JPH10168184A - キレート剤 - Google Patents

キレート剤

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JPH10168184A
JPH10168184A JP33571696A JP33571696A JPH10168184A JP H10168184 A JPH10168184 A JP H10168184A JP 33571696 A JP33571696 A JP 33571696A JP 33571696 A JP33571696 A JP 33571696A JP H10168184 A JPH10168184 A JP H10168184A
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JP
Japan
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hydroxyl group
acid
polyaspartic acid
chelating agent
polysuccinimide
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Pending
Application number
JP33571696A
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English (en)
Inventor
Masako Yoshikawa
政子 吉川
Takeshi Nakato
毅 中藤
Masayuki Tomita
雅之 冨田
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性がよく、かつキレート能の高いキレ
ート剤を提供する。 【解決手段】 水酸基を含むポリアスパラギン酸を有効
成分とするキレート剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キレート剤に関す
る。詳しくは、高い生分解性を有し、洗剤添加剤、分散
剤、凝集剤、スケール防止剤、繊維処理剤、洗浄剤、無
機顔料分散剤など環境中に排出される用途に有用なキレ
ート剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、有機キレート剤としては、ポリア
クリル酸やポリマレイン酸などの電解質ポリマーやクエ
ン酸等の低分子カルボン酸、エチレンジアミンテトラ酢
酸(EDTA)やニトリロトリ酢酸(NTA)等のアミ
ノカルボン酸などが使用されてきた。しかし、これらの
キレート剤は何れも生分解性が低く、使用後廃棄される
と自然環境中に残留し、環境に負荷を与えるといった問
題があった。
【0003】一方、アスパラギン酸のポリマーであるポ
リアスパラギン酸は生分解性が良いという特徴を有して
おり、最近様々な用途が提案されている。例えば米国特
許5152902号では、重量平均分子量1000〜5
000で50%以上β型のポリアスパラギン酸が、水性
系の炭酸カルシウムの沈降阻害剤として提案されてい
る。また、WO9215535号では、重量平均分子量
1000〜5000のポリアスパラギン酸が無機及び有
機粒子の分散剤として提案されている。しかし、その性
能は十分に高いとは言い難かった。従って本発明は、生
分解性が良く、しかも十分に高い性能を有する高分子系
のキレート剤を提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係るキレート剤
は、水酸基を含むポリアスパラギン酸を有効成分とする
ものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明について詳細に説明する
に、本発明に係るキレート剤の有効成分である水酸基を
含むポリアスパラギン酸としては、通常はアスパラギン
酸及び水酸基を含むその誘導体、例えばアスパラギン酸
のカルボン酸基の一つにアミノアルコールがアミド結合
したものが共重合した構造のものが用いられるが、所望
ならばこれらに加えて等モル以下のアスパラギン酸と共
重合し得る多官能化合物が共重合した構造のものを用い
ることもできる。このような多官能化合物としては、ア
ラニン、ロイシン、リジン、グルタミン酸などのアミノ
酸、グリコール酸、乳酸、3−ヒドロキシプロピオン酸
などのヒドロキシカルボン酸が主に用いられるが、エチ
レングリコールなどのグリコールやマレイン酸などのジ
カルボン酸も用いることができる。
【0006】水酸基を含むポリアスパラギン酸の分子量
はキレート性能と関連しており、高いキレート能を発揮
するには重量平均分子量で500〜300000、特に
1000〜200000であるのが好ましい。また、そ
の水酸基の含有量は、ポリアスパラギン酸のアスパラギ
ン酸単位(=アスパラギン酸+アスパラギン酸誘導体)
に対し0.001〜0.5モル倍、特に0.002〜
0.4モル倍であるのが好ましい。水酸基の含有量が多
過ぎても少な過ぎても、キレート能は低下する傾向にあ
る。アスパラギン酸単位に対し0.003〜0.3モル
倍の水酸基を含むポリアスパラギン酸が最も好ましい。
【0007】水酸基を含むポリアスパラギン酸は種々の
方法で製造することができる。例えばアスパラギン酸と
水酸基を含む多官能化合物、例えばセリンやリンゴ酸と
を共重合させて水酸基を含むポリスクシンイミドを生成
させ、次いでこれを加水分解することにより、水酸基を
含むポリアスパラギン酸を製造することができる。また
別法として、イミド環と反応する官能基及び水酸基の双
方を有する化合物、例えば水酸基を含むアミンをポリス
クシンイミドに反応させて水酸基を含むポリスクシンイ
ミドを生成させ、次いでこれを加水分解することによ
り、水酸基を含むポリアスパラギン酸を製造することが
できる。水酸基を含むポリアスパラギン酸の分子量や水
酸基の導入量の制御の容易な点からして、ポリスクシン
イミドに水酸基を導入する方法を経由して水酸基を含む
ポリアスパラギンを製造するのが好ましいので、以下に
この方法について説明する。
【0008】ポリスクシンイミドの製造法は公知であ
り、例えば、特公昭48−20638号公報、米国特許
第5057597号明細書、同第5142062号明細
書、同第5219986号明細書、特開平6−2480
75号公報、特開平7−126379号公報、特開平7
−216084号公報、特開平8−176297号公報
などに記載の方法により製造することができる。ポリス
クシンイミドの原料としては、マレイン酸とアンモニア
との反応物、マレアミン酸、アスパラギン酸などが用い
られるが、アスパラギン酸を用いるのが好ましい。な
お、アスパラギン酸はD体、L体ないしはその混合物の
いずれであってもよい。
【0009】これらの原料からのポリスクシンイミドの
製造は、溶媒中又は無溶媒のいずれでも行うことができ
る。反応は好ましくは触媒の存在下に行われる。通常は
酸触媒が用いられ、例えば硫酸、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、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
酸が用いられる。その他に、リン酸モノエステル、リン
酸ジエステル、リン酸トリエステル、亜リン酸モノエス
テル、亜リン酸ジエステル、亜リン酸トリエステル等も
用いられる。通常はリン酸、ポリリン酸、メタリン酸、
縮合リン酸、無水リン酸、リン酸モノエステル、リン酸
ジエステル、リン酸トリエステル、亜リン酸モノエステ
ル、亜リン酸ジエステル、亜リン酸トリエステルなどを
用いるのが好ましい。
【0010】ポリスクシンイミドの構造はその製造法に
より影響を受けるが、キレート剤の有効成分としての水
酸基を含むポリアスパラギン酸の原料としては、アスパ
ラギン酸を原料として触媒の存在下に反応させて得たポ
リスクシンイミドが最も好ましい。ポリスクシンイミド
に水酸基を導入するには、イミド環と反応する官能基と
水酸基との双方を有する化合物をポリスクシンイミドに
反応させればよい。通常は1級又は2級アミノ基と水酸
基とをそれぞれ1個以上有するアミン、好ましくは炭素
数2〜10の炭化水素にアミノ基と1〜2個の水酸基と
が結合したアミンが用いられる。特に好ましいのは、2
−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、4−ア
ミノブタノール、3−アミノ−1,2−プロパンジオー
ルなどのような、脂肪族アルコールに1級アミノ基が結
合したアミンである。
【0011】ポリスクシンイミドとこれらの水酸基を含
むアミンとの反応は、溶媒の存在下又は非存在下のいず
れでも行うことができる。溶媒としては、ポリスクシン
イミドを溶解する溶媒が好ましく、例えばN,N−ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジ
メチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、スルホラ
ン等の非プロトン性極性溶媒が用いられる。溶媒はポリ
スクシンイミド100重量部に対して、通常10〜10
000重量部、好ましくは20〜5000重量部用いら
れる。なお、溶媒を使用した場合の反応液からの生成物
の分離は、溶媒を留去したり、生成物に対する貧溶媒を
添加して生成物を析出させたりする常法により行うこと
ができる。
【0012】ポリスクシンイミドと水酸基を含むアミン
との反応は、通常20〜150℃で行われる。反応温度
が低過ぎると反応速度が著しく遅くなる。また反応温度
が高過ぎると、最終的に得られる水酸基を含むポリアス
パラギン酸のキレート剤としての性能が低下する。好ま
しい反応温度は50〜120℃である。反応時間は反応
温度にも依存するが、通常は数時間である。反応に供す
るポリスクシンイミドと水酸基を含むアミンとの比率
は、ポリスクシンイミドへの水酸基の所望の導入量に応
じて選択すればよい。生成物におけるスクシンイミド単
位に対する水酸基の比率は、通常は後続する加水分解工
程を経て最終生成物におけるアスパラギン酸単位に対す
る水酸基の比率にそのまま引継がれる。従って、反応に
供するポリスクシンイミドと水酸基を含むアミンとの比
率により、最終的に得られるポリアスパラギン酸の水酸
基の含有量が決定される。
【0013】水酸基を含むポリスクシンイミドは、次い
で加水分解してイミド結合をアミド結合に変換し、水酸
基を含むポリアスパラギン酸とする。この加水分解は、
常法、例えばJ.Am.Chem.Soc.80336
1(1958)、J.Org.Chem.261084
(1961)、米国特許第5221733号明細書、同
5288783号明細書、特開昭60−203636号
公報等の記載に準じて行えばよい。好ましい一態様で
は、上記の反応生成物100重量部に対して50〜10
00重量部の水を加え、さらにイミド環に対し等モル〜
3倍モルとなる量のアルカリ金属水酸化物を加えて、0
〜50℃で10分〜8時間反応させる。これによりイミ
ド環の殆どが開環して水酸基含有ポリアスパラギン酸の
アルカリ金属塩となる。
【0014】このアルカリ金属塩型のポリアスパラギン
酸に酸を作用させると遊離型のポリアスパラギン酸を得
ることができる。酸の使用量を加減することにより、ポ
リアスパラギン酸のカルボン酸基の遊離型と塩型との比
率を任意に調節できる。通常は加水分解により得られた
アルカリ金属塩型のポリアスパラギン酸を、そのままキ
レート剤の有効成分として用いる。
【0015】本発明に係るキレート剤は、上記により得
られた水酸基を含むポリアスパラギン酸を有効成分とす
るが、通常はこれに種々の常用の助剤を配合して用いら
れる。キレート剤に占める水酸基を含むポリアスパラギ
ン酸の量は通常5〜60重量%、好ましくは15〜40
重量%である。
【0016】
【実施例】以下に実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。なお、水酸基を含むポリアスパラギン酸の重量
平均分子量、水酸基の含有量及びキレート能の測定は下
記により行った。
【0017】水酸基を含むポリアスパラギン酸の重量平
均分子量;ゲルパーミエーションクロマトグラフィーに
より測定し、ポリエチレングリコールに換算した。 カラム 東ソー(株)社製〔TSKgel〕G600
0PWXL+「TSKgel」G3000PWXL 溶離液 0.4M硝酸ナトリウム水溶液 検出器 示差屈折計
【0018】水酸基含有アミンの導入率;1H−NMR
により測定
【0019】キレート能;ビーカーに塩化カルシウム1
×10-3M、塩化カリウム0.08Mの水溶液50ml
を入れ、これに試料10mgを加えて溶解させた。30
℃で10分間撹拌したのち、溶液中のカルシウムイオン
濃度をカルシウムイオン電極(オリオン社製93−20
型)を備えたイオンメーター(オリオン社製Model
1720A)を用いて測定した。結果は試料100g
によって封鎖されるカルシウムイオンのg数で表示し
た。
【0020】ポリスクシンイミドの製造;窒素雰囲気下
で、5kgのL−アスパラギン酸と500gの85%リ
ン酸とを、スーパーミキサー((株)カワタ社製)で5
分間混合した。この混合物をKRCニーダー((株)栗
本鉄工所製、50φ×661.5L L/D=13.
2)に供給して重縮合させた。反応条件は、熱媒温度2
60℃、スクリュー回転数30rpm、吐出量1kg/
hr(平均滞留時間16分)とした。反応生成物は水洗
して触媒のリン酸を除去した。
【0021】実施例1 200mlのナス型フラスコに、上記で得たポリスクシ
ンイミド30.0g及びN,N−ジメチルホルムアミド
100gを入れ溶解させた。これに2−アミノエタノー
ル1.89gを室温で滴下し、引続き3時間撹拌した。
反応液をメタノール2リットルに滴下し、析出した固体
を濾取した。この固体をメタノール1リットルで2回洗
浄し、100℃で12時間減圧乾燥して、褐色の固体3
0.5gを得た。300mlのビーカーに93%水酸化
ナトリウム11.05g及び水140gを入れ、水酸化
ナトリウムを溶解させた。ビーカーを氷水で冷却したの
ち、これに上記で得た褐色の固体25gを少量づつ添加
し、引続き室温で1時間撹拌した。反応液をメタノール
2リットルに滴下し、析出した固体を濾取した。この固
体をアセトン1リットルで2回洗浄し、60℃で24時
間減圧乾燥して黄色の固体33.45gを得た。このも
のの重量平均分子量は17000、水酸基含有アミンの
導入率はアスパラギン酸単位に対し6.0%、キレート
能は6.1であった。
【0022】実施例2 2−アミノエタノールの使用量を3.80gとした以外
は実施例1と全く同様にして褐色の固体31.9gを得
た。300mlのビーカーに93%水酸化ナトリウム1
0.57g及び水140gを入れ、水酸化ナトリウムを
溶解させた。ビーカーを氷水で冷却したのち、これに上
記で得た褐色の固体25gを少量づつ添加し、引続き室
温で1時間撹拌した。反応液をメタノール2リットルに
滴下し、析出した固体を濾取した。この固体をアセトン
1リットルで2回洗浄し、60℃で24時間減圧乾燥し
て黄色の固体32.08gを得た。このものの重量平均
分子量は17000、水酸基含有アミンの導入率はアス
パラギン酸単位に対し12.0%、キレート能は6.3
であった。
【0023】実施例3 2−アミノエタノール1.89gの代りに、3−アミノ
−1,2−プロパンジオール2.82gを用いた以外は
実施例1と全く同様にして褐色の固体31.2gを得
た。この固体を用いた以外は実施例1と全く同様にして
加水分解を行ない、黄色の固体33.00gを得た。こ
のものの重量平均分子量は17000、水酸基含有アミ
ンの導入率はアスパラギン酸単位に対し7.0%(従っ
て水酸基としては14.0%)、キレート能は6.0で
あった。
【0024】比較例1 100mlのビーカーに、上記で得られたポリスクシン
イミド3gと水10gを入れた。これに水20gに水酸
化ナトリウム1.4gを溶解した溶液を氷冷して加え、
引続き1時間撹拌した。この反応液をメタノール300
mlに注入し、析出した固体を濾取した。これをアセト
ンで洗浄したのち60℃で24時間減圧乾燥して黄白色
の固体3.3gを得た。このものの重量平均分子量は1
7000、キレート能は5.0であった。
【0025】
【発明の効果】本発明に係るキレート剤はキレート能が
高くかつ生分解性に優れているので、硬水中のカルシウ
ムやマグネシウム等のアルカリ土類金属や鉄等の遷移金
属等の金属イオンの封鎖に有用である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水酸基を含むポリアスパラギン酸を有効
    成分とするキレート剤。
  2. 【請求項2】 水酸基を含むポリアスパラギン酸が、水
    酸基を含むポリスクシンイミドの加水分解物であること
    を特徴とする請求項1記載のキレート剤。
  3. 【請求項3】 水酸基を含むポリスクシンイミドが、ポ
    リスクシンイミドと水酸基を含むアミンとの反応生成物
    であることを特徴とする請求項2記載のキレート剤。
  4. 【請求項4】 水酸基を含むポリアスパラギン酸が、ア
    スパラギン酸単位に対し0.001〜0.5モル倍の水
    酸基を有していることを特徴とする請求項1ないし3の
    いずれかに記載のキレート剤。
  5. 【請求項5】 水酸基を含むポリアスパラギン酸が、ア
    スパラギン酸単位及びこれに対し等モル以下のこれと共
    重合し得る多官能化合物との共重合体である構造を有し
    ていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
    記載のキレート剤。
JP33571696A 1996-12-16 1996-12-16 キレート剤 Pending JPH10168184A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001046362A3 (en) * 1999-12-21 2002-05-02 Unilever Plc Detergent compositions
KR20200093178A (ko) * 2019-01-28 2020-08-05 성균관대학교산학협력단 다수의 하이드록시기를 함유하는 신규한 고분자 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 복합체

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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