JP6983159B2 - 双性イオン性スルホンポリマーブレンドおよび中空糸膜 - Google Patents
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Description
本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動してもよい任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「約」および「実質的に」などの1または複数の用語により修飾された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。場合により、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせても、および/または入れ替えられてもよく、このような範囲は特定され、文脈または語句が他のことを示していない限り前記範囲内に包含されるすべての部分範囲を含む。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;および
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;
ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
を含む。
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル基、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;および
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
aおよびbは、それぞれ独立して、0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
の構造を有する構造単位を含む。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;および
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
を含み、
スルホンポリマーを含む第2のポリマーは、式II、IV、またはV
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
R3およびYは、独立して、水素原子、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
が本明細書において提供される。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
R3およびYは、独立して、水素原子、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
が本明細書において提供される。
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
R3およびYは、独立して、水素原子、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
が本明細書において提供される。
(A)第1のポリマーと第2のポリマーとのブレンドを含むキャスティング溶液を提供し、キャスティング溶液中の総ポリマー含量がキャスティング溶液の約20重量%未満である工程、および
(B)中空糸膜を形成するために環状流路を通ってキャスティング溶液を押出す工程、
を含む、本明細書に記載の中空糸膜の形成方法が本明細書において提供される。
本明細書に記載のポリマーブレンドは、製造および使用中に多孔質中空糸膜構造を支持するように所望の機械的特性を付与する。さらに、このポリマーブレンドは、高温蒸気滅菌工程中の分解を低減または防止するために、適切な熱特性を付与する。さらに、ポリマーブレンドおよび膜は、最適な生体適合性を有し、その結果、タンパク質のファウリングが最小限に抑えられ、処理された血液の血栓症は生じない。
式(VII)のポリマーの調製および45モル%の双性イオンへの最終誘導体化(ワンポット合成、3.25モル%連鎖停止剤)を以下のように実施した:オーバーヘッドメカニカルスターラー、ショートヘッド蒸留装置および窒素導入口を備えた5.0リットルの三つ口フラスコに、ビスフェノールA(BPA)(228.1g、1.000モル)、N−メチルピペラジンジフェノールアミド(301.17g、0.8182モル)、p−クミルフェノール(12.468g、0.0591モル)および1.60LのN−メチルピロリジノン(NMP)を入れ、油浴に浸した。この混合物を室温で撹拌し、次いで炭酸カリウム(401.5g、2.909モル)を少しずつ加え、続いて0.800Lのトルエンを加えた。この混合物をゆっくりとした窒素気流下で加熱してトルエンを除去した後、残留水を共沸除去して反応混合物を乾燥させた。油浴の温度を125〜150℃から徐々に上げて、大部分のトルエン(>90%)を除去した。次いでスラリーを室温に冷却し、次いでジフルオロジフェニルスルホン(469.63g、1.8482モル)を固体として添加し、反応温度を徐々に165℃に上昇させた。加熱中、約100℃で穏やかな発熱が観察された。混合物を加熱し、所望の分子量が達成されるまで(8〜10時間)2時間ごとに試料を採取した。反応の進行に伴って反応粘度が増加し、反応は不透明な灰色がかった色を示した。所望の分子量が達成されたら、反応物を0.8リットルのNMPで希釈し、50℃に冷却した。次いで1,3−プロパンスルトンを添加し(149.7g、1.227モル)、反応混合物を徐々に80℃に加熱した。反応は約4時間で完了した。添加が完了した後、反応色は徐々にオフホワイトのスラリーに明るくなる。溶液粘度に基づいて、反応混合物をさらに希釈してもよい。次いで、混合物を高速ブレンダーを用いて12.0Lの水中に沈殿させ、白色沈殿物を生成させた。沈殿物を濾過により回収し、次いで5.0リットルの温水(40〜50℃)中で6時間再スラリー化した。固体を濾過によって回収した。得られたポリマーを、最初は真空下で50℃において窒素パージ下で24時間乾燥させ、次いで完全真空下で80〜100℃においてさらに24時間乾燥させて、乾燥後に約950グラムのポリマーを得た(約95%回収)。
非特異性タンパク質結合は、ホースラッディシュペルオキシダーゼ(HRP)官能基で標識した免疫グロブリンタンパク質を用いて測定した。1インチ長の各中空糸断片を35x10mmのペトリ皿に入れ、リン酸緩衝化生理食塩水(pH=7.4)中で十分に洗浄して、残留グリセロール、塩、またはポロゲンを繊維から除去した。PBSを、HRP−タンパク質の10μg/ml溶液2mlに交換した。2時間の浸漬後、抗体溶液を除去し、繊維をPBSで十分に洗浄した。次いで、繊維を四分の一に切断し、4つの四分の一を、0.5mlの50mMクエン酸−リン酸緩衝液(CPB)(pH=5)を含有する24ウェルプレートのウェルにまとめて移した。試料を30分間浸漬した。
Claims (5)
- 双性イオン官能基を有するスルホンポリマーを含む第1のポリマーと、スルホンポリマーを含む第2のポリマーとを含む、中空糸膜製造用ポリマーブレンドであって、
双性イオン官能基を有するスルホンポリマーを含む前記第1のポリマーが、式IIの構造単位に結合した式IBの構造単位を含み、スルホンポリマーを含む前記第2のポリマーが式IIの構造単位:
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
R3およびYは、独立して、水素原子、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
を含み、
前記第1のポリマー中の式IBの双性イオン官能化構造単位のモル分率が、前記第1のポリマー中の式IBの単位および式IIの単位の総モルの30モル%から50モル%未満の範囲内である、中空糸膜製造用ポリマーブレンド。 - 双性イオン官能基を有するスルホンポリマーを含む第1のポリマーと、スルホンポリマーを含む第2のポリマーとを含む、中空糸膜製造用ポリマーブレンドであって、
双性イオン官能基を有するスルホンポリマーを含む前記第1のポリマーが、式IIの構造単位に結合した式IBの構造単位を含み、スルホンポリマーを含む前記第2のポリマーが式IVの構造単位:
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
R3およびYは、独立して、水素原子、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
を含み、
前記第1のポリマー中の式IBの双性イオン官能化構造単位のモル分率が、前記第1のポリマー中の式IBの単位および式IIの単位の総モルの30モル%から50モル%未満の範囲内である、中空糸膜製造用ポリマーブレンド。 - 双性イオン官能基を有するスルホンポリマーを含む第1のポリマーと、スルホンポリマーを含む第2のポリマーとを含む、中空糸膜製造用ポリマーブレンドであって、
双性イオン官能基を有するスルホンポリマーを含む前記第1のポリマーが、式IIの構造単位に結合した式IBの構造単位を含み、スルホンポリマーを含む前記第2のポリマーが式Vの構造単位:
R1およびR2は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
kは0〜10であり;
R3およびYは、独立して、水素原子、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R4は、結合、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキル、またはアリール環であり;
R5およびR6は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、C1−C12アルキル、C3−C12シクロアルキルまたはアリール環であり;
Y’およびR’は、それぞれ独立して、水素、C1−C20アルキル、またはアリール環であり;
a、a’およびbは、それぞれ独立して0、1、2、3または4であり;ならびに
mおよびnは、それぞれ独立して、0または1である)
を含み、
前記第1のポリマー中の式IBの双性イオン官能化構造単位のモル分率が、前記第1のポリマー中の式IBの単位および式IIの単位の総モルの30モル%から50モル%未満の範囲内である、中空糸膜製造用ポリマーブレンド。 - (A)請求項1〜3のいずれか一項に記載の中空糸膜製造用ポリマーブレンドを含むキャスティング溶液を提供し、前記キャスティング溶液中の総ポリマー含量が前記キャスティング溶液の20重量%未満である工程、および
(B)中空糸膜を形成するために環状流路を通して前記キャスティング溶液を押出す工程、
を含む、中空糸膜の形成方法。 - 前記中空糸膜が、前記中空糸膜中のポリマーの総重量の0.5重量%〜5重量%の量で請求項1〜3のいずれか一項で定義した前記第2のポリマーを含む、請求項4に記載の方法。
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