[发明专利]聚琥珀酰亚胺的生产方法

说明书

                   技术领域

本发明涉及一种生产聚琥珀酰亚胺的方法，更具体地说，涉及一种包括利用酸性催化剂进行天冬氨酸聚合的生产聚琥珀酰亚胺的方法。

                   背景技术[聚琥珀酰亚胺及其生产方法的技术背景]

在生产聚氨基酸衍生物如聚天冬氨酸中，用聚琥珀酰亚胺作为一种合适的前体或中间体。已知聚琥珀酰亚胺和聚氨基酸衍生物，如聚天冬氨酸，具有生物可降解性，且特别适宜作为与环境相容的聚合物。更进一步，是聚琥珀酰亚胺衍生物的交联聚天冬氨酸盐，兼具生物可降解性和吸水性，而且是特别有用的聚合物。

作为在有酸性催化剂存在下使天冬氨酸发生反应而生产聚琥珀酰亚胺的技术，目前有，例如，下列常规技术(i)-(ii)。

(i)美国专利5,142,062该专利公开了一种以下列步骤生产重均分子量为100,000-200,000的聚琥珀酰亚胺的方法：1)在一个低于1巴的真空系统中于100-250℃使一种天冬氨酸与磷酸等的混合物发生反应，以生成一种含有重均分子量为10,000-100,000的聚琥珀酰亚胺的固体反应混合物，以及2)将第一步中所获得的固体反应混合物研磨成颗粒，其尺寸范围为0.001-2mm，然后在选自第一步中温度与压力范围內的条件下进行缩聚反应。

在实施例1中，通过混合天冬氨酸(50g，0.38mol)与85％磷酸(25g，0.22mol磷酸)[磷酸/天冬氨酸的摩尔比＝0.58]并在一个真空系统中于200℃聚合4小时，制得一种由聚琥珀酰亚胺与磷酸组成的粗产品。据其披露，当取一部分这样的粗产品，在洗去磷酸后测定其分子量后，发现该粗产品的重均分子量(Mw)为86,000。在实施例2中，通过将实施例1中的粗产品进一步研磨成尺寸范围为0.001-2.0mm的颗粒，并在一个1毫巴的真空系统中于200℃再聚合4小时后，就获得重均分子量为124,000的聚琥珀酰亚胺。

从实施例1和实施例2中也已公开，随反应的进展，反应产物的形式从一种流体变成一种固体。该技术的特点在于，有了研磨这一步，就有可能生产高重均分子量的聚琥珀酰亚胺。但是，要在工业生产上适当处理一个反应产物经历凝固的反应，一般需要特殊的反应器，这就使设备设计变得很难。特别是，当随反应进展，反应产物的形式从一种流体连续地变成一种固体时，很难设计一个能满足这样变化的连续反应器。

顺便提一下，在该常用技术中，从反应开始至结束，磷酸与天冬氨酸的摩尔比一直保持不变。

(ii)美国专利5,457,176(对应于日本专利7-216084 A)

该专利公开了一种通过加热一种氨基酸与酸性催化剂的混合物生产氨基酸聚合物的技术。具体地说，在第2栏第15-16行中，清楚地指出，该技术的目的是，生产一种最高重均分子量为60,000或更低的氨基酸聚合物。

进一步，实施例3公开了一个实例，在其中，将一种由天冬氨酸(800g，6.01mol)与85％正磷酸(200g，1.73mol磷酸)的混合而获得的湿粘白色粉末状反应混合物，以在不锈钢盘上铺上一层的方式进行加热。据实施例3公开，这种湿粘白色粉末状反应混合物，在240℃加热1小时后，就变成一种外部坚硬但芯部粘着的固体物质。用研杆在研钵中研磨这种固体物质并将所得到的粉末，再在240℃又加热6小时，就获得重均分子量为15,500的聚琥珀酰亚胺。

但是，要在工业生产上适当处理反应混合物从粘着状变到固体物质的反应，需要一种特殊反应器，因而设备的设计变得非常困难。特别是，要求反应器具有一个在高温下有磷酸存在时不会发生故障的特殊机构。要设计这样一个反应器是很难的。

在实施例中所公开的聚琥珀酰亚胺样品的重均分子量中，最高的重均分子量为24,000。这与生产一种分子量为60,000或更低的氨基酸聚合物的目的相吻合。

顺便提一下，在该常用技术中，从反应开始至结束，磷酸与天冬氨酸的摩尔比也一直保持不变。

(ii)美国专利5,688,903(对应于日本专利8-231710A)该专利公开了一种以下述方法生产氨基酸的缩聚产物或缩聚产物的多肽水解产物的方法：让氨基酸在有磷酸、五氧化二磷或多磷酸存在下加热进行本体缩聚，然后任选地进行水解。该技术的特点在于，一种细粒原材料是通过在每摩尔氨基酸中均匀分散0.005-0.25mol催化剂然后进行缩聚制成的。

其实施例公开了在真空系统中的典型反应和在大气压系统中的典型反应。每一个反应都是在粉碎机中将由天冬氨酸和磷酸的均匀混合物组成的原材料粉碎成细粒原材料后进行的。