JPH0641301A - アンモニウム基を含む重合体の製造方法 - Google Patents

アンモニウム基を含む重合体の製造方法

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JPH0641301A
JPH0641301A JP5047101A JP4710193A JPH0641301A JP H0641301 A JPH0641301 A JP H0641301A JP 5047101 A JP5047101 A JP 5047101A JP 4710193 A JP4710193 A JP 4710193A JP H0641301 A JPH0641301 A JP H0641301A
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JP
Japan
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isocyanate
urethane
formula
cellulose
alkylene
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JP5047101A
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English (en)
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Hans-Josef Buysch
ハンス−ヨゼフ・ブイシユ
Dieter Arlt
デイーター・アルルト
Klaus Szablikowski
クラウス・スツアブリコウスキ
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Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co oHG
Original Assignee
Wolff Walsrode AG
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Publication date
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B13/00Preparation of cellulose ether-esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/05Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
    • C08B15/06Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur containing nitrogen, e.g. carbamates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch

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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明はOH官能基を有する重合体を最初に
一般式I 【化1】OCN−R−CH2−X I 上式中、RはC2-11アルキレン又はアリーレンを表し、
及びXはハロゲンを表す、に対応するイソシアネートと
反応させ、ウレタンを形成し、そして引き続きウレタン
を式II 【化2】 上式中、R1ないしR3は同一又は異なっていてもよい、
に対応する第三級脂肪族アミンと反応させてアンモニウ
ム基を含む重合体を製造する方法に関する。 【効果】 本発明による方法は試薬収率が高く、大量の
補助試薬を必要とすることなく高い置換度を達成するこ
とが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はOH官能基を有する重合
体を一般式I
【0002】
【化3】OCN−R−CH2−X I 上式中、RはC2-11アルキレン又はアリーレンを表し、
及びXはハロゲンである、に対応するイソシアネートと
反応させてウレタンを形成し、そしてウレタンを引き続
き式II
【0003】
【化4】 上式中、R1ないしR3は同一又は異なっていてもよく、
1-8アルキル、ヒドロキシアルキル、シアノアルキ
ル、アルケニル、アラルキルを表すか又はN原子と共に
環を形成しているアルキレンを表す、に対応する第三級
脂肪族アミンと反応させて第四級ウレタンアンモニウム
化合物を形成することによりアンモニウム基を含む重合
体を製造する方法に関する。
【0004】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】OH官
能基を有する重合体はアンモニウム基を含む重合体に転
化できることは既知である。こうした生成物の製造に含
まれる問題点はまだ充分に解決したとはいえない。数種
の方法が提案されているが、一般に置換度は低い傾向に
ある。例えばEP−A367,003(又そこに引用さ
れた文献をも参照のこと)に従って高度に置換された多
糖類を得ることができるが、そこに記載された方法は三
種の重合体類似体(polymer-analog)反応を夫々に材料、
時間及び処理費用をかけて逐次的に遂行することを必要
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】OH官能基を有する重合
体を最初に式Iに対応するイソシアネートと反応させて
ウレタンを生成させ、こうして生じたウレタンを引き続
き式IIに対応する第三級脂肪族アミンと反応させてア
ンモニウム基を有する重合体を容易に得ることができ、
しかもこの反応は試薬収率が高く、大量の補助試薬を必
要とせずに行われることが新規に見出された。
【0006】適当なOH官能基を有する重合体は、例え
ばポリビニルアルコール、β−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレートのようなOH官能基を有する単量体を
使用して生成されたポリアクリレート、とりわけ多糖
類、殿粉、デキストリン、グリコーゲン、セルロースの
ようなポリグリコサン及びそれらの誘導体、例えばメチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルヒ
ドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルヒドロ
キシプロピルセルロース、スルホエチルセルロース、ス
ルホエチルカルボキシメチルセルロース、メチルスルホ
エチルセルロース、ヒドロキシエチルスルホエチルセル
ロース、ジヒドロキシプロピルセルロース、ジヒドロキ
シプロピルヒドロキシエチルセルロース、ジヒドロキシ
プロピルカルボキシメチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、それらのエステル及びナトリウム、カリ
ウム、カルシウム及びアンモニウムイオンの塩、カルボ
キシメチルヒドロキシエチルセルロース、硫酸セルロー
ス、イヌリン及びグラニニンのようなポリフルクトザ
ン、ポリマンノザン、及びヘミセルロースのような混合
多糖類;ポリキシロザン、ポリアラビノザン及び又ゲラ
ン、キサンタン及びプルランのようなヘテロ多糖類であ
る。
【0007】セルロース及びその誘導体、殿粉及びデキ
ストリンが好適であり、セルロース、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
セルロース及び殿粉が特に好適である。
【0008】適当なイソシアネートは式I
【0009】
【化5】OCN−R−CH2−X I 上式中、RはC2-11アルキレン及びアリーレン、好適に
はC2-6アルキレンを表し、及びXはハロゲン、好適に
は塩素である、に対応するイソシアネートであり、例え
ば2−クロロエチルイソシアネート*、3−クロロプロ
ピルイソシアネート、4−クロロブチルイソシアネー
ト、5−クロロペンチルイソシアネート、6−クロロヘ
キシルイソシアネート*、7−クロロヘプチルイソシア
ネート、8−クロロオクチルイソシアネート、o−、m
−及びp−クロロメチルフェニルイソシアネート、p−
クロロ−o−メチルフェニルイソシアネート又は対応す
る臭素化合物である(*=好適な化合物)。
【0010】これらの化合物は対応するハロアルキルア
ミンハロゲン化水素酸塩又は対応するアミノアルコール
のホスゲン化により得られ、例えば2−クロエチル塩酸
塩から又はエタノールアミンからホスゲン化により2−
クロエチルイソシアネートが得られる(Anm.562、
75頁以降、1949参照)。イソシアネートを用いる
反応の試薬収率は、反応が明確に進行し、そして過剰分
は直接に又は随意蒸留による精製後に洗い出して後再使
用することができるので、極めて高率となる。
【0011】式Iに対応するイソシアネートとOH官能
基を有する重合体の反応は溶液又は分散液中で行われる
が、多糖類の場合は極めて粘稠な溶液を形成するので、
固形物含量を低く抑える必要があり、そのため溶液では
大きな反応容積及び複雑な処理が要求されるので、懸濁
液中で使用することが好適である。
【0012】適当な溶剤及び分散剤は反応条件下で不活
性なものである。例を挙げれば、シクロヘキサン、ペン
タン、ヘプタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエンの
ような炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロ
ロエタン、トリクロロエチレンのようなハロゲン化炭化
水素;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ
ブチルエーテル、ジオキサン、アニソール、ジメトキシ
エタンのようなエーテル;酢酸エチル及びブチル、プロ
ピオン酸エチル、安息香酸エチルのようなエステル;ア
セトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチル
イソプロピルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノ
ンのようなケトン;ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、テトラメチル尿素、N,N−ジメチルエチ
レン尿素、N−メチルピロリドン、N−メチルカプロラ
クタムのようなアミド;アセトニトリル、プロピオニト
リル、ベンゾニトリル、β−メトキシプロピオニトリ
ル、及びβ−シアノ−β'−メトキシジエチルエーテル
のようなニトリルである。
【0013】反応温度は0ないし120℃の範囲、好適
には10ないし110℃の範囲、及び一層好適には15
ないし100℃の範囲である。
【0014】出発生成物及び溶剤又は分散剤はイソシア
ネートと水との二次的反応をできるだけ少なくするため
に、事実上水を含んでいてはならない。
【0015】OH官能基を有する重合体は一般に対応す
る媒体中に導入され、イソシアネートはそのまま又は溶
剤中の溶液として添加される。重合体類似反応及びイソ
シアネートには同一の媒体が使用できる。反応時間は3
0分間ないし数時間の間である。
【0016】イソシアネートのOH官能基を有する重合
体への添加は最も良く触媒作用が行われるように、徐々
に行われる。イソシアネート及びアルコールからウレタ
ンの生成に一般に使用される触媒が触媒として提示され
た量で使用される(Houben-Weyl、E20巻、1604
以降、1987年参照)。特に好適な触媒はジブチル錫
ジラウレート又は錫ジラウレートのような有機錫化合物
である。
【0017】一つのOH官能基を含む1重合体単位対イ
ソシアネートのモル比は、一般に1:0.1ないし1:
100、好適には1;0.5ないし1:80及び一層好
適には1:0.8ないし1:50である。
【0018】OH官能基を有する重合体と式Iの対応す
るイソシアネートとの反応後、ウレタン含有重合体を単
離し、そして精製するか又は直接アミンと反応すること
ができる。反応生成物は濾過又は遠心分離により懸濁液
から単離される。更に使用された溶剤又は他の溶剤を用
いて洗浄することにより精製される。その場合添加され
たイソシアネートの過剰分をもはや利用しない場合はア
ルコールも使用することができる。
【0019】ウレタン官能基を有する重合体と第三アミ
ンIIの反応は、OH官能基を有する重合体とイソシア
ネートの反応の場合と同じ溶剤又は懸濁媒体、同じモル
比、同じ温度及び同じ時間に亙って行われる。処理及び
精製も又同様にして行われる。
【0020】適当な第三級アミンは式II
【0021】
【化6】 上式中、R1ないしR3は同一又は異なっていてもよく、
1-8アルキル、好適にはC1-3アルキル;C5-6シクロ
アルキル、好適にはシクロヘキシル;C2-6ヒドロキシ
アルキル、好適にはヒドロキシエチル及びヒドロキシプ
ロピル;C2-4シアノアルキル、好適にはシアノエチ
ル;C3-8アルケニル、好適にはアリル及びメタアリ
ル;C7-8アラルキル、好適にはベンジル;及びR1及び
2はC2-5アルキレンを表し,N原子と共に環を形成し
ており、好適にはピロリドン及びピペリジン環の形成を
伴ったC4及びC5アルキレンである、に対応する第三級
アミンである。こうしたアミンの例はトリメチルアミン
*、トリエチルアミン*、ジメチルベンジルアミン、ジ
メチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルエタノ
ールアミン*、N−メチルジエタノールアミン、トリエ
タノールアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミ
ン、ジメチルブチルアミン、N,N−ジエチルエタノー
ルアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン*、N
−メチルジプロパノールアミン、N−メチルピペリジ
ン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルシアノエ
チルアミン(*=好適なもの)である。
【0022】陽イオン官能基を有する重合体は製紙工業
において広く使用されている助剤であり、医学分野及び
食品分野において使用される高活性濾過材料の製造の出
発材料であり、又は衛生用品及び香粧品の洗浄剤及び保
護剤の添加剤としても使用され、及び排水の処理におい
て凝集剤として使用される。
【0023】
【実施例】
実施例1 1.1の置換度(DS)を有する商業的に入手し得るヒ
ドロキシエチルセルロース200gを1リットルの塩化
メチレンに懸濁し、100gの6−クロロヘキシルイソ
シアネート及び触媒として1gのデスモラピッド(Desmo
rapid)SO(登録商標)(イソシアネートとアルコールの
反応用としてバイエル(Bayer)社により製造されている
商業的に入手し得る触媒)を添加後、40ないし50℃
で24時間加熱した。吸引濾過、塩化メチレンとイソプ
ロパノールによる洗浄及び50℃における真空乾燥によ
る処理を行った後、IRスペクトルで1720cm-1
強い吸収帯を有し、2.0%のN含量を有する235g
のウレタンセルロースが得られた。
【0024】実施例2 100gの代わりに200gの6−クロロヘキシルイソ
シアネートを用いて実施例1を繰り返した。1720c
-1に強い吸収帯を有し、そして3.1%のN含量を有
するウレタンセルロースが295の収量で得られた。
【0025】実施例3 50gの実施例1のウレタンセルロース、80gのトリ
エタノールアミン及び300mlのトルエンを90℃で
10時間撹拌し、吸引濾過し、イソプロパノールで繰り
返して洗浄し、及び50℃で真空乾燥した。2.7%の
N及び2.8%のClを含む陽イオン性セルロースが5
3gの収量で得られた。
【0026】実施例4 50gの実施例2のウレタンセルロース、50gのN,
N−ジメチルトリエタノールアミン及び400mlのト
ルエンを80℃で12時間撹拌した。実施例3のように
処理すると、4.8%のN及び5.1%のClを含む56
gの陽イオン性セルロースが得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイーター・アルルト ドイツ連邦共和国デー5000ケルン80・リブ ニカーシユトラーセ2 (72)発明者 クラウス・スツアブリコウスキ ドイツ連邦共和国デー3030ヴアルスロデ・ エムエイテイエイチ−クラウデイウス−シ ユトラーセ5

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 OH官能基を有する重合体を一般式I 【化1】OCN−R−CH2−X I 上式中、RはC2-11アルキレン又はアリーレンを表し、
    及びXはハロゲンを表す、に対応するイソシアネートと
    反応させてウレタンを形成し、そしてウレタンを引き続
    き式II 【化2】 上式中、R1ないしR3は同一又は異なっていてもよく、
    1-8アルキル、C5及びC6シクロアルキル、C2-6ヒド
    ロキシアルキル、C2-4シアノアルキル、C3-8アルケニ
    ル、C7-8アラルキルを表し、及びR1及びR2は窒素原
    子と共に3−ないし6員環を形成する最高C5のアルキ
    レンを表す、に対応する第三級脂肪族アミンと反応させ
    ることを特徴とする、アンモニウム基を含む重合体の製
    造方法。
JP5047101A 1992-02-21 1993-02-15 アンモニウム基を含む重合体の製造方法 Pending JPH0641301A (ja)

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DE59301063D1 (de) 1996-01-18
EP0556688B1 (de) 1995-12-06
EP0556688A1 (de) 1993-08-25
US5324777A (en) 1994-06-28
FI930722A (fi) 1993-08-22
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