JPH093175A - 生分解性高分子化合物の製造方法 - Google Patents

生分解性高分子化合物の製造方法

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JPH093175A
JPH093175A JP15154495A JP15154495A JPH093175A JP H093175 A JPH093175 A JP H093175A JP 15154495 A JP15154495 A JP 15154495A JP 15154495 A JP15154495 A JP 15154495A JP H093175 A JPH093175 A JP H093175A
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Noboru Yamamoto
襄 山本
Atsuyoshi Nakayama
敦好 中山
Noriki Kawasaki
典起 川崎
Kazuko Hayashi
和子 林
Ikukatsu Maeda
育克 前田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】重合度が大きく高融点でかつ生分解性を有する
高分子化合物を短時間で効率よく製造する方法を提供す
ることを目的としている。 【構成】無水コハク酸を少なくとも含む環状酸無水物
(A)とエチレンオキシドを少なくとも含む環状エーテ
ル(B)とを触媒の存在下開環共重合させる生分解性高
分子化合物の製造方法において、塩化マグネシウム、マ
グネシウムジイソプロポキシド、マグネシウムジエトキ
シド、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化第二鉄からな
る群より選ばれた1種の化合物を触媒として用いる構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生分解性高分子化合物
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に生分解性が認められる脂肪族ポリ
エステルやポリエステルエーテル等の生分解性高分子化
合物は、従来から単独であるいは種々の添加物を配合し
てシートやフィルムに成形されている。このような生分
解性高分子化合物は、ジカルボン酸とグリコールとの重
縮合やジカルボン酸のアルキルエステルとグリコールと
のエステル交換させることやそれらの真空重縮合によっ
て一般的に製造されてきた。
【0003】しかし、このような従来の方法では真空操
作に難があったり、ポリエステルのみしか製造できない
などの問題点があった。そこで、特公昭42−2670
8号公報や特開平6−306154号公報では、環状酸
無水物と環状エーテルとの開環共重合によってポリエス
テルあるいはポリエステルエーテルの製造方法がすでに
提案されている。
【0004】すなわち、アルキレンオキシドと環状酸無
水物とを開環共重合させるにあたり、特公昭42−26
708号公報では、触媒として周期律表第I族から第 I
II族の金属のアルキル金属化合物を用い、特開平6−3
06154号公報では触媒としてトリアルコキシアルミ
ニウムを用いることが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
触媒を用いた方法では、真空操作の必要が無くなったの
であるが、触媒の取扱いが容易でなかったり、重合度が
小さかったりするなどの問題点が残されていた。本発明
は、このような事情に鑑みて、重合度が大きく高融点で
かつ生分解性を有する高分子化合物を短時間で効率よく
製造する方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる生分解性
高分子化合物の製造方法は、このような目的を達成する
ために、無水コハク酸を少なくとも含む環状酸無水物
(A)とエチレンオキシドを少なくとも含む環状エーテ
ル(B)とを触媒の存在下開環共重合させる生分解性高
分子化合物の製造方法において、塩化マグネシウム、マ
グネシウムジイソプロポキシド、マグネシウムジエトキ
シド、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化第二鉄からな
る群より選ばれた1種の化合物を触媒として用いる構成
とした。
【0007】上記構成において、環状酸無水物(A)と
しては、無水コハク酸以外に、必要に応じて無水コハク
酸の一部を、たとえば無水マレイン酸、無水アジピン
酸、無水フタル酸などの他の環状酸無水物で置換するこ
とが可能である。なお、無水コハク酸無水物の割合は全
環状酸無水物(A)中の70重量%以上とすることが好
ましい。
【0008】環状エーテル(B)としては、エチレンオ
キシド以外に、必要に応じてエチレンオキシドの一部
を、たとえば、プロピレンオキシド、エピクロロヒドリ
ン、スチレンオキシド、アリルグリシジルエーテル、フ
ェニルグリシジルエーテルなどの他の環状エーテルで置
換してもよい。
【0009】重合は溶媒中において行うことが好ましい
が、塊状重合でも行うことができる。重合に用いる溶媒
としては、特に限定されないが、たとえば、トルエン、
キシレン、ジオキサンなどの不活性溶媒が挙げられる。
【0010】触媒は、触媒の種類により特に限定されな
いが、環状酸無水物(A)および環状エーテル(B)の
全モノマーに対して0.01から1.0モル%程度添加
することが好ましい。重合温度は、特に限定されない
が、50℃〜150℃が好ましく、100℃前後がより
好ましい。
【0011】重合時間は、触媒濃度と重合温度により異
なり、特に限定されないが、5時間〜96時間程度が好
ましい。すなわち、重合時間が短いと反応が不十分で分
子量が大きくならないとともに、重合時間が長すぎると
エステル交換反応により逆に低分子量のものになってし
まう恐れがある。また、重合時の環状酸無水物(A)、
環状エーテル(B)および触媒の添加順序は、特に限定
されないが、環状酸無水物(A)と触媒との反応により
まず重合が開始されるので、環状酸無水物(A)と触媒
と反応容器に入れたのち、続いて環状エーテル(B)を
添加することが好ましい。
【0012】本発明における環状酸無水物(A)と環状
エーテル(B)の反応比率は、特に限定されないが、5
0/50から40/60の範囲が適当であるが、環状酸
無水物(A)モノマーの開環体と環状エーテル(B)モ
ノマーの開環体とがほぼ完全に交互並んだ重合体とする
には、50/50にて重合させることが最も効率がよ
い。また、本発明の製造方法で得られた高分子化合物
は、必要に応じて鎖延長反応を行い、さらに高分子化す
ることもできる。
【0013】
【作用】環状酸無水物(A)と環状エーテル(B)とを
ほぼ等モルで反応させると、環状酸無水物(A)モノマ
ーの開環体である酸無水物ユニット(A)´と環状エー
テル(B)モノマーの開環体であるオキシランユニット
(B)´とがほぼ完全に交互並んだポリエステルタイプ
の高分子化合物が得られ、環状エーテル(B)の配合量
を多くすれば、オキシランユニット(B)´が連続する
所謂オキシラン連鎖部分を有するポリエステルエーテル
タイプの高分子化合物が得られる。
【0014】
【実施例】以下に、本発明を、その実施例を参照しつつ
詳しく説明する。なお、本発明はこれらにより限定され
るものではない。
【0015】(実施例1)ガラス製アンプルに、環状酸
無水物(A)としての無水コハク酸0.2モルと環状エ
ーテル(B)としてのエチレンオキシドを0.2モル、
塩化マグネシウムを両モノマー総量に対し、0.25モ
ル%加え、脱気封管後100℃に48時間保った。48
時間後、アンプルを開封して生成物をクロロホルムに溶
解させ、減圧濃縮し、石油エーテルにて再沈殿させて高
分子化合物を得た。 (実施例2)環状酸無水物(A)として無水コハク酸
0.2モルの代わりに無水コハク酸0.15モルと無水
フタル酸0.05モルとを用いた以外は、実施例1と同
様にして高分子化合物を得た。
【0016】(実施例3)環状エーテル(B)としてエ
チレンオキシド0.2モルに代えて、エチレンオキシド
0.15モルとスチレンオキシド0.05モルを用いた
以外は実施例1と同様にして高分子化合物を得た。 (実施例4)触媒として塩化マグネシウムに代えて塩化
第二鉄を用いた以外は実施例1と同様にして高分子化合
物を得た。
【0017】(実施例5)ガラス製アンプルに、無水コ
ハク酸0.2モルとエチレンオキシドを0.2モル、塩
化第二鉄を両モノマー量に対し、0.25モル%、さら
にはトルエン20ml加え、脱気封管後100℃に48
時間保った。以降は実施例1と同様にして高分子化合物
を得た。 (実施例6)触媒として塩化マグネシウムに代えてマグ
ネシウムエトキシドを用いた以外は実施例1と同様にし
て高分子化合物を得た。
【0018】(実施例7)触媒として塩化マグネシウム
を0.25モル%添加するのに代えて、塩化アルミニウ
ム0.1モル%添加するようにした以外は実施例1と同
様にして高分子化合物を得た。 (実施例8)触媒として塩化マグネシウムを0.25モ
ル%添加するのに代えて、塩化亜鉛0.1モル%添加す
るようにした以外は実施例1と同様にして高分子化合物
を得た。
【0019】(比較例1)触媒として塩化マグネシウム
に代えてアルミニウムイソプロポキシドを用いた以外は
実施例1と同様にして高分子化合物を得た。 (比較例2)触媒として塩化マグネシウムに代えてジエ
チル亜鉛を用いた以外は実施例1と同様にして高分子化
合物を得た。
【0020】実施例1〜8および比較例1,2で得られ
た高分子化合物の収率、分子量、および、得られた高分
子化合物を構成する酸無水物ユニット(A)´とオキシ
ランユニット(B)´とのモル比を調べ、その結果を表
1に示した。なお、分子量および上記モル比はGPC
(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)、 1HN
MR(核磁気共鳴)、DSC(示差走査熱量測定)、F
T−IR(フーリエ変換赤外分光分析)を用いて測定し
た。なお、表1中、(A)´/(B)´の欄は、酸無水
物ユニット(A)´とオキシランユニット(B)´との
モル比をあらわしている。
【0021】
【表1】
【0022】上記の結果から本発明の方法によれば、従
来の方法に比べてより分子量が大きく高融点の生分解性
高分子化合物を得ることができることが分かる。なお、
実施例1〜7の高分子化合物は、(A)´/(B)´が
49/51とほぼ酸無水物ユニット(A)´/オキシラ
ンユニット(B)´とが交互に連鎖したほぼポリエステ
ルタイプの分子構造をしていたのに対し、実施例8の高
分子化合物は環状酸無水物(A)と環状エーテル(B)
と等モル反応させたのにも係わらず、(A)´/(B)
´が46/54と一部オキシラン連鎖を有するポリエス
テルエーテルタイプの分子構造となっていた。
【0023】(実施例9)実施例2で得られた高分子化
合物(分子量9200のもの)2gに触媒としてのテト
ライソプロポキシドチタンを0.1g添加し、170℃
で12時間減圧脱気したのち、生成物をクロロホルムに
溶解させ、減圧濃縮し、石油エーテルにて再沈殿させて
さらに高分子な化合物を得た。得られた化合物の分子量
は50000であった。
【0024】つぎに、実施例1および実施例6の触媒と
しての塩化マグネシウムとマグネシウムエトキシドの添
加量を変化させた時の収率および得られる高分子化合物
の分子量の変化を調べその結果を図1に示した。図1に
示すように、無水コハク酸とエチレンオキシドとを等モ
ルで開環重合させる系においては、塩化マグネシウムお
よびマグネシウムエトキシドの添加量は、0.25モル
%付近が収率(図中●,〇であらわす)もよく、より分
子量(図中▲,△であらわす)の大きい高分子化合物を
得られることが分かる。
【0025】また、実施例1の反応系において重合温度
および重合時間を変えた場合の収率および得られる高分
子化合物の分子量の変化を調べその結果を図2(収率)
および図3(分子量)に示した。図2および図3に示す
ように重合温度100℃で重合時間50〜100時間程
度が収率もよく大きな分子量の高分子化合物を得られる
ことが分かった。
【0026】さらに、実施例1〜8で得た高分子化合物
のそれぞれについて生分解性試験(常盤らの方法)を以
下のとおりに行った。すなわち、まず、高分子化合物の
試料をそれぞれ25mg試験管に計りとり、pH7.0のリ
ン酸緩衝液をこの試験管に添加して24時間置いた後、
酵素(Rhizopus arrhizus lipase) を1250Uさらに
添加し、37℃で24時静置した。
【0027】そして、試験管内の液を0.2μmのフィ
ルターでろ過した後、ろ液について水溶性分解成形物を
全有機炭素量(TOC)測定装置にて定量した。その結
果、分子量の差によって分解性に影響がないことがわか
った。
【0028】本発明にかかる生分解性高分子化合物の製
造方法は、上記の実施例に限定されない。たとえば、上
記の実施例では、ガラスアンプル中で開環重合させて高
分子化合物を得るようにしているが、オートクレーブ中
で行うようにしても構わない。
【0029】
【発明の効果】本発明にかかる生分解性高分子化合物の
製造方法は、以上のように構成されているので、簡単に
高収率で高融点の生分解性高分子化合物が得られる。し
たがって、得られた生分解性高分子化合物を用いれば、
使用時の耐久性に優れるが、廃棄処理時には、生分解さ
れるため、環境汚染等を引き起こすことのない優れた機
能を有する袋やシートなどの成形品を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】触媒の添加量を変化させた時の収率および得ら
れる高分子化合物の分子量の変化をあらわすグラフであ
る。
【図2】重合温度および重合時間を変えた場合の収率の
変化をあらわすグラフである。
【図3】重合温度および重合時間を変えた場合の得られ
る高分子化合物の分子量の変化をあらわすグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 敦好 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 川崎 典起 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 林 和子 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 前田 育克 和歌山県那賀郡岩出町根来588−10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無水コハク酸を少なくとも含む環状酸無水
    物(A)とエチレンオキシドを少なくとも含む環状エー
    テル(B)とを触媒の存在下開環共重合させる生分解性
    高分子化合物の製造方法において、塩化マグネシウム、
    マグネシウムジイソプロポキシド、マグネシウムジエト
    キシド、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化第二鉄から
    なる群より選ばれた1種の化合物を触媒として用いるこ
    とを特徴とする生分解性高分子化合物の製造方法。
JP15154495A 1995-06-19 1995-06-19 生分解性高分子化合物の製造方法 Expired - Lifetime JP2684351B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999014257A1 (en) * 1997-09-15 1999-03-25 Eastman Chemical Company Monoesters and macrocyclic diester of phthalic acid and synthesis thereof
KR100365689B1 (ko) * 1997-12-31 2003-02-19 주식회사 효성생활산업 키토산 함유 생분해성 고분자의 제조방법
KR100734171B1 (ko) * 2006-05-23 2007-07-02 재단법인서울대학교산학협력재단 수용성 및 생분해성이 우수한 고분자량 폴리에스터 및 그의제조 방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999014257A1 (en) * 1997-09-15 1999-03-25 Eastman Chemical Company Monoesters and macrocyclic diester of phthalic acid and synthesis thereof
KR100365689B1 (ko) * 1997-12-31 2003-02-19 주식회사 효성생활산업 키토산 함유 생분해성 고분자의 제조방법
KR100734171B1 (ko) * 2006-05-23 2007-07-02 재단법인서울대학교산학협력재단 수용성 및 생분해성이 우수한 고분자량 폴리에스터 및 그의제조 방법

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