JPH06336520A - ポリヒドロキシカルボン酸の製造方法 - Google Patents

ポリヒドロキシカルボン酸の製造方法

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JPH06336520A
JPH06336520A JP12603993A JP12603993A JPH06336520A JP H06336520 A JPH06336520 A JP H06336520A JP 12603993 A JP12603993 A JP 12603993A JP 12603993 A JP12603993 A JP 12603993A JP H06336520 A JPH06336520 A JP H06336520A
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acid
hydroxy
solvent
reaction
ethylnaphthalene
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JP12603993A
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Seiji Obuchi
省二 大淵
Osamu Yasui
治 安井
Masahiro Ota
正博 太田
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ヒドロキシカルボン酸、または、それらのオ
リゴマ−を、触媒の存在下、あるいは非存在下、溶媒の
還流と同時に反応系から水分を除去しながら加熱反応し
てポリヒドロキシカルボン酸を製造する方法において、
ナフタリン系化合物を溶媒として用いるポリヒドロキシ
カルボン酸の製造方法。 【効果】 直接脱水重縮合により高分子量のポリヒドロ
キシカルボン酸を工業的に容易且つ安価に得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医療用材料や汎用樹脂
代替の生分解生ポリマ−として有用なポリヒドロキシカ
ルボン酸の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリヒドロキシカルボン酸は機械的性
質、物理的性質、化学的性質に優れている上に、他に害
を与える事なく自然環境下で分解され、最終的には微生
物によって水と炭酸ガスになるという生分解性の機能を
有しており、近年医療用材料や、環境保全の観点から汎
用樹脂代替等、様々な分野で注目されており、今後もそ
の需要が大きく伸びることが期待されている。通常、ポ
リヒドロキシカルボン酸の製造方法としては、ヒドロキ
シカルボン酸例えば、乳酸、グリコ−ル酸の場合は、脱
水二量化し一旦環状二量体を得た後、各種触媒の存在
下、開環溶融重合する事で高分子量のポリマ−が得られ
る事が知られている。この方法は、環状二量体であるラ
クチド、またはグリコリドの製造に際して多大の労力と
費用を必要とするため経済的でない。また、ヒドロキシ
カルボン酸の種類によっては、環状二量体を形成しない
ものもあり、その場合はこの方法は使用できない。
【0003】一方、ヒドロキシカルボン酸及びそのオリ
ゴマ−から直接脱水法によって、ポリヒドロキシカルボ
ン酸を得る方法が幾つか開示されている(特開昭59−
096123号、特開昭61−028521号)。しか
しながら、これらの方法では得られる該ポリマ−の固有
粘度は約0.3dl/g程度が限界で十分な機械物性を
有さず、その用途、目的によっては使用できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】乳酸やグリコ−ル酸等
のヒドロキシカルボン酸の直接重縮合反応は、二塩基酸
と多価アルコ−ルによるエステル化反応と同様に逐次反
応であり、反応時間と共に分子量は増大する。また、こ
の際生成する水分子は、加水分解作用による逆反応によ
り重縮合体の分子量を低下させる作用を有するので、生
成する水分を系外へ効率よく除去することが高分子量ポ
リ乳酸やポリグリコ−ル酸等を得るために必要であっ
た。この方法として反応時に撹拌速度を高める方法、減
圧度を高める方法、不活性ガスを反応系に導入し水を揮
散させる方法等があるが、分子量の増大と共に反応系の
粘度が著しく上昇するため、これらの方法には限界があ
り、到達する分子量は触媒の有無にかかわらず通常2
0,000以下であった。従ってこれらの方法により生
成したポリマ−から、充分な機械的特性を有する成形物
やフィルムを得ることは不可能であった。
【0005】本発明は、ヒドロキシカルボン酸の直接脱
水縮合反応により高分子量のポリヒドロキシカルボン酸
を製造する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高分子量
のポリヒドロキシカルボン酸を得るべく鋭意検討した結
果、特殊な溶媒を用いることにより、高分子量のポリヒ
ドロキシカルボン酸を得ることができることを見い出し
本発明を完成したものである。
【0007】すなわち本発明は、ヒドロキシカルボン
酸、またはそれらのオリゴマ−を、触媒の存在下、また
は非存在下、溶媒の還流と同時に反応系から水分を除去
しながら加熱反応してポリヒドロキシカルボン酸を製造
する方法において、ナフタリン系化合物を溶媒として用
いることを特徴とするポリヒドロキシカルボン酸の製造
方法である。
【0008】本発明で使用されるヒドロキシカルボン酸
の具体例としては、以下のものが上げられる。グリコ−
ル酸、乳酸、2−ヒドロキシブタノイックアシッド、2
−ヒドロキシペンタノイックアシッド、2−ヒドロキシ
ヘキサノイックアシッド、2−ヒドロキシヘプタノイッ
クアシッド、2−ヒドロキシオクタノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−メチルプロパノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−メチルブタノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−エチルブタノイックアシッド、2−
ヒドロキシ−2−メチルペンタノイックアシッド、2−
ヒドロキシ−2−エチルペンタノイックアシッド、2−
ヒドロキシ−2−プロピルペンタノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−ブチルペンタノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−メチルヘキサノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−エチルヘキサノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−プロピルヘキサノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−ブチルヘキサノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−ペンチルヘキサノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−メチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−メチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−エチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−プロピルヘプタニックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−ブチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−ペンチルヘプタノイックアシ
ッド、2−ヒドロキシ−2−ヘキシルヘプタノイックア
シッド、2−ヒドロキシ−2−メチルオクタノイックア
シッド、2−ヒドロキシ−2−エチルオクタノイックア
シッド、2−ヒドロキシ−2−プロピルオクタノイック
アシッド、2−ヒドロキシ−2−ブチルオクタノイック
アシッド、2−ヒドロキシ−2−ペンチルオクタノイッ
クアシッド、2−ヒドロキシ−2−ヘキシルオクタノイ
ックアシッド、2−ヒドロキシ−2−ヘプチルオクタノ
イックアシッド、3−ヒドロキシプロパノイックアシッ
ド、3−ヒドロキシブタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシペンタノイックアシッド、3−ヒドロキシヘキサノ
イックアシッド、3−ヒドロキシヘプタノイックアシッ
ド、3−ヒドロキシオクタノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−メチルブタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−メチルペンタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−エチルペンタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−メチルヘキサノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−エチルヘキサノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−プロピルヘキサノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−メチルヘプタノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−エチルヘプタノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−プロピルヘプタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−ブチルヘプタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−メチルオクタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−エチルオクタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−プロピルオクタノイックアシッド、3−
ヒドロキシ−3−ブチルオクタノイックアシッド、3−
ヒドロキシ−3−ペンチルオクタノイックアシッド、4
−ヒドロキシブタノイックアシッド、4−ヒドロキシペ
ンタノイックアシッド、4−ヒドロキシヘキサノイック
アシッド、4−ヒドロキシヘプタノイックアシッド、4
−ヒドロキシオクタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−メチルペンタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−メチルヘキサノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−エチルヘキサノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−メチルヘプタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−エチルヘプタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−プロピルヘプタノイックアシッド、4−ヒドロキ
シ−4−メチルオクタノイックアシッド、4−ヒドロキ
シ−4−エチルオクタノイックアシッド、4−ヒドロキ
シ−4−プロピルオクタノイックアシッド、4−ヒドロ
キシ−4−ブチルオクタノイックアシッド、5−ヒドロ
キシペンタノイックアシッド、5−ヒドロキシヘキサノ
イックアシッド、5−ヒドロキシヘプタノイックアシッ
ド、5−ヒドロキシオクタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−メチルヘキサノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−メチルヘプタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−エチルヘプタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−メチルオクタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−エチルオクタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−プロピルオクタノイックアシッド、6−ヒ
ドロキシヘキサノイックアシッド、6−ヒドロキシヘプ
タノイックアシッド、6−ヒドロキシオクタノイックア
シッド、6−ヒドロキシ−6−メチルヘプタノイックア
シッド、6−ヒドロキシ−6−メチルオクタノイックア
シッド、6−ヒドロキシ−6−エチルオクタノイックア
シッド、7−ヒドロキシヘプタノイックアシッド、7−
ヒドロキシオクタノイックアシッド、7−ヒドロキシ−
7−メチルオクタノイックアシッド、8−ヒドロキシオ
クタノイックアシッド等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸
が挙げられる。これらは単独でも或は二種以上混合して
用いてもよい。特に好ましく用いられるヒドロキシカル
ボン酸は、乳酸、グリコ−ル酸、3−ヒドロキシブチリ
ックアシッド、4−ヒドロキシブチリックアシッド、3
−ヒドロキシバレリックアシッド、またはそれらの混合
物である。
【0009】本発明方法では前述のヒドロキシカルボン
酸から誘導されるオリゴマ−を原料として用いることも
出来る。そしてそれらは一種または二種以上の混合物と
して用いてもよい。
【0010】これらヒドロキシカルボン酸及びそれらの
オリゴマ−の中には光学活性炭素を有し各々D体、L
体、D/L体の形態をとる場合があるが、本発明に於い
ては、その形態に何等制限はない。
【0011】本発明の特徴である溶媒のナフタリン系化
合物としては、ナフタリン、1−メチルナフタリン、2
−メチルナフタリン、1−エチルナフタリン、2−エチ
ルナフタリン、1,2−ジメチルナフタリン、1,3−
ジメチルナフタリン、1,4−ジメチルナフタリン、
1,5−ジメチルナフタリン、1,6−ジメチルナフタ
リン、1,7−ジメチルナフタリン、1,8−ジメチル
ナフタリン、2,3−ジメチルナフタリン、2,6−ジ
メチルナフタリン,2,7−ジメチルナフタリン、1,
2−ジエチルナフタリン、1,3−ジエチルナフタリ
ン、1,4−ジエチルナフタリン、1,5−ジエチルナ
フタリン、1,6−ジエチルナフタリン、1,7−ジエ
チルナフタリン、1,8−ジエチルナフタリン、2,3
−ジエチルナフタリン、2,6−ジエチルナフタリン,
2,7−ジエメチルナフタリン、1−メチル−2−エチ
ルナフタリン、1−メチル−3−エチルナフタリン、1
−メチル−4−エチルナフタリン、1−メチル−5−エ
チルナフタリン、1−メチル−6−エチルナフタリン、
1−メチル−7−エチルナフタリン、1−メチル−8−
エチルナフタリン、2−メチル−1−エチルナフタリ
ン、2−メチル−3−エチルナフタリン、2−メチル−
4−エチルナフタリン、2−メチル−5−エチルナフタ
リン、2−メチル−6−エチルナフタリン、2−メチル
−7−エチルナフタリン、2−メチル−8−エチルナフ
タリン、1−クロロナフタリン、1−ブロモナフタリ
ン、2−ブロモナフタリン、1−フルオロナフタリン、
1−ヨ−ドナフタリン、1−メトキシナフタリン、2−
メトキシナフタリン、1−エトキシナフタリン、2−エ
トキシナフタリン、1−アセトナフトン、2−アセトナ
フトン、1,4−ジヒドロナフタリン、1,2,3,4
−テトラヒドロナフタリン等が挙げられる。これらは一
種または二種以上の混合物で用いても良い。
【0012】本発明方法では、重合触媒の添加は目的と
するポリマ−の重合度(固有粘度、分子量)によって添
加したり、しなかったり任意に選択することが出来る。
低分子量のポリマ−を製造する場合(ポリスチレン換算
重量平均分子量Mwが約30,000未満)は、触媒を
添加してもしなくても目的とするポリマ−を容易に得る
ことが出来る。一方、高分子量(ポリスチレン換算重量
平均分子量Mwが30,000以上)のポリマ−を製造
する場合は、反応時間(反応速度)の関係上触媒を用い
る方が好ましい。
【0013】本発明で用いる触媒としては、元素周期律
表I、II、III、IV、V族の金属、或はそれらの
塩または水酸化物、酸化物が挙げられる。
【0014】例えば亜鉛、錫、アルミニウム、マグネシ
ウム、アンチモン、チタン、ジルコニウム等の金属。酸
化錫、酸化アンチモン、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム、酸化チタン等の金属酸化物。塩化亜
鉛、塩化第一錫、塩化第二錫、臭化第一錫、臭化第二
錫、フッ化アンチモン、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、
塩化アルミニウム等の金属ハロゲン化物。水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグ
ネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、水酸化
鉄、水酸化コバルト、水酸化ニッケル、水酸化銅、水酸
化セシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、
水酸化リチウム、水酸化ジルコニウム等の金属水酸化
物。硫酸錫、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム等の硫酸塩。
炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸カルシウム等の炭酸
塩。酢酸錫、オクタン酸錫、乳酸錫、酢酸亜鉛、酢酸ア
ルミニウム、乳酸鉄等の有機カルボン酸塩。トリフルオ
ロメタンスルホン酸錫、p−トルエンスルホン酸錫等の
有機スルホン酸塩等が挙げられる。
【0015】その他、ジブチルチンオキサイド等の上記
金属の有機金属酸化物またはチタニウムイソプロポキサ
イド等の上記金属の金属アルコキサイドまたはジエチル
亜鉛等の上記金属のアルキル金属。およびダウエック
ス、アンバ−ライト等のイオン交換樹脂等が挙げられ
る。その使用量は、上記ヒドロキシカルボン酸またはそ
れらのオリゴマ−の0.0001〜10重量%が用いら
れる。
【0016】反応温度は常圧下、使用する溶媒の還流温
度、または減圧により、還流温度を50〜250℃に下
げて行ってもよい。好ましくは、反応が速く、分解反応
が少ない条件である100〜170℃がよい。
【0017】乾燥剤を使用する場合は、例えばモレキュ
ラ−シ−ブ(3A,4A,5A等)、五酸化二リン、水
素化カルシウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムア
ルミニウム等の金属水素化物、ナトリウム、リチウム等
のアルカリ金属等が挙げられる。
【0018】反応装置は、留出した溶媒が乾燥剤を充填
したカラムを通り、反応器に戻るようにすればよい。ま
たカラムに充填できないものは、留出した溶媒を別の反
応器で乾燥剤の存在下、還流脱水して一部留出させ、縮
合反応を行っている反応器に戻す等の方法で行うことが
できる。
【0019】反応は減圧下または常圧下で行う。減圧下
で行う場合は真空ポンプを接続する。減圧下または常圧
下、不活性ガスをバブリングさせて行ってもよい。不活
性ガスとしては、窒素、アルゴン等が例示される。
【0020】本発明方法では、重縮合中の熱劣化による
着色を抑えるために着色防止剤を添加して重縮合を行っ
ても良い。使用される着色防止剤としては、リン酸、リ
ン酸トリフェニル、ピロリン酸、亜リン酸、亜リン酸ト
リフェニル等のリン化合物が好ましい。その添加量は、
ポリマ−に対して0.01〜5重量%、より好ましくは
0.5〜2重量%である。0.01重量%未満では着色
防止効果が小さくなり、5重量%以上では、さらなる着
色防止の効果は薄く、重合度が上がらないことがある。
【0021】
【実施例】以下に、本発明に於ける実施例を記載する
が、本発明は以下に記載する方法及び装置に限定される
ものではない。本明細書記載のポリマ−の分子量は、ゲ
ルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ−(カラム温度2
3℃)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で行
った。
【0022】実施例1 90%L−乳酸75gを130℃/50mmHgで3時
間系外へ水を除去しながら加熱撹拌した。これに1−ク
ロロナフタリン325g、錫粉0.4gを加え、更にモ
レキュラ−シ−ブス3A50gが充填された管を取り付
け、還流により留出する溶媒がモレキュラ−シ−ブスを
通って系内へ戻るようにし、反応条件を130℃/15
〜18mmHgに設定し、20時間反応させた。反応終
了後、反応マスにクロロホルム400mlを加え、溶解
した後吸引濾過し錫粉末を除去した。得られたクロロホ
ルム溶液にメタノ−ル1400mlを加え、析出した白
色固体のポリ乳酸を濾別し、乾燥した。収量52.3
g,収率は96.8%、重量平均分子量180,000
(ポリスチレン換算。以下同じ。)であった。
【0023】実施例2 重合溶媒として1−クロロナフタリンの替わりに、1−
エチルナフタリンを用いた他は、実施例1と同様の方法
で行った結果、白色固体のポリ乳酸を得た。収量51.
4g、収率95.2%、重量平均分子量160,000
であった。
【0024】実施例3 90%L−乳酸75gを130℃/50mmHgで3時
間系外へ水を除去しながら加熱撹拌した。これにナフタ
リン325g、錫粉0.4gを加え更にモレキュラ−シ
−ブス3A50gが充填された管を取り付け、還流によ
り留出する溶媒がモレキュラ−シ−ブスを通って系内へ
戻るようにし、反応条件を130℃/55〜65mmH
gに設定し、30時間反応させた。反応終了後、反応マ
スにクロロホルム400mlを加え、溶解した後吸引濾
過し錫粉末を除去した。得られたクロロホルム溶液にメ
タノ−ル1400mlを加え、析出した白色固体のポリ
乳酸を濾別し、乾燥した。収量50.7g,収率は9
3.9%、重量平均分子量150,000であった。
【0025】比較例1 重合溶媒として1−クロロナフタリンの替わりに、ジベ
ンジルエ−テルを用いた他は、実施例1と同様の方法で
行ったが、分子量はほとんど増大しなかった。
【0026】
【発明の効果】本発明方法は、ヒドロキシカルボン酸ま
たはそれらのオリゴマ−から直接脱水重縮合により高分
子量の該ポリマ−を工業的に、短時間に、且安価に得る
ことを可能とする方法である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ポリヒドロキシカルボン酸の製
造方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医療用材料や汎用樹脂
代替の生分解生ポリマ−として有用なポリヒドロキシカ
ルボン酸の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリヒドロキシカルボン酸は機械的性
質、物理的性質、化学的性質に優れている上に、他に害
を与える事なく自然環境下で分解され、最終的には微生
物によって水と炭酸ガスになるという生分解性の機能を
有しており、近年医療用材料や、環境保全の観点から汎
用樹脂代替等、様々な分野で注目されており、今後もそ
の需要が大きく伸びることが期待されている。通常、ポ
リヒドロキシカルボン酸の製造方法としては、ヒドロキ
シカルボン酸例えば、乳酸、グリコ−ル酸の場合は、脱
水二量化し一旦環状二量体を得た後、各種触媒の存在
下、開環溶融重合する事で高分子量のポリマ−が得られ
る事が知られている。この方法は、環状二量体であるラ
クチド、またはグリコリドの製造に際して多大の労力と
費用を必要とするため経済的でない。また、ヒドロキシ
カルボン酸の種類によっては、環状二量体を形成しない
ものもあり、その場合はこの方法は使用できない。
【0003】一方、ヒドロキシカルボン酸及びそのオリ
ゴマ−から直接脱水法によって、ポリヒドロキシカルボ
ン酸を得る方法が幾つか開示されている(特開昭59−
096123号、特開昭61−028521号)。しか
しながら、これらの方法では得られる該ポリマ−の固有
粘度は約0.3dl/g程度が限界で十分な機械物性を
有さず、その用途、目的によっては使用できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】乳酸やグリコ−ル酸等
のヒドロキシカルボン酸の直接重縮合反応は、二塩基酸
と多価アルコ−ルによるエステル化反応と同様に逐次反
応であり、反応時間と共に分子量は増大する。また、こ
の際生成する水分子は、加水分解作用による逆反応によ
り重縮合体の分子量を低下させる作用を有するので、生
成する水分を系外へ効率よく除去することが高分子量ポ
リ乳酸やポリグリコ−ル酸等を得るために必要であっ
た。この方法として反応時に撹拌速度を高める方法、減
圧度を高める方法、不活性ガスを反応系に導入し水を揮
散させる方法等があるが、分子量の増大と共に反応系の
粘度が著しく上昇するため、これらの方法には限界があ
り、到達する分子量は触媒の有無にかかわらず通常2
0,000以下であった。従ってこれらの方法により生
成したポリマ−から、充分な機械的特性を有する成形物
やフィルムを得ることは不可能であった。
【0005】本発明は、ヒドロキシカルボン酸の直接脱
水縮合反応により高分子量のポリヒドロキシカルボン酸
を製造する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高分子量
のポリヒドロキシカルボン酸を得るべく鋭意検討した結
果、特殊な溶媒を用いることにより、高分子量のポリヒ
ドロキシカルボン酸を得ることができることを見い出し
本発明を完成したものである。
【0007】すなわち本発明は、ヒドロキシカルボン
酸、または、それらのオリゴマ−を、触媒の存在下、あ
らかじめ有機溶媒中で加熱還流し、水および低沸点化合
物を除去した後、溶媒の還流と同時に反応系から水分を
除去しながら脱水重縮合してポリヒドロキシカルボン酸
を製造する方法において、ナフタリン系化合物を溶媒と
して用いることを特徴とするポリヒドロキシカルボン酸
の製造方法である。
【0008】本発明で使用されるヒドロキシカルボン酸
の具体例としては、以下のものが挙げられる。グリコ−
ル酸、乳酸、2−ヒドロキシブタノイックアシッド、2
−ヒドロキシペンタノイックアシッド、2−ヒドロキシ
ヘキサノイックアシッド、2−ヒドロキシヘプタノイッ
クアシッド、2−ヒドロキシオクタノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−メチルプロパノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−メチルブタノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−エチルブタノイックアシッド、2−
ヒドロキシ−2−メチルペンタノイックアシッド、2−
ヒドロキシ−2−エチルペンタノイックアシッド、2−
ヒドロキシ−2−プロピルペンタノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−ブチルペンタノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−メチルヘキサノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−エチルヘキサノイックアシッド、2
−ヒドロキシ−2−プロピルヘキサノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−ブチルヘキサノイックアシッド、
2−ヒドロキシ−2−ペンチルヘキサノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−メチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−メチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−エチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−プロピルヘプタニックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−ブチルヘプタノイックアシッ
ド、2−ヒドロキシ−2−ペンチルヘプタノイックアシ
ッド、2−ヒドロキシ−2−ヘキシルヘプタノイックア
シッド、2−ヒドロキシ−2−メチルオクタノイックア
シッド、2−ヒドロキシ−2−エチルオクタノイックア
シッド、2−ヒドロキシ−2−プロピルオクタノイック
アシッド、2−ヒドロキシ−2−ブチルオクタノイック
アシッド、2−ヒドロキシ−2−ペンチルオクタノイッ
クアシッド、2−ヒドロキシ−2−ヘキシルオクタノイ
ックアシッド、2−ヒドロキシ−2−ヘプチルオクタノ
イックアシッド、3−ヒドロキシプロパノイックアシッ
ド、3−ヒドロキシブタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシペンタノイックアシッド、3−ヒドロキシヘキサノ
イックアシッド、3−ヒドロキシヘプタノイックアシッ
ド、3−ヒドロキシオクタノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−メチルブタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−メチルペンタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−エチルペンタノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−メチルヘキサノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−エチルヘキサノイックアシッド、3−ヒドロ
キシ−3−プロピルヘキサノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−メチルヘプタノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−エチルヘプタノイックアシッド、3−ヒド
ロキシ−3−プロピルヘプタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−ブチルヘプタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−メチルオクタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−エチルオクタノイックアシッド、3−ヒ
ドロキシ−3−プロピルオクタノイックアシッド、3−
ヒドロキシ−3−ブチルオクタノイックアシッド、3−
ヒドロキシ−3−ペンチルオクタノイックアシッド、4
−ヒドロキシブタノイックアシッド、4−ヒドロキシペ
ンタノイックアシッド、4−ヒドロキシヘキサノイック
アシッド、4−ヒドロキシヘプタノイックアシッド、4
−ヒドロキシオクタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−メチルペンタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−メチルヘキサノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−エチルヘキサノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−メチルヘプタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−エチルヘプタノイックアシッド、4−ヒドロキシ
−4−プロピルヘプタノイックアシッド、4−ヒドロキ
シ−4−メチルオクタノイックアシッド、4−ヒドロキ
シ−4−エチルオクタノイックアシッド、4−ヒドロキ
シ−4−プロピルオクタノイックアシッド、4−ヒドロ
キシ−4−ブチルオクタノイックアシッド、5−ヒドロ
キシペンタノイックアシッド、5−ヒドロキシヘキサノ
イックアシッド、5−ヒドロキシヘプタノイックアシッ
ド、5−ヒドロキシオクタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−メチルヘキサノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−メチルヘプタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−エチルヘプタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−メチルオクタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−エチルオクタノイックアシッド、5−ヒド
ロキシ−5−プロピルオクタノイックアシッド、6−ヒ
ドロキシヘキサノイックアシッド、6−ヒドロキシヘプ
タノイックアシッド、6−ヒドロキシオクタノイックア
シッド、6−ヒドロキシ−6−メチルヘプタノイックア
シッド、6−ヒドロキシ−6−メチルオクタノイックア
シッド、6−ヒドロキシ−6−エチルオクタノイックア
シッド、7−ヒドロキシヘプタノイックアシッド、7−
ヒドロキシオクタノイックアシッド、7−ヒドロキシ−
7−メチルオクタノイックアシッド、8−ヒドロキシオ
クタノイックアシッド等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸
が挙げられる。これらは単独でも或は二種以上混合して
用いてもよい。特に好ましく用いられるヒドロキシカル
ボン酸は、乳酸、グリコ−ル酸、3−ヒドロキシブチリ
ックアシッド、4−ヒドロキシブチリックアシッド、3
−ヒドロキシバレリックアシッド、またはそれらの混合
物である。
【0009】本発明方法では前述のヒドロキシカルボン
酸から誘導されるオリゴマ−を原料として用いることも
出来る。そしてそれらは一種または二種以上の混合物と
して用いてもよい。
【0010】これらヒドロキシカルボン酸及びそれらの
オリゴマ−の中には光学活性炭素を有し各々D体、L
体、D/L体の形態をとる場合があるが、本発明に於い
ては、その形態に何等制限はない。
【0011】本発明の特徴である溶媒のナフタリン系化
合物としては、ナフタリン、1−メチルナフタリン、2
−メチルナフタリン、1−エチルナフタリン、2−エチ
ルナフタリン、1,2−ジメチルナフタリン、1,3−
ジメチルナフタリン、1,4−ジメチルナフタリン、
1,5−ジメチルナフタリン、1,6−ジメチルナフタ
リン、1,7−ジメチルナフタリン、1,8−ジメチル
ナフタリン、2,3−ジメチルナフタリン、2,6−ジ
メチルナフタリン,2,7−ジメチルナフタリン、1,
2−ジエチルナフタリン、1,3−ジエチルナフタリ
ン、1,4−ジエチルナフタリン、1,5−ジエチルナ
フタリン、1,6−ジエチルナフタリン、1,7−ジエ
チルナフタリン、1,8−ジエチルナフタリン、2,3
−ジエチルナフタリン、2,6−ジエチルナフタリン,
2,7−ジエメチルナフタリン、1−メチル−2−エチ
ルナフタリン、1−メチル−3−エチルナフタリン、1
−メチル−4−エチルナフタリン、1−メチル−5−エ
チルナフタリン、1−メチル−6−エチルナフタリン、
1−メチル−7−エチルナフタリン、1−メチル−8−
エチルナフタリン、2−メチル−1−エチルナフタリ
ン、2−メチル−3−エチルナフタリン、2−メチル−
4−エチルナフタリン、2−メチル−5−エチルナフタ
リン、2−メチル−6−エチルナフタリン、2−メチル
−7−エチルナフタリン、2−メチル−8−エチルナフ
タリン、1−クロロナフタリン、1−ブロモナフタリ
ン、2−ブロモナフタリン、1−フルオロナフタリン、
1−ヨ−ドナフタリン、1−メトキシナフタリン、2−
メトキシナフタリン、1−エトキシナフタリン、2−エ
トキシナフタリン、1−アセトナフトン、2−アセトナ
フトン、1,4−ジヒドロナフタリン、1,2,3,4
−テトラヒドロナフタリン等が挙げられる。これらは一
種または二種以上の混合物で用いても良い。
【0012】本発明で用いる触媒としては、元素周期律
表I、II、III、IV、V族の金属、或はそれらの
塩または水酸化物、酸化物が挙げられる。例えば亜鉛、
錫、アルミニウム、マグネシウム、アンチモン、チタ
ン、ジルコニウム等の金属。酸化錫、酸化アンチモン、
酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チ
タン等の金属酸化物。塩化亜鉛、塩化第一錫、塩化第二
錫、臭化第一錫、臭化第二錫、フッ化アンチモン、塩化
亜鉛、塩化マグネシウム、塩化アルミニウム等の金属ハ
ロゲン化物。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム、水酸化亜鉛、水酸化鉄、水酸化コバルト、水酸化ニ
ッケル、水酸化銅、水酸化セシウム、水酸化ストロンチ
ウム、水酸化バリウム、水酸化リチウム、水酸化ジルコ
ニウム等の金属水酸化物。硫酸錫、硫酸亜鉛、硫酸アル
ミニウム等の硫酸塩。炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭
酸カルシウム等の炭酸塩。酢酸錫、オクタン酸錫、乳酸
錫、酢酸亜鉛、酢酸アルミニウム、乳酸鉄等の有機カル
ボン酸塩。トリフルオロメタンスルホン酸錫、p−トル
エンスルホン酸錫等の有機スルホン酸塩等が挙げられ
る。
【0013】その他、ジブチルチンオキサイド等の上記
金属の有機金属酸化物またはチタニウムイソプロポキサ
イド等の上記金属の金属アルコキサイドまたはジエチル
亜鉛等の上記金属のアルキル金属。およびダウエック
ス、アンバ−ライト等のイオン交換樹脂等が挙げられ
る。その使用量は、上記ヒドロキシカルボン酸またはそ
れらのオリゴマ−の0.0001〜10重量%が用いら
れる。
【0014】脱水重縮合に先だってあらかじめヒドロキ
シカルボン酸類を有機溶媒中で加熱還流する。この操作
により反応系内に存在する、原料由来の不純物が還流す
る溶媒と共に反応系外へ除去される。従って、還流する
不純物を含んだ有機溶媒は、一旦系外へ留去し不純物を
除去した後に再び反応系内へ戻す手法を選んでもよい
し、或は不純物を含む有機溶媒は反応系内へ戻さず、不
純物を含まない有機溶媒をあらたに装入し、反応系内の
有機溶媒を置換する手法を選んでもよい。有機溶媒中で
加熱還流させる際の条件としては、温度は80〜250
℃、好ましくは110〜170℃である。80℃より低
い温度では不純物の除去効果が少なくなるため好ましく
ない。逆に250℃を越える温度ではヒドロキシカルボ
ン酸の熱劣化が生ずるため好ましくない。圧力は常圧
下、減圧下の何れでもよく、使用する反応溶媒によって
上記温度範囲で還流する圧力が適宜選択される。加熱還
流する時間は温度条件、反応スケ−ル等によって異なる
が、0.5〜60時間、好ましくは2〜30時間がよ
い。0.5時間より短い場合は、前述した不純物の除去
効果があまり無く、また60時間を越えても更なる不純
物の除去効果は期待出来ない。
【0015】脱水重縮合時の反応温度は常圧下、使用す
る溶媒の還流温度、または減圧により、還流温度を50
〜250℃に下げて行ってもよい。好ましくは、反応が
速く、分解反応が少ない条件である100〜170℃が
よい。
【0016】乾燥剤を使用する場合は、例えばモレキュ
ラ−シ−ブ(3A,4A,5A等)、五酸化二リン、水
素化カルシウム、水素化ナトリウム、水素化リチウムア
ルミニウム等の金属水素化物、ナトリウム、リチウム等
のアルカリ金属等が挙げられる。
【0017】反応装置は、留出した溶媒が乾燥剤を充填
したカラムを通り、反応器に戻るようにすればよい。ま
たカラムに充填できないものは、留出した溶媒を別の反
応器で乾燥剤の存在下、還流脱水して一部留出させ、縮
合反応を行っている反応器に戻す等の方法で行うことが
できる。
【0018】反応は減圧下または常圧下で行う。減圧下
で行う場合は真空ポンプを接続する。減圧下または常圧
下、不活性ガスをバブリングさせて行ってもよい。不活
性ガスとしては、窒素、アルゴン等が例示される。
【0019】本発明方法では、重縮合中の熱劣化による
着色を抑えるために着色防止剤を添加して重縮合を行っ
ても良い。使用される着色防止剤としては、リン酸、リ
ン酸トリフェニル、ピロリン酸、亜リン酸、亜リン酸ト
リフェニル等のリン化合物が好ましい。その添加量は、
ポリマ−に対して0.01〜5重量%、より好ましくは
0.5〜2重量%である。0.01重量%未満では着色
防止効果が小さくなり、5重量%以上では、さらなる着
色防止の効果は薄く、重合度が上がらないことがある。
【0020】
【実施例】以下に、本発明に於ける実施例を記載する
が、本発明は以下に記載する方法及び装置に限定される
ものではない。本明細書記載のポリマ−の分子量は、ゲ
ルパ−ミエ−ションクロマトグラフィ−(カラム温度2
3℃)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で行
った。
【0021】実施例1 温度計、撹拌翼、留出管を備えた500mlの四つ口フ
ラスコに、90%L−乳酸75gを装入し、130℃/
50mmHgで3時間系外へ水を除去しながら加熱撹拌
した。次に留出管を取り外し、代わりにディ−ンシュタ
ックを取り付け、更に1−クロロナフタリン325g、
錫粉0.4gを加え、140℃/25〜30mmHgで
5時間加熱還流させた。この時、還流する1−クロロナ
フタリンと生々水との混合物をディ−ンシュタック内で
分離させ、水層を逐次抜きだした。 次にディ−ンシュ
タックを取り外し、代わりにモレキュラ−シ−ブス3A
50gが充填された管を取り付け、還流により留出する
溶媒がモレキュラ−シ−ブスを通って系内へ戻るように
し、反応条件を130℃/15〜18mmHgに設定
し、20時間反応させた。反応終了後、反応マスにクロ
ロホルム400mlを加え、溶解した後吸引濾過し錫粉
末を除去した。得られたクロロホルム溶液にメタノ−ル
1400mlを加え、析出した白色固体のポリ乳酸を濾
別し、乾燥した。収量52.3g,収率は96.8%、
重量平均分子量180,000(ポリスチレン換算。以
下同じ。)であった。
【0022】実施例2 重合溶媒として1−クロロナフタリンの替わりに、1−
エチルナフタリンを用いた他は、実施例1と同様の方法
で行った結果、白色固体のポリ乳酸を得た。収量51.
4g、収率95.2%、重量平均分子量160,000
であった。
【0023】実施例3 温度計、撹拌翼、留出管を備えた500mlの四つ口フ
ラスコに、90%L−乳酸75gを装入し、130℃/
50mmHgで3時間系外へ水を除去しながら加熱撹拌
した。次に留出管を取り外し、代わりにディ−ンシュタ
ックを取り付け、更にナフタリン325g、錫粉0.4
gを加え、140℃/80〜95mmHgで6時間加熱
還流させた。この時、還流するナフタリンと生々水との
混合物をディ−ンシュタック内で分離させ、水層を逐次
抜きだした。 次にディ−ンシュタックを取り外し、代
わりにモレキュラ−シ−ブス3A50gが充填された管
を取り付け、還流により留出する溶媒がモレキュラ−シ
−ブス3A50gが充填された管を取り付け、還流によ
り留出する溶媒がモレキュラ−シ−ブスを通って系内へ
戻るようにし、反応条件を130℃/55〜65mmH
gに設定し、30時間反応させた。反応終了後、反応マ
スにクロロホルム400mlを加え、溶解した後吸引濾
過し錫粉末を除去した。得られたクロロホルム溶液にメ
タノ−ル1400mlを加え、析出した白色固体のポリ
乳酸を濾別し、乾燥した。収量50.7g,収率は9
3.9%、重量平均分子量150,000であった。
【0025】比較例1 重合溶媒として1−クロロナフタリンの替わりに、ジベ
ンジルエ−テルを用いた他は、実施例1と同様の方法で
行ったが、分子量はほとんど増大しなかった。
【0026】
【発明の効果】本発明方法は、ヒドロキシカルボン酸ま
たはそれらのオリゴマ−から直接脱水重縮合により高分
子量の該ポリマ−を工業的に、短時間に、且安価に得る
ことを可能とする方法である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドロキシカルボン酸、または、それ
    らのオリゴマ−を、触媒の存在下、あるいは非存在下、
    溶媒の還流と同時に反応系から水分を除去しながら加熱
    反応してポリヒドロキシカルボン酸を製造する方法にお
    いて、ナフタリン系化合物を溶媒として用いることを特
    徴とするポリヒドロキシカルボン酸の製造方法。
  2. 【請求項2】 溶媒の還流下に留出する溶媒を乾燥剤
    で処理したのち、再び反応系内に戻すことを特徴とする
    請求項1記載のポリヒドロキシカルボン酸の製造方法。
  3. 【請求項3】 使用する乾燥剤が、モレキュラ−シ−
    ブ、または五酸化二リン、または金属水素化合物、また
    はアルカリ金属であることを特徴とする請求項2記載の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 ヒドロキシカルボン酸が、乳酸、グリ
    コ−ル酸、3−ヒドロキシブチリックアシッド、4−ヒ
    ドロキシブチリックアシッド、3−ヒドロキシバレリッ
    クアシッド、またはそれらの混合物であることを特徴と
    する請求項1〜3記載のいずれかの製造方法。
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