JP4485653B2 - Polymer and production method thereof - Google Patents

Description

【００１３】
［式（２ａ）（２ｂ）中、Ｒは有機残基であり、Ｘ ¹ はＮＨ、Ｎ（Ｒ'）（Ｒ'はアルキル基、アリール基又はアラルキル基）、Ｏ又はＳであり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は水素、アルキル基、アリール基又はアラルキル基であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の何れか２つが結合して環を形成してもよく、ｎは１又は２である。］
かつ一般式（２ａ）及び一般式（２ｂ）中の下記部分（Ａ）
【化５０】

の代わりに、ラウリルアミン残基、ステアリルアミン残基、又はオクチルアミン残基が結合した繰り返し単位も有する重合体である。
【００１４】
また、本発明の製造方法は、上記重合体を製造するための方法であって、ポリコハク酸イミド又はポリアスパラギン酸に、ウリルアミン、ステアリルアミン又はオクチルアミンを反応させ、その後、下記一般式（３）で表わされる化合物を反応させ、さらにアミノ基を四級化することを特徴とする重合体の製造方法である。
【００１５】
【化６】

【００１６】
［式（３）中、Ｙは、ＮＨ₂、ＮＨ（Ｒ'）（Ｒ'はアルキル基、アリール基又はアラルキル基）、ＯＨ又はＳＨであり、Ｚは有機残基である。］
【００１７】
【発明の実施の形態】
（１）重合体の構造
本発明の重合体は、ポリマー基本骨格と側鎖部分からなる。以下、これらを２つに分けて説明する。
【００１８】
（１−１）重合体のポリマー基本骨格
本発明の重合体のポリマー基本骨格は、前記一般式（２ａ）又は一般式（２ｂ）で表される通りの基本骨格であり、ポリアスパラギン酸又はポリグルタミン酸からなる基本骨格である。
【００１９】
ポリアスパラギン酸又はポリグルタミン酸からなる基本骨格は、生分解性を有する。
【００２０】
（１−２）重合体基本骨格としての酸性ポリアミノ酸系樹脂
上述のとおり本発明の重合体の基本骨格としては、ポリグルタミン酸とポリアスパラギン酸が挙げられるが、以下、工業的生産により適したポリアスパラギン酸系樹脂を中心に説明する。また、以下の説明においては、ポリグルタミン酸とポリアスパラギン酸の両者を酸性ポリアミノ酸系樹脂と総称する。
【００２１】
本発明の重合体の基本骨格として特に好ましい酸性ポリアミノ酸は、グルタミン酸又はアスパラギン酸の単独重合体でも、これらのコポリマーでも、また他のアミノ酸とのコポリマーであっても構わない。コポリマーにおけるアミノ酸成分の具体例としては、例えば、２０種類のタンパク質構成アミノ酸、Ｌ−オルニチン、一連のα−アミノ酸、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、酸性アミノ酸のω−エステル、塩基性アミノ酸、塩基性アミノ酸のＮ置換体、アスパラギン酸−Ｌ−フェニルアラニン２量体（アスパルテーム）等のアミノ酸及びアミノ酸誘導体、Ｌ−システイン酸等のアミノスルホン酸等を挙げることができる。α−アミノ酸は、光学活性体（Ｌ体、Ｄ体）であっても、ラセミ体であってもよい。また、コポリマーは、ブロック・コポリマーであっても、ランダム・コポリマーであっても構わない。
【００２２】
また、他の基本骨格を有する重合体との共重合体やグラフト共重合体等であっても構わない。他の基本骨格を有する重合体としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリオキシアルキレン等の合成高分子、澱粉、セルロース、キチン、キトサン等の多糖類が挙げられる。
【００２３】
これらの中では、工業的生産に適したポリアスパラギン酸、もしくはアスパラギン酸とグルタミン酸の共重合体、アスパラギン酸及び／又はグルタミン酸とリジンとのコポリマーが好ましく、さらにポリアスパラギン酸が特に好ましい。
【００２４】
本発明の重合体は、非架橋体又は微架橋体であることが好ましい。微架橋体とは、重合体の本来の物性、特に溶解性を損ねない範囲内で架橋されたものをいう。ただし、水溶性又は油溶性を保つ程度に架橋度が低いことが好ましい。
【００２５】
なお、本発明の重合体の分子量は特に限定されず、その用途によって適宜決定すればよい。例えば、膜形成能等が必要な場合は分子量は高い方がよく、分解性を速くすること等が必要な場合は分子量は低い方が好ましい。一般的に、ペンダント基を導入する前の原料重合体の重量平均分子量は、１０００〜１０００万程度であり、好ましくは５０００〜１００万程度、より好ましくは１万〜２０万程度である。
【００２６】
（３）重合体の側鎖構造
本発明の重合体は、分子を構成する繰り返し単位の少なくとも一部の繰り返し単位が、前記式（１）で表されるベタイン基又はその塩を含むペンダント基を有することを特徴とする。すなわち、その重合体の側鎖構造は,ポリマー主鎖と結合する置換基と、少なくとも１個のベタイン基又はその塩を含む有機残基（ペンダント基）とからなる。
【００２７】
本発明の重合体のペンダント基に含まれるベタイン基は、末端にカルボキシル基とアンモニウム基を含む基である。具体的には、下記一般式（４）で表わされる互変異性体であるベタイン基、もしくはその塩として表わされる。
【００２８】
【化７】

【００２９】
［式（４）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は水素、アルキル基、アリール基又はアラルキル基であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の何れか２つが結合して環を形成してもよく、・Ｘは陰イオンである。］。
【００３０】
すなわち、ベタイン中のカルボキシル基は強酸の存在下では解離していないフリーのカルボン酸基となり、ベタインではなくカチオンとして働く。本発明の重合体は強酸の存在下、カチオンとして用いても何ら問題ではない。
【００３１】
本発明の重合体中のベタイン基のカルボキシル基の形態は特に限定されない。具体的には、ベタイン基内のアンモニウム基と対イオン（ベタイン）となっていてもよく、フリーのカルボキシル基となっていてもよく、カルボン酸の塩となっていてもよい。この中で、ベタイン基内のアミノ基と対イオン(ベタイン）となった場合もしくはフリーのカルボキシル基が好ましい。
【００３２】
ベタイン基のアンモニウム基の形態は１級アミン以外であれば特に限定されないが四級アンモニウムが好ましい。具体的には、アルキル基、アリール基、アラルキル基の何れかが３つ結合したアンモニウムである。これらは、２つの置換基が結合し、環を形成しても構わない。例えば、エチレンイミン環、ピペリジン環、モルホリン環等を挙げることができる。
【００３３】
本発明の重合体において、ベタイン基又はその塩を含むペンダント基を有する繰り返し単位の数は、目的とする用途によって変わってくる。水溶性のポリマーの場合、分子を構成する繰り返し単位の総数に対して、１〜９９.８％が好ましく、１０〜９９.８％がより好ましい。他の繰り返し単位の種類は特に限定されないが親水性の置換基を含むものが好ましい。
【００３４】
界面活性能を持つポリマーの場合、分子を構成する繰り返し単位の総数に対して、１０〜９０％が好ましく、３０〜７０％がより好ましく、４０〜６０％が特に好ましい。他の繰り返し単位の種類は特に限定されないが疎水性をもつ長鎖アルキル基、アリール基、アラルキル基等が好ましい。
【００３５】
油溶性ポリマーの場合、分子を構成する繰り返し単位の総数に対して、１〜３０％が好ましく、１〜２０％がより好ましく、１〜１０％が特に好ましい。他の繰り返し単位の種類は特に限定されないが疎水性をもつ長鎖アルキル基、アリール基、アラルキル基等が好ましい。
【００３６】
本発明の重合体は、水溶性、水膨潤性、油溶性、油膨潤性の何れかであることが好ましい。これらの特性は、両性イオンを含む繰り返し単位と、他に含まれる疎水部分とのバランスによって決まる。その比は、一概に決定することはできないが、一般的には、繰り返し単位が多いと水溶性の傾向が強くなり、疎水部分が多くなると油溶性の傾向が強くなる。そして、これらの中間に水膨潤性、油膨潤性が発現できる部分がある。水膨潤性は、さらに水溶液のｐＨ、温度等によっても変わり、高温では水溶性となる場合がある。
【００３７】
本発明の重合体が酸性ポリアミノ酸からなる場合、代表的には、下記一般式（２ａ）で表される繰り返し単位、及び、下記一般式（２ｂ）で表される繰り返し単位が挙げられる。
【００３８】
【化８】

【００３９】
［式（２ａ）（２ｂ）中、Ｒは有機残基であり、Ｘ¹はＮＨ、Ｎ（Ｒ'）（Ｒ'はアルキル基、アリール基又はアラルキル基）、Ｏ又はＳであり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は水素、アルキル基、アリール基又はアラルキル基であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の何れか２つが結合して環を形成してもよく、ｎは１又は２である。］。
【００４０】
一般式（２ａ）及び（２ｂ）において、その側鎖構造は、ポリマー主鎖と結合するＸ¹と、少なくとも１個のベタイン基［一般式（１）］又はその塩を有するペンダント基（Ｒ＋ベタイン基）とからなる。
【００４１】
このペンダント基（Ｒ＋ベタイン基）は、ポリアスパラギン酸の場合、ポリマー主鎖のアミド結合に対して、α位に置換されていても、β位に置換されていても構わない。ポリグルタミン酸の場合、ポリマー主鎖のアミド結合に対して、α位に置換されていても、γ位に置換されていても構わない。
【００４２】
Ｘ¹は−ＮＨ−,−ＮＲ'−,−Ｏ−,−Ｓ−から選ばれる結合であり、これらのうち単独であっても、複数の混合であっても構わない。ここでＲ'は、例えば炭素数１乃至１６の分岐していてもよいアルキル基、アラルキル基、アリール基である。
【００４３】
一般式（２ａ）及び（２ｂ）において、ＲやＸ¹が各々同一である繰り返し単位のみを有する重合体であってもよいし、ＲやＸ¹が異なる繰り返し単位を同時に有する重合体であってもよい。またＸ¹中のＲ'は、アラルキル、フェニル、ナフチル基が好ましく、アルキル基の場合は、炭素数１〜２０の分岐していてもよいアルキル基であることが好ましい。
【００４４】
ペンダント基を構成するベタイン基又はその塩以外の有機残基部分（Ｒ）は、特に限定されないが、アルキレン、アラルキレン、フェニレン、ナフチレン基等が挙げられる。これらは、直鎖であっても分岐構造であっても構わない。また、有機残基に対するベタイン基の置換位置も特に限定されない。これらの有機残基の中で、生分解性等を考慮すると、アルキレン基が好ましく、特にリジン、オルニチンにて誘導されたものが好ましい。
【００４５】
ペンダント基を構成する有機残基（Ｒ）は無置換でも、置換していても良い。有機残基が置換されている場合、置換基の具体例としては、炭素数１〜１８の分岐していても良いアルキル基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、アラルキル基、置換していてもよいフェニル基、置換していてもよいナフチル基、炭素数１〜１８の分岐していても良いアルコキシ基、アラルキルオキシ基、フェニルチオ基、炭素数１〜１８の分岐していても良いアルキルチオ基、炭素数１〜１８の分岐していても良いアルキルアミノ基、炭素数１〜１８の分岐していても良いジアルキルアミノ基、炭素数１〜１８の分岐していても良いトリアルキルアンモニウム基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホン基、ホスホン基及びこれらの塩、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基等が挙げられる。また、このベタイン基製造過程における四級カチオン化反応が不十分な一級アミン、二級アミン、三級アミンを含んでいても構わない。
【００４６】
（３）重合体の製造方法
本発明の重合体の製造方法は、特に限定されないが、重合後の重合体にペンダント基を導入する方法と、重合可能なモノマーにペンダント基を導入した後に重合を行う方法がある。その他、ベタイン基の前駆体となる置換基を含むペンダント基を含む重合体にベタイン基を誘導する方法もある。
【００４７】
この中で、重合後の重合体にペンダント基を導入する方法及びベタイン基の前駆体となる置換基を含むペンダント基を含む重合体にベタイン基を誘導する方法が好ましい。このとき、重合後の重合体にベタイン基の前駆体となる置換基を含むペンダント基を導入する方法もある。
【００４８】
重合後の重合体にペンダント基を導入する方法で用いる重合体としては、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸等が挙げられる。また酸性ポリアミノ酸から１分子相当の水が脱水したポリコハク酸イミドが挙げられる。
【００４９】
重合後の重合体にペンダント基を導入する方法は基本的には、後に述べるポリアスパラギン酸系樹脂の製造方法（４）の中の酸性ポリアミノ酸を用いた重合体の製造方法と同じなので、（４）の欄中に記載する。
【００５０】
重合可能なモノマーにペンダント基を導入した後に重合を行う方法では、上記の重合体の中で、反応性不飽和結合を利用して重合するもの、脱水縮合を利用して重合するものが相当し、上記重合体の共重合体となる。
【００５１】
ここでベタイン基の前駆体となる置換基（以下、ベタイン前駆体基と呼ぶ）として有用なものは、カルボキシル基とアミノ基を有する置換基であり、このアミノ基を四級アンモニウム化することによりベタイン化することができる。
【００５２】
（４）ポリアスパラギン酸系樹脂の製造方法
本発明の重合体として、より有用なポリアスパラギン酸系樹脂を中心に、その製造方法を説明する。
【００５３】
ベタイン基を含むペンダント基を有するポリアスパラギン酸系樹脂の製造方法としては、上記（３）の欄で説明した方法と同じように、ポリアスパラギン酸にベタイン基あるいはベタイン前駆体基を含むペンダント基を導入する方法と、ベタイン基あるいはベタイン前駆体基を含むペンダント基を導入したモノマーを重合する方法がある。
【００５４】
さらに、ポリアスパラギン酸の場合、ポリアスパラギン酸単位から水１分子が脱水した構造を有するポリコハク酸イミドを用いる方法もある。このポリコハク酸イミドにペンダント基を導入する方法は、温和な条件にて反応が進行し、副生物もないので特に好ましい。
【００５５】
またベタイン基そのものを含有する試剤は工業的に入手することが難しいので、ベタイン前駆体基を含有する反応試剤を反応後に、ベタイン化（カチオン化等）を行なうことが好ましい。
【００５６】
［ポリコハク酸イミドを用いた重合体の製造方法］
ポリコハク酸イミドを用いた重合体の製造方法は、ポリコハク酸イミドのイミド環への反応試剤中のアミン等の求核付加反応を利用して実施することができる。具体的には、イミド環と反応できるアミン等を有する反応試剤を反応させることによりペンダント基とする方法である。このペンダント基には、ベタイン基あるいはそのベタイン前駆体基となる置換基を含む。ここでは、ベタイン基あるいはベタイン前駆体基となる置換基が含まれることで反応試剤の溶解性や反応性は異なる場合もあるが、基本的な反応としてはこれらの置換基を含んでいようとも、特に違いはないのでここではどちらも含めて説明する。
【００５７】
ポリコハク酸イミドの製造方法は特に限定されないが、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー（Ｊ.Ａｍｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.）,８０巻,３３６１頁〜（１９５８年）等に記載の方法にて、容易に製造することができる。
【００５８】
使用するポリコハク酸イミドの分子量は、特に限定されず、使用する用途によっても変わる。例えば、膜形成能等が必要な場合は分子量が高い方が良く、分解性を速く実現するためには低い分子量が好ましい。一般的に、その重量平均分子量は１０００以上１００万以下である。適正な分子量は使用する用途によって変わる。
【００５９】
ポリコハク酸イミドへのペンダント基導入反応は反応の状態は特に限定されないが、ポリコハク酸イミドの良溶媒中で行う方法、生成する重合体の良溶媒中で行う方法、ペンダント基となる反応試剤の良溶媒中にて行う方法、固相状態にて行う方法等が挙げられる。これらの中で、ポリコハク酸イミドの良溶媒中で行う方法、生成する重合体の良溶媒中で行う方法が好ましい。
【００６０】
このペンダント基導入反応に使用される溶媒は、ポリコハク酸イミドもしくはポリアスパラギン酸系樹脂を溶解できるもの、もしくはペンダント基となりうる反応試剤を溶解できるものが好ましく、化学反応に用いられる一般的な溶媒はいずれも使用できる。
【００６１】
ポリコハク酸イミドもしくはポリアスパラギン酸系樹脂を溶解できる溶媒としては、例えばＮ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ,Ｎ'−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が挙げられる。この中では、ポリコハク酸イミドの溶解性が高い、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミドが特に好ましい。
【００６２】
また、ベタイン基あるいはベタイン前駆体基を含むペンダント基を有するポリアスパラギン酸系樹脂、ベタイン基あるいはベタイン前駆体基を含むペンダント基となりうる反応試剤に対しては、極性の高い溶媒が好ましい。例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらの中で、水、メタノール、エタノールが好ましく、特に水が好ましい。これらの溶媒は、単独でも、２種以上を混合して用いても構わない。
【００６３】
本発明にて使用されるペンダント基となりうる反応試剤としては、ベタイン基又はベタイン前駆体基を含むアミン、アルコール、チオールが挙げられる。またベタイン前駆体基を含む反応試剤としては、グリシノ基又はその前駆体を含むアミン、アルコール、チオールが挙げられる。これらはグリシノ基のカルボキシル基又はアミノ基を保護して反応後、脱保護しても構わない。例えば、カルボキシル基をカルボン酸エステル、アミド、カルボン酸の塩の状態で反応させ、加水分解、塩交換等の反応後、カルボン酸の形に誘導されても構わない。またグリシノ基のアミノ基をアミド、塩等の状態にし、反応後にアミノ基に誘導しても構わない。
【００６４】
使用するペンダント基となりうる反応試薬の量は、特に限定されないが、ポリコハク酸イミドに対して１〜９９.８モル％が好ましく、特に１０〜９９.８モル％が好ましい。
【００６５】
反応試薬としては、ベタイン基を含む反応試剤とベタイン前駆体基を含む反応試剤があるが、工業的には、ベタイン前駆体基を含む反応試剤が入手し易い。
【００６６】
例えば、ベタイン前駆体基を含む反応試剤としては下記一般式（３）で表わされる化合物が好ましい。
【００６７】
【化９】

【００６８】
［式（３）中、Ｙは、ＮＨ₂、ＮＨ（Ｒ'）（Ｒ'はアルキル基、アリール基又はアラルキル基）、ＯＨ又はＳＨであり、Ｚは有機残基である。］。
【００６９】
この一般式（３）で表わされる化合物は、特にリジン、オルニチン等のアミン化合物であることが好ましい。
【００７０】
本発明で用いるポリコハク酸イミドとの反応に用いるアミン化合物としては、１級アミンが特に好ましい。また、アミノ基が存在するα位の炭素が分岐していない方が好ましい。ＹがＯＨ又はＳＨである場合は、反応性を高めるためにアルコラート、チオラートとして反応することもできる。
【００７１】
ペンダント基導入反応は、必要により触媒を用いてもよい。触媒としては、一般的に、塩基触媒が用いられる。
【００７２】
ペンダント基導入反応後の反応生成物は、場合によっては、残りのイミド環の一部を加水分解、あるいは、他のペンダント基を導入しても構わない。これらの反応は、本発明のペンダント基（ベタイン基あるいはベタイン前駆体基を含む）を導入する前に行っても、後に行っても構わない。一般的に、親水性の高い置換基を導入する場合、上記の水等の極性溶媒を用いる方が好ましい。特に、本発明においては、疎水性の高いペンダント基として、ラウリルアミン残基、ステアリルアミン残基、又はオクチルアミン残基を導入する。この場合はポリコハク酸イミドの良溶媒中にて行う方が好ましい。すなわち、反応時の溶媒の選択は他のペンダント基導入反応と本発明に係わるペンダント基導入反応との兼ね合いにて適宜決定すればよい。また、２種以上の溶媒を組み合わせて用いることもできる。
【００７３】
残りのイミド環の開環反応を行なう場合は、水中もしくは水と混和可能な有機溶剤中で行われる。残りのイミド環の開環に使用できる試剤は特に限定されないが、一般的には、アルカリ水が用いられる。
【００７４】
ペンダント基導入反応後もしくは残りのイミド環の開環反応後は、必要によりそのカルボン酸を中和して用いることもできる。中和度は特に限定されないが、単量体単位として、０〜５０モル％が好ましく、特に、０〜３０モル％が好ましい。中和の方法は特に限定されないが、例えば、残りのイミド環の開環反応後に酸を添加して、ｐＨを調整する方法でも構わない。
【００７５】
残りのイミド環の開環反応後は、必要により、そのカルボン酸もしくはカルボン酸の塩を別の種類の塩にて交換して用いることもできる。塩交換に使用される対イオンとしては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等がある。
【００７６】
この中で対イオンの分子量が大きくなると相対的に単量体単位あたりの分子量が大きくなり、単位質量当たりの吸水量が小さくなるので、対イオンの分子量は小さい方がよい。また人の肌等に触れる可能性がある場合は皮膚等への刺激性が低い方が良く、無機の塩もしくはアンモニウム塩が好ましい。その中でもナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、トリエタノールアミンのアミン塩が好ましく、さらにナトリウム、カリウムがコストの面で特に好ましい。
【００７７】
アルカリ開環後の樹脂の乾燥温度は、特に限定されないが、一般には２０〜１５０℃が好ましく、特に４０〜１００℃が好ましい。
【００７８】
［酸性ポリアミノ酸を用いた重合体の製造方法］
酸性ポリアミノ酸を用いた重合体の製造方法は、酸性ポリアミノ酸のカルボキシル基と反応試剤中のアミン等の脱水縮合反応あるいは付加反応を利用して製造することができる。具体的にはカルボキシル基と反応できるアミン等を有する反応試剤を反応させることによりペンダント基とする方法である。このペンダント基には、ベタイン基あるいはその前駆体となる置換基を含む。ここでは、ベタイン基あるいはその前駆体となる置換基が含まれることで反応試剤の溶解性や反応性は異なる場合もあるが、基本的な反応としてはこれらの置換基を含んでいようとも、特に違いはないのでここではどちらも含めて説明する。また、酸性ポリアミノ酸を用いた重合体の製造方法は特に限定されないが、ポリアスパラギン酸とポリグルタミン酸にて大きな相違はないので、ポリアスパラギン酸を中心に説明する。また、酸性ポリアミノ酸以外の酸性基を有する重合体についても本発明の方法が適用できる。
【００７９】
ポリアスパラギン酸のペンダント基導入反応は、特に限定されず、液相中でも固相反応でも構わない。液相反応の場合は、ポリアスパラギン酸もしくはポリアスパラギン酸誘導体を溶剤に溶かすか、ペンダント基となりうる試剤を溶解して反応させる。固相反応は、反応物をある程度均一に混合する必要があるので、反応器もしくは内容物の振とうもしくは攪拌を行って混合を行うか、もしくは、溶液にして、もしくは分散系にした後、溶剤を除去することによって混合する。
【００８０】
液相反応に用いられる溶媒は、特に限定されるものではないが、一般には水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等のグリコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ,Ｎ'−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等がある。この中で酸性ポリアミノ酸を溶解できる水、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ,Ｎ'−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホランが好ましい。
【００８１】
酸性基を有する重合体にペンダント基を導入する方法としては、ペンダント基となりうる試剤と酸性基を有する重合体を脱水縮合する方法が一般的である。
【００８２】
脱水縮合は、生成する水を溶媒との共沸によって除く方法、脱水剤としてモレキュラシーブを加えておく方法、脱水縮合剤を用いて反応させる方法、酵素を用いる方法のいずれでも構わない。また、酸性基を有する重合体を均一に混合し、溶剤を除去した固相状態にて反応することもできる。
【００８３】
縮合剤の例としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ−エチル−Ｎ'−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド等のカルボジイミド、１−アシルイミダゾリド、２−エトキシ−１−エトキシカルボニル−１,２−ジジヒドロキノリン、トリフェニルホスフィン／四塩化炭素、トリフェニルホスフィン／ブロモトリクロロメタン、フェニルホスホン酸ビス（２−ニトロフェニルエステル）、シアノホスホン酸ジエチル、ジフェニルホスホロアジド等の含リン化合物、２−フルオロ−１−エチルピリジニウム・テトラフルオロボレート、トリフェニルホスフィン／ビス（ベンゾチアゾール）ジスルフィド、トリブチルホスフィン／ビス（ベンゾチアゾール）ジスルフィド等の酸化還元縮合剤等が挙げられる。酵素の例としては、ペニシリンアシラーゼ、イーストリパーゼ等のリパーゼ等が挙げられる。
【００８４】
脱水縮合時の反応温度は、特に限定されず、使用する脱水縮合剤によっても変わる。酸触媒又は触媒を用いない場合は２０〜２５０℃が好ましく、１００〜１８０℃が特に好ましい。脱水縮合剤を用いるときは温和な条件にて反応が進行する場合が多く、−２０〜１００℃程度で反応は進行する。
【００８５】
また、酸性基を有する重合体の酸性基を活性化して用いても構わない。例えば、エステル化、アミド化、チオエステル化する方法である。この場合、有機化学的に用いられる通常の反応条件を用いることができる。さらに、酸性基の誘導体として、酸無水物、酸ハロゲン化物等が挙げられる。
【００８６】
これらの反応例としては、例えば、酸性基とアルコール、アミン、チオールと脱水縮合反応する方法、酸性基を酸無水物、酸ハロゲン化物、酸アジド等にして活性化してアルコール、アミン、チオールと反応する方法、アルコール、アミンを反応して活性化して酸性基と反応する方法、例えば、アルコールはハロゲン化物、スルホン酸エステル、硫酸エステルへ誘導して、アミンはケイ素誘導体へ誘導して反応する方法、酸性基と活性化したアルコール、例えば、ハロゲン化物、エステルスルホン酸エステル、硫酸エステルとして、アミンは、ケイ素誘導体として反応する方法、酸性基とエポキシ化合物、イソシアナート化合物、アジリジン化合物、アルキル金属等と反応させる方法、酸性基を塩としてハロゲン化物等と反応させる方法、酸性基を活性なエステルとして、エステル交換、エステル−アミド交換によって反応させる方法等がある。
【００８７】
活性なエステルとしては、メチル、エチル等の炭素数の少ないアルコール成分、クロロメチル、ジクロロメチル等の電子吸引基を含むアルコール成分、Ｎ−ヒドロキシコハク酸イミド等のアルコールが挙げられる。
【００８８】
これらの反応において、場合によっては、酸触媒、塩基触媒等の触媒を併用しても構わない。また、反応系が不均一になる場合、もしくは用いる原料が不溶性の場合、相間移動触媒を用いても構わない。
【００８９】
反応試薬としては、ベタイン基を含む反応試剤とベタイン前駆体基を含む反応試剤があるが、工業的には、ベタイン前駆体基を含む反応試剤が入手し易い。例えば、ベタイン前駆体基を含む反応試剤としては下記一般式（３）で表わされる化合物が好ましい。
【００９０】
【化１０】

【００９１】
［式（３）中、Ｙは、ＮＨ₂、ＮＨ（Ｒ'）（Ｒ'はアルキル基、アリール基又はアラルキル基）、ＯＨ又はＳＨであり、Ｚは有機残基である。］。
【００９２】
この一般式（３）で表わされる化合物は、特にリジン、オルニチン等のアミン化合物であることが好ましい。
【００９３】
ここで前駆体の場合、前記脱水縮合、付加反応等を行なう際に酸を付加させたり、保護基をつけたりして反応性を落としておくことが望ましい。
【００９４】
［カチオン化反応及びベタイン化］
本発明の重合体の製造法において、ベタイン前駆体となる置換基を導入後にベタイン基へ変更する方法は非常に有効な方法である。
【００９５】
ベタイン前駆体として有用なものは、カルボキシル基とアミノ基を有する置換基であり、このアミノ基を四級アンモニウム化することによりベタイン化することができる。具体的には、前駆体中に含まれるアミノ基を四級アンモニウム化する方法が望ましい。以下、カチオン化反応について説明する。
【００９６】
本発明のカチオン化反応及びベタイン化反応は、ポリマーのペンダント基内のカチオン基又はベタイン基となり得る前駆体を、カチオン化剤又はベタイン化剤と反応させる方法である。本発明では、便宜上、カチオン基及び／又はベタイン基となり得る置換基を、前駆体と呼ぶ。
【００９７】
まず、前駆体を含むペンダント基の導入反応について説明する。前駆体を含むペンダント基の導入反応の反応条件は、特に限定されないが、［ポリコハク酸イミドを用いた重合体の製造方法］［酸性ポリアミノ酸を用いた重合体の製造方法］の欄で説明した反応条件にて行なうことができる。
【００９８】
アンモニウムイオンとなり得る前駆体は、一級アミン、二級アミン、三級アミンもしくはカチオン化剤であり、特に限定されないが、一級アミン、二級アミン、三級アミンが好ましく、反応性からは三級アミンが、特に好ましく、原料入手の容易さからは一級アミンが好ましい。これらの、ペンダント基に対する置換位置は特に限定されない。
【００９９】
生成するアンモニウムは一級アミンは含まない。四級アンモニウム、三級アミンのアンモニウム、二級アミンのアンモニウムが挙げられる。この中で四級アンモニウムが好ましい。
【０１００】
次に、カチオン基となりうる前駆体とカチオン化剤とを反応させるカチオン化反応について説明する。なお、ポリマーに含まれるペンダント基に対して、カチオン基となりうる前駆体もしくはカチオン化剤の、どちらが含まれていても構わない。すなわち、カチオン基となりうる前駆体をペンダント基中に含むポリマーに対して、カチオン化剤を反応させてもよく、また、カチオン化剤をペンダント基中に含むポリマーに対して、カチオン基となりうる前駆体を反応させても構わない。
【０１０１】
ここで、カチオン化剤には毒性の高いものが多いので、残存することは好ましくない。すなわち、未反応基が残る可能性を考慮すると、カチオン基となりうる前駆体を含むペンダント基にカチオン化剤を反応させるほうが好ましい。
【０１０２】
カチオン化剤としては、特に限定されないが、塩化物、臭化物、ヨウ化物、スルホン酸エステル、硫酸エステル、アルキル金属、アジド等の置換反応を利用するもの、反応性不飽和化合物、エポキシ化合物、アジリジン、チイラン等の付加反応を利用するもの等がある。
【０１０３】
例えば、塩化メタン、塩化エタン、塩化プロパン、２−クロロプロパン、１−クロロブタン、２−クロロブタン、１−クロロペンタン、２−クロロペンタン、３−クロロペンタン、１−クロロヘキサン、２−クロロヘキサン、３−クロロヘキサン、１−クロロオクタン、１−クロロデカン、１−クロロテトラデカン等のアルキル塩化物、臭化メタン、臭化エタン、臭化プロパン、２−ブロモプロパン、１−ブロモブタン、２−ブロモブタン、１−ブロモペンタン、２−ブロモペンタン、３−ブロモペンタン、１−ブロモヘキサン、２−ブロモヘキサン、３−ブロモヘキサン、１−ブロモオクタン、１−ブロモデカン、１−ブロモテトラデカン等のアルキル臭化物、ヨードメタン、ヨードエタン、ヨードプロパン、２−ヨードプロパン、１−ヨードブタン、２−ヨードブタン、１−ヨードペンタン、２−ヨードペンタン、３−ヨードペンタン、１−ヨードヘキサン、２−ヨードヘキサン、３−ヨードヘキサン、１−ヨードオクタン、１−ヨードデカン、１−ヨードテトラデカン等のアルキルヨード化物、硫酸メチル、硫酸エチル、硫酸プロピル、硫酸ブチル、硫酸ペンチル、硫酸ヘキシル、硫酸オクチル、硫酸デシル、硫酸テトラデシル等の硫酸モノエステル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジプロピル、硫酸ジブチル、硫酸ジペンチル、硫酸ジヘキシル、硫酸ジオクチル、硫酸ジデシル、硫酸ジテトラデシル等の硫酸ジエステル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸プロピル、メタンスルホン酸ペンチル、メタンスルホン酸ヘキシル、メタンスルホン酸オクチル、メタンスルホン酸デシル、メタンスルホン酸テトラデシル、エタンスルホン酸メチル、エタンスルホン酸エチル、エタンスルホン酸プロピル、エタンスルホン酸ペンチル、エタンスルホン酸ヘキシル、エタンスルホン酸オクチル、エタンスルホン酸デシル、エタンスルホン酸テトラデシル、トリフルオロメタンスルホン酸メチル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸プロピル、トリフルオロメタンスルホン酸ペンチル、トリフルオロメタンスルホン酸ヘキシル、トリフルオロメタンスルホン酸オクチル、トリフルオロメタンスルホン酸デシル、トリフルオロメタンスルホン酸テトラデシル、ベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸プロピル、ベンゼンスルホン酸ペンチル、ベンゼンスルホン酸ヘキシル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸デシル、ベンゼンスルホン酸テトラデシル、ｐ−トルエンスルホン酸メチル、ｐ−トルエンスルホン酸エチル、ｐ−トルエンスルホン酸プロピル、ｐ−トルエンスルホン酸ペンチル、ｐ−トルエンスルホン酸ヘキシル、ｐ−トルエンスルホン酸オクチル、ｐ−トルエンスルホン酸デシル、ｐ−トルエンスルホン酸テトラデシル等のスルホン酸エステルが挙げられる。
【０１０４】
また、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、エピクロルヒドリン等のエポキシ化合物が使用できる。
【０１０５】
この中で、得られるカチオン基自身の分子量は高くない方が好ましく、また、反応性が高く、反応後は除去しやすいものが好ましい。
【０１０６】
カチオン基を含むペンダント基導入反応後もしくはカチオン化反応後は、必要により、そのカチオン基の対イオンを塩交換することもできる。
【０１０７】
カチオン化の反応温度は特に限定されず、ポリマー主鎖が切断されず、反応が十分に進行する温度を選択すればよい。例えば、１０〜２００℃が好ましく、３０〜１５０℃がより好ましく、４０〜１００℃が特に好ましい。
【０１０８】
反応に使用される溶媒も特に限定されず、カチオン化剤が反応せず、反応が進行するものであれば特に限定されないが、原料あるいは生成物が溶解できるものが好ましい。その例としては、（４）の［ポリコハク酸イミドを用いた重合体の製造方法］と［酸性ポリアミノ酸を用いた重合体の製造方法］の欄にて説明した溶媒が使用できる。
【０１０９】
本発明においてベタイン化反応とは、ベタイン基となりうる前駆体とベタイン化剤とを反応させることを言う。例えば、ベタイン基となりうる前駆体を有するペンダント基を含む重合体に対して、ベタイン化剤を反応させる方法がある。
【０１１０】
ベタイン基を含むペンダント基導入反応後もしくはベタイン化反応後は、必要により、反応系を酸性にすることで、そのベタイン基中のアニオン基を非イオン性にしても構わない。
【０１１１】
アニオン基を非イオン性にする酸は、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、リン酸等の無機酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸等のカルボン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等のスルホン酸、ベンゼンホスホン酸等が挙げられる。この場合、ペンダント基中のアニオンより、強い酸でなければならない。
【０１１２】
一方、本発明の重合体のベタイン基中のカルボキシル基は必要により、塩として用いることができる。このカルボン酸塩を形成するイオンは特に限定されない。このカルボン酸の塩を形成するイオンの具体例としては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属イオン、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、ペンチルトリメチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウム、トリエチルブチルアンモニウム、トリエチルペンチルアンモニウム、トリエチルヘキシルアンモニウム、シクロヘキシルトリエチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム等のアンモニウムイオン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリペンタノールアミン、トリヘキサノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジベンジルアミン、エチルメチルアミン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチルペンチルアミン、メチルヘキシルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン等のアミンイオン等を挙げることができる。
【０１１３】
これらの中では、アミノ基の反応性への影響を考えるとその分子量が小さくて、共役酸の酸性度が弱いものの方が好ましい。また、人の肌等に触れる可能性がある場合は、皮膚刺激性が低い方が好ましい。これらの点から、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウムを用いることが好ましく、さらに、ナトリウム、カリウムを用いることが、コストの面で特に好ましい。
【０１１４】
［重合体製造後の後処理］
本発明の重合体の製造方法において採用される反応終了後に反応液から生成重合体を単離する方法は、実質的に、反応生成物を所望の純度で単離できるものであれば、特に制限されない。上記単離方法は、公知・公用のいずれの方法によってもよい。一般的には、濃縮、再結晶、又は再沈澱等の公知・公用の単離操作が採用される。
【０１１５】
上記単離方法の具体例としては、例えば、反応終了後に、適当な温度において、反応生成物が溶解している反応液に、過剰の貧溶媒（例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等）を加え、析出した反応生成物を、デカンテーション、濾過又は吸引濾過等により単離し、沈殿物を溶解しない貧溶媒で充分に洗浄後、乾燥する方法等が挙げられる。他の具体例としては、例えば、反応終了後に、適当な温度において、反応生成物が溶解している反応液を、前記と同じ過剰の貧溶媒に加え、析出した反応生成物の沈殿物を、前記と同様にして単離し、洗浄し、乾燥する方法等が挙げられる。
【０１１６】
（５）重合体の用途
本発明の重合体の使用用途は特に限定されないが、従来の表面作用型高分子薬剤、界面作用型高分子薬剤、内部作用型高分子薬剤、結合作用型高分子薬剤が使用可能な用途のいずれにも使用できる。
【０１１７】
例えば、界面作用型高分子薬剤としては、分散を主目的としたものとして、顔料分散剤、農薬粒剤用分散剤、微粉炭用分散剤、セメント分散剤、スケール防止剤、潤滑油用清浄分散剤、流動点降下剤、プラスチック着色助剤、相溶化剤が挙げられ、凝集を主目的としたものとして、高分子凝集剤、ろ水性・歩留り向上剤等が挙げられ、接着を主目的としたものとして、印刷インキ用バインダー、へアセット用高分子、不織布用バインダー、プラスチック強化繊維用バインダー、電子写真トナー用バインダー、磁気テープ用バインダー、レジンコンクリート用バインダー、鋳物砂用バインダー、ファインセラミック用バインダー、シーラント、接着剤等が挙げられ、その他の目的のものとして、泡安定化剤、消泡剤、エマルジョンブレーカー、滑剤等が挙げられる。
【０１１８】
表面作用型高分子薬剤としては、表面保護を主目的としたものとして、塗料用高分子、フロアポリッシュ用高分子、錠剤コーティング剤、マスキング剤、光ファイバー用コーティング剤、プラスチック・ハードコート剤、フォトレジスト用高分子、プリント配線板用防湿コーティング剤等が挙げられ、表面改質を主目的としたものとして、紙用サイズ剤、紙力増強剤、つや出しコーティング剤、繊維用防染加工剤、帯電防止剤・導電剤、電磁波シールド用コーティング剤、コンクリート用防水剤、プライマー等が挙げられる。
【０１１９】
内部作用型高分子薬剤としては、増粘を主目的とするものとして、捺染用のり剤、原油増産用高分子、土木用高分子、焼き入れ油用高分子、作動液用高分子、粘度指数向上剤等が挙げられ、減粘を主目的とするものとして、可塑剤等が挙げられ、ゲル化を主目的としたものとして、吸水性高分子、吸油性高分子等が挙げられる。
【０１２０】
結合作用型高分子薬剤としては、ビルダー、キレート高分子、染料固着剤、エポキシ樹脂硬化剤等が挙げられる。
【０１２１】
本発明の重合体は、使用目的、使用用途に応じて、親水性／疎水性のバランスととることにより、広い範囲で有効な重合体として作用できる。
【０１２２】
（６）化粧品（料）及び香粧品（料）の用途
本発明の重合体は化粧品及び香粧品に有用に使用できる。
【０１２３】
本明細書において用いる「化粧品」、「化粧料」、「香粧品」及び「香粧料」なる語の概念には、例えば、「第２６回新入社員化粧品技術講習会テキスト」（東京化粧品工業会・東京化粧品技術者会共同主催、財団法人日本粧業会共催、平成６年６月、朝日生命ホール）第３４頁及び第３５頁記載の「表−化粧品の種類と効能の範囲」記載の種別及び品目を包含する。その記載は全て、引用文献及び引用範囲を明示したことにより本出願明細書の開示の一部とし、明示した引用範囲を参照することにより、本出願明細書に記載した事項又は開示からみて、当業者が直接的かつ一義的に導き出せる事項又は開示とする。
【０１２４】
本明細書において用いる「化粧品」及び「化粧料」なる語の概念には、例えば乳液、エマルジョン、クリーム、クレンジングクリーム、おしろい、口紅、化粧水、ローション、ぬれティッシュー、マニキュア、ペディキュア、保湿料、パック、ムース、シェービングクリーム、アフターシェービングローション、ヘアトニック、ヘアリキッド、ヘアスプレー、デオドラント、消臭剤、消香剤等をも包含する。
【０１２５】
本明細書において用いる「香粧品」及び「香粧料」なる語の概念には、例えば整髪料、香水、オーデコロン、オードトアレ、フレグランス、入浴剤、芳香剤等をも包含する。
【０１２６】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において「部」とは「質量部」を意味する。また、実施例及び比較例において採用した評価方法（１）〜（６）を以下に示す。
【０１２７】
（１）原料ポリコハク酸イミドの重量平均分子量の評価
原料ポリコハク酸イミドの重量平均分子量（以下、Ｍｗという。）は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ゲル濾過クロマトグラフィー、以下、ＧＰＣという）により、ポリスチレンを標準として、以下の条件で評価した。
【０１２８】
装置 ：日本分光８８０−ＰＵ
検出器：Ｓｈｏｄｅｘ ＲＩＤ−３００
カラム：Ｓｈｏｄｅｘ ＫＤ−８０４＋ＫＤ−８０Ｍ
溶媒 ：０.０１Ｍ・ＬｉＢｒ／ＤＭＦ
濃度 ：０.５ｗｔ％
注入量：２０μｌ
流速 ：１.０ｍｌ／ｍｉｎ。
【０１２９】
（２）重合体組成の分析（加水分解物の分析）−１
生成した重合体の組成を調べるために、加水分解して得られたモノマー及びペンダント部分を高速液体クロマトグラフィー（以下ＨＰＬＣと略す）を用いて測定した。重合体の加水分解反応は、重合体０.５部を６規定塩酸２０部中に加え、１１０℃にて２４時間行った。こうして得られた分解物を以下の条件で評価した。
【０１３０】
アスパラギン酸、塩基性アミノ酸又はベタイン基含有ペンダント成分の分析；
装置：日本分光８８０−ＰＵ
検出器：５７０ｎｍカラム：Ｓｈｏｄｅｘ ＣＸｐａｋ Ｐ−４２１
溶媒：クエン酸ナトリウム緩衝液（Ａ）０.２Ｎ Ｎａ＋／１２％Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ（ｐＨ３.３２）
（Ｂ）０.２Ｎ Ｎａ＋（ｐＨ４.２０）
（Ｃ）１.０Ｎ Ｎａ＋（ｐＨ６.９８）
（Ｄ）１.８Ｎ Ｎａ＋（ｐＨ７.５０）
グラジエント：（Ａ）１５分→（Ｂ）１３分→（Ｃ）１３分→（Ｄ）２７分、流速：０.５ｍｌ／ｍｉｎ.反応試剤：ニンヒドリン（０.４ｍｌ／ｍｉｎ.）
なお塩基性アミノ酸の誘導体は全ての誘導体を塩基性アミノ酸誘導体として算出した。
【０１３１】
（３）重合体組成の分析（加水分解物の分析）−２
生成した重合体を加水分解して得られた脂肪族アミン成分をガス・クロマトグラフィー（以下ＧＣと略す）を用いて測定した。重合体の加水分解反応は（２）と同じ条件にて行い、液のｐＨを９に調整して以下の条件にて評価した。
【０１３２】
脂肪族アミンの分析；
装置 ：Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＧＣ−１４Ａ
カラム：Ｕｎｉｓｏｌｅ１０Ｔ＋ＫＯＨ（２０＋４）％ＵｎｉｐｏｒｔＣ８０／１００ ＧｌａｓｓＣｏｌ.Ｉ.Ｄ.３φ×３ｍ
カラム温度：６０℃／１５分、６０〜１８０℃：Ｐｒｏｇ.７.５℃／ｍｉｎ
移動相：Ｎ2２０ｍｌ／ｍｉｎ.
検出器：ＦＩＤ１０３×８
サンプルサイズ：０.４μＬ。
【０１３３】
（４）皮膚刺激性
ドレイズ法（ＯＥＣＤガイドライン；Ｎｏ.４０４）に従って、各重合体当たり３匹の白色ウサギを用いて試験した。有効成分濃度を５質量％にしてウサギに塗布し、一定時間経過後の皮膚の様子からドレイズスコアにより、下記４段階で評価した。
◎：Ｎｏｎ−ｉｒｒｉｔａｎｔ
○：Ｍｉｌｄ−ｉｒｒｉｔａｎｔ
△：Ｍｏｄｅｒａｔｅ−ｉｒｒｉｔａｎｔ
×：Ｓｅｖｅｒｅ−ｉｒｒｉｔａｎｔ。
【０１３４】
（５）生分解性の測定
生分解性はコンポスト法にて測定した。コンポスト法は、ＡＳＴＭ Ｄ−５３３８.９２の応用であるＩＳＯ ＣＤ １４８５５に準じて行った。すなわち、まず試験サンプルに含まれる炭素量を元素分析にて測定した。次に、１５部の試験サンプルを８００部のイノキュラムに加え、５８℃にて４０日間生分解を行い、生成した二酸化炭素の量を測定して、試験サンプルに含まれる炭素量を二酸化炭素に換算した量に対する発生二酸化炭素量を生分解率（％）として表した。ここで、生分解性しやすいサンプルの中には、イノキュラム中の炭素分までも、分解促進するものもあり、この場合、１００％を超える値となるものもある。
【０１３５】
（６）官能試験
本発明の重合体の用途は、限定されるものでないが、ここでは保湿剤としての効果を官能試験により確認した。すなわち、重合体を用いて次に示す化粧水を調整し、２０人のパネラーにより各組成物を使用した際の皮膚の滑らかさ、しっとり感及びべたつき感につき、下記３段階で評価してその平均点をとった。
【０１３６】
化粧水組成；ポリアミノ酸重合体１.０質量％、ポリオキシエチレン（２０モル付加）ソルビタンモノラウリン酸エステル２.０質量％、ポリオキシエチレン（２０モル付加）ラウリルエーテル硫酸ナトリウム１.０質量％、エタノール８.０質量％、グリセリン５.０質量％、プロピレングリコール４.０質量％、クエン酸０.２質量％、精製水残余
官能評価；
３：非常に滑らか、２：やや滑らか、１：滑らかさがない
３：しっとり感が良好、２：しっとり感が普通、１：しっとり感がない
３：べたつき感がない、２：少しべたつく、１：非常にべたつく。
【０１３７】
［実施例１］
Ｍｗ９.６万のポリコハク酸イミド（以下ＰＳＩと略す）１０部をＮ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下ＤＭＦと略す）２０部に溶解した溶液に、ラウリルアミン５.７３部を加え、６０℃にて４時間反応させた。反応液を蒸留水２００部に排出し、沈殿物を吸引濾過にて集め、蒸留水５０部にて洗浄した。得られたウエットケーキを水５０部とメタノール２０部に分散し、リジン５０％水溶液２０.９部を加え、４０℃にて３時間反応した。得られた反応物をアセトン４００部に排出し、沈殿物を吸引濾過して集め、６０℃にて乾燥した。
【０１３８】
さらに、乾燥後、得られたポリマーをエタノール１００部に懸濁し、よう化メチル３３.８部、ピリジン５０部を装入し、４０℃にて８時間反応させた。反応後、室温に冷却し、アセトン５００部に排出し、沈殿物を吸引濾過して集め、アセトン２００部で洗浄した後、６０℃にて乾燥すると、２７.４部の重合体が得られた。
【０１３９】
得られた重合体の分解物をＨＰＬＣ及びＧＣにて分析すると、重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン誘導体：ラウリルアミン＝１００：７１：２８（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は９８％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.８、しっとり感２.９、べたつき感２.７であり、良好な結果であった。
【０１４０】
［実施例２］
実施例１において、Ｍｗ９.６万のＰＳＩの代わりに、Ｍｗ５.６万のＰＳＩを用いた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体２６.９部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン誘導体：ラウリルアミン＝１００：６９：２７（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は１０１％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.７、しっとり感２.９、べたつき感２.６であり、良好な結果であった。
【０１４１】
［実施例３］
実施例１において、Ｍｗ９.６万のＰＳＩの代わりに、Ｍｗ１.６万のＰＳＩを用いた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体２６.２部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン誘導体：ラウリルアミン＝１００：６５：２７（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は１０１％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.６、しっとり感２.８、べたつき感２.４であり、良好な結果であった。
【０１４２】
［実施例４］
実施例１において、リジン・１塩酸塩の代わりにオルニチン・１塩酸塩１３.０３部と水酸化ナトリウム２.８８部を蒸留水２０部に溶解した水溶液を用いた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体２６.９部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：オルニチン誘導体：ラウリルアミン＝１００：７２：２８（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は９８％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.８、しっとり感２.８、べたつき感２.７であり、良好な結果であった。
【０１４３】
［実施例５］
実施例１において、ラウリルアミンを７.６４部に、リジン５０％水溶液１７.９５部、ヨウ化メチル２９.０部に代えた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体２９.５部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン誘導体：ラウリルアミン＝１００：５８：３９（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は９８％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.７、しっとり感２.６、べたつき感２.８であり、良好な結果であった。
【０１４４】
［実施例６］
実施例１において、ラウリルアミンを９.５５部に、リジン水溶液のリジン・１塩酸塩１０.３５部に、水酸化ナトリウム２.２７部、ヨウ化メチル２４.１部に代えた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体２８.１部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン：ラウリルアミン＝１００：４８：４８（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は１０７％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.６、しっとり感２.９、べたつき感２.５であり、良好な結果であった。
【０１４５】
［実施例７］
実施例１において、ラウリルアミンの代わりに、ステアリルアミン７.４６部を用いた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体３０.６部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン：ステアリルアミン＝１００：７２：２６（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は９６％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.８、しっとり感２.６、べたつき感２.８であり、良好な結果であった。
【０１４６】
［実施例８］
実施例１において、ラウリルアミンの代わりに、オクチルアミン４.００部を用いた以外は実施例１と同様にして処理した。乾燥後、重合体２６.２部が得られた。得られた重合体の組成は、アスパラギン酸：リジン：オクチルアミン＝１００：７０：２９（モル／モル／モル）であった。得られた重合体の皮膚刺激性は○であり、生分解率は１０３％と良好な生分解性を示した。また、官能試験は、滑らかさ２.６、しっとり感２.８、べたつき感２.６であり、良好な結果であった。
【０１４７】
［比較例１］
ポリアミノ酸系重合体を無添加にした以外は、実施例１と同様にして化粧水を調整して評価した。官能試験の結果は、べたつき感は２.８と良好であったが、滑らかさ２.１、しっとり感１.８、とよくなかった。
【０１４８】
［比較例２］
ポリアミノ酸系重合体の代わりにＭｗ８.２万のポリアスパラギン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１と同様にして化粧水を調整して評価した。官能試験の結果は、滑らかさ２.４、しっとり感２.３、べたつき感２.５であった。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、生分解性に優れ、生体に対して刺激惹起性がなく、分解した後の安全性にも優れ、しかも保湿性等の点で更に改良が施され、幅広い用途において各種要求特性を満たすことのできる重合体及びその製造方法を提供できる。
【０１５０】
すなわち、本発明により得られる、生体適合性及び生体への安全性が高く、高い親水性を付与できるベタイン基又はその塩を含むペンダント基を有する酸性ポリアミノ酸誘導体は、生体（例えば、眼、皮膚等）に対して刺激性を惹起しない。従って、生体に対して刺激惹起性がなく、生分解性を有するので、例えば、化粧品、香粧品、界面活性剤、食品添加物（増粘剤、安定剤、保湿剤、麺質改良剤、凝着剤、ｐＨ調整剤、抗菌剤等）薬剤用担体、医薬品、医薬部外品等の分野において非常に有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polymer having a specific substituent in at least a part of monomer units and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polymer that is excellent in biodegradability, does not cause irritation to a living body, and is excellent in safety even after being decomposed, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
[Technical background of degradable resin]
For ordinary resins that are not biodegradable, disposal after use becomes a problem. Such resins are incinerated at the time of disposal and landfilled. In the incinerator method, in addition to damage to the furnace material due to heat generated during incineration, It has been pointed out that it causes acid rain. Further, in the method of landfill treatment, there are problems such as that the volume of plastic is bulky, the ground does not become stable because it does not rot, and that a place suitable for landfill has disappeared.
[0003]
That is, since these resins are poor in biodegradability and exist semipermanently in water and soil, this is a very serious problem when considering environmental conservation in waste treatment. For example, in the case of a disposable resin typified by sanitary materials such as disposable diapers and sanitary products, it is very expensive to recycle the resin, and the amount of the resin to be incinerated is large.
[0004]
In addition, when an aqueous solution of sodium polyacrylate is sprayed on the soil,²⁺It is reported that a complex is formed with a multivalent ion such as an insoluble layer (Matsumoto et al., Polymer, Vol. 42, August, 1993). However, such a layer is said to have low toxicity in itself, but it is not in nature, and the impact on the ecosystem due to the accumulation of these resins in the soil over a long period is unknown. It is necessary to investigate thoroughly, and a cautious attitude is desired for its use. Similarly, in the case of a nonionic resin, a complex does not form, but it may accumulate in soil due to nondegradability, and its influence on the natural world is doubtful. In addition, these polymerization resins use monomers that are highly toxic to human skin, etc., and many studies have been made to remove them from the product after polymerization. It is difficult. In particular, it is expected to be more difficult for manufacturing on an industrial scale.
[0005]
Moreover, although disposal processing is not performed, the resin discharged | emitted in an environment also has the same problem. For example, pharmaceutical carriers, cosmetics, cosmetics, surfactants, food additives (thickeners, stabilizers, humectants, noodle quality improvers, coagulants, pH adjusters, antibacterial agents, etc.) Most of the resins that are used are resins that are excellent in safety, but at present, the release and accumulation in the environment are not considered at all.
[0006]
On the other hand, in recent years, biodegradable polymers have attracted attention as “earth-friendly materials” and are actively studied. Examples of such hydrophilic biodegradable resins include polyethylene oxide resins, polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, starch resins, chitosan resins, alginic acid resins, and polyamino acid resins. ing. Among them, polyethylene oxide resins and polyvinyl alcohol resins can only biodegrade only special bacteria, and therefore, biodegradability is slow or not decomposed at all under general conditions. Further, when the molecular weight is increased, the degradability is extremely lowered.
[0007]
On the other hand, polyamino acids are biodegradable and friendly to the global environment. Even if they are absorbed in vivo, they are digested and absorbed by enzymatic action, and do not exhibit antigenicity in vivo, and the degradation products are not toxic. This is a material that is easy on people. However, polyamino acids themselves cannot always be said to have sufficient performance characteristics for use in various applications.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present inventors have made extensive studies from the viewpoint of using a compound that is safe for living bodies and the environment for the purpose of improving performance characteristics while maintaining safety. By opening the ring of polysuccinimide using α-amino acid ester, which is an amine with extremely high safety to living body, the stimulating property to living body (eg, eye, skin, etc.) is substantially increased. Thus, a resin with extremely high safety to living bodies was obtained (Japanese Patent Laid-Open No. 8-48766).
[0009]
The object of the present invention is to further improve the above-mentioned resin, to further improve biodegradability, safety, moisture retention, etc., and to satisfy various required characteristics in a wide range of applications. It is to provide a coalescence and a method for producing the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive investigations from the viewpoint of using a compound that is safe for living organisms and the environment, the present inventors have achieved high biocompatibility and safety to living organisms and high hydrophilicity to acidic polyamino acids and the like. The present inventors have found that a very excellent result can be obtained when a betaine group is introduced, and the present invention has been completed.
[0011]
  That is, the polymer of the present invention isThe following general formula (2a) or the following general formula (2b)Having a pendant group containing a betaine group represented byThe repeating unit has 48 mol% or more with respect to 100 mol% of all repeating units,
[0012]
[Chemical formula 5]

[0013]
[formula(2a) In (2b), R is an organic residue, and X ¹ Is NH, N (R ′) (R ′ is an alkyl group, aryl group or aralkyl group), O or S;R¹, R², R^ThreeIs hydrogen, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R¹, R², R^ThreeAny two of these may combine to form a ringN is 1 or 2. ]
  And the following part (A) in general formula (2a) and general formula (2b)
Embedded image

Is a polymer having a repeating unit having a laurylamine residue, a stearylamine residue, or an octylamine residue bonded thereto instead of.
[0014]
  Further, the production method of the present invention is a method for producing the above polymer, which comprises polysuccinimide orPolyaspartic acidIn addition,Reacting urilamine, stearylamine or octylamine, thenA method for producing a polymer, comprising reacting a compound represented by the following general formula (3) and further quaternizing an amino group.
[0015]
[Chemical 6]

[0016]
[In Formula (3), Y is NH.₂, NH (R ′) (R ′ is an alkyl group, aryl group or aralkyl group), OH or SH, and Z is an organic residue. ]
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Polymer structure
The polymer of the present invention comprises a polymer basic skeleton and side chain portions. Hereinafter, these will be described in two parts.
[0018]
  (1-1) Polymer basic skeleton of polymer
  The polymer basic skeleton of the polymer of the present invention is:A basic skeleton as represented by the general formula (2a) or the general formula (2b),Polyaspartic acidOrPolyglutamic acidIt is a basic skeleton consisting of
[0019]
  Basics consisting of polyaspartic acid or polyglutamic acidSkeletonIs biodegradable.
[0020]
  (1-2) Acidic polyamino acid resin as a basic polymer skeleton
  As aboveAs a basic skeleton of the polymer of the present invention,TheExamples thereof include liglutamic acid and polyaspartic acid. Hereinafter, the polyaspartic acid resin more suitable for industrial production will be mainly described.In the following description, both polyglutamic acid and polyaspartic acid are collectively referred to as acidic polyamino acid resins.
[0021]
The acidic polyamino acid particularly preferred as the basic skeleton of the polymer of the present invention may be a homopolymer of glutamic acid or aspartic acid, a copolymer thereof, or a copolymer with other amino acids. Specific examples of the amino acid component in the copolymer include, for example, 20 types of protein-constituting amino acids, L-ornithine, a series of α-amino acids, β-alanine, γ-aminobutyric acid, neutral amino acids, acidic amino acids, and ω- Examples include esters, basic amino acids, N-substituted basic amino acids, amino acids such as aspartic acid-L-phenylalanine dimer (aspartame) and amino acid derivatives, aminosulfonic acids such as L-cysteic acid, and the like. The α-amino acid may be an optically active substance (L form, D form) or a racemic form. The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer.
[0022]
Further, it may be a copolymer with another polymer having a basic skeleton or a graft copolymer. Examples of the polymer having another basic skeleton include synthetic polymers such as polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, and polyoxyalkylene, and polysaccharides such as starch, cellulose, chitin, and chitosan.
[0023]
Among these, polyaspartic acid suitable for industrial production, a copolymer of aspartic acid and glutamic acid, an aspartic acid and / or a copolymer of glutamic acid and lysine are preferable, and polyaspartic acid is particularly preferable.
[0024]
The polymer of the present invention is preferably a non-crosslinked body or a microcrosslinked body. The micro-crosslinked product refers to a product that is crosslinked within a range that does not impair the original physical properties of the polymer, particularly the solubility. However, it is preferable that the degree of crosslinking is low enough to maintain water solubility or oil solubility.
[0025]
In addition, the molecular weight of the polymer of this invention is not specifically limited, What is necessary is just to determine suitably according to the use. For example, a higher molecular weight is better when film forming ability is required, and a lower molecular weight is preferable when faster degradability is required. Generally, the weight average molecular weight of the raw material polymer before introducing the pendant group is about 1,000 to 10,000,000, preferably about 5,000 to 1,000,000, more preferably about 10,000 to 200,000.
[0026]
(3) Side chain structure of polymer
The polymer of the present invention is characterized in that at least a part of the repeating units constituting the molecule has a pendant group containing a betaine group represented by the formula (1) or a salt thereof. That is, the side chain structure of the polymer consists of a substituent bonded to the polymer main chain and an organic residue (pendant group) containing at least one betaine group or a salt thereof.
[0027]
The betaine group contained in the pendant group of the polymer of the present invention is a group containing a carboxyl group and an ammonium group at the terminal. Specifically, it is represented as a betaine group which is a tautomer represented by the following general formula (4), or a salt thereof.
[0028]
[Chemical 7]

[0029]
[In formula (4), R¹, R², R^ThreeIs hydrogen, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R¹, R², R^ThreeAny two of them may combine to form a ring, and X is an anion. ].
[0030]
That is, the carboxyl group in betaine becomes a free carboxylic acid group that is not dissociated in the presence of a strong acid, and acts as a cation instead of betaine. There is no problem even if the polymer of the present invention is used as a cation in the presence of a strong acid.
[0031]
The form of the carboxyl group of the betaine group in the polymer of the present invention is not particularly limited. Specifically, it may be a counter ion (betaine) with an ammonium group in the betaine group, may be a free carboxyl group, or may be a salt of a carboxylic acid. Of these, the amino group in the betaine group is preferably a counter ion (betaine) or a free carboxyl group.
[0032]
The form of the ammonium group of the betaine group is not particularly limited as long as it is other than the primary amine, but quaternary ammonium is preferable. Specifically, it is ammonium in which any one of an alkyl group, an aryl group, and an aralkyl group is bonded. In these, two substituents may be bonded to form a ring. For example, an ethyleneimine ring, a piperidine ring, a morpholine ring, etc. can be mentioned.
[0033]
In the polymer of the present invention, the number of repeating units having a pendant group containing a betaine group or a salt thereof varies depending on the intended use. In the case of a water-soluble polymer, 1 to 99.8% is preferable with respect to the total number of repeating units constituting the molecule, and 10 to 99.8% is more preferable. Although the kind of other repeating unit is not specifically limited, What contains a hydrophilic substituent is preferable.
[0034]
In the case of a polymer having surface activity, it is preferably 10 to 90%, more preferably 30 to 70%, particularly preferably 40 to 60%, based on the total number of repeating units constituting the molecule. The type of other repeating unit is not particularly limited, but a hydrophobic long-chain alkyl group, aryl group, aralkyl group and the like are preferable.
[0035]
In the case of an oil-soluble polymer, 1 to 30% is preferable, 1 to 20% is more preferable, and 1 to 10% is particularly preferable with respect to the total number of repeating units constituting the molecule. The type of other repeating unit is not particularly limited, but a hydrophobic long-chain alkyl group, aryl group, aralkyl group and the like are preferable.
[0036]
The polymer of the present invention is preferably water-soluble, water-swellable, oil-soluble, or oil-swellable. These characteristics are determined by the balance between the repeating unit containing the zwitterion and the hydrophobic part contained elsewhere. The ratio cannot be determined in general, but generally, the greater the number of repeating units, the stronger the water-soluble tendency, and the greater the hydrophobic part, the stronger the oil-soluble tendency. And there exists a part which can express water swellability and oil swellability between these. The water swellability further varies depending on the pH and temperature of the aqueous solution, and may become water-soluble at high temperatures.
[0037]
When the polymer of the present invention is composed of an acidic polyamino acid, typical examples include a repeating unit represented by the following general formula (2a) and a repeating unit represented by the following general formula (2b).
[0038]
[Chemical 8]

[0039]
[In the formulas (2a) and (2b), R is an organic residue, and X¹Is NH, N (R ′) (R ′ is an alkyl group, aryl group or aralkyl group), O or S, and R¹, R², R^ThreeIs hydrogen, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R¹, R², R^ThreeAny two of these may combine to form a ring, and n is 1 or 2. ].
[0040]
In the general formulas (2a) and (2b), the side chain structure is X bonded to the polymer main chain.¹And a pendant group (R + betaine group) having at least one betaine group [general formula (1)] or a salt thereof.
[0041]
In the case of polyaspartic acid, this pendant group (R + betaine group) may be substituted at the α-position or β-position with respect to the amide bond of the polymer main chain. In the case of polyglutamic acid, it may be substituted at the α-position or γ-position with respect to the amide bond of the polymer main chain.
[0042]
X¹Is a bond selected from —NH—, —NR′—, —O—, and —S—, and may be a single bond or a mixture thereof. Here, R ′ is, for example, an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group which may have 1 to 16 carbon atoms and may be branched.
[0043]
In general formulas (2a) and (2b), R and X¹May be a polymer having only repeating units each of which is the same, or R or X¹May be a polymer having different repeating units at the same time. X¹R ′ therein is preferably an aralkyl, phenyl or naphthyl group, and in the case of an alkyl group, it is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be branched.
[0044]
The organic residue part (R) other than the betaine group or a salt thereof constituting the pendant group is not particularly limited, and examples thereof include alkylene, aralkylene, phenylene, and naphthylene groups. These may be linear or branched. Further, the substitution position of the betaine group with respect to the organic residue is not particularly limited. Among these organic residues, in view of biodegradability and the like, an alkylene group is preferable, and those derived from lysine and ornithine are particularly preferable.
[0045]
The organic residue (R) constituting the pendant group may be unsubstituted or substituted. When the organic residue is substituted, specific examples of the substituent include an optionally branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, an aralkyl group, An optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, an optionally branched alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an aralkyloxy group, a phenylthio group, and an optionally branched alkylthio group having 1 to 18 carbon atoms , An alkylamino group having 1 to 18 carbon atoms which may be branched, a dialkylamino group having 1 to 18 carbon atoms which may be branched, a trialkylammonium group having 1 to 18 carbon atoms which may be branched, Examples thereof include a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a carboxyl group, a sulfone group, a phosphone group and salts thereof, an alkoxycarbonyl group, and an alkylcarbonyloxy group. Further, primary amines, secondary amines, and tertiary amines that are insufficient in the quaternary cationization reaction in the betaine group production process may be included.
[0046]
(3) Production method of polymer
The method for producing the polymer of the present invention is not particularly limited, and there are a method for introducing a pendant group into the polymer after polymerization and a method for carrying out polymerization after introducing a pendant group into a polymerizable monomer. In addition, there is also a method for inducing a betaine group into a polymer containing a pendant group containing a substituent that becomes a precursor of the betaine group.
[0047]
Among these, a method of introducing a pendant group into a polymer after polymerization and a method of inducing a betaine group into a polymer containing a pendant group containing a substituent that becomes a precursor of a betaine group are preferable. At this time, there is also a method of introducing a pendant group containing a substituent to be a precursor of a betaine group into the polymer after polymerization.
[0048]
  As a polymer used in the method of introducing a pendant group into the polymer after polymerizationTheExamples include riaspartic acid and polyglutamic acid. Further, polysuccinimide in which one molecule of water is dehydrated from an acidic polyamino acid can be mentioned.
[0049]
Since the method for introducing a pendant group into the polymer after polymerization is basically the same as the method for producing a polymer using an acidic polyamino acid in the method (4) for producing a polyaspartic acid resin described later, It is described in the column 4).
[0050]
In the method of carrying out polymerization after introducing a pendant group into a polymerizable monomer, the above-mentioned polymers are those that polymerize using reactive unsaturated bonds and those that polymerize using dehydration condensation. It becomes a copolymer of the above polymer.
[0051]
A useful substituent as a precursor of a betaine group (hereinafter referred to as a betaine precursor group) is a substituent having a carboxyl group and an amino group. By converting this amino group to quaternary ammonium, Can be betaine.
[0052]
(4) Method for producing polyaspartic acid-based resin
The production method of the polymer of the present invention will be described with a focus on more useful polyaspartic acid resins.
[0053]
As a method for producing a polyaspartic acid-based resin having a pendant group containing a betaine group, a pendant group containing a betaine group or a betaine precursor group is added to polyaspartic acid in the same manner as described in the section (3) above. There are a method of introducing a monomer and a method of polymerizing a monomer having a pendant group containing a betaine group or a betaine precursor group.
[0054]
Furthermore, in the case of polyaspartic acid, there is also a method using polysuccinimide having a structure in which one molecule of water is dehydrated from a polyaspartic acid unit. This method of introducing a pendant group into polysuccinimide is particularly preferable because the reaction proceeds under mild conditions and there are no by-products.
[0055]
In addition, since it is difficult to industrially obtain a reagent containing a betaine group itself, it is preferable to perform betaine formation (cationization or the like) after reacting a reaction reagent containing a betaine precursor group.
[0056]
[Production method of polymer using polysuccinimide]
The method for producing a polymer using polysuccinimide can be carried out by utilizing a nucleophilic addition reaction of amine or the like in a reaction reagent to the imide ring of polysuccinimide. Specifically, it is a method of forming a pendant group by reacting a reaction reagent having an amine that can react with an imide ring. This pendant group includes a substituent that becomes a betaine group or its betaine precursor group. Here, the solubility and reactivity of the reaction reagent may be different due to the inclusion of a substituent that becomes a betaine group or a betaine precursor group, but the basic reaction may include these substituents. Because there is no particular difference, both will be explained here.
[0057]
Although the manufacturing method of polysuccinimide is not specifically limited, The method of Journal of American Chemical Society (J.Amer.Chem.Soc.), 80, 3361- (1958) etc., It can be manufactured easily.
[0058]
The molecular weight of the polysuccinimide to be used is not particularly limited and varies depending on the application to be used. For example, when film forming ability or the like is required, it is better that the molecular weight is high, and a low molecular weight is preferable in order to realize degradability quickly. Generally, the weight average molecular weight is 1000 or more and 1 million or less. The appropriate molecular weight depends on the application used.
[0059]
The reaction state of the reaction for introducing the pendant group into the polysuccinimide is not particularly limited. However, the method for performing the reaction in a good solvent for the polysuccinimide, the method for performing the reaction in a good solvent for the polymer to be produced, Examples include a method performed in a solvent and a method performed in a solid phase. Among these, a method performed in a good solvent for polysuccinimide and a method performed in a good solvent for the polymer to be produced are preferable.
[0060]
The solvent used for this pendant group introduction reaction is preferably one that can dissolve polysuccinimide or polyaspartic acid-based resin, or one that can dissolve a reaction reagent that can be a pendant group, and a general solvent used for chemical reaction is Either can be used.
[0061]
Examples of the solvent capable of dissolving the polysuccinimide or polyaspartic acid-based resin include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N, N′-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, and sulfolane. Etc. Among these, N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, which have high solubility of polysuccinimide, are particularly preferable.
[0062]
In addition, a highly polar solvent is preferable for a polyaspartic acid-based resin having a pendant group containing a betaine group or a betaine precursor group, or a reaction reagent that can be a pendant group containing a betaine group or a betaine precursor group. For example, water, methanol, ethanol, propanol, acetone, methyl ethyl ketone and the like can be mentioned. Among these, water, methanol, and ethanol are preferable, and water is particularly preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
[0063]
Reaction reagents that can be pendant groups used in the present invention include amines, alcohols, and thiols containing betaine groups or betaine precursor groups. Examples of the reaction reagent containing a betaine precursor group include amines, alcohols, and thiols containing a glycino group or a precursor thereof. These may be deprotected after the reaction by protecting the carboxyl group or amino group of the glycino group. For example, the carboxyl group may be reacted in the form of a carboxylic acid ester, amide, or carboxylic acid salt, and may be derivatized into a carboxylic acid form after a reaction such as hydrolysis or salt exchange. Alternatively, the amino group of the glycino group may be in the form of amide, salt or the like, and may be derived to the amino group after the reaction.
[0064]
The amount of the reaction reagent that can be a pendant group to be used is not particularly limited, but is preferably 1 to 99.8 mol%, particularly preferably 10 to 99.8 mol%, based on polysuccinimide.
[0065]
As a reaction reagent, there are a reaction reagent containing a betaine group and a reaction reagent containing a betaine precursor group, but industrially, a reaction reagent containing a betaine precursor group is easily available.
[0066]
For example, the reaction agent containing a betaine precursor group is preferably a compound represented by the following general formula (3).
[0067]
[Chemical 9]

[0068]
[In Formula (3), Y is NH.₂, NH (R ′) (R ′ is an alkyl group, aryl group or aralkyl group), OH or SH, and Z is an organic residue. ].
[0069]
The compound represented by the general formula (3) is particularly preferably an amine compound such as lysine and ornithine.
[0070]
As the amine compound used in the reaction with the polysuccinimide used in the present invention, a primary amine is particularly preferable. Further, it is preferable that the α-position carbon where the amino group is present is not branched. When Y is OH or SH, it can be reacted as an alcoholate or thiolate in order to increase the reactivity.
[0071]
In the pendant group introduction reaction, a catalyst may be used if necessary. As the catalyst, a base catalyst is generally used.
[0072]
  In the reaction product after the pendant group introduction reaction, in some cases, a part of the remaining imide ring may be hydrolyzed, or another pendant group may be introduced. These reactions may be performed before or after introducing the pendant group of the present invention (including betaine group or betaine precursor group). In general, when a highly hydrophilic substituent is introduced, it is preferable to use a polar solvent such as water.In particular, in the present invention,Highly hydrophobic pendant groupAs laurylamine residue, stearylamine residue, or octylamine residueIntroduce. thisIn this case, it is preferable to carry out in a good solvent of polysuccinimide. That is, the selection of the solvent during the reaction may be determined as appropriate in consideration of the other pendant group introduction reaction and the pendant group introduction reaction according to the present invention. Also, two or more solvents can be used in combination.
[0073]
When performing the ring-opening reaction of the remaining imide ring, it is performed in water or an organic solvent miscible with water. The reagent that can be used for opening the remaining imide ring is not particularly limited, but generally alkaline water is used.
[0074]
After the pendant group introduction reaction or after the ring-opening reaction of the remaining imide ring, the carboxylic acid can be neutralized if necessary. Although a neutralization degree is not specifically limited, 0-50 mol% is preferable as a monomer unit, and 0-30 mol% is especially preferable. The neutralization method is not particularly limited. For example, an acid may be added after the remaining imide ring-opening reaction to adjust the pH.
[0075]
After the ring-opening reaction of the remaining imide ring, the carboxylic acid or carboxylic acid salt can be exchanged with another type of salt, if necessary. Examples of the counter ion used for salt exchange include alkali metal salts, ammonium salts, and amine salts.
[0076]
Among these, when the molecular weight of the counter ion is increased, the molecular weight per monomer unit is relatively increased, and the water absorption amount per unit mass is decreased. Therefore, it is preferable that the counter ion has a smaller molecular weight. In addition, when there is a possibility of touching human skin or the like, it is better that the irritation to the skin or the like is low, and inorganic salts or ammonium salts are preferable. Of these, amine salts of sodium, potassium, lithium, ammonium, and triethanolamine are preferable, and sodium and potassium are particularly preferable in terms of cost.
[0077]
The drying temperature of the resin after alkali ring opening is not particularly limited, but generally 20 to 150 ° C is preferable, and 40 to 100 ° C is particularly preferable.
[0078]
[Method for producing polymer using acidic polyamino acid]
The method for producing a polymer using an acidic polyamino acid can be produced by utilizing a dehydration condensation reaction or addition reaction of a carboxyl group of the acidic polyamino acid and an amine in a reaction reagent. Specifically, it is a method of forming a pendant group by reacting a reaction reagent having an amine or the like that can react with a carboxyl group. This pendant group includes a betaine group or a substituent that is a precursor thereof. Here, the solubility and reactivity of the reaction reagent may differ due to the inclusion of a betaine group or a substituent that is a precursor thereof, but the basic reaction may include these substituents, Since there is no particular difference, both will be described here. Moreover, although the manufacturing method of the polymer using acidic polyamino acid is not specifically limited, since there is no big difference with polyaspartic acid and polyglutamic acid, it demonstrates centering on polyaspartic acid. The method of the present invention can also be applied to a polymer having an acidic group other than an acidic polyamino acid.
[0079]
The pendant group introduction reaction of polyaspartic acid is not particularly limited, and may be a liquid phase or solid phase reaction. In the case of a liquid phase reaction, polyaspartic acid or a polyaspartic acid derivative is dissolved in a solvent, or a reagent that can be a pendant group is dissolved and reacted. In the solid phase reaction, it is necessary to mix the reactants to some extent uniformly, so the reactor or the contents are shaken or stirred to mix, or into a solution or dispersion, and then the solvent Mix by removing.
[0080]
The solvent used in the liquid phase reaction is not particularly limited, but in general, alcohols such as water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, diethylene glycol , Glycols such as triethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N, N′-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, sulfolane and the like. Among these, water capable of dissolving acidic polyamino acid, N-methylpyrrolidone, N, N′-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, and sulfolane are preferred.
[0081]
As a method for introducing a pendant group into a polymer having an acidic group, a method in which a reagent capable of forming a pendant group and a polymer having an acidic group are subjected to dehydration condensation is common.
[0082]
The dehydration condensation may be any of a method of removing generated water by azeotropy with a solvent, a method of adding molecular sieve as a dehydrating agent, a method of reacting with a dehydrating condensing agent, and a method of using an enzyme. Moreover, it can also react in the solid-phase state which mixed the polymer which has an acidic group uniformly, and removed the solvent.
[0083]
Examples of condensing agents include carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide, N-ethyl-N ′-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, 1-acylimidazolide, 2-ethoxy-1-ethoxycarbonyl-1,2-didihydro Phosphorus compounds such as quinoline, triphenylphosphine / carbon tetrachloride, triphenylphosphine / bromotrichloromethane, bis (2-nitrophenyl ester) phenylphosphonate, diethyl cyanophosphonate, diphenylphosphoroazide, 2-fluoro-1 -Redox condensing agents such as ethylpyridinium tetrafluoroborate, triphenylphosphine / bis (benzothiazole) disulfide, tributylphosphine / bis (benzothiazole) disulfide, and the like. Examples of the enzyme include lipases such as penicillin acylase and yeast lipase.
[0084]
The reaction temperature during the dehydration condensation is not particularly limited and varies depending on the dehydration condensation agent used. When an acid catalyst or a catalyst is not used, 20 to 250 ° C is preferable, and 100 to 180 ° C is particularly preferable. When a dehydrating condensing agent is used, the reaction often proceeds under mild conditions, and the reaction proceeds at about -20 to 100 ° C.
[0085]
Moreover, you may activate and use the acidic group of the polymer which has an acidic group. For example, esterification, amidation, and thioesterification are methods. In this case, normal reaction conditions used in organic chemistry can be used. Furthermore, acid anhydrides, acid halides and the like can be mentioned as derivatives of acidic groups.
[0086]
Examples of these reactions include, for example, a method of dehydration condensation reaction with an acidic group and an alcohol, an amine, and a thiol, and reacting with an alcohol, amine, and thiol by activating the acidic group with an acid anhydride, acid halide, acid azide, etc. A method of reacting and activating an alcohol and an amine to react with an acidic group, for example, a method in which an alcohol is derived into a halide, a sulfonate, and a sulfate and an amine is derived into a silicon derivative to react. Acid groups and activated alcohols, such as halides, ester sulfonate esters, sulfate esters, amines react as silicon derivatives, acid groups react with epoxy compounds, isocyanate compounds, aziridine compounds, alkyl metals, etc. A method of reacting with an acid group as a salt with a halide, etc. The group as active esters, transesterification, ester - and a method of reacting by transamidation.
[0087]
Examples of the active ester include alcohol components having a small number of carbon atoms such as methyl and ethyl, alcohol components including an electron withdrawing group such as chloromethyl and dichloromethyl, and alcohols such as N-hydroxysuccinimide.
[0088]
In these reactions, a catalyst such as an acid catalyst or a base catalyst may be used in combination as the case may be. Further, when the reaction system becomes non-uniform or when the raw material used is insoluble, a phase transfer catalyst may be used.
[0089]
As a reaction reagent, there are a reaction reagent containing a betaine group and a reaction reagent containing a betaine precursor group, but industrially, a reaction reagent containing a betaine precursor group is easily available. For example, the reaction agent containing a betaine precursor group is preferably a compound represented by the following general formula (3).
[0090]
[Chemical Formula 10]

[0091]
[In Formula (3), Y is NH.₂, NH (R ′) (R ′ is an alkyl group, aryl group or aralkyl group), OH or SH, and Z is an organic residue. ].
[0092]
The compound represented by the general formula (3) is particularly preferably an amine compound such as lysine and ornithine.
[0093]
Here, in the case of a precursor, it is desirable to reduce the reactivity by adding an acid or attaching a protecting group during the dehydration condensation, addition reaction and the like.
[0094]
[Cationization reaction and betainization]
In the method for producing a polymer of the present invention, a method of changing a betaine precursor to a betaine group after introducing a substituent serving as a betaine precursor is a very effective method.
[0095]
What is useful as a betaine precursor is a substituent having a carboxyl group and an amino group, and the amino group can be converted into a betaine by quaternary ammonium conversion. Specifically, a method of quaternizing an amino group contained in the precursor is desirable. Hereinafter, the cationization reaction will be described.
[0096]
The cationization reaction and betainization reaction of the present invention is a method of reacting a cationic group or betaine group precursor in a pendant group of a polymer with a cationizing agent or a betaine forming agent. In the present invention, for convenience, a substituent that can be a cationic group and / or a betaine group is referred to as a precursor.
[0097]
First, the introduction reaction of a pendant group containing a precursor will be described. The reaction conditions for the introduction reaction of the pendant group including the precursor are not particularly limited, but are described in the section of [Method for producing polymer using polysuccinimide] [Method for producing polymer using acidic polyamino acid]. The reaction can be performed under reaction conditions.
[0098]
Precursors that can be ammonium ions are primary amines, secondary amines, tertiary amines or cationizing agents, and are not particularly limited, but primary amines, secondary amines, and tertiary amines are preferred. However, a primary amine is preferable from the viewpoint of easy availability of raw materials. These substitution positions with respect to the pendant group are not particularly limited.
[0099]
The ammonium produced does not contain a primary amine. Examples include quaternary ammonium, tertiary amine ammonium, and secondary amine ammonium. Of these, quaternary ammonium is preferred.
[0100]
Next, a cationization reaction in which a precursor that can become a cation group and a cationizing agent are reacted will be described. In addition, either the precursor which can become a cation group, or a cationizing agent may be contained with respect to the pendant group contained in a polymer. That is, a cationizing agent may be reacted with a polymer containing a precursor that can be a cation group in a pendant group, and a precursor that can be a cation group with respect to a polymer that contains a cationizing agent in a pendant group. You may react your body.
[0101]
Here, since many cationizing agents are highly toxic, it is not preferable to remain. That is, considering the possibility that unreacted groups remain, it is preferable to react the cationizing agent with a pendant group containing a precursor that can become a cation group.
[0102]
The cationizing agent is not particularly limited, but those using a substitution reaction such as chloride, bromide, iodide, sulfonate ester, sulfate ester, alkyl metal, azide, reactive unsaturated compound, epoxy compound, aziridine, Some use an addition reaction such as thiirane.
[0103]
For example, chloromethane, ethane chloride, propane chloride, 2-chloropropane, 1-chlorobutane, 2-chlorobutane, 1-chloropentane, 2-chloropentane, 3-chloropentane, 1-chlorohexane, 2-chlorohexane, 3- Alkyl chlorides such as chlorohexane, 1-chlorooctane, 1-chlorodecane, 1-chlorotetradecane, methane bromide, ethane bromide, propane bromide, 2-bromopropane, 1-bromobutane, 2-bromobutane, 1-bromo Alkyl bromides such as pentane, 2-bromopentane, 3-bromopentane, 1-bromohexane, 2-bromohexane, 3-bromohexane, 1-bromooctane, 1-bromodecane, 1-bromotetradecane, iodomethane, iodoethane, iodo Propane, 2-iodopropane, 1-yo Dobutane, 2-iodobutane, 1-iodopentane, 2-iodopentane, 3-iodopentane, 1-iodohexane, 2-iodohexane, 3-iodohexane, 1-iodooctane, 1-iododecane, 1-iodotetradecane, etc. Alkyl iodides, methyl sulfate, ethyl sulfate, propyl sulfate, butyl sulfate, pentyl sulfate, hexyl sulfate, octyl sulfate, decyl sulfate, tetradecyl sulfate monoester sulfate, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, dipropyl sulfate, dibutyl sulfate, sulfuric acid Dipentyl, dihexyl sulfate, dioctyl sulfate, didecyl sulfate, ditetradecyl sulfate, diester sulfate, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, propyl methanesulfonate, pentyl methanesulfonate, hexyl methanesulfonate, methane Octyl sulfonate, decyl methanesulfonate, tetradecyl methanesulfonate, methyl ethanesulfonate, ethyl ethanesulfonate, propyl ethanesulfonate, pentyl ethanesulfonate, hexyl ethanesulfonate, octyl ethanesulfonate, decyl ethanesulfonate, ethane Tetradecyl sulfonate, methyl trifluoromethanesulfonate, ethyl trifluoromethanesulfonate, propyl trifluoromethanesulfonate, pentyl trifluoromethanesulfonate, hexyl trifluoromethanesulfonate, octyl trifluoromethanesulfonate, decyl trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonic acid Tetradecyl, methyl benzenesulfonate, ethyl benzenesulfonate, propyl benzenesulfonate, benzene Pentyl sulfonate, hexyl benzene sulfonate, octyl benzene sulfonate, decyl benzene sulfonate, tetradecyl benzene sulfonate, methyl p-toluenesulfonate, ethyl p-toluenesulfonate, propyl p-toluenesulfonate, p-toluenesulfonic acid Examples thereof include pentyl, hexyl p-toluenesulfonate, octyl p-toluenesulfonate, decyl p-toluenesulfonate, tetradecyl p-toluenesulfonate, and the like.
[0104]
Moreover, epoxy compounds, such as ethylene oxide, propylene oxide, epichlorohydrin, can be used.
[0105]
Among these, it is preferable that the molecular weight of the obtained cation group itself is not high, and it is preferable that it has high reactivity and can be easily removed after the reaction.
[0106]
After the introduction of the pendant group containing a cationic group or after the cationization reaction, the counter ion of the cationic group can be salt-exchanged if necessary.
[0107]
The reaction temperature of the cationization is not particularly limited, and a temperature at which the polymer main chain is not cleaved and the reaction proceeds sufficiently may be selected. For example, 10-200 degreeC is preferable, 30-150 degreeC is more preferable, and 40-100 degreeC is especially preferable.
[0108]
The solvent used in the reaction is also not particularly limited, and is not particularly limited as long as the cationizing agent does not react and the reaction proceeds, but those capable of dissolving the raw material or the product are preferable. As an example, the solvents described in the columns of [4] [Production method of polymer using polysuccinimide] and [Production method of polymer using acidic polyamino acid] can be used.
[0109]
In the present invention, the betainization reaction means that a precursor capable of becoming a betaine group is reacted with a betainating agent. For example, there is a method of reacting a polymer containing a pendant group having a precursor capable of becoming a betaine group with a betaine agent.
[0110]
After the pendant group introduction reaction containing a betaine group or after the betaine formation reaction, if necessary, the anion group in the betaine group may be made nonionic by acidifying the reaction system.
[0111]
Acids that make the anionic group nonionic include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, etc. Examples thereof include carboxylic acids, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, sulfonic acid such as toluenesulfonic acid, benzenephosphonic acid, and the like. In this case, the acid must be stronger than the anion in the pendant group.
[0112]
On the other hand, the carboxyl group in the betaine group of the polymer of the present invention can be used as a salt if necessary. The ions forming this carboxylate are not particularly limited. Specific examples of ions forming this carboxylic acid salt include, for example, alkali metal ions such as sodium, potassium and lithium, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, tetrapentylammonium and tetrahexylammonium. , Ethyltrimethylammonium, trimethylpropylammonium, butyltrimethylammonium, pentyltrimethylammonium, hexyltrimethylammonium, cyclohexyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, triethylpropylammonium, triethylbutylammonium, triethylpentylammonium, triethylhexylammonium, cyclohexyltriethylammonium, Ammonium ions such as benzyltriethylammonium, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triethanolamine, tripropanolamine, tributanolamine, tripentanolamine, trihexanolamine, dimethyl Amine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine, dihexylamine, dicyclohexylamine, dibenzylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butylmethylamine, methylpentylamine, methylhexylamine, methylamine, ethylamine, propyl Amine, butylamine, pentylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine ; And amines such as ions hexadecylamine like.
[0113]
Among these, considering the influence of the amino group on the reactivity, those having a small molecular weight and a weak acidity of the conjugate acid are preferable. Moreover, when there is a possibility of touching human skin, it is preferable that the skin irritation is low. From these points, it is preferable to use sodium, potassium, lithium, and ammonium, and it is particularly preferable in terms of cost to use sodium and potassium.
[0114]
[Post-treatment after polymer production]
The method of isolating the produced polymer from the reaction liquid after completion of the reaction employed in the method for producing a polymer of the present invention is not particularly limited as long as the reaction product can be substantially isolated with a desired purity. Not. The isolation method may be any known or public method. In general, a known / public isolation operation such as concentration, recrystallization or reprecipitation is employed.
[0115]
Specific examples of the isolation method include, for example, an excessive poor solvent (for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, etc.) in the reaction solution in which the reaction product is dissolved at an appropriate temperature after completion of the reaction. And the precipitated reaction product is isolated by decantation, filtration, suction filtration or the like, sufficiently washed with a poor solvent that does not dissolve the precipitate, and then dried. As another specific example, for example, after completion of the reaction, the reaction solution in which the reaction product is dissolved at an appropriate temperature is added to the same excess poor solvent as described above, and the precipitate of the precipitated reaction product is added. Examples of the method include isolation, washing, and drying in the same manner as described above.
[0116]
(5) Use of polymer
The use of the polymer of the present invention is not particularly limited, and any of the applications in which conventional surface-acting polymer drugs, interfacial-acting polymer drugs, internal-acting polymer drugs, and binding-acting polymer drugs can be used Can also be used.
[0117]
For example, as an interfacial polymer, the main purpose of dispersion is pigment dispersant, dispersant for agricultural chemical granules, dispersant for pulverized coal, cement dispersant, scale inhibitor, clean dispersion for lubricating oil Agents, pour point depressants, plastic coloring aids, compatibilizers, and those mainly intended for aggregation include polymer flocculants and freeness / yield improvers. Examples include binders for printing inks, polymers for hair assets, binders for nonwovens, binders for plastic reinforcing fibers, binders for electrophotographic toners, binders for magnetic tapes, binders for resin concrete, binders for foundry sand, binders for fine ceramics, Sealants, adhesives, etc., and other purposes include foam stabilizers, antifoaming agents, emulsion breakers, Agent, and the like.
[0118]
As surface-acting polymer drugs, the main purpose of surface protection is as follows: coating polymers, floor polishing polymers, tablet coating agents, masking agents, optical fiber coating agents, plastic hard coating agents, photoresists Polymers for printed circuit boards, moisture-proof coating agents for printed wiring boards, etc. The main purpose of surface modification is sizing agent for paper, paper strength enhancer, glossy coating agent, anti-dyeing agent for fibers, antistatic Agents, conductive agents, electromagnetic shielding coating agents, waterproofing agents for concrete, primers and the like.
[0119]
Internally acting polymer agents are mainly intended for thickening, such as printing pastes, crude oil production polymers, civil engineering polymers, quenching oil polymers, hydraulic fluid polymers, viscosity index. Examples include improvers and the like, and those mainly intended for viscosity reduction include plasticizers, and those mainly intended for gelation include water-absorbing polymers and oil-absorbing polymers.
[0120]
Examples of the binding action type polymer agent include a builder, a chelate polymer, a dye fixing agent, and an epoxy resin curing agent.
[0121]
The polymer of the present invention can act as an effective polymer in a wide range by balancing hydrophilicity / hydrophobicity according to the purpose of use and intended use.
[0122]
(6) Use of cosmetics (materials) and cosmetics (materials)
The polymer of the present invention can be usefully used in cosmetics and cosmetics.
[0123]
The terms “cosmetics”, “cosmetics”, “cosmetics”, and “cosmetics” used in this specification include, for example, “The 26th New Employee Cosmetics Technology Workshop Text” (Tokyo Cosmetic Industry Association).・ Cosponsored by the Tokyo Cosmetic Engineers Association, co-sponsored by the Japan Cosmetic Industry Association, June 1994, Asahi Life Hall) Types listed in “Table-Types of cosmetics and scope of effect” described on pages 34 and 35 Includes items. All the descriptions are made a part of the disclosure of the present application specification by specifying the cited references and the reference range, and in view of the matters or disclosure described in the specification of the present application by referring to the specified reference range. Matters or disclosure that can be derived directly and unambiguously by the contractor.
[0124]
As used herein, the terms “cosmetics” and “cosmetics” include, for example, emulsions, emulsions, creams, cleansing creams, funny, lipsticks, lotions, lotions, wet tissues, manicures, pedicures, moisturizers, packs. , Mousse, shaving cream, after shaving lotion, hair tonic, hair liquid, hair spray, deodorant, deodorant, deodorant and the like.
[0125]
The terms “cosmetics” and “cosmetics” used in the present specification include, for example, hair styling agents, perfumes, eau de cologne, eau de tore, fragrances, bathing agents, fragrances and the like.
[0126]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited only to an Example. In the following Examples and Comparative Examples, “part” means “part by mass”. The evaluation methods (1) to (6) employed in the examples and comparative examples are shown below.
[0127]
(1) Evaluation of weight average molecular weight of raw material polysuccinimide
The weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) of the raw material polysuccinimide was evaluated by gel permeation chromatography (gel filtration chromatography, hereinafter referred to as GPC) under the following conditions using polystyrene as a standard.
[0128]
Apparatus: JASCO 880-PU
Detector: Shodex RID-300
Column: Shodex KD-804 + KD-80M
Solvent: 0.01 M · LiBr / DMF
Concentration: 0.5 wt%
Injection volume: 20 μl
Flow rate: 1.0 ml / min.
[0129]
(2) Analysis of polymer composition (analysis of hydrolyzate) -1
In order to examine the composition of the produced polymer, the monomer and pendant part obtained by hydrolysis were measured using high performance liquid chromatography (hereinafter abbreviated as HPLC). The hydrolysis reaction of the polymer was carried out at 110 ° C. for 24 hours by adding 0.5 part of the polymer to 20 parts of 6N hydrochloric acid. The decomposition product thus obtained was evaluated under the following conditions.
[0130]
Analysis of pendant components containing aspartic acid, basic amino acids or betaine groups;
Apparatus: JASCO 880-PU
Detector: 570 nm Column: Shodex CXpak P-421
Solvent: sodium citrate buffer (A) 0.2N Na + / 12% C₂H_FiveOH (pH 3.32)
(B) 0.2N Na + (pH 4.20)
(C) 1.0N Na + (pH 6.98)
(D) 1.8N Na + (pH 7.50)
Gradient: (A) 15 minutes → (B) 13 minutes → (C) 13 minutes → (D) 27 minutes, flow rate: 0.5 ml / min. Reaction reagent: ninhydrin (0.4 ml / min.)
Note that all derivatives of basic amino acids were calculated as basic amino acid derivatives.
[0131]
(3) Analysis of polymer composition (analysis of hydrolyzate) -2
The aliphatic amine component obtained by hydrolyzing the produced polymer was measured using gas chromatography (hereinafter abbreviated as GC). The hydrolysis reaction of the polymer was performed under the same conditions as in (2), and the pH of the liquid was adjusted to 9 and evaluated under the following conditions.
[0132]
Analysis of aliphatic amines;
Apparatus: Shimadzu GC-14A
Column: Unisole 10T + KOH (20 + 4)% Uniport C80 / 100 GlassCol. ID 3φ × 3m
Column temperature: 60 ° C./15 minutes, 60-180 ° C .: Prog. 7.5 ° C./min
Mobile phase: N2 20 ml / min.
Detector: FID103 × 8
Sample size: 0.4 μL.
[0133]
(4) Skin irritation
According to the Draize method (OECD guidelines; No. 404), three white rabbits were tested for each polymer. The active ingredient concentration was set to 5% by mass and applied to rabbits, and evaluated according to the following four levels from the appearance of the skin after a certain period of time, using a drease score.
: Non-iritant
○: Mild-iritant
Δ: Moderate-iritant
X: Severe-irritant.
[0134]
(5) Measurement of biodegradability
Biodegradability was measured by the compost method. The compost method was performed according to ISO CD 14855, which is an application of ASTM D-5338.92. That is, first, the amount of carbon contained in the test sample was measured by elemental analysis. Next, 15 parts of the test sample is added to 800 parts of inoculum, biodegraded at 58 ° C. for 40 days, the amount of carbon dioxide produced is measured, and the amount of carbon contained in the test sample is converted to carbon dioxide. The amount of generated carbon dioxide with respect to the amount obtained was expressed as the biodegradation rate (%). Here, some of the samples that are easily biodegradable promote the decomposition of even the carbon content in the inoculum, and in this case, some of the samples exceed 100%.
[0135]
(6) Sensory test
The use of the polymer of the present invention is not limited, but here, the effect as a moisturizing agent was confirmed by a sensory test. That is, the following lotions were prepared using a polymer, and the skin smoothness, moist feeling and stickiness when each composition was used by 20 panelists were evaluated in terms of the following three levels. I scored a point.
[0136]
Skin lotion composition: polyamino acid polymer 1.0% by mass, polyoxyethylene (20 mol addition) sorbitan monolaurate 2.0% by mass, polyoxyethylene (20 mol addition) sodium lauryl ether sulfate 1.0% by mass, Ethanol 8.0% by mass, glycerin 5.0% by mass, propylene glycol 4.0% by mass, citric acid 0.2% by mass, purified water residue
sensory evaluation;
3: Very smooth, 2: Slightly smooth, 1: No smoothness
3: Good moist feeling, 2: Moist feeling is normal, 1: No moist feeling
3: No stickiness, 2: A little sticky, 1: Very sticky.
[0137]
[Example 1]
To a solution obtained by dissolving 10 parts of polysuccinimide (hereinafter abbreviated as PSI) having an Mw of 96,000 in 20 parts of N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), 5.73 parts of laurylamine was added, and at 60 ° C. The reaction was performed for 4 hours. The reaction solution was discharged into 200 parts of distilled water, and the precipitate was collected by suction filtration and washed with 50 parts of distilled water. The obtained wet cake was dispersed in 50 parts of water and 20 parts of methanol, added with 20.9 parts of a 50% aqueous lysine solution, and reacted at 40 ° C. for 3 hours. The obtained reaction product was discharged into 400 parts of acetone, and the precipitate was collected by suction filtration and dried at 60 ° C.
[0138]
Further, after drying, the obtained polymer was suspended in 100 parts of ethanol, charged with 33.8 parts of methyl iodide and 50 parts of pyridine, and reacted at 40 ° C. for 8 hours. After the reaction, it was cooled to room temperature, discharged into 500 parts of acetone, the precipitate was collected by suction filtration, washed with 200 parts of acetone, and then dried at 60 ° C. to obtain 27.4 parts of a polymer. .
[0139]
When the decomposition product of the obtained polymer was analyzed by HPLC and GC, the composition of the polymer was aspartic acid: lysine derivative: laurylamine = 100: 71: 28 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 98%, indicating a good biodegradability. Moreover, the sensory test had a smooth result of 2.8, a moist feeling of 2.9, and a sticky feeling of 2.7.
[0140]
[Example 2]
In Example 1, treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that PSI having Mw of 56,000 was used instead of PSI having Mw of 96,000. After drying, 26.9 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: lysine derivative: laurylamine = 100: 69: 27 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 101%, indicating a good biodegradability. Moreover, the sensory test had a smooth result of 2.7, a moist feeling of 2.9, and a sticky feeling of 2.6.
[0141]
[Example 3]
In Example 1, treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that PSI having Mw of 16,000 was used instead of PSI having Mw of 96,000. After drying, 26.2 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: lysine derivative: laurylamine = 100: 65: 27 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 101%, indicating a good biodegradability. In addition, the sensory test had a smoothness of 2.6, a moist feeling of 2.8, and a sticky feeling of 2.4.
[0142]
[Example 4]
Example 1 was the same as Example 1 except that instead of lysine monohydrochloride, an aqueous solution in which 13.03 parts ornithine monohydrochloride and 2.88 parts sodium hydroxide were dissolved in 20 parts distilled water was used. And processed. After drying, 26.9 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: ornithine derivative: laurylamine = 100: 72: 28 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 98%, indicating a good biodegradability. In addition, the sensory test had a smooth result of 2.8, a moist feeling of 2.8, and a sticky feeling of 2.7.
[0143]
[Example 5]
The same treatment as in Example 1 was conducted except that 7.64 parts of laurylamine were replaced with 17.95 parts of 50% aqueous lysine solution and 29.0 parts of methyl iodide. After drying, 29.5 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: lysine derivative: laurylamine = 100: 58: 39 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 98%, indicating a good biodegradability. In addition, the sensory test had a smooth result of 2.7, a moist feeling of 2.6, and a sticky feeling of 2.8.
[0144]
[Example 6]
In Example 1, except that laurylamine was replaced with 9.55 parts, lysine monohydrochloride 10.35 parts of lysine aqueous solution, sodium hydroxide 2.27 parts and methyl iodide 24.1 parts. Treated as in 1. After drying, 28.1 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: lysine: laurylamine = 100: 48: 48 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 107%, indicating a good biodegradability. In addition, the sensory test had a smoothness of 2.6, a moist feeling of 2.9, and a sticky feeling of 2.5.
[0145]
[Example 7]
In Example 1, it processed like Example 1 except having used 7.46 parts of stearylamine instead of laurylamine. After drying, 30.6 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: lysine: stearylamine = 100: 72: 26 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 96%, indicating a good biodegradability. Moreover, the sensory test had a smooth result of 2.8, a moist feeling of 2.6 and a sticky feeling of 2.8.
[0146]
[Example 8]
In Example 1, it processed like Example 1 except having used 4.00 parts of octylamine instead of laurylamine. After drying, 26.2 parts of polymer were obtained. The composition of the obtained polymer was aspartic acid: lysine: octylamine = 100: 70: 29 (mol / mol / mol). The skin irritation of the obtained polymer was ○, and the biodegradation rate was 103%, indicating a good biodegradability. In addition, the sensory test had a smoothness of 2.6, a moist feeling of 2.8, and a sticky feeling of 2.6.
[0147]
[Comparative Example 1]
The lotion was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the polyamino acid polymer was not added. As a result of the sensory test, the sticky feeling was as good as 2.8, but the smoothness was 2.1 and the moist feeling was 1.8.
[0148]
[Comparative Example 2]
The lotion was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that sodium polyaspartate having an Mw of 82,000 was used instead of the polyamino acid polymer. As a result of the sensory test, the smoothness was 2.4, the moist feeling was 2.3, and the stickiness was 2.5.
[0149]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the biodegradability is excellent, there is no stimulus-inducing effect on the living body, the safety after decomposition is excellent, and further improvements are made in terms of moisture retention. Thus, it is possible to provide a polymer that can satisfy various required characteristics in a wide range of applications and a method for producing the same.
[0150]
That is, the acidic polyamino acid derivative having a pendant group containing a betaine group or a salt thereof that has high biocompatibility and safety to the living body and can impart high hydrophilicity obtained by the present invention is used in living organisms (for example, eyes, skin, etc.). Etc.) does not cause irritation. Therefore, since it does not cause irritation to the living body and has biodegradability, for example, cosmetics, cosmetics, surfactants, food additives (thickeners, stabilizers, humectants, noodle quality improvers, coagulants, It is very useful in the fields of pharmaceutical carriers, pharmaceuticals, quasi drugs and the like.

Claims (7)

The repeating unit having a pendant group containing a betaine group represented by the following general formula (2a) or the following general formula (2b) or a salt thereof has 48 mol% or more with respect to 100 mol% of all repeating units,

In Expression (2a) (2b), R is an organic residue, X ¹ is NH, N (R ') ( R' is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group), O or S, R ¹ , R ^2, R ³ is hydrogen, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, R ^1, R ^2, any two of R ³ is bonded to rather good other to form a ring, n represents 1 or 2 It is . ]
And the following part (A) in general formula (2a) and general formula (2b)

A polymer having a repeating unit to which a laurylamine residue, a stearylamine residue, or an octylamine residue is bonded instead of . Polymer of claim 1 Symbol placement are those having biodegradability. The polymer according to claim 1 or 2 , wherein n in the general formulas (2a) and (2b) is 1. The polymer according to any one of claims 1 to 3 , wherein X ¹ in the general formulas (2a) and (2b) is NH. A method for producing the polymer according to claim 1, wherein polysuccinimide is reacted with laurylamine, stearylamine or octylamine, and then a compound represented by the following general formula (3) is reacted: Furthermore, the manufacturing method of the polymer characterized by quaternizing an amino group.

Wherein (3), Y _{is, NH 2, NH (R '} ) (R' is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group), OH or SH, Z is an organic residue. ] A method for producing the polymer according to claim 1, wherein polyaspartic acid is reacted with laurylamine, stearylamine or octylamine, and then a compound represented by the following general formula (3) is reacted: Furthermore, the manufacturing method of the polymer characterized by quaternizing an amino group.

Wherein (3), Y _{is, NH 2, NH (R '} ) (R' is an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group), OH or SH, Z is an organic residue. ] The method for producing a polymer according to claim 5 or 6 , wherein the compound represented by the general formula (3) is lysine or ornithine.