JPH10324714A - Lactone ring-containing polymer and its production - Google Patents

Lactone ring-containing polymer and its production

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JPH10324714A
JPH10324714A JP13415697A JP13415697A JPH10324714A JP H10324714 A JPH10324714 A JP H10324714A JP 13415697 A JP13415697 A JP 13415697A JP 13415697 A JP13415697 A JP 13415697A JP H10324714 A JPH10324714 A JP H10324714A
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acid
lactone ring
containing polymer
hydrogen atom
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浩一 中川
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和夫 岸野
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武彦 森田
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/14Esterification
    • C08F8/16Lactonisation

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the new subject polymer having excellent pH-response and useful for optical materials, detergent builders, medical and agricultural raw materials, cement admixtures, coatings, adhesives, coated paper-improving agents, separation films, catalyst carriers, etc. SOLUTION: This lactone ring-containing polymer contains a structural unit expressed by formula I R<1> is H or an organic residue, preferably H; R<2> is H, methyl, CHR<3> OH (R<3> is H or an organic reidue), preferably CH2 OH], e.g. a polymer containing a structural unit of formula II. The compound of the formula I is obtained by cyclizing a polycarboxylic acid containing a structural unit expressed by formula III [M<1> and M<2> are each a monovalent or divalent metal ion, ammonium or an organic amine; R<7> is H, methyl, CHR<8> OH (R<8> is H or an organic residue)] at 0-150 deg.C, preferably 20-80 deg.C by using an acid (preferably added so as to make pH of the treating solution <=3) such as hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なラクトン環
含有重合体およびその製造方法に関するものである。さ
らに詳しくは、pH応答性を利用する種々の用途に好適
に用いることができるラクトン環含有重合体およびその
製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel lactone ring-containing polymer and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a lactone ring-containing polymer which can be suitably used for various applications utilizing pH responsiveness, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、主鎖にラクトン環を含有する
重合体、特に、6員ラクトン環を含有する重合体として
は、例えば、一般式(3)
2. Description of the Related Art Conventionally, as a polymer containing a lactone ring in the main chain, particularly a polymer containing a 6-membered lactone ring, for example, a compound represented by the general formula (3):

【0003】[0003]

【化3】 Embedded image

【0004】(式中、R4 は水素原子、メチル基、フェ
ニル基、メチロール基を表す)で表される構造単位を含
む、アリルアルコール/無水マレイン酸共重合体の脱水
環化物(Macromole.Chem.,149,51(1971)) や、一般式
(4)
In the formula, R 4 represents a hydrogen atom, a methyl group, a phenyl group, or a methylol group, and contains a structural unit represented by the following formula (Macromole. Chem.) ., 149,51 (1971)) and general formula (4)

【0005】[0005]

【化4】 Embedded image

【0006】で表される構造単位を含む、ポリα−ヒド
ロキシアルキルアクリル酸エステル類の脱アルコール環
化物(J.Polym.Sci.,A.,27,3,751(1989)) 等が知られて
いる。
[0006] De-alcoholized cyclized products of poly α-hydroxyalkyl acrylates containing a structural unit represented by the following formula (J. Polym. Sci., A., 27, 3, 751 (1989)) and the like are known. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のラクトン環含有重合体、特に、上記一般式(4)で
表されるラクトン環含有重合体は、pH応答性を示さ
ず、pH応答性を利用する用途には用いることができな
い。
However, the above-mentioned conventional lactone ring-containing polymer, particularly the lactone ring-containing polymer represented by the general formula (4), does not exhibit pH responsiveness, but exhibits pH responsiveness. It cannot be used for the intended use.

【0008】そこで、pH応答性を利用する用途に好適
に用い得る新規なラクトン環含有重合体が求められてい
る。本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので
あり、その目的は、pH応答性を利用する用途に好適に
用い得る新規なラクトン環含有重合体を提供することに
ある。
Therefore, there is a need for a novel lactone ring-containing polymer which can be suitably used for applications utilizing pH responsiveness. The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a novel lactone ring-containing polymer that can be suitably used for applications utilizing pH responsiveness.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記の
目的を達成すべく鋭意検討した結果、特定の構造単位を
含むポリカルボン酸類を酸でラクトン環化させることに
より、pH応答性に優れる新規なラクトン環含有重合体
を得ることができることを見い出して本発明を完成させ
るに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that polycarboxylic acids containing specific structural units are lactone-cyclized with an acid to improve pH responsiveness. The inventors have found that an excellent novel lactone ring-containing polymer can be obtained, and have completed the present invention.

【0010】即ち、請求項1記載の発明のラクトン環含
有重合体は、上記の課題を解決するために、一般式
(1)
That is, the lactone ring-containing polymer according to the first aspect of the present invention has the general formula (1)

【0011】[0011]

【化5】 Embedded image

【0012】(式中、R1 は水素原子または有機残基を
表し、R2 は水素原子、メチル基または−CHR3 OH
基を表し、R3 は水素原子または有機残基を表す)で表
される構造単位を含むことを特徴としている。
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or an organic residue, and R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group or —CHR 3 OH
And R 3 represents a hydrogen atom or an organic residue).

【0013】請求項2記載の発明のラクトン環含有重合
体は、上記の課題を解決するために、請求項1記載のラ
クトン環含有重合体において、上記R1 が水素原子であ
り、R2 が−CH2 OH基であることを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a lactone ring-containing polymer according to the first aspect , wherein R 1 is a hydrogen atom and R 2 is It is characterized by being a —CH 2 OH group.

【0014】上記の構成によれば、pH応答性を利用す
る用途をはじめとする種々の用途に好適に用い得る新規
なラクトン環含有重合体を提供することができる。該ラ
クトン環含有重合体は、優れたpH応答性を有し、例え
ば、光学材料、洗剤ビルダー、医農学原料、セメント混
和剤、塗料、接着剤、塗工紙改質剤、分離膜または触媒
担体等に好適に用いることができる。
According to the above-mentioned structure, it is possible to provide a novel lactone ring-containing polymer which can be suitably used for various uses including use of pH responsiveness. The lactone ring-containing polymer has excellent pH responsiveness, for example, optical materials, detergent builders, raw materials for medicine and agriculture, cement admixtures, paints, adhesives, coated paper modifiers, separation membranes or catalyst carriers. And the like.

【0015】請求項3記載の発明のラクトン環含有重合
体の製造方法は、上記の課題を解決するために、一般式
(2)
The method for producing a lactone ring-containing polymer according to the third aspect of the present invention has the following general formula (2):

【0016】[0016]

【化6】 Embedded image

【0017】(式中、R3 は水素原子または有機残基を
表し、M1 、M2 はそれぞれ独立して水素原子、1価金
属イオン、2価金属イオン、アンモニウム基または有機
アミン基を表し、R7 は水素原子、メチル基または−C
HR8 OH基を表し、R8 は水素原子または有機残基を
表す)で表される構造単位を含むポリカルボン酸類を、
酸でラクトン環化させることを特徴としている。
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an organic residue, and M 1 and M 2 each independently represent a hydrogen atom, a monovalent metal ion, a divalent metal ion, an ammonium group or an organic amine group. , R 7 is a hydrogen atom, a methyl group or -C
An HR 8 OH group, and R 8 represents a hydrogen atom or an organic residue).
It is characterized by lactone cyclization with an acid.

【0018】請求項4記載の発明のラクトン環含有重合
体の製造方法は、上記の課題を解決するために、請求項
3記載のラクトン環含有重合体の製造方法において、上
記酸のpHが3以下であることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a lactone ring-containing polymer, wherein the acid has a pH of 3 or less. It is characterized as follows.

【0019】上記の方法によれば、上記一般式(2)で
表される構造単位を含むポリカルボン酸類を酸で処理す
ることにより容易にラクトン環化させることができ、こ
の結果、pH応答性に優れる新規なラクトン環含有重合
体を効率的に製造することができる。従って、上記の方
法は、新規なラクトン環含有重合体の製造方法として好
適に使用される。また、上記の製造方法において、酸の
pHが3以下である場合には、上記のラクトン環含有重
合体として、水不溶性のラクトン環含有重合体を製造、
分離することができる。
According to the above-mentioned method, a polycarboxylic acid containing a structural unit represented by the above general formula (2) can be easily lactone-cyclized by treating it with an acid. , A novel lactone ring-containing polymer having excellent heat resistance can be efficiently produced. Therefore, the above method is suitably used as a method for producing a novel lactone ring-containing polymer. In the above production method, when the pH of the acid is 3 or less, a water-insoluble lactone ring-containing polymer is produced as the lactone ring-containing polymer,
Can be separated.

【0020】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
かかるラクトン環含有重合体は、前記一般式(1)で表
される構造単位を主鎖に含み、R1 で示される置換基が
水素原子または有機残基で構成され、R2 で示される置
換基が水素原子、メチル基または−CHR3 OH基で構
成され、R3 で示される置換基がR1 とは独立して水素
原子または有機残基で構成される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The lactone ring-containing polymer according to the present invention contains a structural unit represented by the general formula (1) in the main chain, a substituent represented by R 1 is constituted by a hydrogen atom or an organic residue, and R 2 is represented by R 2 . The substituent shown is composed of a hydrogen atom, a methyl group or a —CHR 3 OH group, and the substituent represented by R 3 is composed of a hydrogen atom or an organic residue independently of R 1 .

【0021】上記R1 、R3 で示される置換基のうち、
有機残基としては、例えば、炭素数1〜18のアルキル
基、アリール基、または複素環基等が挙げられる。より
具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i
so−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、
n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、
2−エチルヘキシル基、ラウリル基等の、炭素数1〜1
2の直鎖または分岐鎖を含むアルキル基;フェニル基、
トルイル基、キシリル基、ナフタレン基、ベンジル基等
の、炭素数6〜12の無置換あるいは置換アリール基;
ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒ
ドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、4−
ヒドロキシブチル基、6−ヒドロキシヘキシル基等の、
炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
Of the substituents represented by R 1 and R 3 ,
Examples of the organic residue include an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, and a heterocyclic group. More specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, i
so-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group,
n-hexyl group, cyclohexyl group, n-octyl group,
C1-C1 such as 2-ethylhexyl group and lauryl group
An alkyl group containing 2 straight or branched chains; a phenyl group,
An unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a toluyl group, a xylyl group, a naphthalene group, or a benzyl group;
Hydroxymethyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxypropyl group, 3-hydroxypropyl group, 4-
Hydroxybutyl group, 6-hydroxyhexyl group and the like,
Examples thereof include a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.

【0022】そして、これら化合物のうち、R1 で示さ
れる置換基が水素原子であり、R2で示される置換基が
−CH2 OH基である化合物が特に好ましい。
Among these compounds, compounds in which the substituent represented by R 1 is a hydrogen atom and the substituent represented by R 2 is a —CH 2 OH group are particularly preferred.

【0023】また、上記ラクトン環含有重合体の重量平
均分子量(Mw)は、特に限定されるものではないが、
取り扱い易い点やpH応答性を効率良く発現させるうえ
で、500〜1,000,000の範囲内であることが
好ましく、1,000〜500,000の範囲内である
ことがより好ましく、10,000〜300,000の
範囲内であることがさらに好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the lactone ring-containing polymer is not particularly limited.
In order to efficiently exhibit easy handling and pH responsiveness, it is preferably in the range of 500 to 1,000,000, more preferably in the range of 1,000 to 500,000, and more preferably in the range of 10,000 to 500,000. More preferably, it is in the range of 000 to 300,000.

【0024】さらに、上記ラクトン環含有重合体におけ
る前記一般式(1)で表される構造単位の含有量は、1
0重量%以上であることが好ましく、40重量%以上で
あることがさらに好ましい。前記一般式(1)で表され
る構造単位の含有量が上記の範囲内であれば、より一層
pH応答性に優れたラクトン環含有重合体を得ることが
できる。
Further, the content of the structural unit represented by the general formula (1) in the lactone ring-containing polymer is 1
It is preferably at least 0% by weight, more preferably at least 40% by weight. When the content of the structural unit represented by the general formula (1) is within the above range, a lactone ring-containing polymer having more excellent pH responsiveness can be obtained.

【0025】尚、本発明にかかるラクトン環含有重合体
において、前記一般式(1)で示される構造単位以外の
構造単位は、特に限定されるものではない。
In the lactone ring-containing polymer according to the present invention, structural units other than the structural unit represented by the general formula (1) are not particularly limited.

【0026】本発明にかかる上記ラクトン環含有重合体
は、前記一般式(2)で表される構造単位を含むポリカ
ルボン酸類を酸でラクトン環化させることにより、容易
に得ることができる。
The lactone ring-containing polymer according to the present invention can be easily obtained by subjecting a polycarboxylic acid containing a structural unit represented by the above general formula (2) to lactone cyclization with an acid.

【0027】本発明において、上記ラクトン環含有重合
体の原料として用いられるポリカルボン酸類は、前記一
般式(2)で表される構造単位を含み、R3 で示される
置換基が水素原子または有機残基で構成され、M1 、M
2 で示される置換基がそれぞれ独立して水素原子、1価
金属イオン、2価金属イオン、アンモニウム基または有
機アミン基で構成され、R7 で示される置換基が水素原
子、メチル基または−CHR8 OH基で構成され、R8
で示される置換基が水素原子または有機残基で構成され
る化合物である。
In the present invention, the polycarboxylic acid used as a raw material of the lactone ring-containing polymer contains the structural unit represented by the general formula (2), and the substituent represented by R 3 is a hydrogen atom or an organic compound. M 1 , M
The substituents represented by 2 each independently comprise a hydrogen atom, a monovalent metal ion, a divalent metal ion, an ammonium group or an organic amine group, and the substituent represented by R 7 is a hydrogen atom, a methyl group or -CHR 8 OH groups, R 8
Is a compound in which the substituent represented by is composed of a hydrogen atom or an organic residue.

【0028】上記M1 、M2 で示される置換基のうち、
1価金属イオンとしては、具体的には、リチウムイオ
ン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等が挙げられ
る。また、2価金属イオンとしては、具体的には、マグ
ネシウムイオン、カルシウムイオン、バリウムイオン等
が挙げられる。さらに、有機アミン基とは、置換アミノ
基を示し、具体的には、エチレンジアミン、N−アルキ
ル置換ポリアミン、ポリエチレンポリアミン、アルカノ
ールアミン等の有機アミン類から、窒素原子に結合した
水素原子が一つ脱離した基を示す。
Of the substituents represented by M 1 and M 2 ,
Specific examples of the monovalent metal ion include a lithium ion, a sodium ion, and a potassium ion. Specific examples of the divalent metal ion include a magnesium ion, a calcium ion, and a barium ion. Further, the organic amine group refers to a substituted amino group. Specifically, one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom is removed from organic amines such as ethylenediamine, N-alkyl-substituted polyamine, polyethylene polyamine, and alkanolamine. Indicates a separated group.

【0029】また、上記R8 で示される置換基のうち、
有機残基としては、具体的には、例えば、前記R3 で示
される置換基の具体例として例示した置換基が挙げられ
る。
Further, among the substituents represented by R 8 ,
Specific examples of the organic residue include the substituents exemplified as specific examples of the substituent represented by R 3 .

【0030】上記のポリカルボン酸類は、例えば、一般
式(5)
The above-mentioned polycarboxylic acids are represented, for example, by the general formula (5)

【0031】[0031]

【化7】 Embedded image

【0032】(式中、R3 、R5 はそれぞれ独立して水
素原子または有機残基を表す)で表される水酸基含有単
量体を、単独で、あるいは、該水酸基含有単量体と共重
合可能な単量体と共重合させた後、得られた(共)重合
体を、アルカリ性物質にて加水分解することにより容易
に製造される。
(Wherein R 3 and R 5 each independently represent a hydrogen atom or an organic residue), alone or in combination with the hydroxyl group-containing monomer. After copolymerization with a polymerizable monomer, the resulting (co) polymer is easily produced by hydrolysis with an alkaline substance.

【0033】本発明において、上記水酸基含有単量体を
含む単量体成分の重合方法は、特に限定されるものでは
なく、例えば、ラジカル重合開始剤等の重合開始剤を用
いる重合方法;イオン化放射線、電子線等の放射線や、
紫外線を照射する重合方法;加熱による重合方法等、従
来公知の種々の方法を採用することができる。
In the present invention, the polymerization method of the monomer component containing the above-mentioned hydroxyl group-containing monomer is not particularly limited. For example, a polymerization method using a polymerization initiator such as a radical polymerization initiator; Radiation such as electron beams,
Conventionally known various methods such as a polymerization method of irradiating ultraviolet rays and a polymerization method by heating can be employed.

【0034】尚、上記一般式(5)で表される水酸基含
有単量体は、従来公知の方法、例えば、相当するビニル
化合物とアルデヒド系化合物とを、触媒として、三級ア
ミン化合物および水の存在下で反応させる方法(特開平
7−285906号公報)により、容易に得ることがで
きる。上記一般式(5)において、R3 で示される置換
基は前記と同一である。また、R5 で示される置換基
は、アルデヒド系化合物に由来する置換基であり、具体
的には、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、アリ
ール基、または複素環基を示す。
The hydroxyl group-containing monomer represented by the above general formula (5) can be prepared by a conventionally known method, for example, by using a corresponding vinyl compound and an aldehyde compound as catalysts to form a tertiary amine compound and water. It can be easily obtained by a method of reacting in the presence (JP-A-7-285906). In the general formula (5), the substituent represented by R 3 is the same as described above. The substituent represented by R 5 is a substituent derived from an aldehyde compound, and specifically represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, or a heterocyclic group.

【0035】上記水酸基含有単量体と共重合可能な単量
体(以下、その他の単量体と記す)としては、例えば、
一般式(6)
Examples of monomers copolymerizable with the above-mentioned hydroxyl group-containing monomer (hereinafter, referred to as other monomers) include:
General formula (6)

【0036】[0036]

【化8】 Embedded image

【0037】(式中、R6 は水素原子または有機残基を
表し、R9 は水素原子、1価金属イオン、2価金属イオ
ン、アンモニウム基、有機アミン基、または有機残基を
表す)で表される化合物が挙げられる。
Wherein R 6 represents a hydrogen atom or an organic residue, and R 9 represents a hydrogen atom, a monovalent metal ion, a divalent metal ion, an ammonium group, an organic amine group, or an organic residue. And the compounds represented.

【0038】上記R9 で表される置換基のうち、1価金
属イオンとしては、具体的には、リチウムイオン、ナト
リウムイオン、カリウムイオン等が挙げられる。また、
2価金属イオンとしては、具体的には、マグネシウムイ
オン、カルシウムイオン、バリウムイオン等が挙げられ
る。さらに、有機アミン基とは、置換アミノ基を示し、
具体的には、エチレンジアミン、N−アルキル置換ポリ
アミン、ポリエチレンポリアミン、アルカノールアミン
等の有機アミン類から、窒素原子に結合した水素原子が
一つ脱離した基を示す。
Among the substituents represented by R 9 , specific examples of the monovalent metal ion include a lithium ion, a sodium ion and a potassium ion. Also,
Specific examples of the divalent metal ion include a magnesium ion, a calcium ion, and a barium ion. Further, the organic amine group refers to a substituted amino group,
Specifically, it is a group in which one hydrogen atom bonded to a nitrogen atom is eliminated from organic amines such as ethylenediamine, N-alkyl-substituted polyamine, polyethylene polyamine, and alkanolamine.

【0039】また、上記R6 、R9 で表される置換基の
うち、上記有機残基としては、例えば、炭素数1〜18
のアルキル基、アリール基、または複素環基等が挙げら
れる。より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロ
ピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−
ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オ
クチル基、2−エチルヘキシル基、ラウリル基等の、炭
素数1〜12の直鎖または分岐鎖を含むアルキル基;フ
ェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフタレン基、ベ
ンジル基等の、炭素数6〜12の無置換あるいは置換ア
リール基;ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル
基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピ
ル基、4−ヒドロキシブチル基、6−ヒドロキシヘキシ
ル基等の、炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基等が挙
げられる。
Of the substituents represented by R 6 and R 9 , examples of the organic residue include those having 1 to 18 carbon atoms.
An alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. More specifically, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-
Butyl, n-hexyl, cyclohexyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, lauryl and other alkyl groups having a straight or branched chain having 1 to 12 carbon atoms; phenyl, toluyl, xylyl An unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms, such as a naphthalene group or a benzyl group; a hydroxymethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 2-hydroxypropyl group, a 3-hydroxypropyl group, a 4-hydroxybutyl group; Examples thereof include a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a 6-hydroxyhexyl group.

【0040】上記その他の単量体としては、具体的に
は、無水マレイン酸、マレイン酸およびその塩、マレイ
ン酸エステル、フマル酸エステル、イタコン酸およびそ
の塩、イタコン酸エステル、スチレン、酢酸ビニル、ア
クリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、アリルアル
コール、エチレン、プロピレン、塩化ビニル等が挙げら
れるが、特に限定されるものではない。
Specific examples of the other monomers include maleic anhydride, maleic acid and salts thereof, maleic acid esters, fumaric esters, itaconic acids and salts thereof, itaconic esters, styrene, vinyl acetate, and the like. Examples include acrylonitrile, (meth) acrylamide, allyl alcohol, ethylene, propylene, and vinyl chloride, but are not particularly limited.

【0041】上記の重合開始剤としては、例えば、過酸
化ベンゾイル、過酸化tert−ブチル等の過酸化物;
アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;過硫酸塩
等が挙げられる。また、重合開始剤の使用量や、重合反
応の反応条件等は、特に限定されるものではない。
Examples of the polymerization initiator include peroxides such as benzoyl peroxide and tert-butyl peroxide;
Azo compounds such as azobisisobutyronitrile; and persulfates. Further, the amount of the polymerization initiator used, the reaction conditions for the polymerization reaction, and the like are not particularly limited.

【0042】また、上記のアルカリ性物質としては、例
えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸カリウム、アンモニアあるいはその水溶液が
用いられる。
As the above alkaline substance, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonia or an aqueous solution thereof is used.

【0043】本発明にかかるラクトン環含有重合体は、
上記のポリカルボン酸類を酸で処理することにより、容
易に得ることができる。上記のポリカルボン酸類を酸で
処理ためには、具体的には、上記のポリカルボン酸類に
酸を添加、混合し、必要に応じて加熱すればよい。前記
一般式(2)で表される構造単位を有するポリカルボン
酸類を酸で処理することにより、該ポリカルボン酸類が
ラクトン環化し、前記一般式(1)で表されるラクトン
環を含有する重合体を得ることができる。
The lactone ring-containing polymer according to the present invention comprises:
It can be easily obtained by treating the above polycarboxylic acids with an acid. In order to treat the above-mentioned polycarboxylic acids with an acid, specifically, an acid may be added to the above-mentioned polycarboxylic acids, mixed, and heated if necessary. By treating a polycarboxylic acid having a structural unit represented by the general formula (2) with an acid, the polycarboxylic acid is lactone-cyclized to form a polylactone ring containing a lactone ring represented by the general formula (1). Coalescence can be obtained.

【0044】上記ラクトン環化処理に用いられる酸とし
ては、具体的には、塩酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸等
の鉱酸類;メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン
酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸;リンタングステン
酸、リンモリブデン酸等のヘテロポリ酸類;等が挙げら
れる。上記の酸は、一種類のみを用いてもよく、適宜二
種類以上を用いてもよい。上記の酸のなかでも、塩酸、
硫酸が特に好ましい。
Specific examples of the acid used in the lactone cyclization treatment include mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid; and organic acids such as methanesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, and trifluoroacetic acid. Heteropolyacids such as phosphotungstic acid and phosphomolybdic acid; and the like. One of the above acids may be used alone, or two or more of them may be used as appropriate. Among the above acids, hydrochloric acid,
Sulfuric acid is particularly preferred.

【0045】上記の酸は、水や不活性有機溶媒に溶解さ
せてなる溶液として用いてもよく、水や不活性有機溶媒
に懸濁させてなる懸濁液として用いてもよく、また、そ
のまま固形物として用いてもよい。
The above-mentioned acid may be used as a solution dissolved in water or an inert organic solvent, may be used as a suspension suspended in water or an inert organic solvent, or may be used as it is. It may be used as a solid.

【0046】酸を上記ポリカルボン酸類に添加する際に
は、上記ポリカルボン酸類を水溶液(ポリカルボン酸塩
水溶液)とし、該水溶液中に酸を添加することが好まし
い。上記の処理は、均一、或いは、水に不溶性の不活性
有機溶媒を含む不均一系で実施してもよいが、均一水溶
液系で用いることがより好ましい。また、酸は、一括添
加してもよく、逐次添加してもよい。尚、上記ポリカル
ボン酸類と酸との混合に要する時間は、特に限定される
ものではない。
When an acid is added to the above polycarboxylic acids, it is preferable to make the above polycarboxylic acids into an aqueous solution (aqueous polycarboxylate solution) and to add the acid to the aqueous solution. The above treatment may be carried out uniformly or in a heterogeneous system containing an inert organic solvent insoluble in water, but it is more preferable to use a uniform aqueous system. Further, the acid may be added all at once or sequentially. The time required for mixing the polycarboxylic acid and the acid is not particularly limited.

【0047】上記ポリカルボン酸類に酸を添加してラク
トン環化させる際の処理温度としては、0℃〜150℃
の範囲内が好ましく、20℃〜80℃の範囲内がさらに
好ましい。処理温度が0℃よりも低ければ、ラクトン環
化反応の進行が遅くなり、ラクトン環含有重合体を効率
的に得ることができなくなるおそれがある。また、処理
温度が150℃よりも高ければ、副反応として脱炭酸あ
るいはゲル化物の生成が起こり好ましくない。
The treatment temperature at the time of lactone cyclization by adding an acid to the above polycarboxylic acids is 0 ° C. to 150 ° C.
Is more preferable, and the range of 20 to 80 degreeC is more preferable. If the treatment temperature is lower than 0 ° C., the progress of the lactone cyclization reaction is slowed, and the lactone ring-containing polymer may not be obtained efficiently. On the other hand, if the treatment temperature is higher than 150 ° C., decarboxylation or the formation of a gelled product will occur as a side reaction, which is not preferable.

【0048】上記ポリカルボン酸類に対する酸の添加量
としては、該ポリカルボン酸類を含む処理液が酸性を示
す量であればよいが、好ましくは、上記処理液のpHが
5以下、更に好ましくは3以下、特に好ましくは2以下
となるように酸を添加することが望ましい。上記のポリ
カルボン酸類を含む処理液が酸性を示すように酸を添加
することで、ポリカルボン酸類がラクトン環化し、本発
明にかかるラクトン環含有重合体を得ることができる。
The amount of the acid to be added to the above-mentioned polycarboxylic acids is not particularly limited as long as the treating solution containing the polycarboxylic acids shows an acidity, and preferably the pH of the treating solution is 5 or less, more preferably 3 or less. Hereafter, it is desirable to add the acid so that it is preferably 2 or less. By adding an acid so that the treatment liquid containing the above polycarboxylic acid shows acidity, the polycarboxylic acid is lactone-cyclized, and the lactone ring-containing polymer according to the present invention can be obtained.

【0049】この場合、上記ポリカルボン酸類が、特
に、前記水酸基含有単量体の単独重合物を加水分解して
なる重合体である場合には、上記ポリカルボン酸類を含
む処理液のpHが3以下となるように酸を添加すること
が好ましい。前記水酸基含有単量体の単独重合物からな
るポリカルボン酸類をpH3以下となるように酸で処理
することで、水不溶性のラクトン環含有重合体を、沈殿
物として得ることができる。例えば、上記ポリカルボン
酸類として、前記水酸基含有単量体の単独重合物として
のポリ(α−ヒドロキシメチル)アクリル酸ナトリウム
を用い、その1%水溶液(処理液)中に、1%硫酸水溶
液を添加して上記処理液を30℃でpH2.8となるよ
うに調製することで、前記一般式(1)で表される構造
単位を含むラクトン環含有重合体が、白色固体状の沈殿
物として得られる。上記の主な反応について例示すれ
ば、以下の通りである。
In this case, when the polycarboxylic acid is a polymer obtained by hydrolyzing a homopolymer of the hydroxyl group-containing monomer, the pH of the treatment solution containing the polycarboxylic acid becomes 3 or more. It is preferred to add an acid so that: By treating a polycarboxylic acid composed of a homopolymer of the hydroxyl group-containing monomer with an acid so as to have a pH of 3 or less, a water-insoluble lactone ring-containing polymer can be obtained as a precipitate. For example, as the above polycarboxylic acids, sodium poly (α-hydroxymethyl) acrylate as a homopolymer of the hydroxyl group-containing monomer is used, and a 1% aqueous sulfuric acid solution is added to a 1% aqueous solution (treatment liquid). Then, the lactone ring-containing polymer containing the structural unit represented by the general formula (1) is obtained as a white solid precipitate by preparing the treatment liquid so as to have a pH of 2.8 at 30 ° C. Can be An example of the above main reaction is as follows.

【0050】[0050]

【化9】 Embedded image

【0051】従って、上記の沈殿物を濾過し、この濾過
物を乾燥させることにより、ラクトン環含有重合体を、
分離精製物として得ることができる。
Therefore, the precipitate is filtered, and the filtrate is dried to obtain a lactone ring-containing polymer.
It can be obtained as a separated and purified product.

【0052】以上のように、本発明にかかるラクトン環
含有重合体は、前記一般式(1)で表される構造単位を
含む新規な化合物であり、前記一般式(2)で表される
構造単位を含むポリカルボン酸を酸でラクトン環化させ
ることによって容易に得ることができる。
As described above, the lactone ring-containing polymer according to the present invention is a novel compound containing the structural unit represented by the general formula (1), and has a structure represented by the general formula (2). It can be easily obtained by subjecting a polycarboxylic acid containing a unit to lactone cyclization with an acid.

【0053】該ラクトン環含有重合体は、上記のよう
に、酸性側でラクトン環を形成し、水に難溶あるいは不
溶となる。また、上記ラクトン環含有重合体は、ラクト
ン環を形成していることで、耐熱性にも優れている。一
方、該ラクトン環含有重合体は、アルカリ性側では容易
に開環して水に易溶となる。
As described above, the lactone ring-containing polymer forms a lactone ring on the acidic side, and becomes sparingly soluble or insoluble in water. In addition, the lactone ring-containing polymer has excellent heat resistance because it forms a lactone ring. On the other hand, the lactone ring-containing polymer is easily ring-opened on the alkaline side and readily soluble in water.

【0054】このように、本発明のラクトン環含有重合
体は、優れたpH応答性を有し、pH応答性を利用する
用途をはじめとする種々の用途に好適に用いることがで
きる。また、本発明のラクトン環含有重合体の製造方法
は、pH応答性に優れる上記新規なラクトン環含有重合
体を効率的に製造することができる。従って、本発明の
ラクトン環含有重合体の製造方法は、新規なラクトン環
含有重合体の製造方法として好適に使用される。上記の
ラクトン環含有重合体は、例えば、光学材料、洗剤ビル
ダー、医農学原料、セメント混和剤、塗料、接着剤、塗
工紙改質剤、分離膜または触媒担体等に好適に用いるこ
とができる。
As described above, the lactone ring-containing polymer of the present invention has excellent pH responsiveness and can be suitably used for various applications including applications utilizing pH responsiveness. In addition, the method for producing a lactone ring-containing polymer of the present invention can efficiently produce the novel lactone ring-containing polymer having excellent pH responsiveness. Therefore, the method for producing a lactone ring-containing polymer of the present invention is suitably used as a method for producing a novel lactone ring-containing polymer. The lactone ring-containing polymer can be suitably used, for example, for optical materials, detergent builders, raw materials for medicine and agriculture, cement admixtures, paints, adhesives, coated paper modifiers, separation membranes or catalyst carriers. .

【0055】[0055]

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0056】〔実施例1〕撹拌器、冷却器、窒素ガス導
入管等を備えた1000ml四つ口フラスコに、水酸基
含有単量体としてのα−(ヒドロキシメチル)アクリル
酸エチル130g(1モル)と、溶媒としてのベンゼン
300mlとを仕込み、該ベンゼンにα−(ヒドロキシ
メチル)アクリル酸エチルを溶解させて反応溶液とし
た。
Example 1 130 g (1 mol) of ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate as a hydroxyl group-containing monomer was placed in a 1000 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen gas inlet tube and the like. And 300 ml of benzene as a solvent were charged, and ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate was dissolved in the benzene to prepare a reaction solution.

【0057】次いで、上記の四つ口フラスコに窒素を吹
き込みながら、上記の反応溶液を、65℃に保った油浴
により加熱した。その後、該反応溶液に、所定量のベン
ゼンに溶解させたアゾイソブチロニトリル(重合開始
剤)1.3gを添加して重合反応を開始させた。
Next, the above reaction solution was heated in an oil bath maintained at 65 ° C. while blowing nitrogen into the above four-necked flask. Thereafter, 1.3 g of azoisobutyronitrile (polymerization initiator) dissolved in a predetermined amount of benzene was added to the reaction solution to start a polymerization reaction.

【0058】重合反応を開始して30分経過後、上記反
応溶液の増粘が確認された。上記反応溶液を3時間撹拌
した後、冷却して重合反応を終了させた。その後、上記
の反応溶液に、アルカリ性物質としての10%水酸化ナ
トリウム水溶液400gを添加して撹拌することによ
り、得られた重合体のエステル部を加水分解した。次い
で、ベンゼンと、副生したエタノールとを減圧下に除去
し、ポリカルボン酸塩水溶液としてのポリα−(ヒドロ
キシメチル)アクリル酸ナトリウム水溶液を得た。水系
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)に
て測定した、上記水溶液中のポリα−(ヒドロキシメチ
ル)アクリル酸ナトリウムの重量平均分子量(Mw)
は、ポリアクリル酸換算で55,000であった。
Thirty minutes after the initiation of the polymerization reaction, it was confirmed that the reaction solution had increased viscosity. After stirring the reaction solution for 3 hours, it was cooled to terminate the polymerization reaction. Thereafter, 400 g of a 10% aqueous sodium hydroxide solution as an alkaline substance was added to the above reaction solution, followed by stirring to hydrolyze the ester portion of the obtained polymer. Next, benzene and by-produced ethanol were removed under reduced pressure to obtain an aqueous solution of sodium polyα- (hydroxymethyl) acrylate as an aqueous solution of a polycarboxylate. Weight average molecular weight (Mw) of sodium poly-α- (hydroxymethyl) acrylate in the aqueous solution measured by aqueous GPC (gel permeation chromatography)
Was 55,000 in terms of polyacrylic acid.

【0059】次いで、1N塩酸水溶液2000mlを撹
拌しながら、該塩酸水溶液に、上記のポリα−(ヒドロ
キシメチル)アクリル酸ナトリウム水溶液を徐々に滴下
した。この結果、白色固形物が析出した。この白色固形
物を濾過後、乾燥し、収量78gの白色粉末を得た。こ
のときの濾過液のpHは2であった。
Next, the above-mentioned aqueous solution of sodium polyα- (hydroxymethyl) acrylate was gradually dropped into the aqueous hydrochloric acid solution while stirring 2000 ml of a 1N aqueous hydrochloric acid solution. As a result, a white solid was deposited. This white solid was filtered and dried to obtain a white powder in a yield of 78 g. The pH of the filtrate at this time was 2.

【0060】以上のようにして得た白色粉末について、
元素分析および赤外吸収スペクトル(IR)を測定する
ことにより、物質の同定を行った。その結果、上記の白
色粉末が、ポリα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸の
ラクトン環化物、即ち、一般式(7)
With respect to the white powder obtained as described above,
The substance was identified by elemental analysis and infrared absorption spectrum (IR) measurement. As a result, the above white powder is a lactone cyclized product of poly α- (hydroxymethyl) acrylic acid, that is, the general formula (7)

【0061】[0061]

【化10】 Embedded image

【0062】で表される構造単位を含む、本発明にかか
る新規なラクトン環含有重合体であることを確認した。
It was confirmed that the polymer was a novel lactone ring-containing polymer according to the present invention containing a structural unit represented by the following formula:

【0063】上記白色粉末の赤外吸収スペクトルを図1
に示す。また、元素分析の計算値は以下の通りである。 理論値 C 47.06%、H 5.88%、O 47.06% 測定値 C 47.32%、H 5.66%、O 47.02% 〔実施例2〕実施例1において、α−(ヒドロキシメチ
ル)アクリル酸エチルに代えて、水酸基含有単量体とし
てのα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸n−ブチル1
58g(1モル)を用いた以外は、実施例1と同様の反
応・操作を行って、収量75gの白色粉末を得た。この
ときの濾過液のpHは2であった。得られた白色粉末に
ついて、元素分析、および、赤外吸収スペクトル(I
R)を測定することにより、物質の同定を行った。その
結果、上記の白色粉末が、実施例1と同じポリα−(ヒ
ドロキシメチル)アクリル酸のラクトン環化物、即ち、
前記一般式(7)で表される構造単位を含む、本発明に
かかる新規なラクトン環含有重合体であることを確認し
た。
FIG. 1 shows the infrared absorption spectrum of the white powder.
Shown in The calculated values of the elemental analysis are as follows. Theoretical value C 47.06%, H 5.88%, O 47.06% Measured value C 47.32%, H 5.66%, O 47.02% [Example 2] In Example 1, α- N-butyl α- (hydroxymethyl) acrylate as a hydroxyl group-containing monomer in place of ethyl (hydroxymethyl) acrylate
The same reaction and operation as in Example 1 were carried out except for using 58 g (1 mol), to obtain a white powder in a yield of 75 g. The pH of the filtrate at this time was 2. The obtained white powder was subjected to elemental analysis and infrared absorption spectrum (I
The substance was identified by measuring R). As a result, the white powder was a lactone cyclized product of poly α- (hydroxymethyl) acrylic acid as in Example 1, that is,
It was confirmed that the polymer was a novel lactone ring-containing polymer according to the present invention containing the structural unit represented by the general formula (7).

【0064】〔実施例3〕撹拌器、冷却器、窒素ガス導
入管等を備えた1000ml四つ口フラスコに、水酸基
含有単量体としてのα−(ヒドロキシメチル)アクリル
酸エチル130g(1モル)と、その他の単量体として
のメタクリル酸メチル21g(0.2モル)と、溶媒と
してのベンゼン300mlとを仕込み、該ベンゼンにα
−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルおよびメタク
リル酸メチルを溶解させて反応溶液とした。
Example 3 130 g (1 mol) of ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate as a hydroxyl-containing monomer was placed in a 1000 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen gas inlet tube and the like. And 21 g (0.2 mol) of methyl methacrylate as another monomer, and 300 ml of benzene as a solvent.
Ethyl (hydroxymethyl) acrylate and methyl methacrylate were dissolved to prepare a reaction solution.

【0065】次いで、上記の四つ口フラスコに窒素を吹
き込みながら、上記の反応溶液を、65℃に保った油浴
により加熱した。その後、該反応溶液に、所定量のベン
ゼンに溶解させたアゾイソブチロニトリル(重合開始
剤)1.5gを添加して重合反応を開始させた。
Next, the above reaction solution was heated in an oil bath kept at 65 ° C. while blowing nitrogen into the above four-necked flask. Thereafter, 1.5 g of azoisobutyronitrile (polymerization initiator) dissolved in a predetermined amount of benzene was added to the reaction solution to start a polymerization reaction.

【0066】重合反応を開始して30分経過後、上記反
応溶液の増粘が確認された。上記反応溶液を5時間撹拌
した後、冷却して重合反応を終了させた。その後、上記
の反応溶液に、アルカリ性物質としての10%水酸化ナ
トリウム水溶液480gを添加して撹拌することによ
り、得られた重合体のエステル部を加水分解した。次い
で、ベンゼンと、副生したメタノールおよびエタノール
とを減圧下に除去し、ポリカルボン酸塩水溶液としての
ポリα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸ナトリウム/
メタクリル酸ナトリウム共重合体水溶液を得た。水系G
PCにて測定した、上記水溶液中のポリα−(ヒドロキ
シメチル)アクリル酸ナトリウム/メタクリル酸ナトリ
ウム共重合体の重量平均分子量(Mw)は、ポリアクリ
ル酸換算で150,000であった。
Thirty minutes after the initiation of the polymerization reaction, the reaction solution was confirmed to have increased viscosity. After the reaction solution was stirred for 5 hours, it was cooled to terminate the polymerization reaction. Thereafter, 480 g of a 10% aqueous sodium hydroxide solution as an alkaline substance was added to the above reaction solution, followed by stirring to hydrolyze the ester portion of the obtained polymer. Next, benzene and by-produced methanol and ethanol were removed under reduced pressure, and sodium polyα- (hydroxymethyl) acrylate as an aqueous solution of polycarboxylate was removed.
An aqueous solution of a sodium methacrylate copolymer was obtained. Water system G
The weight average molecular weight (Mw) of the sodium poly-α- (hydroxymethyl) acrylate / sodium methacrylate copolymer in the aqueous solution measured by PC was 150,000 in terms of polyacrylic acid.

【0067】次いで、1N塩酸水溶液2000mlを撹
拌しながら、該塩酸水溶液に、上記のポリα−(ヒドロ
キシメチル)アクリル酸ナトリウム/メタクリル酸ナト
リウム共重合体水溶液を徐々に滴下した。この結果、白
色固形物が析出、沈殿した。この白色固形物を濾過後、
乾燥し、収量75gの白色粉末を得た。このときの濾過
液のpHは2であった。以上のようにして得た白色粉末
について、元素分析、および、赤外吸収スペクトル(I
R)を測定することにより、物質の同定を行った。この
結果、上記の白色粉末が、ポリα−(ヒドロキシメチ
ル)アクリル酸/メタクリル酸共重合体のラクトン環化
物、即ち、本発明にかかる新規なラクトン環含有重合体
であることを確認した。また、本実施例の結果から、上
記ラクトン環含有重合体は、PH応答性を有しているこ
とが判る。
Next, the above-mentioned aqueous solution of sodium polyα- (hydroxymethyl) acrylate / sodium methacrylate copolymer was gradually dropped into the aqueous hydrochloric acid solution while stirring 2000 ml of a 1N aqueous hydrochloric acid solution. As a result, a white solid was deposited and precipitated. After filtering this white solid,
Drying yielded 75 g of a white powder. The pH of the filtrate at this time was 2. The white powder obtained as described above was subjected to elemental analysis and infrared absorption spectrum (I
The substance was identified by measuring R). As a result, it was confirmed that the white powder was a lactone cyclized product of a poly-α- (hydroxymethyl) acrylic acid / methacrylic acid copolymer, that is, a novel lactone ring-containing polymer according to the present invention. In addition, the results of this example show that the lactone ring-containing polymer has PH responsiveness.

【0068】〔実施例4〕撹拌器、冷却器、窒素ガス導
入管等を備えた1000ml四つ口フラスコに、水酸基
含有単量体としてのα−(ヒドロキシメチル)アクリル
酸エチル65g(0.5モル)と、その他の単量体とし
てのメタクリル酸エチル57g(0.5モル)と、溶媒
としての酢酸エチル250mlとを仕込み、該酢酸エチ
ルにα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチルおよび
メタクリル酸エチルを溶解させて反応溶液とした。
Example 4 In a 1000 ml four-necked flask equipped with a stirrer, a cooler, a nitrogen gas inlet tube and the like, 65 g (0.5 g) of ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate as a hydroxyl group-containing monomer was added. Mol), 57 g (0.5 mol) of ethyl methacrylate as another monomer, and 250 ml of ethyl acetate as a solvent, and the ethyl acetate contains ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate and ethyl methacrylate. Was dissolved to obtain a reaction solution.

【0069】次いで、上記の四つ口フラスコに窒素を吹
き込みながら、上記の反応溶液を、65℃に保った油浴
により加熱した。その後、該反応溶液に、所定量の酢酸
エチルに溶解させたアゾイソブチロニトリル(重合開始
剤)2.3gを添加して重合反応を開始させた。
Next, the above reaction solution was heated in an oil bath maintained at 65 ° C. while blowing nitrogen into the above four-necked flask. Thereafter, 2.3 g of azoisobutyronitrile (polymerization initiator) dissolved in a predetermined amount of ethyl acetate was added to the reaction solution to start a polymerization reaction.

【0070】重合反応を開始して30分経過後、上記反
応溶液の増粘が確認された。上記反応溶液を5時間撹拌
した後、冷却して重合反応を終了させた。その後、エバ
ポレーターにより溶媒である酢酸エチルを減圧除去し、
反応生成物である重合体を得た。次いで、この重合体
に、アルカリ性物質としての10%水酸化ナトリウム水
溶液400gを添加して撹拌することにより、上記重合
体のエステル部を加水分解し、ポリカルボン酸塩水溶液
としてのポリα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸ナト
リウム/メタクリル酸ナトリウム共重合体水溶液を得
た。水系GPCにて測定した、上記水溶液中のポリα−
(ヒドロキシメチル)アクリル酸ナトリウム/メタクリ
ル酸ナトリウム共重合体の重量平均分子量(Mw)は、
ポリアクリル酸換算で350,000であった。
After 30 minutes from the start of the polymerization reaction, it was confirmed that the reaction solution had increased viscosity. After the reaction solution was stirred for 5 hours, it was cooled to terminate the polymerization reaction. Thereafter, the solvent ethyl acetate was removed under reduced pressure by an evaporator,
A polymer as a reaction product was obtained. Next, 400 g of a 10% aqueous sodium hydroxide solution as an alkaline substance was added to the polymer, and the mixture was stirred to hydrolyze the ester portion of the polymer, and poly-α- (hydroxy) was used as a polycarboxylate aqueous solution. A methyl (sodium) acrylate / sodium methacrylate copolymer aqueous solution was obtained. Poly-α- in the aqueous solution measured by aqueous GPC
The weight average molecular weight (Mw) of the (hydroxymethyl) sodium acrylate / sodium methacrylate copolymer is
It was 350,000 in terms of polyacrylic acid.

【0071】次いで、1N塩酸水溶液2000mlを撹
拌しながら、該塩酸水溶液に、上記のポリα−(ヒドロ
キシメチル)アクリル酸ナトリウム/メタクリル酸ナト
リウム共重合体水溶液を徐々に滴下した。この結果、白
色固形物が析出した。この白色固形物を濾過後、乾燥
し、収量80gの白色粉末を得た。このときの濾過液の
pHは2であった。
Next, while stirring 2,000 ml of a 1N aqueous hydrochloric acid solution, the above aqueous solution of the sodium polyα- (hydroxymethyl) acrylate / sodium methacrylate copolymer was gradually dropped into the aqueous hydrochloric acid solution. As a result, a white solid was deposited. This white solid was filtered and dried to obtain a white powder in a yield of 80 g. The pH of the filtrate at this time was 2.

【0072】以上のようにして得た白色粉末について、
元素分析、および、赤外吸収スペクトル(IR)を測定
することにより、物質の同定を行った。その結果、上記
の白色粉末が、ポリα−(ヒドロキシメチル)アクリル
酸/メタクリル酸共重合体のラクトン環化物、即ち、一
般式(8)
With respect to the white powder obtained as described above,
The substance was identified by elemental analysis and infrared absorption spectrum (IR) measurement. As a result, the white powder was a lactone cyclized product of a poly-α- (hydroxymethyl) acrylic acid / methacrylic acid copolymer, that is, the general formula (8)

【0073】[0073]

【化11】 Embedded image

【0074】で表される構造単位を含む、本発明にかか
る新規なラクトン環含有重合体であることを確認した。
また、本実施例の結果から、上記ラクトン環含有重合体
は、PH応答性を有していることが判る。
It was confirmed that the polymer was a novel lactone ring-containing polymer according to the present invention containing a structural unit represented by the following formula:
In addition, the results of this example show that the lactone ring-containing polymer has PH responsiveness.

【0075】上記白色粉末の赤外吸収スペクトルを図2
に示す。また、元素分析の計算値は以下の通りである。 理論値 C 55.81%、H 6.98%、O 37.21% 測定値 C 56.15%、H 7.12%、O 36.73% 〔実施例5〕撹拌器、冷却器、窒素ガス導入管等を備え
た1000ml四つ口フラスコに、水酸基含有単量体と
してのα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル26
g(0.2モル)と、その他の単量体としてのメタクリ
ル酸26g(0.3モル)およびスチレン52g(0.
5モル)と、溶媒としての酢酸エチル250mlとを仕
込み、該酢酸エチルにα−(ヒドロキシメチル)アクリ
ル酸エチル、メタクリル酸およびスチレンを溶解させて
反応溶液とした。
FIG. 2 shows the infrared absorption spectrum of the white powder.
Shown in The calculated values of the elemental analysis are as follows. Theoretical value C 55.81%, H 6.98%, O 37.21% Measured value C 56.15%, H 7.12%, O 36.73% [Example 5] Stirrer, cooler, nitrogen Ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate 26 as a hydroxyl group-containing monomer was placed in a 1000 ml four-necked flask equipped with a gas introduction tube and the like.
g (0.2 mol), 26 g (0.3 mol) of methacrylic acid as another monomer, and 52 g (0.2 mol) of styrene.
5 mol) and 250 ml of ethyl acetate as a solvent, and ethyl α- (hydroxymethyl) acrylate, methacrylic acid and styrene were dissolved in the ethyl acetate to prepare a reaction solution.

【0076】次いで、上記の四つ口フラスコに窒素を吹
き込みながら、上記の反応溶液を、65℃に保った油浴
により加熱した。その後、該反応溶液に、所定量の酢酸
エチルに溶解させたアゾイソブチロニトリル(重合開始
剤)2.3gを添加して重合反応を開始させた。
Next, the above reaction solution was heated in an oil bath maintained at 65 ° C. while nitrogen was blown into the four-necked flask. Thereafter, 2.3 g of azoisobutyronitrile (polymerization initiator) dissolved in a predetermined amount of ethyl acetate was added to the reaction solution to start a polymerization reaction.

【0077】重合反応を開始して30分経過後、上記反
応溶液の増粘が確認された。上記反応溶液を5時間撹拌
した後、冷却して重合反応を終了させた。その後、エバ
ポレーターにより溶媒である酢酸エチルを減圧除去し、
反応生成物である重合体を得た。次いで、この重合体
に、アルカリ性物質としての10%水酸化ナトリウム水
溶液200gを添加して撹拌することにより、上記重合
体のエステル部を加水分解し、ポリカルボン酸塩水溶液
としてのポリα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸ナト
リウム/メタクリル酸ナトリウム/スチレン共重合体水
溶液を得た。水系GPCにて測定した、上記水溶液中の
ポリα−(ヒドロキシメチル)アクリル酸ナトリウム/
メタクリル酸ナトリウム/スチレン共重合体の重量平均
分子量(Mw)は、ポリアクリル酸換算で210,00
0であった。
After 30 minutes from the start of the polymerization reaction, the increase in the viscosity of the reaction solution was confirmed. After the reaction solution was stirred for 5 hours, it was cooled to terminate the polymerization reaction. Thereafter, the solvent ethyl acetate was removed under reduced pressure by an evaporator,
A polymer as a reaction product was obtained. Next, 200 g of a 10% aqueous sodium hydroxide solution as an alkaline substance was added to the polymer and stirred to hydrolyze the ester portion of the polymer, and polyα- (hydroxy) was used as a polycarboxylate aqueous solution. An aqueous solution of sodium (methyl) acrylate / sodium methacrylate / styrene was obtained. Sodium poly-α- (hydroxymethyl) acrylate in the aqueous solution measured by aqueous GPC /
The weight average molecular weight (Mw) of the sodium methacrylate / styrene copolymer is 210,00 in terms of polyacrylic acid.
It was 0.

【0078】次いで、1N塩酸水溶液2000mlを撹
拌しながら、該塩酸水溶液に、上記のポリα−(ヒドロ
キシメチル)アクリル酸ナトリウム/メタクリル酸ナト
リウム/スチレン共重合体水溶液を徐々に滴下した。こ
の結果、白色固形物が析出した。この白色固形物を濾過
後、乾燥し、収量95gの白色粉末を得た。このときの
濾過液のpHは2であった。以上のようにして得た白色
粉末について、元素分析、および、赤外吸収スペクトル
(IR)を測定することにより、物質の同定を行った。
その結果、上記の白色粉末が、ポリα−(ヒドロキシメ
チル)アクリル酸/メタクリル酸/スチレン共重合体の
ラクトン環化物、即ち、本発明にかかる新規なラクトン
環含有重合体であることを確認した。また、本実施例の
結果から、上記ラクトン環含有重合体は、PH応答性を
有していることが判る。
Next, the above-mentioned aqueous solution of sodium polyα- (hydroxymethyl) acrylate / sodium methacrylate / styrene copolymer was gradually dropped into the aqueous hydrochloric acid solution while stirring 2000 ml of a 1N aqueous hydrochloric acid solution. As a result, a white solid was deposited. The white solid was filtered and dried to obtain a white powder in a yield of 95 g. The pH of the filtrate at this time was 2. The substance was identified by performing elemental analysis and measuring an infrared absorption spectrum (IR) of the white powder obtained as described above.
As a result, it was confirmed that the white powder was a lactone cyclized product of a poly-α- (hydroxymethyl) acrylic acid / methacrylic acid / styrene copolymer, that is, a novel lactone ring-containing polymer according to the present invention. . In addition, the results of this example show that the lactone ring-containing polymer has PH responsiveness.

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明のラクトン環含有重合体は、以上
のように、一般式(1)
As described above, the lactone ring-containing polymer of the present invention has the general formula (1)

【0080】[0080]

【化12】 Embedded image

【0081】(式中、R1 は水素原子または有機残基を
表し、R2 は水素原子、メチル基または−CHR3 OH
基を表し、R3 は水素原子または有機残基を表す)で表
される構造単位を含む構成である。
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or an organic residue, and R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group or —CHR 3 OH
Represents a group, and R 3 represents a hydrogen atom or an organic residue).

【0082】本発明のラクトン環含有重合体は、以上の
ように、上記R1 が水素原子であり、R2 が−CH2
H基である構成である。
As described above, in the lactone ring-containing polymer of the present invention, R 1 is a hydrogen atom and R 2 is —CH 2 O
The configuration is an H group.

【0083】上記の構成によれば、pH応答性を利用す
る用途をはじめとする種々の用途に好適に用い得る新規
なラクトン環含有重合体を提供することができるという
効果を奏する。該ラクトン環含有重合体は、優れたpH
応答性を有し、例えば、光学材料、洗剤ビルダー、医農
学原料、セメント混和剤、塗料、接着剤、塗工紙改質
剤、分離膜または触媒担体等に好適に用いることができ
る。
According to the above configuration, there is an effect that a novel lactone ring-containing polymer which can be suitably used for various uses including the use of pH responsiveness can be provided. The lactone ring-containing polymer has an excellent pH
It has responsiveness and can be suitably used for optical materials, detergent builders, raw materials for medicine and agriculture, cement admixtures, paints, adhesives, coated paper modifiers, separation membranes, catalyst carriers, and the like.

【0084】本発明のラクトン環含有重合体の製造方法
は、以上のように、一般式(2)
The process for producing a lactone ring-containing polymer of the present invention is carried out according to the general formula (2) as described above.

【0085】[0085]

【化13】 Embedded image

【0086】(式中、R3 は水素原子または有機残基を
表し、M1 、M2 はそれぞれ独立して水素原子、1価金
属イオン、2価金属イオン、アンモニウム基または有機
アミン基を表し、R7 は水素原子、メチル基または−C
HR8 OH基を表し、R8 は水素原子または有機残基を
表す)で表される構造単位を含むポリカルボン酸類を、
酸でラクトン環化させる構成である。
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an organic residue, and M 1 and M 2 each independently represent a hydrogen atom, a monovalent metal ion, a divalent metal ion, an ammonium group or an organic amine group. , R 7 is a hydrogen atom, a methyl group or -C
An HR 8 OH group, and R 8 represents a hydrogen atom or an organic residue).
The lactone is cyclized with an acid.

【0087】本発明のラクトン環含有重合体の製造方法
は、以上のように、上記酸のpHが3以下である構成で
ある。
As described above, the method for producing a lactone ring-containing polymer of the present invention has a configuration in which the pH of the acid is 3 or less.

【0088】上記の構成によれば、上記一般式(2)で
表される構造単位を含むポリカルボン酸類を酸で処理す
ることにより容易にラクトン環化させることができ、こ
の結果、pH応答性に優れる新規なラクトン環含有重合
体を効率的に製造することができるという効果を奏す
る。従って、上記の方法は、新規なラクトン環含有重合
体の製造方法として好適に使用される。また、上記の製
造方法において、酸のpHが3以下である場合には、上
記のラクトン環含有重合体として、水不溶性のラクトン
環含有重合体を製造、分離することができるという効果
を併せて奏する。
According to the above constitution, the lactone cyclization can be easily carried out by treating the polycarboxylic acid containing the structural unit represented by the above general formula (2) with an acid. The effect is that a novel lactone ring-containing polymer having excellent stiffness can be efficiently produced. Therefore, the above method is suitably used as a method for producing a novel lactone ring-containing polymer. Further, in the above production method, when the pH of the acid is 3 or less, a water-insoluble lactone ring-containing polymer can be produced and separated as the lactone ring-containing polymer. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例において得られた白色粉末の
赤外吸収スペクトルである。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a white powder obtained in one example of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例において得られた白色粉末
の赤外吸収スペクトルである。
FIG. 2 is an infrared absorption spectrum of a white powder obtained in another example of the present invention.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(1) 【化1】 (式中、R1 は水素原子または有機残基を表し、R2
水素原子、メチル基または−CHR3 OH基を表し、R
3 は水素原子または有機残基を表す)で表される構造単
位を含むことを特徴とするラクトン環含有重合体。
1. A compound of the general formula (1) (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or an organic residue; R 2 represents a hydrogen atom, a methyl group or a —CHR 3 OH group;
3 represents a hydrogen atom or an organic residue), which is a lactone ring-containing polymer.
【請求項2】上記R1 が水素原子であり、R2 が−CH
2 OH基であることを特徴とする請求項1記載のラクト
ン環含有重合体。
2. The method according to claim 2, wherein R 1 is a hydrogen atom and R 2 is —CH
The lactone ring-containing polymer according to claim 1, which is a 2 OH group.
【請求項3】一般式(2) 【化2】 (式中、R3 は水素原子または有機残基を表し、M1
2 はそれぞれ独立して水素原子、1価金属イオン、2
価金属イオン、アンモニウム基または有機アミン基を表
し、R7 は水素原子、メチル基または−CHR8 OH基
を表し、R8 は水素原子または有機残基を表す)で表さ
れる構造単位を含むポリカルボン酸類を、酸でラクトン
環化させることを特徴とするラクトン環含有重合体の製
造方法。
3. A compound of the general formula (2) (Wherein, R 3 represents a hydrogen atom or an organic residue, and M 1 ,
M 2 each independently represent a hydrogen atom, a monovalent metal ion,
Represents a valent metal ion, an ammonium group or an organic amine group, R 7 represents a hydrogen atom, a methyl group or —CHR 8 OH group, and R 8 represents a hydrogen atom or an organic residue. A method for producing a lactone ring-containing polymer, comprising cyclizing a polycarboxylic acid with an acid.
【請求項4】上記酸のpHが3以下であることを特徴と
する請求項3記載のラクトン環含有重合体の製造方法。
4. The method for producing a lactone ring-containing polymer according to claim 3, wherein the acid has a pH of 3 or less.
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