐色固体が６．５２ｇ得られた。この固体の元素分析を測定したところポリアスパラギン酸カリウム塩の計算値とよく一致し、さらに1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲを測定したところ、アスパラギン酸の縮重合により得られるポリこはく酸イミドを水酸化カリウム水溶液で加水分解して得られたポリアスパラギン酸カリウム塩の標準品のスペクトルと一致し、この固体はポリアスパラギン酸カリウム塩であることが確認された。ポリアスパラギン酸カリウム塩のモル収率は９８．０％であり、重量平均分子量は３５００であった。またＣ／Ｎ比は３．９８であった。
【００３３】
このようにして得られたポリアスパラギン酸カリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。１Ｎ硝酸銀水溶液１０．０ｍｌを室温で加えた後、６０℃で２時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出していた結晶を濾別し、水およびエタノールで洗浄した。減圧乾燥後、ポリアスパラギン酸銀塩１．００ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、４４．９％であった。
【００３４】
実施例４
２００ｍｌ三ツ口フラスコに無水マレイン酸５．００ｇ（５１．０ｍｍｏｌ）と水５ｇを仕込み、６０℃で３０分加熱した後室温にまで冷却した。この溶液に室温で２０％水酸化ナトリウム水溶液１０．２０ｇ（水酸化ナトリウムとして５１．０ｍｍｏｌ）を１０分間かけて滴下し、次いで３０％アンモニア水３．１８ｇ（アンモニアとして５６．０ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下した。仕込んだ無水マレイン酸とアンモニアと水酸化ナトリウムのモル比は 1：1.1：1である。アンモニア水滴下終了後、無色透明の溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水を留去し、得られた固体を更に１ｍｍＨｇで３時間減圧乾燥することにより白色固体を得た。この白色固体の一部を極少量取り、元素分析および原子吸光法によるナトリウム分析を行った結果、この白色固体はマレイン酸骨格を有するものとアンモニウムイオンとナトリウムイオンのモル比が 1：0.93：1.0である混合物であることが解った。
【００３５】
次いで、この混合物を含むフラスコに溶剤としてo-ジクロロベンゼン１００ｇ、ラジカル禁止剤としてハイドロキノン６ｍｇ（０．０５４ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を窒素で置換した後、１００〜１１０℃で３０分、次いで１７０℃で５時間加熱して重合反応を行った。ポリアスパラギン酸ナトリウム塩が淡褐色固体として生成した。反応終了後、反応混合物を室温にまで冷却しこの固体を濾過、少量のメタノールで洗浄後減圧乾燥することにより、ポリアスパラギン酸ナトリウム塩が６．２８ｇ得られた。ポリアスパラギン酸ナトリウム塩のモル収率は９０．０％であり、重量平均分子量は３７００で、Ｃ／Ｎ比は３．９７であった。
【００３６】
このようにして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。３５重量％硝酸１．３２ｇを徐々に添加した後、１Ｎ硝酸銀水溶液２０．０ｍｌを室温で滴下した後、２時間攪拌した。反応液を２００ｍｌのメタノールに排出して、再沈澱を行った。得られた沈澱を濾別し、洗浄、減圧乾燥して、ポリアスパラギン酸銀塩０．６０ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、３３．３％であった。
【００３７】
実施例５
実施例１と同様にして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。１Ｎ硫酸７．３ｍｌを徐々に添加した後、１Ｎ硫酸銅水溶液２．０ｍｌを室温で滴下した後、２時間攪拌した。反応液を２００ｍｌのメタノールに排出して、再沈澱を行った。得られた沈澱を濾別し、洗浄、減圧乾燥して、ポリアスパラギン酸銅塩０．６０ｇを得た。この生成物中の銅イオン含量は、１８．１％であった。
【００３８】
実施例６
実施例１と同様にして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。１Ｎ塩化亜鉛水溶液５．０ｍｌを室温で滴下した後、２時間攪拌した。得られた沈澱を濾別し、洗浄、減圧乾燥して、ポリアスパラギン酸亜鉛塩０．７０ｇを得た。この生成物中の亜鉛イオン含量は、２１．５％であった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の方法によると、マレイン酸、無水マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物から導かれる化合物や混合物を加熱重合させ、重合時に脱炭酸を起こすことなく、しかも一段で収率良くポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造することができ、製造されたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させることにより、容易にポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する方法に関する。更に、詳しくは、▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物からポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する方法に関するものである。ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩は抗菌性をもつ重要な重合体である。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアスパラギン酸やその誘導体の製造方法としては、従来よりアスパラギン酸を加熱しペプチド結合を作る縮重合による方法が知られている（J. Org. Chem. 26巻、1084頁(1961)）。一方、より入手しやすい無水マレイン酸もしくはマレイン酸等とアンモニアまたはそれらから容易に得られる誘導体を原料とする方法が知られている。ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー（ J. Org. Chem.） 24巻、1662頁 (1959年)ではマレアミド酸を加熱してポリこはく酸イミドが得られることを示している。特開昭 61-218634では、りんご酸モノアンモニウム、マレイン酸モノアンモニウムおよびマレアミド酸アンモニウムにマイクロ波を用いて重合し、アンヒドロポリアスパラギン酸（即ち、ポリこはく酸イミド）を得て、これをアルカリで加水分解してポリアスパラギン酸塩にし、酸処理してポリアスパラギン酸を得る方法を例示している。米国特許第5,219,952 (1993)では、無水マレイン酸とアンモニアを高温にすると高収率でポリこはく酸イミドが得られること、それを塩基による加水分解でポリアスパラギン酸に導けること、更には無水マレイン酸とアンモニアの付加物に別途作ったポリこはく酸イミドを加えて高温にすると高分子量のポリこはく酸イミドができることが記載されている。
【０００３】
米国特許第5,288,783 (1994)では、マレイン酸とアンモニアを特定のモル比、温度および時間で反応させ、生成したポリこはく酸イミドをアルカリ土類金属もしくはアルカリ金属の水酸化物または水酸化アンモニウムで加水分解してポリアスパラギン酸の塩にすることを開示している。さらに特開平 6-248075、特開平 6-256504および特開平 6-298930では、無水マレイン酸とアンモニア、または無水マレイン酸とアンモニアと水、またはそれらから得られる類縁体をそれぞれ特定の条件下で熱重合してポリこはく酸イミドを製造し、場合によってはこれを加水分解してポリアスパラギン酸またはその塩を製造する方法が開示されている。特開平 6-298930では、その重合反応は、無水マレイン酸とアンモニアからできるマレアミド酸のアミド基がマレイン酸骨格の二重結合へ付加することでポリマーになり、次いで脱水反応によりポリこはく酸イミドが生成するとの見解を述べている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、マレイン酸類とアンモニアまたはそれらから導かれる類縁体を熱重合して得られるポリマーは、ポリこはく酸イミドである。前述のように用途上重要なポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を所望する場合には、一旦生成したポリこはく酸イミドを加水分解してポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはポリアスパラギン酸にした後、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させる必要がある。従って反応は多段階になるうえ、ポリこはく酸イミドの加水分解段階では生成するポリアスパラギン酸の主鎖のペプチド結合をも加水分解されないような条件の選択が必要となる。その上、マレイン酸類とアンモニアまたはそれらから導かれる類縁体を熱重合する際には、塩でもなくアミドにもなっていないカルボン酸基が多量存在するが、これが高温に加熱されると脱炭酸を起こしており、生成したポリマーの元素分析で窒素原子に対する炭素原子の割合が低いことが観測されている。
【０００５】
本発明の目的は、マレイン酸類とアンモニアまたはそれらから導かれる類縁体を原料の一部とするが、重合時に脱炭酸を起こさず、しかも一段でポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造し、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩へ導く簡便で効果的な方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を続けてきた結果、工程Ｉにおいて、▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを加熱すると、脱炭酸が抑制され一段でポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が得られることを見出し、また工程IIにおいて、工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させることにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩に導くことができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
即ち、本発明は、▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを、加熱重合して、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造する工程Ｉと、工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させて、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する工程IIにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造することを特徴とするポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の原料である▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものは、無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸、アンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物から通常の方法で容易に導かれる。後者（▲２▼）は、無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアをモル比１：0.7〜2.5で混合した後、モル比（無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸に対して） 0.7〜1.3 の塩基性アルカリ金属化合物を加える方法で、または反対に無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸と塩基性アルカリ金属化合物をモル比１：0.7〜1.3 で混合した後、モル比（無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸に対して）0.7〜2.5 のアンモニアを加える方法で得られる混合物に、曝気、加熱または濃縮などの操作をして、マレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲となるよう調製して得ることができる。
【０００９】
このモル比は、好ましくは１：0.9〜1.1 ： 0.9〜1.1である。使用するマレイン酸としては無水マレイン酸と水を混合して得られるものも含まれる。アンモニアとしては、場合に応じて、気体や液体のアンモニアおよび／またはアンモニア水溶液が用いられる。
【００１０】
本発明の▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物に含まれるアルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムから選ばれ、１種類でも２種類以上の組み合わせでも構わない。好ましくは、ナトリウムまたはカリウムである。また▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを得るための、塩基性アルカリ金属化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウムの塩基性化合物から選ばれ、１種類でも２種類以上の組み合わせでも構わない。
【００１１】
それらの化合物としては、例えば、これらのアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、例えば蟻酸や酢酸などの弱酸の塩、およびアルコキシドなどが挙げられる。これらのうち、好ましくはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、または炭素数１〜３のアルコールのアルコキシドであり、より好ましくはナトリウムもしくはカリウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、または炭素数１〜３のアルコールのアルコキシドである。
【００１２】
このように調製した原料を、工程Ｉにおいて加熱重合させるが、重合反応に際しては原料は固体であっても溶剤に溶解もしくは懸濁させても構わない。用いる場合の溶剤としては重合反応を阻害しなければ如何なる溶剤でも構わないが、それらは水をはじめ、例えばヘプタン、2,2,5-トリメチルヘキサン、ドデカン、シクロヘキサン、p-メンタンまたはデカリンなどの飽和の脂肪族または脂環式炭化水素類であり、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ジエチルベンゼン、クメン、シメン、ビフェニル、ナフタレンまたはテトラリンなどの無置換またはアルキル置換の芳香族炭化水素類であり、例えばヘキサクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼンまたはp-クロロトルエンなどのハロゲン化炭化水素類であり、例えばジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたはエチレングリコールプロピレングリコールコポリマーなどのエーテル類であり、例えばアセトニトリル、プロピオニトリルまたはベンゾニトリルなどのニトリル類であり、例えばトリエチルアミンまたはN,N-ジメチルアニリンなどの３級アミン類であり、例えばピリジン、ピコリン、ルチジンまたはキノリンなどのピリジン類であり、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、テトラメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノンまたはジメチルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても、また２種以上を混合して用いても構わない。
【００１３】
本発明の方法においては、重合反応をラジカル禁止剤の存在下に行うこともできる。そのようなラジカル禁止剤としては、例えば2,6-ジ-ターシャリーブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシメチルフェノール、3-（3,5-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシフェニル）プロピオン酸アルキルエステルまたは N-ラウロイル-p-アミノフェノールなどのモノフェノール類であり、2,2'-メチレンビス（4-メチル-6-ターシャリーブチルフェノール）またはN,N'-ヘキサメチレンビス（3,5-ジ-ターシャリーブチル-4-ヒドロキシヒドロ桂皮酸アミド）などのビスフェノール類であり、ハイドロキノン、2,5-ジ-ターシャリーアミルハイドロキノンまたはターシャリーブチルハイドロキノンなどのハイドロキノン類であり、4-ターシャリーブチルカテコールなどのカテコール類であり、N-フェニル-1-ナフチルアミンまたはN,N'-ジフェニル-p-フェニレンジアミンなどの芳香族アミン類などである。
【００１４】
本発明の方法の重合反応に際しては、原料を高温に加熱するが、加熱する温度は通常３５０℃以下であり、好ましくは９０〜３００℃の範囲であり、より好ましくは１１０〜２５０℃の範囲である。反応時間は通常２４時間以内であり、好ましくは０．０５〜１５時間、より好ましくは０．２〜８時間である。重合反応は場合により、常圧、加圧および減圧のいずれでも実施し得る。重合反応の雰囲気は空気でも窒素や炭酸ガス等の不活性気体であっても構わない。また反応の形式としては回分式、半回分式または連続式の何れでもよい。
【００１５】
本発明の方法によれば、重合反応終了後、生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩は常用の方法により取り出すことができるが、その方法は重合反応に際して溶剤を用いたか否かによって、また溶剤を用いた場合には、生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が溶剤に溶解しているかまたは不溶で懸濁しているかによって異なる。重合反応に際し溶剤を用いなかった場合は、生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩はそれのみを含む固体として得られ、特別の単離操作を施すことなくポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が得られる。生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩の全部または大部分が、用いた溶剤に不溶もしくは難溶で懸濁している場合には、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。
【００１６】
また生成したポリアスパラギン酸アルカリ金属塩が用いた溶剤に全部または大部分が溶解して溶液となっている場合には、該溶液から溶剤を蒸発させて乾固して取り出すこともできるし、該溶液を濃縮したり溶けにくい溶剤と混合して固体を析出させてから、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。この様にして取り出されたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩は、場合によっては、再沈澱や膜分離などのポリマーの常用の精製法により精製することもできる。
【００１７】
工程IIの原料となるポリアスパラギン酸アルカリ金属塩は、工程Ｉで得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を一旦前述の方法で単離した後に用いてもよいし、場合によっては、単離することなく反応終了後の混合物をそのまま用いても構わない。また、必要に応じて、硝酸、硫酸、塩酸またはカルボン酸等の酸を添加してポリアスパラギン酸側鎖のカルボン酸を遊離の形にしてもよい。
【００１８】
本発明では、工程Ｉで得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸は、工程IIにおいて抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させることにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩に変換することができる。
【００１９】
ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸をポリアスパラギン酸抗菌性金属塩に変換する方法としては、特に限定されるものではなく、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と有効に接触させる方法であればいかなる方法でも構わない。得られるポリアスパラギン酸抗菌性金属塩は全てのカルボン酸が抗菌性金属塩となっていてもよいが、その一部でもよい。
【００２０】
ここでいう抗菌性金属イオンとは、抗菌性、防かび性および防藻性示す金属イオンであり、例えば、銀、銅、亜鉛、錫、鉛、鉄、コバルト、ニッケル、マンガンまたはクロムイオンなどが知られている。特に、銀、銅または亜鉛イオンが好ましい。用いる抗菌性金属イオンを有する金属化合物は、これらの抗菌性金属の硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、燐酸塩、例えば蟻酸、酢酸または乳酸などの有機カルボン酸塩、ハロゲン化物、過塩素酸塩などから選ばれ、１種類でも２種類以上の組み合わせでも構わない。これらのうち、硝酸塩、硫酸塩、有機カルボン酸塩またはハロゲン化物が好ましい。工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩のアルカリ金属イオンと抗菌性金属イオンの原子比は通常１： 0.01〜５の範囲であり、好ましくは１： 0.1〜３である。
【００２１】
工程IIにおいては、抗菌性金属イオンを有する金属化合物での処理は通常溶剤の存在下に行われる。このような溶剤としては、例えば、水、飽和脂肪族または脂環式炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、エーテル類、ニトリル類、または非プロトン性極性溶媒などが挙げられ、更には例えばメタノール、エタノール、ｎ−ブタノールなどの炭素数１から４のアルコール類などである。溶剤は単独で用いても２種類以上を混合して用いても構わない。
【００２２】
本発明の工程IIにおいて、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させる際の温度は通常２００℃以下であり、好ましくは１０〜１００℃の範囲である。反応時間は通常２４時間以内であり、好ましくは０．０５〜１５時間、より好ましくは０．２〜８時間である。反応は、場合により、常圧、加圧および減圧のいずれでも実施し得る。反応の雰囲気は空気でも窒素や炭酸ガス等の不活性気体であっても構わない。また反応の形式としては回分式、半回分式または連続式の何れでもよい。
【００２３】
本発明の方法によれば、工程IIで生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩は常用の方法により取り出すことができるが、その方法は、生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩が溶剤に溶解しているかまたは不溶で懸濁しているかによって異なる。生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の全部または大部分が、用いた溶剤に不溶もしくは難溶で懸濁している場合には、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。また生成したポリアスパラギン酸抗菌性金属塩が用いた溶剤に全部または大部分が溶解して溶液となっている場合には、該溶液から溶剤を蒸発させて乾固して取り出すこともできるし、該溶液を濃縮したり溶けにくい溶剤と混合して固体を析出させてから、濾過、遠心分離またはデカンテーションなどの常用の固液分離の方法で取り出すことができる。
【００２４】
このようにして取り出されたポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の中に、副生するアルカリ金属塩または過剰の抗菌性金属イオンを有する金属化合物等が残存している場合には、例えば、水洗または溶剤洗浄、透析などの方法により、該アルカリ金属塩および抗菌性金属イオンを有する金属化合物を容易に分離除去することができる。また、場合によっては、再沈澱や膜分離などのポリマーの常用の精製法により精製することもできる。
【００２５】
【実施例】
次に実施例により本発明を更に詳しく説明するが、これらは限定的でなく単に説明のためと解されるべきである。
実施例１
２００ｍｌ三ツ口ナス型フラスコに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液１７．３６ｇ（水酸化ナトリウムとして４３．４ｍｍｏｌ）を仕込み、これに攪拌しながら室温で粉体のマレアミド酸５．００ｇ（４３．４ｍｍｏｌ）を少量づつ加えた。加えたマレアミド酸はただちに溶解した。無色透明の溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水を留去し、得られた固体を更に１ｍｍＨｇで３時間減圧乾燥することにより白色固体を得た。（別途全く同様にして得た白色固体は、元素分析、原子吸光法によるナトリウム分析および1Ｈ−ＮＭＲを測定した結果、マレアミド酸ナトリウム塩であることが確認された）。
【００２６】
次いで、このマレアミド酸ナトリウム塩を、フラスコ内を窒素で置換した後、１７０℃のオイルバスに浸して５時間加熱して、マレアミド酸ナトリウム塩の重合反応を行った。反応開始時点においては白色であった固体が反応の進行とともにしだいに褐色に着色していった。反応終了後黄褐色固体が５．８７ｇ得られた。この固体の元素分析の結果は、ポリアスパラギン酸ナトリウム塩の計算値と極めてよく一致し、さらに1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲを測定したところ、アスパラギン酸の縮重合により得られたポリこはく酸イミドを水酸化ナトリウム水溶液で加水分解して得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩の標準品のスペクトルと一致し、この固体はポリアスパラギン酸ナトリウム塩であることが解った。ポリアスパラギン酸ナトリウム塩のモル収率は９８．６％（マレアミド酸基準）であった。またゲル濾過クロマトグラフィーで分子量を測定した結果、プルラン基準で重量平均分子量が４４００であった。また元素分析の結果から、この方法で得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩は炭素原子と窒素原子の原子比がＣ／Ｎ＝４．０３であることが解った。この値は理論値であるＣ／Ｎ＝４と一致し、マレアミド酸ナトリウム塩を原料に用いてポリアスパラギン酸ナトリウム塩を合成した場合には脱炭酸を伴わずに重合反応が進行していることが明らかとなった。
【００２７】
このようにして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水２０ｍｌを加えて溶解した。硝酸銀１．８６ｇ（１１．０ｍｍｏｌ）を水１０ｍｌに溶解した硝酸銀水溶液を室温で加えた後、６０℃で２時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出していた結晶を濾別し、水およびエタノールで洗浄した。減圧乾燥後、ポリアスパラギン酸銀塩１．１８ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、４５．２％であり、理論値である４８．６％に近い。
【００２８】
実施例２
２００ｍｌ三ツ口ナス型フラスコに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液６９．５１ｇ（水酸化ナトリウムとして１７３．８ｍｍｏｌ）を仕込み、これに攪拌しながら室温で粉体のマレアミド酸２０．００ｇ（１７３．８ｍｍｏｌ）を少量づつ加えた。加えたマレアミド酸はただちに溶解した。無色透明のマレアミド酸ナトリウム塩の水溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水溶液の重量が３２．０ｇになるまで濃縮した。この水溶液には２３．８ｇのマレアミド酸ナトリウム塩が含まれている。このようにしてマレアミド酸ナトリウム塩の水溶液を用意した。
【００２９】
次いで、このマレアミド酸ナトリウム塩水溶液を７０ｍｌオートクレーブに仕込み、反応器内を窒素で置換した後、２００℃で５時間加熱して、マレアミド酸ナトリウム塩の重合反応を行った。反応終了後オートクレーブを開放すると、反応混合物は粘度の高い褐色の液体となっていた。
【００３０】
この褐色液体２．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて希釈した。１Ｎ硝酸銀水溶液１５．０ｍｌを室温で加えた後、６０℃で２時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出していた結晶を濾別し、水およびエタノールで洗浄した。減圧乾燥後、ポリアスパラギン酸銀塩１．５５ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、４４．８％であった。
【００３１】
実施例３
２００ｍｌ三ツ口ナス型フラスコに炭酸水素カリウム４．３５ｇ（４３．４ｍｍｏｌ）、水２０ｇを仕込んで炭酸水素カリウム水溶液とした後、これに攪拌しながら室温で粉体のマレアミド酸５．００ｇ（４３．４ｍｍｏｌ）を少量づつ加えた。加えたマレアミド酸はただちに溶解し、また炭酸ガスの発生が見られた。無色透明の溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水を留去し、得られた固体を更に１ｍｍＨｇで３時間減圧乾燥することにより白色固体を得た。別途全く同様にして得た白色固体は、元素分析、原子吸光法によるカリウム分析および1Ｈ−ＮＭＲを測定した結果、マレアミド酸カリウム塩であることが確認された。
【００３２】
次いで、このマレアミド酸カリウム塩にラジカル禁止剤としてターシャリーブチルカテコール７ｍｇ（０．０４２ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を窒素で置換した後、１８０℃のオイルバスに浸し３．５時間加熱して、マレアミド酸カリウム塩の重合反応を行った。反応開始時点においては白色であった固体が反応の進行とともにしだいに褐色に着色していった。反応終了後褐色固体が６．５２ｇ得られた。この固体の元素分析を測定したところポリアスパラギン酸カリウム塩の計算値とよく一致し、さらに1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲを測定したところ、アスパラギン酸の縮重合により得られるポリこはく酸イミドを水酸化カリウム水溶液で加水分解して得られたポリアスパラギン酸カリウム塩の標準品のスペクトルと一致し、この固体はポリアスパラギン酸カリウム塩であることが確認された。ポリアスパラギン酸カリウム塩のモル収率は９８．０％であり、重量平均分子量は３５００であった。またＣ／Ｎ比は３．９８であった。
【００３３】
このようにして得られたポリアスパラギン酸カリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。１Ｎ硝酸銀水溶液１０．０ｍｌを室温で加えた後、６０℃で２時間攪拌した。室温まで冷却した後、析出していた結晶を濾別し、水およびエタノールで洗浄した。減圧乾燥後、ポリアスパラギン酸銀塩１．００ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、４４．９％であった。
【００３４】
実施例４
２００ｍｌ三ツ口フラスコに無水マレイン酸５．００ｇ（５１．０ｍｍｏｌ）と水５ｇを仕込み、６０℃で３０分加熱した後室温にまで冷却した。この溶液に室温で２０％水酸化ナトリウム水溶液１０．２０ｇ（水酸化ナトリウムとして５１．０ｍｍｏｌ）を１０分間かけて滴下し、次いで３０％アンモニア水３．１８ｇ（アンモニアとして５６．０ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下した。仕込んだ無水マレイン酸とアンモニアと水酸化ナトリウムのモル比は 1：1.1：1である。アンモニア水滴下終了後、無色透明の溶液が得られた。この溶液を６０℃の水浴に浸し、４０ｍｍＨｇの減圧下で水を留去し、得られた固体を更に１ｍｍＨｇで３時間減圧乾燥することにより白色固体を得た。この白色固体の一部を極少量取り、元素分析および原子吸光法によるナトリウム分析を行った結果、この白色固体はマレイン酸骨格を有するものとアンモニウムイオンとナトリウムイオンのモル比が 1：0.93：1.0である混合物であることが解った。
【００３５】
次いで、この混合物を含むフラスコに溶剤としてo-ジクロロベンゼン１００ｇ、ラジカル禁止剤としてハイドロキノン６ｍｇ（０．０５４ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を窒素で置換した後、１００〜１１０℃で３０分、次いで１７０℃で５時間加熱して重合反応を行った。ポリアスパラギン酸ナトリウム塩が淡褐色固体として生成した。反応終了後、反応混合物を室温にまで冷却しこの固体を濾過、少量のメタノールで洗浄後減圧乾燥することにより、ポリアスパラギン酸ナトリウム塩が６．２８ｇ得られた。ポリアスパラギン酸ナトリウム塩のモル収率は９０．０％であり、重量平均分子量は３７００で、Ｃ／Ｎ比は３．９７であった。
【００３６】
このようにして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。３５重量％硝酸１．３２ｇを徐々に添加した後、１Ｎ硝酸銀水溶液２０．０ｍｌを室温で滴下した後、２時間攪拌した。反応液を２００ｍｌのメタノールに排出して、再沈澱を行った。得られた沈澱を濾別し、洗浄、減圧乾燥して、ポリアスパラギン酸銀塩０．６０ｇを得た。この生成物中の銀イオン含量は、３３．３％であった。
【００３７】
実施例５
実施例１と同様にして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。１Ｎ硫酸７．３ｍｌを徐々に添加した後、１Ｎ硫酸銅水溶液２．０ｍｌを室温で滴下した後、２時間攪拌した。反応液を２００ｍｌのメタノールに排出して、再沈澱を行った。得られた沈澱を濾別し、洗浄、減圧乾燥して、ポリアスパラギン酸銅塩０．６０ｇを得た。この生成物中の銅イオン含量は、１８．１％であった。
【００３８】
実施例６
実施例１と同様にして得られたポリアスパラギン酸ナトリウム塩１．００ｇを１００ｍｌ三ツ口フラスコにとり、水１０ｍｌを加えて溶解した。１Ｎ塩化亜鉛水溶液５．０ｍｌを室温で滴下した後、２時間攪拌した。得られた沈澱を濾別し、洗浄、減圧乾燥して、ポリアスパラギン酸亜鉛塩０．７０ｇを得た。この生成物中の亜鉛イオン含量は、２１．５％であった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の方法によると、マレイン酸、無水マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物から導かれる化合物や混合物を加熱重合させ、重合時に脱炭酸を起こすことなく、しかも一段で収率良くポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造することができ、製造されたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させることにより、容易にポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造することができる。
Claims (13)
- ▲１▼マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物、または▲２▼無水マレイン酸、マレイン酸またはフマル酸とアンモニアおよび塩基性アルカリ金属化合物を原料として得られる混合物で、その中のマレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が１： 0.7〜1.3 ： 0.7〜1.3 の範囲にあるものを、加熱重合して、ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造する工程Ｉと、工程Ｉにより得られたポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させて、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造する工程IIにより、ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩を製造することを特徴とするポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法。
- ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩中の金属が、銀、銅または亜鉛である請求項１記載の方法。
- マレイン酸もしくはフマル酸のモノアンモニウムモノアルカリ金属塩、マレイン酸もしくはフマル酸のモノアミドモノアルカリ金属塩、またはそれらの混合物に含まれるアルカリ金属が、ナトリウムまたはカリウムである請求項１または２記載の方法。
- 塩基性アルカリ金属化合物が、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、または炭素数１〜３のアルコールのアルコキシドである請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
- 塩基性アルカリ金属化合物が、ナトリウムもしくはカリウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、または炭素数１〜３のアルコールのアルコキシドである請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
- マレイン酸またはフマル酸骨格を有するものとアンモニウムイオンまたはアミド基とアルカリ金属イオンのモル比が、１： 0.9〜1.1 ： 0.9〜1.1 の範囲である請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
- 加熱重合によりポリアスパラギン酸アルカリ金属塩を製造する温度が、１１０ないし２５０℃の範囲である請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
- 加熱重合を、溶剤の存在下に行う請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
- 加熱重合を、ラジカル禁止剤の存在下に行う請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
- 抗菌性金属イオンを有する金属化合物が硝酸塩、硫酸塩、有機カルボン酸塩または金属ハロゲン化物である請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
- ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸の側鎖のカルボキシル基と、抗菌性金属イオンのモル比が１：０．１〜３の範囲である請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
- ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸を、抗菌性金属イオンを有する金属化合物と反応させる温度が、１０ないし１００℃の範囲である請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法。
- ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩またはそれを酸処理して得られるポリアスパラギン酸と、抗菌性金属イオンを有する金属化合物との反応を、溶剤の存在下に行う請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12547496A JP3654705B2 (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12547496A JP3654705B2 (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09309952A JPH09309952A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3654705B2 true JP3654705B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=14910991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12547496A Expired - Fee Related JP3654705B2 (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3654705B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2537876B1 (en) | 2010-02-18 | 2017-01-18 | Mitsui Chemicals, Inc. | Processes for production of polyaspartic acid precursor polymer and polyaspartic acid salts |
| CN115449075A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-09 | 山东远联化工股份有限公司 | 一种聚天冬氨酸二价金属螯合盐的制备方法 |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP12547496A patent/JP3654705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09309952A (ja) | 1997-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3654705B2 (ja) | ポリアスパラギン酸抗菌性金属塩の製造方法 | |
| CN113795538A (zh) | 含全氟环丁烷单体的制备方法 | |
| CA1062270A (en) | Preparation of 4-fluorophthalic anhydride | |
| JPH0931193A (ja) | ポリアスパラギン酸アルカリ金属塩およびその誘導体の製造方法 | |
| Song et al. | Aromatic poly (ester imide) s and poly (amide imide) s having 1, 1′‐binaphthyl‐2, 2′‐diyls in the main chain | |
| JPH0687950A (ja) | ポリ（安息香酸）、その製造方法及びそれを用いたポリ（パラフェニレン）の製造方法 | |
| US9273179B2 (en) | Decomposable polymer | |
| US2743248A (en) | Single stage process of polycondensation of alkylene-alkylidene and aralkylidene-bis-halogen substituted-carboxylic acid amides | |
| JP2000273173A (ja) | ポリこはく酸イミド、およびポリアスパラギン酸塩の製造方法 | |
| Ueda et al. | Synthesis of polyamides by ring‐opening polyaddition of 4, 4′‐disubstituted bis (3‐buten‐4‐olide) with aliphatic diamines | |
| JPS5822113B2 (ja) | ビスマレイミドの製造方法 | |
| EP0059646A2 (en) | Conjugated polymers and processes for preparing and modifying them | |
| Pyriadi et al. | Synthesis of phenol formaldehyde-containing pendant itaconamic, itaconimide and poly [N-(substituted) itaconimides] | |
| Gaina et al. | Preparation and characterization of bismaleimides containing ester groups from bisphenolic chelates and their polymers | |
| Kool et al. | Organic polymers from condensations of cyclopentadienyl and indenyl dinucleophiles with carbon dielectrophiles | |
| Kim et al. | Synthesis and characterization of poly (amic acid) s from a novel aromatic diamine with bilaterally attached benzoxazole groups | |
| Hsiao et al. | Syntheses and properties of polyamides from ether diacid having the spirobichroman unit | |
| Shimomura et al. | Synthesis and properties of novel polymers having S‐methyldibenzothiophenium salt moieties | |
| JPS63107976A (ja) | 新規なポリマレイミド化合物及びその製造方法 | |
| US3386966A (en) | Fully conjugated alicyclic polymers and process of making same | |
| Carraher JR et al. | Synthesis of Poly (-O-acylsuIfonylamideoxides) from Poly (acrylonitrile) | |
| JPS6087247A (ja) | １，３−ビス（３−アミノフエノキシ）ベンゼンの製造方法 | |
| JP2000290368A (ja) | ポリアスパラギン酸の製造方法 | |
| JPS5829304B2 (ja) | マレイミドノ セイゾウホウ | |
| JPS61205232A (ja) | ３，４−ジカルボキシジフエニルエ−テル及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050217 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050301 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050301 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |