用于將聚合酯轉(zhuǎn)化為聚合酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明通常涉及用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，所述聚合物具有酸基團(tuán)的側(cè)酯。通常使用含水強(qiáng)堿進(jìn)行該方法。
【專利說明】用于將聚合酯轉(zhuǎn)化為聚合酸的方法
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明通常涉及用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，所述聚合物具有酸基團(tuán)的側(cè)酯。通常使用含水強(qiáng)堿進(jìn)行該方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常已知，可用各種陽(yáng)離子交換聚合物治療高鉀血癥，所述聚合物包括如在W02005/09708U W02010/022381、W02010/022382 和 W02010/022383 中公開的聚氟丙烯酸(poIyFAA)，各篇公開通過引用整體并入本文。
[0003]然而，在之前生產(chǎn)這些聚合物的方法中，在大氣下使用較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。由于增加的成本和雜質(zhì)的存在，此類方法不適于商業(yè)生產(chǎn)。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚合物以珠的形式水解時(shí)，難于將酯基團(tuán)完全水解為酸基團(tuán)，因?yàn)殡y于水解珠的內(nèi)部上的酯基團(tuán)。
[0004]發(fā)明概述
[0005]本發(fā)明提供通過形成反應(yīng)混合物將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，所述反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，其中反應(yīng)混合物(i)具有基本上惰性的氣氛，(?)使得反應(yīng)達(dá)14個(gè)小時(shí)，和/或(iii)含有至少Ikg具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物。另外的方面是聚合物是珠的形式。
[0006]本方面的許多方面之一是用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法。該方法包括形成具有基本上惰性氣氛的反應(yīng)混合物，其中反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物水解以產(chǎn)生包含側(cè)酸基團(tuán)的聚合物或其鹽及醇。
[0007]另一方面是用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，其包括形成反應(yīng)混合物，該反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物水解以產(chǎn)生包含側(cè)酸基團(tuán)的聚合物或其鹽及醇，其中使得反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)14小時(shí)。
[0008] 又一方面是用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，其包括形成反應(yīng)混合物，該反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和至少Ikg具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物水解以產(chǎn)生包含側(cè)酸基團(tuán)的聚合物或其鹽及醇。
[0009]優(yōu)選實(shí)施方案的描述
[0010]由于連接至聚合物主鏈的酯基團(tuán)的空間效應(yīng)，具有側(cè)酯基團(tuán)的聚合物可更難于通過用含水堿水解轉(zhuǎn)化酸基團(tuán)。具有側(cè)酯基團(tuán)的聚合物是珠的形式，并且在珠內(nèi)部上的連接至聚合物的酯基團(tuán)，比在珠外部上的酯基團(tuán)，更難于轉(zhuǎn)化酸基團(tuán)。此外，本文所述的方法提供改進(jìn)的控制具有側(cè)酸基團(tuán)的產(chǎn)物聚合物的陽(yáng)離子交換容量的方式，所述方法通過密切控制具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物轉(zhuǎn)化為具有側(cè)酸基團(tuán)的聚合物進(jìn)行。
[0011]此外，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水解具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物時(shí)，反應(yīng)中氧的存在可引起在具有酸基團(tuán)的聚合物中的雜質(zhì)。還已發(fā)現(xiàn)，相對(duì)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間連同暴露至高溫還可在具有酸基團(tuán)的聚合物中產(chǎn)生更多雜質(zhì)。當(dāng)以較大反應(yīng)規(guī)模進(jìn)行水解反應(yīng)時(shí)，更多雜質(zhì)產(chǎn)生產(chǎn)物聚合物。可通過與強(qiáng)堿水溶液在基本上不含氧(如，惰性)氣氛下進(jìn)行水解反應(yīng)和/或通過降低反應(yīng)時(shí)間，在甚至當(dāng)以千克的規(guī)模量產(chǎn)生聚合物時(shí)，將所得聚合物中雜質(zhì)的存在最小化。本文所述的水解方法提供具有側(cè)酸基團(tuán)的聚合物，其具有更一致的顏色并且將聚合物批次之間的顏色差異最小化。
[0012]當(dāng)將酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)并且產(chǎn)生醇時(shí)，具有側(cè)酯基團(tuán)的聚合物可與含水強(qiáng)堿進(jìn)行反應(yīng)。通常該反應(yīng)如下所述:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，其包括: 形成具有基本上不含氧氣氛的反應(yīng)混合物，所述反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物水解以產(chǎn)生包含所述側(cè)酸基團(tuán)的聚合物或其鹽及醇。
2.一種用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，其包括: 形成反應(yīng)混合物，所述反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物水解以產(chǎn)生包含所述側(cè)酸基團(tuán)的聚合物或其鹽及醇， 其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)14小時(shí)。
3.一種用于將聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為酸基團(tuán)的方法，其包括: 形成反應(yīng)混合物，所述反應(yīng)混合物包含強(qiáng)堿水溶液和至少Ikg具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物，所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物水解以產(chǎn)生包含所述側(cè)酸基團(tuán)的聚合物或其鹽及醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚合物是疏水性聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述酸基團(tuán)是羧酸基團(tuán)、膦酸基團(tuán)、磷酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)、硫酸基團(tuán)、氨基磺酸基團(tuán)或其鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚合物是珠的形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚合物是交聯(lián)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包含相應(yīng)于式I和2、式I和3或式1、2和3的結(jié)構(gòu)單元，其中 式1、式2和式3由以下結(jié)構(gòu)表示:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包含相應(yīng)于式1、2和3的結(jié)構(gòu)單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中由式1、2和3表示的所述結(jié)構(gòu)單元由以下結(jié)構(gòu)表示:
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包含相應(yīng)于式1A、2A和3A的結(jié)構(gòu)單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包括聚合混合物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚合混合物包含以下任一組單體(i)式11和22、(ii)式11和33或(iii)式11,22和33，其中 式11、式22和式33由以下結(jié)構(gòu)表示:
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包括聚合混合物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚合混合物包含式11、22和33的單體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中式11、22和33由以下結(jié)構(gòu)表示:
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包括聚合混合物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚合混合物包含式11A、22A和33A的單體。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述酯的烷基基團(tuán)是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、正戍基、2_戍基、3_戍基、2_甲基-1- 丁基、3_甲基-1-丁基、3_甲基-2-丁基、2，2-二甲基_1_丙基、1，1-二甲基_1_丙基、正己基、2-己基、3_己基、2_甲基-1-戍基、2_甲基_2_戍基、2_甲基_3_戍基、3-甲基-1-戍基、3-甲基-2-戊基、3-甲基-3-戊基、4-甲基-1-戊基、4-甲基-2-戊基、2，2-二甲基-1-丁基、2，3_ 二甲基-1-丁基、3，3_ 二甲基-1-丁基、3，3_ 二甲基 _2_ 丁基、2，3- 二甲基-2- 丁基或2-乙基-1- 丁酯。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述酯的烷基基團(tuán)是甲酯。
18.根據(jù)權(quán)利要求4至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物包含聚-a -氟丙烯酸甲酯。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所聚-a -氟丙烯酸甲酯與交聯(lián)單體交聯(lián)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述交聯(lián)單體是二乙烯基苯、1，7-辛二烯或其組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物包含至少Ikg所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的疏水性聚合物。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物包含至少5kg所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物包含至少IOkg所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的方法，其中加入至所述反應(yīng)混合物的具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物的含水懸浮液的聚合物含量為約15重量％至約30重量％。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中加入至所述反應(yīng)混合物的具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物的含水懸浮液的聚合物含量為約20重量％。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述強(qiáng)堿是氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣、氫氧化銫、氫氧化韓、氫氧化銀、氫氧化鋇或其組合。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述強(qiáng)堿是氫氧化鈉或氫氧化鉀。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述強(qiáng)堿是氫氧化鈉。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中加入至所述反應(yīng)混合物的強(qiáng)堿水溶液的濃度是約15重量至約50重量％。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中加入至所述反應(yīng)混合物的所述強(qiáng)堿水溶液的濃度是約25重量％。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中加入至所述反應(yīng)混合物的強(qiáng)堿水溶液的濃度是約10摩爾％至約20摩爾％。
32.根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述強(qiáng)堿與所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物的摩爾比是約0.8至約1.5。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述強(qiáng)堿與所述具有酸基團(tuán)的側(cè)酯的聚合物的摩爾比是約1.22。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至33中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述強(qiáng)堿水溶液進(jìn)一步包含醇。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至33中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)水溶液進(jìn)一步包含醇。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的方法，其中所述醇是甲醇、乙醇、丙醇或其組合。
37.根據(jù)權(quán)利要求1至36中任一項(xiàng)所述的方法，其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)約14小時(shí)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)約10小時(shí)。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)約8小時(shí)。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)約6小時(shí)。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)約5小時(shí)。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中使得所述反應(yīng)混合物反應(yīng)達(dá)約4小時(shí)。
43.根據(jù)權(quán)利要求34至42中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述強(qiáng)堿水溶液包含約5重量％至約25重量％的醇。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中所述強(qiáng)堿水溶液包含約10重量％的醇。
45.根據(jù)權(quán)利要求35至42中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)水溶液包含約5重量％至約15重量％的醇。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述反應(yīng)水溶液包含約7重量％的醇。
47.根據(jù)權(quán)利要求2至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物具有基本上不含氧氣氛。
48.根據(jù)權(quán)利要求1和4至47中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述不含氧氣氛包括惰性氣體，并且所述惰性氣體是氦、氖、氮、氬、氪、氙或其組合。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中所述惰性氣體是氮、氬或其組合。
50.根據(jù)權(quán)利要求1和4至49中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物中氧的濃度小于約5ppm。
51.根據(jù)權(quán)利要求1至50中任一項(xiàng)所述的方法，其中在加入所述強(qiáng)堿水溶液至所述混合物之前，用惰性氣體吹掃所述強(qiáng)堿水溶液。
52.根據(jù)權(quán)利要求1至51中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物的溫度是約55°C至約95 °C。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中所述反應(yīng)混合物的溫度是約80°C至約85°C。
54.根據(jù)權(quán)利要求1至53中任一項(xiàng)所述的方法，其中經(jīng)過I至3小時(shí)將所述強(qiáng)堿水溶液加入至所述反應(yīng)混合物。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中將所述強(qiáng)堿水溶液經(jīng)過約2小時(shí)加入至所述反應(yīng)混合物。
56.根據(jù)權(quán)利要求54或55中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所述反應(yīng)混合物的溫度是約80°C至約85°C時(shí)，將所述強(qiáng)堿水溶液加入至所述反應(yīng)混合物。
57.根據(jù)權(quán)利要求1至56中任一項(xiàng)所述的方法，其中通過用酸滴定來自所述反應(yīng)混合物的樣品，監(jiān)測(cè)所述聚合物的酯基團(tuán)轉(zhuǎn)化為所述酸基團(tuán)。
【文檔編號(hào)】C08F8/12GK103703033SQ201280035853
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月27日
【發(fā)明者】E·康納, F·薩雷梅 申請(qǐng)人:瑞立普薩公司