JPH09124790A - ポリアミノ酸誘導体及びその製造方法 - Google Patents

ポリアミノ酸誘導体及びその製造方法

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JPH09124790A
JPH09124790A JP28355795A JP28355795A JPH09124790A JP H09124790 A JPH09124790 A JP H09124790A JP 28355795 A JP28355795 A JP 28355795A JP 28355795 A JP28355795 A JP 28355795A JP H09124790 A JPH09124790 A JP H09124790A
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acid
carbon
reaction
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JP28355795A
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Masayuki Tomita
雅之 冨田
Kazuya Okano
一哉 岡野
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジカル反応可能な炭素−炭素二重結合を有
するポリアミノ酸誘導体を製造する。 【解決手段】 一般式(1) 【化1】 (式中、nは1または2である。)で表される化合物お
よびまたはそれらの重合体と一般式(2) 【化2】 (式中、R1は単結合またはC,H,N,O,Sもしく
はハロゲンからなる基であり、R2はHまたはアルキル
基であり、mは1または2である。)で表される化合物
を重合または反応させた後、少なくとも部分的に加水分
解することにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアミノ酸誘導
体及びその製造方法に関し、更に詳しくは、グラフト反
応、架橋反応に有用な炭素−炭素二重結合を有する新規
ポリアミノ酸誘導体及びその製造方法に関する。この新
規ポリアミノ酸は、塗料、レジスト剤、ハ−ドコ−ティ
ング剤、樹脂改質材、可溶化剤等に利用可能であり、水
溶性であり、かつ生分解性を有する。
【0002】
【従来の技術】従来、酸性アミノ酸系樹脂としては、ポ
リコハク酸イミドにアミノアルコ−ル等のアミンを反応
させた後、加水分解を行い、水酸基等の官能基を導入し
た酸性アミノ酸樹脂が知られている(特公昭48−20
638号公報、特開昭60−45597号公報)。酸性
アミノ酸系樹脂は、その生分解性から、既存樹脂の代替
材料として注目されている。しかし,炭素−炭素二重結
合が酸性アミノ酸のアミノ基を利用して酸性アミノ酸樹
脂、特にポリアスパラギン酸に導入された例は知られて
いない。さらに、従来の手法を利用して、ポリコハク酸
イミドを合成した後に、そのイミドに官能基を有するア
ミンを反応させる手法をとる場合、重合して得られたポ
リコハク酸イミドをジメチルホルムアミド等の溶媒に溶
解させた後、官能基を有するアミンを反応させ、更にそ
の溶媒を除去した後、官能基を導入したイミドを加水分
解する必要があり、操作が煩雑となり、工業的に不利で
ある上、その操作中に重合体のゲル化等が発生する場合
もあるため、実用的でない。また、従来の手法では、炭
素−炭素二重結合が導入される部位についての制御も難
しく、実質的に不可能であった。本発明では、重合体の
末端にのみ炭素−炭素二重結合を導入することも可能で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水溶
性で生分解性を有するポリアミノ酸に炭素−炭素二重結
合を有する基を導入した新規な樹脂及びその製造方法を
提供することにある
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意検討した結果、以下に記載するポリ
アミノ酸誘導体を簡便に製造することが出来ることを見
出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の
要旨は、下記一般式(1)で表されるモノアミノジカル
ボン酸
【0005】
【化5】
【0006】(式中、nは1または2である。)、マレ
アミド酸、マレイン酸とアンモニアの反応物及びまたは
それらの重合体と一般式(2)で表される炭素−炭素二
重結合を有する化合物
【0007】
【化6】
【0008】(式中、R1は単結合またはC,H,N,
O,Sもしくはハロゲンからなる基であり、R2はHま
たはアルキル基であり、mは1または2である。)を重
合または反応させた後、少なくとも部分的に加水分解し
て得られることを特徴とするポリアミノ酸誘導体及びそ
の製造法に存する。
【0009】
【発明の実施の態様】以下、本発明の詳細について述べ
る。本発明の原料となるモノアミノジカルボン酸として
は、具体的には、アスパラギン酸、グルタミン酸または
これらの混合物が挙げられ、これらのモノアミノジカル
ボン酸はD体、L体またはその混合物であっても良い。
このうち好ましくは、アスパラギン酸を用いることが出
来る。
【0010】本発明の原料となるマレイン酸とアンモニ
アの反応物において、本発明の方法に用いられるマレイ
ン酸は、その無水物、部分および完全エステルを含む。
また、アンモニアは、ガスあるいは溶液として用いる。
溶液として用いる場合は、水に溶解させて水酸化アンモ
ニウム水溶液とする方法、メタノール、エタノール等の
アルコール、または他の適当な有機溶媒に溶解させる方
法等が用いられる。マレイン酸とアンモニアの反応は、
常法にしたがって行うことができるが、代表的な例とし
ては、DE3,626,672号、US4,839,4
61号、US5,286,810号等が挙げられる。
【0011】モノアミノジカルボン酸、マレアミド酸及
びまたはマレイン酸とアンモニアの反応物からそれらの
重合体を得る方法は既知であり、脱水による縮重合反応
を利用する。これらの重合の例としては、特公昭48−
20638号、US4,839,461号、US5,0
57,597号、US5,219,986号、EP57
8,449号等が挙げられる。
【0012】一般式(2)で表される炭素−炭素二重結
合を有する化合物は、R1は単結合またはC,H,N,
O,Sもしくはハロゲンからなる基であり、R2はHま
たはアルキル基であり、mは1または2である。R1
しては、C,H,N,O,SもしくはCl,Br等のハ
ロゲンから成れば特に限定されない。化合物の具体的な
例としては、N−アクロイルアスパラギン酸、N−メタ
クロイルアスパラギン酸、N−アクロイルグルタミン
酸、N−メタクロイルグルタミン酸等が挙げられる。こ
れらの中で好ましいものとしては、N−アクロイルアス
パラギン酸、N−メタクロイルアスパラギン酸が挙げら
れる。
【0013】本発明のポリコハク酸イミドを得るために
は、重合に反応溶媒を使用してもしなくても良いが、使
用し得る溶媒としては、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲ
ン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒
および非プロトン性極性溶媒からなる群より選ばれる、
100℃以上の沸点を有する溶媒であり、特に130℃
以上の沸点を有するものが好ましい。これらの溶媒は、
単一でまた混合しても用いることができる。
【0014】具体的には、芳香族炭化水素系溶媒として
は、キシレン、ジエチルベンゼン(上記2種はそれぞ
れ、そのオルト、メタまたはパラ異性体単独からなるも
のであっても、2種類以上の異性体の混合物からなるも
のであってもよい)、トルエン、アミルベンゼン、キュ
メン、メシチレン、テトラリンが挙げられ、ハロゲン化
炭化水素系溶媒としては、クロロトルエン、ジクロロベ
ンゼン(上記2種はそれぞれ、そのオルト、メタまたは
パラ異性体単独からなるものであっても、2種類以上の
異性体の混合物からなるものであってもよい)、1,4
−ジクロロブタン、クロロベンゼンが挙げられ、エーテ
ル系溶媒としては、ジクロロエチルエーテル、ブチルエ
ーテル、ジイソアミルエーテル、アニソールが挙げら
れ、エステル系溶媒としては、酢酸−n−アミル、酢酸
イソアミル、酢酸メチルイソアミル、酢酸シクロヘキシ
ル、酢酸ベンジル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピ
オン酸イソアミル、酪酸イソアミル、酪酸−n−ブチル
が挙げられ、非プロトン性極性溶媒としては、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−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−
2−イミダゾリジノン、テトラメチル尿素酸、ジメチル
スルホキシド、スルホランおよびヘキサメチルホスホロ
アミドを挙げることができる。これらの中でも、ジエチ
ルベンゼン、メシチレン、キュメン、クロロトルエン、
1,4−ジクロロブタン、ジイソアミルエーテル、酪酸
−n−ブチル、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノ
ン、スルホラン等が、適度な沸点を有する点で好まし
く、さらには、メシチレン、キュメン、クロロトルエ
ン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホ
ランが特に好ましい。
【0015】溶媒は、一般式(1)で表されるモノアミ
ノジカルボン酸、マレアミド酸、あるいはマレイン酸ア
ンモニアから得られる反応物及びまたはそれらの重合物
100重量部に対し、1〜5000重量部、好ましくは
5〜2000重量部の割合で使用することができる。本
発明の方法では、酸触媒を用いても用いなくても良い
が、用いる場合は、硫酸、無水硫酸、リン酸、ポリリン
酸、メタリン酸、縮合リン酸、無水リン酸等の無機酸触
媒及び、p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、ト
リフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の有
機酸触媒が用いることができる。これらの中でも、高収
率で高分子量のポリマーが得られやすいという点でリン
酸類触媒が好ましく用いられる。
【0016】これらの酸触媒は、一般式(1)で表され
るモノアミノジカルボン酸、マレアミド酸、あるいはマ
レイン酸アンモニアから得られる反応物及びまたはそれ
らの重合物1モルに対して0.0002〜2.0モル、
好ましくは0.002〜1.0モルの割合で使用するこ
とができる。本発明の方法における重合または反応の温
度は、通常は100〜280℃、好ましくは、130〜
250℃の範囲である。重縮合温度が100℃未満で
は、反応が容易に進行せず、また、280℃を超えると
分解生成物が生成するので好ましくない。
【0017】反応時の圧力には特に制限はなく、常圧、
減圧または加圧のいずれでもよいが、通常は、10Pa
〜1MPaの範囲である。反応時間は、1分〜100時
間、好ましくは10分〜50時間、最も好ましくは15
分〜20時間である。また、反応の実質上の終点は、反
応中に副生してくる水の生成がなくなった点である。
【0018】また、分子量を制御する目的で、重合中に
アミン等を共存させても良い。後処理工程は、重合物の
用途に合わせて適宜選択することができる。例えば、遠
心分離により溶媒を除く方法、または遠心分離後さらに
水あるいは低沸点溶媒により洗浄する方法等の常法によ
り行うことができる。これらの重合の例としては、特公
昭48−20638号公報,US4,839,461
号、US5,057,597号、US5,219,98
6号、EP578,449号等が挙げられる。
【0019】一般式(1)で表されるモノアミノジカル
ボン酸、マレアミド酸、マレイン酸とアンモニアの反応
物と一般式(2)で表される炭素−炭素二重結合を有す
る化合物の重合では、一般式(2)で表される化合物は
重合の最初から重合系中に入れてもよいし、重合途中か
ら重合系中に入れてもよい。また、本発明で得られる重
合体中に50モル%を超えない範囲で他のモノマ−が共
重合されていても良い。
【0020】共重合可能なモノマ−は、特に限定されな
いが、具体的には、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩
等のアミノ酸塩、アラニン,ロイシン,リジン等のアミ
ノ酸、グリコ−ル酸,乳酸,3−ヒドロキシ酢酸等のヒ
ドロキシカルボン酸、2−ヒドロキシエタノ−ル,マレ
イン酸,アニリン等のアミノ基及びまたはカルボン酸基
と反応しうる官能基を一個以上有する化合物等が挙げら
れる。これらの共重合可能なモノマ−は単独でも、2種
以上混合して用いてもよい。
【0021】本発明の方法おける加水分解は、常法に従
って行うことが出来るが、代表的な例としては、J.A
m.Chem.Soc.,80,3361,(195
8)、J.Org.Chem.,26,1084,(1
961)、US5,221,733号、US5,28
8,783号、特開昭60−203636号等が挙げら
れる。
【0022】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により些かも制限される
ものではない。
【0023】
【実施例】合成したポリスクシンイミドの分子量は、東
ソー(株)社製「TSKgel」”GMHHR−M”+
「TSKgel」”G2000HHR”カラム、および
溶離液に10mM 臭化リチウムのジメチルホルムアミ
ドを用いたGPCクロマトグラフ(示差屈折計)により
得られたポリスチレン換算値である。
【0024】1H−NMR測定は、日本電子(株)製の
「GSX−400」を使用した。溶媒は、重水素化ジメ
チルスルホキシドを用い、測定は室温で行った。 製造例1 N−アクロイル−L−アスパラギン酸の合成 N−アクロイル−L−アスパラギン酸の合成は、特公昭
63−41952号の実施例に基づいて行った。
【0025】水酸化ナトリウム 25.41gを水 9
0mlに溶解し、L−アスパラギン酸 26.62gを
溶液の温度を10℃以下に保ちながら加えた。この溶液
に、塩化アクロイル 19.0gを、溶液の温度を10
℃以下に保ちながら40分かけて滴下した後、室温で1
時間撹拌した。その後、溶液の温度を10℃以下に保ち
ながら、濃塩酸61.9gを加え、溶液を中和した。こ
の反応溶液を酢酸エチルで10回抽出し、抽出液を硫酸
マグネシウムで脱水した後、溶媒を留去して固体を得
た。この固体は、1H−NMR、IR、MSで測定した
結果、N−アクロイル−L−アスパラギン酸であること
が判った。収率は、88.0%であった。 実施例1 冷却器、温度計、撹拌機及び水分分離器を備えた300
ml容四口フラスコ内に、L−アスパラギン酸 8g、
製造例1で得たN−アクロイル−L−アスパラギン酸
1.25g、85%リン酸 0.58g、メシチレン
100g及びスルホラン 50gを仕込んだ。次いで、
常圧、メシチレンの還流下に4.5時間保ち重縮合反応
を行わせた。反応中に生じた水は、メシチレンとともに
系外へ留去せしめた。
【0026】反応終了後、反応液を濾過して反応生成物
を収集した。得られた生成物を水100gで4回洗浄
し、更にメタノ−ル 100gで洗浄した。次いで生成
物を減圧下に80℃で24時間乾燥させ、黄白色の生成
物ポリコハク酸イミドを6.7g得た。この生成物のポ
リスチレン換算の分子量をGPC測定により求めたとこ
ろ、重量平均分子量は32,000であった。
【0027】この生成物の1H−NMR分析を行ったと
ころ、アクロイル基の炭素−炭素二重結合に由来するピ
−ク[δ=5.65(t,1H),6.25(m,2
H)]が確認され、ポリコハク酸イミド中にN−アクロ
イル−L−アスパラギン酸が3.3mol%共重合して
いることが判った。この生成物の加水分解は、撹拌子を
備えた100ccのビ−カ−に上記で得られた生成物
3gと水 10gを仕込み、氷冷下、水酸化ナトリウム
1.4gを水 20gに溶解した水溶液を加え、その
後1時間撹拌することにより行った。反応後、反応液を
メタノ−ル 300ml中に注ぐことにより黄白色の生
成物であるアクロイル基を有するポリアスパラギン酸ナ
トリウム 3.3gを得た。 実施例2 実施例1のN−アクロイル−L−アスパラギン酸を1.
25gから0.7gに変えた以外、実施例1と全く同様
に行った。
【0028】得られたポリコハク酸イミドは6.2gで
あり、その重量平均分子量は51,000であった。ま
た、このコハク酸イミド中に、N−アクロイル−L−ア
スパラギン酸が2.0mol%共重合されていることが
解った。更に加水分解を行い、アクロイル基を有するポ
リアスパラギン酸ナトリウム 3.2gを得た。 実施例3 撹拌機を備えた50ml4口フラスコ内にアスパラギン
酸 8g、製造例1で得たN−アクロイル−L−アスパ
ラギン酸 1.25g、85%リン酸 0.58g及び
アセトン 20mlを仕込み、室温で1時間撹拌した。
その後、油浴80℃でアセトンを実質的に無くなるまで
留去した。次いで、このフラスコに冷却器、温度計を付
け、窒素気流下、マントルヒ−タ−で230℃に加熱し
ながら、2時間重縮合反応を行った。
【0029】反応終了後、反応生成物を収集した。得ら
れた生成物を水 100gで4回洗浄し、更にメタノ−
ル 100gで洗浄した。次いで生成物を減圧下に80
℃で24時間乾燥させ、黄白色の生成物ポリコハク酸イ
ミドを6.1g得た。このポリコハク酸イミドの重量平
均分子量は12,000であった。また、このコハク酸
イミド中に、N−アクロイル−L−アスパラギン酸が
1.7mol%共重合されていることが判った。更に実
施例1と同様に加水分解を行い、アクロイル基を有する
ポリアスパラギン酸ナトリウム 3.1gを得た。 応用例1 冷却器、温度計および撹拌器を備えた300ml容四口
フラスコ内に、実施例1で得たポリコハク酸イミド 2
g,ジメチルホルムアミド 100mlを仕込み、窒素
気流下、室温で、ポリコハク酸イミドを溶解した。その
後、スチレン10gおよびN,N’−アゾビスイソブチ
ロニトリル 0.5gを加え、撹拌下、100℃で5時
間重合を行った。重合溶液を大過剰のメタノ−ルに注
ぎ、生成物を濾過、乾燥し、5.4gの生成物を得た。
この生成物を50mlのジメチルホルムアミドに溶解し
た後、大過剰の酢酸エチルに注ぎ、沈殿物を濾過、乾燥
した。乾燥後の重量は2.4gであった。得られた生成
物は、ポリコハク酸イミドとポリスチレンの共重合体で
あり、得られた生成物を1H−NMRで分析した結果、
スチレンに起因するピ−クが観測され、実施例1で得ら
れたポリコハク酸イミドに見られたアクロイル基に起因
する炭素−炭素二重結合のピ−クは消失していた。ま
た、1H−NMRの結果から共重合体中のスチレンの含
量は22.4重量%であった。
【0030】
【発明の効果】 水溶性で生分解性を有するポリアミノ
酸に炭素−炭素二重結合を有する基を導入した新規な樹
脂を提供する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で表されるモノアミノ
    ジカルボン酸 【化1】 (式中、nは1または2である。)、マレアミド酸、マ
    レイン酸とアンモニアの反応物及びまたはそれらの重合
    体と一般式(2)で表される炭素−炭素二重結合を有す
    る化合物 【化2】 (式中、R1は単結合またはC,H,N,O,Sもしく
    はハロゲンからなる基であり、R2はHまたはアルキル
    基であり、mは1または2である。)を重合または反応
    させた後、少なくとも部分的に加水分解して得られるこ
    とを特徴とするポリアミノ酸誘導体。
  2. 【請求項2】 一般式(1)で表されるモノアミノジカ
    ルボン酸がアスパラギン酸であることを特徴とする請求
    項1記載のポリアミノ酸誘導体。
  3. 【請求項3】 下記一般式(1)で表されるモノアミノ
    ジカルボン酸 【化3】 (式中、nは1または2である。)、マレアミド酸、マ
    レイン酸とアンモニアの反応物及びまたはそれらの重合
    体と一般式(2)で表される炭素−炭素二重結合を有す
    る化合物 【化4】 (式中、R1は単結合またはC,H,N,O,Sもしく
    はハロゲンからなる基であり、R2はHまたはアルキル
    基であり、mは1または2である。)を重合または反応
    させた後、少なくとも部分的に加水分解して得られるこ
    とを特徴とするポリアミノ酸誘導体の製造方法。
  4. 【請求項4】 重合または反応を酸触媒及び溶媒の存在
    下で行うことを特徴とする請求項3記載のポリアミノ酸
    誘導体の製造方法。
  5. 【請求項5】 一般式(1)で表されるモノアミノジカ
    ルボン酸がアスパラギン酸である請求項3または4記載
    のポリアミノ酸誘導体の製造方法。
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