使用馬來酸酐製造聚天冬氨酸的方法

2023-06-01 00:47:16 1

專利名稱：使用馬來酸酐製造聚天冬氨酸的方法
技術領域：
本發明涉及聚天冬氨酸的製造方法。更具體地說，本發明涉及包括 以下步驟的聚天冬氨酸的製造方法在不含活性氫的極性溶劑的存在下 進行馬來酸和氨的縮聚以得到聚琥珀醯亞胺，並中和所得到的聚琥珀醯 亞胺從而獲得聚天冬氨酸。具體而言，本發明的特徵在於，使用取代有 烷基殘基的馬來酸烷基酯，從而使聚合過程中的馬來酸的分解和降解最
背景技術：
通過聚合馬來酸和氨來製造聚天冬氨酸的方法分為兩種，即，液相 聚合法和固相聚合法，這兩種方法分別在存在溶劑或不存在溶劑的條件 下進行。
對於通常不需要溶劑的固相聚合法，馬來酸的衍生物與氨源反應， 然後直接加熱以聚合。因為聚合是在固相中使用固體反應物進行，所以 處理不易，且不可避免地形成泡沫。因此，該方法的傳熱效率較低。因 而，必須升高反應溫度並延長反應時間以克服與該方法相關的上述問題。 然而，反應溫度越高，轉化為泡沫狀固體的反應混合物就越多，這會損 害該方法的傳熱效率，而又必須提高反應溫度並延長反應時間以實現更 有效的反應。此外，由於反應物的混合不良，最終產物的分子量通常變 得較小。
對於使用溶劑的液相聚合法，發泡度隨所用溶劑的特性而變。使用 不含活性氫的極性溶劑時，可以防止發泡，不過產物傾向於具有較高程 度的熱降解、低品質和較差的顏色。如果使用與所述極性溶劑不同的弱 極性溶劑或非極性溶劑，則發泡程度可以降低但不能避免。另外，由於 穩定性較差，馬來酸鹽在聚合過程中受熱分解。因此，合成產物的品質劣化。
聚天冬氨酸是由聚琥珀醯亞胺水解製得的聚合物，並可溶於水中。 作為生物降解性聚合物，其可應用於各種領域。特別是，它可以用作清 潔劑用增潔劑、鍋爐和冷卻水用水處理劑、用於農業用途的產品、如洗 發劑等個人用品以及用於在藥劑和農藥中的藥物遞送的載體。通常，聚 天冬氨酸是通過水解聚琥珀醯亞胺而得到的，所述聚琥珀醯亞胺由諸如
馬來酸和富馬酸等二元酸與氨的縮聚得到，或由L-天冬氨酸或DL-天冬氨
酸的縮聚得到。製造聚天冬氨酸的己知方法包括下列方法。
美國專利第5,466,779號公報公開了一種製備聚天冬氨酸的方法，該 方法包括以下步驟在維持溫度為10(TC 11(TC的同時使氨與馬來酸酐 反應以得到馬來酸，通過加熱所得到的馬來酸至180'C 24(TC的反應溫 度而使該酸聚合成為聚琥珀醯亞胺，和用苛性鈉或其他相應的鹼水解所 得到的聚琥珀醯亞胺從而製得聚天冬氨酸。
美國專利第5,373,088號公開了一種製備聚天冬氨酸的方法，該方法 包括以下步驟使馬來酸與氨反應以生成馬來酸銨、於22(TC 24(TC的 溫度使得到的馬來酸銨聚合7小時 10小時以製造聚琥珀醯亞胺，和水 解所得到的聚琥珀醯亞胺從而製得聚天冬氨酸。
美國專利第5,508,434號公開了一種製備聚天冬氨酸的方法，該方法 包括以下步驟在含硫脫水劑的存在下熱聚合天冬氨酸以得到具有相對 較高分子量的聚琥珀醯亞胺，和水解所得到的聚琥珀醯亞胺從而製得聚 天冬氨酸。
美國專利第5,371,180號公開了一種製備聚天冬氨酸的方法，該方法 包括以下步驟:使富馬酸或馬來酸與相對於每1摩爾的二元酸的量為0.95 摩爾 1.05摩爾的含氨試劑(包括脲、氨基甲酸、碳酸銨(ammonium carbonate)、碳酸氫銨和碳酸銨(diammonium carbonate))於160。C 220。C 的溫度反應以得到聚琥珀醯亞胺，和用苛性鈉或其他相應的鹼水解所得 到的聚琥珀醯亞胺從而製得聚天冬氨酸。
美國專利第5,714,588號公開了一種製備聚天冬氨酸的方法，該方法 包括以下步驟在多種溶劑的存在下於15(TC 220。C的溫度使天冬氨酸、富馬酸、馬來酸或馬來酸酐與氨(考慮到使用的每一種有機酸進行具體 選擇)熱聚合，從而製得聚天冬氨酸。
另一方面，韓國專利申請第2003-0073994號公報描述了一種製備聚 天冬氨酸的方法，該方法包括以下步驟在矽酮溶劑的存在下使二元酸 與氨熱聚合以得到聚琥珀醯亞胺，和水解所得到的聚琥珀醯亞胺從而制 得聚天冬氨酸。
當前述方法中採用固相聚合時，由於傳熱效率不良所致，必須提高 反應溫度並延長反應時間。結果，能耗較高，得到的聚合物樹脂高度粘 稠，以致根據該反應的進行而生成的水不能有效地除去，造成發泡現象。 因此，出現了包括必須構建異常大型的製造單元等問題。此外，由於未 反應的材料不能有效混合，所以得到的聚合物具有的重均分子量僅有 3000 5000。
同時，在液相聚合法中，發泡程度隨所用溶劑的特性的不同而不同。 使用不含活性氫的極性溶劑時，可以避免發泡，但產物傾向於具有較高 程度的熱降解、低品質和較差的顏色。如果使用弱極性溶劑或非極性溶 劑，則發泡程度可以降低但不能避免。另外，由於穩定性較差，馬來酸 鹽在聚合過程中受熱分解。因此，合成產物的品質劣化。
在上述狀況下，需要開發一種製備高品質的聚合物產品同時防止反 應物發泡的技術
發明內容
技術問題
為解決上述問題，本發明的發明人採用了具有良好傳熱效率的液相 聚合法，並且通過使用醇來修飾二元酸以防止二元酸受熱降解。特別是， 當馬來酸酐和醇反應以獲得馬來酸單烷基酯時，使得到的馬來酸單烷基 酯與氨反應，並在不含活性氫的極性溶劑的存在下進行縮聚從而得到聚 琥珀醯亞胺，聚琥珀醯亞胺隨後被中和從而製得聚天冬氨酸，已經發現 得到了重均分子量為10，000 20，000、羧基含量為至少93%的聚天冬氨 酸，其產率為至少98摩爾％。基於這些發現，本發明得以完成。
6因而，本發明的一個目的是提供製造聚天冬氨酸的新方法，其中， 通過在不含活性氫的極性溶劑的存在下進行縮聚，可以在較低的反應溫 度和較短的反應時間的條件下經濟地製備聚天冬氨酸，通過使用具有烷 基的醇以使二元酸受熱降解的程度降低從而防止了聚合物產品的品質劣 化，並且還防止了發泡現象。
技術方案
為實現上述目的，本發明提供了聚天冬氨酸的製造方法。更具體的 說，本發明提供了包括以下步驟的聚天冬氨酸的製造方法在不含活性 氫的極性溶劑的存在下進行馬來酸和氨的縮聚以得到聚琥珀醯亞胺，和 水解所得到的聚琥珀醯亞胺從而獲得聚天冬氨酸。
具體而言，本發明涉及具有高產率和最小熱降解的聚天冬氨酸的制
造方法，其中所述方法包括以下步驟a)使馬來酸酐與醇反應以得到馬 來酸單烷基酯化合物；b)使由此得到的馬來酸單烷基酯化合物與氨氣或 氨的水溶液反應以得到烷基銨鹽的反應溶液；C)在由此得到的烷基銨鹽 的反應溶液中加入不含活性氫的極性溶劑並加熱所述混合物以實現縮聚 從而獲得聚琥珀醯亞胺；和d)冷卻並中和所得到的聚合物。
為了防止反應過程中的任何發泡，在本發明中採用在不含活性氫的 極性溶劑的存在下的液相聚合法。此外本發明的特徵在於，為了使液相 聚合過程中發生的二元酸的受熱降解最小化，使用經修飾的二元酸從而 使得能夠經由反應溫度較低且反應時間較短的經濟上有利的反應而以高 產率製造聚天冬氨酸。
本發明的發明人首次發現，當在極性溶劑的存在下對經修飾的馬來 酸單烷基酯進行縮聚時，可以得到重均分子量為10，000 20,000、羧基含 量為至少93%的高分子量的聚天冬氨酸，其產率為至少98摩爾％，並由 此完成了本發明。在這點上，僅當所述兩個反應條件同時得到滿足時才 可獲得本發明的效果。本發明的聚合在不含活性氫的極性溶劑的存在下 進行以避免發泡的發生。修飾二元酸以使其在液相聚合過程中發生的受 熱降解最小化。在較高的溫度下，有機酸易於受熱降解，因此造成產物 的顏色和品質劣化。為解決該問題，在本發明中將烷基引入二元酸中以使所述酸能夠變得更能耐受熱降解。此外，在具有垸基的原料與氨反應 之後，在不含活性氫的極性溶劑的存在下進行縮聚以避免任何發泡。進 而，通過在聚合過程中降低反應溫度並避免任何熱降解，建立了製造聚 琥珀醯亞胺和聚天冬氨酸的新方法，通過該方法避免了產物品質的劣化。
本發明因而可以提供如下製備的聚天冬氨酸在不含活性氫的極性 溶劑的存在下使用取代有垸基的二元酸和氨作為反應原料迸行縮聚以得 到具有琥珀醯基作為重複單元的聚琥珀醯亞胺，並水解所述聚琥珀醯亞 胺以獲得聚天冬氨酸。本發明的方法的有利之處在於，可以避免包括現 有技術中在固相聚合的過程中發生的發泡現象和產物品質劣化在內的問 題，同時實現液相聚合的最大優點，即能耗最小化。因此，本發明提供 了解決所有現有技術問題的聚天冬氨酸的新製造方法。
下面對本發明的製造方法的各歩驟進行詳細說明。使用IR、 NMR
和/或GPC分析對各歩驟的反應產物進行表徵。
本發明的特徵在於，首先製得經由作為二元酸的馬來酸酐與醇的反 應而取代有烷基的馬來酸單垸基酯，在不含活性氫的極性溶劑的存在下 使所得到的馬來酸單垸基酯與氨進行縮聚以得到聚琥珀醯亞胺，然後水 解所得到的聚琥珀醯亞胺從而提供聚天冬氨酸。
在上述步驟a)中的製造馬來酸烷基酯的方法涉及如下面的反應圖解 1所示的馬來酸酐與醇的反應，該反應相當於修飾馬來酸，由此作為二元 酸的馬來酸被轉化為一元酸(馬來酸單烷基酯)。優選的是，對於步驟a) 的反應，相對於每1摩爾的所述馬來酸酐使用1摩爾 3摩爾的醇。更優 選的是，根據所使用的每一種醇使用1摩爾 2摩爾的醇。當相對於1摩 爾的馬來酸酐的所述醇的用量大於3摩爾時，對於該反應需要顯著較長 的反應時間，而且還需要大量的熱量。優選使用具有1 12個碳原子的 直鏈或支鏈醇。更具體實例包括乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異 丁醇、戊醇、異戊醇、己醇、辛醇、2-乙基己醇、壬醇、異壬基癸醇和異 癸醇等。formula see original document page 9(以上反應圖解中的R是具有1 12個碳原子的直鏈或支鏈垸基。) 對於上述的本發明方法的步驟b)，優選相對於每1摩爾的馬來酸單 烷基酯反應0.8摩爾 2摩爾的氨氣或氨的水溶液。當氨的用量大於2摩 爾時，聚琥珀醯亞胺的顏色明顯變成褐色，羧酸的含量降低，生成了更 多的鹽副產物。
對於上述的步驟c)，作為極性溶劑優選使用選自N-甲基吡咯烷酮、 二甲基甲醯胺、二丁基琥珀酸、二丙基琥珀酸、二乙基琥珀酸或二甲基 琥珀酸中的至少一種醯胺類溶劑。使用所述極性溶劑時，相對於所述步 驟a)中所使用的馬來酸酐，該極性溶劑優選以100重量份 400重量份 的量使用。更優選以150重量份 200重量份的量使用。如果使用的極性 溶劑超過400重量份，則聚合物的分子量減小。如果以小於100重量份 的量使用，則粘度變高，造成難以操作該過程。
對於上述步驟c)的反應條件，取代有烷基的二元酸與氨反應，然後 可以進行縮聚以獲得聚琥珀醯亞胺。縮聚時的反應壓力可以增大，也可 以降低。不過，從各方面看均有利的是在正常大氣壓下進行聚合反應。 用於聚合的反應溫度優選為160°C 220°C。更優選為170°C 180°C。另 外，適宜的反應時間為3小時 11小時。優選為6小時 8小時。由於 採用液相聚合法，與以前的固相聚合法相比在本發明中可以降低反應溫 度。另外，反應時間也可以縮短從而在本發明中可以更有效地利用能量。 通過引入垸基以避免溶液聚合過程中馬來酸的受熱降解，根據本發明不 僅可以防止受熱降解，還可以防止發泡。
根據本發明的方法製備的聚琥珀醯亞胺冷卻至4(TC 7(rC的溫度， 然後使用鹼金屬或鹼土金屬進行中和直至pH變為10 11。更優選使用 氫氧化鈉。氫氧化鈉優選在被稀釋為25% 50%的溶液後使用。更優選 的是，當終點的pH變成IO.O時，停止氫氧化鈉的添加，完成中和過程。 將其中己經完成反應的聚天冬氨酸溶液加至分液漏鬥中，以使聚天冬氨酸層和極性溶劑層分離。高分子聚天冬氨酸隨後作為產物獲得。
根據本發明的上述過程，得到的聚天冬氨酸的產率接近理論產率的
99%,聚合物中包含的羰基的量為理論值的卯％ 95%。由此製備的聚 合物的重均分子量為10,000 20，000，更優選為12,000 16,000。
具體實施例方式
下面，將基於下述實施例更詳細地描述本發明。不過，這些實施例 並不意圖限制本發明的範圍。 [實施例1]
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和51 g (1.5摩爾)甲醇導入配有溫度計、攪 拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中， 將混合物於65'C攪拌30分鐘以得到馬來酸單甲基酯。然後，將l.l當量 (1.1摩爾)的氨的水溶液加至混合物中以得到銨鹽。在所得到的混合物中 加入150g的N-甲基吡咯烷酮，在170。C的油浴中進行6小時縮聚。結果， 反應所生成的甲醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。
將反應混合物冷卻至50°C，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和該混 合物。當溶液的pH變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。 中和消耗的25%的苛性鈉水溶液的量是154g。中和後，使用分液漏鬥將 包含聚天冬氨酸和N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯垸酮層，從而得到產物。所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量 為約96%。合成反應的產率為約98摩爾％，聚合物的重均分子量根據 GPC分析結果為15,000 (GAP分析結果下同，Water Company的Model 1515用作GPC儀器，此外還使用等梯度型(isocratictype)泵)。
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和69 g (1.5摩爾)乙醇導入配有溫度計、攪 拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中以 製備馬來酸單乙基酯。然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至混 合物中以得到銨鹽。接著，在所得到的混合物中加入150 g的N-甲基吡 咯烷酮，然後在17(TC的油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的乙醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合物
冷卻至50'C，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH 變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛 性鈉水溶液的量是152 g。中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和 N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從 而得到產物。所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約95%。合成反應 的產率為約98摩爾％ ，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為16,000。 [實施例3]
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和90 g (1.5摩爾)丙醇導入配有溫度計、攪 拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中以 製備馬來酸單丙基酯。然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至混 合物中以得到銨鹽。接著，在所得到的混合物中加入150 g的N-甲基吡 咯烷酮，然後在170。C的油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的乙 醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合物 冷卻至5(TC，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH 變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛 性鈉水溶液的量是152 g。中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和 N-甲基吡咯垸酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從 而得到產物。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約95%。合成反應的產率為 約98摩爾％，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為15,000。 [實施例4]
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和90 g (1.2摩爾)丁醇導入配有溫度計、攪 拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中以 製備馬來酸單丁基酯。然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至混 合物中以得到銨鹽。接著，在所得到的混合物中加入150 g的N-甲基吡 咯烷酮，然後在17(TC的油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的乙 醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合物 冷卻至5(TC，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25。/^的苛
性鈉水溶液的量是152 g。中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和 N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從 而得到產物。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約95%。合成反應的產率為 約99摩爾Q^，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為14，000。 [實施例5]
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和110 g (1.25摩爾)戊醇導入配有溫度計、 攪拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中 以製備馬來酸單戊基酯。然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至 混合物中以得到鉸鹽。接著，在所得到的混合物中加入150 g的N-甲基 吡咯垸酮，然後在17(TC的油浴中進行6小吋縮聚。結果，反應所生成的 乙醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合 物冷卻至5(TC，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH 變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛 性鈉水溶液的量是150.4 g。中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和 N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從 而得到產物。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約94%。合成反應的產率為 約99摩爾％，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為12,000。 [實施例6]
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和120 g (1.17摩爾)己醇導入配有溫度計、 攪拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中 以製備馬來酸單己基酯。然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至 混合物中以得到銨鹽。接著，在所得到的混合物中加入150 g的N-甲基 吡咯垸酮，然後在17(TC的油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的 乙醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合 物冷卻至5(TC，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH 變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛性鈉水溶液的量是149.6 g。中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和 N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從
而得到產物。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約93.5%。合成反應的產率 為約99摩爾％，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為13，000。 [實施例7]
將98 g (1摩爾)馬來酸酐和120 g (1.03摩爾)庚醇導入配有溫度計、 攪拌器、油水分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中 以製備馬來酸單庚基酯。然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至 混合物中以得到銨鹽。接著，在所得到的混合物中加入150 g的N-甲基 吡咯烷酮，然後在17(TC的油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的 乙醇和水被除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合 物冷卻至5(TC，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH 變為10.0時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛 性鈉水溶液的量是150.4 g。中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和 N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從 而得到產物。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約94%。合成反應的產率為 約99摩爾％，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為12,000。 [比較例1]
將98g(1摩爾)馬來酸酐和200g水導入配有溫度計、攪拌器、油水 分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中以製備馬來酸。 然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至混合物中以得到銨鹽。接 著，在所得到的混合物中加入150g的N-甲基吡咯烷酮，然後在17CTC的 油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的乙醇和水被除去，反應混 合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合物冷卻至50。C，加入25% 的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH變為10.0時，停止苛性 鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛性鈉水溶液的量是136 g。 中和後，使用分液漏鬥將包含聚天冬氨酸和N-甲基吡咯烷酮的混合物分離成聚天冬氨酸層和N-甲基吡咯烷酮層，從而得到產物。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約85%。合成反應的產率為 約95摩爾％，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為11,000。
由於溶液聚合法的本性，沒有發生溶脹。與本發明的實施例相比， 羰基的含量、產率和分子量均下降。
將98g(l摩爾)馬來酸酐和200g水導入配有溫度計、攪拌器、油水
分離器、冷凝器和用於注入惰性氣體的裝置的四頸燒瓶中以製備馬來酸。 然後，將1.1當量(l.l摩爾)的氨的水溶液加至混合物中以得到銨鹽。接 著，在230。C的油浴中進行6小時縮聚。結果，反應所生成的乙醇和水被 除去，反應混合物轉化為高分子聚琥珀醯亞胺。將反應混合物冷卻至50 °C，加入25%的苛性鈉的水溶液以中和混合物。當溶液的pH變為10.0 時，停止苛性鈉的添加，完成中和過程。中和消耗的25%的苛性鈉水溶 液的量是136 g。
所得到的聚天冬氨酸中的羰基的含量為約85%。合成反應的產率為 約86摩爾％，聚合物的重均分子量根據GPC分析結果為4,500。聚合過 程中反應容器內發生明顯的溶脹。與本發明的實施例相比，羰基的含量 和分子量均下降。
正如以上所描述的，根據本發明的方法製備的聚天冬氨酸包含至少 93%的量的羰基，並且產率相當高，即，至少98摩爾％。另外，重均分 子量在12,000 16，000的範圍內，高於比較例的值。
工業實用性
與現有技術的方法相比，本發明的聚天冬氨酸的製造方法具有節省 能耗、不存在任何發泡和受熱降解這些有利效果。因此可以製得具有高 產率和高分子量的聚天冬氨酸。
權利要求
1. 具有最小熱降解且具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，所述方法包括以下步驟a)使馬來酸酐與醇反應以得到馬來酸單烷基酯化合物；b)使由此得到的馬來酸單烷基酯化合物與氨氣或氨的水溶液反應以得到烷基銨鹽的反應溶液；c)在由此得到的烷基銨鹽的反應溶液中加入不含活性氫的極性溶劑並加熱所述混合物以實現縮聚從而獲得聚琥珀醯亞胺；和d)冷卻並中和所得到的聚合物。
2. 如權利要求1所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 在所述步驟a)中，相對於每1摩爾的所述馬來酸酐，l摩爾 3摩爾的 醇發生反應。
3. 如權利要求2所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 使用具有1 12個碳原子的直鏈或支鏈醇。
4. 如權利要求1所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 在所述步驟b)中，相對於每1摩爾的所述馬來酸單烷基酯，0.8摩爾 2 摩爾的氨氣或氨的水溶液發生反應。
5 . 如權利要求1所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 相對於所述步驟a)中使用的所述馬來酸酐，所述歩驟c)的所述極性溶 劑的用量為100重量份 400重量份。
6. 如權利要求5所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 使用選自N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲醯胺、二丁基琥珀酸、二丙基琥珀 酸、二乙基琥珀酸或二甲基琥珀酸中的至少一種醯胺類溶劑作為所述極 性溶劑。
7. 如權利要求1所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 在所述步驟c)中，所述縮聚在正常大氣壓下於160。C 22(TC進行3小 時 11小時。
8. 如權利要求7所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中， 所述縮聚在170。C 18CTC進行6小時 8小時。
9. 如權利要求1所述的具有高產率的聚天冬氨酸的製造方法，其中，在所述步驟d)中，所述中和使用鹼金屬或鹼土金屬於4(rC 7(TC進行， 直至pH變成10 11。
10. 由權利要求1 9中任一項所述的製造方法製備的聚天冬氨酸。
11. 如權利要求IO所述的聚天冬氨酸，其中，所述聚天冬氨酸的重 均分子量為10,000 20,000。
全文摘要
本發明涉及聚天冬氨酸的製造方法。更具體地說，本發明涉及包括以下步驟的聚天冬氨酸的製造方法在不含活性氫的極性溶劑的存在下進行馬來酸酐和氨的縮聚以得到聚琥珀醯亞胺，和水解得到的聚琥珀醯亞胺從而獲得聚天冬氨酸。具體而言，本發明的特徵在於，合成產物聚琥珀醯亞胺和聚天冬氨酸的品質通過在馬來酸中引入取代基從而使聚合過程中的馬來酸的分解和降解最小化而得到改善。
文檔編號C08G69/00GK101535376SQ200780038504
公開日2009年9月16日 申請日期2007年4月17日 優先權日2006年9月25日
發明者徐成德, 李種禾, 柳瑩任, 金政坤 申請人:愛敬油化(株)