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JPS6090243A - 小球状モノアリルアミン橋かけ重合体の製造方法 - Google Patents

小球状モノアリルアミン橋かけ重合体の製造方法

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Publication number
JPS6090243A
JPS6090243A JP58198399A JP19839983A JPS6090243A JP S6090243 A JPS6090243 A JP S6090243A JP 58198399 A JP58198399 A JP 58198399A JP 19839983 A JP19839983 A JP 19839983A JP S6090243 A JPS6090243 A JP S6090243A
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JP
Japan
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cross
monoallylamine
polymer
small spherical
polyallylamine
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JP58198399A
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享 原田
Sakuro Hasegawa
長谷川 作郎
Koichi Sato
光一 佐藤
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Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6090243A publication Critical patent/JPS6090243A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/28Condensation with aldehydes or ketones

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小球状モノアリルアミン橋かけ重合体及びそ
の製造方法に関するものである。
近年、不溶性の重合体に各種の反応性の基を導入した機
能性樹脂に対し多くの関心が集まっている。これらの樹
脂は、再使用性、環境の非汚染性などの点から実用的に
大きな意味を持っている。
イオン交換樹脂、キレート樹脂などは古くから利用され
ているが、最近では、医薬品や酵素などの生理的に活性
な分子を高分子上に固定化する試みが広く行われている
。また有機合成反応用支持体、高分子触媒、高分子電解
質錯体、各種透過膜、各種吸着用樹脂なども広く利用さ
れている。
このような機能性樹脂を製造するための基体となる高分
子は、なるべく多種な化合物と反応する能力を持った官
能基を分子中に多く含んでいることが望ましい。この意
味で親電子的官能基を持った代表的な高分子はクロロメ
チル化ポリスチレンである。一方親核的官能基を持った
代表的な尚分子は、ポリアクリル酸(官能基−Coon
 ) 、ポリビニルアルコール(−0H)、&lJエチ
レンイミン(−mH−、−¥−1−NH2) %ポリビ
ニルアミン(−MB2)などである。親核的官能基の中
で、その反応性(反応の容易さ、反応の多様性)、反応
後に生成する結合の安定性などから考えて、最も望まし
いのは、第一アミノ基(−MB2)である。
第一アミノ基を含む代表的な高分子であるポリビニルア
ミンは、その単量体が存在しないので直接的な方法によ
っては合成できない。このため古くから各種の間接的な
方法でポリビニルアミンを合成する試みが行われて来た
。しかし工業的に安価に製造できる方法は未だ確立され
ていない。
ポリエチレンイミンは古くから工業的に生産されている
が含まれているアミン基の大半は第二まだは第三゛アミ
ノ基であシ、第一アミノ基は末端基だけである。また第
二アミノ基は主鎖中に含まれているため立体障害によシ
反応性が低い。
本発明で用いられるポリアリルアミンは、いうまでもな
く第一アミノ基のみを含む高分子であυ、そのアミン基
は、主鎖に直接結合せずメチレン基によりへたてられて
いる。このため、ポリビニルアミンのアミノ基よシ、反
応性が大きいと考えられる。この意味でポリアリルアミ
ンは理想的な機能性樹脂製造用の基体高分子である。ポ
リアリルアミンの原料であるモノアリルアミンは、ビニ
ルアミンと異なシ極めて安定な化合物で、且つ容易に製
造できる。しかしその重合は極めて困難であるとされて
おシ、ポリアリルアミンを工業的に製造する方法は知ら
れていなかった。
最近本発明者らは、モノアリルアミンの無機酸塩を水系
媒体中で特定のアゾ系開始剤を用いて重合することによ
シ極めて容易にポリアリルアミンの無機酸塩が得られる
ことを見出し、官能基として第一アミノ基だけを含むポ
リアミン重合体であるポリアリルアミンの工業的製造法
を確立し、この方法を特許出願している(特願昭58−
54988号)。
本発明の目的はイオン交換樹脂、キレート樹脂、酵素な
どの生理的に活性な分子の固定化剤等に好ましく用いら
れ、また更に各種の機能性樹脂用中間体として用いられ
る小球状モノアリルアミン橋かけ重合体およびその製造
方法を提供することにある。
この目的を達成すべく本発明者らは鋭意検討を重ねた結
果、モノアリルアミンの重合体の水系溶液を、それと混
シ合わない液状媒体中に分散させ、その分散状態を保持
しながら該重合体中のアミノ基の一部を、第一アミノ基
と反応する官能基を分子中に二個またはそれ以上含む化
合物またはホルムアルデヒドで橋かけすることにょシ、
小球状モノアリルアミン橋かけ重合体が得られることを
見い出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、モノアリルアミンの重合体のアミン
基の一部を、第一アミノ基と反応する官能基を分子中に
二個またはそれ以上含む化合物またはホルムアルデヒド
で橋かけしてなシ、水中で膨潤するが溶解しないことを
特徴とする小球状モノアリルアミン橋かけ重合体および
モノアリルアミンの重合体の水系溶液を、それと混シ合
わない液状媒体中に分散させ、その分散状態を保持しな
がら該重合体中のアミノ基の一部を、第一アミノ基と反
応する官能基を分子中に二個またはそれ以上含む化合物
またはホルムアルデヒドで橋がけすることを特徴とする
小球状モノアリルアミン橋かけ重合体の製造方法である
本発明で用いられるポリアリルアミンの水系溶液は、前
記特願昭58−54988号明細書などの方法で得られ
るポリアリルアミンを水または水−メタノール混合溶媒
中に溶解して調製するか、ポリアリルアミン無機酸塩の
水溶液に、か性ソーダなどのアルカリを添加して、無機
酸を中和して調製する。この時無機酸を完全に中和する
ことは必ずしも必要でなく、部分的に中和してもよい。
まだ中和の際生成する無機酸の塩(たとえば塩化ナトリ
ウム)は、水溶液中に共存していても差支えない。この
溶液のポリアリルアミン濃度は、10〜80重量%、望
ましくは60〜60重J!′チである。通常は水溶液が
用いられるが、後述する橋かけ剤が水に全く溶けない場
合には、水−メタノール混合溶媒溶液を使用する方が好
都合の場合がある。
このポリアリルアミン溶液と混シ合わない液状媒体とし
ては、橋かけ剤と反応しない物であれば、いかなる媒体
でもさしつかえないが、沸点が常圧で60℃以上である
ことが望ましい。通常、脂肪族及び芳香族ハロゲン化炭
化水素、脂肪族及び芳香族炭化水素たとえば、四塩化炭
素、トリクロロエチレン、二塩化メタン、テトラクロロ
エチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ベンゼ
ン、トルエン、キシン/などを単独あるいは混合して使
用する。
上記液状媒体の比重は橋かけ反応を行う条件下で、ポリ
アリルアミン溶液の比重に大体近いことが望ましい。こ
のために、比重の大きいハロゲン化炭化水素と炭化水素
とを適当な割合に混合して使用することが多い。
本発明で用いられる橋かけ剤はホルムアルデヒドまたは
ハロゲン基、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル
基、酸無水物基、酸ハライP基、N−クロロホルミル基
、クロロホーメイト基、イミPエーテル基、アミジニル
基、イソシアナート基、ビニル基などから選ばれた1種
または2棟以上の官能基を少くとも2個含む化合物であ
る。そのような化合物の内代表的なものを例示すると、
次のものが挙げられる。
Br+CH2槍Br 〔n1=2〜10の整数〕H2O
1 ■ 0HO(−OH2$ OHOCnil = 0〜10の
整数〕C!H2−0H−OH2X [X = alまた
はBr 〕\1 CR1はHまたはOH3、n3 ’= 0〜10の整数
〕グリセリンージーまたはトリーグリシジルエーテル、
1.1.1−トリメチロールプロパンージまだはトリー
グリシジルエーテル、ペンタニルスリトール−ジー、ト
リまたはテトラグリシゾルエーテル、ソルビトール−ジ
ー、トリまたはテトラグリシジルエーテル、 ラルキル基〕 II T1.l m ’ しJ u 口 l10 し、 0 これらの化合物は単独でも又、2種以上組合せて使用し
ても良い。
かかる橋かけ剤は、水に対する溶解性、水との反応性、
第一アミノ基との反応性、分子の長さ、分子鎖の柔軟性
などが異なるので、目的とする小球状モノアリルアミン
橋かけ重合体の粒径、水に対する膨潤性、形状安定性、
強じん性、多孔性などに応じて適した橋かけ剤を選んで
使用する。
橋かけ剤の使用量は、上記の各種条件によって異なるが
、橋かけ剤の官能基/ポリアリルアミンのアミノ基=1
/ 〜40/□。。モル比、望ましく00 は、/100〜 /、。。モル比になるような量である
。但し使用した橋かけ剤の全部がポリアリルアミンと反
応して橋かけに寄与するわけではなく、その反応率は通
常50〜95%であシ、一般に水に難溶性の橋かけ剤で
は反応率が低い。このため、水に難溶性の橋かけ剤はメ
タノールに溶かしてポリアリルアミン水溶液と混合して
から液状媒体中に加えて分散させる方がよい。一般にポ
リアリルアきン水溶液を液状媒体中に分散させてから、
分散系中に橋かけ剤を添加すると、橋かけ剤の有効反応
率が小さくなるのでポリアリルアミン水溶液と橋かけ剤
とを混合して一部反応させた後、液状媒体中に分散させ
るのが普通である。反応温度及び反応時間は、橋かけ剤
の種類によシ異なるが通常は100℃以下、5時間以内
である。
本発明においてポリアリルアミン水溶液を液状媒体中に
分散懸濁させるために通常非イオン系またはカチオン系
界面活性剤、セルロースのアルキルエーテルなどが使用
される。またこれら分散剤を使用または使用せずに機械
的かきまぜ、超音波分散を行なってもよい。
橋かけ反応によシ得られる本発明の小球状ポリアリルア
ミンの粒径は、橋かけ反応時の分散方法、分散安定剤の
有無、用いる分散安定剤の種類などによシ異なるが、1
0μ〜2朋(乾燥時)の範囲で広範囲に変えることがで
きる。
本発明の小球状ポリアリルアミンに含まれる官能基は、
架橋反応に関与したアミノ基を除き、全て第一アミノ基
であpしかも、主鎖に直接結合していないので、移動度
が大きく、反応性に富んでいる。このような第一アミノ
基だけを官能基として含む小球状樹脂は、現在まで知ら
れていない。
本発明の小球状ポリアリルアミン橋かけ重合体は、その
ままでも弱塩基性イオン交換樹脂、キレート樹脂などと
して利用できるが、その第一アミノ基の大きな反応性を
利用して各種の機能性樹脂を製造することができる。
本発明で用いられるポリアリルアミンの製造法は、前述
の特願昭58−54988号明細書中に詳細に記載され
ているが、その製造法の一例を以下に参考例として示す
参考例 一塩醒(65重量%)1.1kg中に、水冷下5〜10
℃で、かきまぜながら、モノアリルアミン(0J(2=
 C!H−CH2NH2) 57011 (10モル)
を滴下する。滴下終了後ロータリーエバポレーターを用
いて、水銀柱201mの減圧下、60℃で水及び過剰の
塩化水素を留去し、白色の結晶を得る。この結晶を、乾
燥用シリカゲル上、水銀柱5uの減圧下、80℃で乾燥
し、モノアリルアミン塩酸塩(MAA−HOI ) 9
80 、li’を得る。このMAA−Ho1は、約5チ
の水分を含む。
攪拌機、温度計、逆流冷却器、窒素ガス導入管を備えだ
21の丸底フラスコ中に、上記MAA−)101590
16モル)と蒸留水210gを入れ、かきまぜて溶解さ
せMAA−HOIの70%水溶液とする。窒素ガスを通
しながら、溶液を50℃に加温する。
次にラジカル開始剤2,2′−ジアミジニルー2.2’
−7ゾプロパンージ塩酸塩、7gを蒸留水20ゴに溶か
し7た溶液を加える。約1時間後から発熱するのでかき
まぜながら冷却して、液温を48〜52℃に保つ。60
時間経過後再び同量の開始剤を添加し、さらに60時間
5U’±1℃で重合を続ける。かくして無色透明で粘ち
ょうな溶液が得られる。この溶液を多量のメタノール中
に加えると白色の重合体が沈殿して来る。この沈殿を濾
取し、メタノールで洗浄後、50℃で減圧乾燥し、54
0gのポリアリルアミン塩酸塩(FAA−HOI )を
得る。このpAA−401の数平均分子量Mnは750
0である。
次に実施例によp本発明の小球状モノアリルアミン橋か
け重合体の製造方法を詳細に説明する。
実施例1゜ 参考例に示した方法で製造したポリアリルアミン塩酸塩
(pAA−HOI ) 19.6 g (’ 0.2モ
ル)を力性ソーダの40%水溶液20.1iIlに溶解
し、ポリアリルアミ/水溶液(食塩を含む)を調製した
この溶液に1#6−ジプロモヘキサン2.5gを混合し
、室温でかきまぜながら20分間前反応させる。
次に攪拌機、逆流冷却器及び温度計な備えた5U011
Llの丸底フラスコ中に、クロルベンゼン200MとO
−ジクロルベンゼン100dを入れ次いで分散安定剤と
して、非イオン活性剤、ソルビタンセスキオレエート(
松本油脂製薬製、商品名:シルパンEl−83):lを
添加する。この媒体混合液中に、上記の1,6−ジブロ
モヘキサンを前反応させたポリアリルアミ〉永′溶液を
加え、約600回転/分の速度で攪拌して分散させる。
攪拌下、温度を60℃まで上げ、60±2℃で6時間橋
かけ反応させる。反応後室温まで冷却してから、生成し
た小球状ポリアリルアミンをがラヌフィルターを用いて
濾別し、メタノール、水、1N−力性ソーダで順次洗浄
し、最後にイオン交換水を用いて十分洗浄後、減圧下5
0℃で乾燥し、約12.!i/の粒径20〜500μの
モノアリルアミン橋かけ重合体を得た。
実施例2゜ 参考例に示した方法で製造したFAA−HO1196g
(2モル)を力性ソーダの25%水溶液160gに溶解
し、ポリアリルアミン水溶液(溶液A)を調製した。溶
液A中では、FAA−HOIの塩酸の約半量が中和され
て食塩として含まれている。
次に実施例1で用いたのと同じ500’dの丸底フラス
コ中にクロルベンゼン200m/、O−ジクロルベンゼ
ン1001d、シルパン5−86.21を入れる。
次に溶”pLA 50 g中にエピクロルヒドリン1.
58Iを加え、約2分間攪拌混合した後、上記丸底フラ
スコ中に添加し、約600回転/分の速度で攪拌して分
散させる。次いで攪拌下室温(25℃)で60分間橋か
けした後、50℃に昇温し2時間橋かけ反応させた。反
応後室温まで冷却してから、生成した小球状ポリアリル
アミンをガラスフィルターを用いて濾別し、メタノール
、水、1N−力性ソーダで順次洗浄し、最後に脱イオン
水を用いて十分洗浄後、減圧下50℃で乾燥し、粒径2
0〜500μのモノアリルアミン橋かけ重合体約16g
を得た。
全く同様にして、橋かけ剤工ぎクロルヒドリンの量を2
.11 &及び2.649に変えてモノアリルシアミン
橋かけ重合体を製造した。得られた小球状重合体の内、
粒径600μ以下の物(全体の約95チ)をふるい分け
て捕集し、水中、/、。−N−HOI中、及び1/、(
、−N−NaOH中での25℃における膨潤度(液中に
24時間浸漬後の体積/乾燥時の体積)を測置した。結
果を下にまとめて示す。
ON ば) 0 1 ; <、 、 −C’:I N′5 実施例6゜ ジルエーテル6.8g (共栄社油脂化学工業エポライ)−400K)を加え、
実施例2と全く同様の方法で粒径20〜500μのモノ
アリルアミン橋かけ重合体的17gを得た。
実施例4゜ 実施例2で用いた橋かけ剤エピクロルヒドリンの代シに
ホルムアルデヒドの28%水溶液6.oyを用いた。た
だし溶液Aとホルムアルデヒド水溶液とを混合後直ちに
、分散媒体中に分散させ、実施例2と全く同様の方法で
橋かけし粒径20〜500μのモノアリルアミン橋かけ
重合体的16yを得た。この樹脂の水中での膨潤度は2
.5倍であった。
実施例5゜ 実施例2で用いた橋かけ剤エピクロルヒドリンの代シに
、ぺ/ゼンテトラカルボン酸ジ酸無水物2.6gを10
m1のメタノールに溶解し、この溶液を、溶液Aと混合
し直ちに、分散媒体中に分散させ、その後実施例2と全
く同様の方法で橋かけし粒径20〜500μのモノアリ
ルアミン橋かけ重合体的16gを得た。
実施例6゜ 実施例2で用いた橋かけ剤エピクロルヒドリンの代りに
、テレフタル酸ジクロリド5.8gを用いた。ただし、
溶液Aを分散媒体中に分散させた後、テレフタル酸ジク
ロリドを分散系中に添加し、攪拌下25℃で1時間橋か
け反応し、その後実施例2と同様に処理し、粒径20〜
500μのモノアリルアミン橋かけ重合体を得た。
実施例7゜ 実施例2における橋かけ剤エピクロルヒドリンの代りに
N 、 N’−ジクロロホルミルピベラゾン6Iを用い
、溶液Aと混合後直ちに分散媒体中に分散させ、実施例
2と全く同様の方法で橋かけし、粒径20〜500μの
モノアリルアミン橋かけ重合体的16.!i’を得た。
実施例8゜ 実施例1と同じ方法で調製したポリアリルアミン水溶液
39.6.9中に、テトラメチレンビス−アミジンの二
塩酸塩 2.2gを混合し、直ちに、実施例1と同様の方法で、
媒体混合液中に分散させ、攪拌下、25〜60℃で1時
間橋かけ反応させる。反応後得られた小球状重合体を、
実施例1と同様な方法で処理して約12gの粒径10〜
400μのモノアリルアミン橋かけ重合体を得た。
実施例9゜ 実施例1と同じ方法で調製したポリアリルアミ7水溶液
39.6 g中に、ジビニルスルホン(OH2: 0H
−802−OH: 0H2) 2.4.9を混合し、直
ちに実施例1と同様の方法で媒体混合液中に分散させ、
攪拌下、25〜60℃で1時間橋かけ反応した。反応後
得られた小球状重合体を、実施例1と同様な方法で処理
して、約161の粒径10〜400μのモノアリルアミ
ン橋かけ重合体を得た。
代理人 浅 村 皓 手続補正書 昭和59年7月16日 特許庁長官殿 1、事件の表示 11r(和58年持fr願第198399号3、補正を
する者 事件との関係 1冒′1出願人 住 所 氏 名 (2F+;) (397)日東紡績株式会社4、代理人 5、補正命令の1」イ」 111ゝ(和 年 月 口 6、補正により増加する発明の数 8、補正の内容 別紙のとおり 9 添刊1#1の目録 同時に審査請求書を提出してあ
ります。
+11 明細書第9頁第5行の「ペンタニルスリ」を1
″ペンタエリスリ」に訂正する□ (2)同第10頁最下行の (3)同第11頁第1行の [ (4)同第111’よ第1行の (5) 同第11頁第2行の

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モノアリルアミンの重合体のアミン基の一部を、
    第一アミノ基と反応する官能基を分子中に二個またはそ
    れ以上含む化合物またはポルムアルデヒドで橋かけして
    なシ、水中で膨潤するか溶解しないことを特徴とする小
    球状モノアリルアミン橋かけ重合体。
  2. (2) モノアリルアミンの重合体の水系溶液を、それ
    と混り合わない液状媒体中に分散させ、その分散状態を
    保持しながら該重合体中の7ミノ基の一部を、第一アミ
    ノ基と反応する官能基を分子中に二個またはそれ以上含
    む化合物またはホルムアルデヒrで橋かけすることを特
    徴とする小球状モノアリルアミン橋かけ重合体の製造方
    法。
JP58198399A 1983-10-25 1983-10-25 小球状モノアリルアミン橋かけ重合体の製造方法 Granted JPS6090243A (ja)

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EP84112799A EP0143328B1 (en) 1983-10-25 1984-10-24 Small-flobular crosslinked monoallylamine polymer and process for producing the same

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