JP5226677B2

JP5226677B2 - セルロースエーテルの平均分子量を減少させる方法

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Publication number: JP5226677B2
Application number: JP2009515388A
Authority: JP
Inventors: ビー．マロン，チャールズ
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2013-07-03
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Description

本願は２００６年６月１４日に出願された米国仮出願第６０／８１３，５０３号に基づく利益を主張する。

本発明は、セルロースエーテルの平均分子量を減少させるための改良された方法に関する。該方法では酸触媒解重合工程を用いる。

低分子量セルロースエーテルは、例えば錠剤のフィルムコーティング材料として、薬剤のカプセルにおいて、または淡色の食品組成物において等、医薬用途または食品で広く用いられている。

低分子量セルロースエーテルを製造するための多種多様な方法が存在しており、これらは高重合度および平均分子量を有するセルロースエーテルから始めて、該セルロースエーテルを酸触媒分解、酸化的分解、または高エネルギー放射線もしくは微生物もしくは酵素による分解によって部分的に解重合するものである。

広く用いられている方法では部分的解重合のために酸を用いる。欧州特許第２１０９１７号明細書に記載される方法によれば、セルロースエーテルは、基本的に乾燥した粉末状の形態でこれを乾燥塩化水素ガスまたは塩化水素の水溶液のいずれかに接触させることにより解重合される。

米国特許第３，４９７，４９６号明細書は、高粘度セルロースエーテルを、基本的に脂肪族カルボン酸とスルホ酢酸（sulfoacetic acid）とからなる溶媒中に溶解する解重合法を開示している。

米国特許出願公開第２００１／００２００９０号明細書は、セルロースエーテルの水スラリーの酸触媒加水分解解重合について開示している。水はアセトン、ｔ−ブタノールおよびエーテル等の１または複数種の有機懸濁媒体と混合しうる。セルロースエーテルを、フィルターエレメントを備えた特別な解重合装置において分解し、２０℃の２質量％水溶液における測定で５０ｍＰａ・ｓ以下のヘプラー粘度を有する製品にする。

低分子セルロースエーテルにおいてよく認められる問題は、黄変または退色である。このような黄変または退色は、セルロースエーテルが配合されている製品において観察されうる。黄変または退色は透明な医薬カプセルおよび食品において容易に観察され、これは極めて望ましくないことである。この問題に対処するため、いくつかの提案が為されている。

国際公開第０１／１８０６２号パンフレットにおいては、セルロースエーテルの酸触媒解重合を所望により酸化剤の存在下で濃縮水スラリー中において行う方法が開示されている。製造された低分子量セルロースエーテルは純度が高く白色度が高いとされている。

米国特許第４，０６１，８５９号明細書においては、セルロースエーテルをＨＣｌガスまたは他のハロゲン化水素ガスと接触させ、解重合生成物の黄変を二酸化硫黄ガスで抑制する方法が開示されている。該セルロースエーテルは乾燥粉末として、または塩化メチレン、メタノール、１，１，１−トリクロロエタン、四塩化炭素、アセトン、ヘキサンまたはベンゼン等の有機溶媒中のスラリーとして、ハロゲン化水素ガスと接触させうる。実施例によると、前記解重合生成物は、二酸化硫黄未処理では２％溶液における測定で２５ＡＰＨＡ〜１２５ＡＰＨＡの範囲の色を有している。この色は二酸化硫黄処理後に有意に減少する。

欧州特許第２１０９１７号明細書米国特許第３４９７４９６号明細書米国特許出願公開第２００１／００２００９０号明細書国際公開第０１／１８０６２号パンフレット米国特許第４０６１８５９号明細書

低分子量セルロースエーテルの黄変または退色が少ないことは極めて重要であるので、セルロースエーテルの平均分子量を減少させるための、黄変または退色が少ない生成物を生ずる、他の方法を提供することが望ましい。退色を低減するために二酸化硫黄による処理を必要としない方法を提供することが特に望ましい。

本発明は、１つの局面において、少なくとも１個のヒドロキシ基と少なくとも２個の炭素原子とを有する有機ヒドロキシル化合物を少なくとも５０質量％含む希釈剤中でセルロースエーテルを酸と接触させ、部分的に解重合して、より低分子量にする工程を含む、セルロースエーテルの平均分子量を減少させるための方法に関する。

本発明は、他の局面において、少なくとも５０質量％の有機ヒドロキシル化合物を含む希釈剤中で、エチルセルロースを酸に接触させ、部分的に解重合して、より低分子量にする工程を含む、エチルセルロースの平均分子量を減少させるための方法に関する。

本発明の方法においては、質量平均分子量および数平均分子量がともに減少する。セルロースエーテルの分子量は一般に、定義された溶液中でのその粘度により表される。粘度の減少は分子量減少の指標である。

驚くべきことに、酸による部分的解重合が、少なくとも１個のヒドロキシ基と少なくとも２個の炭素原子とを有する、少なくとも５０質量％、一般的に少なくとも６０質量％、好ましくは少なくとも７５質量％、そしてより好ましくは少なくとも９０質量％（希釈剤の総質量基準）の有機ヒドロキシル化合物を含んだ希釈剤中で行われた場合、黄変または退色が驚くほど少ない低分子量セルロースエーテルが達成されうるということが見出された。最も好ましくは、この酸による部分的解重合は、少なくとも１個のヒドロキシ基と少なくとも２個の炭素原子とを有する有機ヒドロキシル化合物中で、他の種類の希釈剤の非存在下において行われる。ここで用いられる「少なくとも５０質量％の有機ヒドロキシル化合物を含んだ希釈剤」という語は、該希釈剤が１または複数種の有機ヒドロキシル化合物を含んでいてよく、このようなヒドロキシル化合物全ての総量が全希釈剤質量の少なくとも５０質量％であることを意味する。

好ましい有機ヒドロキシル化合物は、炭素数２〜８、好ましくは２〜６のアルコール、より好ましくはエタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノールおよびその異性体、ｎ−ヘキサノールおよびその異性体、等の脂肪族非環式アルコール、またはメチルシクロヘキサノール等の環式アルコールである。

単量体有機ヒドロキシル化合物、特にモノヒドロキシル化合物が好ましい。最も好ましい有機ヒドロキシル化合物はエタノールおよびイソプロパノールである。

さらに、驚くべきことに、酸による部分的解重合が、少なくとも５０質量％、一般的に少なくとも６０質量％、好ましくは少なくとも７５質量％、最も好ましくは少なくとも９０質量％（希釈剤の総質量基準）の有機ヒドロキシル化合物を含んだ希釈剤中で行われた場合、黄変または退色が驚くほど少ない低分子量エチルセルロースが達成されうるということが見出された。最も好ましくは、この酸による部分的解重合は、１または複数種の有機ヒドロキシル化合物中で、他の種類の希釈剤の非存在下において行われる。該ヒドロキシル化合物はメタノール、または少なくとも１個のヒドロキシ基と少なくとも２個の炭素原子とを有する上記のヒドロキシル化合物でありうる。

前記希釈剤は有機ヒドロキシル化合物以外の１または複数種の有機溶媒も含んでいてよいが、その量は希釈剤の総質量を基準として５０質量％以下、一般には４０質量％以下、好ましくは２５質量％以下、最も好ましくは１０質量％以下であるべきである。有用な他の希釈剤としては、例えばジメトキシエタン、ジエチルエーテルまたは高級同族体等のエーテル；またはジオキサン等の環式エーテル；アセトン等のケトン；ハロカーボンまたはハロゲン化炭化水素、好ましくは塩化メチレン、１，１，１−トリクロロエタン、四塩化炭素、またはモノクロロベンゼン等の、塩素化脂肪族または芳香族炭化水素；またはヘキサン等の非環式炭化水素；シクロヘキサン等の飽和環式炭化水素；またはトルエンもしくはベンゼン等の芳香族炭化水素が挙げられる。最も好ましくは、反応希釈剤はさらに上に開示した有機ヒドロキシル化合物のみであり、他の上述の溶媒をいずれも含まない。

本発明の１局面において、前記部分的解重合は水溶性セルロースエーテルに対して有用である。ここで用いられる「水溶性」という語は、部分的解重合の前のセルロースエーテルが、２５℃、１気圧下において蒸留水１００グラム中に少なくとも２グラムという水への溶解度を有することを意味する。好ましい水溶性セルロースエーテルは、カルボキシメチルセルロース等の水溶性カルボキシ−Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルセルロース；カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース等の水溶性カルボキシ−Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルヒドロキシ−Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルセルロース；メチルセルロース等の水溶性Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルセルロース；ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースまたはエチルヒドロキシエチルセルロース等の水溶性Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルヒドロキシ−Ｃ_1-3−アルキルセルロース；ヒドロキシエチルセルロースまたはヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性ヒドロキシ−Ｃ_1-3−アルキルセルロース；ヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性混合ヒドロキシ−Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルセルロース；メチルエチルセルロース等の水溶性混合Ｃ₁−Ｃ₃−アルキルセルロース；または、水溶性アルコキシヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロースであって、アルコキシ基が直鎖もしくは分岐鎖であり、２〜８個の炭素原子を含むものである。より好ましい水溶性セルロースエーテルはメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、およびカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースである。カプセル等の医薬組成物を製造する際に特に有用なセルロースエーテルは、ヒドロキシプロピルメチルセルロースである。食品組成物を製造する際に特に有用なセルロースエーテルはメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロースである。このようなセルロースエーテルとそれらを製造する方法とはこの分野において周知である。

本発明の方法において出発原料として用いられる水溶性セルロースエーテルは、一般に、ウベローデ粘度計を用いて２０℃において２質量％の水溶液中で測定した際に、５０ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは２００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以上、最も好ましくは１，０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有する。出発原料の粘度により、前記水溶性セルロースエーテルは一般に、解重合され、１００ｍＰａ・ｓ未満、好ましくは５０ｍＰａ・ｓ未満、より好ましくは２０ｍＰａ・ｓ未満のセルロースエーテルとなる。本発明の方法の部分的解重合により、一般には、前記水溶性セルロースエーテルにおいて、部分的解重合工程の前の水溶性セルロースエーテルの粘度に対して少なくとも２０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも７５％、そして最も好ましくは少なくとも９０％の粘度の減少が達成される。

本発明の他の局面においては、前記部分的解重合は、エチルセルロース、プロピルセルロースまたはブチルセルロース等の水不溶性セルロースエーテルに対して有用である。このようなセルロースエーテルとそれらを製造する方法とはこの分野において周知である。ここで「水不溶性」という語は、部分的解重合の前のセルロースエーテルが、２５℃、１気圧下、蒸留水１００グラム中に２グラム未満、好ましくは１グラム未満という、水に対する溶解度を有していることを意味する。本発明の方法において出発原料として用いられるエチルセルロース等の水不溶性セルロースエーテルは、８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中、２５℃において５質量％の溶液として測定した際に、好ましくは４〜４００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは４〜１００ｍＰａ・ｓ、最も好ましくは５〜５０ｍＰａ・ｓの粘度を有する。前記水不溶性セルロースエーテルの濃度はトルエン、エタノールおよび水不溶性セルロースエーテルの総質量を基準としたものである。エチルセルロースの粘度は、ＡＳＴＭＤ９１４−００に概説され、さらにＡＳＴＭＤ９１４−００で参照されているＡＳＴＭＤ４４６−０４に記載されるように、ウベローデチューブを用いて測定する。本発明の方法の部分的解重合により、一般には、前記水不溶性セルロースエーテルにおいて、前記部分的解重合工程に用いられる出発原料の粘度に対して少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％の粘度の減少が達成される。本発明の方法によって得られるエチルセルロース等の水不溶性セルロースエーテルは一般に、８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中、２５℃において５質量％の溶液として測定した際に、１．０ｍＰａ・ｓから、好ましくは１．５ｍＰａ・ｓから、より好ましくは２．０ｍＰａ・ｓから、１０ｍＰａ・ｓまでの、好ましくは７ｍＰａ・ｓまでの、より好ましくは４ｍＰａ・ｓまでの粘度を有する。

本発明の方法において用いられる希釈剤とセルロースエーテルとの間の質量比は好ましくは２０：１〜１：２、より好ましくは１０：１〜１：１である。

水溶性セルロースエーテルの場合、水溶性セルロースエーテルが、解重合温度において、希釈剤中で実質的な程度まで膨潤または溶解しないような量および種類の希釈剤を選択することが特に好ましい。好ましくは、該水溶性セルロースエーテルは上記希釈剤中でスラリーにされる。

水不溶性セルロースエーテルの場合、水不溶性セルロースエーテルが、解重合温度において、希釈剤中に溶解するような量および種類の希釈剤を選択することが特に好ましい。本明細書に従った観点から、当業者にとって、所与のセルロースエーテルに対して選択すべき具体的な希釈剤および量は公知である。

前記セルロースエーテルの部分的解重合のための、すなわちその分子量を減少させるための好ましい酸は強無機酸である。好ましい無機酸は塩酸、硫酸、硝酸、リン酸およびこれらの混合物である。特に好ましいのはガス状の形態の、または濃厚水溶液としての塩酸である。セルロースエーテルの質量を基準として、好ましくは０．１〜５％、より好ましくは０．２〜２％の酸が用いられる。希釈剤の質量に対する酸の量は好ましくは０．０１〜５％である。

前記セルロースエーテルの平均分子量の減少は好ましくは５０〜１３０℃、より好ましくは６０〜１１０℃、最も好ましくは６０〜９０℃の温度で行われる。分子量減少工程の時間は好ましくは０．５〜１０時間、より好ましくは２〜６時間である。最も好ましくは、この処理は窒素または希ガス等の不活性ガスの雰囲気下において行われる。解重合反応器における不活性ガスの使用は、特に水溶性セルロースエーテルの場合に望ましい。

部分的解重合後、反応混合物は典型的には周囲温度まで冷却されるかまたは放冷され、分子量が低下したセルロースエーテルが反応希釈剤から分離される。セルロースエーテルが反応希釈剤中に不溶性であり、部分的解重合がスラリー法として実施される場合、例えば水溶性セルロースエーテルの場合、セルロースエーテルは典型的には反応希釈剤から遠心分離または濾過によって分離される。セルロースエーテルが反応希釈剤中に可溶性であり、溶液解重合が行われる場合、例えばエチルセルロース等の水不溶性セルロースエーテルの場合、セルロースエーテルが不溶な水またはヘキサン等の液体の添加によりセルロースエーテルが反応希釈剤から析出され、一般にはその後濾過または遠心分離が行われる。

反応希釈剤からの部分的解重合セルロースエーテルの分離の前、途中および／または後に、それを塩基性化合物に接触させて任意の残存する酸を部分的にまたは実質的に中和させることが出来る。好ましい塩基性化合物は水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等の水酸化物である。他の好ましい塩基性化合物は炭酸塩または重炭酸塩である。これらのナトリウム塩が好ましい。本発明の好ましい１態様においては、前記塩基性化合物は部分的解重合セルロースエーテルを反応希釈剤から分離する前に反応混合液に添加される。他の好ましい態様においては、該塩基性化合物はセルロースエーテルを析出させるのに用いる液体に添加される。

酸による部分的解重合の前、途中および／または後に、所望により、酸化剤がさらにセルロースエーテルに添加されてもよい。好ましい酸化剤は過酸化水素またはその塩である。ペルオキソ硫酸ナトリウムもしくは過ホウ酸塩等の他のペルオキソ化合物、亜塩素酸ナトリウム、ハロゲン、またはハロゲン酸化物も有用である。酸化剤は典型的にはセルロースエーテルの質量を基準として０．０１〜２０％、好ましくは０．０２〜１０％の量で用いられる。最適量の酸化剤は、平均分子量が低下したセルロースエーテルの退色をさらに低減させうる。しかし、酸化剤の使用は白色度の高い部分的解重合セルロースエーテルを得るためには必要ではない。従って、セルロースエーテルの平均分子量の減少は一般に酸化剤の非存在下で行われる。

分子量が低下したセルロースエーテルを公知の方法で洗浄し、所望により乾燥させてもよい。有用な洗浄液はこの分野において公知である。好ましくは、セルロースエーテルはセルロースエーテルが洗浄される温度において洗浄液中に不溶性である。

本発明の方法が水溶性セルロースエーテルに適用される場合、少なくとも１個のヒドロキシ基と少なくとも２個の炭素原子とを含んだ有機ヒドロキシル希釈剤中で洗浄されることが好ましい。より好ましくは、解重合工程で用いられたものと同一の有機化合物が洗浄に用いられる。

本方法が水不溶性セルロースエーテルに適用される場合、好ましい洗浄液は所望により上記塩基性化合物を含んだ水である。

本発明の方法は、高収率および高い白色度の部分的解重合セルロースエーテルを提供する。少なくとも本方法の好ましい態様においては、少なくとも８５％の、典型的には少なくとも９０％の、そして大部分の例では少なくとも９５％もの収率の部分的解重合セルロースエーテルが得られる。前記水溶性セルロースエーテルの２質量％水溶液は一般的に２０ＡＰＨＡ未満の白色度を有し、典型的には１５ＡＰＨＡ未満の白色度しか有しない。８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中の前記水不溶性セルロースエーテルの５質量％溶液は、一般に１００ＡＰＨＡ未満の白色度を有する。

この優れた白色度は、白色度が向上した部分的解重合セルロースエーテルを得るための従来技術に開示された、二酸化硫黄を用いた処理も酸化剤を用いた処理も行うことなく達成される。このような追加的な処理は費用を増大させるため、二酸化硫黄処理を行うことなく、かつ酸化剤の非存在下でセルロースエーテルの平均分子量を減少させることが好ましい。

本発明はさらに、本発明を限定すると解釈されるべきでない次の実施例により例証される。特に断りがない限り、全ての部および％は質量基準である。

特に断りがない限り、エチルセルロースの粘度は、８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中の、２５℃の５質量％溶液として、ブルックフィールド粘度計を用いて測定される。

ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粘度は、２０℃の２質量％水溶液においてウベローデ粘度計を用いて測定される。

実施例１
ダウ・ケミカル社（The Dow Chemical Company）よりＥＴＨＯＣＥＬＳｔｄ１０の商標で入手可能な市販の粉末エチルセルロース１５００ｇを解重合に用いる。これは４８．０〜４９．５％のエトキシ含有量と約１０ｍＰａ・ｓの測定粘度とを有する。該エチルセルロースを１２リットルの丸底フラスコ中で４５００ｇのエタノールに溶解する。１１２．５ｇの濃塩酸（３７％）を撹拌しながら加え、該溶液を窒素中で７６℃に加熱し、３０分間維持する。該溶液を冷却し、１５２ｇの炭酸水素ナトリウム（１当量）を含む２００リットルの水にゆっくりと加える。得られた固形物を濾過により回収し、真空オーブン中で乾燥する。この生成物は、８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中の５質量％溶液として測定された際に、３．５ｍＰａ・ｓの粘度を有しており、肉眼で白色と認められる。収率は９４％である。

実施例２
ダウ・ケミカル社よりＥＴＨＯＣＥＬＳｔｄ１０の商標で入手可能な市販のエチルセルロース７５ｇをフラスコ内の２２５ｇのメタノールに加え、エチルセルロースが溶解するまで撹拌する。５．６ｇの濃塩酸（３７％）を加え、該溶液を撹拌しながら窒素中で６５℃に１時間加熱する。該溶液を冷却し、水中での析出により生成物を回収する。回収した生成物は８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中の５質量％溶液として測定された際に、４ｍＰａ・ｓの粘度を有しており、肉眼で白色と認められる。収率は９１％である。

実施例３
ダウ・ケミカル社よりＥＴＨＯＣＥＬＳｔｄ４の商標で入手可能な市販のエチルセルロース５０ｇを解重合に用いる。これは４８．０〜４９．５％のエトキシ含有量と約４ｍＰａ・ｓの測定粘度とを有する。該エチルセルロースを、１５０グラムのイソプロパノールを含んだ撹拌中のフラスコに加える。エチルセルロースが溶解したら窒素パージを開始し、該混合物を８１℃で加熱還流する。３ｇの濃塩酸（３７％）を加え、加熱を２時間続ける。得られた溶液を３．５グラムの炭酸水素ナトリウムを含んだ３リットルの水中で析出させ、その後洗浄および乾燥を行う。これにより、８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中の５質量％溶液として測定された際に３ｍＰａ・ｓの粘度を有しており、肉眼で白色と認められる、４７グラムの生成物が製造される。

比較例Ａ
ダウ・ケミカル社よりＥＴＨＯＣＥＬＳｔｄ１０の商標で入手可能な市販のエチルセルロース７５ｇを２２５ｇのヘキサンに加える。該エチルセルロースは溶解しない。５．６ｇの濃塩酸（３７％）を加え、該溶液を窒素中で撹拌しながら６５℃に１時間加熱する。該エチルセルロースの粘度には変化が観察されず、これはより低分子量への部分的解重合が起こっていないことを意味する。

比較例Ｂ
ダウ・ケミカル社よりＥＴＨＯＣＥＬＳｔｄ１０の商標で入手可能な市販のエチルセルロース２２ｇを２００ｇの１，１，１−トリクロロエタンに加え、エチルセルロースが溶解するまで撹拌する。１．６５ｇの濃塩酸（３７％）を加え、該溶液を窒素中で撹拌しながら７０℃に１時間加熱する。エチルセルロースをヘキサン中での析出により回収する。回収されたエチルセルロースの粘度は１０ｍＰａ・ｓであり、エチルセルロースと塩酸との間に反応が起こらなかったことが示される。

実施例４〜６および比較例Ｃ〜Ｅ
実施例１を繰り返すが、ここでは下記の表１に列挙される反応混合物および条件を用いて行う。解重合の有効性を評価するため、トルエン中のエチルセルロースの１５質量％溶液の粘度を、２５℃において、ブルックフィールド粘度計を用いて測定する。

実施例７〜１４
実施例１を繰り返すが、ここでは４０ｇのエチルセルロースを１８０ｇのエタノールと接触させる。濃塩酸の量および反応条件を下記の表２に列挙する。下記の表２の結果は、分子量が減少した白色のエチルセルロースが高収率で得られることを例証する。

実施例１５〜１８
実施例１を下記の表３の条件を用いて繰り返す。実施例１および下記の表３の結果は、大量調製時にも、分子量が減少したエチルセルロースが高収率で得られ、これが肉眼で白色と認められることを例示している。実施例１５において実施例１６〜１８におけるよりも回収率が低いのは、濾過中に物質が一部失われたことによる。

実施例１９
２０ｇのヒドロキシプロピルメチルセルロースを、オーバーヘッドスターラー（overhead stirrer）、窒素導入口、および凝縮器を備えた５００ｍＬ丸底フラスコ中の２００グラムのイソプロピルアルコールに加える。該ヒドロキシプロピルメチルセルロースはダウ・ケミカル社よりＭＥＴＨＯＣＥＬＥ４Ｍの商標で入手可能な市販のものであり、２８〜３０％のメトキシ置換、７〜１２％のヒドロキシプロポキシル置換と約４０００ｍＰａ・ｓの粘度とを有する。４ｇの濃塩酸（３７％）を撹拌しながら加え、該溶液を窒素中で８０℃に加熱し、６時間維持する。該混合物を冷却し、濾過し、追加のイソプロパノールで洗浄し、真空オーブン中で揮発性物質が１質量％未満となるまで乾燥する。生成物を水中に２質量％で溶解すると、その粘度は４ｍＰａ・ｓであり、その色は８ＡＰＨＡであると見出される。

実施例２０〜２７
反応時間、温度および塩酸の濃度を下記の表４に列挙されているように変える以外は実施例１９を繰り返す。下記の表４中の結果は、優れた白色度のヒドロキシプロピルメチルセルロースが達成されることを例示している。収率は各実施例において９０％超である。

実施例２８
実施例１９におけるものと同一のヒドロキシプロピルメチルセルロース４０ｇを１００ｇのイソプロパノール中でスラリーにする。０．４ｇの濃塩酸を加え、その後スラリーを濾過する。湿ったケークを丸底フラスコ内に入れる。このフラスコをロータリーエバポレーターに設置し、８０℃に維持された湯浴中に浸漬し、５時間回転させる。空気は系から除去される。得られるポリマーは、２質量％の水溶液として２０℃でウベローデ粘度計を用いて測定した際に５．５ｍＰａ・ｓの粘度を有し、２質量％水溶液として９．５のＡＰＨＡ色を示す。この実施例は高いセルロースエーテル／希釈剤比において解重合反応が実施されうることを例示している。

比較例Ｆ
実施例１９におけるものと同一のヒドロキシプロピルメチルセルロース２０ｇを２００ｇのメタノールに加える。十分に混合できない極めて粘性の高い溶液が生ずる。

比較例Ｇ
実施例１９におけるものと同一のヒドロキシプロピルメチルセルロース２０ｇを２００グラムのヘキサンに加える。０．８ｇの濃塩酸を加える。該混合物を窒素中で６時間、６５℃において加熱および撹拌する。回収される生成物は２質量％水溶液として測定した際に７ｍＰａ・ｓの粘度を有すると認められるが、この溶液の色は１１８ＡＰＨＡである。

比較例Ｈ
実施例１９におけるものと同一のヒドロキシプロピルメチルセルロース２０ｇを２００グラムの１，１，１−トリクロロエタンに加える。０．８ｇの濃塩酸を加える。該混合物を窒素中で６時間、６５℃において加熱および撹拌する。回収される生成物は２質量％水溶液として測定した際に１３ｍＰａ・ｓの粘度を有すると認められるが、この溶液の色は２１３ＡＰＨＡである。

実施例２９
実施例１９におけるものと同一のヒドロキシプロピルメチルセルロース２０ｇを、オーバーヘッドスターラー、窒素導入口、および凝縮器を備え、２００グラムのイソプロパノールの入った５００ｍＬ丸底フラスコに加える。純度９８％の硫酸１．１ｇを加え、フラスコへ窒素を通し始める。スラリーを約８２℃で加熱還流し、その温度で５．５時間維持する。該混合物を３０℃まで冷却し、２．２グラムの炭酸水素ナトリウムを加える。得られたスラリーを濾過し、固形物を真空オーブン中で３５℃において乾燥する。得られた生成物は２質量％水溶液として測定された際に４ｍＰａ・ｓの粘度と１１ＡＰＨＡの色とを有する。

比較例Ｉ
実施例１９におけるものと同一のヒドロキシプロピルメチルセルロース２０ｇを、オーバーヘッドスターラー、窒素導入口、および凝縮器を備え、２００グラムの１，２−ジメトキシエタンの入った５００ｍＬ丸底フラスコに加える。純度９８％の硫酸１．７ｇを加え、フラスコへ窒素を通し始める。スラリーを約８２℃で加熱還流し、その温度で６．５時間維持する。該混合物を３０℃まで冷却し、２．２グラムの炭酸水素ナトリウムを加える。得られたスラリーを濾過し、固形物を真空オーブン中で３５℃において乾燥する。得られた生成物は２質量％水溶液として測定された際に３．５ｍＰａ・ｓの粘度を有するが、色は黄色〜薄茶色である。

Claims

セルロースエーテルの平均分子量を減少させる方法であって、該方法は、炭素数２〜８の脂肪族非環式アルコールを少なくとも９０質量％含む希釈剤中において、セルロースエーテルを塩酸、硫酸、硝酸、リン酸およびこれらの混合物から選択される酸に接触させ、部分的に解重合して、より低分子量にする工程を含み、希釈剤とセルロースエーテルとの質量比が２０：１〜１：２である、方法。
セルロースエーテルが、２５℃、１気圧下において蒸留水１００グラム中に少なくとも２グラムという水への溶解度を有する水溶性セルロースエーテルである、請求項１に記載の方法。
前記セルロースエーテルがメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、またはカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロースである、請求項２に記載の方法。
部分的解重合工程前の粘度に対して少なくとも５０％の前記セルロースエーテルの粘度の減少が達成される、請求項３に記載の方法。
エタノールまたはイソプロピルアルコール中の前記セルロースエーテルのスラリーが前記酸と接触させられる、請求項３または４に記載の方法。
前記セルロースエーテルがエチルセルロースである、請求項１または２に記載の方法。
８０容量％のトルエンと２０容量％のエタノールとの混合液中、２５℃において５質量％の溶液として測定した際に４〜４００ｍＰａ・ｓの粘度を有するエチルセルロースが、部分的に解重合され、１．０〜１０ｍＰａ・ｓの粘度を有するエチルセルロースとなり、前記エチルセルロースの粘度が部分的解重合工程前のその粘度に対して少なくとも２０％減少する、請求項６に記載の方法。
エチルセルロースがエタノールまたはイソプロパノールに溶解され、前記酸により部分的に解重合され、水の添加によって該溶液から回収される、請求項７に記載の方法。
前記セルロースエーテルが不活性ガスの雰囲気下で前記希釈剤中において前記酸と接触させられる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。