JPH11181082A - Polymer and its production - Google Patents
Polymer and its productionInfo
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- JPH11181082A JPH11181082A JP35818197A JP35818197A JPH11181082A JP H11181082 A JPH11181082 A JP H11181082A JP 35818197 A JP35818197 A JP 35818197A JP 35818197 A JP35818197 A JP 35818197A JP H11181082 A JPH11181082 A JP H11181082A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な分解性を有
する吸水性樹脂及びその製造方法に関する。詳しくは、
生分解性に有し、塩を含む水溶液に対しても吸水量低下
がなく、広いpHで使用できる架橋酸性ポリアミノ酸系
樹脂及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、増粘
剤、止水材、農・園芸用等に使用され、使用後、もしく
は廃棄後に生分解性することで地球環境に優しい、吸水
性樹脂に関する。The present invention relates to a novel decomposable water-absorbing resin and a method for producing the same. For more information,
The present invention relates to a crosslinked acidic polyamino acid-based resin which has biodegradability, does not reduce water absorption even in an aqueous solution containing a salt, and can be used in a wide pH range, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a water-absorbing resin which is used for thickeners, water-stopping materials, agricultural and horticultural purposes, and is biodegradable after use or disposal, thereby being environmentally friendly.
【0002】[0002]
【従来の技術】[吸水性樹脂の技術的背景]吸水性樹脂
は、自重の数十倍から数千倍の水を吸収できる樹脂であ
り、生理用品、紙おむつ、母乳パット、使い捨て雑巾等
の衛生用品、創傷保護用ドレッシング材、医療用アンダ
ーパット、パップ剤等の医療用品、ペット用シート、携
帯用トイレ、ゲル芳香剤、ゲル消臭剤、吸汗性繊維、使
い捨てカイロ等の生活用品、シャンプー、セット用ジェ
ル剤、保湿剤等のトイレタリー用品、農・園芸用の保水
材、切り花の延命剤、フローラルフォーム(切り花の固
定化材)、育苗用苗床、水耕栽培、植生シート、種子テ
ープ、流体播種、結露防止用農業用シート等の農・園芸
用品、食品用トレー用鮮度保持材、ドリップ吸収性シー
ト等の食品包装材、保冷材、生鮮野菜運搬用吸水性シー
ト等の運搬用資材、結露防止用建築材料、土木・建築用
のシーリング材、シールド工法の逸泥防止剤、コンクリ
ート混和剤、ガスケット・パッキング等の土木建築資
材、光ファイバー等の電子機器のシール材、通信ケーブ
ル用止水材、インクジェット用記録紙等の電気機器関連
資材、汚泥の凝固剤、ガソリン、油類の脱水、水分除去
剤等の水処理剤、捺染用のり、水膨潤性玩具、人工雪等
の幅広い分野に使用されている。また、その薬品徐放性
を利用して、徐放性肥料、徐放性農薬、徐放性薬剤等の
用途にも期待されている。さらにその親水性を利用して
湿度調整材、電荷保持性を利用して帯電防止剤等への使
用も期待される。2. Description of the Related Art [Technical background of water-absorbent resin] A water-absorbent resin is a resin that can absorb water from several tens to several thousand times its own weight. Supplies, dressings for wound protection, medical supplies such as medical underpads, cataplasms, pet seats, portable toilets, gel fragrances, gel deodorants, sweat absorbing fibers, disposable warmers and other household items, shampoos, Set gels, toiletries such as moisturizers, water retention materials for agriculture and horticulture, cut flower life-promoting agents, floral foam (cutting flower fixing material), nursery beds for nursery, hydroponics, vegetation sheets, seed tapes, fluids Agricultural and horticultural products such as agricultural sheets for preventing sowing and dew condensation, freshness-retaining materials for food trays, food packaging materials such as drip-absorbent sheets, cooling materials, and transport materials such as water-absorbent sheets for transporting fresh vegetables Building materials for preventing dew condensation, sealing materials for civil engineering and construction, anti-sludge agents for shielding methods, concrete admixtures, civil engineering and building materials such as gaskets and packing, sealing materials for electronic devices such as optical fibers, waterproof materials for communication cables Used in a wide range of fields, including electrical equipment materials such as inkjet recording paper, coagulants for sludge, dewatering of gasoline and oils, water treatment agents such as water removers, printing pastes, water-swellable toys, and artificial snow. Have been. In addition, it is expected to be used for sustained-release fertilizers, sustained-release pesticides, sustained-release drugs, and the like by utilizing the sustained-release properties of the chemicals. Further, it is also expected to be used as a humidity control material utilizing its hydrophilicity, and as an antistatic agent utilizing its charge retention.
【0003】[吸水性樹脂に関する先行技術]このよう
な用途に使用されている吸水性樹脂としては、例えば、
架橋ポリアクリル酸部分中和物(特開昭55−8430
4号、米国特許4625001号)、澱粉−アクリロニ
トリル共重合体の部分加水分解物(特開昭46−439
95号)、澱粉−アクリル酸グラフト共重合体(特開昭
51−125468号)、酢酸ビニル−アクリル酸エス
テル共重合体の加水分解物(特開昭52−14689
号)、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸とアクリル酸の共重合架橋物(欧州特許00681
89号)、カチオン性モノマーの架橋体(米国特許49
06717号)、架橋イソブチレン−無水マレイン酸共
重合体(米国特許4389513号)などが知られてい
る。ところがこれらの吸水性樹脂組成物は分解性を有し
ないため、使用後の廃棄が問題である。現状としては、
これらの吸水性樹脂は、廃棄時には焼却処理する方法と
埋め立てする方法が行われているが、焼却炉で処理する
方法では、焼却時に発生する熱による炉材の損傷のほか
に、地球の温暖化や酸性雨の原因となることが指摘され
ている。また、埋め立て処理する方法では、プラスチッ
クは容積がかさばる、腐らないため地盤が安定しない等
の問題があるうえ、埋め立てに適した場所がなくなって
きたことが大きな問題となっている。[Prior art relating to water-absorbing resin] Examples of the water-absorbing resin used in such applications include:
Crosslinked polyacrylic acid partially neutralized product (JP-A-55-8430)
No. 4, U.S. Pat. No. 4,625,001), a partially hydrolyzed starch-acrylonitrile copolymer (JP-A-46-439).
No. 95), a starch-acrylic acid graft copolymer (JP-A-51-125468), and a hydrolyzate of a vinyl acetate-acrylate copolymer (JP-A-52-14689).
No.), copolymerized crosslinked product of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and acrylic acid (European patent 00681)
No. 89), a crosslinked product of a cationic monomer (US Pat.
No. 06717), a crosslinked isobutylene-maleic anhydride copolymer (US Pat. No. 4,389,513) and the like are known. However, since these water-absorbent resin compositions do not have decomposability, disposal after use is a problem. Currently,
At the time of disposal, these water-absorbent resins are incinerated and landfilled.However, in the incinerator method, in addition to damage to furnace materials due to heat generated during incineration, global warming It is pointed out that it causes acid rain. In addition, the method of landfill processing has the problems that the volume of plastic is bulky, the ground does not stabilize because it does not rot, and there is a major problem that the place suitable for landfill has disappeared.
【0004】すなわち、これらの樹脂は分解性に乏し
く、水中や土壌中では半永久的に存在するので、廃棄物
処理における環境保全を考えると非常に重大な問題であ
る。例えば紙おむつ、生理用品等の衛生材料に代表され
る使い捨て用途の樹脂の場合、それをリサイクルすれば
多大な費用がかかり、焼却するにも大量であるため地球
環境への負荷が大きい。また農・園芸用保水材として架
橋ポリアクリル酸樹脂を使用した場合、土壌中でCa2+
等の多価イオンとコンプレックスを形成し、不溶性の層
を形成すると報告されている(松本ら、高分子、42
巻、8月号、1993年)。しかし、このような層はそ
のもの自体の毒性は低いと言われているが、自然界には
全くないものであり、長期に渡るそれら樹脂の土中への
蓄積による生態系への影響は不明であり、十分に調べる
必要があり、その使用には慎重な態度が望まれる。同様
に非イオン性の樹脂の場合、コンプレックスは形成しな
いが、非分解性のため土壌中へ蓄積する恐れがあり、そ
の自然界への影響は疑わしい。さらにこれらの重合系の
樹脂は、人間の肌等に対して毒性の強いモノマーを使用
しており、重合後の製品からこれを除去するために多く
の検討がなされているが、完全に除くことは困難であ
る。特に工業的規模での製造ではより困難となることが
予想される。That is, these resins are poorly decomposable and exist semipermanently in water and soil, which is a very serious problem in view of environmental conservation in waste treatment. For example, in the case of disposable resins represented by sanitary materials such as disposable diapers and sanitary articles, recycling the resin requires a great deal of cost, and the amount of incineration is large, so that the burden on the global environment is great. When a crosslinked polyacrylic acid resin is used as a water retention material for agriculture and horticulture, Ca 2+
It is reported that the complex forms a complex with polyvalent ions such as those described above to form an insoluble layer (Matsumoto et al., Polymer, 42
Vol., August issue, 1993). However, although such layers are said to have low toxicity per se, they are not found in nature at all, and the effects on ecosystems of long-term accumulation of these resins in soil are unknown. , Need to be thoroughly examined and its use requires a careful attitude. Similarly, in the case of a nonionic resin, a complex is not formed, but the nondecomposable resin may accumulate in soil due to its nondegradability, and its effect on the natural world is doubtful. Furthermore, these polymerization resins use monomers that are highly toxic to human skin, etc., and many studies have been made to remove them from products after polymerization. It is difficult. In particular, it is expected to be more difficult in production on an industrial scale.
【0005】[生分解性を有する吸水性樹脂の技術的背
景]一方、近年、「地球にやさしい素材」として生分解
性ポリマーが注目されており、これを吸水性樹脂として
使用することも提案されている。このような用途に使用
されている生分解性を有する吸水性樹脂としては、例え
ばポリエチレンオキシド架橋体(特開平6−15779
5号等)、ポリビニルアルコール架橋体、カルボキシメ
チルセルロース架橋体(米国特許4650716号)、
アルギン酸架橋体、澱粉架橋体、ポリアミノ酸架橋体な
どが知られている。この中でポリエチレンオキシド架橋
体、ポリビニルアルコール架橋体は、特殊な菌のみし
か、生分解することができないので、一般的な条件では
生分解性は遅かったり、もしくは全く分解しなかったり
する。さらに分子量が大きくなると極端に分解性が低下
したり、非分解性となる。。また、カルボキシメチルセ
ルロース架橋体、アルギン酸架橋体、デンプン架橋体等
の糖類架橋体は、その分子内に強固な水素結合を多く含
むために、分子間、ポリマー間の相互作用が強く、その
ため分子鎖が広く開くことができず、吸収能は高くな
い。[Technical background of water-absorbing resin having biodegradability] On the other hand, in recent years, biodegradable polymers have attracted attention as "earth-friendly materials", and it has been proposed to use this as a water-absorbing resin. ing. Examples of the biodegradable water-absorbing resin used in such applications include, for example, a polyethylene oxide crosslinked product (JP-A-6-15779).
No. 5, etc.), cross-linked polyvinyl alcohol, cross-linked carboxymethyl cellulose (US Pat. No. 4,650,716),
Alginic acid crosslinked products, starch crosslinked products, polyamino acid crosslinked products, and the like are known. Among these, crosslinked polyethylene oxide and crosslinked polyvinyl alcohol can be biodegraded only by special bacteria, so that biodegradability is slow or not decomposed at all under general conditions. Further, when the molecular weight is further increased, the decomposability is extremely lowered or the composition becomes non-decomposable. . In addition, crosslinked saccharides such as crosslinked carboxymethylcellulose, crosslinked alginic acid, and crosslinked starch have many strong hydrogen bonds in their molecules, and therefore have strong interactions between molecules and between polymers. It cannot be opened widely and its absorption capacity is not high.
【0006】[ポリアミノ酸径系吸水性樹脂の技術的背
景]一方、ポリアミノ酸を架橋して得られる樹脂は生分
解性を有するために地球環境にやさしく、また生体内に
吸収されても酵素作用により消化吸収され、しかも生体
内での抗原性を示さず、分解生成物も毒性がないことが
明らかにされているので、人に対してもやさしい素材で
ある。このような樹脂の記載例として、ポリ−γ−グル
タミン酸にγ線を照射して高吸水能を有する樹脂を製造
する方法が記載されている(国岡ら、高分子論文集、5
0巻10号、755頁(1993年))。しかし、工業
的な観点からは、この技術に用いる60Co照射設備は、
放射能の遮断を行うためには大がかりな設備が必要であ
り、その管理にも十分な配慮が必要であるため現実的で
はない。また出発物質であるポリグルタミン酸が高価で
あることも問題点である。また、架橋アミノ酸樹脂を吸
水性ポリマーに用いる報告がされている(Sikesら、特
表平6−506244号;米国特許第5247068及
び同第5284936号、鈴木ら、特開平7−3099
43号)。しかしいずれの報告の場合も、これらの樹脂
は吸水性が十分でなく、実用的ではなかった。そこで当
発明者らは特開平7−224163号にて塩水吸水能の
高い吸水性樹脂を発明した。また、特願平9−1699
1号にて、多価イオンを含めた塩溶液に対しても優れた
吸水能を有し、ゲルの経時安定性に優れた吸水性樹脂を
発明した。しかし、これらの樹脂は全てカルボン酸もし
くはその塩を官能基としているおり、吸水の原理とし
て、分子内と分子外の浸透圧の差を利用して吸水するの
で、塩水に対しては吸水量低下が起こる。また、増粘剤
等に使用した場合、天然成分等を含んだ低いpHで使用
すると、吸水量の低下が著しかった。また、酸性アミノ
酸を架橋させてハイドロゲルを得る方法が報告されてい
る(Akamatsuら、米国特許第3948863号;特公昭
52−41309号、岩月ら、特開平5−279416
号)。しかし、この方法を用いると、ポリマーと架橋
剤、ポリマーとペンダント基となりうる前駆体との反応
性が低いため過酷な条件下にて反応しなければならず、
反応の制御がほとんど不可能である結果として得られた
樹脂は、性能が十分とは言えなかった。すなわち、生分
解性を有し、塩溶液に対しても吸水量の変化が少なく、
広いpH範囲で使用できる吸水性樹脂に対する要望は高
く、さらなる高性能の樹脂が要望されていた。[Technical Background of Polyamino Acid Diameter-Based Water-Absorbent Resin] On the other hand, a resin obtained by crosslinking a polyamino acid is biodegradable and thus is friendly to the global environment. It is a material that is easy on humans because it has been shown that it is digested and absorbed, and that it does not show antigenicity in vivo and that degradation products have no toxicity. As a description example of such a resin, a method of producing a resin having a high water absorbing ability by irradiating poly-γ-glutamic acid with γ-ray is described (Kunioka et al.
0, 10, p. 755 (1993)). However, from an industrial point of view, the 60 Co irradiation equipment used for this technology is:
In order to shut off radioactivity, large-scale equipment is required, and it is not practical because sufficient care must be taken for its management. Another problem is that polyglutamic acid as a starting material is expensive. Further, it has been reported that a cross-linked amino acid resin is used as a water-absorbing polymer (Sikes et al., JP-A-6-506244; US Pat. Nos. 5,247,068 and 5,284,936;
No. 43). However, in all cases, these resins were not practical because of insufficient water absorption. Therefore, the present inventors have invented a water-absorbing resin having a high salt water-absorbing ability in JP-A-7-224163. In addition, Japanese Patent Application No. Hei 9-1699
No. 1 has invented a water-absorbing resin having excellent water-absorbing ability even for salt solutions containing polyvalent ions and having excellent stability over time of the gel. However, these resins all have a carboxylic acid or a salt thereof as a functional group, and as a principle of water absorption, use the difference in osmotic pressure between intra- and extra-molecular to absorb water. Happens. In addition, when used as a thickener or the like, when used at a low pH containing natural components and the like, the water absorption was significantly reduced. Also, a method for obtaining a hydrogel by crosslinking an acidic amino acid has been reported (Akamatsu et al., US Pat. No. 3,948,863; Japanese Patent Publication No. 52-41309, Iwatsuki et al., JP-A-5-279416).
issue). However, when using this method, the polymer must react under severe conditions because of low reactivity between the polymer and the crosslinking agent, and the polymer and the precursor that can be a pendant group.
The resulting resin, where control of the reaction was almost impossible, did not perform well. In other words, it has biodegradability, and there is little change in water absorption even for salt solutions,
There is a high demand for a water-absorbing resin that can be used in a wide pH range, and there has been a demand for a resin with even higher performance.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、上記のような従来の問題点を解決し、生分解性を有
し、塩溶液に対しても吸水量の変化が少なく、広いpH
範囲で使用できる重合体及びその製造方法に関する。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, have biodegradability, have a small change in water absorption even with salt solutions, and have a wide pH range.
The present invention relates to a polymer that can be used in the above range and a method for producing the polymer.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至
った。即ち本発明は、以下の[1]〜[15]に記載した事項
により特定される。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention. That is, the present invention is specified by the matters described in the following [1] to [15].
【0009】[1] 分子内に式(1)[化8]で表さ
れる繰り返し単位を有する架橋重合体。[1] A crosslinked polymer having a repeating unit represented by the formula (1) in the molecule.
【0010】[0010]
【化8】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
【0011】[2] 非イオン性極性基が、−NR1”
R2”、、−CONR1”R2”、又は、−SR1”からな
る群より選ばれた少なくとも1つである、[1]に記載し
た重合体。(ここで、R1”及びR2”は、水素、アルキ
ル基、アラルキル基、またはアリール基である。) [3] 非イオン性極性基が、ポリエーテル基である[1]
に記載した重合体。 [4] 式(1)[化9]で表される繰り返し単位を、5
〜99.8%含む、[1]乃至[3]の何れかに記載した
重合体。[2] When the nonionic polar group is —NR 1 ″
The polymer according to [1], which is at least one selected from the group consisting of R 2 ″, —CONR 1 ″ R 2 ″, and —SR 1 ″. (Here, R 1 ″ and R 2 ″ are hydrogen, an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group.) [3] The nonionic polar group is a polyether group [1]
The polymer described in 1. [4] The repeating unit represented by the formula (1)
The polymer according to any one of [1] to [3], which contains the polymer in an amount of from 9 to 99.8%.
【0012】[0012]
【化9】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。) [5] 式(1)[化10]で表される繰り返し単位を、
90〜99.8%含む、[1]乃至[4]の何れかに記載し
た重合体。Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. [5] A repeating unit represented by the formula (1)
The polymer according to any one of [1] to [4], containing 90 to 99.8%.
【0013】[0013]
【化10】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。) [6] nが1である、[1]乃至[5]の何れかに記載した
重合体。 [7] −X−が、−NH−である、[1]乃至[6]の何れ
かに記載した重合体。 [8] 架橋ポリコハク酸イミドに、少なくとも1個の非
イオン性極性基を有する、アミン、アルコール、チオー
ルからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を、
反応させることを特徴とする、分子内に式(1)[化1
1]で表される繰り返し単位を有する架橋重合体の製造
方法。Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. [6] The polymer according to any one of [1] to [5], wherein n is 1. [7] The polymer according to any one of [1] to [6], wherein -X- is -NH-. [8] A crosslinked polysuccinimide is provided with at least one compound selected from the group consisting of amines, alcohols and thiols having at least one nonionic polar group,
Wherein the compound of the formula (1)
1] A method for producing a crosslinked polymer having a repeating unit represented by [1].
【0014】[0014]
【化11】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。) [9] 架橋酸性ポリアミノ酸に、少なくとも1個の非イ
オン性極性基を有する、アミン、チオール、アルコール
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を、脱
水縮合させて反応することを特徴とする、分子内に式
(1)[化12]で表される繰り返し単位を有する架橋
重合体の製造方法。Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. [9] The crosslinked acidic polyamino acid is reacted with at least one compound selected from the group consisting of amines, thiols, and alcohols having at least one nonionic polar group by dehydration-condensation. A method for producing a crosslinked polymer having a repeating unit represented by the formula (1) in the molecule.
【0015】[0015]
【化12】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
【0016】[10] 非イオン性極性基が、−NR1”
R2”、−CONR1”R2”、又は、−SR1”からなる
群より選ばれた少なくとも1つである、[8]又は[9]に
記載した重合体の製造方法。(ここで、R1”及びR2”
は、水素、アルキル基、アラルキル基、またはアリール
基である。) [11] 非イオン性極性基が、ポリエーテル基である、
[8]又は[9]に記載した重合体の製造方法。 [12] 式(1)[化13]で表される繰り返し単位
を、5〜99.8%含む、[8]乃至[11]の何れかに記
載した重合体の製造方法。[10] When the nonionic polar group is —NR 1 ″
The method according to [8] or [9], wherein the polymer is at least one selected from the group consisting of R 2 ″, —CONR 1 ″ R 2 ″, and —SR 1 ″. (Where R 1 ″ and R 2 ″
Is hydrogen, an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. [11] The nonionic polar group is a polyether group,
The method for producing a polymer according to [8] or [9]. [12] The method for producing a polymer according to any one of [8] to [11], comprising 5 to 99.8% of the repeating unit represented by the formula (1) [formula 13].
【0017】[0017]
【化13】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。) [13] 式(1)[化14]で表される繰り返し単位
を、90〜99.8%含む、[8]乃至[12]の何れかに
記載した重合体。Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. [13] The polymer according to any one of [8] to [12], containing 90 to 99.8% of the repeating unit represented by the formula (1) [formula 14].
【0018】[0018]
【化14】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。) [14] nが、1である、[8]乃至[13]の何れかに記
載した重合体の製造方法。 [15] −X−が、−NH−である、[8]乃至[14]の
何れかに記載した重合体の製造方法。Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. [14] The method for producing a polymer according to any one of [8] to [13], wherein n is 1. [15] The method for producing a polymer according to any one of [8] to [14], wherein -X- is -NH-.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細について説
明する。本発明における重合体は、酸性ポリアミノ酸、
またはそれらの共重合体である。酸性ポリアミノ酸とし
てはポリグルタミン酸とポリアスパラギン酸があるが、
吸水性樹脂として、より有用なポリアスパラギン酸系の
重合体を中心に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. The polymer in the present invention is an acidic polyamino acid,
Or a copolymer thereof. There are polyglutamic acid and polyaspartic acid as acidic polyamino acids,
The following description focuses on a more useful polyaspartic acid-based polymer as the water-absorbing resin.
【0020】(1)重合体の構造 本発明の重合体は、その構造上から、大きく分けると重
合体のポリマー基本骨格、側鎖部分、架橋部分からな
る。以下、これらを3つに分けて説明する。 (1−1)重合体のポリマー基本骨格 本発明の重合体のポリマー基本骨格は、ポリグルタミン
酸、ポリアスパラギン酸等の酸性ポリアミノ酸であるの
で、グルタミン酸又はアスパラギン酸を繰り返し単位と
して主鎖を形成する。これらは、他のアミノ酸を繰り返
し単位として含んでいても構わない。共重合体として
の、グルタミン酸又はアスパラギン酸以外のアミノ酸成
分の具体例としては、例えば、20種類の必須アミノ
酸、L−オルニチン、一連のα−アミノ酸、β−アラニ
ン、γ−アミノ酪酸、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、酸
性アミノ酸のω−エステル、塩基性アミノ酸、塩基性ア
ミノ酸のN置換体、アスパラギン酸−L−フェニルアラ
ニン2量体(アスパルテーム)等のアミノ酸及びアミノ
酸誘導体、L−システイン酸等のアミノスルホン酸等を
挙げることができる。α−アミノ酸は、光学活性体(L
体、D体)であっても、ラセミ体であってもよい。(1) Structure of Polymer The polymer of the present invention is roughly composed of a polymer basic skeleton, a side chain portion, and a cross-linked portion of the polymer. Hereinafter, these will be described in three parts. (1-1) Polymer Basic Skeleton of Polymer The polymer basic skeleton of the polymer of the present invention is an acidic polyamino acid such as polyglutamic acid or polyaspartic acid, and thus forms a main chain with glutamic acid or aspartic acid as a repeating unit. . These may contain another amino acid as a repeating unit. Specific examples of amino acid components other than glutamic acid or aspartic acid as a copolymer include, for example, 20 kinds of essential amino acids, L-ornithine, a series of α-amino acids, β-alanine, γ-aminobutyric acid, and neutral amino acids. Acidic amino acids, ω-esters of acidic amino acids, basic amino acids, N-substituted basic amino acids, amino acids and amino acid derivatives such as aspartic acid-L-phenylalanine dimer (aspartame), and aminosulfones such as L-cysteic acid Acids and the like can be mentioned. The α-amino acid is an optically active form (L
, D-form) or a racemic form.
【0021】また、重合体は、アミノ酸以外の繰り返し
単位を含む共重合体であってもよい。共重合体の繰り返
し単位の例としては、アミノカルボン酸、アミノスルホ
ン酸、アミノホスホン酸、ヒドロキシカルボン酸、メル
カプトカルボン酸、メルカプトスルホン酸、メルカプト
ホスホン酸等の脱水縮合物が挙げられる。また、多価ア
ミン、多価アルコール、多価チオール、多価カルボン
酸、多価スルホン酸、多価ホスホン酸、多価ヒドラジン
化合物、多価カルバモイル化合物、多価スルホンアミド
化合物、多価ホスホンアミド化合物、多価エポキシ化合
物、多価イソシアナート化合物、多価イソチオシアナー
ト化合物、多価アジリジン化合物、多価カーバメイト化
合物、多価カルバミン酸化合物、多価オキサゾリン化合
物、多価反応性不飽和結合化合物、多価金属等の脱水縮
合物、付加物、置換体が挙げられる。共重合体である場
合は、ブロック・コポリマーであっても、ランダム・コ
ポリマーであっても構わない。また、グラフトであって
も構わない。これらの中で、高い吸水性を有するポリア
スパラギン酸及びポリグルタミン酸を基本骨格とした場
合が好ましく、さらに工業的生産に適したポリアスパラ
ギン酸が特に好ましい。[0021] The polymer may be a copolymer containing a repeating unit other than an amino acid. Examples of the repeating unit of the copolymer include dehydration condensates such as aminocarboxylic acid, aminosulfonic acid, aminophosphonic acid, hydroxycarboxylic acid, mercaptocarboxylic acid, mercaptosulfonic acid, and mercaptophosphonic acid. In addition, polyamines, polyhydric alcohols, polythiols, polycarboxylic acids, polysulfonic acids, polyphosphonic acids, polyhydrazine compounds, polycarbamoyl compounds, polysulfonamide compounds, polyphosphonamide compounds , Polyvalent epoxy compounds, polyvalent isocyanate compounds, polyvalent isothiocyanate compounds, polyvalent aziridine compounds, polyvalent carbamate compounds, polyvalent carbamic acid compounds, polyvalent oxazoline compounds, polyvalent reactive unsaturated bond compounds, Examples include dehydration condensates, adducts, and substitution products of valent metals. When it is a copolymer, it may be a block copolymer or a random copolymer. Also, it may be a graft. Among these, it is preferable to use polyaspartic acid and polyglutamic acid having high water absorbency as the basic skeleton, and polyaspartic acid suitable for industrial production is particularly preferable.
【0022】本発明の重合体のポリマー基本骨格として
は、ポリアスパラギン酸の場合は、主鎖中のアミド結合
が、α結合である場合と、β結合である場合がある。ポ
リグルタミン酸の場合は、アミド結合が、主鎖中のアミ
ド結合が、α結合である場合と、γ結合である場合があ
る。すなわち、ポリアスパラギン酸及びその共重合体の
場合は、アスパラギン酸もしくは共重合体単量体のアミ
ノ基等と、アスパラギン酸のα位のカルボキシル基と結
合した場合がα結合であり、アスパラギン酸のβ位のカ
ルボキシル基と結合した場合がβ結合である。ポリグル
タミン酸及びその共重合体の場合は、グルタミン酸もし
くは共重合体単量体のアミノ基等と、グルタミン酸のα
位のカルボキシル基と結合した場合がα結合であり、グ
ルタミン酸のγ位のカルボキシル基と結合した場合がγ
結合である。このポリアスパラギン酸の場合のα結合と
β結合、ポリグルタミン酸の場合のα結合とγ結合は、
通常混在して存在する。その結合様式は、特に限定され
ない。本発明の側鎖基及び架橋基は、基本的に酸性ポリ
アミノ酸のカルボキシル基が置換されたカルボン酸誘導
体である。その詳細を以下に説明する。As the basic polymer skeleton of the polymer of the present invention, in the case of polyaspartic acid, the amide bond in the main chain may be an α bond or a β bond. In the case of polyglutamic acid, the amide bond in the main chain may be an α bond or a γ bond. That is, in the case of polyaspartic acid and its copolymer, when the amino group of the aspartic acid or the copolymer monomer and the carboxyl group at the α-position of aspartic acid are bonded, the α-bond is formed. The case where it is bonded to the β-carboxyl group is a β bond. In the case of polyglutamic acid and a copolymer thereof, the amino group of glutamic acid or a copolymer monomer and the α of glutamic acid
Α-bond when bonded to the carboxyl group at the position, and γ when bonded to the carboxyl group at the γ-position of glutamic acid.
It is a union. Α-bond and β-bond in the case of polyaspartic acid, α-bond and γ-bond in the case of polyglutamic acid,
Usually, they are mixed. The binding mode is not particularly limited. The side chain group and the cross-linking group of the present invention are basically carboxylic acid derivatives in which the carboxyl group of the acidic polyamino acid is substituted. The details will be described below.
【0023】(1−2)重合体の側鎖構造 本発明の重合体は、少なくとも1個の非イオン性極性基
をポリマー側鎖部分に含むことを特徴とする。本発明に
おける重合体の側鎖は、ポリマー主鎖である酸性ポリア
ミノ酸のカルボキシル基が誘導された構造をとる。本発
明においては、ポリマー側鎖部分から、上記のポリマー
主鎖との結合を除いた部分を、ペンダント基と呼ぶ。本
発明の重合体のペンダント基は、ポリマー主鎖のカルボ
ニル基と、N、O、Sにより結合している。すなわち、
アミド、エステル、チオエステル結合である。本発明の
重合体の側鎖基は、ポリマー主鎖のアミド結合に対し
て、アスパラギン酸残基の場合は、α位に置換されてい
ても、β位に置換されていても構わず、グルタミン酸残
基の場合は、α位に置換されていても、γ位に置換され
ていても構わない。本発明の特徴の一つは、非イオン性
極性基を側鎖基に含むことにある。本発明のペンダント
基に含まれる非イオン性極性基として、以下の具体例が
挙げられる。(1-2) Side chain structure of the polymer The polymer of the present invention is characterized in that at least one nonionic polar group is contained in the side chain portion of the polymer. The side chain of the polymer in the present invention has a structure in which a carboxyl group of an acidic polyamino acid as a polymer main chain is derived. In the present invention, the part excluding the above-mentioned bond with the polymer main chain from the side chain part of the polymer is called a pendant group. The pendant group of the polymer of the present invention is bonded to the carbonyl group of the polymer main chain by N, O, S. That is,
Amide, ester, and thioester bonds. In the case of an aspartic acid residue, the side chain group of the polymer of the present invention may be substituted at the α-position or β-position with respect to the amide bond of the polymer main chain, and may be substituted with glutamic acid. In the case of a residue, it may be substituted at the α-position or at the γ-position. One of the features of the present invention resides in that a nonionic polar group is included in the side chain group. Examples of the nonionic polar group contained in the pendant group of the present invention include the following specific examples.
【0024】[0024]
【化15】 ここで、R1”R2”、アルキル基,アラルキル、又は、
アリール基である。Embedded image Here, R 1 "R 2 ", an alkyl group, an aralkyl, or
An aryl group.
【0025】非イオン性極性基の具体的な例としては、
水酸基、メルカプト基、アミノ基、メチルアミノ基、エ
チルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ペ
ンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ
基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ
基、ウンデシルアミノ基、ドデシルアミノ基、トリデシ
ルアミノ基、テトラデシルアミノ基、ペンタデシルアミ
ノ基、ヘキサデシルアミノ基、ヘプチルデシルアミノ
基、オクチルデシルアミノ基等の二級アミノ基、ジメチ
ルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、
ジブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ジヘキシルア
ミノ基、ジヘプチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、ジ
ノニルアミノ基、ジデシルアミノ基、ジウンデシルアミ
ノ基、ジドデシルアミノ基、ジトリデシルアミノ基、ジ
テトラデシルアミノ基、ジペンタデシルアミノ基、ジヘ
キサデシルアミノ基、ジヘプチルデシルアミノ基、ジオ
クチルデシルアミノ基、エチルメチルアミノ基、メチル
プロピルアミノ基等の三級アミノ基、メトキシ基、エト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ
基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオ
キシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシ
ルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ
基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘ
プチルデシルオキシ基、オクチルデシルオキシ基等のア
ルコキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、トリル
オキシ基等のアラルキルオキシ基、メチルチオ基、エチ
ルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチ
オ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ
基、ノニルチオ基、デシルチオ基、ウンデシルチオ基、
ドデシルチオ基、トリデシルチオ基、テトラデシルチオ
基、ペンタデシルチオ基、ヘキサデシルチオ基、ヘプチ
ルデシルチオ基、オクチルデシルチオ基等のアルキルチ
オ基、フェニルチオ基、トリルチオ基等のアリールチオ
基、ベンジルチオ基等のアラルキルチオ基、メチルオキ
シカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピル
オキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、ペン
チルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル
基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカル
ボニル基、ノニルオキシカルボニル基、デシルオキシカ
ルボニル基、ウンデシルオキシカルボニル基、ドデシル
オキシカルボニル基、トリデシルオキシカルボニル基、
テトラデシルオキシカルボニル基、ペンタデシルオキシ
カルボニル基、ヘキサデシルオキシカルボニル基、ヘプ
チルデシルオキシカルボニル基、オクチルデシルオキシ
カルボニル基等のアルキルオキシカルボニル基、メチル
カルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、プロ
ピルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、
ペンチルカルボニルオキシ基、ヘキシルカルボニルオキ
シ基、ヘプチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニ
ルオキシ基、ノニルカルボニルオキシ基、デシルカルボ
ニルオキシ基、ウンデシルカルボニルオキシ基、ドデシ
ルカルボニルオキシ基、トリデシルカルボニルオキシ
基、テトラデシルカルボニルオキシ基、ペンタデシルカ
ルボニルオキシ基、ヘキサデシルカルボニルオキシ基、
ヘプチルデシルカルボニルオキシ基、オクチルデシルカ
ルボニルオキシ基等のアルキルカルボニルオキシ基等が
挙げられる。Specific examples of the nonionic polar group include:
Hydroxyl, mercapto, amino, methylamino, ethylamino, propylamino, butylamino, pentylamino, hexylamino, heptylamino, octylamino, nonylamino, decylamino, undecylamino , Dodecylamino, tridecylamino, tetradecylamino, pentadecylamino, hexadecylamino, heptyldecylamino, octyldecylamino, and other secondary amino groups, dimethylamino, diethylamino, dipropyl Amino group,
Dibutylamino, dipentylamino, dihexylamino, diheptylamino, dioctylamino, dinonylamino, didecylamino, diundecylamino, didodecylamino, ditridecylamino, ditetradecylamino, dipenta Tertiary amino groups such as decylamino group, dihexadecylamino group, diheptyldecylamino group, dioctyldecylamino group, ethylmethylamino group, methylpropylamino group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, pentyl Oxy, hexyloxy, heptyloxy, octyloxy, decyloxy, undecyloxy, dodecyloxy, tridecyloxy, tetradecyloxy, pentadecyloxy, hexadecyloxy, heptyldecyloxy , An alkoxy group such as octyldecyloxy group, an aralkyloxy group such as a phenoxy group, a benzyloxy group, a tolyloxy group, a methylthio group, an ethylthio group, a propylthio group, a butylthio group, a pentylthio group, a hexylthio group, a heptylthio group, an octylthio group, and a nonylthio group. Group, decylthio group, undecylthio group,
Alkylthio groups such as dodecylthio group, tridecylthio group, tetradecylthio group, pentadecylthio group, hexadecylthio group, heptyldecylthio group, octyldecylthio group, arylthio groups such as phenylthio group, tolylthio group, and aralkylthio groups such as benzylthio group , Methyloxycarbonyl, ethyloxycarbonyl, propyloxycarbonyl, butyloxycarbonyl, pentyloxycarbonyl, hexyloxycarbonyl, heptyloxycarbonyl, octyloxycarbonyl, nonyloxycarbonyl, decyloxycarbonyl , Undecyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, tridecyloxycarbonyl group,
Alkyloxycarbonyl groups such as tetradecyloxycarbonyl group, pentadecyloxycarbonyl group, hexadecyloxycarbonyl group, heptyldecyloxycarbonyl group, octyldecyloxycarbonyl group, methylcarbonyloxy group, ethylcarbonyloxy group, and propylcarbonyloxy group , Butylcarbonyloxy group,
Pentylcarbonyloxy, hexylcarbonyloxy, heptylcarbonyloxy, octylcarbonyloxy, nonylcarbonyloxy, decylcarbonyloxy, undecylcarbonyloxy, dodecylcarbonyloxy, tridecylcarbonyloxy, tetradecylcarbonyl Oxy group, pentadecylcarbonyloxy group, hexadecylcarbonyloxy group,
And an alkylcarbonyloxy group such as a heptyldecylcarbonyloxy group and an octyldecylcarbonyloxy group.
【0026】これらの中で分子量の小さく、親水性が大
きい置換基が好ましい。例えば、水酸基、メルカプト
基、アミノ基、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロ
ピルアミノ基、ブチルアミノ基等の二級アミノ基、ジメ
チルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ
基、ジブチルアミノ基等の三級アミノ基、メトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ
基、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブ
チルチオ基等のアルキルチオ基、メチルオキシカルボニ
ル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカル
ボニル基、ブチルオキシカルボニル基等のアルキルオキ
シカルボニル基、メチルカルボニルオキシ基、エチルカ
ルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオキシ基、ブチ
ルカルボニルオキシ基等のアルキルカルボニルオキシ基
が好ましい。特に、水酸基、メルカプト基、アミノ基、
メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基等
の二級アミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ
基、ジプロピルアミノ基等の三級アミノ基が好ましい。Of these, a substituent having a small molecular weight and a high hydrophilicity is preferred. For example, hydroxyl group, mercapto group, amino group, methylamino group, ethylamino group, propylamino group, secondary amino group such as butylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, dipropylamino group, dibutylamino group and the like Secondary amino group, methoxy group,
Alkoxy groups such as ethoxy group, propoxy group and butoxy group, alkylthio groups such as methylthio group, ethylthio group, propylthio group and butylthio group, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, propyloxycarbonyl group and butyloxycarbonyl group Preferred are alkylcarbonyloxy groups such as an alkyloxycarbonyl group, a methylcarbonyloxy group, an ethylcarbonyloxy group, a propylcarbonyloxy group, and a butylcarbonyloxy group. Particularly, hydroxyl group, mercapto group, amino group,
Preferred are secondary amino groups such as methylamino group, ethylamino group and propylamino group, and tertiary amino groups such as dimethylamino group, diethylamino group and dipropylamino group.
【0027】本発明の重合体のペンダント基は、少なく
とも1個の非イオン性極性基を有するが、非イオン性極
性基以外の部分は、主に炭素と水素から成るので、本発
明では便宜的に炭化水素基と呼ぶ。本発明の炭化水素基
としては、特に限定されないが、アルキル、アラルキ
ル、アルキルエーテル、フェニル、ナフチル基等が挙げ
られる。これらは直鎖であっても分岐構造であっても、
環状構造であっても構わない。本発明の炭化水素基はそ
の炭素の一部をO、N、S、P、B、Si等を含む官能
基にて置換されていても構わない。すなわち、環構造の
場合は、炭素原子の一部をO、N、S、P、B、Si等
で置換されていてもよく、また、O、N、S、P、B、
Si等が誘導された、エーテル基、エステル基、カルボ
ニル基、ウレア基、チオエステル基、チオカルボニル
基、スルホン基、スルホニル基、スルホンアミド基、二
級アミノ基、三級アミノ基、アミド基、ホスホン基、ホ
スホンアミド基等の官能基として、置換していても構わ
ない。また、これらの炭化水素基に対する非イオン性極
性基の置換位置も特に限定されない。The pendant group of the polymer of the present invention has at least one nonionic polar group, but the portion other than the nonionic polar group is mainly composed of carbon and hydrogen. Is called a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group of the present invention include, but are not limited to, alkyl, aralkyl, alkyl ether, phenyl, and naphthyl groups. These may be linear or branched,
It may be a ring structure. In the hydrocarbon group of the present invention, a part of the carbon may be substituted with a functional group containing O, N, S, P, B, Si or the like. That is, in the case of a ring structure, a part of carbon atoms may be substituted with O, N, S, P, B, Si, or the like, and O, N, S, P, B,
Ether group, ester group, carbonyl group, urea group, thioester group, thiocarbonyl group, sulfone group, sulfonyl group, sulfonamide group, secondary amino group, tertiary amino group, amide group, phosphone derived from Si etc. And a functional group such as a phosphonamide group may be substituted. Further, the substitution position of the nonionic polar group with respect to these hydrocarbon groups is not particularly limited.
【0028】それらの具体的な例として、便宜的に非イ
オン性極性基を水素で置換した状態での炭化水素基を例
示する。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチ
ル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル
基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、
ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等の
アルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、
シクロオクチル基等のシクロアルキル基、ベンジル基、
フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチ
ル基等のアラルキル基、フェニル基、トリル基、キシリ
ル基、クロロフェニル基、ビフェニル基等のフェニル
基、ナフチル基、メチルナフチル基等のアリール基、メ
トキシエチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル
基、ブトキシエチル基、ペンチルオキシエチル基、ヘキ
シルオキシエチル基、ヘプチルオキシエチル基、オクチ
ルオキシエチル基、デシルオキシエチル基、ウンデシル
オキシエチル基、ドデシルオキシエチル基、トリデシル
オキシエチル基、テトラデシルオキシエチル基、ペンタ
デシルオキシエチル基、ヘキサデシルオキシエチル基、
ヘプチルデシルオキシエチル基、オクチルデシルオキシ
エチル基等のアルコキシアルキル基、ポリオキシエチレ
ン基、ポリオキシプロピレン基等のポリオキシアルキレ
ン基、フェノキシエチル基等のアリールオキシアルキル
基、ベンジルオキシエチル基、トリルオキシエチル基等
のアラルキルオキシアルキル基、メチルチオエチル基、
エチルチオエチル基、プロピルチオエチル基、ブチルチ
オエチル基、ペンチルチオエチル基、ヘキシルチオエチ
ル基、ヘプチルチオエチル基、オクチルチオエチル基、
ノニルチオエチル基、デシルチオエチル基、ウンデシル
チオエチル基、ドデシルチオエチル基、トリデシルチオ
エチル基、テトラデシルチオエチル基、ペンタデシルチ
オエチル基、ヘキサデシルチオエチル基、ヘプチルデシ
ルチオエチル基、オクチルデシルチオエチル基等のアル
キルチオアルキル基、ポリチオエチレン基、ポリチオプ
ロピレン基等のポリチオアルキレン基、フェニルチオエ
チル基、トリルチオエチル基等のアリールチオアルキル
基、ベンジルチオエチル基等のアラルキルチオアルキル
基、メチルアミノエチル基、エチルアミノエチル基、プ
ロピルアミノエチル基、ブチルアミノエチル基、ペンチ
ルアミノエチル基、ヘキシルアミノエチル基、ヘプチル
アミノエチル基、オクチルアミノエチル基、ノニルアミ
ノエチル基、デシルアミノエチル基、ウンデシルアミノ
エチル基、ドデシルアミノエチル基、トリデシルアミノ
エチル基、テトラデシルアミノエチル基、ペンタデシル
アミノエチル基、ヘキサデシルアミノエチル基、ヘプチ
ルデシルアミノエチル基、オクチルデシルアミノエチル
基等のアルキルアミノアルキル基、ジメチルアミノエチ
ル基、ジエチルアミノエチル基、ジプロピルアミノエチ
ル基、ジブチルアミノエチル基、ジペンチルアミノエチ
ル基、ジヘキシルアミノエチル基、ジヘプチルアミノエ
チル基、ジオクチルアミノエチル基、ジノニルアミノエ
チル基、ジデシルアミノエチル基、ジウンデシルアミノ
エチル基、ジドデシルアミノエチル基、ジトリデシルア
ミノエチル基、ジテトラデシルアミノエチル基、ジペン
タデシルアミノエチル基、ジヘキサデシルアミノエチル
基、ジヘプチルデシルアミノエチル基、ジオクチルデシ
ルアミノエチル基、エチルメチルアミノエチル基、メチ
ルプロピルアミノエチル基等のジアルキルアミノアルキ
ル基、トリメチルアンモニオ基、トリエチルアンモニオ
基、トリプロピルアンモニオ基、トリブチルアンモニオ
基、トリペンチルアンモニオ基、ジメチルエチルアンモ
ニオ基、ジメチルベンジルアンモニオ基、メチルジベン
ジルアンモニオ基等のトリアルキルアンモニウム基、メ
チルオキシカルボニルエチル基、エチルオキシカルボニ
ルエチル基、プロピルオキシカルボニルエチル基、ブチ
ルオキシカルボニルエチル基、ペンチルオキシカルボニ
ルエチル基、ヘキシルオキシカルボニルエチル基、ヘプ
チルオキシカルボニルエチル基、オクチルオキシカルボ
ニルエチル基、ノニルオキシカルボニルエチル基、デシ
ルオキシカルボニルエチル基、ウンデシルオキシカルボ
ニルエチル基、ドデシルオキシカルボニルエチル基、ト
リデシルオキシカルボニルエチル基、テトラデシルオキ
シカルボニルエチル基、ペンタデシルオキシカルボニル
エチル基、ヘキサデシルオキシカルボニルエチル基、ヘ
プチルデシルオキシカルボニルエチル基、オクチルデシ
ルオキシカルボニルエチル基等のアルキルオキシカルボ
ニルアルキル基、メチルカルボニルオキシエチル基、エ
チルカルボニルオキシエチル基、プロピルカルボニルオ
キシエチル基、ブチルカルボニルオキシエチル基、ペン
チルカルボニルオキシエチル基、ヘキシルカルボニルオ
キシエチル基、ヘプチルカルボニルオキシエチル基、オ
クチルカルボニルオキシエチル基、ノニルカルボニルオ
キシエチル基、デシルカルボニルオキシエチル基、ウン
デシルカルボニルオキシエチル基、ドデシルカルボニル
オキシエチル基、トリデシルカルボニルオキシエチル
基、テトラデシルカルボニルオキシエチル基、ペンタデ
シルカルボニルオキシエチル基、ヘキサデシルカルボニ
ルオキシエチル基、ヘプチルデシルカルボニルオキシエ
チル基、オクチルデシルカルボニルオキシエチル基等の
アルキルカルボニルオキシアルキル基等が挙げられる。
また、以下の具体例が挙げられる。Specific examples thereof include a hydrocarbon group in which a nonionic polar group is substituted with hydrogen for convenience. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group,
Hexadecyl group, heptadecyl group, alkyl group such as octadecyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group,
Cycloalkyl group such as cyclooctyl group, benzyl group,
Phenylethyl group, phenylpropyl group, aralkyl group such as phenylbutyl group, phenyl group, tolyl group, xylyl group, chlorophenyl group, phenyl group such as biphenyl group, naphthyl group, aryl group such as methylnaphthyl group, methoxyethyl group, Ethoxyethyl group, propoxyethyl group, butoxyethyl group, pentyloxyethyl group, hexyloxyethyl group, heptyloxyethyl group, octyloxyethyl group, decyloxyethyl group, undecyloxyethyl group, dodecyloxyethyl group, tridecyl Oxyethyl group, tetradecyloxyethyl group, pentadecyloxyethyl group, hexadecyloxyethyl group,
Alkoxyalkyl groups such as heptyldecyloxyethyl group and octyldecyloxyethyl group, polyoxyalkylene groups such as polyoxyethylene group and polyoxypropylene group, aryloxyalkyl groups such as phenoxyethyl group, benzyloxyethyl group, tolyloxy Aralkyloxyalkyl groups such as ethyl group, methylthioethyl group,
Ethylthioethyl group, propylthioethyl group, butylthioethyl group, pentylthioethyl group, hexylthioethyl group, heptylthioethyl group, octylthioethyl group,
Nonylthioethyl, decylthioethyl, undecylthioethyl, dodecylthioethyl, tridecylthioethyl, tetradecylthioethyl, pentadecylthioethyl, hexadecylthioethyl, heptyldecylthioethyl Alkylthioalkyl groups such as octyldecylthioethyl group, polythioethylene groups, polythioalkylene groups such as polythiopropylene groups, phenylthioethyl groups, arylthioalkyl groups such as tolylthioethyl groups, benzylthioethyl groups etc. Aralkylthioalkyl group, methylaminoethyl group, ethylaminoethyl group, propylaminoethyl group, butylaminoethyl group, pentylaminoethyl group, hexylaminoethyl group, heptylaminoethyl group, octylaminoethyl group, nonylaminoethyl group, Desi Aminoethyl, undecylaminoethyl, dodecylaminoethyl, tridecylaminoethyl, tetradecylaminoethyl, pentadecylaminoethyl, hexadecylaminoethyl, heptyldecylaminoethyl, octyldecylaminoethyl Alkylaminoalkyl, dimethylaminoethyl, diethylaminoethyl, dipropylaminoethyl, dibutylaminoethyl, dipentylaminoethyl, dihexylaminoethyl, diheptylaminoethyl, dioctylaminoethyl, dinonyl Aminoethyl group, didecylaminoethyl group, diundecylaminoethyl group, didodecylaminoethyl group, ditridecylaminoethyl group, ditetradecylaminoethyl group, dipentadecylaminoethyl group, dihexa Dialkylaminoalkyl groups such as silaminoethyl group, diheptyldecylaminoethyl group, dioctyldecylaminoethyl group, ethylmethylaminoethyl group, methylpropylaminoethyl group, trimethylammonio group, triethylammonio group, tripropylammonio Group, tributylammonio group, tripentylammonio group, dimethylethylammonio group, dimethylbenzylammonio group, trialkylammonium group such as methyldibenzylammonio group, methyloxycarbonylethyl group, ethyloxycarbonylethyl group, Propyloxycarbonylethyl group, butyloxycarbonylethyl group, pentyloxycarbonylethyl group, hexyloxycarbonylethyl group, heptyloxycarbonylethyl group, octyloxycarbo Nylethyl group, nonyloxycarbonylethyl group, decyloxycarbonylethyl group, undecyloxycarbonylethyl group, dodecyloxycarbonylethyl group, tridecyloxycarbonylethyl group, tetradecyloxycarbonylethyl group, pentadecyloxycarbonylethyl group, hexa Alkyloxycarbonylalkyl groups such as decyloxycarbonylethyl group, heptyldecyloxycarbonylethyl group, octyldecyloxycarbonylethyl group, methylcarbonyloxyethyl group, ethylcarbonyloxyethyl group, propylcarbonyloxyethyl group, butylcarbonyloxyethyl group , Pentylcarbonyloxyethyl group, hexylcarbonyloxyethyl group, heptylcarbonyloxyethyl group, octylcarbonyl Xyethyl group, nonylcarbonyloxyethyl group, decylcarbonyloxyethyl group, undecylcarbonyloxyethyl group, dodecylcarbonyloxyethyl group, tridecylcarbonyloxyethyl group, tetradecylcarbonyloxyethyl group, pentadecylcarbonyloxyethyl group, hexa And alkylcarbonyloxyalkyl groups such as a decylcarbonyloxyethyl group, a heptyldecylcarbonyloxyethyl group, and an octyldecylcarbonyloxyethyl group.
In addition, the following specific examples are given.
【0029】[0029]
【化16】 実際の構造はこれらの炭化水素基の水素を非イオン性極
性基で置換した構造である。Embedded image The actual structure is a structure in which hydrogen of these hydrocarbon groups is substituted with a nonionic polar group.
【0030】本発明の重合体のペンダント基を構成する
炭化水素基は無置換でも、置換していても良い。ペンダ
ント基を構成する炭化水素基の置換基としては、炭素数
1から18の分岐していても良いアルキル基、炭素数3
から8のシクロアルキル基、アラルキル基、置換してい
てもよいフェニル基、置換していてもよいナフチル基、
炭素数1から18の分岐していても良いアルコキシ基、
アラルキルオキシ基、フェニルチオ基、炭素数1から1
8の分岐していても良いアルキルチオ基、炭素数1から
18の分岐していても良いアルキルアミノ基、炭素数1
から18の分岐していても良いジアルキルアミノ基、炭
素数1から18の分岐していても良いトリアルキルアン
モニオ基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カチオン
基、スルホン酸基、ホスホン酸基及びこれらの塩、アル
コキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基等が
挙げられる。The hydrocarbon group constituting the pendant group of the polymer of the present invention may be unsubstituted or substituted. Examples of the substituent of the hydrocarbon group constituting the pendant group include an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may be branched, and a carbon atom having 3 carbon atoms.
To 8 cycloalkyl groups, aralkyl groups, optionally substituted phenyl groups, optionally substituted naphthyl groups,
An optionally branched alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms,
Aralkyloxy group, phenylthio group, carbon number 1 to 1
An optionally branched alkylthio group having 8 carbon atoms, an optionally branched alkylamino group having 1 to 18 carbon atoms,
To 18 dialkylamino groups which may be branched, trialkylammonio groups which may have 1 to 18 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a cationic group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group and These include salts, alkoxycarbonyl groups, alkylcarbonyloxy groups and the like.
【0031】本発明の重合体は、非イオン性極性基を含
むペンダント基以外に、他の側鎖基を含んでいても構わ
ない。例えば、単純にイミド環を開環した構造でカルボ
キシル基を持つ基、リジン等のアミノ酸残基、カルボキ
シル基を有するペンダント基、スルホン酸基を有するペ
ンダント基等がある。ここで、カルボキシル基、スルホ
ン酸基の場合は、塩となっていても構わない。カルボキ
シル基の対イオンとしては、アルカリ金属塩、アンモニ
ウム塩、アミン塩等がある。ここで、イオン性の官能基
を含む場合は、塩を含まない水に対する吸水量及び増粘
効果は大きくなるが、塩を含む水溶液に対しては小さく
なる。一方、イオン性の置換基をなくし、完全に非イオ
ン性とした場合は塩を含む水溶液に対しては吸水量低下
及び増粘効果の低下は小さくなるが、塩を含まない水に
対する吸水量及び増粘効果は小さい。すなわち、使用す
る用途が対象とする水溶液の塩濃度によってイオン性の
官能基の量を選べばいい。逆に言えば、イオン性と非イ
オン性の官能基量を調製することにより、様々な塩水溶
液に対応できる。The polymer of the present invention may contain another side chain group in addition to the pendant group containing a nonionic polar group. For example, there are a group having a carboxyl group in a structure in which an imide ring is simply opened, an amino acid residue such as lysine, a pendant group having a carboxyl group, and a pendant group having a sulfonic acid group. Here, in the case of a carboxyl group or a sulfonic acid group, a salt may be used. Examples of the counter ion of the carboxyl group include alkali metal salts, ammonium salts, and amine salts. Here, when an ionic functional group is contained, the amount of water absorption and the thickening effect with respect to water containing no salt are large, but are small with respect to an aqueous solution containing salt. On the other hand, when the ionic substituent is eliminated, and when completely non-ionic, the reduction in water absorption and the decrease in the thickening effect are reduced for an aqueous solution containing a salt, but the water absorption for a salt-free water and The thickening effect is small. That is, the amount of the ionic functional group may be selected depending on the salt concentration of the aqueous solution intended for the intended use. Conversely, by adjusting the amount of ionic and nonionic functional groups, it is possible to cope with various salt aqueous solutions.
【0032】以上の理由により、本発明のペンダント基
の量は特に限定されず、使用する用途によって決めれば
いい。一般的に、重合体全体に対する単量体単位とし
て、5〜99.8モル%が好ましく、20〜99.8モ
ル%がより好ましい。また、低いpH、高い塩水等に使
用する場合は、重合体全体に対する単量体単位として、
30〜99.8モル%が好ましく、50〜99.8モル
%がより好ましい。これらの、ペンダント基に対する置
換位置は特に限定されない。For the above reasons, the amount of the pendant group of the present invention is not particularly limited, and may be determined according to the intended use. Generally, as monomer units to the whole polymer, 5 to 99.8 mol% is preferable, and 20 to 99.8 mol% is more preferable. When used in low pH, high salt water, etc., as a monomer unit to the whole polymer,
30 to 99.8 mol% is preferable, and 50 to 99.8 mol% is more preferable. The substitution position of these pendant groups is not particularly limited.
【0033】ペンダント基を構成するO、N、Sを含ん
でいてもよい炭化水素基は無置換でも、上記以外の官能
基により置換していても良い。ペンダント基を構成する
O、N、Sを含んでいてもよい炭化水素基の置換基とし
ては、炭素数1から18の分岐していても良いアルキル
基、炭素数3から8のシクロアルキル基、アラルキル
基、置換していてもよいフェニル基、置換していてもよ
いナフチル基、炭素数1から18の分岐していても良い
トリアルキルアンモニオ基、カチオン基、スルホン基、
ホスホン基及びこれらの塩等が挙げられる。具体的な例
としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、
トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキ
サデシル基、ヘプチルデシル基、オクチルデシル基等の
アルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、
シクロオクチル基等のシクロアルキル基、ベンジル基、
フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチ
ル基等のアラルキル基、フェニル基、トリル基、キシリ
ル基、クロロフェニル基、ビフェニル基等のフェニル
基、ナフチル基、メチルナフチル基等のナフチル基、カ
チオン基、スルホン基、ホスホン基及びこれらの塩、等
が挙げられる。ここで、置換基として、イオン性の官能
基を含む場合は、塩を含まない水に対する吸水量及び増
粘効果は大きくなるが、塩を含む水溶液に対しては小さ
くなる。一方、イオン性の置換基をなくし、完全に非イ
オン性とした場合は塩を含む水溶液に対しては吸水量低
下及び増粘効果の低下は小さくなるが、塩を含まない水
に対する吸水量及び増粘効果は小さい。すなわち、使用
する用途が対象とする水溶液の塩濃度によってイオン性
の官能基の量を選べばいい。逆に言えば、イオン性と非
イオン性の官能基量を調製することにより、様々な塩水
溶液に対応できる。The hydrocarbon group which may contain O, N and S constituting the pendant group may be unsubstituted or substituted with a functional group other than those described above. Examples of the substituent of the hydrocarbon group which may contain O, N, and S constituting the pendant group include an alkyl group which may have 1 to 18 carbon atoms and may be branched, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, An aralkyl group, an optionally substituted phenyl group, an optionally substituted naphthyl group, an optionally branched trialkylammonio group having 1 to 18 carbon atoms, a cationic group, a sulfone group,
Examples include a phosphone group and salts thereof. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl,
Alkyl groups such as tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptyldecyl group, octyldecyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group,
Cycloalkyl group such as cyclooctyl group, benzyl group,
Aralkyl groups such as phenylethyl group, phenylpropyl group and phenylbutyl group, phenyl group such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, chlorophenyl group and biphenyl group, naphthyl group such as naphthyl group and methylnaphthyl group, cationic group and sulfone Groups, phosphon groups and salts thereof, and the like. Here, when an ionic functional group is contained as a substituent, the amount of water absorption and the effect of increasing the viscosity with respect to water containing no salt are increased, but are reduced with respect to an aqueous solution containing salt. On the other hand, when the ionic substituent is eliminated, and when completely non-ionic, the reduction in water absorption and the decrease in the thickening effect are reduced for an aqueous solution containing a salt, but the water absorption for a salt-free water and The thickening effect is small. That is, the amount of the ionic functional group may be selected depending on the salt concentration of the aqueous solution intended for the intended use. Conversely, by adjusting the amount of ionic and nonionic functional groups, it is possible to cope with various salt aqueous solutions.
【0034】また、この中で架橋基の分子量が大きくな
ると相対的に単量体単位あたりの分子量が大きくなり、
単位重量当たりの吸水量が小さくなるので、架橋基の分
子量は小さい方がいい。また製造法が簡単なものが好ま
しい。その中でも、無置換、メチル基、エチル基、メト
キシ基、メチルオキシカルボニル基、メチルカルボニル
オキシ基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキ
シル基、スルホン基、ホスホン酸基及びこれらの塩が好
ましい。さらに保水剤としては、極性基の方が好ましい
ので、無置換、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カル
ボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基及びこれらの
塩が特に好ましい。また、低いpH及び高い濃度の塩水
に使用する場合は、無置換、水酸基、アミノ基、メルカ
プト基等の非イオン性基の方が好ましい。ここで架橋部
分の量は特に限定されないが、重合体全体に対する単量
体単位として、0.1〜20モル%が好ましく、0.5
〜10モル%がより好ましい。In addition, when the molecular weight of the crosslinking group increases, the molecular weight per monomer unit relatively increases.
The smaller the molecular weight of the cross-linking group is, the better the water absorption per unit weight becomes. Further, those having a simple production method are preferable. Of these, unsubstituted, methyl, ethyl, methoxy, methyloxycarbonyl, methylcarbonyloxy, hydroxyl, amino, mercapto, carboxyl, sulfone, phosphonic acid groups and salts thereof are preferred. Further, as the water retention agent, a polar group is more preferable, and therefore, unsubstituted, hydroxyl, amino, mercapto, carboxyl, sulfonic, phosphonic, and salts thereof are particularly preferable. Further, when used for low pH and high concentration salt water, non-ionic groups such as unsubstituted hydroxyl groups, amino groups and mercapto groups are preferred. Here, the amount of the crosslinked portion is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 mol% as a monomer unit with respect to the entire polymer, and is preferably 0.5 to 20 mol%.
-10 mol% is more preferred.
【0035】(2)重合体の製造方法 本発明の重合体の製造方法は、特に限定されないが、こ
こでは吸水性樹脂として、より有用なポリアスパラギン
酸系重合体を中心に説明する。なお、本発明のポリアス
パラギン酸系重合体の製造は、ポリコハク酸イミド、ポ
リアスパラギン酸、ポリアスパラギン酸エステルもしく
はそれらの共重合体を用いることを特徴とする。(2) Method for Producing Polymer The method for producing the polymer of the present invention is not particularly limited, but here, a description will be given mainly of a more useful polyaspartic acid-based polymer as a water-absorbing resin. The production of the polyaspartic acid polymer of the present invention is characterized by using polysuccinimide, polyaspartic acid, polyaspartic acid ester, or a copolymer thereof.
【0036】(2−1)ポリコハク酸イミドの製造方法 ポリアスパラギン酸系重合体の製造方法は特に限定され
ないが、ポリコハク酸イミドを用いるか、もしくはこれ
を加水分解したポリアスパラギン酸を用いた製造方法が
工業的な生産を行う場合に適しているこれらの方法につ
いて説明する。ポリコハク酸イミドの製造方法は特に限
定されないが、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカ
ル・ソサエティー(J.Amer.Chem.So
c.),80巻,3361頁〜(1958年)等に記載
の方法にて容易に製造することができる。使用するポリ
コハク酸イミドの分子量は、特に限定されないが、分子
量が高い方が保水材としての能力が高くなる。一般的
に、3万以上、好ましくは6万以上、より好ましくは9
万以上である。本発明のポリコハク酸イミドの製造時
に、アスパラギン酸以外の他のアミノ酸を添加して共重
合体を製造することもできる。アスパラギン酸以外のア
ミノ酸成分の具体例としては、例えば、20種類の必須
アミノ酸、L−オルニチン、一連のα−アミノ酸、β−
アラニン、γ−アミノ酪酸、中性アミノ酸、酸性アミノ
酸、酸性アミノ酸のω−エステル、塩基性アミノ酸、塩
基性アミノ酸のN置換体、アスパラギン酸−L−フェニ
ルアラニン2量体(アスパルテーム)等のアミノ酸及び
アミノ酸誘導体、L−システイン酸等のアミノスルホン
酸等を挙げることができる。α−アミノ酸は、光学活性
体(L体、D体)であっても、ラセミ体であってもよ
い。また、重合体はアミノ酸以外の単量体成分を添加し
て共重合体を製造することもできる。(2-1) Method for Producing Polysuccinimide A method for producing a polyaspartic acid-based polymer is not particularly limited. These methods suitable for performing industrial production will be described. The method for producing the polysuccinimide is not particularly limited, but is described in Journal of American Chemical Society (J. Amer. Chem. So).
c. ), Vol. 80, pp. 3361-(1958). The molecular weight of the polysuccinimide used is not particularly limited, but the higher the molecular weight, the higher the capacity as a water retention material. Generally, 30,000 or more, preferably 60,000 or more, more preferably 9
More than ten thousand. During the production of the polysuccinimide of the present invention, a copolymer can be produced by adding an amino acid other than aspartic acid. Specific examples of amino acid components other than aspartic acid include, for example, 20 kinds of essential amino acids, L-ornithine, a series of α-amino acids, β-
Amino acids and amino acids such as alanine, γ-aminobutyric acid, neutral amino acids, acidic amino acids, ω-esters of acidic amino acids, basic amino acids, N-substituted basic amino acids, aspartic acid-L-phenylalanine dimer (aspartame) Derivatives, aminosulfonic acids such as L-cysteic acid and the like can be mentioned. The α-amino acid may be an optically active form (L-form, D-form) or a racemic form. In addition, a copolymer can be produced by adding a monomer component other than an amino acid to the polymer.
【0037】共重合体製造時に添加する単量体成分の例
としては、アミノカルボン酸、アミノスルホン酸、アミ
ノホスホン酸、ヒドロキシカルボン酸、メルカプトカル
ボン酸、メルカプトスルホン酸、メルカプトホスホン酸
等が挙げられる。また、多価アミン、多価アルコール、
多価チオール、多価カルボン酸、多価スルホン酸、多価
ホスホン酸、多価ヒドラジン化合物、多価カルバモイル
化合物、多価スルホンアミド化合物、多価ホスホンアミ
ド化合物、多価エポキシ化合物、多価イソシアナート化
合物、多価イソチオシアナート化合物、多価アジリジン
化合物、多価カーバメイト化合物、多価カルバミン酸化
合物、多価オキサゾリン化合物、多価反応性不飽和結合
化合物、多価金属等が挙げられる。こうして得られたポ
リコハク酸イミドまたはそれを加水分解して得られるポ
リアスパラギン酸、誘導体であるポリアスパラギン酸エ
ステルを用いて、架橋重合体を製造する。Examples of the monomer components added during the production of the copolymer include aminocarboxylic acid, aminosulfonic acid, aminophosphonic acid, hydroxycarboxylic acid, mercaptocarboxylic acid, mercaptosulfonic acid, and mercaptophosphonic acid. . Also, polyamines, polyhydric alcohols,
Polyvalent thiol, polycarboxylic acid, polysulfonic acid, polyphosphonic acid, polyhydrazine compound, polycarbamoyl compound, polysulfonamide compound, polyphosphonamide compound, polyepoxy compound, polyisocyanate Examples include compounds, polyvalent isothiocyanate compounds, polyvalent aziridine compounds, polyvalent carbamate compounds, polyvalent carbamic acid compounds, polyvalent oxazoline compounds, polyvalent reactive unsaturated bond compounds, and polyvalent metals. A crosslinked polymer is produced using the polysuccinimide thus obtained, polyaspartic acid obtained by hydrolyzing the polysuccinimide, and polyaspartic acid ester as a derivative.
【0038】(3)架橋重合体の製造方法 本発明の重合体の製造における反応は、順序は別とし
て、基本的に架橋反応、ペンダント基導入反応、非イオ
ン性極性基導入反応の3つである。これ以外の反応を用
いても、また併用しても構わない。これらの3つの反応
を行う順序によって、製造法は変わってくる。その方法
は特に限定されないが、以下にその例を挙げる。 (A)ポリコハク酸イミドを架橋してから、もしくは同
時に、非イオン性極性基を含むペンダント基を導入する
方法 (B)ポリコハク酸イミドを架橋してから、もしくは同
時に、非イオン性極性基の前駆体となりうるペンダント
基を導入し、さらに非イオン性極性基へ置換する方法 (C)ポリコハク酸イミドに、非イオン性極性基を含む
ペンダント基を導入してから、架橋する方法 (D)ポリコハク酸イミドに、非イオン性極性基の前駆
体となりうるペンダント基を導入してから、架橋し、さ
らに非イオン性極性基へ置換する方法 (E)酸性ポリアミノ酸、またはそのエステルを架橋し
た後、もしくは同時に、非イオン性極性基を含むペンダ
ント基を導入する方法 (F)酸性ポリアミノ酸、またはそのエステルを架橋し
た後、もしくは同時に、非イオン性極性基の前駆体とな
りうるペンダント基を導入し、非イオン性極性基へ置換
する方法 (G)酸性ポリアミノ酸、またはそのエステルに非イオ
ン性極性基を含むペンダント基を導入した後、架橋する
方法 (H)酸性ポリアミノ酸、またはそのエステルに、非イ
オン性極性基の前駆体となりうるペンダント基を導入
し、非イオン性極性基へ置換した後、架橋する方法 (I)非イオン性極性基を含むペンダント基で置換した
酸性アミノ酸、無置換酸性アミノ酸及び/もしくは酸性
アミノ酸オリゴマーと架橋剤の存在下に重合する方法 (J)非イオン性極性基の前駆体となりうるペンダント
基で置換した酸性アミノ酸、無置換酸性アミノ酸及び/
もしくは酸性アミノ酸オリゴマーと架橋剤の存在下に重
合し、非イオン性極性基へ置換する方法 これらの中で、(I)及び(J)の方法は、得られる樹
脂は分子量があまり高くならないので、吸水量が高くな
く、高吸水性を必要とする分野には好ましくない。ま
た、非イオン性極性基の保護等も必要になり、工程が複
雑になる。一方、(A)〜(H)の方法は、吸水性樹脂
に必要な吸水量、ゲルの調整が可能で、高い吸水量の樹
脂も得ることができるので、好ましい。この中で、
(A)〜(D)の方法は、穏和な条件の下で反応が行う
ことができるので、より好ましい。さらに、これらの方
法において、架橋反応を先に行った方が好ましい。その
理由を以下に説明する。(3) Method for Producing Cross-Linked Polymer The reactions in the production of the polymer of the present invention, except for the order, are basically three steps: a cross-linking reaction, a pendant group introduction reaction, and a nonionic polar group introduction reaction. is there. Other reactions may be used or may be used in combination. The production method varies depending on the order in which these three reactions are performed. Although the method is not particularly limited, examples thereof will be described below. (A) A method of introducing a pendant group containing a non-ionic polar group after or simultaneously with crosslinking the polysuccinimide (B) Precursor of the non-ionic polar group after crosslinking or simultaneously with the polysuccinimide (C) A method of introducing a pendant group containing a nonionic polar group into a polysuccinimide, followed by crosslinking (D) Polysuccinic acid A method of introducing a pendant group which can be a precursor of a nonionic polar group into an imide, followed by crosslinking and further substitution with a nonionic polar group (E) After crosslinking an acidic polyamino acid or an ester thereof, or Simultaneously, a method of introducing a pendant group containing a nonionic polar group (F) after crosslinking an acidic polyamino acid or an ester thereof, or A method of introducing a pendant group which can be a precursor of a nonionic polar group into the acidic polyamino acid or an ester thereof to which a pendant group containing a nonionic polar group is introduced. Then, a method of crosslinking (H) A method of introducing a pendant group which can be a precursor of a nonionic polar group into an acidic polyamino acid or an ester thereof and substituting the ionic group with a nonionic polar group, followed by a method of crosslinking (I) A method of polymerizing an acidic amino acid substituted with a pendant group containing an ionic polar group, an unsubstituted acidic amino acid and / or an acidic amino acid oligomer in the presence of a crosslinking agent (J) A pendant group which can be a precursor of a nonionic polar group Substituted acidic amino acids, unsubstituted acidic amino acids and / or
Alternatively, a method of polymerizing in the presence of an acidic amino acid oligomer and a cross-linking agent and substituting with a nonionic polar group Among these methods, the methods (I) and (J) involve a method in which the obtained resin does not have a very high molecular weight. It is not preferable in the field where the water absorption is not high and high water absorption is required. In addition, protection of the nonionic polar group is required, and the process becomes complicated. On the other hand, the methods (A) to (H) are preferable because the water absorption and gel required for the water-absorbing resin can be adjusted and a resin having a high water absorption can be obtained. In this,
The methods (A) to (D) are more preferable because the reaction can be performed under mild conditions. Further, in these methods, it is preferable to carry out the crosslinking reaction first. The reason will be described below.
【0039】すなわち、本発明の重合体を吸水性樹脂と
して使用する場合、架橋反応の程度(以下,架橋度と呼
ぶ)により製造される樹脂の吸水特性が変わるので、目
的の吸水特性を持つ樹脂を得るためには、厳密に架橋反
応を制御する必要がある。しかし、ペンダント基導入反
応を先に行い、ペンダント基がポリマー主鎖に導入され
ていると、多くの場合、反応点の減少により、反応速度
論的に遅くなり、架橋度の制御が難しくなる。従って、
架橋反応を先に行い、架橋度を制御する方が好ましい。That is, when the polymer of the present invention is used as a water-absorbing resin, the degree of the crosslinking reaction (hereinafter referred to as the degree of cross-linking) changes the water-absorbing properties of the produced resin. In order to obtain, it is necessary to strictly control the crosslinking reaction. However, if the pendant group introduction reaction is performed first and the pendant group is introduced into the polymer main chain, the reaction kinetics often decrease due to the decrease in the number of reaction points, and it becomes difficult to control the degree of crosslinking. Therefore,
It is preferable to carry out the crosslinking reaction first to control the degree of crosslinking.
【0040】これらの反応において、反応系が均一系で
あるか、不均一系であるかの違いはあるにしても、架橋
反応、ペンダント基導入反応、非イオン性極性基への置
換反応において基本的な反応条件は、ほぼ同じであるの
で、各反応について個々に説明する。In these reactions, although there is a difference whether the reaction system is a homogeneous system or a heterogeneous system, basic reactions are used in a crosslinking reaction, a pendant group introduction reaction, and a substitution reaction with a nonionic polar group. Since the typical reaction conditions are almost the same, each reaction will be described individually.
【0041】なお、架橋反応を先に行った場合は、架橋
により不溶化するので、後の反応は不均一系になる場合
が多い。不均一系の反応の場合、均一系の反応より、反
応速度が遅くなる等の場合があるが、撹拌効率を上げる
とか、相間移動触媒等を用いる等の、既存の不均一系に
用いる手法を用いても構わない。また、ゲルの状態で反
応を行うと、溶液状態の反応よりは反応は遅いが、通常
の液−固相系の二相系の反応に対しては、ゲル中の物質
の出入りが可能であるため、反応は速くなる。この場
合、反応初期が液−固相系の二相系であっても、反応途
中からゲルとなっても構わない。When the cross-linking reaction is performed first, it is insolubilized by the cross-linking, so that the subsequent reaction often becomes a heterogeneous system. In the case of a heterogeneous reaction, the reaction rate may be lower than that of a homogeneous reaction.However, a method used for an existing heterogeneous system, such as increasing the stirring efficiency or using a phase transfer catalyst, may be used. You may use it. In addition, when the reaction is performed in a gel state, the reaction is slower than the reaction in a solution state, but the substance in the gel can be moved in and out of a normal liquid-solid phase two-phase reaction. Therefore, the reaction becomes faster. In this case, the reaction may be in the form of a liquid-solid phase two-phase system or a gel may be formed during the reaction.
【0042】以下これらの製造方法について説明する
が、工業的製法として適した(A)及び(B)を中心に
説明する。なお、架橋重合体の製造方法としては、以上
の(A)及び(B)の製造法に限らず、(C)〜(J)
及びそれ以外の方法についても、使用できる。説明は架
橋反応、ペンダント基導入反応、非イオン性極性基への
置換反応の3つについて行なう。Hereinafter, these production methods will be described, but mainly the (A) and (B) suitable as industrial production methods. The method for producing the crosslinked polymer is not limited to the methods (A) and (B), but may be any of (C) to (J).
And other methods can also be used. The description will be made on three kinds of reactions: a crosslinking reaction, a pendant group introduction reaction, and a substitution reaction with a nonionic polar group.
【0043】(4)架橋反応 本発明の重合体の架橋反応は、特に限定されないが、以
下の3通りがある。 (4−1)ポリコハク酸イミドを架橋する方法 (4−2)酸性ポリアミノ酸を架橋する方法 (4−3)酸性ポリアミノ酸エステルを架橋する方法 これらの中で、工程数が少なくて、温和な条件にて効率
よく反応できる方法が好ましく、ポリコハク酸イミドと
多価アミン等の架橋剤を反応させる方法が特に好まし
い。また、反応性の異なる反応基を有する架橋剤を用い
て、段階的に反応させて架橋しても構わない。(4) Crosslinking Reaction The crosslinking reaction of the polymer of the present invention is not particularly limited, but includes the following three types. (4-1) Method for crosslinking polysuccinimide (4-2) Method for crosslinking acidic polyamino acid (4-3) Method for crosslinking acidic polyamino acid ester Among these, the number of steps is small and mild. A method that can efficiently react under the conditions is preferable, and a method of reacting a polysuccinimide with a crosslinking agent such as a polyvalent amine is particularly preferable. Alternatively, crosslinking may be performed by using a crosslinking agent having a reactive group having different reactivity to cause a stepwise reaction.
【0044】本発明の架橋反応に使用される架橋剤とし
ては、多価アミン、多価チオール、多価アルコール等が
ある。ポリコハク酸イミドと架橋剤との反応では、ポリ
コハク酸イミドのイミド環と反応する多官能性化合物で
あれば特に限定されないが、ポリアミン、ポリチオール
等がある。一般にヒドラジン、エチレンジアミン、プロ
ピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、ペンタメチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレ
ンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジ
アミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジア
ミン、ドデカメチレンジアミン、テトラデカメチレンジ
アミン、ヘキサデカメチレンジアミン、1−アミノ−
2,2−ビス(アミノメチル)ブタン、テトラアミノメ
タン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン
等の脂肪族ポリアミン、ノルボルネンジアミン、1,4
−ジアミノシクロヘキサン、1,3,5−トリアミノシ
クロヘキサン、イソホロンジアミン等の脂環式ポリアミ
ン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレ
ンジアミン等の芳香族ポリアミン、リジン、オルニチン
に代表されるような塩基性アミノ酸もしくはそれらのエ
ステル類、シスタミン等のモノアミノ化合物がジスルフ
ィド結合により結合したもの及びその誘導体等のポリア
ミン、1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジ
チオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサ
ンジチオール、ペンタエリスリチオール等の脂肪族ポリ
チオール、シクロヘキサンジチオール等の脂環式ポリチ
オール、キシリレンジチオール、ベンゼンジチオール、
トルエンジチオール等の芳香族ポリチオール、トリメチ
ロールプロパントリス(チオグリコレート)、トリメチ
ロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネー
ト)ペンタエリスリトールテトラキス(チオグリコレー
ト)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプ
トプロピオネート)ポリチオール等のエステル類が挙げ
られる。この中で好ましいのは、臭気が小さく、ポリコ
ハク酸イミドのイミド環との反応性が高いエチレンジア
ミン、プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、
ヘプタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、リ
ジン、オルニチン、シスタミンが好ましい。The crosslinking agent used in the crosslinking reaction of the present invention includes polyvalent amines, polythiols, polyhydric alcohols and the like. The reaction between the polysuccinimide and the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a polyfunctional compound that reacts with the imide ring of the polysuccinimide, and examples thereof include a polyamine and a polythiol. In general, hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-butanediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, tetradecamine Methylenediamine, hexadecamethylenediamine, 1-amino-
Aliphatic polyamines such as 2,2-bis (aminomethyl) butane, tetraaminomethane, diethylenetriamine and triethylenetetramine, norbornenediamine, 1,4
Alicyclic polyamines such as diaminocyclohexane, 1,3,5-triaminocyclohexane and isophoronediamine; aromatic polyamines such as phenylenediamine, tolylenediamine and xylylenediamine; basicity represented by lysine and ornithine Polyamines such as amino acids or their esters, monoamino compounds such as cystamine bonded by disulfide bonds and derivatives thereof, 1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 1,6 -Hexanedithiol, aliphatic polythiol such as pentaerythrithiol, alicyclic polythiol such as cyclohexanedithiol, xylylenedithiol, benzenedithiol,
Aromatic polythiols such as toluenedithiol, trimethylolpropane tris (thioglycolate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) pentaerythritol tetrakis (thioglycolate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) Esters such as polythiol are exemplified. Among them, preferred are ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-butanediamine, which have low odor and high reactivity with the imide ring of polysuccinimide,
Heptamethylenediamine, hexamethylenediamine, lysine, ornithine and cystamine are preferred.
【0045】使用する架橋剤の量は、架橋剤の官能数、
分子量によって決まる架橋度によるが、使用する用途の
種類によっても変わってくる。ここでは、便宜的に、架
橋度とは架橋間の距離もしくは構成単量体の数、もしく
はポリマー主鎖に対する架橋部分の割合の度合いを表す
ものと定義する。その使用量は特に限定されないが、架
橋度が大きすぎると、樹脂の吸水量が低下し、反対に架
橋度が小さすぎると水溶性となり、吸水性を示さなくな
るので、適当な架橋度に調整する必要がある。ポリコハ
ク酸イミドの単量体単位に対して0.1〜30モル%が
好ましく、特に1〜20モル%が好ましい。また、架橋
反応後の反応生成物は、系外に取り出しても、必要によ
り、そのまま連続的にペンダント基導入反応反応もしく
はカチオン化反応を行ってもよい。ここで、系外に反応
生成物を取り出す場合は、場合によっては反応生成物を
乾燥して用いても構わない。The amount of the crosslinking agent used depends on the functional number of the crosslinking agent,
It depends on the degree of crosslinking determined by the molecular weight, but also depends on the type of application used. Here, for convenience, the degree of cross-linking is defined as expressing the distance between cross-links, the number of constituent monomers, or the degree of the ratio of cross-linked portions to the polymer main chain. The amount of use is not particularly limited, but if the degree of cross-linking is too large, the water absorption of the resin decreases, and if the degree of cross-linking is too low, the resin becomes water-soluble and does not exhibit water absorption, so it is adjusted to an appropriate degree of cross-linking. There is a need. The amount is preferably from 0.1 to 30 mol%, particularly preferably from 1 to 20 mol%, based on the monomer unit of the polysuccinimide. Further, the reaction product after the crosslinking reaction may be taken out of the system or, if necessary, may be continuously subjected to a pendant group introduction reaction or a cationization reaction as it is. Here, when the reaction product is taken out of the system, the reaction product may be dried before use.
【0046】(4−1)ポリコハク酸イミドを架橋する
方法 ポリコハク酸イミドを架橋する方法としては、特に限定
されないが、有機溶媒中で架橋剤とポリコハク酸イミド
を反応させる方法が一般的である。ポリコハク酸イミド
を架橋する場合は、ポリコハク酸イミドを溶解できるも
の、もしくは架橋剤、ペンダント基となりうる反応試剤
を溶解できるものであればよく、化学反応に用いられる
一般的な溶媒はいずれも使用できる。ポリアスパラギン
酸、ポリアスパラギン酸エステルの場合も同様に、ポリ
マーもしくは架橋剤を溶解できるものが好ましい。この
中で、ポリコハク酸イミドを架橋する場合は、ポリコハ
ク酸イミドもしくはポリコハク酸イミド誘導体を溶解で
きるものが好ましく、例えば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−メチルピロ
リドン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチ
ルスルホキシド、スルホラン等が挙げられる。この中で
ポリコハク酸イミドの溶解性が高いN,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが特に好ま
しい。これらの溶媒は、単独でも、2種以上を混合して
用いても構わない。(4-1) Method of Cross-Linking Polysuccinimide The method of cross-linking polysuccinimide is not particularly limited, but a method of reacting a cross-linking agent with polysuccinimide in an organic solvent is generally used. When cross-linking the polysuccinimide, any one capable of dissolving the polysuccinimide, or one capable of dissolving the cross-linking agent or the reactant that can be a pendant group may be used, and any of the common solvents used for chemical reactions can be used. . Similarly, in the case of polyaspartic acid and polyaspartic acid ester, those capable of dissolving a polymer or a crosslinking agent are preferable. Among these, when crosslinking polysuccinimide, those capable of dissolving polysuccinimide or a polysuccinimide derivative are preferable. For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N'-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfoxide, sulfolane and the like. Among them, N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, which have high solubility of polysuccinimide, are particularly preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
【0047】また、架橋反応を遅くする目的とか、原料
もしくは生成物を分散させる等を目的として、必要によ
り、ポリコハク酸イミドを溶解しない、もしくはわずか
しか溶解しない貧溶媒等を加えても構わない。貧溶媒
は、特に限定されず、化学反応一般に使用される溶媒
は、いずれであっても使用できる。If necessary, a poor solvent which does not dissolve or only slightly dissolves polysuccinimide may be added for the purpose of delaying the crosslinking reaction or dispersing the raw materials or products. The poor solvent is not particularly limited, and any solvent generally used in chemical reactions can be used.
【0048】例えば、水、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノ
ール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2
−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール等のア
ルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ジプロピレングリコール等のグリコール類、メチルグリ
コソルブ、エチルグリコソルブ等のグリコソルブ類、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン
等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環
状エーテル、石油エーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエ
ン、エチルベンゼン、キシレン、デカリン、ジフェニル
エーテル、アニソール、クレゾール等がある。For example, water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol,
-Methoxyethanol, alcohols such as 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol,
Glycols such as dipropylene glycol, glycosolves such as methyl glycosolve and ethyl glycosolve, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, petroleum ether, pentane, hexane, heptane and octane , Cyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, decalin, diphenyl ether, anisole, cresol and the like.
【0049】架橋反応におけるポリコハク酸イミドの濃
度は、特に限定されないが、0.1〜50重量%が好ま
しく、特に1〜40重量%が好ましい。The concentration of polysuccinimide in the crosslinking reaction is not particularly limited, but is preferably from 0.1 to 50% by weight, particularly preferably from 1 to 40% by weight.
【0050】(4−2)酸性ポリアミノ酸を架橋する方
法 酸性ポリアミノ酸を架橋する方法としては、上記架橋剤
と酸性ポリアミノ酸を脱水縮合する方法が一般的であ
る。脱水縮合は、生成する水を溶媒との共沸によって除
く方法、脱水剤としてモレキュラシーブを加えておく方
法、脱水縮合剤を用いて反応させる方法、酵素を用いる
方法のいずれでも構わない。また、アスパラギン酸と架
橋剤を均一に混合し、溶剤を除去した、固相状態にて反
応することもできる。縮合剤の例としては、ジシクロヘ
キシルカルボジイミド、N−エチル−N’−(3−ジメ
チルアミノプロピル)カルボジイミド等のカルボジイミ
ド、1−アシルイミダゾリド、2−エトキシ−1−エト
キシカルボニル−1,2−ジヒドロキノリン、トリフェ
ニルホスフィン/四塩化炭素、トリフェニルホスフィン
/ブロモトリクロロメタン、フェニルホスホン酸ビス
(2−ニトロフェニルエステル)、シアノホスホン酸ジ
エチル、ジフェニルホスホロアジド等の含リン化合物、
2−フルオロ−1−エチルピリジウム・テトラフルオロ
ボレート、トリフェニルホスフィン/ビス(ベンゾチア
ゾール)ジスルフィド、トリブチルホスフィン/ビス
(ベンゾチアゾール)ジスルフィド等の酸化還元縮合剤
等が挙げられる。酵素の例としては、ペニシリンアシラ
ーゼ、イーストリパーゼ等のリパーゼ等が挙げられる。
脱水縮合時の反応温度は、20〜250℃が好ましく、
100〜180℃が特に好ましい。(4-2) Method of Cross-Linking Acidic Polyamino Acid As a method of cross-linking an acidic polyamino acid, a method of dehydrating and condensing the cross-linking agent and the acidic polyamino acid is generally used. The dehydration condensation may be any of a method of removing generated water by azeotropic distillation with a solvent, a method of adding molecular sieve as a dehydrating agent, a method of reacting with a dehydrating condensing agent, and a method of using an enzyme. Further, aspartic acid and the crosslinking agent can be uniformly mixed, and the solvent can be removed, and the reaction can be performed in a solid state. Examples of the condensing agent include carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide, N-ethyl-N '-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, 1-acylimidazolide, 2-ethoxy-1-ethoxycarbonyl-1,2-dihydroquinoline. Phosphorus-containing compounds such as triphenylphosphine / carbon tetrachloride, triphenylphosphine / bromotrichloromethane, bis (2-nitrophenylester) phenylphosphonate, diethyl cyanophosphonate, and diphenylphosphoroazide;
Redox condensing agents such as 2-fluoro-1-ethylpyridium tetrafluoroborate, triphenylphosphine / bis (benzothiazole) disulfide, and tributylphosphine / bis (benzothiazole) disulfide. Examples of enzymes include lipases such as penicillin acylase and yeast lipase.
The reaction temperature during the dehydration condensation is preferably from 20 to 250 ° C,
100-180 ° C is particularly preferred.
【0051】また、酸性ポリアミノ酸からエステル化、
アミド化、チオエステル化する方法を用いても構わな
い。この場合、有機化学的に用いられる通常の反応条件
を用いることができる。その方法としては、酸性ポリア
ミノ酸を酸性アミノ酸残基としておき、そのカルボキシ
ル基と反応させてもよい。また、誘導体として反応性を
高めてから導入しても良い。例えば、酸性アミノ酸残基
のカルボキシル基とアルコール、アミン、チオールと脱
水縮合反応する方法、酸性アミノ酸残基のカルボキシル
基を酸無水物、酸ハロゲン化物、酸アジド等にして活性
化してアルコール、アミン、チオールと反応させる方
法、酸性アミノ酸残基のカルボキシル基と、活性化した
アルコール、例えば、ハロゲン化物、エステル、スルホ
ン酸エステル、硫酸エステルとして、アミンは、ケイ素
誘導体として反応させる方法、酸性アミノ酸残基のカル
ボキシル基とエポキシ化合物、イソシアナート化合物、
アジリジン化合物、アルキル金属等と反応させる方法、
酸性アミノ酸残基のカルボキシル基を塩として、ハロゲ
ン化物等と反応させる方法、酸性アミノ酸残基のカルボ
キシル基を活性なエステルとして、エステル交換、アミ
ド交換によって反応させる方法等がある。Further, esterification from an acidic polyamino acid,
A method of amidation or thioesterification may be used. In this case, ordinary reaction conditions used in organic chemistry can be used. As the method, an acidic polyamino acid may be used as an acidic amino acid residue and reacted with its carboxyl group. Moreover, you may introduce after increasing reactivity as a derivative. For example, a method of performing a dehydration condensation reaction with a carboxyl group of an acidic amino acid residue and an alcohol, an amine or a thiol, activating a carboxyl group of an acidic amino acid residue with an acid anhydride, an acid halide, or an acid azide to activate an alcohol, an amine, A method of reacting with a thiol, a carboxyl group of an acidic amino acid residue and an activated alcohol, for example, a halide, an ester, a sulfonate, a sulfate, and an amine as a silicon derivative. Carboxyl group and epoxy compound, isocyanate compound,
Aziridine compound, a method of reacting with an alkyl metal,
There are a method in which the carboxyl group of the acidic amino acid residue is reacted with a halide or the like as a salt, and a method in which the carboxyl group of the acidic amino acid residue is converted into an active ester by transesterification or transamidation.
【0052】(4−3)酸性ポリアミノ酸エステルを架
橋する方法 酸性ポリアミノ酸エステルを架橋する方法としては、特
に限定されないが、有機溶媒中で架橋剤と酸性ポリアミ
ノ酸エステルを反応させる方法が一般的である。用いる
エステルは、メチル、エチル等の小さいアルコール成
分、クロロメチル、ジクロロメチル等の電子吸引基を含
むアルコール成分、N−ヒドロキシコハク酸イミド等の
アルコールが挙げられる。場合によっては酸触媒、塩基
触媒等の触媒を用いても構わない。また、反応系が不均
一になる場合、もしくは用いる原料が不溶性の場合、相
間移動触媒を用いても構わない。(4-3) Method for Cross-Linking Acidic Polyamino Acid Ester The method for cross-linking the acidic polyamino acid ester is not particularly limited, but a method in which a cross-linking agent is reacted with an acidic polyamino acid ester in an organic solvent is generally used. It is. Examples of the ester used include a small alcohol component such as methyl and ethyl, an alcohol component having an electron withdrawing group such as chloromethyl and dichloromethyl, and an alcohol such as N-hydroxysuccinimide. In some cases, a catalyst such as an acid catalyst or a base catalyst may be used. When the reaction system becomes heterogeneous or when the raw materials used are insoluble, a phase transfer catalyst may be used.
【0053】(5)ペンダント基導入反応 架橋重合体のペンダント基導入反応の方法としては特に
限定されないが、その方法を下記に挙げる。 (5−1)ポリコハク酸イミドと、非イオン性極性基を
含むアミン等を反応させる方法 (5−2)酸性ポリアミノ酸と、非イオン性極性基を含
むアミン等を脱水縮合させる方法 (5−3)酸性ポリアミノ酸エステルと、非イオン性極
性基を含むアミン等をエステル交換させる方法 さらには、非イオン性極性基の前駆体である官能基を含
むペンダント基を導入する方法がある。 (5−4)ポリコハク酸イミドに、非イオン性極性基の
前駆体となりうるペンダント基を導入し、さらに非イオ
ン性極性基へ置換する方法 これらの中で、温和な条件にて効率よく反応できる方法
が好ましく、ポリコハク酸イミドもしくはその誘導体
と,非イオン性極性基を含むアミン等を反応させる方
法、もしくは、非イオン性極性基の前駆体となりうるペ
ンダント基を導入し、さらに非イオン性極性基へ置換す
る方法が好ましい。(5) Pendant group introduction reaction The method of the pendant group introduction reaction of the crosslinked polymer is not particularly limited, and the method is described below. (5-1) Method of reacting polysuccinimide with an amine containing a nonionic polar group (5-2) Method of dehydrating and condensing an acidic polyamino acid with an amine containing a nonionic polar group (5- 3) A method of transesterifying an acidic polyamino acid ester with an amine containing a nonionic polar group, and a method of introducing a pendant group containing a functional group that is a precursor of a nonionic polar group. (5-4) A method in which a pendant group which can be a precursor of a nonionic polar group is introduced into polysuccinimide and further substituted with a nonionic polar group. Among these, efficient reaction can be performed under mild conditions. The method is preferably a method in which a polysuccinimide or a derivative thereof is reacted with an amine containing a nonionic polar group, or a pendant group which can be a precursor of a nonionic polar group is introduced, and further a nonionic polar group is introduced. Is preferable.
【0054】また、反応条件次第では、非イオン性極性
基そのものが、アミン等と反応する場合がある。すなわ
ち、側鎖基の伸長が起こるが、結果として、親水性基が
少なくなることは吸水量の低下をまねくので好ましくな
いが、ただし、分子量の増加によるゲル強度が増加する
場合は好ましい。なお、架橋重合体のペンダント基導入
反応に使用される溶媒は、架橋反応時に使用する溶媒
と、共通であっても異なっていても構わない。ポリコハ
ク酸イミドへの、非イオン性極性基を含むペンダント基
を導入する方法と、非イオン性極性基の前駆体を含むペ
ンダント基を導入する方法は、共通点が多いのでまとめ
て記載する。なお、架橋反応を先に行った場合は、架橋
により不溶化するので、後の反応は不均一系になる場合
が多い。不均一系の反応の場合、均一系の反応より、反
応速度が遅くなる等の場合があるが、撹拌効率を上げる
とか、相間移動触媒等を用いる等の、既存の不均一系に
用いる手法を用いても構わない。また、ゲルの状態で反
応を行うと、溶液状態の反応よりは反応は遅いが、通常
の液−固相系の二相系の反応に対しては、ゲル中の物質
の出入りが可能であるため、反応は速くなる。この場
合、反応初期が液−固相系の二相系であっても、反応途
中からゲルとなっても構わない。Further, depending on the reaction conditions, the nonionic polar group itself may react with an amine or the like. That is, side chain groups are elongated. As a result, a decrease in the number of hydrophilic groups is not preferable because it leads to a decrease in water absorption. However, it is preferable when the gel strength is increased due to an increase in molecular weight. The solvent used for the pendant group introduction reaction of the crosslinked polymer may be the same as or different from the solvent used for the crosslinking reaction. Since a method of introducing a pendant group containing a nonionic polar group into a polysuccinimide and a method of introducing a pendant group containing a precursor of a nonionic polar group have a lot in common, they are described together. If the crosslinking reaction is carried out first, it is insolubilized by the crosslinking, so that the subsequent reaction often becomes a heterogeneous system. In the case of a heterogeneous reaction, the reaction rate may be lower than that of a homogeneous reaction.However, a method used for an existing heterogeneous system, such as increasing the stirring efficiency or using a phase transfer catalyst, may be used. You may use it. In addition, when the reaction is performed in a gel state, the reaction is slower than the reaction in a solution state, but the substance in the gel can be moved in and out of a normal liquid-solid phase two-phase reaction. Therefore, the reaction becomes faster. In this case, the reaction may be in the form of a liquid-solid phase two-phase system or a gel may be formed during the reaction.
【0055】ペンダント基導入反応に使用される反応試
剤は、非イオン性極性基を含んでいても、非イオン性極
性基となりうる前駆体を含んだものであっても構わな
い。ペンダント基導入反応に使用される、非イオン性極
性基を含む反応試剤としては、少なくとも1個の非イオ
ン性極性基を持つアミン、チオール、アルコールである
が、その例を以下に挙げる。The reaction reagent used for the pendant group introduction reaction may contain a nonionic polar group or may contain a precursor which can be a nonionic polar group. The reaction reagent containing a nonionic polar group used for the pendant group introduction reaction is an amine, thiol, or alcohol having at least one nonionic polar group, examples of which are given below.
【0056】[0056]
【化17】 Embedded image
【0057】[0057]
【化18】 Embedded image
【0058】また、ポリエーテルを含むアミン、チオー
ル、アルコールとして、H2N(CH2CH2O)nH、
H2N(CH2CH2CH2O)nH、H2N(CH2CH2
O)m(CH2CH2CH2O)nH、H2N(CH2CH2
O)nR、H2N(CH2CH2CH2O)nR、H2N
(CH2CH2O)m(CH2CH2CH2O)nR、H2N
(CH2CH2O)nCOR、H2N(CH2CH2CH
2O)nCOR、H2N(CH2CH2O)m(CH2CH2
CH2O)nCORが挙げられる。ここでRは、アルキ
ル基、アラルキル基、アリール基であり、特に限定され
ない。また、nについても、特に限定されない。これら
は単独でも、2つ以上を混合して用いても構わない。な
お、ペンダント基導入反応は、1段階でペンダント基を
導入しても、一旦、置換基を導入し、さらにその置換基
に別の置換基を反応させてペンダント基とする多段階方
式であっても構わない。ペンダント基導入反応に使用さ
れる、非イオン性極性基となりうる前駆体を含む反応試
剤としては、少なくとも1個の水酸基、ハロゲン基、ス
ルホン酸エステル基、硫酸エステル基を持つアミン、チ
オール、アルコールであるが、その例を次の(6)にて
説明する。As amines, thiols, and alcohols containing polyethers, H 2 N (CH 2 CH 2 O) nH;
H 2 N (CH 2 CH 2 CH 2 O) nH, H 2 N (CH 2 CH 2
O) m (CH 2 CH 2 CH 2 O) nH, H 2 N (CH 2 CH 2
O) nR, H 2 N (CH 2 CH 2 CH 2 O) nR, H 2 N
(CH 2 CH 2 O) m (CH 2 CH 2 CH 2 O) nR, H 2 N
(CH 2 CH 2 O) nCOR, H 2 N (CH 2 CH 2 CH)
2 O) nCOR, H 2 N (CH 2 CH 2 O) m (CH 2 CH 2
CH 2 O) nCOR the like. Here, R is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group, and is not particularly limited. Also, n is not particularly limited. These may be used alone or as a mixture of two or more. Note that the pendant group introduction reaction is a multi-step system in which even if a pendant group is introduced in one step, a substituent is once introduced, and then another substituent is reacted with the substituent to form a pendant group. No problem. As a reaction reagent containing a precursor that can be a nonionic polar group used for the pendant group introduction reaction, an amine, thiol, or alcohol having at least one hydroxyl group, a halogen group, a sulfonic ester group, and a sulfate ester group can be used. An example is described in the following (6).
【0059】使用するペンダント基の量は、特に限定さ
れないが、ポリコハク酸イミドに対して1〜99.8モ
ル%が好ましく、特に10〜99.8モル%が好まし
い。また、ペンダント基導入反応後の反応生成物は、系
外に取り出しても、必要により、そのまま連続的に架橋
反応もしくは非イオン性極性基へ置換反応を行ってもよ
い。ここで、系外に反応生成物を取り出す場合は、場合
によっては反応生成物を乾燥して用いても構わない。ペ
ンダント基導入反応後の反応生成物は、場合によって
は、イミド環の一部を加水分解しても構わない。 (5−1)ポリコハク酸イミドと、非イオン性極性基を
含むアミン等を反応させる方法及び(5−4)ポリコハ
ク酸イミドに、非イオン性極性基の前駆体となりうるペ
ンダント基を導入し、さらに非イオン性極性基へ置換す
る方法。Although the amount of the pendant group to be used is not particularly limited, it is preferably 1 to 99.8 mol%, more preferably 10 to 99.8 mol% based on the polysuccinimide. Further, the reaction product after the pendant group introduction reaction may be taken out of the system or, if necessary, may be continuously subjected to a crosslinking reaction or a substitution reaction to a nonionic polar group as it is. Here, when the reaction product is taken out of the system, the reaction product may be dried before use. The reaction product after the pendant group introduction reaction may optionally hydrolyze a part of the imide ring. (5-1) a method of reacting a polysuccinimide with an amine containing a nonionic polar group, and (5-4) introducing a pendant group capable of serving as a precursor of a nonionic polar group into the polysuccinimide, A method of further substituting a nonionic polar group.
【0060】ポリコハク酸イミドへのペンダント基導入
反応に使用する溶媒としては、特に限定されず、ポリコ
ハク酸イミドもしくはポリコハク酸イミド誘導体を溶解
できるもの、もしくはペンダント基となりうる反応試剤
を溶解できるものであればよく、化学反応に用いられる
一般的な溶媒はいずれも使用できる。この中で、架橋と
同時にペンダント基を導入する場合、及び、架橋より前
にペンダント基を導入する場合は、ポリコハク酸イミド
を溶解できるものが好ましく、例えば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
チルピロリドン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノ
ン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が好ましい。
この中でポリコハク酸イミドの溶解性が高い、N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド
が特に好ましい。The solvent used for the reaction for introducing a pendant group into polysuccinimide is not particularly limited, and any solvent capable of dissolving polysuccinimide or a polysuccinimide derivative, or capable of dissolving a reactant capable of forming a pendant group. Any common solvent used in chemical reactions can be used. Among these, when a pendant group is introduced simultaneously with crosslinking, and when a pendant group is introduced before crosslinking, those capable of dissolving polysuccinimide are preferable. For example, N, N-dimethylformamide, N, N- Dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N, N'-dimethylimidazolidinone, dimethylsulfoxide, sulfolane and the like are preferred.
Among them, polysuccinimide having high solubility, N, N-
Dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are particularly preferred.
【0061】また、ペンダント基となりうる反応試剤
を、溶解できるものとしては、水、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、
ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノ
ール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノー
ル等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジプロピレングリコール等のグリコール類、メ
チルグリコソルブ、エチルグリコソルブ等のグリコソル
ブ類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等の環状エーテル、石油エーテル、ペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、
トルエン、エチルベンゼン、キシレン、デカリン、ジフ
ェニルエーテル、アニソール、クレゾール等がある。こ
れらは、ペンダント基となりうる反応試剤の構造、極性
等によって変わってくる。In addition, water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol,
Alcohols such as pentanol, hexanol, heptanol, octanol, 2-methoxyethanol and 2-ethoxyethanol, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol and dipropylene glycol, methyl glycosolve and ethyl glycosolve Such as glycosolves, acetone, methyl ethyl ketone, ketones such as methyl isobutyl ketone, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, petroleum ether, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene,
Examples include toluene, ethylbenzene, xylene, decalin, diphenyl ether, anisole, and cresol. These vary depending on the structure, polarity and the like of the reaction reagent which can be a pendant group.
【0062】架橋反応を先に行なった場合は、架橋体そ
のものはほとんど全ての溶媒に対して不溶性となってい
るので、ペンダント基となりうる反応試剤を溶解できる
ものが好ましい。この反応溶媒として上記の溶媒が使用
できるが、特に非イオン性極性基を含む反応試薬は極性
が高いために、極性溶媒が好ましい。この中で、水、メ
タノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル、アセトン等が好ましく、特に水が好ましい。しか
し、水を用いた場合、ペンダント基導入反応が進行する
につれて、ゲルとなり、均一撹拌ができなくなる。この
場合に、貧溶媒であるメタノール、エタノール、イソプ
ロパノール、アセトン等を水と混合して用いると、ゲル
の膨潤率が下がり、撹拌がスムーズになるので好まし
い。これらの溶媒は、単独でも、2種以上を混合して用
いても構わない。また、ペンダント基導入反応におい
て、原料もしくは生成物を分散させる等を目的として、
必要により、ポリコハク酸イミドを溶解しない、もしく
はわずかしか溶解しない貧溶媒等を加えても構わない。When the cross-linking reaction is carried out first, the cross-linked product itself is insoluble in almost all solvents, and therefore, it is preferable that the cross-linked product be capable of dissolving the reaction reagent which can be a pendant group. As the reaction solvent, the above-mentioned solvents can be used. In particular, a polar solvent is preferable because a reaction reagent containing a nonionic polar group has high polarity. Among them, water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone and the like are preferable, and water is particularly preferable. However, when water is used, a gel is formed as the pendant group introduction reaction proceeds, and uniform stirring cannot be performed. In this case, it is preferable to use a poor solvent such as methanol, ethanol, isopropanol, or acetone mixed with water, since the swelling ratio of the gel is reduced and the stirring becomes smooth. These solvents may be used alone or in combination of two or more. In addition, in the pendant group introduction reaction, for the purpose of dispersing raw materials or products,
If necessary, a poor solvent that does not dissolve or only slightly dissolves the polysuccinimide may be added.
【0063】貧溶媒は、特に限定されず、化学反応一般
に使用される溶媒は、いずれであっても使用できる。例
えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イ
ソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノ
ール、ヘプタノール、オクタノール、2−メトキシエタ
ノール、2−エトキシエタノール等のアルコール類、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレング
リコール等のグリコール類、メチルグリコソルブ、エチ
ルグリコソルブ等のグリコソルブ類、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、
テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、石
油エーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、エチルベン
ゼン、キシレン、デカリン、ジフェニルエーテル、アニ
ソール、クレゾール等がある。ここで、これらの溶媒
が、貧溶媒となるか、良溶媒となるかは、ポリコハク酸
イミドに対してのみならず、ペンダント基が導入された
ポリアスパラギン酸誘導体によっても決まるので、導入
されるペンダント基によっても変わってくる。The poor solvent is not particularly limited, and any solvent generally used in chemical reactions can be used. For example, water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, diethanol Glycols such as propylene glycol, methyl glycosolve, glycosolves such as ethyl glycosolve, acetone, methyl ethyl ketone, ketones such as methyl isobutyl ketone,
Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, petroleum ether, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, decalin, diphenyl ether, anisole, cresol and the like. Here, whether these solvents become poor solvents or good solvents is determined not only for polysuccinimide but also for polyaspartic acid derivatives into which pendant groups have been introduced. It depends on the group.
【0064】ポリコハク酸イミド誘導体製造時のポリコ
ハク酸イミドもしくは架橋ポリコハク酸イミドの濃度
は、特に限定されないが、0.1〜50重量%が好まし
く、特に1〜40重量%が好ましい。架橋反応もしくは
ペンダント基導入反応は、必要により触媒を用いてもよ
い。触媒としては、一般的に、塩基触媒が用いられる。The concentration of the polysuccinimide or the crosslinked polysuccinimide at the time of producing the polysuccinimide derivative is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50% by weight, particularly preferably 1 to 40% by weight. A catalyst may be used for the crosslinking reaction or the pendant group introduction reaction as necessary. Generally, a base catalyst is used as the catalyst.
【0065】塩基触媒としては、例えば、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金
属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチ
ウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭
酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩、酢酸ナト
リウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属酢酸塩、シュウ
酸ナトリウム等のアルカリ金属塩、アンモニア等の無機
系試剤、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミ
ン、トリヘキシルアミン、トリエタノールアミン、トリ
プロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリペン
タノールアミン、トリヘキサノールアミン、ジメチルア
ミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルア
ミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロ
ヘキシルアミン、ジベンジルアミン、エチルメチルアミ
ン、メチルプロピルアミン、ブチルメチルアミン、メチ
ルペンチルアミン、メチルヘキシルアミン、ピリジン、
ピコリン、キノリン等のアミンが挙げられる。Examples of the base catalyst include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate and lithium carbonate, sodium hydrogen carbonate and hydrogen carbonate. Alkali metal bicarbonates such as potassium, alkali metal acetates such as sodium acetate and potassium acetate, alkali metal salts such as sodium oxalate, inorganic reagents such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentyl Amine, trihexylamine, triethanolamine, tripropanolamine, tributanolamine, tripentanolamine, trihexanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, dipentylamine Emissions, dihexylamine, dicyclohexylamine, dibenzylamine, ethylmethylamine, methylpropylamine, butyl methylamine, methyl pentyl amine, methyl hexyl amine, pyridine,
Examples include amines such as picoline and quinoline.
【0066】(5−2)酸性ポリアミノ酸と、非イオン
性極性基を含むアミン等を脱水縮合させる方法 酸性ポリアミノ酸と、非イオン性極性基を含むアミン等
を脱水縮合させる方法では、反応条件次第では、非イオ
ン性極性基そのものが、アミン等と反応する場合があ
る。すなわち、側鎖基の伸長が起こるが、結果として、
親水性基が少なくなることは吸水量の低下をまねくので
好ましくないが、ただし、分子量の増加によるゲル強度
が増加する場合は好ましい。親水基の減少を少なくする
には、非イオン性極性基を保護し、ペンダント基を導入
後に酸性ポリアミノ酸にペンダント基を導入する方法と
しては、上記反応試剤と酸性ポリアミノ酸を脱水縮合す
る方法が一般的である。脱水縮合は、生成する水を溶媒
との共沸によって除く方法、脱水剤としてモレキュラシ
ーブを加えておく方法、脱水縮合剤を用いて反応させる
方法、酵素を用いる方法のいずれでも構わない。また、
アスパラギン酸と架橋剤を均一に混合し、溶剤を除去し
た、固相状態にて反応することもできる。縮合剤の例と
しては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、N−エチル
−N’−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミ
ド等のカルボジイミド、1−アシルイミダゾリド、2−
エトキシ−1−エトキシカルボニル−1,2−ジヒドロ
キノリン、トリフェニルホスフィン/四塩化炭素、トリ
フェニルホスフィン/ブロモトリクロロメタン、フェニ
ルホスホン酸ビス(2−ニトロフェニルエステル)、シ
アノホスホン酸ジエチル、ジフェニルホスホロアジド等
の含リン化合物、2フルオロ1エチルピリジウム・テト
ラフルオロボレート、トリフェニルホスフィン/ビス
(ベンゾチアゾール)ジスルフィド、トリブチルホスフ
ィン/ビス(ベンゾチアゾール)ジスルフィド等の酸化
還元縮合剤等が挙げられる。酵素の例としては、ペニシ
リンアシラーゼ、イーストリパーゼ等のリパーゼ等が挙
げられる。脱水縮合時の反応温度は、20〜250℃が
好ましく、100〜180℃が特に好ましい。(5-2) A method of dehydrating and condensing an acidic polyamino acid with an amine containing a nonionic polar group In the method of dehydrating and condensing an acidic polyamino acid with an amine containing a nonionic polar group, the reaction conditions are as follows. Depending on the case, the nonionic polar group itself may react with an amine or the like. That is, the side chain group is elongated, and as a result,
A decrease in the number of hydrophilic groups is not preferable because it leads to a decrease in water absorption, but is preferable when the gel strength increases due to an increase in molecular weight. In order to reduce the decrease in the hydrophilic group, a method of protecting the nonionic polar group and introducing a pendant group to the acidic polyamino acid after introducing the pendant group includes a method of dehydrating and condensing the above-mentioned reaction reagent and the acidic polyamino acid. General. The dehydration condensation may be any of a method of removing generated water by azeotropic distillation with a solvent, a method of adding molecular sieve as a dehydrating agent, a method of reacting with a dehydrating condensing agent, and a method of using an enzyme. Also,
Aspartic acid and the cross-linking agent can be uniformly mixed, and the reaction can be performed in a solid phase state in which the solvent is removed. Examples of the condensing agent include carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide, N-ethyl-N ′-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide, 1-acylimidazolide,
Ethoxy-1-ethoxycarbonyl-1,2-dihydroquinoline, triphenylphosphine / carbon tetrachloride, triphenylphosphine / bromotrichloromethane, bis (2-nitrophenylester) phenylphosphonate, diethyl cyanophosphonate, diphenylphosphoro Examples include phosphorus-containing compounds such as azide, redox condensing agents such as 2-fluoro-1-ethylpyridium tetrafluoroborate, triphenylphosphine / bis (benzothiazole) disulfide, and tributylphosphine / bis (benzothiazole) disulfide. Examples of enzymes include lipases such as penicillin acylase and yeast lipase. The reaction temperature at the time of dehydration condensation is preferably from 20 to 250 ° C, particularly preferably from 100 to 180 ° C.
【0067】また、酸性ポリアミノ酸からエステル化、
アミド化、チオエステル化する方法を用いても構わな
い。この場合、有機化学的に用いられる通常の反応条件
を用いることができる。その方法としては、酸性ポリア
ミノ酸を酸性アミノ酸残基としておき、そのカルボキシ
ル基と反応させてもよい。また、誘導体として反応性を
高めてから導入しても良い。例えば、酸性アミノ酸残基
のカルボキシル基とアルコール、アミン、チオールと脱
水縮合反応する方法、酸性アミノ酸残基のカルボキシル
基を酸無水物、酸ハロゲン化物、酸アジド等にして活性
化してアルコール、アミン、チオールと反応させる方
法、酸性アミノ酸残基のカルボキシル基と、活性化した
アルコール、例えば、ハロゲン化物、エステル、スルホ
ン酸エステル、硫酸エステルとして、アミンは、ケイ素
誘導体として反応させる方法、酸性アミノ酸残基のカル
ボキシル基とエポキシ化合物、イソシアナート化合物、
アジリジン化合物、アルキル金属等と反応させる方法、
酸性アミノ酸残基のカルボキシル基を塩として、ハロゲ
ン化物等と反応させる方法、酸性アミノ酸残基のカルボ
キシル基を活性なエステルとして、エステル交換、アミ
ド交換によって反応させる方法等がある。Further, esterification from an acidic polyamino acid,
A method of amidation or thioesterification may be used. In this case, ordinary reaction conditions used in organic chemistry can be used. As the method, an acidic polyamino acid may be used as an acidic amino acid residue and reacted with its carboxyl group. Moreover, you may introduce after increasing reactivity as a derivative. For example, a method of performing a dehydration condensation reaction with a carboxyl group of an acidic amino acid residue and an alcohol, an amine or a thiol, activating a carboxyl group of an acidic amino acid residue with an acid anhydride, an acid halide, or an acid azide to activate an alcohol, an amine, A method of reacting with a thiol, a carboxyl group of an acidic amino acid residue and an activated alcohol, for example, a halide, an ester, a sulfonate, a sulfate, and an amine as a silicon derivative. Carboxyl group and epoxy compound, isocyanate compound,
Aziridine compound, a method of reacting with an alkyl metal,
There are a method in which the carboxyl group of the acidic amino acid residue is reacted with a halide or the like as a salt, and a method in which the carboxyl group of the acidic amino acid residue is converted into an active ester by transesterification or transamidation.
【0068】(5−3)ポリアスパラギン酸エステル
と、非イオン性極性基を含むアミン等をエステル交換さ
せる方法 酸性ポリアミノ酸エステルを架橋する方法としては、特
に限定されないが、有機溶媒中で架橋剤と酸性ポリアミ
ノ酸エステルを反応させる方法が一般的である。用いる
エステルは、メチル、エチル等の小さいアルコール成
分、クロロメチル、ジクロロメチル等の電子吸引基を含
むアルコール成分、N−ヒドロキシコハク酸イミド等の
アルコールが挙げられる。場合によっては酸触媒、塩基
触媒等の触媒を用いても構わない。また、反応系が不均
一になる場合、もしくは用いる原料が不溶性の場合、相
間移動触媒を用いても構わない。(5-3) Method of Transesterifying Polyaspartic Acid Ester with Amines Containing Nonionic Polar Groups The method of crosslinking acidic polyamino acid esters is not particularly limited, but a crosslinking agent in an organic solvent is used. Is generally reacted with an acidic polyamino acid ester. Examples of the ester used include a small alcohol component such as methyl and ethyl, an alcohol component having an electron withdrawing group such as chloromethyl and dichloromethyl, and an alcohol such as N-hydroxysuccinimide. In some cases, a catalyst such as an acid catalyst or a base catalyst may be used. When the reaction system becomes heterogeneous or when the raw materials used are insoluble, a phase transfer catalyst may be used.
【0069】架橋反応、ペンダント基導入反応終了後の
樹脂の乾燥温度は、特に限定されないが、一般には20
〜150℃が好ましく、特に40〜100℃が好まし
い。またこれらの樹脂の乾燥方法としては、特に制限さ
れるものではなく、熱風乾燥、特定蒸気での乾燥、マイ
クロ波乾燥、減圧乾燥、ドラムドライヤー乾燥、疎水性
有機溶剤中での共沸脱水による乾燥等、公知の手法によ
り、乾燥できる。乾燥温度は20〜200℃が好まし
く、50〜120℃がより好ましい。The drying temperature of the resin after completion of the crosslinking reaction and the pendant group introduction reaction is not particularly limited.
To 150 ° C, and particularly preferably 40 to 100 ° C. The method for drying these resins is not particularly limited, and may be hot air drying, drying with specific steam, microwave drying, reduced pressure drying, drum drying, drying by azeotropic dehydration in a hydrophobic organic solvent. Drying can be carried out by a known method. The drying temperature is preferably from 20 to 200C, more preferably from 50 to 120C.
【0070】得られた樹脂はさらに必要により表面架橋
を行っても構わない。The obtained resin may be subjected to surface crosslinking, if necessary.
【0071】(6)非イオン性極性基の導入反応 本発明の非イオン性極性基の導入反応は、ポリコハク酸
イミドへ、非イオン性極性基の前駆体を含むペンダント
基を導入した後、前駆体を非イオン性極性基へ変更する
場合に使用する。一般的に、保護基にて保護した非極性
基の、脱保護を行なう場合も含まれる。本発明の非イオ
ン性極性基の導入反応としては、加水分解反応、ハロゲ
ン化合物、スルホン酸エステル、硫酸エステル等の置換
反応、イソシアナート、エポキシ化合物を用いた付加反
応が挙げられる。(6) Introduction Reaction of Nonionic Polar Group The introduction reaction of the nonionic polar group of the present invention is carried out by introducing a pendant group containing a precursor of a nonionic polar group into polysuccinimide, Used to change the body to a nonionic polar group. Generally, the case where deprotection of a nonpolar group protected with a protecting group is also included. Examples of the reaction for introducing a nonionic polar group of the present invention include a hydrolysis reaction, a substitution reaction of a halogen compound, a sulfonic acid ester, a sulfate ester, and the like, and an addition reaction using an isocyanate and an epoxy compound.
【0072】(7)架橋酸性ポリアミノ酸系樹脂の形
状、粒子径 架橋酸性ポリアミノ酸系樹脂の形状は、不定形破砕状、
球状、粒状、顆粒状、造粒状、リン片状、塊状、パール
状、微粉末状、繊維状、棒状、フィルム状、シート状等
種々のものが使用でき、用途によって好ましい形状を使
用できる。また、繊維状基材や多孔質状や発泡体あるい
は造粒物であってもよい。これらの架橋ポリアミノ酸系
吸水性樹脂の粒子径は特に限定されないが、使用用途に
よって変わってくる。(7) Shape and Particle Diameter of Crosslinked Acidic Polyamino Acid Resin The shape of the crosslinked acidic polyamino acid resin is irregularly crushed,
Various types such as a sphere, a granule, a granule, a granule, a scale, a lump, a pearl, a fine powder, a fiber, a bar, a film, and a sheet can be used, and a preferable shape can be used depending on the application. Further, it may be a fibrous base material, a porous material, a foam, or a granulated material. The particle size of these crosslinked polyamino acid-based water-absorbing resins is not particularly limited, but varies depending on the intended use.
【0073】例えば、紙オムツ用の場合は、速い吸収速
度とゲル・ブロッキングが起こらないことが望まれるの
で平均粒子径100〜1000μmが好ましく、150
〜600μmがより好ましい。止水材等の樹脂への練り
混み等に用いる場合は1〜10μmが好ましく、農園芸
用の保水材の場合は土との分散性を考慮すると100μ
m〜5mmが好ましい。いずれも使用用途によって変わ
ってくる。For example, in the case of disposable diapers, the average particle size is preferably 100 to 1000 μm, and it is desired that the gel particles do not cause a high absorption rate and gel blocking.
600600 μm is more preferred. When it is used for kneading into a resin such as a water-stopping material, it is preferably 1 to 10 μm. In the case of a water retention material for agriculture and horticulture, it is 100 μm in consideration of dispersibility with soil.
m to 5 mm is preferred. Either one depends on the intended use.
【0074】(8)架橋酸性ポリアミノ酸系樹脂の使用
の形態 架橋酸性ポリアミノ酸系樹脂の使用の形態は、特に限定
されるものではなく、単独でも、他の素材と組み合わせ
て使用してもよい。例えば、熱可塑性樹脂に混練りして
射出成形等にて成形する方法、構成樹脂のモノマーと酸
性ポリアミノ酸系樹脂及び必要により開始剤を混合後、
光もしくは熱等で重合する方法、樹脂と酸性ポリアミノ
酸系樹脂を溶剤に分散させ、キャストし、溶剤を除去す
る方法、プレポリマーと酸性ポリアミノ酸系樹脂を混合
後、架橋する方法、ポリマーと酸性ポリアミノ酸系樹脂
を混合後、架橋する方法等がある。本発明の樹脂組成物
は成型品としては、特に制限されるものではなく、固形
物、シート、フィルム、繊維、不織布、発泡体、ゴム等
として使用できる。またその成型方法としても特に限定
されるものではない。(8) Form of Use of Crosslinked Acidic Polyamino Acid Resin The form of use of the crosslinked acidic polyamino acid resin is not particularly limited, and may be used alone or in combination with other materials. . For example, a method of kneading a thermoplastic resin and molding by injection molding or the like, after mixing a monomer of a constituent resin and an acidic polyamino acid-based resin and an initiator as necessary,
A method of polymerizing by light or heat, a method of dispersing a resin and an acidic polyamino acid-based resin in a solvent, casting and removing the solvent, a method of mixing a prepolymer and an acidic polyamino acid-based resin and then crosslinking, a method of polymer and acidic There is a method of cross-linking after mixing the polyamino acid resin, and the like. The resin composition of the present invention is not particularly limited as a molded product, and can be used as a solid, a sheet, a film, a fiber, a nonwoven fabric, a foam, a rubber, and the like. The molding method is not particularly limited.
【0075】一方、本発明で使用されるは酸性ポリアミ
ノ酸系樹脂は、単独でも、他の素材との組み合わせによ
る複合体でも構わない。複合体の構造は特に限定されな
いが、例えば、パルプ、不織布等にはさみ、サンドイッ
チ構造にする方法、樹脂シート、フィルムを支持体とし
て多層構造とする方法、樹脂シートにキャストし、二層
構造とする方法等がある。On the other hand, the acidic polyamino acid-based resin used in the present invention may be used alone or in a complex formed by combining it with another material. Although the structure of the composite is not particularly limited, for example, a method of sandwiching between pulp and nonwoven fabric, a method of forming a sandwich structure, a method of forming a multilayer structure using a resin sheet and a film as a support, and a method of casting into a resin sheet to form a two-layer structure There are methods.
【0076】また、本発明に使用される吸水性樹脂は必
要により、2種以上の他の吸水性樹脂と混合して用いて
も良い。また必要により食塩、コロイダルシリカ、ホワ
イトカーボン、超微粒子状シリカ、酸化チタン粉末等の
無機化合物、キレート剤 等の有機化合物を添加しても
構わない。さらに酸化剤、酸化防止剤、還元剤、紫外線
吸収剤、抗菌剤、殺菌剤、防カビ剤、肥料、香料、消臭
剤、顔料等を混合しても構わない。本発明の樹脂はゲル
状でも固形物としても使用できる。例えば、農園芸用保
水材、切り花延命剤、ゲル芳香剤、ゲル消臭剤等に使用
する場合はゲルとして用い、紙おむつ用吸収体等は固形
状として用いる。The water-absorbing resin used in the present invention may be used in combination with two or more other water-absorbing resins, if necessary. If necessary, an inorganic compound such as salt, colloidal silica, white carbon, ultrafine silica, titanium oxide powder, or an organic compound such as a chelating agent may be added. Further, an oxidizing agent, an antioxidant, a reducing agent, an ultraviolet absorber, an antibacterial agent, a bactericide, a fungicide, a fertilizer, a fragrance, a deodorant, a pigment and the like may be mixed. The resin of the present invention can be used as a gel or as a solid. For example, when used as a water retention material for agricultural and horticultural use, a cut flower life-promoting agent, a gel fragrance, a gel deodorant, etc., it is used as a gel, and an absorbent for disposable diapers is used as a solid.
【0077】(9)架橋酸性ポリアミノ酸系樹脂の使用
用途 架橋酸性ポリアミノ酸系樹脂の使用用途は特に限定され
ないが、従来の吸水性樹脂が使用できる用途のいずれに
も使用できる。例えば、生理用品、紙おむつ、母乳パッ
ト、使い捨て雑巾等の衛生用品、創傷保護用ドレッシン
グ材、医療用アンダーパット、パップ剤等の医療用品、
ペット用シート、携帯用トイレ、ゲル芳香剤、ゲル消臭
剤、吸汗性繊維、使い捨てカイロ等の生活用品、シャン
プー、セット用ジェル剤、保湿剤等のトイレタリー用
品、農・園芸用の保水材、切り花の延命剤、フローラル
フォーム(切り花の固定化材)、育苗用苗床、水耕栽
培、植生シート、種子テープ、流体播種、結露防止用農
業用シート等の農・園芸用品、食品用トレー用鮮度保持
材、ドリップ吸収性シート等の食品包装材、保冷材、生
鮮野菜運搬用吸水性シート等の運搬用資材、結露防止用
建築材料、土木・建築用のシーリング材、シールド工法
の逸泥防止剤、コンクリート混和剤、ガスケット・パッ
キング等の土木建築資材、光ファイバー等の電子機器の
シール材、通信ケーブル用止水材、インクジェット用記
録紙等の電気機器関連資材、汚泥の凝固剤、ガソリン、
油類の脱水、水分除去剤等の水処理剤、捺染用のり、水
膨潤性玩具、人工雪、徐放性肥料、徐放性農薬、徐放性
薬剤、湿度調整材、帯電防止剤等が挙げられる。(9) Use of Crosslinked Acidic Polyamino Acid Resin The use of the crosslinked acidic polyamino acid resin is not particularly limited, but it can be used for any of the conventional water absorbent resins. For example, sanitary articles, sanitary articles such as disposable diapers, breast milk pads, disposable rags, dressing materials for wound protection, medical underpads, medical supplies such as cataplasms,
Pet seats, portable toilets, gel air fresheners, gel deodorants, sweat-absorbing fibers, household items such as disposable warmers, toiletries such as shampoos, set gels, moisturizers, water retention materials for agriculture and horticulture, Agricultural and horticultural products such as cut flower prolonging agents, floral foam (cutting flower fixing material), nursery beds, hydroponic cultivation, vegetation sheets, seed tape, fluid seeding, dew condensation prevention agricultural sheets, food tray freshness Food packaging materials such as holding materials, drip-absorbent sheets, cold insulation materials, transportation materials such as water-absorbent sheets for transporting fresh vegetables, building materials for preventing dew condensation, sealing materials for civil engineering and construction, and anti-sludge agents for shielding methods Construction materials such as concrete admixtures, gaskets and packing, sealing materials for electronic devices such as optical fibers, waterproof materials for communication cables, and electrical devices such as recording paper for inkjet. Wood, sludge coagulants, gasoline,
Dehydration of oils, water treatment agents such as water removers, printing pastes, water-swelling toys, artificial snow, sustained-release fertilizers, sustained-release pesticides, sustained-release agents, humidity regulators, antistatic agents, etc. No.
【0078】[0078]
【実施例】以下実施例によって本発明をより具体的に説
明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではな
い。以下の実施例及び比較例において「部」とは「重量
部」を意味する。なお、実施例中の吸水量測定、生分解
性は、以下の方法にて測定した。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples. In the following Examples and Comparative Examples, “parts” means “parts by weight”. The measurement of water absorption and biodegradability in the examples were measured by the following methods.
【0079】(1)ティーバッグ法 吸水量の測定は食塩水とpHを変えた水溶液を対象とし
て行った。すなわち、吸水性樹脂約0.1部を不織布製
のティーバッグ(80mm×50mm)に入れ、所定の濃度
もしくはpHを変えた、過剰の溶液中に浸して、該樹脂
を1時間膨潤させた後、ティーバッグを引き上げて1分
間水切りを行い、重量を測定した。同様な操作をティー
バッグのみで行った場合をブランクとして、測定値から
ブランクの重量と吸水性樹脂の重量を減じた値を、吸水
性樹脂の重量で除した値を吸水量(g/樹脂1g)とした。
吸水量変化は、塩水溶液の場合は、蒸留水の吸水量に対
する、1%NaCl水溶液を用いた吸水量の比を表し、
pHを変えた水溶液の場合は、イオン強度を0.01モ
ル/lのリン酸緩衝液を用いて合せた、pH7の水溶液
に対する吸水量に対する、pH2の水溶液の吸水量の比
で表した。(1) Tea Bag Method The amount of water absorption was measured for a saline solution and an aqueous solution having a different pH. That is, about 0.1 part of a water-absorbent resin is put into a non-woven tea bag (80 mm × 50 mm), immersed in an excessive solution having a predetermined concentration or pH, and allowed to swell for 1 hour. The tea bag was pulled up, drained for 1 minute, and weighed. Assuming that the same operation was performed using only a tea bag as a blank, the value obtained by subtracting the weight of the blank and the weight of the water-absorbent resin from the measured value was divided by the weight of the water-absorbent resin. ).
The change in water absorption indicates the ratio of the water absorption using a 1% NaCl aqueous solution to the water absorption of distilled water in the case of a salt aqueous solution,
In the case of an aqueous solution having a changed pH, the ionic strength was represented by the ratio of the water absorption of a pH 2 aqueous solution to the water absorption of a pH 7 aqueous solution, which was adjusted using a phosphate buffer of 0.01 mol / l.
【0080】(2)生分解性の測定 また生分解性はコンポスト法にて測定した。コンポスト
法は、ASTM D−5338.92の応用であるIS
O CD 14855に準じて行った。すなわち、まず
試験サンプルに含まれる炭素量を元素分析にて測定し
た。次に、15部の試験サンプルを800部のイノキュ
ラムに加え、58℃にて40日間行い、生成した二酸化
炭素の量を測定して、試験サンプルに含まれる炭素量を
二酸化炭素に換算した量に対する発生二酸化炭素量を生
分解率(%)として表した。ここで、生分解性しやすい
サンプルの中には、イノキュラム中の炭素分までも、分
解促進するものもあり、この場合、100%を超える値
となるものもある。(2) Measurement of biodegradability The biodegradability was measured by a compost method. The compost method is an application of ISTM D-5338.92, IS
Performed according to O CD 14855. That is, first, the amount of carbon contained in the test sample was measured by elemental analysis. Next, 15 parts of the test sample was added to 800 parts of the inocula, and the test was carried out at 58 ° C. for 40 days, the amount of carbon dioxide generated was measured, and the amount of carbon contained in the test sample was calculated based on the amount converted to carbon dioxide. The amount of generated carbon dioxide was expressed as a biodegradation rate (%). Here, some of the samples that are easily biodegradable promote the decomposition of even the carbon content in the inocula, and in this case, some of the samples have a value exceeding 100%.
【0081】実施例1 ヘキサメチレンジアミン3.00部を蒸留水10部に溶
解した水溶液を、窒素気流下、分子量9.6万のポリコ
ハク酸イミド100部を400部のDMFに溶解した溶
液に加え、室温で30分間撹拌後、攪拌を止め、20時
間反応した。反応物を刃付き撹拌翼がついたミキサーに
移送し、蒸留水400部とメタノール400部を加え、
8000rpmにて3分間ゲルを細断し、N,N−ジメ
チルアミノプロピルアミン105.3部を2時間かけて
滴下した。滴下後、さらに24時間撹拌した。生成物を
メタノール800部へ排出し、1時間攪拌後、沈殿物吸
引濾過して集め、60℃で乾燥し、吸水性ポリマー20
6部が得られた。吸水量変化は、NaCl水溶液では、
0.457、pH水溶液では、0.397であり、吸水
量変化は小さく、良好であった。Example 1 An aqueous solution of 3.00 parts of hexamethylenediamine dissolved in 10 parts of distilled water was added to a solution of 100 parts of polysuccinimide having a molecular weight of 96,000 dissolved in 400 parts of DMF under a nitrogen stream. After stirring at room temperature for 30 minutes, the stirring was stopped and the reaction was carried out for 20 hours. The reaction product was transferred to a mixer equipped with a bladed stirring blade, and 400 parts of distilled water and 400 parts of methanol were added.
The gel was chopped at 8000 rpm for 3 minutes, and 105.3 parts of N, N-dimethylaminopropylamine was added dropwise over 2 hours. After the addition, the mixture was further stirred for 24 hours. The product was discharged into 800 parts of methanol, and after stirring for 1 hour, the precipitate was collected by suction filtration, dried at 60 ° C, and dried at 60 ° C.
6 parts were obtained. The change in water absorption is as follows:
It was 0.457 and 0.397 in the aqueous pH solution, and the change in water absorption was small and good.
【0082】実施例2 実施例1において、N,N−ジメチルアミノプロピルア
ミンの代わりに2−メルカプトエチルアミン79.5部
を用いた以外は実施例1と同様に処理した。乾燥後、吸
水性ポリマー175部が得られた。吸水量変化は、Na
Cl水溶液では、0.378、pH水溶液では、0.2
89であり、吸水量変化は小さく、良好であった。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that 79.5 parts of 2-mercaptoethylamine was used instead of N, N-dimethylaminopropylamine. After drying, 175 parts of a water-absorbing polymer were obtained. The change in water absorption is Na
0.378 for Cl aqueous solution, 0.278 for pH aqueous solution
The change in water absorption was small and good.
【0083】実施例3実施例1において、N,N−ジメ
チルアミノプロピルアミンの代わりにジェッファーミン
M−600( 社製、PE/EO=9/1、分子量60
0)154.5部を用い、100時間反応させた以外は
実施例1と同様に処理した。得られたスラリーに25%
苛性ソーダ水溶液164.8部をpHが12以下になる
ように加え、さらに10時間撹拌し、メタノール800
部に排出し、得られた沈澱物を、濾過し、乾燥後、吸水
性ポリマー227部が得られた。吸水量変化は、NaC
l水溶液では、0.455、pH水溶液では、0.42
2であり、吸水量変化は小さく、良好であった。Example 3 In Example 1, Jeffamine M-600 (PE / EO = 9/1, molecular weight: 60) was used in place of N, N-dimethylaminopropylamine.
0) The same treatment as in Example 1 was carried out except that 154.5 parts were used and reacted for 100 hours. 25% in the resulting slurry
164.8 parts of an aqueous solution of caustic soda was added to adjust the pH to 12 or less, and the mixture was further stirred for 10 hours.
The resulting precipitate was filtered and dried to obtain 227 parts of a water-absorbing polymer. The change in water absorption is NaC
1 solution, 0.455, pH solution, 0.42
The change in water absorption was small and good.
【0084】実施例4 ヘキサメチレンジアミン2.5部を蒸留水10部に溶解
した水溶液を、窒素気流下、分子量11.3万のポリコ
ハク酸イミド100部を400部のDMFに溶解した溶
液に加え、室温で30分間撹拌後、攪拌を止め、20時
間反応した。反応物を刃付き撹拌翼がついたミキサーに
移送し、蒸留水部とメタノール部を加え、8000rp
mにて5分間ゲルを細断した。得られたゲルを、24
7.7部のエチレンジアミンを溶解した50%メタノー
ル水800部に少しずつ排出した。さらに5時間撹拌
後、生成物をメタノール800部へ排出し、1時間攪拌
後、沈殿物吸引濾過して集め、60℃で乾燥し、吸水性
ポリマー148部が得られた。吸水量変化は、NaCl
水溶液では、0.381、pH水溶液では、であり、吸
水量変化は小さく、0.364と良好であった。Example 4 An aqueous solution in which 2.5 parts of hexamethylenediamine was dissolved in 10 parts of distilled water was added to a solution of 100 parts of polysuccinimide having a molecular weight of 113,000 dissolved in 400 parts of DMF under a nitrogen stream. After stirring at room temperature for 30 minutes, the stirring was stopped and the reaction was carried out for 20 hours. The reaction product was transferred to a mixer equipped with a blade with stirring blades, and a distilled water portion and a methanol portion were added.
The gel was minced at m for 5 minutes. The resulting gel is
It discharged little by little into 800 parts of 50% methanol water in which 7.7 parts of ethylenediamine were dissolved. After stirring for further 5 hours, the product was discharged into 800 parts of methanol, and after stirring for 1 hour, the precipitate was collected by suction filtration and dried at 60 ° C. to obtain 148 parts of a water-absorbing polymer. The change in water absorption is NaCl
The aqueous solution was 0.381, and the pH aqueous solution was as follows. The change in water absorption was small and 0.364 was good.
【0085】比較例1 架橋ポリアクリル酸系樹脂(日本触媒(株)製、アクア
リックCAW)を用いて実施例1と同様に吸水量を測定
したところ、吸水量は蒸留水で350倍、生理食塩水で
55倍であった。一方、生分解性試験を行ったところ、
生分解率は2.8%であり、ほとんど生分解性を示さな
かった。また、吸水量変化は、NaCl水溶液では、
0.159 、pH水溶液では、0.082であり、吸
水量変化と大きかった。Comparative Example 1 The water absorption was measured in the same manner as in Example 1 using a cross-linked polyacrylic acid resin (Aqualic CAW, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). It was 55 times with saline. On the other hand, when a biodegradability test was performed,
The biodegradation rate was 2.8%, showing little biodegradability. In addition, the change in water absorption is as follows:
0.159 and 0.082 in the pH aqueous solution, which was a large change in the amount of water absorption.
【0086】比較例2 窒素気流下、架橋剤リジンメチルエステル・2塩酸塩6
部を200部のDMFに懸濁し、6部のトリエチルアミ
ンで中和した。該溶液に分子量13万のポリコハク酸イ
ミド50部を250部のDMFに溶解した溶液を装入
し、1時間室温で攪拌後、12部のトリエチルアミンを
滴下し、室温で40時間反応させた。反応液をエタノー
ルに排出し、乾燥して架橋ポリマー50部を得た。得ら
れたポリマー26部を5000部の水に懸濁し、2Nの
NaOH水溶液を滴下し、pHを9〜11に調整しなが
ら、残りのイミド環の加水分解を行った。得られた反応
懸濁液をエタノールに排出し、ろ過、乾燥して吸水性樹
脂28部を得た。この吸水性樹脂を用いて実施例1と同
様に生分解性試験を行ったところ、生分解性率は103
%であり、良好な生分解性を示した。しかし、吸水量変
化は、NaCl水溶液では、0.148、pH水溶液で
は、0.088であり、吸水量変化と大きかった。Comparative Example 2 Crosslinking agent lysine methyl ester dihydrochloride 6 under a stream of nitrogen
Parts were suspended in 200 parts of DMF and neutralized with 6 parts of triethylamine. A solution prepared by dissolving 50 parts of a polysuccinimide having a molecular weight of 130,000 in 250 parts of DMF was added to the solution, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was discharged into ethanol and dried to obtain 50 parts of a crosslinked polymer. The obtained polymer (26 parts) was suspended in 5000 parts of water, and a 2N aqueous NaOH solution was added dropwise to adjust the pH to 9 to 11, while hydrolyzing the remaining imide ring. The obtained reaction suspension was discharged into ethanol, filtered and dried to obtain 28 parts of a water-absorbing resin. A biodegradability test was performed using this water-absorbent resin in the same manner as in Example 1.
%, Indicating good biodegradability. However, the change in water absorption was 0.148 for the NaCl aqueous solution and 0.088 for the pH aqueous solution, which was a large change in the water absorption.
【0087】比較例3 ポリコハク酸イミド100部をpH10の水に懸濁し、
60℃で1時間加熱し、次いで10NのHClで中和し
た。得られた溶液にL−アスパラギン酸70部、リジン
塩酸塩50部を加え、窒素気流下、220℃で12時間
反応した。得られた反応物を蒸留水中に懸濁し、蒸留水
を用いて3回ろ過洗浄した。凍結乾燥後、225部の吸
水性樹脂が得られた。この吸水性樹脂を用いて実施例1
と同様に生分解性試験を行ったところ、生分解性率は1
03%であり、良好な生分解性を示した。しかし、吸水
量変化は、NaCl水溶液では、0.138 、pH水
溶液では、0.072であり、吸水量変化と大きかっ
た。Comparative Example 3 100 parts of polysuccinimide were suspended in water having a pH of 10,
Heated at 60 ° C. for 1 hour, then neutralized with 10N HCl. 70 parts of L-aspartic acid and 50 parts of lysine hydrochloride were added to the obtained solution, and the mixture was reacted at 220 ° C. for 12 hours under a nitrogen stream. The obtained reaction product was suspended in distilled water and filtered and washed three times using distilled water. After freeze-drying, 225 parts of a water-absorbent resin were obtained. Example 1 using this water absorbent resin
When the biodegradability test was performed in the same manner as in
03%, indicating good biodegradability. However, the change in water absorption was 0.138 in the NaCl aqueous solution and 0.072 in the pH aqueous solution, which was a large change in the water absorption.
【0088】[0088]
【発明の効果】農・園芸用等に使用される吸水体とし
て、使用後、もしくは廃棄後に生分解性することで地球
環境に優しく、吸水能に優れた吸水性樹脂が得られるよ
うになった。As described above, a water-absorbing material which is biodegradable after use or disposal after being used for agriculture, horticulture, etc., has become possible to obtain a water-absorbent resin which is environmentally friendly and has excellent water absorbing ability. .
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉谷 弘明 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 化学株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroaki Tamaya 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Chemicals, Inc.
Claims (15)
り返し単位を有する架橋重合体。 【化1】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)1. A crosslinked polymer having a repeating unit represented by the formula (1) in a molecule. Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
−CONR1”R2”、又は、−SR1”からなる群より
選ばれた少なくとも1つである、請求項1に記載した重
合体。(ここで、R1”及びR2”は、水素、アルキル
基、アラルキル基、またはアリール基である。)2. The nonionic polar group is represented by —NR 1 ″ R 2 ″,
-CONR 1 "R 2", or "at least one selected from the group consisting of a polymer according to claim 1. (Wherein, R 1" -SR 1 and R 2 'is hydrogen , An alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group.)
ある請求項1に記載した重合体。3. The polymer according to claim 1, wherein the nonionic polar group is a polyether group.
位を、5〜99.8%含む、請求項1乃至3の何れかに
記載した重合体。 【化2】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)4. The polymer according to claim 1, comprising 5 to 99.8% of the repeating unit represented by the formula (1) [formula 2]. Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
位を、90〜99.8%含む、請求項1乃至4の何れか
に記載した重合体。 【化3】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)5. The polymer according to claim 1, comprising 90 to 99.8% of a repeating unit represented by the formula (1) [formula 3]. Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
に記載した重合体。6. The polymer according to claim 1, wherein n is 1.
至6の何れかに記載した重合体。7. The polymer according to claim 1, wherein -X- is -NH-.
1個の非イオン性極性基を有する、アミン、アルコー
ル、チオールからなる群より選ばれる少なくとも1種の
化合物を、反応させることを特徴とする、分子内に式
(1)[化4]で表される繰り返し単位を有する架橋重
合体の製造方法。 【化4】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)8. A molecule characterized by reacting at least one compound selected from the group consisting of amines, alcohols and thiols having at least one nonionic polar group with a crosslinked polysuccinimide. A method for producing a crosslinked polymer having a repeating unit represented by the formula (1) in the formula (1). Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
個の非イオン性極性基を有する、アミン、チオール、ア
ルコールからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合
物を、脱水縮合させて反応することを特徴とする、分子
内に式(1)[化5]で表される繰り返し単位を有する
架橋重合体の製造方法。 【化5】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)9. The method of claim 1, wherein the cross-linked acidic polyamino acid has at least one
Wherein at least one compound selected from the group consisting of amines, thiols, and alcohols having two nonionic polar groups is reacted by dehydration-condensation. ] The manufacturing method of the crosslinked polymer which has a repeating unit represented by these. Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
R2”、−CONR1”R2”、又は、−SR1”からなる
群より選ばれた少なくとも1つである、請求項8又は9
に記載した重合体の製造方法。(ここで、R1”及び
R2”は、水素、アルキル基、アラルキル基、またはア
リール基である。)10. The nonionic polar group is represented by —NR 1 ″
R 2 ", -CONR 1" R 2 ", or, -SR 1" is at least one selected from the group consisting of, claim 8 or 9
The method for producing a polymer described in the above. (Here, R 1 ″ and R 2 ″ are hydrogen, an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group.)
である、請求項8又は9に記載した重合体の製造方法。11. The method for producing a polymer according to claim 8, wherein the nonionic polar group is a polyether group.
単位を、5〜99.8%含む、請求項8乃至11の何れ
かに記載した重合体の製造方法。 【化6】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)12. The method for producing a polymer according to claim 8, comprising 5 to 99.8% of the repeating unit represented by the formula (1) [formula 6]. Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
単位を、90〜99.8%含む、請求項8乃至12の何
れかに記載した重合体。 【化7】 (ここで、R、−X−、R’及びnは、以下の通りであ
る。Rは、少なくとも1個の非イオン性極性基を有する
ペンダント基である。−X−は、−NH−、−NR’
−、−O−、又は、−S−である。R’は、アルキル
基、アラルキル基、アリール基である。nは、1又は2
である。)13. The polymer according to claim 8, comprising 90 to 99.8% of the repeating unit represented by the formula (1) [Formula 7]. Embedded image (Where R, -X-, R 'and n are as follows: R is a pendant group having at least one nonionic polar group; -X- is -NH-, -NR '
—, —O—, or —S—. R ′ is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group. n is 1 or 2
It is. )
何れかに記載した重合体の製造方法。14. The method for producing a polymer according to claim 8, wherein n is 1.
乃至14の何れかに記載した重合体の製造方法。15. The method of claim 8, wherein -X- is -NH-.
15. The method for producing a polymer according to any one of items 14 to 14.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35818197A JPH11181082A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Polymer and its production |
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JP35818197A JPH11181082A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Polymer and its production |
Publications (1)
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JPH11181082A true JPH11181082A (en) | 1999-07-06 |
Family
ID=18457960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP35818197A Pending JPH11181082A (en) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | Polymer and its production |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH11181082A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000039195A1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Mitsui Chemicals, Incorporated | Process for producing polysuccinimide |
WO2000039194A1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Mitsui Chemicals, Incorporated | Processes for producing water-absorbing resin |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35818197A patent/JPH11181082A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000039195A1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Mitsui Chemicals, Incorporated | Process for producing polysuccinimide |
WO2000039194A1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Mitsui Chemicals, Incorporated | Processes for producing water-absorbing resin |
US6657041B1 (en) | 1998-12-25 | 2003-12-02 | Mitsui Chemicals, Inc. | Production process of polysuccinimide |
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