WO1991018023A1 - Procedes de synthese de polymere de cyclodextrine et de production de films de cyclodextrine - Google Patents

Procedes de synthese de polymere de cyclodextrine et de production de films de cyclodextrine Download PDF

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polyvinyl alcohol
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Masanobu Yoshinaga
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Toppan Printing Co., Ltd.
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    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method for synthesizing a polymer containing cyclodextrine and a method for producing a solid film containing cyclodextrine.
  • the cyclodextrine forms structure-specific clathrate compounds with various guess compounds in aqueous solution. Therefore, solid membranes containing cyclodextrine are expected to have specific performance, especially separability and permeability, and cyclodextrine is supported on the polymer. Therefore, it is possible to expect various physical properties that could not be achieved as a single substance, and the usage is widened. Therefore, a film containing a cyclomolecule is freely created. A method was desired.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-2322 10 describes the crystals of the inclusion compound of the polymeric compound.
  • a method for mounting a polymer consisting of a compound having a social group on a commercially available ultrafiltration membrane is disclosed, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-258702 Discloses a method for forming a film by using a known method to form a polymer obtained by reacting a cyclic trine with various molecules and then copolymerizing with a fluorotril derivative. Has been done.
  • an object of the present invention is to provide a method for synthesizing a cyclodextrine that can contain a cyclodextrine at a high introduction rate. ..
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a cyclodextrine membrane, which contains a cyclodextrine at a high introduction rate and can be used as a single membrane. This is the case.
  • the present inventors have focused on the above-mentioned purpose of the present invention to react a polyvinyl alcohol or a derivative thereof with a derivative of a cyclodextrine. Achieved by the method for synthesizing the cyclodextrimmer and the method for producing the cyclodextrimmer to form a film using the cyclodextrimmer. I found Rukoto.
  • the derivative of the polyvinyl alcohol can be obtained by reacting the polyvinyl alcohol with a carbonyl compound, or by reacting the polyvinyl alcohol with aldehydrs to form an acetate.
  • a keton is reacted with a polyvinyl alcohol, and the derivative of the cyclodextrine is a cyclo. It is preferred that it is an aldehide derivative of dextrin. I o
  • the reaction between the polyvinyl alcohol or a derivative thereof and a derivative of cyclodextrine is carried out, and the derivative of cyclodextrine is polymerized on the polyvinyl alcohol or a derivative thereof.
  • a method for synthesizing a cyclodextrimer according to this method is also a preferred embodiment of the present invention.
  • an object of the present invention is characterized in that a derivative of cyclodextrine and methyl methacrylate are copolymerized with each other, or a cyclodextrine.
  • a method for synthesizing a cyclodextrimmer which is characterized by converting a polymer obtained by copolymerizing a derivative and vinyl acetate, and the cyclodextrimmer. Achieved by a method for producing a cyclodextrine membrane, which is formed by using a trimmer, and further characterized by reacting a cellulose inducer with a cyclodextrine or a derivative thereof. This is achieved by a method for synthesizing a cyclodextrimer and a method for producing a cyclodextrim film formed by using the cyclodextrimmer.
  • polyvinyl alcohol which has excellent film-forming properties, film strength and continuous operability, is reacted with a carbonyl compound such as an aldehyde or a keton, and is used as a derivative.
  • a PVA derivative that is highly reactive with the chloride derivative is synthesized, and this is reacted with the cyclodex derivative to introduce the cyclodextrine unit at a high introduction rate.
  • Rikode PVA Cyclodex trimmer (hereafter) Below
  • the polarizers containing cyclodextrins, including the above pollimators, are referred to as "cyclodextrimmers".
  • cyclodextrimmers are referred to as "cyclodextrimmers”.
  • Preferred examples of the carbonyl compound used in the present invention include aldehydes and ketons, and aldehydes include, for example, the following.
  • ketons include, for example, the following.
  • R is not particularly limited, but alkyl group, allyl group, compound ring group, halogen atom, etc. are preferable.
  • the PVA used in the present invention is preferably one having a molecular weight of 10,000 or more from the viewpoint of film-forming property, and is also used with other PVA molecules or crosslink derivatives.
  • the one in which each hydroxyl group is partially crosslinked is also used.
  • the cyclodextrimmer composed of the above PVA-cyclodextrine can be obtained by, for example, the following reaction.
  • the preferred embodiment of the present invention is to react PVA with aldehydes to acetylate the precursor.
  • the synthetic reaction conditions for the cyclodextrimer of the present invention represented by each of the above (A) to (C) can be arbitrarily selected depending on the compound to be used or the purpose of use.
  • PVA is reacted with a carbonyl compound to produce a PVA derivative that is a precursor, and then a cyclodextri.
  • a cyclodextrimmer by reacting with a carbonyl derivative first, in the reaction of obtaining a PVA derivative which is a precursor, PVA and carbonyl are used by using a carbonyl compound as described above.
  • the ratio of the compounds is 1: 1 to 1: 100, preferably in air or in a nitrogen atmosphere, at a temperature of 20 to 100 ° C, preferably 60 to 80 ° C for 1 to 24 hours. Is performed under the condition of 6 to 24 hours.
  • the ratio of the PVA derivative to the cyclodextrine derivative is 1: 10 to 1. : 100 for 1 to 48 hours, preferably 6 to 30 hours at a temperature of 20 to 100 ° C, preferably 60 to 80 ° C, in the atmosphere, preferably in a nitrogen atmosphere. It is done under the conditions.
  • polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl alcohol (PMMA) have excellent film-forming characteristics, and have film strength and continuous operability.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PMMA polyvinyl alcohol
  • cyclodextrine used for the synthesis of such cyclodextrimmers are preferably as follows.
  • the reaction of copolymerizing a derivative of cyclodextrine with vinyl acetate to obtain the copolymer of the present invention is carried out, for example, as follows.
  • the above-mentioned copolymerization reaction can be carried out under various conditions depending on the purpose.
  • a solvent such as dimethylformamide (DMF) or dimethylsulfoxide (DMSO).
  • a polymerization initiator for example, ⁇ , a'—azobisisobutyronitorinole (AIBN), peracidated solvent, etc. are 0.1 to 1.0 weight based on the total amount of polymer. Used in% amount.
  • a suitable concentration of total monomers during copolymerization is 30 to 50% by weight.
  • the charging ratio of vinyl acetate or methyl methylate to a cyclodextrine derivative is in the range of 7: 3 to 9: 1, and the reaction temperature is 20 (room temperature) to 60 ° C.
  • the ratio (X: y) of the vinyl acetate monomer or methyl acetate to the cyclodextrine derivative in the obtained copolymer should be 7: 3 or more by weight. I like it.
  • the above-mentioned obtained copolymer has a molecular weight of 50,000 or more in terms of film-forming property.
  • the above-mentioned gene formation is carried out in order to improve the film-forming property, and a known method, for example, the obtained copolymer is used in a mixed solution of methyl alcohol 2.5 N — sodium hydroxide aqueous solution. It can be carried out by a method of reacting for 5 to 6 hours after the return flow, but it is preferable that the gelatinization rate is 50 to 100%.
  • Cellulose is generally excellent in film-forming properties because it is itself or acetylated, and is widely used as a film base for various materials.
  • its structure is also a linear polymer in which glucose is condensed with 3 — 1, 4-glucose, and it is very similar to cyclodextrine.
  • the present inventors have also paid attention to the characteristics of the cellulosic as described above, and by reacting the cellulosic with a cyclodextrine derivative to chemically bond the cellulosic, a cycle that can withstand continuous operation. We were able to obtain a rodextrin membrane.
  • a cycline having an amino group, a hydroxysyl group, a mono-ON a group, etc. is preferable.
  • Rodextrin compounds can be mentioned, and specific examples include the following compounds.
  • N is an integer from 2 to 10.
  • N is an integer of 2 to I 0
  • a senorelose tosylate preferably, a senorelose erogenide, etc.
  • Cicelle cellulose examples thereof include acid chlorides such as carboxycymethyl cellulose.
  • the cells that form these inducers are preferably those with a molecular weight of about 50,000 or more.
  • the reaction between a cyclodextrine or a derivative thereof and a cellulosic inducer is, for example, a cyclodextrine derivative having an amino group or — ON a group and a cellulosic chloride.
  • Reaction with rate, canoleboxy cisenolerose or force noreboki simethyl cellulosic acid chloride and cyclodextrine or amino group or hydroxy group examples include the reaction with a cyclodex-based derivative.
  • the cyclodextrine as described above or the like.
  • the following reaction can be carried out.
  • the present invention further, in a method for obtaining a cyclodextrimmer by a reaction between a polyvinyl alcohol and a cyclodextrine derivative, performs graph polymerization as the reaction. NS You can use this method.
  • a cyclodextrine derivative is graph-polymerized on the hydroxyl group of PVA, which has excellent film-forming characteristics, film strength and continuous operation, and is chemically bonded.
  • cyclodextrine used above are preferably acrylic acid amines or metals having a cyclodextrine residue.
  • Acrylic acid esters or methylnore acid esters having a chloride amino acid or a cyclodextrin residue can be mentioned, and in particular, the following are mentioned. Be done.
  • the PVA used in the present invention preferably has a molecular weight of 10,000 or more as described above, and is also used with other PVA molecules or crosslink derivatives.
  • the hydroxide group of the above is also used.
  • the reaction of graph-polymerizing an alkyl-type cyclic derivative to PVA is, for example, using radial polymerization and catalyzing serum ammonium nitrate. It is done as described.
  • the CD is a cyclodextrin.
  • the graph polymerization is carried out in a solution containing, for example, nitric acid and serum ammonium nitrate, and the reaction conditions can be selected according to the type or purpose of the cyclodextrine derivative.
  • the ratio of PVA to cyclodextrine derivative is preferably 1: 10 to 1: 100
  • the reaction temperature is 20 to 100 ° C to prevent multiple reactions, preferably 20 to 50 °. It is carried out in C for 20 minutes to 6 hours, preferably 20 minutes to 3 hours.
  • the reaction atmosphere is preferably a nitrogen atmosphere, but the reaction may be carried out in the air. ..
  • the acrylic acid type cyclodextrine derivatives (1) and (3) are 20 minutes to 3 hours
  • (2) is 20 minutes to 6 hours, ( In the case of 4), the reaction takes 20 minutes to 1 hour.
  • the subject of the present invention is a method for synthesizing a cyclodextrimmer, which comprises reacting a derivative of a cyclodextrine with a aliphatic ammonium hydrochloride. , And a method for producing a cyclodextrine membrane using the cyclodextrimmer.
  • hydrochloric acid hydrochloride which has a high introduction rate of cyclodextrine, has excellent film-forming characteristics, and has various peculiar functions, is used, for example.
  • Hydro yS Hydrodekisstrin inducer such as cyclodextrine A high proportion of the reaction of the body, so that the proportion of the chloride contains the chloride. You can obtain a norea mineral cycler.
  • aliphatic noreamin hydrochloride and cyclodeki The reaction with the derivative of the strain is carried out as follows, for example.
  • porous lamin hydrochloride preferably has a molecular weight of 10,000 or more.
  • reaction conditions for the reaction between the aliphatic hydrochloride and the chloride inducer are arbitrarily selected depending on the type of the chloride derivative or the purpose of use.
  • the reaction composition ratio of the aliphatic hydrochloride and the cyclodextrine derivative is 1: 10 to 1: 1 000 in terms of molar ratio, and the reaction temperature is 40. It takes 6 to 48 hours at ⁇ 100 ° C.
  • the DMF was then distilled off under reduced pressure and concentrated to reprecipitate the residue in the acetate.
  • the precipitate was thoroughly washed with water and then dried to obtain a political norea miniculodextrim.
  • the obtained polymer was measured by elemental analysis and NMR. / 3-The introduction rate of cyclodextrine was 24% o.
  • the cyclodextrine introduction rate is defined as the value obtained by subtracting the amount of unreacted amino groups from all amino groups.
  • the obtained cyclodextrimmer was heated and melted in DMF, spread on a glass plate, and heated in an oven at 40 to 60 ° C. When DMF disappeared, it was immersed in water together with the glass plate, and the cyclodextrine film was peeled off from the glass plate. When the exfoliated membrane was washed with water and dried, a good 3 — cyclodextrimmer membrane was obtained.
  • the cyclodextrins that form the derivatives of the cyclodextrins in the present invention include, for example, ⁇ — cyclodextrins, / 3 — cyclodextrins. And a-cyclodrin.
  • the cyclodextrimer of the present invention is, for example, a permeation or adsorption separation membrane as a membrane, or a gas chromatographie or a liquid chroma in the form of powder or beads. It is used as a filler for separation membranes of graphies, and as an adsorbent, collector, etc. in the form of beads or pellets.
  • a film is formed using the poller obtained above.
  • Various known methods are used for film formation, and for example, the following methods are specifically used.
  • a cast method in which the solution obtained by dissolving the cyclodextrimmer of the present invention in a solution is spread on a support, and then the solution is removed to form a film. ..
  • a solution in which the obtained polymer is dissolved in dimethylformamide (DMF) or dimethylsulfooxide (DMS 0) is used for a support such as a Teflon plate, a glass plate, or a metal plate.
  • the solvent is removed (eg, evaporated) to form a film.
  • both DMF and DMSO have a high boiling point and are difficult to evaporate. Therefore, heat at 40 to 60 ° C, and when they evaporate to a certain extent, put them in water to peel off the film, wash them with water, and dry them. It is possible to obtain a chloride film.
  • Another method is to heat the cyclodextrimmer of the present invention to melt it, extrude it, stretch it, and mold it into a film. You can also.
  • the obtained polymer was thoroughly washed with water and dried to obtain a cyclodextrimmer.
  • the cyclodextrine introduction rate is defined by subtracting the unreacted C residue from the amount of C £ groups obtained from the reacted O H groups of PVA.
  • the obtained cyclodextrimmer is melted in DMF by heating, spread on a glass plate, and then heated in an oven at 40 to 60 ° C. When the DMF is almost eliminated, the glass is removed. The plate was put in water and the film was peeled off. When this was thoroughly washed with water and dried, a good — cyclodextrimmer film was obtained.
  • the cyclodextrine was introduced using I ⁇ -ci ⁇ as in Example 2, but N a H was not used at this time, and the reaction was carried out only by stirring.
  • the cyclodextrine introduction rate of the obtained polymer was about 18%.
  • the epoxier part of the allylglycidyl ether was ring-opened with hydrochloric acid, and the obtained allylu 3 — chloro 2 — hydroxy cypropirue 1 tenole and 3 — cyclodextrine
  • the sodium salt was reacted in DMF at about 70 ° C for 24 hours to obtain the above-mentioned / 3 — cyclodextrine derivative (1).
  • the molar ratio of vinyl acetate and the obtained 3 — cyclodextrine derivative was 7: 3, and the polymerization initiator AIBN was added to the monomer in 50 ml of DMF from 0.1 to 1.0% by weight. In addition, it was polymerized at 60 ° C for 24 hours. The monomer concentration at this time was 30 to 50% by weight.
  • the mixture was reprecipitated with metalol, washed, and dried under reduced pressure to obtain a cyclodextrimmer.
  • the molecular weight of the obtained polymer was about 50,000 to 60,000.
  • the introduction rate and gelatinization rate can be determined by elemental analysis and the MRI method.
  • copolymer compounds and copolymers obtained in each of Examples 6 to 9 were heated to DMF, melted, spread on a glass plate, and heated in an oven at 40 to 60 ° C. And almost DMF When it became dry, it was immersed in water together with the glass plate, and the cyclodextrine film was peeled off from the glass plate. When the peeled film was washed with water and dried, a good cyclodextrine film strength was obtained.
  • the cellulos (molecular weight of about 50,000) was suspended in a pyrijin, and a chloride-form solution in which p-tonoleene sulfonate chloride was dissolved was added thereto. .. After stirring this system at 0 ° C for 6 hours and then at room temperature for 24 hours, the unreacted cellulosic filter is filtered, the filtrate is distilled off under reduced pressure at 40 ° C or less, and a large amount of residue is deposited. It was reprecipitated by filtration. The resulting white assassination was recrystallized from ethanol to give a cellulosic slate.
  • reaction (H) (1) carboxycellulos (molecular weight of about 50,000) and benzene are used as solvents, and pyridin is used as a base, and chlorination is performed with thionyl chloride.
  • the reaction was carried out under reflux for 8 hours, allowed to cool after the reaction was completed, filtered, the solvent was evaporated under reduced pressure, and the residue was reprecipitated by a large amount of dehydration acetate.
  • the resulting cellulosic acid chloride was dried under reduced pressure.
  • the following operations 1 — 3 or 1 ® were performed.
  • reaction (I) 1 N nitric acid (HN 0 3 ) is dissolved in serum ammonium nitrate ((N H 4 ) 2 C e (N 0 3 ) 6) to make a 0.1 mol Z solution.
  • 1 g of PVA (molecular weight; about 10,000) and 5 g of amidocyclodextrine acrylate are dissolved in 100 ml of water, and 2.5 ml of the above solution is added to this, and nitrogen is added.
  • Polymerization reaction is carried out at 20 ° C for 1 hour in an atmosphere. Pour the reaction solution into approximately 2,000 ml of acetate, reprecipitate, filter, repeat, wash with water, and then dry under reduced pressure. A precipitate of the polymer is obtained.
  • PVA (about 10,000 molecular weight) was dissolved 2 g in DMS 050ml, Peruoki source 2 sulfate mosquito Li U beam (K 2 S 2 0 8) 5 mg and meta click Li Le acid type 3 - sheet click Rodekisu Application Benefits down (5) Add 6 g, cool and seal. React this at 40 ° C for 24 hours.
  • the cyclodextrine introduction rate is defined by the reaction rate of the hydroxyl group (1 O H) of PVA.
  • the cyclodextrimmer obtained by the present invention can contain the cyclodextrine at a high introduction rate, and the present invention. Since the cyclodextrin membrane obtained by using the cyclodexer membrane is self-forming, it is necessary to use another supporting membrane. However, it can be used as a single membrane. In addition, polyvinyl alcohol has a very strong film strength, so it is continuous. Withstands operation. Furthermore, by cross-linking the unreacted hydroxy group of the cellulos used, the membrane can be further insolubilized to provide high strength.
  • the cyclodextrimer of the present invention is, for example, a permeation or adsorption separation membrane as a membrane, or a gas chromatographie or a liquid chroma in the form of powder or beads. It is used as a filler for separation membranes of graphies, and as an adsorbent, collector, etc. in the form of beads or pellets.

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Description

明 細 書
シ ク ロ デキ ス ト リ ンポ リ マー の合成方法及び シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法
技 術 分 野
本発明は、 シ ク ロ デキス ト リ ンを含有する ポ リ マーの 合成方法、 及びシ ク ロ デキス ト リ ンを含む固体膜の製造 方法に関する。
背 景 技 術
シ ク ロ デキス ト リ ンは水溶液中で種々 のゲス ト化合物 と構造特異的な包接化合物を形成する。 したがっ て、 シ ク ロ デキス ト リ ンを含む固体膜には、 特異的な性能、 特 に分離能と透過能な どが期待され、 ま た シ ク ロ デキス ト リ ンが高分子に担持さ れる こ と に よ り 単体 と して成 し得 なか っ た種々 の物性を期待する こ とができ、 利用面 も広 がる ため、 シ ク ロ デキス ト リ ンを含む膜を 自 由 に作成 し う る方法が望まれていた。
こ の よ う な シ ク ロ デキス ト リ ン膜の作成に関 して、 例 えば特開昭 60 - 2322 1 0号公報には、 シ ク ロ デキス ト リ ンの 包接化合物の結晶 と ィ ソ シ ァネ ー ト 基を有する化合物か らな る高分子を市販の限外濾過膜上にキ ャ ス 卜 する方法 が開示されてお り 、 ま た、 特開昭 62 - 258702号公報には シ ク ロ デキス ト リ ン と各種モ ノ マ ーを反応させた後ァ ク リ ロニ ト リ ル誘導体 と共重合 して得 られた高分子を公知の 方法を用 いて製膜する方法が開示 されている。
しか しながら、 前記特開昭 60 - 2322 10号開示の方法は シ ク ロ デキス ト リ ン膜を高分子自体の膜と して使用 し う る ものではな く 、 また、 特開昭 6 2 - 2587 02号開示の方法は、 得 られる高分子膜中の シ ク ロ デキス ト リ ンの導入率が 3 〜 4 % と低 く 十分な特性の得 られる ものではなかっ た。
従 っ て本発明の 目的は、 シ ク ロ デキス ト リ ンを高い導 入率で含有する こ とができ る シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マ一 の合成方法を提供する こ と にあ る。
ま た、 本発明の 目的は、 シ ク ロ デキス ト リ ンを高い導 入率で含有 し、 かつ単体の膜と して使用 し う る シク ロ デ キス ト リ ン膜の製造方法を提供する こ と にあ る。
発 明 の 開 示
本発明者等は前記課題に鑑みて鋭意研究の結果、 本発 明の上記目的は、 ポ リ ビニルアルコ ール又はその誘導体 と シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体とを反応させる こ とを特 徵とする シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成方法及び該 シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用 いて製膜する シ ク ロ デ キス ト リ ン膜の製造方法によ り 達成される こ と を見出 し た。
特に前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体を、 ポ リ ビニ ルアルコ ールにカ ルボニル化合物を反応させて得る か、 ポ リ ビニルアルコ ールにアルデヒ ド類を反応させてァセ タ ール化 して得る か、 ま たはポ リ ビニルアルコ ールにケ ト ン類を反応させて得る こ とが、 本発明において特に好 ま し く 、 ま た、 前記 シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体は シ ク ロ デキス ト リ ンのアルデヒ ド誘導体であ る こ とが好ま し い o
更に、 前記ポ リ ビニルアルコ ール又はその誘導体 と シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と の反応を、 ポ リ ビニルアル コ ール又はその誘導体に シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体を グラ フ ト 重合 させる こ と に よ り 行な う シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マーの合成方法 も本発明の好ま しい態様であ る。
ま た、 本発明の 目的は シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と メ タ ク リ ル酸メ チルとを共重合する こ とを特徴とするか、 ま た は シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と酢酸 ビニルと を共 重合 して得 られる ポ リ マーをゲ ン化する こ とを特徴 とす る シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成方法及び該 シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用 いて製膜する シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法によ り達成され、 更にセルロ ース誘導 体に シ ク ロ デキス ト リ ン又はその誘導体を反応させる こ と を特徴 とする シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成方法 及び該 シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用いて製膜する シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法によ り 達成される。
以下に、 本発明を更に詳細に説明する。
本発明において は、 製膜特性に優れ、 膜強度及び連続 操作性に も優れている ポ リ ビニルアルコ ール ( P V A ) をアルデ ヒ ド類、 ケ ト ン類等のカ ルボニル化合物 と反応 させ、 シ ク ロデキス ト リ ン誘導体との反応性の高い P V A 誘導体を合成 し、 こ れと シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 と を 反応 させて、 シ ク ロ デキス ト リ ンユニ ッ ト を高い導入率 でと り こ んで P V A — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー (以 下上記ポ リ マーを含め、 シ ク ロ デキ ス ト リ ンを含有する ポ リ マーを 「シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー」 と称す。 ) を得る こ とができ る。 ま た、 上記カルボニル化合物 と し て シ ク ロ デキス ト リ ンのアルデヒ ド誘導体を用 いる こ と によ り 、 P V A誘導体の合成を経る こ とな く 直接シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得る こ とができ る。
本発明に用 い られる カルボニル化合物と して は、 好ま し く はアルデ ヒ ド類、 ケ ト ン類が挙げ られ、 アルデ ヒ ド 類と しては例えば以下のよ う な も のが挙げられる。
OIL (CH2)nCHO Br (CH2)nCHO , H2N (CH2)nCHO HO(CH2)nCHO
(nは ί 〜10 , 好ましくは: l又は 2)
/ OCH /OCzHs
Ci CH2CH 01 CH2CH
\ OCH3 \ OC2H.
Figure imgf000006_0001
上記の う ち好ま し く は C £ ( C H2 ) nC H 0 ( n = l 又 は 2 ) であ り 、 具体的化合物 と しては、 3 — ク ロ 口 (あ る いはブロ モ) プロ ピオ ンアルデヒ ド、 3 — ヒ ドロ キ シ プロ ピオ ンアルデ ヒ ド、 3 — ア ミ ノ 一 プロ ピオ ンアルデ ヒ ド、 2 — ク ロ 口 (あるいはブロモ) ァセ トアルデヒ ド、 2 — ヒ ドロ キ シァセ ト アルデ ヒ ド、 2 — ア ミ ノ アセ ト ァ ルデ ヒ ド、 シ ク ロ デキス ト リ ンのアルデ ヒ ド誘導体等力 挙げ られる。 特に上記用 い ら れる シ ク ロ デキス ト リ ンのアルデ ヒ ド 誘導体 と して は、 例えば前記アルデ ヒ ド類の 3 — シ ク ロ デキス ト リ ン化合物が挙げ られ、 具体的には以下の よ う な も のが挙げられる。
CD 、0" CH2>^~CHO
Figure imgf000007_0001
、NH" CH2^~CH
CH
Figure imgf000007_0002
(但し、 上記の式中 X= 1〜10、 好ましくは X= 1又は 2である。 ) ま た、 ケ ト ン類 と しては、 例えば以下の よ う な も のが 挙げ られる。
Figure imgf000008_0001
( Rは特に限定はないが、 アルキル基、 ァ リ ール基、 複 素環基、 ハロ ゲン原子等が好ま しい。 )
この う ち、 好ま し く は -C-N 、N R-C-N R— C一 C£ \=J II \=J II \— / II
O 0 0 が挙げられる。
また、 上記本発明において使用 しう る P V A と しては 製膜性の点から分子量が 1 万以上の ものが好ま し く 、 ま た、 他の P V A分子又はシ ク ロデキス ト リ ン誘導体等と 各々 の水酸基を部分架橋した もの も使用 しう る。
本発明においては上記 P V A—シク ロデキス ト リ ンか らなる シク ロデキス ト リ ンポ リ マーは例えば下記のよ う な反応にて得る こ とができ る。
^-0
x人
Figure imgf000009_0001
no
x人
Figure imgf000009_0002
?0
x人 0入 0
Figure imgf000009_0003
HO HO
OHO ZHOUO + H0— 2 HO— HO— 2 H0 ~
(V)
l6df/JDd εΖ081/16 O
Figure imgf000010_0001
0 = 0
HO 0
HO-HO-'HO^-
2 H3
Figure imgf000010_0002
(9)
19900/I6df/JDd £2081/16 OAV (C)
■fCH
Figure imgf000011_0001
(但し、 CDはシクロデキス ト リ ンを表わす。 ) 上記に示すよ う に、 本発明の好ま しい態様と しては、 P V Aをアルデヒ ド類 と反応 させてァセタ ール化 して前 駆体を形成 した後に シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 と反応さ せて シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得る方法、 該方法に おいて上記アルデ ヒ ド類と して シ ク ロ デキス 卜 リ ンのァ ルデ ヒ ド誘導体を用 いて直接的に シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得る方法、 ま た、 P V Aを N , N ' — カルボ二 ルジイ ミ ダゾール等のケ ト ン類と反応 させて シ ク ロ デキ ス ト リ ンポ リ マーを得る方法が挙げられる。
ま た前記 ( A ) 〜 ( C ) の各々 に代表さ れる本発明の シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成反応条件は、 使甩さ れる化合物又は使用 目的等に よ り 任意に選択 し う る が、 例えば、 P V Aに カ ルボニル化合物を反応 させて、 前駆 体であ る P V A誘導体を生成 させた後 シ ク ロ デキス ト リ 0
ン誘導体と反応させて シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得 る方法においては、 まず前駆体であ る P V A誘導体を得 る反応は、 前記のようなカルボニル化合物を用いて、 P V A とカルボニル化合物の割合を 1 : 1 〜 1 : 100と して、 大 気中又は窒素雰囲気下において、 20〜100°C、 好ま し く は 60〜 80°Cの温度で 1 〜 24時間、 好ま し く は 6 〜 24時間の 条件で行なわれる。
ま た、 上記 P V A誘導体と シ ク ロデキス ト リ ン誘導体 を反応させて シク ロデキス ト リ ンポ リ マーを得る反応は、 P V A誘導体と シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体の割合を 1 : 10〜 1 : 100と して、 大気中、 好ま し く は窒素雰囲気下で 20〜 100°C、 好ま し く は 60〜80°Cの温度で 1 〜48時間、 好 ま し く は 6 〜 30時間の条件で行なわれる。
一方、 前記のよ う に前駆体を経由 しないでシ ク ロ デキ ス ト リ ンを合成する方法、 すなわち、 P V A と シ ク ロ デ キス ト リ ン のアルデ ヒ ド誘導体と の反応は、 前記の前駆 体を用 いる場合と 同様に行なわれる。
一般に、 ポ リ ビニルアルコ ール ( P V A ) 及びポ リ メ チルメ タ ク リ レー ト ( P MM A ) は製膜特性に優れ、 膜 強度及び連続操作性を有 している。 しか しなが ら、 特に
P V Aの場合、 その構成単位はモ ノ マー と しては存在 し ない。 こ のため、 シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と酢酸 ビ 二ル とを共重合 した後アルカ リ 溶液を用いてゲ ン化する こ とによ り酢酸ビニルュニ ッ トを分解し、 ビニルアルコ ー ノレ ユ ニ ッ ト と し、 こ れによ り ポ リ ビニ ノレ ア ノレ コ 一 ノレ の体 用 と 同様に良好な製膜性を有する共重合体を得る こ と が でき る。 一方、 P M M A — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー はメ タ ク リ ル酸メ チルと シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を共 重合させる こ と に よ り 得 られるが、 共重合後ゲ ン化せず に製膜さ せる こ とができ る。
こ の よ う な シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成に用 い られる シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と しては、 好ま し く は下記の も のが挙げられる。
) ァ リルエーテル型
Figure imgf000014_0001
ii) メタク リル酸型
Figure imgf000014_0002
iii) アタ リル酸型
( e) CH2= CH ( f ) CH2 =
C = 0
0
CH2
CH - OH
CH2-0
Figure imgf000014_0003
シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と酢酸 ビニルを共重合 さ せて本発明の共重合体を得る反応は、 例えば下記の よ う に して行なわれる。
( D ) 酢酸ビ ニ ルと ァ リ ルグ リ シ ジ ルエ ー ル
C D との共重合
Figure imgf000015_0001
( E) 酔酸ビ ル と ァ リ ル ヒ ド ロ キ シェ チ ルェ— テ ル
- C D の共重合
CH2 = CH +
0
C = 0
CH3
共重合
— (-CHz-
ケン化
-> -fCH2-
Figure imgf000016_0001
(CDはシクロデキスト リ ンを表わす。 ) ま た、 シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と メ タ ク リ ル酸メ チルと の共重合 も ゲ ン化を行なわない以外は同様の経路 で行なわれる 。
本発明においては、 上記共重合反応は目的に応 じて種々 の条件下で行な う こ とができ る が、 例えば ジメ チルホル ムア ミ ド ( D M F ) 、 ジメ チルスルホキシ ド ( D M S O ) 等の溶媒中で行なわれ、 重合開始剤と しては、 例えば α, a ' — ァ ゾ ビスイ ソ ブチロニ ト リ ノレ ( A I B N ) 、 過酸 化ベ ンゾィ ル等が全モ ノ マー量に対 し 0.1〜 1.0重量%の 量で用 い られる。 共重合の際の全モノ マーの濃度は 30〜 50重量%が適当であ る。 更に酢酸 ビニル又はメ タ ク リ ル 酸メ チルと シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体の仕込比は 7 : 3 〜 9 : 1 の範囲であ り 、 反応は反応温度 20 (室温) 〜 60 °Cで酢酸 ビニルを用 いた場合は 12〜 48時間、 メ タ ク リ ル 酸メ チルを用いた場合は 6〜 48時間で行なわれる。 また、 得 られる共重合体における酢酸 ビニル単量体又はメ タ ク リ ル酸メ チルと シク ロデキス ト リ ン誘導体との割合 ( X : y ) は重量比で 7 : 3 以上 とする こ と が好ま しい。
更に上記得 られる共重合体は製膜性の点か ら 5 万以上 の分子量を有する も のが好ま しい。
ま た、 上記ゲ ン化は製膜性を向上さ せる ために行なわ れ、 公知の方法、 例えば得 られた共重合体をメ チルアル コール 2.5 N —水酸化ナ ト リ ゥ ム水溶液混合溶液中で還 流下 5 〜 6 時間反応する方法等にて行な う こ と ができ る が、 その ゲ ン化率は 50〜 100%であ る こ と が好ま しい。 セルロ ースはそれ自体あ る いはァセチル化 した も ので も一般に製膜特性に優れ、 種々 の材料のフ ィ ルムベー ス と して広 く 用 い られている。 ま た、 その構造も グルコ一 スが 3 — 1, 4 ー グルコ シ ド縮合 した線状高分子であ り、 シ ク ロ デキス ト リ ン と非常に類似 している。
本発明者等は上記の如きセルロ ースの特性にも着目 し、 セルロ ースに シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を反応させ化学 結合 させる こ と に よ っ て連続操作に耐え う る シ ク ロ デキ ス ト リ ン膜を得る こ とができ た。
すなわち、 それ自体製膜特性に優れ、 膜強度及び連続 操作性に も優れている セルロ ース又はその誘導体に シ ク ロ デキス ト リ ンを化学結合させる こ と によ っ て シ ク ロデ キス ト リ ンュニ ッ ト を導入 し、 優れた製膜特性を有する セルロ ース 一 'シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マーを得る こ とが でき る。
上記セル ロ ース又はその誘導体 と反応させる シ ク ロ デ キス ト リ ンの誘導体と して は、 好ま し く はァ ミ ノ 基、 ヒ ドロ キ シル基、 一 O N a基等を有する シ ク ロ デキス ト リ ン化合物が挙げられ、 具体的には下記化合物が挙げられ る。
Figure imgf000019_0001
( n は 2 〜 1 0の整数)
Figure imgf000019_0002
( n は 2 〜 1 0の簦数)
Figure imgf000019_0003
( n は 2〜; I 0の整数) また、 本発明に用いられるセルロース誘導体と しては、 好ま し く は、 セノレロ ース ト シ レー ト ゃセノレロ ース ヽ ロ ゲ ン化物等 ; カ ルボキ シセルロ ース ; カ ルボキ シ メ チルセ ルロ ース等の酸塩化物等が挙げられる。 こ の よ う な誘導 体を形成する セルロ ース と しては、 好ま し く は分子量が 約 5 万以上の も のが用 い られる。 ま た、 他のセルロ ース 分子又は シ ク ロ デキス 卜 リ ン誘導体等 と各々 の水酸基を 部分架橋 した も の も使用 し う る。
シ ク ロ デキス ト リ ン又はその誘導体 とセルロ ース誘導 体 と の反応と しては例えば、 ア ミ ノ 基又は — O N a 基を 有する シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 とセルロ ース ト シ レー ト と の反応、 カ ノレボキ シセノレロ ースあ る いは力ノレボキ シ メ チルセルロ ースそれぞれの酸塩化物 と シ ク ロ デキス ト リ ン又はア ミ ノ 基あ る いは ヒ ドロ キ シ基を有する シ ク ロ デキス 卜 リ ン誘導体 と の反応等が挙げ られる。
本発明 において上記の如き シ ク ロ デキス ト リ ン又はそ の誘導体 とセルロ ース誘導体を反応させて シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得る ためには例えば下記のよ う な反応 によ る こ とができ る。
( F)
Η2Ν
一 )
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
(CeU : セルロース)
(G)
① NaH
NaO"
CD CD CD
DHF 膨
( な, ,ァ一 )
Figure imgf000020_0003
Π DMF DMF
CeM-o oノ
CD (n= 1 〜 9 )
Figure imgf000021_0001
② OH H OH
o
-o- H S0C£: -O- し 0—
H o • ゝ 0一
CH20CH2C00H CH20CH2C0C£
カルボキシメチルセルロース
Figure imgf000022_0001
Ce^-CHzO-CHz-COO-fCl ^O-^ ^^
(n= 2〜10)
但し (a) H7N-eCH: ¾NH
Figure imgf000022_0002
又は CD
(n= 2〜10)
(b) 又ほ ^ Λ
(η= 2〜10) 他の反応 も上記の合成反応例にな ら っ て行な う こ とが でき る。
本発明は更に、 ポ リ ビニルアルコ ールと シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体との反応によ り シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マー を得る方法において、 該反応 と して グラ フ ト重合を行な う 方法を用 い る こ と ができ る。
上記においては、 製膜特性に優れ、 膜強度及び連続操 作性に も優れている P V Aの水酸基に シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を グラ フ ト重合 し、 化学結合 させる こ と に よ つ て シ ク ロ デキス ト リ ンュニ ッ ト を導入 し、 優れた製膜特 性を有する P V A — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得る こ とがでさ る。
上記に用 い られる シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体 と して は、 好ま し く は シ ク ロ デキス ト リ ン残基を有する ァ ク リ ル酸ア ミ ドあ る いはメ タ ク リ ル酸ア ミ ド、 又は シ ク ロ デ キス ト リ ン残基を有する ァ ク リ ル酸エステルあ る いはメ タ ク リ ノレ酸エステルが挙げ られ、 特に下記のよ う な も の が挙げられる。
) アタ リル酸型
Figure imgf000024_0001
ii) メタク リル酸型
(5)
C H 2 "
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000025_0001
ま た、 本発明において使用 し う る P V A と しては前述 と 同様分子量が 1 万以上の も のが好ま し く 、 ま た、 他の P V A分子又は シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体等と各々 の水 酸基を部分架橋 した も の も使用 し う る。
P V A にァ ク リ ル酸型の シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を グラ フ ト重合させる反応は、 例えば、 ラ ジカルグラ フ ト 重合を用 い、 硝酸セ リ ウ ムア ンモニゥ ムを触媒 と して下 記の よ う に行なわれる。
( I ) P V A と シ ク ロ デキ ス ト リ ン残基を有す る ァ ク リ ル酸ア ミ ド と の反応
*
Figure imgf000026_0001
(J ) P V Aと シ ク ロ デキ ス ト リ ン残基を有す る ァ ク
リ ル酸エ ス テ ル と の反応
- -CH2-CHir + CH2 = CH
*
Figure imgf000026_0002
【但し、 CDはシクロデキス ト リ ンを袞わす。 ) 上記グラ フ ト重合は例えば硝酸、 硝酸セ リ ウ ムア ンモ 二ゥ ムを含む溶液中で行なわれ、 その反応条件は シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体の種類又は 目的に よ り 種々 選択 し う る が、 好ま し く は P V A と シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体比 を 1 : 10~ 1 : 100と し、 複反応を防止するため反応温度 20〜 100°C、 好ま し く は 20〜 50°Cにて 20分〜 6 時間、 好ま し く は 20分〜 3 時間で行なわれ、 その際、 反応雰囲気 と して は窒素雰囲気下が好ま しいが、 大気中で反応を行つ て も よ い。 例えば上記反応温度においては前記ア ク リ ル 酸型 シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 ( 1 ) 及び ( 3 ) の場合 は 20分〜 3 時間、 ( 2 ) の場合は 20分〜 6 時間、 ( 4 ) の場合は 20分〜 1 時間で反応が行なわれる。
更に、 前記本発明の課題は、 ポ リ ア リ ルア ミ ン塩酸塩 に シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体を反応 させる こ と を特徴 とする シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成方法、 及び該 シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用 いた シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法に よ っ て も達成される。
こ こ においては、 シ ク ロ デキス ト リ ンュニ ッ 卜 の導入 率が高 く 、 かつ製膜特性に優れ、 かつ種々 の特異機能を 有するポ リ ア リ ルア ミ ン塩酸塩を用い、 これに例えばョ ー ド yS — シ ク ロ デキス ト リ ン等の シ ク ロ デキス ト リ ン誘導 体を反応さ せる こ と に よ っ て高い割合でシ ク ロ デキス ト リ ンュニ ッ ト を含むポ リ ア リ ノレア ミ ン ー シ ク ロ デキ ス ト リ ンポ リ マーを得る こ とができ る。
本発明 においてポ リ ア リ ノレア ミ ン塩酸塩 と シ ク ロ デキ ス ト リ ン の誘導体との反応は例えば下記のよ う に行なわ れる。
Figure imgf000028_0001
DMF →CH2-CH-CH2-CH½-
Figure imgf000028_0002
(但し、 CDはシクロデキス ト リンを表わす。 ) 上記反応に用いられるポ リ ア リ ルア ミ ン塩ァ酸塩と して
は例えば以下の方法によ り 得られる ものが用い られる。
塩ァN CH!» 酸 H H Cミ ボリァ リルァミ ン塩酸塩 合成法
CH2=CH CH2 = CH CH2 = CH
アンモニア 堪酸
CH2 CH;
NH2
(塩化ァ リル) (ァ リルアミ ン)
— CH2-CH-^- ジ力ル重合
CH2
NH2
HCi
(ボリァリルァ ミ ン塩酸塩) 2Ί
ポ リ ア リ ルア ミ ン塩酸塩は製膜性の点か ら好ま し く は 分子量 1 万以上の ものが用 い られる。
ま たポ リ ア リ ルア ミ ン塩酸塩 と シ ク ロ デキス ト リ ン誘 導体の反応におけ る反応条件は シ ク ロ デキス ト リ ン誘導 体の種類又は使用 目的等に よ り 任意に選択 し う る が、 好 ま し く はポ リ ア リ ルア ミ ン塩酸塩 と シ ク ロ デキス ト リ ン 誘導体の反応組成比がモル比で 1 : 10〜 1 : 1 000で、 反 応温度 40〜 1 00 °Cで 6 〜 48時間で行なわれる。
上記反応の具体的合成例を以下に述べる。
N a O H の 1 Mメ タ ノ ール溶液 50ml中に分子量 1 万 (又 は 6 万) のポ リ ア リ ルア ミ ン塩酸塩 0. 5 gを加え、 分散さ せながら 50〜 60 °Cで 5 時間攪拌 した。 ポ リ ア リ ルア ミ ン 塩酸塩はすべて溶解 し、 中和によ り 塩が析出 した。 こ の 分散液を減圧下 20〜 30m lま で濃縮 し、 塩を濾別 し、 さ ら に濾液を減圧下濃縮 しメ タ ノ ールを全て留去 した。 次い で減圧状態の ま ま窒素雰囲気下 と し、 D M F を加え、 得 られた溶液に別途合成したモ ノ一 6 —デォキシー 6 — ョ一 ド 3 - シ ク ロ デキス ト リ ン 6 gを加え 60〜70°Cで 24時間攪 拌 した。
次いで D M F を減圧下留去 し濃縮 して、 残渣をァセ ト ン中で再沈澱 させた。 沈澱物はよ く 水洗 し、 その後乾燥 して、 ポ リ ア リ ノレア ミ ン一 シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー を得た。 得 られたポ リ マーを元素分析及び N M Rで測定 した と こ ろ /3 - シ ク ロ デキス ト リ ン の導入率は 24 %であ つ た o 尚、 上記において シ ク ロ デキス ト リ ン導入率は全ア ミ ノ 基か ら未反応のア ミ ノ 基量を差 し引 いた値と定義され る
得 られた シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マ一を D M F 中に加 熱溶解 した後ガラ ス板の上に展延 し、 これを 40〜60 °Cの オーブン中で加熱 し、 ほ とん ど D M Fがな く な る際にガ ラ ス板 と と も に水中に浸漬 し、 シ ク ロ デキス ト リ ン膜を ガラ ス板か ら剥離 した。 剥離 した膜を水で洗浄 し乾燥 し た と こ ろ、 良好な 3 — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー膜が 得 られた。
本発明における シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体を形成す る シ ク ロ デキス ト リ ン と しては、 例えば α — シ ク ロ デキ ス ト リ ン、 /3 — シ ク ロ デキス ト リ ン及び ァ — シ ク ロデキ ス ト リ ンが挙げられる。
本発明の シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーは、 例えば膜と して透過又は吸着分離膜等に、 粉体あ る いは ビーズ状に してガスク ロマ ト グラ フ ィ ー又は液体ク ロマ ト グラ フ ィ ー の分離カ ラ ム用充填剤に、 更に ビーズ状あ る いはペ レ ツ ト状に して吸着剤、 捕集剤等に用 い られる。
本発明 においては上記得 られたポ リ マーを用 いて製膜 を行な う 。 製膜には種々 の公知の方法が用 い られるが、 例えば具体的には以下の方法で行なわれる。
すなわち、 本発明の シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを溶 媒に溶解 して得 られた溶液を支持体上に展延 した後、 溶 媒を除去 して製膜する キ ャ ス ト方法。 例えば、 得られたポリマーをジメチルホルムアミ ド ( D M F ) ま た は ジ メ チルスルホオキサイ ド ( D M S 0 ) に溶解 し た溶液をテフ ロ ン板、 ガラ ス板、 金属板な どの支持体の 上に展延 した後、 溶媒を除去 (例えば蒸発) させ、 膜を 形成する。 こ の際 D M F, D M S O と も沸点が高 く 蒸発 しに く いため、 40〜 60°Cの熱をかけ、 あ る程度蒸発 した 時点で水中に入れて膜を剥離 し、 水洗、 乾燥 して シ ク ロ デキス ト リ ン膜を得る方法を と る こ と が出来る。
ま た、 別の方法と して、 本発明の シ ク ロ デキス ト リ ン ポ リ マーを加熱 して溶融 し、 押出 し、 延伸 して フ ィ ルム に成型する押出 し法を と る こ と もでき る。
発明 を実施す る た め の最良の形態
以下に、 実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明す る
実施例 1
水 100ml中に 10gの P V A (分子量 1 万) 、 10mlの メ タ ノ ール及び 0.05gの硫酸を添加 し、 40〜 50°Cに加温 しなが ら攪拌 した。 これに 9 の 〇 ( ョ2 ( 112 じ 11 0 ( 3 — ク ロ ロ プロ ピオ ンアルデヒ ド) を加え、 こ の液 30gに、 更に 9 gの C £ C H2 C H2 C H 0を攪拌 しながら加え、 30〜 60 分間で残 り の P V A溶液を加えた。 その後 P V Aの架橋 をお さ え、 溶解度をお と さ な いために 70〜 80°Cの熱水約 60mlを 30分間に渡 っ て加え、 さ ら に 30分間攪拌 した。 次 いで 0.5g濃硫酸を 3 m 1の水に溶解 して加え、 その後 1 時 間攪拌 し、 未反応の も のを完全に反応 させた。 室温ま で 放冷 した後濾過し、 濾別 した ものを水洗し、 さ らに希力 セィ ソーダ溶液で洗い減圧乾燥 してポ リ マーを得た。
次に ー シク ロデキス ト リ ン 6 gを D M F中に溶解させ、 これに N a H 0.2gを加えた後 50〜 60°Cで 30分間攪拌後放 冷し濾過して得られた濾液を、 上記得られたポ リ マー 5 g を溶解させた D M F溶液中に滴下 した。 その後、 70〜80 °Cで 24時間反応させた後 D M Fを留去 し、 粘度の高い液 体が得られた時点でァセ ト ン中に加え再沈澱させた。
得られたポ リ マーをよ く 水で洗浄し、 乾燥させ、 シク ロデキス ト リ ンポ リ マーを得た。
元素分析、 N M Rによ り シ ク ロデキス ト リ ンの導入率 を測定 した と こ ろ、 yS — シ ク ロデキス ト リ ンの導入率は 約 15%である こ とが確認された。
尚、 上記においてシク ロデキス ト リ ン導入率とは P V A の反応 した O H基から得られた C £ 基の量から未反応の C 残基を引 いた値で定義される ものである。
次いで、 得られたシク ロデキス ト リ ンポ リマーを D M F に加熱溶解後ガラ ス板の上に展延後、 40〜 60°Cのォーブ ン中で加熱 しほとんど D M Fがな く なる際にガラ ス板と と もに水中に入れ膜を剥 した。 これをよ く 水で洗浄 し乾 燥 した と こ ろ、 良好な — シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マー 膜が得られた。
実施例 2
実施例 1 と同様に して P Aに 3 — ヒ ドロキ シプロ ピ オ ンアルデヒ ド ( H 0 C H2 C H2 C H 0 ) を反応させて
Figure imgf000033_0001
で表わ さ れる ポ リ マーを得た。
こ のポ リ マ一 5 gを D M Fに溶解させ、 これに N a H 2. Ogを加えた。 次いで 50〜60でで 2 時間攪拌後放冷 し、 濾 過 して得 られた濾液を別途合成 したモ ノ 一 6 — デォキ シ 一 6 — ョ 一 ド 3 — C D I /?— CD\ 6.2gを溶解させた D M F 溶液中に滴下 した。 実施例 1 と 同様の方法で反応さ せ、 再沈澱させ、 乾燥 させて シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを 得た。 こ のポ リ マーの S — シ ク ロ デキス ト リ ン導入率は 約 10 %であ っ た。
得 られたポ リ マーを用いて実施例 1 と 同様に製膜 した と こ ろ、 良好な — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー膜が得 られた。
実施例 3
実施例 1 と 同様に して P V Aに 3 — ア ミ ノ プロ ピオ ン アルデ ヒ ド ( H2 N C H2 C H2 C H 0 ) を反応させて
Figure imgf000034_0001
0、 0
CH2
CH2
NH2 で表わされる ポ リ マーを得た。
シク ロデキス ト リ ンの導入は実施例 2 と同様 I^-ci^ を用いて行な ったが、 こ の際 N a Hは使用せず、 攪拌し ただけで反応 した。 得られたポ リ マーのシク ロデキス ト リ ン導入率は約 18%であった。
得られたポ リ マーを用いて実施例 1 と同様に製膜 した と こ ろ、 良好な — シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マー膜が得 られた。
実施例 4
水 10 Omlの中に 10gの P V A、 10mlの D M F及び 0.05gの 硫酸を添加 し、 40〜 50°Cに加温 しながら攪拌した。 これ に 5 gのプロ ピオ ンアルデヒ ド /3 — シク ロデキス ト リ ンの D M F溶液を加えた。 こ の液 30gに更に 5 gのプロ ピオン アルデ ヒ ド 3 — シ ク ロ デキス ト リ ンの D M F溶液を攪拌 しながら加え、 次いで 30〜 60分間で残り の P V A溶液を 加えた。
その後約 60mlの 70〜80°Cの熱水を 30分間に渡って加え、 さ ら に 30分間攪拌 した。 次いで 0.5g濃硫酸を 3 mlの水に 溶解 して加え、 その後 1 時間攪拌 した。 室温ま で放冷 し た後濾過 し、 濾別 した ものを水洗 し、 さ らに希カセイ ソ一 ダ溶液で洗い乾燥 してポ リ マーを得た。 得 られた シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの シ ク ロ デキス ト リ ン導入率は 18 〜 20%であ っ た。
得 られた シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用いて実施例 1 と 同様に製膜 した と こ ろ、 良好な S — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー膜が得 られた。
実施例 5
P V A 10gを D M F 100ml中に溶解 し、 N , N ' — カル ボニルジィ ミ ダゾ一ル 1.5gを加え 60〜 70 で反応させた 後、 6 〜 7 時間後に D M F を減圧下留去 し、 その残渣を ァセ ト ン中に添加 し、 再沈澱 させてポ リ ビニルアルコ ー ル誘導体を形成 した。 P V Aへのカ ルボニル基の導入率 は約 70%であ っ た。
次いで得 られたポ リ マ一 6.0gを D M F に溶解 し、 これ に 2 — ァ ミ ノ エチルア ミ ノ 3 — シ ク ロ デキス ト リ ン 5.8g を加え 60〜70°Cで 24時間反応させた。 その後、 減圧下 D M F を留去 し、 その残渣をアセ ト ン中に添加 し、 再沈澱させ て沈澱物を得た。 得 られたポ リ マー沈澱物を濾別 し、 よ く 水で洗浄後、 乾燥させた。 得 られた シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの シ ク ロ デキス ト リ ン導入率は約 28%であ つ f~ ま た得 られた シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用 いて実 施例 1 と 同様に製膜 した と こ ろ、 良好な /3 — シ ク ロ デキ ス ト リ ンポ リ マー膜が得 られた。
実施例 6
ァ リ ルグ リ シ ジルエーテルのエポキ シ部を塩酸で開環 し、 得 られたァ リ ルー 3 — ク ロ ロ ー 2 — ヒ ドロ キ シプロ ピルェ一テノレと 3 — シ ク ロ デキス ト リ ンのナ ト リ ウ ム塩 を D M F中約 70°Cで 24時間反応させ前記 /3 — シ ク ロ デキ ス ト リ ン誘導体 ( 1 ) を得た。
そ して酢酸 ビニルと得 られた 3 — シ ク ロ デキス ト リ ン 誘導体のモル比を 7 : 3 と し、 D M F 50ml中で重合開始 剤 A I B Nをモノ マーに対 し、 0.1〜; 1.0重量%加え、 60 °Cで 24時間重合させた。 こ の時のモノ マー濃度は 30〜 50 重量%であ っ た。
反応後、 メ タ ノ ールで再沈澱させ、 洗浄 し、 減圧乾燥 して シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得た。 得られたポ リ マー l gと ゲ ン化溶液 (メ チルアルコ ール 5部 Z2.5N水 酸化ナ ト リ ウ ム水溶液 1 部) 50mlとを還流下約 10時間反 応させ、 水洗後乾燥させて シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー を得た。 得 られたポ リ マーの分子量は約 5 万〜 6 万であ つ た。 ま た導入率及びゲ ン化率は元素分析、 N M R法に よ り 決定でき る。
実施例 7
ァ リ ル ヒ ドロ キ シェチルエーテルと /3 — シ ク ロ デキス ト リ ンのモ ノ ト シルま たはモ ノ ヨ ウ素化物と を、 N a H 存在下 D M F中で約 70°C、 24時間反応 させる こ と によ つ て前記 / S — シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 ( 2 ) を得た。 得 られた /3 — シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を実施例 6 と 同様 に して酢酸 ビニルと共重合 さ せ、 ゲ ン化反応を行な い、 シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを得た。
実施例 8
グ リ シ ジルメ タ ク リ レ ー ト のエポキ シ部を塩酸で開環 し、 得 られた 3 — ク ロ 口 一 2 — ヒ ドロ キ シプロ ピルメ タ ク リ レー 卜 と 3 — シ ク ロ デキス ト リ ンの N a塩を D M F 中約 60°Cで 24時間反応させて前記 S — シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 ( 3 ) を得た。 そ してア ク リ ル酸メ チルと得 ら れた ^ — シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体のモル比を 7 : 3 と し、 D M F 50ml中で重合開始剤 A I B Nを加え、 40°Cで 12時間重合させた。 反応後、 メ タ ノ ールで再沈澱させ、 繰 り 返 し洗浄 した後、 減圧乾燥 して シ ク ロ デキス ト リ ン ポ リ マーを得た。
実施例 9
ヒ ドロ キ シェチノレメ タ ク リ レー 卜 と yS — シ ク ロ デキス ト リ ンのモ ノ ヨ ウ素化物とを A g2 O (又は B a O ) 存在 下 D M F中で約 60°C、 12時間反応させる こ とで前記 ^ 一. シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体 ( 4 ) を得た。 得 られた /3 — シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を実施例 8 と同様に して ァ ク リ ル酸メ チルと共重合させて シ ク ロデキス ト リ ンポ リ マー を得た。
実施例 6 〜 9 の各々 において得 られた共重合体ケ ン化 物及び共重合体を D M F に加熱、 溶解後ガラ ス板上に展 延 し、 これを 40〜 60°Cのオーブン中で加熱 してほぼ D M F がな く なる際にガラ ス板と共に水中に浸漬 し、 シク ロデ キス ト リ ン膜をガラ ス板から剥離した。 剥離した膜を水 で洗浄し乾燥 した と こ ろ、 良好な シク ロデキス ト リ ン膜 力 得られた。
実施例 10
前記反応 ( F ) においてセル ロ ー ス (分子量約 5 万) を ピ リ ジ ン中で懸濁させ、 これに p — トノレエンスルホ ン 酸ク ロ ラ イ ドを溶解したク ロ 口ホルム溶液を加えた。 こ の系を 0 °Cで 6 時間、 続いて室温で 24時間攪拌後、 未反 応セルロ ースを濾過し、 濾液を減圧下 40 °C以下で留去し、 残渣を大量のア セ ト ンによ り再沈澱を行なった。 得られ る 白色沈殺はエタ ノ ールよ り再結晶 し、 セルロ ー ス ト シ レ ー ト を得た。
また、 D M F中で、 別途合成した 2 — ア ミ ノ エチルァ ミ ノ ー 3 — シク ロデキス ト リ ンと 70 °Cで 24時間反応させ、 反応終了後 D M F を減圧下で濃縮 し、 残渣を大量のァセ ト ンよ り再沈澱を繰り返すこ とでセルロースと S — シク ロデキス ト リ ン化学結合物を得た。
実施例 1 1
前記反応 ( G ) の①においてセ ル ロ ー ス (分子量約 5 万) をピ リ ジ ン中で懸濁させ、 これに p — ト ルエ ン スル ホン酸ク ロライ ドを溶解したク ロ 口ホルム溶液を加えた。 こ の系を 0 でで 6 時間、 続いて室温で 24時間攪拌後、 未 反応セル ロ ー スを濾過 し、 濾液を減圧下 4 0 °C以下で留去 し、 残渣を大量のア セ ト ン よ り再沈澱を行な っ た。 得られる白色沈澱はエタ ノ ールよ り再結晶し、 セルロー ス ト シ レー ト を得た。
次に D M F中に 3 — シク ロデキス ト リ ンを溶解 し、 室 温で窒素気流下 N a H と反応させた。 これを 30〜60分後 濾過し、 濾液に上記合成したセルロース トシレー トの D M F 溶液をゆ つ く り と滴下 し、 滴下後 70〜 80°Cで 24時間攪拌 した。 反応終了後 D M Fを減圧で留去 し、 残渣を大量の アセ ト ンよ り再沈殿を行な っ た。 得られた沈澱を繰 り 返 し熱エタ ノ ールで洗浄 し、 残った沈澱を減圧乾燥する こ とで目的物を得た。
実施例 12
反応 ( H ) の①においてカルボキシセルロ ース (分子 量約 5 万) とベ ンゼンを溶媒と し塩基と して ピ リ ジ ンを 用 い、 塩化チォニルによ り塩素化を行な う 。 還流下 8 時 間反応させ、 反応終了後放冷 し、 濾過後、 溶媒を減圧下 留去 した後残渣を大量の脱水ァセ ト ン よ り再沈澱を行な つ た。 得 られるセルロ ースの酸塩化物は減圧乾燥 した。 以下 1 —③又は 1 一 ®の操作を行な っ た。
1 - (D
次に別途合成 したモ ノ ー 6 —デォキシー 6 — ア ミ ノ ー
/3 — C Dを D M Fに溶解させ、 窒素気流下室温でセルロー スの酸塩化物を溶解 した D M F溶液を滴下 し、 終了後 70 〜 80°Cで 12時間反応させた。 反応終了後、 室温まで放冷 し、 D M F を減圧下で留去 し、 残渣を大量のアセ ト ンで 再沈澱を行な っ た。 濾別 した沈澱をよ く エタ ノ ールで洗 い、 残っ た沈澱物を減圧乾燥 し、 セルロ ース型 シ ク ロ デ キス ト リ ン誘導体を得た。
1 一 ©
次に D M F 中に ) S — シ ク ロ デキス ト リ ンを溶解させ塩 基と して ピ リ ジ ンを窒素気流下室温で添加した。 30分後、 セルロ ー スの酸塩化物を溶解 した D M F溶液を滴下 し、 終了後 70〜 80°Cで 12時間反応させた。 反応終了後、 室温 まで放冷 し、 沈澱物を濾過した。 D M Fを減圧下留去し、 残渣を大量のアセ ト ンで再沈殿を行な っ た。 濾別 した沈 澱をエタ ノ ール、 水でよ く 洗い、 残っ た沈澱物を減圧乾 燥 し、 セルロ ース型シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を得た。
実施例 13
反応 ( I ) において 1 N硝酸 ( H N 03 ) に硝酸セ リ ウ ムア ンモニゥ ム ( ( N H4 ) 2 C e ( N 03 ) 6 ) を溶解 し 0.1モル Z 溶液とする。 ま た、 水 100mlに P V A (分子 量 ; 約 1 万) 1 g、 ア ク リ ル酸ア ミ ドー シ ク ロ デキス ト リ ン 5 gを溶解 し、 これに上記の溶液 2.5mlを加え、 窒素雰 囲気下 20°Cで 1 時間重合反応を行なう。 反応液を約 2, 000ml のアセ ト ン中に注ぎ、 再沈澱 した後、 濾過 し、 繰 り 返 し 水洗 した後減圧乾燥を行ない P V A — ア ク リ ル酸ア ミ ド C D の グラ フ ト共重合体の沈殿物が得 られる。
ま た、 メ タ ク リ ル酸型の シ ク ロ デキス ト リ ン誘導体を グラ フ ト重合させる反応も反応触媒と してペルォキ ソ 2 硫酸カ リ ウ ム ( K2 S 208 ) を用 いる以外は前記の ( I ) 又は ( J ) の反応 と同様に、 ま た同様の条件で行なわれ る。 但 し反応時間に関 して は 1 〜 48時間、 好ま し く は 6 〜 24時間で行なわれる。
実施例 14
P V A (分子量約 1 万) 2 gを D M S 050mlに溶解後、 ペルォキ ソ 2 硫酸カ リ ウ ム ( K2 S2 08 ) 5 mgと メ タ ク リ ル酸型 3 — シ ク ロデキス ト リ ン ( 5 ) 6 gを加え、 冷却 し て封管する。 こ れを 40°Cで 24時間反応 させる。
反応終了後、 反応液を 2000mlの ァ セ ト ン中に注ぎ再沈 澱 した後濾過 し、 沈殿物を よ く 水洗 し、 減圧乾燥 して グ ラ フ ト共重合体を得る。 (重合率 : 約 40% )
実施例 13及び 14において元素分析及び N M Rの結果、 得 られた共重合体のそれぞれの シ ク ロ デキス ト リ ン導入 率は約 40%であ っ た。
尚、 本発明においてはシク ロデキス ト リ ン導入率は P V A の水酸基 (一 O H ) の反応率で定義される ものであ る。
実施例 10〜 14で得 られた シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー をそれぞれ用 いて実施例 1 と 同様に製膜 した と こ ろ、 良 好な 3 — シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マー膜が得 られた。
以上詳細に説明 した よ う に、 本発明に よ り 得 られる シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーは高い導入率で シ ク ロ デキス ト リ ンを含有する こ と ができ、 ま た本発明の シ ク ロ デキ ス 卜 リ ンポ リ マーを用 いて得 られる シ ク ロ デキス ト リ ン 膜は、 ポ リ マー 自身が製膜性を有 している ので他の支持 膜を使用する必要がな く 、 単体膜と して使用でき る。 ま たポ リ ビニルアル コ ールは非常に膜強度が強いため連続 操作に も耐え う る。 更に、 用 いる セルロ ースの未反応水 酸基を架橋する こ とで膜を更に不溶化 して高い強度を付 与する こ とができ る。
産 業 上 の 利 用 可 能 性
本発明の シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーは、 例えば膜と して透過又は吸着分離膜等に、 粉体あ る いは ビーズ状に してガスク ロマ ト グラ フ ィ ー又は液体ク ロマ ト グラ フ ィ ー の分離カ ラ ム用充填剤に、 更に ビーズ状あ る いはペ レ ツ ト状に して吸着剤、 捕集剤等に用 い られる。

Claims

補正された鏑求の範囲 【1991年 10月 7日(07.10.91)国 ^事務局受 ¾; 顬当初の請求の範囲 9は補正された;他の講 求の範囲は変更なし。 (3頁)]
1 . ポ リ ビニルアルコ ール又はその誘導体と シ ク ロ デ キス ト リ ンの誘導体 とを反応させる こ とを特徴 とする シ ク ロ デキ ス ト リ ンポ リ マー の合成方法。
2 . 前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体を、 ポ リ ビニ ルアルコ ールにカ ルボニル化合物を反応させて得る こ と を特徴とする請求の範囲第 1 項記載の シ ク ロデキス ト リ ン ポ リ マ ーの合成方法。
3 . 前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体を、 ポ リ ビニ ルアルコ ールにアルデヒ ド類を反応させてァセ タール化 して得る こ とを特徵とする請求の範囲第 1 項記載の シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成方法。
4 . 前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体を、 ポ リ ビニ ルアルコ ールにケ ト ン類を反応させて得る こ とを特徴と する請求の範囲第 1 項記載の シク ロデキス ト リ ンポ リ マ一 の合成方法。
5 . 前記 シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体が シ ク ロ デキス ト リ ン のアルデ ヒ ド誘導体であ る こ とを特徴とする請求 の範囲第 1 項記載の シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成:: 方 &; 0
6 . 前記ポ リ ビニルアル コ ール又はその誘導体 と シ ク ロ デキス ト リ ン の誘導体との反応を、 ポ リ ビニルアルコ 一 ル又はその誘導体に シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体を ダラ フ ト重合させ る こ と に よ り 行な う こ と を特徴 とする請求Ξ の範囲第 1 項記載の シ ク ロ テ'キ ス ト リ ンポ リ マ ーの台 ^ 方法。
7 . シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体と酢酸 ビニルと を共 重合 して得 られる ポ リ マーをゲ ン化する こ とを特徼とす る シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合成方法。
8 . シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体と メ タ ク リ ル酸メ チ ルとを共重合する こ と を特徴 とする シ ク ロ デキス ト リ ン ポ リ マーの合成方法。
9 . (補正後) セルロ ース ト シ レー ト 、 セルロ ースノヽ ロ ゲ ン化物、 カルボキ シセルロ ースの酸塩化物及びカル ボキシメ チルセルロースの酸塩化物から選ばれるセルロー ス誘導体に シ ク ロ デキス ト リ ン又はその誘導体を反応さ せる こ と を特徴とする シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーの合 成方法。
1 0. ポ リ ビニルアルコ ール又はその誘導体と シ ク ロ デ キス ト リ ンの誘導体と を反応 させて得 られる シ ク ロ デキ ス ト リ ンポ リ マーを用 いて製膜する こ とを特徴 とする シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法。
1 1. 前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体をポ リ ビニル アルコ ールに カ ルボニル化合物を反応させて得る こ と を 特徴 とする請求の範囲第 1 0項記載の シ ク ロ デキス ト リ ン 膜の製造方法。
1 2. 前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体をポ リ ビニル アルコ ールにアルデ ヒ ド類を反応させてァセタ ール化 し て得る こ と を特徴 とする請求の範囲第 1 0項記載の シ ク 口 デキス ト リ ン膜の製造方法。
13. 前記ポ リ ビニルアルコ ールの誘導体をポ リ ビニル アルコ ールにケ ト ン類を反応させて得る こ とを特徴とす る請求の範囲第 10項記載の シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造 方法。
14. 前記シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体がシ ク ロ デキス ト リ ンのアルデヒ ド誘導体であ る こ とを特徴とする請求 の範囲第 10項記載の シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法。
15. 前記ポ リ ビニルアルコ ール又はその誘導体と シク ロデキス ト リ ンの誘導体との反応を、 ポ リ ビニルアルコ一 ル又はその誘導体にシ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体をグラ フ ト重合させる こ と によ り 行な う こ とを特徵とする請求 の範囲第 10項記載の シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法。
16. シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体と齚酸ビ二ルとを共 重合 した後ゲ ン化 して得 られる シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マーを用 いて製膜する こ とを特徵とする シ ク ロ デキス ト リ ン膜の製造方法。
17. シ ク ロ デキス ト リ ンの誘導体と メ タ ク リ ル酸メ チ ルと を共重合 して得られる シ ク ロ デキス ト リ ンポ リ マ一 を用 いて製膜する こ とを特徵とする シ ク ロ デキス ト リ ン 膜の製造方法。
18. セルロ ース誘導体に シ ク ロ デキス ト リ ン又はその 誘導体を反応させて得られる シク ロデキス ト リ ンポ リ マ一 を用 いて製膜する こ とを特徵 とする シ ク ロ デキス ト リ ン 膜の製造方法。
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