JPH08501593A - ポリスクシンイミド及びポリアスパラギン酸の製造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高分子量ポリスクシンイミド及び高分子量ポリアスパラギン酸を製造する方法。マレイン酸無水物をアンモニアと反応させ、更に重合したポリスクシンイミドと反応させる。得られた生成物を加水分解してポリアスパラギン酸を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリスクシンイミド及びポリアスパラギン酸の製造発明の分野 本発明はポリマー製造の分野に係わる。特に本発明は、ポリスクシンイミド及 びポリアスパラギン酸製造の分野に係わる。発明の背景 ポリアスパラギン酸は多数の方法で製造されている。 Ｋｏｓｋａｎらの米国特許第５，１１６，５１３号明細書は、アスパラギン酸 粉末を重合することによるポリアスパラギン酸の製造を教示している。重合によ ってポリスクシンイミドを製造し、次いでそれを塩基加水分解してポリアスパラ ギン酸を得る。 Ｂｏｅｈｍｋｅらの米国特許第４，８３９，４６１号明細書は、マレイン酸と アンモニアを１：１〜１．５のモル比で、１２０〜１５０℃で反応させることに よるポリアスパラギン酸の製造を教示している。発明の要約 本発明者らは、マレイン酸無水物とアンモニアを昇温下で使用し、ポリスクシ ンイミドを予想外に高い収率で製造 し得ることを見い出した。得られたポリスクシンイミドを塩基加水分解してポリ アスパラギン酸を製造し得る。 本発明者らは、少なくとも１７０℃以上の昇温下で１０００〜２０００Ｍｗの 分子量を有する低分子量ポリスクシンイミドを６０％を超える収率で製造し得る ことを見い出した。 １５０℃未満の温度ではマレイン酸無水物はアンモニアとの付加物を形成する 。温度を２００℃以上に上げる前に、予め製造したポリスクシンイミドを添加す ると、３０００より大きい重量平均分子量を有する比較的高分子のポリスクシン イミドとなる。１２，０００より大きい重量平均分子量が達成可能である。好ま しい実施態様においては分子量は３０００Ｍｗを超える。より好ましい実施態様 においては分子量は３２００〜１２，０００の範囲内であり、最も好ましい実施 態様においては分子量は３２００〜１０，０００の範囲内である。 好ましい重合温度範囲は２００℃〜２６０℃であり、より好ましい重合温度範 囲は２２００℃〜２６０℃であり、最も好ましい重合温度範囲は２２０℃〜２４ ０℃である。 反応時間を延長することにより収率を増加し得る。収率 を最適化するには通常は６〜１４時間が好ましいが、より好ましいのは７〜１０ 時間である。 マレイン酸無水物の量に対するアンモニアの量を増加しても収率を増加し得る 。最適化するには通常、マレイン酸無水物のモル数の１〜１２倍が好ましく、２ 〜５倍がより好ましく、２〜３倍が最も好ましい。好ましい実施態様 マレイン酸無水物とアンモニアからポリスクシンイミドを製造するのに適した 条件を決定するために一連の実験を実施した。 実験ではマレイン無水物を使用した。しかしながら、マレイン酸及びその塩な どのマレイン無水物等価物が使用可能である。 本発明において、「ポリアスパラギン酸」なる用語はポリアスパラギン酸の塩 を含む。 以下に実験を記述する： 付加物及び低分子量ポリマーの製造 実施例１ ９８ｇ（１モル）のマレイン酸無水物を５０ｇの水を用いてスラリーにし、油 浴中３０分間で５５℃に加熱した。 次いで６８ｇの３０％水酸化アンモニウムを加え、混合物を油浴温度１３０℃（ 反応混合物温度１１５℃）で４時間加熱した。生成物は、ペプチドビウレット試 験で陽性であった。加水分解後、ゲル浸透クロマトグラフィー（以降はＧＰＣと 表記する）は明らかに全てのポリマーが１０％以下で製造されたことを示した。 この結果は滴定により確認された。 実施例２ ９８ｇ（１モル）のマレイン酸無水物を５０ｇの水を用いてスラリーにし、マ レイン酸無水物を融解するために７５℃で３０分間加熱した。混合物を水浴に入 れ、室温に冷却し、６８ｇ（１モル）の３０重量％水酸化アンモニウムを、発熱 時のアンモニア損失を最少限に抑えるべく滴下して加えた。 アンモニアを添加し終えたら撹拌を開始し、温度を７５〜８５℃にして２〜３ 時間維持すると、ガラス質白色物質が生成された。 生成物を反応容器に移し、反応混合物温度が１１５℃となるよう油浴温度１３ ５℃に加熱した。４時間加熱する間、縮合反応を示す水の形成が認められた。反 応終了後、脆い 凝固生成物が認められた。加水分解後、ＧＰＣは少量のポリマーの存在を明らか に示した。滴定は約２０％のポリマーを示した。 実施例３ 実施例２の生成物を粉砕し、１５ｇを試験管に入れ、油浴温度１５０℃（反応 混合物温度１４０℃）で４〜５時間加熱した。加水分解後、ＧＰＣデータはポリ マー肩の存在を示した。滴定は３０％のポリマーを示した。 実施例４ 実施例２の生成物を粉砕し、１５ｇを試験管に入れ、油浴温度１８０℃（反応 混合物温度１７０℃）で５時間加熱した。加水分解後、ＧＰＣデータは約５０％ のポリマーを明らかに示した。この量は滴定データにより確認された。 実施例５ 実施例２の生成物を粉砕し、２０ｇを試験管に入れ、油浴中２２０℃で５時間 加熱した。生成物は水不溶性であった。加水分解産物のＧＰＣ分析は、強いポリ アスパラギン酸ピークを明らかにした。滴定は９０％ポリスクシンイミドを示し た。 実施例６ ９８ｇのマレイン酸無水物を５０ｇの水を用いてスラリーにし、マレイン酸無 水物を融解するために７５℃で３０分間加熱した。混合物を水浴に入れ、室温に 冷却し、６８ｇの３０重量％水酸化アンモニウムを、発熱時のアンモニア損失を 最少限に抑えるべく滴下して加えた。 アンモニアを添加し終えたら撹拌を開始し、温度を７５〜８５℃にして２〜３ 時間維持すると、ガラス質白色物質が生成された。 生成物を反応容器に移し、油浴温度１２５℃（反応混合物温度１１０℃）に加 熱した。４時間加熱する間、縮合反応を示す水の形成が認められた。反応終了後 、脆い凝固生成物が認められた。ＧＰＣはポリマーの存在を示さなかった。滴定 データは５％未満のポリスクシンイミドの形成を示した。 実施例７ １９６ｇ（２モル）のマレイン酸無水物を１００ｇの水を用いてスラリーにし 、マレイン酸無水物を融解するために７５℃で４５分間加熱した。混合物を水浴 に入れ、室温に冷却し、２０４ｇ（３モル）の３０重量％水酸化アンモニウムを 、発熱時のアンモニア損失を最少限に抑えるべく 滴下して加えた。 アンモニアを添加し終えたら撹拌を開始し、温度を７５〜８５℃にして６時間 維持すると、ガラス質白色物質が生成された。 生成物を反応容器に移し、対応油浴温度１３５℃とし、油浴温度中で反応混合 液温度１２０℃に加熱した。１４時間加熱する間、縮合反応を示す水の形成が認 められた。反応終了後、黄色がかった硬質の物質が認められた。滴定は０％のポ リマーを示した。ＧＰＣの結果は滴定と一致した。 実施例８ １９６ｇ（２モル）のマレイン酸無水物を１００ｇの水を用いてスラリーにし 、撹拌しながら４５分間で５５℃に加熱した。混合物を室温に冷却し、４０８ｇ （６モル）の３０重量％水酸化アンモニウム水溶液を、アンモニア損失を最少限 に抑えるべく冷却しながらゆっくり加えた。添加終了後、混合物を６時間で７５ 〜８５℃に加熱すると、白色ガラス質の物質が認められた。これを油浴中で７時 間、反応混合物２４０℃（対応油浴温度２５０℃）に加熱し、暗黄色の脆い生成 物が生成された。滴定は１００％のポリマーを示した。これは加水分解産物のＧ ＰＣにより確認さ れた。 上述の実施例においては、１５０℃以上の温度でポリスクシンイミドが有意に 高い収率で形成された。１５０℃以下の温度ではマレイン酸無水物／アンモニア 付加物が形成された。昇温下では付加物が重合反応に関与したと見られる。一旦 ２００℃しきい値に達するかまたはそれを超えると、ＧＰＣ及び滴定実験はポリ スクシンイミド生成の明らかな証拠を与え、かかる昇温下での収率は高く、７０ ％を超えた。２２０℃以上の温度では収率は理論値の１００％の最大値に達し、 一般に理論値の９０％を超えた。１５０℃以上の温度では理論値の６０％の収率 が得られた。１７０℃を超える温度では理論値の少なくとも７０％の収率が得ら れた。高分子量ポリスクシンイミドの製造 実施例９ 実施例２の生成物を試験管に入れ、その半分の重量の、予め生成した重量平均 分子量が３０００のポリスクシンイミドと混合した。反応混合物を１０時間で２ ２０℃に加熱した。分子量１０，０００を有するポリスクシンイミドが生成され た。このポリスクシンイミド生成物を水酸化アン モニウムを使用して塩基加水分解し、ポリアスパラギン酸を生成した。 実施例１０ 実施例２の生成物を試験管に入れ、予め生成した重量平均分子量が１０００の 低分子量ポリスクシンイミドと混合した。反応混合物を１０時間で２２０℃に加 熱した。分子量６０００を有するポリスクシンイミドが生成された。このポリス クシンイミド生成物を水酸化アンモニウムを使用して塩基加水分解し、ポリアス パラギン酸を生成した。 実施例１１ 実施例９の生成物を試験管に入れ、実施例１０の生成物と混合及び反応させた 。反応混合物を１２時間で２２０℃に加熱した。分子量１２，０００を有するポ リスクシンイミドが生成された。この生成物を塩基加水分解し、ポリアスパラギ ン酸を形成した。 実施例９〜１１は、予め生成したポリスクシンイミドを使用し、それを反応混 合物に添加することにより、ポリマーの分子量を増大し得ることを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）．１）マレイン酸無水物とアンモニアを、１５０℃未満の温度で反応させて 生成物を生成するステップ； ２）ステップ１の反応生成物をポリスクシンイミドと混合するステップ；及び ３）ステップ２の温度を、ステップ１の生成物とポリスクシンイミドとの重合 を生起する温度まで上昇させるステップ を含む、ポリスクシンイミドを製造する方法。 ２）．前記ステップ３の温度が少なくとも２００℃である請求項１に記載の方法 。 ３）．前記ステップ３の温度が少なくとも１７０℃である請求項１に記載の方法 。 ４）．前記ステップ３の温度が少なくとも２００℃〜２３０℃である請求項１に 記載の方法。 ５）．前記ステップ２に使用するポリスクシンイミドを、マレイン酸無水物とア ンモニアをまず８０℃未満の温度で、生成物を生成するのに十分な時間加熱し、 次いで２２０℃〜２６０℃の温度で加熱することにより生成する請求項３に記載 の方法。 ６）．前記ステップ２に使用するポリスクシンイミドを、アスパラギン酸粉末を 少なくとも４２０゜Ｆの温度で加熱することにより生成する請求項３に記載の方 法。 ７）．更に、請求項３に記載の最終生成物に塩基を添加してポリアスパラギン酸 を生成するステップを含む請求項３に記載の方法。 ８）．更に、請求項４に記載の最終生成物を塩基加水分解してポリアスパラギン 酸を生成するステップを含む請求項４に記載の方法。 ９）．請求項８に従って製造されたポリアスパラギン酸。 １０）．前記ステップ１において、マレイン酸無水物及びアンモニアをまず７５ ℃未満の温度で反応させて生成物を生成する請求項１に記載の方法。 １１）．前記ステップ１において、マレイン酸無水物及びアンモニアをまず約５ ５℃またはそれ以下の温度で反応させて生成物を生成する請求項１に記載の方法 。