JPH06192425A - アミノメチル化ポリスルホンおよびその製造方法。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応特性に優れた新規芳香族ポリスルホン、
およびその成型品等を提供する。 【構成】 主鎖の芳香族ポリスルホンに、側鎖として、
下記の一般式（Ｉ）で示される基（但し、式中、Ｒは水
素原子、低級アルキル基またはベンジル基を示す。）を
導入した芳香核を有する芳香族ポリスルホン重合体また
はその成型品。 Ｒ−ＮＨ−ＣＨ₂ − （Ｉ） 当該芳香族ポリスルホン重合体またはその成型品は、ア
シルアミドメチル化芳香族ポリスルホン重合体またはそ
の成型品を酸触媒の存在下、加水分解せしめることによ
り製造される。 【効果】 イオン性物質や生理活性物質等の吸着、分
離、固定等の処理に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、側鎖として特定のアミ
ノメチル基を導入した芳香族ポリスルホン重合体または
その成型品に関するものであり、さらに詳しくは、イオ
ン性物質や生理活性物質等の吸着、分離、固定等に好適
に使用し得るアミノメチル化ポリスルホン重合体または
その成型品、およびそれらの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、特定の生理活性物質を不溶性担体
に固定化したものは、アフィニティークロマトグラフ用
吸着剤、治療用血液処理剤、細胞培養用機材、抗菌性材
料、その他、分析用試薬などとして広く利用されてお
り、今後、さらに幅広い応用が期待される重要な分野で
ある。

【０００３】また、反応性の官能基、とりわけ、第１級
および第２級アミノ基を持つ重合体は、生理活性物質の
固定化等に用い得るので、アフィニティークロマトグラ
フ用吸着剤、治療用血液処理剤、抗菌性材料等の原料と
して有用である。さらに、この重合体が可溶性である
と、これを様々な形に成型して好適に用いることができ
るので、特に有用である。第１級および第２級アミノ基
を持つ重合体としては、ポリスチレンの誘導体が良く知
られているが、脆い重合体なので成型に限界があり、例
えば、中空糸やカテーテルには成型できないという欠点
がある。

【０００４】また、芳香族ポリスルホンは、成型性が良
いので、エンジニアリングプラスチックとして汎用され
ているが、さらに、一部において中空糸の形で物質分離
用途にも用いられている。そして、当該ポリスルホンに
反応性の官能基を導入すれば、生理活性物質の固定化
や、物質の選択的分離等にも用いることができ、さらに
用途の広がることが期待される。

【０００５】しかしながら、当該ポリスルホンに反応性
の官能基を導入する反応はあまり知られておらず、スル
ホン化反応〔Ａ．Ｎｏｓｈａｙ，Ｌ．Ｍ．Ｒｏｂｅｓｏ
ｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙ
ｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０，１８８５ （１９７
６）〕や、ハロメチル化反応〔Ａ．Ｗａｒｓｈａｗｓｋ
ｙ ほか、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓ
ｃｉｅｎｃｅ， Ｐａｒｔ Ａ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ， ２８，２８８５ （１９９０）〕な
どの数例が知られているにすぎない。

【０００６】これらについても、前者からは、アミノ基
は誘導出来ず、また、後者からは、理論的にはアミノ基
は誘導出来るが、発癌性の高い試薬（アルキルハロメチ
ルエーテル）を用いねばならなかったり、可溶性のポリ
マーがゲル化したりする欠点がある。さらに、ハロメチ
ル基からアミノ基を誘導する場合のプロセスを考えてみ
ると、いったんフタルイミドカリウムと反応させて、フ
タルイミド誘導体にした後、ヒドラジンまたはカセイソ
ーダで加水分解する方法が考えられるが、ポリスルホン
重合体の主鎖がアルカリで加水分解されるので、実際に
は使えないものである。また、ハロメチル化ポリスルホ
ンに直接アンモニアを作用させる方法では架橋ポリマー
が得られるので好ましくない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、かかる従来技術の問題点に鑑み、アミノ基を導入し
たポリスルホンが簡便な方法で得られないか、種々検討
した結果、Ｎ−メチロール−α−クロルアセトアミドを
用いるアミドメチル化反応法により可溶性のハロアセト
アミドメチル化ポリスルホンを調製した後、さらに、こ
のものを酸加水分解することによって、アミノメチル化
ポリスルホンが調製できることを見い出し、本発明に到
達した。

【０００８】すなわち、本発明は、イオン性物質や生理
活性物質等の吸着、分離、固定等の処理材料として有用
な可溶性の新規アミノメチル化芳香族ポリスルホン重合
体を提供することを目的とするものである。

【０００９】また、本発明は、イオン性物質や生理活性
物質等の吸着、分離、固定等に好適に使用し得る前記ア
ミノメチル化芳香族ポリスルホン重合体からなる特定形
態の成型品を提供することを目的とするものである。

【００１０】また、本発明は、イオン性物質や生理活性
物質等の吸着、分離、固定等の処理材料として有用な可
溶性の新規アミノメチル化芳香族ポリスルホン重合体ま
たはその成型品を製造するための方法を提供することを
目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、以下の（１）〜（６）の技術的手段から構
成される。 （１）主鎖のポリスルホンに、側鎖として、下記一般式
（Ｉ）で示される基（但し、式中、Ｒは水素原子、低級
アルキル基またはベンジル基を示す。）を導入した芳香
核を有する芳香族ポリスルホン重合体またはその成型
品。 Ｒ−ＮＨ−ＣＨ₂ − （Ｉ）

【００１２】（２）側鎖を導入した芳香族ポリスルホン
重合体が、可溶性であることを特徴とする前記（１）記
載の芳香族ポリスルホン重合体またはその成型品。

【００１３】（３）主鎖の芳香族ポリスルホンが、ポリ
（ｐ−フェニレンエーテルスルホン）であることを特徴
とする前記（１）記載の芳香族ポリスルホン重合体また
はその成型品。

【００１４】（４）主鎖の芳香族ポリスルホンが、ユー
デル・ポリスルフォンであることを特徴とする前記
（１）記載の芳香族ポリスルホン重合体またはその成型
品。

【００１５】（５）成型品が、シャーレ、瓶、膜、繊
維、中空糸、粒状物またはこれ等を用いた組み立て品で
あることを特徴とする前記（１）記載の芳香族ポリスル
ホン重合体またはその成型品。

【００１６】（６）アシルアミドメチル化芳香族ポリス
ルホン重合体またはその成型品を、酸触媒の存在下、加
水分解せしめることを特徴とする前記（１）記載の芳香
族ポリスルホン重合体またはその成型品の製造方法。

【００１７】続いて、本発明についてさらに詳細に説明
する。本発明でいう芳香族ポリスルホン重合体とは、主
鎖に芳香核とスルホニル基をもつポリスルホン重合体な
ら何でも良く、特に制限はないが、その具体例として
は、市場に広く出回っているポリ（ｐ−フェニレンエー
テルスルホン）：−｛（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−ＳＯ₂ −（ｐ
−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−｝_n −や、ユーデル・ポリスルホ
ン：−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−ＳＯ₂ −（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−
Ｏ−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄）−Ｃ（ＣＨ₃ ）₂ −（ｐ−Ｃ₆ Ｈ
₄ ）−Ｏ｝_n −のほか、−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−ＳＯ₂ −
（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ｝_n −、
−｛（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−ＳＯ₂ −（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｓ
−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ｝_n −、−｛（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）
−ＳＯ₂ −（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｃ（ＣＦ₃ ）−（ｐ−Ｃ
₆ Ｈ₄）−Ｏ−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ｝_n −等の構造を
有する重合体をあげることができる。

【００１８】本発明でいう一般式（Ｉ）で示される基の
具体例をあげると、アミノメチル基、Ｎ−メチルアミノ
メチル基、Ｎ−エチルアミノメチル基、Ｎ−プロピルア
ミノメチル基、Ｎ−ブチルアミノメチル基、Ｎ−ベンジ
ルアミノメチル基等があげられるが、これらに限定され
るものではない。しかし、とりわけ、置換基のないアミ
ノメチル基が非特異的吸着も少なく、立体障害も小さい
ので、生理活性物質の固定化に適している。

【００１９】これらの基の適正な量は、重合体の化学構
造および用途により異なるが、通常、繰り返し単位当た
り０．００１〜４個である。アミノメチル基の量が多い
ものは、吸着用途に好適に用いられ、当該アミノメチル
基の量が少ないものは、固定化用に好適に用いられる。
アミノメチル基の量が多いものは、塩酸塩の形ではジメ
チルスルホキシドに良く溶けるものの、一般の有機溶媒
には溶け難い。しかし、脱塩酸したフリーのアミンの形
ではＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性
極性溶媒のほか、塩化メチレン等の塩素系溶媒にも良く
溶ける特性を有する。

【００２０】このように、本発明によれば、アミノメチ
ル基の量を調節することにより、適宜の特性の重合体を
得ることができることから、その使用目的に応じて導入
するアミノメチル基の量を適宜調節すれば良い。

【００２１】本発明で言うアシルアミドメチル化芳香族
ポリスルホン重合体とは、主鎖のポリスルホンに、側鎖
としてアシルアミドメチル基を導入した芳香核を有する
芳香族ポリスルホン重合体を意味し、そのアシル基とし
ては、ホルミル、アセチル、クロルアセチル、トリクロ
ルアセチル、フタリル基等があげられるが、とりわけ、
クロルアセチル基のものが入手しやすく、かつ、加水分
解速度も早いので好ましく用いられる。当該アシルアミ
ドメチル化芳香族ポリスルホン重合体は、通常、ポリス
ルホンを、硫酸触媒下、ハロアシルアミドメチル化剤、
例えば、Ｎ−メチロール−α−クロルアセトアミド等の
Ｎ−メチロール化合物で処理することにより得られる。
すなわち、ハロアシルアミドメチル化剤、酸触媒、およ
び、溶媒から成る混合溶液を芳香族ポリスルホンの溶液
中に加えることにより達成される。

【００２２】本発明で、前記アシルアミドメチル化芳香
族ポリスルホン重合体またはその成型品を加水分解せし
めるために用いられる酸触媒としては、塩酸、硫酸など
の鉱酸が用いられるが、これらに限らず、これと同効の
ものであれば適宜のものが使用される。反応の溶媒とし
ては、水が用いられるが、重合体の溶剤であるニトロベ
ンゼンやテトラクロルエタン等を共存させると、反応が
促進される。

【００２３】本発明の芳香族ポリスルホン重合体または
その成型品の製造は、アシルアミドメチル化芳香族ポリ
スルホン重合体、酸触媒、および、溶媒から成る混合溶
液を、常温〜２００℃、とりわけ、８０〜１５０℃で１
〜２０時間加熱することにより、達成される。

【００２４】本発明の成型品の形態は、シャーレ、瓶、
管、膜、繊維、中空糸、粒状物またはこれ等を用いた組
み立て品、もしくは、これらと同等のものであればいか
なるものでも良く、特に制限されない。

【００２５】本発明の芳香族ポリスルホンからなる成型
品は、側鎖を導入した芳香族ポリスルホン重合体を適宜
の方法で、シャーレ、瓶、膜状、繊維状、中空糸状、粒
状等の適宜の形態に成型することにより製造されるか、
もしくは、主鎖の芳香族ポリスルホンからなる適宜の形
態の成型品に側鎖を導入することにより製造される。成
型は、通常の成型方法を使用して常法により適宜実施す
れば良く、特に制限されるものではない。

【００２６】本発明の重合体またはその成型品の用途と
しては、そのままの形で、あるいは、生理活性物質を固
定化して、すなわち、例えば、タンパク質、アミノ酸、
ペプチド等の物質、例えば、酵素（グルクロニターゼ
等）、成長因子（ＥＧＦ、ＦＧＦ等）、抗体等を固定化
して、細胞培養用器具、人工臓器、人工血管、カテーテ
ル等の適宜の形の製品へ加工すること等に利用すること
があげられる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は当該実施例に限定されるものでは
ない。なお、実施例中の評価方法は、以下に従った。

【００２８】１．赤外線吸収スペクトル 島津フーリエ変換赤外分光光度計ＦＴＩＲ−４３００を
用い、フィルム状またはＫＢｒ錠剤に成型して測定し
た。

【００２９】２．イオン交換容量（アミノ基量）の測定 細かく粉砕した重合体試料０．１〜１ｇをカラムに詰
め、これに５％ジイソプロピルエチルアミン・メタノー
ルを流して再生した。メタノール、０．１Ｍピクリン酸
メタノール溶液、メタノールを、順次、流した後、０．
１Ｍジイソプロピルエチルアミン・メタノール溶液を流
し、溶出液の吸光度（３６０ｍμ）を測定して、第１〜
３級アミノ基量を求めた。

【００３０】〔実施例１〕ニトロベンゼン１１４ｍｌと
硫酸２２７ｍｌの混合溶液を０℃に冷却し、２２．７ｇ
のＮ−メチロール−α−クロルアセトアミドを加え、０
〜１０℃で溶解して、アミドメチル化液を調製した。

【００３１】５０ｇのユーデル・ポリスルホン（Ｐ３５
００）を５００ｍｌのニトロベンゼンに溶かした溶液中
に、１０℃に昇温した上記アミドメチル化液を強く攪拌
しながら加え、１５℃で２時間攪拌した。その後、反応
液を−２０℃のメタノール５ｌ中に投じ、沈澱したポリ
マーをメタノールで洗浄、乾燥して、クロルアセトアミ
ドメチル化ポリスルホン６４．４ｇを得た。このポリマ
ーは、赤外線吸収スペクトルで１６７２ｃｍ^-1（アミド
−Ｉ）、１５２８ｃｍ^-1（アミド−ＩＩ）および３３６
２ｃｍ^-1（Ｎ−Ｈ）にアミド基の強い吸収が認められた
ことからその構造を確認した。

【００３２】得られたアミドメチル化重合体１１．０ｇ
を１５０ｍｌの６Ｎ−塩酸中で７時間、還流加熱した。
重合体を水洗して、９．８５ｇの本発明の重合体である
アミノメチル化ポリスルホン・塩酸塩が得られた。この
ポリマーは、ジメチルスルホキシドに溶けるが、塩化メ
チレンやＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドには溶けない性
質を有する。塩化メチレンに不溶になったがメタノール
や熱水には可溶になった。ジメチルスルホキシド溶液か
ら強靱なフィルムが得られた。イオン交換容量は２．０
ミリ当量／ｇであった。赤外線吸収スペクトルで１６７
０ｃｍ^-1（アミド−Ｉ）および１５２８ｃｍ^-1（アミド
−ＩＩ）の吸収が消失し、２５００〜３６００ｃｍ^-1に
アンモニウム基の吸収が現れたことからその構造を確認
した。

【００３３】このポリマーを５０％ジメチルアミン水溶
液で洗ったところ、脱塩酸されたことが確認され、ジメ
チルスルホキシドのほか塩化メチレンやＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミドにも可溶になった。

【００３４】〔実施例２〕ニトロベンゼン１９ｍｌと硫
酸３８ｍｌの混合溶液を０℃に冷却し、３．７５ｇのＮ
−メチロール−α−クロルアセトアミドを加え、０〜１
０℃で溶解して、アミドメチル化液を調製した。

【００３５】３０ｇのユーデル・ポリスルホン（Ｐ３５
００）を３００ｍｌのニトロベンゼンに溶かした溶液中
に、１０℃に昇温した上記アミドメチル化液を強く攪拌
しながら加え、１５℃で２時間攪拌した。その後、反応
液を−２０℃のメタノール３ｌ中に投じ、沈澱したポリ
マーをメタノールで洗浄、乾燥して、クロルアセトアミ
ドメチル化ポリスルホン３２．９ｇを得た。このポリマ
ーは、実施例１と同様、赤外線吸収スペクトルで１６７
６ｃｍ^-1（アミド−Ｉ）および３３６７ｃｍ^-1（Ｎ−
Ｈ）にアミド基の強い吸収が認められ、かつ元素分析で
１．６０％の窒素が認められた。

【００３６】得られたアミドメチル化重合体１１．０ｇ
を１５０ｍｌの６Ｎ−塩酸中で７時間、還流加熱した。
重合体を水洗して、９．８５ｇの本発明の重合体である
アミノメチル化ポリスルホン・塩酸塩が得られた。この
ポリマーは、ジメチルスルホキシドに溶けるが、塩化メ
チレンやＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドには溶けない性
質を有する。塩化メチレンに不溶になったがメタノール
や熱水には可溶になった。ジメチルスルホキシド溶液か
ら強靱なフィルムが得られた。イオン交換容量は０．８
ミリ当量／ｇであった。赤外線吸収スペクトルで１６７
０ｃｍ^-1（アミド−Ｉ）および１５２８ｃｍ^-1（アミド
−ＩＩ）の吸収が消失し、２５００〜３６００ｃｍ^-1に
アンモニウム基の吸収が現れたことからその構造を確認
した。

【００３７】このポリマーを５０％ジメチルアミン水溶
液で洗ったところ、脱塩酸されたことが確認され、ジメ
チルスルホキシドのほか塩化メチレンやＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミドにも可溶になった。

【００３８】〔実施例３〕実施例２で得られたクロルア
セトアミドメチル化ポリスルホン重合体２．０ｇを２０
ｍｌのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解し、ガラス
板上にキャストして厚さ７０μｍの強靱なフィルムを作
製した。１５０ｍｌの６Ｎ−塩酸中で７時間、還流加熱
した。フィルムを水洗して、乾燥して、赤外線吸収スペ
クトルで加水分解していることを確認した。フィルムの
強度低下は認められなかった。

【００３９】〔実施例４〕実施例２で得られたクロルア
セトアミドメチル化ポリスルホン重合体５．０ｇを４０
ｍｌのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解し、ガラス
板上にキャストして厚さ７０μｍの強靱なフィルムを作
製した。このフィルム４ｃｍ×５ｃｍを１６ｍｌのサル
モネラ・ミネソタＲｅ５９５ＬＰＳの溶液（２０μｇ／
ｍｌ）中に浸し、８０ｍｇの１−エチル−３，３−ジメ
チルアミノプロピルカルボジイミド塩酸塩を加え、室温
で７２時間振とうした。フィルムを水洗して、ＬＰＳ固
定化ポリスルホンフィルムを得た。母液中のＬＰＳ濃度
をフェノール・硫酸法で測定したところ１２μｇ／ｍｌ
であったことから、固定化量は１２８μｇであることが
判った。

【００４０】同様にして、常法により、シャーレ、瓶、
膜、繊維状、中空糸、粒状物を作製したところ、相当す
る成型品が得られた。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、主鎖の
芳香族ポリスルホンに、側鎖として、特定のアミノメチ
ル基を導入することにより、優れた特性を有する可溶性
の新規芳香族ポリスルホン重合体またはその成型品を得
ることを最大の特徴とするものであり、本発明によって
得られる芳香族ポリスルホン重合体は、イオン性物質や
生理活性物質等の吸着、分離、固定等の処理材料として
有用である。

【００４２】また、本発明の芳香族ポリスルホン重合体
は、側鎖として導入するアミノメチル基の種類、及び量
を調節することにより、その反応性を適宜調節すること
が可能であり、使用目的に応じた適宜の反応特性を有す
る処理材を容易、かつ確実に行うことができる長所を有
する。

【００４３】また、当該芳香族ポリスルホン重合体は、
シャーレ、瓶、膜、繊維、中空糸、粒状物またはこれら
を用いた組み立て品等の成型品の形で、アフィニティー
クロマトグラフ用吸着剤、治療用血液処理剤、抗菌性材
料等の材料として好適に使用することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主鎖のポリスルホンに、側鎖として、下
   記一般式（Ｉ）で示される基（但し、式中、Ｒは水素原
   子、低級アルキル基またはベンジル基を示す。）を導入
   した芳香核を有する芳香族ポリスルホン重合体またはそ
   の成型品。 Ｒ−ＮＨ−ＣＨ₂ − （Ｉ）
2. 【請求項２】 側鎖を導入した芳香族ポリスルホン重合
   体が、可溶性であることを特徴とする請求項１記載の芳
   香族ポリスルホン重合体またはその成型品。
3. 【請求項３】 主鎖の芳香族ポリスルホンが、ポリ（ｐ
   −フェニレンエーテルスルホン）であることを特徴とす
   る請求項１記載の芳香族ポリスルホン重合体またはその
   成型品。
4. 【請求項４】 主鎖の芳香族ポリスルホンが、ユーデル
   ・ポリスルフォンであることを特徴とする請求項１記載
   の芳香族ポリスルホン重合体またはその成型品。
5. 【請求項５】 成型品が、シャーレ、瓶、膜、繊維、中
   空糸、粒状物またはこれ等を用いた組み立て品であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の芳香族ポリスルホン重合
   体またはその成型品。
6. 【請求項６】 アシルアミドメチル化芳香族ポリスルホ
   ン重合体またはその成型品を、酸触媒の存在下、加水分
   解せしめることを特徴とする請求項１記載の芳香族ポリ
   スルホン重合体またはその成型品の製造方法。