JPH02132123A - エピクロルヒドリンと二酸化炭素との共重合体 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、分子量分布の狭い新規なポリエピクロルヒド
リンカーボネートに関する。

（従来の技術及び発明が解決しよ・うとする課題）二酸
化炭素を補捉し、エボキシドとの共重合反応を行うこと
のできる触媒としては、ＺｎＥｔｚ−８２０系に代表さ
れる有機亜鉛一塩基系触媒、あるいは、テトラフェニル
ボルフィリンアルミニウム錯体四級塩混合系触媒などが
有効であることが知られている。いずれの触媒系によっ
ても二酸化炭素とエボキシトの完全交互共重合体が得ら
れることがわかっている。

しかしながら、工業的に有用なモノマーであるエビクロ
ルヒドリンと二酸化炭素の共重合反応においては、上記
のいずれの触媒も有効でなく、特に後者の系においては
、環状カーボ不−トの生成がみられるのみでボリマーを
得ることはできない。

エビクロルヒドソンと二酸化炭素の共重合に関しては、
特公昭４８−１２０７７号公報Ｃこトリイソブチルアル
ミニウムーイオウ系混合触媒を用いることが記載されて
いる。しかし、本触媒により得られるボリマーの分子量
分布は広く、又その触媒効率は低い。

（課題を解決するだめの手段） 本発明者らは、すでに特定のポルフィリンアルミニウム
錯体と活性水素化合物の混合系でエボキサイドの重合を
行なうと、分子量分布の揃ったポリマーを触媒効率良く
合成出来ることを見出した（特願昭６３−８７３４１号
）． 本発明者らは、この特定のボルフィリンアルミニウム錯
体を触媒として使用することにより、エビクロルヒドリ
ンと二酸化炭素の共重合体を分子量分布の揃った形で触
媒効率良く合成出来ることを見出し、本発明を完成させ
るに到った。

即ち、本発明は、下記式（１） Ｃｌ｛，ｆｌ −｛　Ｃ　Ｈ　２−Ｃ　Ｉ１　−　０−Ｃ　−　０　｝
−　　　　　（１）で示される繰り返し単位を含み、数
平均分子量（ＦＪｎ）と重量平均分子ｆｆｉ　ＣＭＷ＞
とが次式５００≦Ｍｎ≦５００００ Ｍ　ｗ　／　ＦＡ　ｎ≦１．５ を共に満足することを特徴とするボリエビク口ルヒドリ
ンカーボネートである。

本発明のポリエビク口ルヒドリンカーボネート（以下、
単にＰＥＨＣと呼ぶ。）は、一般には後述するエピクロ
ルヒドリンと二酸化炭素の共重合によって得られる。エ
ビクロルヒドリンと二酸化炭素の反応比率に応じて、上
記式（１）で示される繰り返し単位の占める割合が種々
のＰ　Ｅ　Ｈ　Ｃが得られる。エビクロルヒドリンの反
応比率が大きい場合には、上記式（１）で示されるエピ
クロルヒドリンと二酸化炭素の交互共重合により構成さ
れる繰り返し単位と、次式（２） ＣＨ２Ｃｊ２ −｛　Ｃ　Ｈ　，−Ｃ　Ｉ　−　０　｝−　　　　　　
　　　（２１で示されるエピクロルヒドリンの単独重合
に基づく繰り返し単位とからなる共重合体が得られる。

この場合、上記式（１）で示される繰り返し単位と、上
記式（２）で示される繰り返し単位の配列はランダムで
ある。このことは、後述する実施例１で得られた本発明
のポリエピク口ルヒドリンカーボネートの示差走査熱分
析（以下、単にＤＳＣと呼ぶ。）のチャート（第５図）
に於いて、ガラス転移点が１点しか存在しないことから
理解される。また、エピクロルヒドリンと二酸化炭素の
反応比率が等しい場合には、上記式（１）で示されるよ
うＯごエビクロルヒドリンと二酸化炭素との完全な交互
共重合体が得られる。

本発明のＰ　Ｅ　Ｈ　Ｃは、一般には、上記式（１）で
示される繰り返し単位を５０モル％以上と、上記式（２
）で示される繰り返し単位を５０モル％以下含んでなる
。また、上記式（１）で示される繰り返し華位を６０モ
ル％以上、さらには７０モル％以上とし、上記式（２）
で示される操り返し単位を４０モル％以下、さらには３
０モル％以下含むＰ　Ｅ　Ｈ　Ｃとすることもできる。

上記式（１）で示される繰り返し単位の割合が多いほど
分解しやすくなるため、後述するドラッグ・デリバリー
システムの医薬品担体として好適である。

本発明のＰ　ＥＨ　Ｃは、数平均分子１（Ｌｌｎ）と重
量平均分子ｆｆｉ（Ｍｗ）とが次式 ５　０　０≦ｎｎ≦５０，０　０　０ ＦＺ　Ｗ　／　ＦＪＡ　ｎ≦１．５ を共に満足する。本発明のＰ　Ｅ　Ｈ　Ｃを後述するド
ラッグ・デリバリー・システムに於ける医薬品の担体と
して用いる場合には、成形加工性がよいことや分子量依
存性を明確にする必要があるなどの点から次式 １０００≦Ｍｎ≦２０，０００ Ｍ　Ｗ　／　Ｍｎ≦１．３５ を共に満足することが好ましい。

本発明のｌ）　Ｅ　Ｈ　Ｃは、一最に高分子の場合は白
色粉体として又低分子の場合は無色透明の粘稠な流動体
として存在し、クロロホルム、塩化メナレン、テトラヒ
ドロフラン等の一般的有機溶媒に溶解するが、メタノー
ル、水等には不溶である。

本発明のＰ　Ｅ　Ｈ　Ｃの構造は、赤外吸収スペクトル
（以下、単にＩＲと呼ぶ。）　、＋３ｃ一核磁気共鳴ス
ペクトル（以下、単にＩ３Ｃ−ＮＭＲと呼ぶ。）及び元
素分析によって確認することができる。また、数平均分
子ｆｆｉ（Ｉｎ）及び重量平均分子量（１７ｗ）は、ゲ
ルバーミエーシぢン・クロマトグラフィ−（以下、単に
ＧＰＣと呼ぶ。）により求めることができる。

本発明のＰＥＨＣは、どのような方法で製造されても良
いが、一般には下記の方法が好適に採用される。

下記式（３）に示すボルフィリンアルミニウム錯体を触
媒とし、これと活性水素化合物の存在下にエビクロルヒ
ドリンと二酸化炭素を重合させることにより製造するこ
とができる。

上記式（３）で示されるボルフィリンアルミニウム錯体
は、下記式（４）で示されるボルフィリン化合物と有機
アルミニウム化合物を反応させることにより、得られる
。

Ｒｌ１ １ぜ，２ κＩ３ １Ｎ＋４ 〔但し、Ｒ，〜Ｒ２。は、上記式（３）と同様である。

〕上記式（４）で示されるボルフィリン化合物としては
テトラベンズボルフィリン、テトラナフトポルフィリン
、テトラフエニルテトラベンズポルフイリン、テトラフ
エニルテトラナフトボルフィリンなどが具体的に例示さ
れる。

」：記式（３）で示されるポルフィリンアルミニウム錯
体の原料である有機アルミニウム化合物としては、ジエ
チルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムブ
ロマイドのような炭素数４以下のアルキル基を有するジ
アルキルアルミニウムハライド類；トリメチルアルミニ
ウム、トリエチルアルミニウム、トリブロビルアルミニ
ウム、トリイソブヂルアルミニウムなどのような炭素数
４以下のアルキル基を有する１・リアルキルアルミニウ
ム類；ジエチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチ
ルアルミニウムハイドライドなどのような炭素数４以下
のアルキル基と水素原子を有するアルキルアルミニウム
ハイドライド類が有効に使用される。就中、ジアルキル
アルミニウムハイドライド頬が好ましい。

上記ボルフィリン化合物と有機アルミニウム化合物との
反応条件は用いる原料や溶媒の種類によって異なるので
、予め好適な条件を選定して実施づ−ればよい。一般に
は、窒素、アルゴン等の不活性気体雰囲気下、溶媒の存
在下で０〜５０℃の温度で数十分〜十時間、ボルフィリ
ン化合物にほぼ等モルの有機アルミニウム化合物を加え
て反応が行なわれる。

又、反応圧力は、一般には常圧で充分反応が進行するが
、必要に応じて加圧あるいは減圧にすればよい。

反応ｉ８　媒は、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭
化水素類や塩化メチレン、クロロホルム、ジクロ口エタ
ン等のハロゲン化炭化水素類が使用される。

このようにして得られたボルフィリンアルミニウム錯体
の前記式（３）に於けるＸが水素原子又はアルキル基で
ある場合は、水酸基を含有する有機化合物や水と反応さ
せてＸをアルコキシド基、フェノキシ基、水酸基に変換
した化合物をうろことができ、このような化合物も触媒
として使用できる．本発明で好適に使用し得るボルフィ
リンアルミニウ１、釘１体としては、テトラベンズボノ
レフィリンアルミニウムクロリド錯体、テトラナフトボ
ルフィリンアルミニウムクロリド錯体、テトラフェニル
テ１・ラヘンズボルフィリンアルミニウムクロリド錯体
、テトラフェニルテトラナフトポルフィリンアルミニウ
ムクロリド錯体等が挙げられる。

本発明のポルフィリンアルミニウム錯体と組み合わせて
用いる活性水素化合物としては、例えば、水酸基又はカ
ルボン酸基を１分子中に１又は２個以上含むアルコール
類、フェノール類、カルボン酸類が有効に使用される。

アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノールなどの脂肪族アルコール類；アリ
ルアルコール、２−ヒドロキシエチルメタクリレートな
どの不飽和アルコール類；エチレングリコール、トリエ
チレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセ
リンなどの脂肪族多価アルコールが挙げられる。フェノ
ール類としてはフェノール、ビスフェノール、アリルフ
ェノールなどのフェノール類レゾルシン、Ｐ−ジヒドロ
キシベンゼン、２．４トルエンジオールなどの多価フェ
ノールが挙げられる。カルボン酸類としては、酢酸、ア
クリル酸、メタクリル酸などのカルボン酸類、アジビン
酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、テレフタル酸
などの多価カルボン酸が挙げられる。

活性水素化合物としては、上記の具体的に示されたもの
に限定されるものでなく、各種アルコール類、フェノー
ル類、カルボン酸頚が有効に使用される。

本発明における重合条件は、実質的に反応モノマーガス
以外の活性気体の不存在雰囲気下、溶媒中で重合を行な
う。該溶媒としては、七ノマー或いはボルフィリンアル
ミニウム錯体と反応しない非水溶媒なら特に限定されな
い。例えば、塩化メチレン、ベンゼンなどが使用される
。

ポルフィリンアルミニウム錯体の使用量は、エビクロル
ヒドリン１モルに対し、０．００１〜１モルの範囲で、
特に０．００１〜０．１モルの範囲で使用するのが好ま
しい。又、活性水素化合物の使用量は、ボルフィリンア
ルミニウム錯体に対して１〜５０倍モル、好ましくは１
〜２５倍モルの範囲である。

重合反応温度や圧力は、二酸化炭素の圧力が１〜５０気
圧、好ましくは、２５〜５０気圧の範囲で、−２０〜１
００℃の温度下に重合を行なう。

重合温度を高くすると環状カーポネ−［・が副生じやす
くなるので５０℃以下が好ましい。

（効果） 本発明のＰ　Ｅ　Ｈ　Ｃは、重量平均分子ｆｆｉ（ｌａ
ｗ）と数甲均分子１（Ｍｎ）との比が小さく、分子量分
布がせまい。そのため、効果の発現に分子量依存性があ
る医薬用高分子等の用途に極めて効果的に使用し得る。

また、分子中に反応性のクロルメチル基を有するためこ
の活性部位を化学修飾することにより従来のボリブロピ
レンカーボネートにない機能を発現させることができる
。

従って、本発明のＰＥＨＣは、クロルメチル基に薬剤活
性を有する物質、あるいは患部指向性物質を反応させる
ことによって固定化し、生体内の患部までこれらの物質
を選択的に運搬し、そこでごれらの物質を徐放するとい
うドラッグ・デリハリー・システムに於ける医薬品の担
体として使用することができる。

（実施例） 以下、実施例をもって本発明を説明するが、本発明は、
これらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１ フタルイミドカリウム２１ｇ２マロンｌｆｆ１４．７ｇ
、酢酸亜鉛２水和物１　８．　９　ｇの混合物を窒素気
流下、３６０〜３　７　０　’Ｃで２時間反応して得ら
れたテトラベンズボルフィリンの亜鉛錯体を硫酸で脱金
属化してテトラベンズボルフィリンを得た。

このテトラベンズボルフィリン０．　０　５　ｍｍｏｌ
とジエチルアルミニウムクロリド０．　１　０　ｍｍｏ
ｌヲ１　ｄの塩化メチレン中、窒素下で５時間反応させ
た後、過剰のジエチルアルミニウムクロライドを留去す
？ために５０℃で３時間真空乾燥して青緑色の粉体を得
た。このテトラベンズボルフィリンアルミニウムクロリ
ド錯体（以下、（ＴＢＰ）　ＭＣ７！と呼ぶ。）（０．
　０　５　ｍｍｏｌ）の入ったナスフラスコに９倍モル
のメタノールと０．　８　１７の塩化メチレンを窒素雰
囲気下で入れ、次いでエピクロルヒドリン２　７．　７
　５ｎ＋ｍｏ　ｌを入れて均一にした混合物を、あらか
じめＣＯ■置換した内容積１２０ｃｃのＳＵＳ製オート
クレープに窒素気流下で移し、ＣＯ■　５０ｋｇ／ｃｏ
！を加圧充填し、室温で１）５．５時間重合させた。

得られたボリマーのＩＲスペクトルは、カーボネー１・
結合に由来する１　７　４　０ｃｍ−’と１　２　３　
０ｃｍ−’の吸収が見られる（第１図）。又ゲルパーミ
エーションクロ゛７トグラフィー（ＧＰＣ）により求め
た数平均分子ｆｌ（ｙｎ）は５８００で、重量平均分子
量（！ｉ７ｗ）との比Ｗ　ｗ　／　Ｆｌ　ｎは１，３ｌ
であった（第２図）。

得られたボリマーのＤＳＣ　（第５図）によれば、ガラ
ス転移点は−０．９℃に１カ所認められた。

”Ｃ−ＮＭＲスペク１・ル（プロトン完全デカソプリン
グモード）の測定ＣＣｂＤｂ７’８媒）では、ホモボリ
マ一のクロルメチル炭素に帰属されるピーク（３５ｐｐ
ｍ付近）は認められず、１　５　４．　５ｐｐｍにポリ
カーボネートのカルボニル炭素に帰属されるピークが認
められた（第３図）。又、１３ｃ　　ＮＭＲスペクトル
（オフレゾナンスプロトンデカソプリングモード）では
、第４図に示すように下記式（１）のｂのピークが２本
に、ｃ，ａのピークが３本に各々分裂し、ｄのピークに
は分裂がみられなかった。このことよりそれぞれ３級、
２級及び４級の炭素であることがわかった。同時に１３
ｃ　　１，ＩＭＲによる定量測定をしたところ、ｂビー
ク回り、Ｃビーク回り、ａピーク回りの積分強度比が１
：１：１であり、他方のｄのピークはそれらに対し０．
７７の強度比であった。

以上の３種の”（，−ＮＭＲスペクトル測定により、得
られたボリマーの二酸化炭素に基づく繰り返し単位が４
３モル％であった。このごとから、上記のポリマーは、
下記構造（１）で示されるエピクロルヒドリンと二酸化
炭素の交互共重合に基づく繰り返し単位８６モル％と、
下記構造（２）で示されるエピクロルヒドリンの単独重
合に基づ《繰り返し単位１４モル％とがランダムに配列
したポリエピクロルヒドリンカーボネートであることが
確認できた。

ＣＨ，ＩＩ （２１　　−｛　Ｃ　Ｈ　Ｚ　−　Ｃ　Ｈ　−　０　｝
−尚、該ボリマーの元素分析値は、Ｃ　３　６．　２％
８　４．　２　％０　３　１．　６％　Ｃ／！　２　Ｂ
．　０％であり、上記３Ｃ−ＮＭＲから推定された組成
のボリエピク口ルヒドリンカーボネートのＣ　３　５．
　８％　Ｈ４．０％０　３　２．　１％　Ｃｆｆ　２　
８．　２％とほぼ一致する。

又、ボルフィリンアルミニウム錯体１個あたり生成した
ボリマーの本数は９．５本であり、また、生成ボリマー
の総分子数は、添加したメタノール及びボルフィリンア
ルミニウム錯体の分子数の総和にほぼ等しかった。又、
エビクロルヒドリン喚？の収率は７９％であった。

実施例２ 実施例１で得られた（ＴＢＰ）　ＭＣＩ！．　０．　０
　２　１　ｍｍｏｌの入ったナスフラスコに該錯体に対
し１５倍モルのメタノールをＮ２雰囲気下に入れ、次い
でエビクロルヒドリン２１ｍｍｏｌを入れて均一にした
混合物を、あらかじめＣＯ■置換した内容積５０ｔＺの
ＳＵＳ製オートクレープに窒素気流下で移し、Ｃ　Ｏ　
ｚ　５　０　ｋｇ／　ｃａを加圧充填し、室温で４０時
間重合させた。

得られたボリマーのＩＲスペクトルでは、力一ボネート
結合に由来する１　７　４　０　ｃｍ−’と１２３０ｃ
ｍ日の吸収が見られた。

又、ＧＰＣより求めた数平均分子ｆｆｉ（Ｍｎ）は１０
３０で、重量平均分子ｆｆｉ（Ｍｗ）との比Ｍｗ／　Ｍ
　ｎは１．２１であった。

ＤＳＣによるガラス転移点は、実施例１と同様に１カ所
のみであった。

”Ｃ−ＮＭＲスペクトルの測定では、実施例１で観察さ
れた結果と同様のスペクトルがみられた。

又、この測定より求めた二酸化炭素に基づく繰り返し単
位は３５モル％であり、実施例１の構造（１）で示され
る繰り返し単位７０モル％と、構造（２）で示される繰
り返し単位３０モル％とがランダムに配列した重合体で
あることが確認できた。又、ボリマーの元素分析値は、
Ｃ　３　６．　３％、Ｈ４．２％、０　２　６．　８％
、ｃｌ．３　２．　７％で、”Ｃ−ＮＭＲより推定され
た組成の重合体のＣ　３　６．　０％　Ｈ　４．　１％
０　３　１．　Ｉ％　Ｃｌ　２　８，　８％とほぼ一致
する。

さらにボルフィリンアルミニウム錯体１個あたり生成し
たボリマーの本数は１６．９木で、また、生成ボリマー
の総分子数は、添加したメタノール及びボルフィリン錯
体の分子数の総和にほぼ等しかった。

又、エビクロルヒドリン換算の収率は１５％であった。

実施例３〜７ 実施例１で得られた（ＴＢＰ）　／’ｌ（Ｊ．を触媒と
して用いて、添加する活性水素化合物の種類及び添加量
を第１表に示したように変えることの他は、実施例１に
記載したのと同様の方法で、エピクロルヒドリンとＣＯ
２の共重合反応を所定時間行なった。

その結果を第１表に記す。

尚、いずれの重合体もＤＳＣによるガラス転移点は実施
例１と同様に１カ所のみであった。

比較例ｌ ５０ｔ／オートクレープ内に０．　４　ｍｍｏｌの硫黄
、１０ｄのジオキサンを加え、アルゴンで系を２０気圧
程度に加圧、放出を数回くり返し、系内の空気をアルゴ
ンで置換した。

次にアルゴン気流下に２ｍｍｏｌのトリイソブチルアル
ミニウムを加え、約１０分間反応させた。

次に４０ｍｍｏｌのエビクロルヒドリンを加え、炭酸ガ
スで系を５０気圧に加圧し、かきまぜながら４０時間重
合を行なった。

反応終了後、少量のメタノールー塩酸を反応系に加え、
反応を停止させた。

得られたポリマーの全収量は！．３ｇでメタノール不溶
性重合体は４３％、二酸化炭素に基づく繰り返し単位は
２０モル％であり、分子量分布を示ずＦＡ　ｗ　／　Ｍ
　ｎは２．５であった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図及び第５図は、実施例
１で得られたポリエビク口ルヒドリンカーボ２−１−の
赤外吸収スペクトル、分子量分布、Ｉ３０一核磁気共鳴
スペクトル（プロトン完全デカンプリングモード）、＋
′Ｃ一核磁気共鳴スペクトル（オフレゾナンスプロトン
デカップリングモード）及び示差走査熱分析のチャート
を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される繰り返し単位を含み、数平均分子量（＠Ｍ＠
   ｎ）と重量平均分子量（＠Ｍ＠ｗ）とが次式５００≦＠
   Ｍ＠ｎ≦５０，０００ ＠Ｍ＠ｗ／＠Ｍ＠ｎ≦１．５ を共に満足することを特徴とするポリエピクロルヒドリ
   ンカーボネート。