JPH0739485B2

JPH0739485B2 - 新規ブロック・コポリエ−テル・グリコ−ルの製造法

Info

Publication number: JPH0739485B2
Application number: JP10856387A
Authority: JP
Inventors: 齊三軒; 賢一佐々城; 龍也菅野
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPS63273639A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、３−メチル・オキセタン（以下MOXと略す）
の開環重合で得られるポリ（２−メチル・トリメチレン
・グリコール）（PMTG）の両末端水酸基にトシル化を導
入してα−トシル−ω−トシル・オキシポリ（２−メチ
ル・トリメチレン・グリコール）（以下DTs−PMTGと略
す）を合成し、ポリ（エチレングリコール）（PEG）の
アルカリ金属アルコラートと反応させることにより、ポ
リ（エチレン・グリコール）とポリ（２−メチル・トリ
メチレン・グリコール）のABA型ブロック・コポリエー
テル・グリコール（PEMG）を得る方法である。

親水性のポリ（エチレン・オキサイド）ブロック鎖と相
対的に、疎水性のポリ（プロピレン・オキサイド）ブロ
ック鎖のようなポリ（アルキレン・オキサイド）ブロッ
ク鎖から成るABA型ブロック・コポリエーテルをソフト
・セグメントに持つポリエーテル・ポリエステルやポリ
エーテル・ポリウレタンのブロック共重合体はエラスト
マーとして優れた物性を示すと共に、血小板の粘着を抑
制する機能を発現することが知られており、血液適合性
を持つ材料として有用である。併しながら血小板粘着性
を抑制する機能発現の要因として、ハード・セグメント
とソフト・セグメントを構成する化学組成は勿論、ソフ
トセグメントを構成するABA型ブロック・コポリエーテ
ルの親水性ブロックと疎水性ブロックの割合、更には親
水性ブロックと疎水性ブロックの長さが重要な要因であ
る。これらの要因は上記機能と密接に関連するいわゆる
ミクロ相分離構造を決定する要因であるからである。即
ちミクロ相分離機構によって形成されるモルフォロジー
及び相分離したミクロドメインの相対的な親水性，疎水
性の程度が血小板粘着性を抑制する機能発現に対し重要
な因子になることは良く知られている。

これらの間の定量的な関連については学術的にも逐次明
らかにされつつあるが、本発明は親水性ブロック部とし
てポリ（エチレン・オキサイド）ブロック鎖、疎水性ブ
ロック部としてポリ（オキシ−２−メチル・トリメチレ
ン）ブロック鎖から成るABA型ブロック・コポリエーテ
ル・グリコールを製造する方法であって、新しい親水
性，疎水性バランスを持つブロック・コポリエーテル・
グリコールを提供する方法に関するものである。

特に機能発現に重要な因子となるミクロ相分離構造を決
定する親水性ブロックと疎水性ブロックの割合及びその
長さを規制した製造法に関する発明である。

また、ミクロ相分離構造は分離膜としても優れた機能を
示す構造であり、支持体として機械的特性を与えるポリ
エステル，ポリウレタン，ポリウレタンウレア等をハー
ドセグメントとし、且つ本発明によるブロック・コポリ
エーテル・グリコールをセグメントとした。ブロック・
コポリマーはこの応用にも優れた材料を提供するもので
ある。

（従来技術）元来ABA型ブロック・コポリエーテル・グリコールはＢ
ブロック部ポリエーテルの両端からＡブロック部ポリエ
ーテル成分のモノマーをカチオン又はアニオン重合によ
り付加して鎖を延長させる方法がとられているが、この
方法を用いる限りＢブロック部のポリエーテル鎖長をコ
ントロールし得たとしても、それに付加するＡブロック
部ポリエーテル鎖長を制御することは困難であり、また
Ｂブロック部に対し両側に存在するＡブロック部の鎖長
を目的とする著しい鎖長に制御することは更に困難であ
る。更には重合時に副次的に生成する一部片末端水酸基
のABA型ブロック・コポリエーテル・モノアルコールの
存在は、ABA型ブロック・コポリエーテル・グリコール
を用いたポリエステル，ポリウレタン，ポリウレタン・
ウレア等のブロック・コポリマー合成において特に望ま
しくないものである。

本発明はこれらの問題点を解決し、血液適合性等の機能
発現に必要な微細なミクロ相分離構造を完全に制御し得
る化学構造的にも純度の高いABA型ブロック・コポリエ
ーテル・グリコールを製造する方法である。

（構成）すなわち本発明は、ポリ（２−メチル・トリメチレン・
グリコール）の両末端水酸基にトシル基を導入し、α−
トシル−ω−トシル・オキシポリ（２−メチル・トリメ
チレン・グリコール）を合成し、ポリ（エチレン・グリ
コール）のアルカリ金属アルコラートと反応させること
によりブロック構造を規制したポリ（エチレン・グリコ
ール）ブロック（ブロックＡ）とポリ（２−メチル・ト
リメチレン・グリコール）ブロック（ブロックＢ）から
成る下記構造のABA型ブロック・コポリエーテル・グリ
コールの製造法であってABA型ブロック・コポリエーテル・グ
リコールの全数平均分子量は、300〜35,000の範囲であ
り、Ｂブロック部の数平均分子量は300〜5,000の範囲で
ある。

ポリ（２−メチル・トリメチレン・グリコール）の両末
端水酸基のトシル化はポリ（２−メチル・トリメチレン
・グリコール）にブチル・リチウムを反応させ、ポリ
（２−メチル・トリメチレン・グリコール）のリチウム
・アルコラートとなし、これにｐ−トルエン・スルホニ
ル・クロライドを反応させることを特徴とし、ポリ（エ
チレン・グリコール）の金属アルコラートとしてはナト
リウム・アルコラート又はカリウム・アルコラートを用
いることを特徴としている。

また、特に必要な場合はカラム・クロマト法等の精製法
と組み合わせて製造される。

次に具体的に合成方法を実施例により示す。

本発明のABA型ブロック・コポリエーテル・グリコール
製造のＢ型ブロック部にあたるポリ（２−メチル・トリ
メチレン・グリコール）の合成例を示す。この合成は特
開昭58−126828に示されるように公知の方法で合成され
る。

［ポリ（２−メチル・トリメチレン・グリコール）（：
以下PMTGと略称する）の合成例］粒状苛性カリを加えて脱水した３−メチル・オキセタン
に金属ナトリウムを加え、常圧蒸留した67〜68℃の留分
25mlを窒素置換したフラスコ中に入れ、ドライアイス−
メタノール浴で−70℃まで冷却した。攪はん下に無水酢
酸0.33ml（3.23×10^-3mol）,1,4ブタンジオール1ml（1.
12×10^-2mol）を加えた後、過塩素酸0.30ml（3.49×10
^-3mol）を徐々に滴下した。約２時間かかって室温（15
〜25℃）にまで昇温し、その後その温度で約100時間静
置し、重合反応を進行させた。反応終了後には約３倍量
の水を加え、攪はん下に80〜90℃の温度で２時間加熱し
た。水層を除き、有機層に1/2Nアルコール性KOHを約50m
l加え、攪はん下に２時間還流し、重合体の両末端をジ
オール型に変えた。少量のベンゼンを加えてから反応系
の溶媒を留去。残留物にエチルエーテルを加えて溶解さ
せてからろ過し、ろ液を活性炭で処理して脱色し、再ろ
過した。ろ液からエーテルを留去し、重合反応による生
成物を得た。得られた生成物即ちPMTGのVapor Pressure
Osmometer（Knauer社）による数平均分子量（溶媒とし
てテトラヒドロフラン使用）は、800であった。

実施例１ α−トシル−ω−トシル・オキシポリ（２−メチル・
トリメチレン・グリコール）の合成（以下DTs−PMTGと
略す） PMTG（Mn＝800）の10g（0.0125モル）をベンゼンに溶解
させて全量を50mlにした。N₂雰囲気に保った反応系を約
４℃にまで冷却し、攪はん下にブチルリチウム（LiBuと
略す）のヘキサン溶液20ml（LiBuは0.0375モル）をすば
やく加え、その後ｐ−トルエンスルホニルクロライド
（TsClと略す）7.15g（0.0375モル）を約5mlのベンゼン
に溶かした溶液を滴下した。室温にまで昇温し、約12時
間攪はん下に反応させた。反応終了後、反応溶液をろ過
し、ろ液からベンゼンを留去した。

生成物中には未反応のTsCl,未反応のPMTG,低分子のトシ
ル化物が含まれるためカラム・クロマトグラフィによる
精製を行った。

内径2.5cm,高さ80cmのガラス製カラムを使用し、担体に
はシリカゲルNo.II−Ａ（半井化学薬品（株）250gを用
いた。溶離液の組成は、０〜1.5の範囲はｎ−ヘキサ
ン，酢酸エチル，塩化メチレン＝700/250/70（vol）,1.
5〜2.5の範囲はｎ−ヘキサン，酢酸エチル，塩化メチ
レン，アセトン＝700/250/70/50（vol）,2.5〜3.0の
範囲はｎ−ヘキサン，酢酸エチル，アセトン＝400/400/
200（vol），の混合溶離液を用いた。流速は約50ml/hr
に調節した。

目的物DTs−PMTGの分離は流出画分の薄層クロマトグラ
フィにより確認して行った。

この条件では溶離液溶出量が0.3〜1.5の範囲でDTs−P
MTGが分離される。

ポリ（エチレン・グリコール）・ポリ（２−メチル・
トリメチレン・グリコール）ABA型ブロック・コポリエ
ーテル・グリコールの合成（以下PEMGと略す）中央の口にコック付きメスシリンダー、左右に還流冷却
管をそれぞれ取り付けた500mlの三つ口フラスコにNaOH
5.09gを細かく砕いて入れ、系中を乾燥窒素雰囲気にし
た。（ポリエチレングリコールPEG）（Mn＝400）25.45g
をテトラヒドロフランTHF250mlに溶かした溶液をフラス
コ中に加え、湯浴上で攪はんしながら加熱し、還流温度
に保った。DTs−PMTG（Mn＝1,100）7.00gをTHF70mlに溶
かして、系中に滴下した。24時間反応させた後室温まで
降温した。ろ過して沈殿を除き、ろ液を1/2N塩酸で中和
し、分液漏斗を用いて水相を除き、少量のベンゼン（３
〜5ml）を加えて攪はん，静置すると、溶液は２層（ベ
ンゼン＋THF層と、水＋THF層）に別れる。ベンゼン＋TH
F層を取り出して溶媒をエバポレーターで留去し、残留
物を水100mlに溶かし分液漏斗に入れ、ベンゼン5mlを加
えて攪はんする。溶液はベンゼン層とミセル層に分離す
るのでミセル層を取り出し、溶媒をエバポレーターで留
去しPEMGを得た。

得られたPEMGのVapor Pressure Osmometer（Knauer社）
による数平均分子量（溶媒としてテトラヒドロフラン使
用）は1,615であり、ピクノメーターを用いて測定した1
5℃における比重は1.053であった。その赤外線吸収スペ
クトルを図１に示す。3,400cm^-1に末端水酸基に基づく
吸収が、また1,080cm^-1にエーテル結合に基づく吸収が
見られる。

また、Perkin Elmer社の走査型示差熱量計DSC−２を用
い、昇温速度10℃/minで測定したガラス転移温度は図２
に示されるように−70.1℃であった。

PEMGの構造確認図３に数平均分子量800のポリ（２−メチル・トリメチ
レン・グリコール）PMTGと数平均分子量400のポリ（エ
チレン・グリコール）PEGから上記合成法により得られ
たPEMGのプロトン・NMR（60MHz）スペクトルを図３に示
した。スペクトルにおけるそれぞれのピークの帰属は図
３において構造式の各水素の番号とピークの番号を対応
させている。また、PEMGの末端水酸基を定量するためPE
MGをトリクロロ・アセチル・イソシアネートと反応させ
末端水酸基をウレタン化し、プロトンNMR（400MHz）で
スペクトルを得た。末端ウレタン化PEMGをPEMG−TCAIと
略称し、測定結果を図４に示した。図４において構造式
の各水素の番号とスペクトルの番号を対応させ、それぞ
れのプロトンによる吸収の帰属を示している。

図４のピーク（１）とピーク（２）による積分値の比か
らPEMG中のPEGブロックとPMTGブロックの組成比を求め
ることが出来、更にPEGブロックの末端に対応するピー
ク（１′）とピーク（１）の積分値の比からPEGブロッ
ク部の分子量を求めることが出来る。

以上の測定結果から、数平均分子量800のPMTGブロック
の両側に数平均分子量400のPEGブロックを持ち、両末端
が水酸基である全数平均分子量1,600のPEMG即ちポリ
（エチレン・グリコール）・ポリ（２−メチル・トリメ
チレン・グリコール）のABA型ブロック・コポリエーテ
ル・グリコールで得たことを確認した。

実施例２数平均分子量1,040のポリ（２−メチル・トリメチレン
・グリコール）（PMTG）の10g（9.62×10^-3mol）をベン
ゼンに溶解して全量を100mlになし、窒素雰囲気中で反
応系を約４℃に保持した。反応系を攪はんしながらブチ
ル・リチウム（以下LiBuと略す）のヘキサン溶液20.0ml
（LiBuは28.85×10^-3mol）を素早く加え、その後ｐ−ト
ルエンスルホニル・クロライド5.50g（28.85×10^-3mo
l）を約10mlのベンゼンに溶かした溶液を滴下した。滴
下終了後更に12時間攪はんを続けた。反応溶液をろ過
し、ろ液からベンゼンを留去した。この生成物中には未
反応のｐ−トルエンスルホニル・クロライド，未反応の
PMTG,低分子のトシル化物が含まれるためカラムクロマ
トグラフィによる精製を行った。精製の条件は実施例１
と同じである。

このα−トシル−ω−トシル・オキシポリ（２−メチル
・トリメチレン・グリコール）を用いてポリ（エチレン
・グリコール）・ポリ（２−メチル・トリメチレン・グ
リコール）ABA型ブロック・コポリエーテル・グリコー
ル（PEMG）の合成を行った。

一方、コック付きメスシリンダー及び還流冷却管を取り
付けた500mlの三つ口フラスコに苛性ソーダ4.15gを細か
く砕いて入れ、反応系を乾燥窒素雰囲気にしてからポリ
エチレングリコール（数平均分子量1,000）の51.85gを
テトラヒドロフラン500mlに溶かした溶液をフラスコ中
に加え、湯浴上で攪はんしながら加熱して還流温度に保
った。この上に精製されたα−トシル−ω−トシル・オ
キシポリ（２−メチル・トリメチレン・グリコール）
（数平均分子量1,348）の7.00gをテトラヒドロフラン70
mlに溶かした溶液を滴下した。24時間反応させた後室温
迄冷却し、ろ過して沈殿物を除き、ろ液を1/2Nの塩酸で
中和した。分液漏斗で水槽を除き、5mlのベンゼンを加
え攪はん静置後分離したベンゼン−テトラヒドロフラン
層を取り出して溶媒をエバポレーターで留去した。残留
物を水100mlに溶かし、分液漏斗に入れ、ベンゼン5mlを
加えて攪はん。溶液はベンゼン層とミセル層に分離する
のでミセル層を取り出し、溶媒をエバポレーターで留去
してPEMGを得た。

この生成物はVapor Pressure Osmometerによる数平均分
子量は3,050であり、実施例１と同様トリクロロアセチ
ル・イソシアネートにより末端水酸基をウレタン化した
生成物のプロトンNMR（400MHz）スペクトルを得た。こ
の解析結果より数平均分子量1,040のポリ（２−メチル
・トリメチレン・グリコール）ブロックの両側に数平均
分子量1,000のポリエチレン・グリコールブロックが付
加された両末端水酸基のPEMGが得られたことを確認し
た。

（発明の効果）本発明のブロック・コポリエーテル・グリコールの製造
法は微細なミクロ相分離構造を完全に制御しうる化学構
造的にも純度の極めて高いABA型ブロック・コポリエー
テル・グリコールを得る製法であり、それの具体的な応
用は血液適合性を持つ医用材料及び機械特性を生かした
分離膜分野に有用である。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明のポリ（エチレン・グリコール）・ポリ
（２−メチル・トリメチレン・グリコール）の赤外線吸
収スペクトルを示す。図２は、本発明のポリ（エチレン・グリコール）・ポリ
（２−メチル・トリメチレン・グリコール）の走査型示
差熱量計の測定結果を示す。図３及び図４は、本発明のポリ（エチレン・グリコー
ル）・ポリ（２−メチル・トリメチレン・グリコール）
の核磁気共鳴吸収スペクトルを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリ（２−メチル・トリメチレン・グリコ
ール）の両末端水酸基にトシル基を導入し、γ−トシル
−ω−トシル・オキシポリ（２−メチル・トリメチレン
・グリコール）を合成し、ポリ（エチレン・グリコー
ル）のアルカリ金属アルコラートと反応させることによ
り（ブロック構造を規制した）ポリ（エチレン・グリコ
ール）ブロック（ブロックＡ）とポリ（２−メチル・ト
リメチレン・グリコール）ブロック（ブロックＢ）から
成る下記構造のABA型ブロック・コポリエーテル・グリ
コールを得る製造法
【請求項２】特許請求範囲第（１）項の記載においてポリ（２−メチル・トリメチレン・グリコール）の両末
端水酸基のトシル化は、ポリ（２−メチル・トリメチレ
ン・グリコール）にブチル・リチウムを反応させ、ポリ
（２−メチル・トリメチレン・グリコール）のリチウム
・アルコラートとなし、これにｐ−トルエン・スルホニ
ル・クロライドを反応させることを特徴とするブロック
・コポリエーテル・グリコールの製造法。
【請求項３】特許請求範囲第（１）項の記載においてポリ（エチレングリコール）のアルカリ金属アルコラー
トとしてはナトリウム・アルコラート又はカリウム・ア
ルコラートを用いることを特徴とするブロック・コポリ
エーテル・グリコールの製造法