專利名稱：聚氨基酸衍生物的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制備聚氨基酸衍生物的方法。本發(fā)明更特別涉及制備其中作為雜質(zhì)存在的酸性催化劑的含量非常低的聚氨基酸衍生物的方法。[聚氨基酸衍生物和制備方法的技術背景]聚氨基酸衍生物具有生物降解能力，所以對地球環(huán)境無害，此外，當其進入活體中時，會被酶催活性物質(zhì)分解并吸收。此外，發(fā)現(xiàn)聚氨基酸衍生物在活體內(nèi)不表現(xiàn)出抗原性，并且不產(chǎn)生毒性分解產(chǎn)物；所以，對人體也是無害的。
聚氨基酸衍生物生物降解能力非常有助于解決使用傳統(tǒng)的不能生物降解的原料時遇到的各種問題，例如，由焚燒或再生廢聚合物時產(chǎn)生的環(huán)境的沉重負擔。
聚氨基酸衍生物-聚琥珀酰亞胺是制備其它聚氨基酸衍生物例如聚天冬氨酸、交聯(lián)聚天冬氨酸或其類似物的適合的中間體。
聚天冬氨酸是非常有用的聚合物，可作為洗滌劑組分、防垢劑、礦物分散劑等，能夠取代傳統(tǒng)的不能生物降解原料。交聯(lián)聚天冬氨酸具有高吸水性，是作為吸水材料、持水材料的非常有用的聚合物。并且能夠取代取代傳統(tǒng)的不能生物降解原料。
聚琥珀酰亞胺可以通過例如P.Neri等人(Journal of Medicinal Chemistry,1973,Vol.16,No.8)的方法制備，P.Neri等人報導了在通過天冬氨酸的聚合作用制備聚琥珀酰亞胺的方法中，使用的磷酸催化劑的量和形成的聚琥珀酰亞胺的分子量之間關聯(lián)。
在P.Neri等人的報告中，為了制備特別適用于聚氨基酸衍生物的，平均分子量約為40,000的聚琥珀酰亞胺，在聚琥珀酰亞胺的聚合中，每使用一份重量的天冬氨酸作為原料，就有必要使用約0.3-2份的磷酸催化劑。當然，使用大量磷酸催化劑通過聚合作用得到的聚琥珀酰亞胺中，含有高濃度的磷酸催化劑。因此，在聚合后，有必要將磷酸催化劑從聚琥珀酰亞胺中除去。[從聚氨基酸衍生物中分離酸性催化劑的方法]將酸性催化劑從聚琥珀酰亞胺-一種聚氨基酸衍生物-中除去的方法包括，例如以下方法(1)-(5)。(1)P.Neri等人報道了使用磷酸催化劑生產(chǎn)聚琥珀酰亞胺的方法，將形成的含磷酸催化劑的聚合物直接溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，產(chǎn)生聚合物的沉淀，將得到的聚合物沉定用水洗滌數(shù)次，以將催化劑從聚合物中除去(Journalof Medicinal Chemistry,1973,Vol.16,No.8)。但是，在這篇文獻中，沒有闡述沉淀后洗滌所使用的溫度條件、形成的聚合物中磷酸催化劑的殘留量以及洗滌的用水量。(2)EP-A-707026(對應JP-A-8-231710)公開了關于除去酸性催化劑的技術，就是將聚酰亞胺(即聚琥珀酰亞胺)溶解于極性質(zhì)子惰性溶劑(例如DMF、甲酰胺或二甲亞砜)中，并隨后在聚酰亞胺中加入不良溶劑(例如水、乙醚、乙醇或丙酮)以生成沉淀，得到純化的聚酰亞胺的技術。但是，在該文獻中，沒有對酸性催化劑分離所使用的溶劑的量、沉淀后洗滌所使用的溫度條件和形成的聚合物中磷酸催化劑的殘留量進行具體的建議和公開。(3)同樣，在EP-A-707026中公開了關于除去酸性催化劑的其它技術，就是使用磷酸催化劑將天冬氨酸聚合，并且隨后使用不良溶劑(例如水、乙醚、乙醇或丙酮)洗滌形成的含磷酸催化劑的聚酰亞胺(即聚琥珀酰亞胺)，得到純化的聚酰亞胺的技術。但是，在該文獻中，沒有對洗滌所使用的溫度條件和形成的聚合物中酸性催化劑的殘留量進行具體的建議和公開。同時，該文獻的對比實施例9和10中，公開了需要大量的水洗滌形成的聚合物，即是聚琥珀酰亞胺重量155倍(對比實施例9)和129倍(對比實施例10)。(4)同樣，在EP-A-707026中還公開了關于除去酸性催化劑的其它技術，就是在制備聚琥珀酰亞胺之后，但在洗滌和除去包含在聚合物的磷酸催化劑之前，進行中和處理的技術。但是，在進行中和處理時，得到的是聚天冬氨酸而非聚琥珀酰亞胺。此外，磷酸催化劑以磷酸鹽的形式回收。在該情況下，沒有洗滌條件的具體建議和說明。(5)WO-A-97/28219公開了使用磷酸催化劑聚合天冬氨酸，并隨后直接用水洗滌形成的含磷酸催化劑的聚琥珀酰亞胺，得到聚琥珀酰亞胺中磷酸催化劑的含量為0％的技術。但是，在該文獻中，沒有對洗滌的溫度條件和用水量作具體的建議和說明。[現(xiàn)有技術的問題]
本發(fā)明人對上述每一項現(xiàn)有技術作了調(diào)查，得到的結(jié)果認為當在認為有利的條件下，根據(jù)現(xiàn)有技術生產(chǎn)聚氨基酸衍生物時，使用酸性催化劑至少包含以下問題(a)-(d)。(a)當使用酸性催化劑時，因為形成的聚合物中含有酸性催化劑，所以至少有以下問題ⅰ)-ⅵ)。ⅰ)隨著時間的推移，聚合物中酸性催化劑的存在會引起聚合物吸濕。ⅱ)隨著時間的推移，聚合物中酸性催化劑的存在會引起聚合物著色。ⅲ)隨著時間的推移，聚合物中酸性催化劑的存在會引起聚合物變質(zhì)。ⅳ)當聚合物作為與生活有關的產(chǎn)品或其原料時，隨著時間的推移，聚合物中酸性催化劑的存在引起的產(chǎn)物或原料的酸化將成為一個問題。ⅴ)當聚合物在例如水解反應的改良化學反應中與酸性或堿性化合物反應，聚合物中酸性催化劑的存在使得反應難以以化學計量進行。此外，聚合物的中和會產(chǎn)生問題，就是當對聚琥珀酰亞胺進行交聯(lián)制備交聯(lián)聚琥珀酰亞胺時，聚合物中酸性催化劑的存在使得控制交聯(lián)度很困難，結(jié)果交聯(lián)產(chǎn)物的吸水性降低，收率減少。ⅵ)當不進行催化劑的回收和循環(huán)時，大量酸性催化劑用于聚氨基酸衍生物的制備，并且被排放。這樣導致效率降低。在這種情況下，當衍生物被廢棄時，恐怕酸性催化劑中的磷和類似物會使河流、湖泊、沼澤和海洋被污染和富營養(yǎng)化。(b)在上述技術(1)或(2)操作中，包括將包含在聚合物中的聚合物以及酸性催化劑溶解于例如DMF(沸點=153℃)、甲酰胺(沸點=210℃)、二甲亞砜(沸點189℃)或其類似物的質(zhì)子惰性的極性溶劑中，隨后將得到的溶液加入到過量的聚合物-沉淀溶劑中(聚琥珀酰亞胺的不良溶劑，但是酸性催化劑的優(yōu)良溶劑)，以減少聚合物中的酸性催化劑的含量，存在例如以下問題ⅰ)-ⅴ)。ⅰ)例如DMF或其類似物的質(zhì)子惰性的極性溶劑具有高沸點，會產(chǎn)生聚合物中溶劑的殘留。ⅱ)高沸點溶劑使得處理由操作而產(chǎn)生大量的廢液變得困難(即洗滌含有高沸點有機溶劑、聚合物-沉淀溶劑、催化劑等)。ⅲ)操作復雜。ⅳ)回收酸性催化劑和/或溶劑困難。ⅴ)催化劑含有用于催化劑分離的溶劑的惡化產(chǎn)物或分解產(chǎn)物，并且當催化劑重新用于制備聚氨基酸衍生物時，對所述產(chǎn)物有不良影響。(c)在例如包括直接用不良溶劑洗滌含酸性催化劑的聚合物的上述技術(3)和(5)中，存在例如以下問題ⅰ)-ⅲ)。ⅰ)當將水作為不良溶劑使用時，需要大量的水，不利于節(jié)水。此外，回收溶劑和/或酸性催化劑需要大量的能量，不利于節(jié)能。ⅱ)由洗滌操作導致洗滌劑中酸性催化劑的濃度很低，從中回收酸性催化劑是困難的。ⅲ)由洗滌操作導致洗滌劑中含有酸性催化劑，會使河流、湖泊、沼澤和海洋被污染和富營養(yǎng)化。(d)在例如包括將磷酸催化劑除去及將聚琥珀酰亞胺同時進行水解和中和的上述技術(4)中，存在例如以下問題ⅰ)-ⅲ)。ⅰ)大量用于制備聚氨基酸衍生物的酸性催化劑全部以鹽的形式排放，會導致河流、湖泊、沼澤和海洋被污染和富營養(yǎng)化。ⅱ)當預期的產(chǎn)品為具有低酸性催化劑含量的聚琥珀酰亞胺時，至少部分聚琥珀酰亞胺在中和步驟中水解形成聚天冬氨酸的鹽，這是不希望發(fā)生的。ⅲ)因為酸性催化劑成為鹽，該鹽不能回收和循環(huán)用于聚氨基酸衍生物的制備，除非將其進行離子交換或類似處理，這使得酸性催化劑的循環(huán)很困難。
本發(fā)明人認為解決上述現(xiàn)有技術中的問題是非常有價值的，預期完成以下任務<1>-<3>。這些任務是本發(fā)明人首先想到的，其本質(zhì)是新的。<1>高效提供基于聚氨基酸衍生物的干重，含有1重量％或更少的酸性催化劑的聚氨基酸衍生物。<2>使用較低能量，將用于制備聚氨基酸衍生物的酸性催化劑回收，用于循環(huán)。<3>在用提取溶劑降低制得的聚氨基酸衍生物中酸性催化劑含量的操作中，為了回收用于循環(huán)，使用較低能量在所述操作中，從提取液(含有有機溶劑和/或水、酸性催化劑等)中得到提取溶劑。
上述目標能夠通過制備其中含有1重量％或更少酸性催化劑，或不含酸性催化利的聚氨基酸衍生物的方法而達到，其中該方法包括提取并用提取溶劑將含有酸性催化劑的聚氨基酸衍生物中的酸性催化劑提取出來的提取步驟，其中在提取步驟中，提取溶劑基本上不溶解聚氨基酸衍生物，并且至少溶解部分酸性催化劑，提取步驟采用的提取溫度等于或高于60℃，但等于或低于300℃。[聚氨基酸衍生物]在本發(fā)明中，聚氨基酸衍生物包括，例如聚琥珀酰亞胺、聚天冬氨酸、其交聯(lián)聚合物和其帶有側(cè)基化學修飾的衍生物。在聚氨基酸衍生物中，主鏈基本骨架的重復單元可以是天冬氨酸單元和不同于天冬氨酸的氨基酸的共聚物。共聚物可以是嵌段共聚物、無規(guī)共聚物和接枝共聚物中的任意一種。
在本發(fā)明的聚氨基酸衍生物中，獨立于結(jié)合方式之外的，由天冬氨酸組成的重復單元被稱為“聚天冬氨酸基”。對由聚天冬氨酸基組成的重復單元的數(shù)目沒有特別的限制；但是，基于組成聚氨基酸衍生物的所有重復單元，數(shù)目優(yōu)選為大于1％，特別優(yōu)選大于10％。具體地，聚氨基酸衍生物的主鏈基本骨架的重復單元優(yōu)選單獨由天冬氨酸基或天冬氨酸和谷氨酸或賴氨酸的共聚物組成，從工業(yè)生產(chǎn)的角度，特別優(yōu)選單獨由天冬氨酸基組成。
在聚天冬氨酸或交聯(lián)聚天冬氨酸的主鏈基本骨架(均為聚氨基酸衍生物)中，主鏈中的酰胺鍵為α鍵或β鍵。當氨基與天冬氨酸的α位羧基鍵合時形成α鍵，當氨基與天冬氨酸的β位羧基鍵合時形成β鍵。在聚天冬氨酸或交聯(lián)聚天冬氨酸的主鏈基本骨架中，酰胺鍵通常以α鍵和β鍵的混合形式存在。本發(fā)明中，對酰胺鍵的類型沒有特別的限制。
聚氨基酸衍生物的主鏈部分結(jié)構(gòu)可以是直線結(jié)構(gòu)或支化結(jié)構(gòu)。對聚氨基酸衍生物的主鏈部分的分子量沒有特別的限制，但優(yōu)選高分子量。例如，當主鏈部分的分子量較高時，交聯(lián)聚天冬氨酸作為吸水材料、持水材料或其它類似用途時，具有較高的能力。聚氨基酸衍生物的主鏈部分的平均分子量優(yōu)選為30,000或更高，更優(yōu)選50,000或更高，最優(yōu)選80,000或更高。
對聚氨基酸衍生物的交聯(lián)部分的鍵沒有特別的限制。例如鍵可以是酰胺鍵、酯鍵和硫酯鍵。這些鍵可以以單獨或多種類的混合形式存在。對交聯(lián)部分的數(shù)量也沒有特別的限制；但是，基于聚合物的所有重復單元，交聯(lián)部分的重復單元的數(shù)目優(yōu)選為0.001-30％，更優(yōu)選0.01-10％。[制備聚氨基酸衍生物的原料]在本發(fā)明中，對用于制備聚氨基酸衍生物的原料沒有特別的限制。當將天冬氨酸作為組成聚氨基酸衍生物的基本骨架主鏈的原料時，可以是L型、D型和DL型中的任意一種。
當制備天冬氨酸和其它氨基酸的共聚物時，應該提及，例如氨基酸和氨基酸衍生物，例如除天冬氨酸、L-鳥氨酸、α-氨基酸系列、β-丙氨酸，γ-氨基丁酸、中性氨基酸、酸性氨基酸、酸性氨基酸的ω-酯、堿性氨基酸、N-取代堿性氨基酸、天冬氨酸-L-苯基丙氨酸的二聚物(糖精)和類似物之外的19種主要的氨基酸；氨基磺酸例如L-磺基丙氨酸和類似物。α-氨基酸可以是L型、D型和DL型中的任意一種。
作為用于交聯(lián)的原料，只要原料是能夠形成交聯(lián)鍵的多功能化合物，就沒有特別的限制。應該提及，例如多胺、多硫醇、多羥基化合物和其類似物的多功能化合物。其特例為脂族多胺，例如肼、1,2-乙二胺、丙鄰二胺、1,4-丁二胺、1,5-亞戊基二胺、六亞甲基二胺、亞庚基二胺、1,8-亞辛基二胺、1,9-亞壬基二胺、癸二胺、1,11-亞十一基二胺、1,12-亞十二基二胺、1,14-亞十四基二胺、1,16-亞十六基二胺、1-氨基-2,2-雙(氨甲基)丁烷、四氨基甲烷、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺和其類似物；脂環(huán)多胺，例如降冰片烯二胺、1,4-二氨基環(huán)己烷、1,3,5-三氨基環(huán)己烷、異佛爾酮二胺和其類似物；芳族多胺，例如苯二胺、甲代苯二胺、亞二甲苯基二胺和其似物；聚胺，例如含有通過至少一個二硫鍵與至少一分子一氨基化合物(即堿性氨基酸、其酯或胱胺)鍵合得到的化合物，其衍生物和其類似物；脂族多硫醇，例如1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,6-己二硫醇、季戊四醇和其類似物；脂環(huán)族多硫醇，例如環(huán)己基二硫醇和其類似物；芳族多硫醇，例如亞二甲苯基二硫酚、苯基二硫酚、甲苯基二硫酚和其類似物；多硫醇酯，例如三羥甲基丙烷三(巰基乙酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(巰基醋酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)和其類似物；以及多醇，例如1,2-亞乙基二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和其類似物。也應該提及以賴氨酸、胱氨酸、鳥氨酸為代表的蛋白構(gòu)成的氨基酸；及其鹽和酯。
在這些用于交聯(lián)的原料中，優(yōu)選1,2-乙二胺、丙鄰二胺、1,4-丁二胺、亞庚基二胺、六亞甲基二胺、賴氨酸、鳥氨酸和胱氨酸，因為它們氣味較小并且反應性較高。[酸性催化劑]在制備聚氨基酸衍生物中使用的酸性催化劑通常是含有含氧酸的磷酸，優(yōu)選正磷酸、焦磷酸、多磷酸、五氧化二磷或它們的混合物。
在本發(fā)明中，因為制備的聚氨基酸衍生物中含有的作為雜質(zhì)的酸性催化劑能夠被較為有利地提取和除去，所以與傳統(tǒng)技術相比，使用的催化劑的量能夠在較寬的范圍內(nèi)選擇。相對于每份作為原料的單體的重量，催化劑的使用量優(yōu)選0.01-2份重量，更優(yōu)選0.05-1份重量，特別優(yōu)選0.1-0.8份重量，最優(yōu)選0.2-0.7份重量。[提取溶劑]在提取步驟中，提取溶劑為基本上不溶解聚氨基酸衍生物，并且至少能夠溶解部分酸性催化劑的任何溶劑。具體地，可以使用至少一種有機溶劑、有機溶劑以及水和/或酸性催化劑的混合物、水和水以及酸性催化劑的混合物。提取溶劑的選擇主要考慮提取溶劑對酸性催化劑的提取能力、提取采用的溫度和壓力條件以及提取溶劑自身的穩(wěn)定性。
作為提取溶劑的提取能力的標準，應提及溶劑的介電常數(shù)εr。在本發(fā)明中，值得推薦使用在25℃介電常數(shù)優(yōu)選為2或更高，更優(yōu)選10或更高，進一步優(yōu)選15或更高，最優(yōu)選19或更高的提取溶劑。
作為提取溶劑使用的有機溶劑的特例為1-9個碳原子的醇、3-9個碳原子的酮、3-9個碳原子的醚和3-9個碳原子的酯。
有機溶劑更具體的實例為醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、異戊醇、4-甲基-2-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、環(huán)己醇、1-庚醇、2-庚醇、1-辛醇和其類似物；酮，例如丙酮、甲基·乙基酮、甲基·異丁基酮、2-己酮、3-己酮、2-戊酮、3-戊酮和其類似物；醚，例如二異丙醚和類似物；乙酸酯，例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯和其類似物。
在這些有機溶劑中，優(yōu)選甲醇、乙醇、異丙醇、1-丁醇，2-丁醇，異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、異戊醇、1-己醇、1-辛醇、丙酮、甲基·異丁基酮、二異丙醚和乙酸丁酯；更優(yōu)選甲醇、乙醇、異丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、丙酮和二異丙醚；特別優(yōu)選甲醇、異丙醇、1-丁醇，2-丁醇，異丁醇、丙酮和二異丙醚；最優(yōu)選甲醇、異丙醇、1-丁醇，丙酮和二異丙醚。
當使用能夠與水形成共沸混合物的有機溶劑時，有機溶劑可以以共沸混合物的形式使用。也可能使用在提取溫度和壓力的被水飽和的有機溶劑，或使用在提取溫度和壓力的被有機溶劑飽和的水。當使用完全與水可混的有機溶劑時，有機溶劑可以以與水的需要的混合物形式使用。
在提取溶劑中可含有酸性催化劑，可確定催化劑的含量使得溶劑的提取能力不會顯著減低，以便將聚合物中的催化劑除去至所需水平。提取溶劑中酸性催化劑的含量通常為95重量％或更少，優(yōu)選70重量％或更少，更優(yōu)選50重量％或更少，特別優(yōu)選30重量％或更少，，最優(yōu)選10重量％或更少。[提取步驟的操作]提取優(yōu)選在低氧氣濃度氣氛下進行。更優(yōu)選在氮氣、一氧化碳、氬氣或其類似物的惰性氣體氣氛下進行。
提取步驟通過固體聚氨基酸衍生物與提取溶劑(液體、不可凝氣體或超臨界流體)在分批或連續(xù)操作中充分接觸而進行。在這里，不可凝氣體是提取溶劑在溫度高于溶劑的臨界溫度以及壓力低于溶劑的臨界壓力情況下的狀態(tài)；超臨界流體是提取溶劑在溫度高于溶劑的臨界溫度以及壓力高于溶劑的臨界壓力情況下的狀態(tài)。
例如，在提取溶劑的臨界溫度低于300℃時，提取能夠通過普通的液體提取溶劑進行，提取步驟采用的溫度為60℃或更高，但低于臨界溫度。當在提取溶劑的臨界溫度低于300℃時，在提取過程中，提取應該通過不可凝氣體和/或超臨界流體進行，提取步驟采用的溫度應高于臨界溫度但等于或低于300℃。
使含有酸性催化劑的聚氨基酸衍生物與提取溶劑充分接觸的裝置包括攪拌槽、固定床類型提取器、移動床類型提取器、羅多系爾提取器和盧爾吉提取器等。
提取操作采用一級或多級提取。在一級提取中，提取溶劑以逆流或并流方式使用，優(yōu)選逆流方式。在多級提取中，至少在部分步驟中酸性催化劑包含在提取溶劑中。
一般地，相對于每份聚氨基酸衍生物的重量，提取溶劑的用量優(yōu)選為0.1-100份重量，更優(yōu)選0.3-50份重量，特別優(yōu)選0.5-30份重量，最優(yōu)選1-20份重量。當提取溶劑過量使用時，提取液中酸性催化劑的濃度降低，并且從提取溶劑中分離酸性催化劑的效率降低。同時，當提取溶劑的用量太小時，提取液中酸性催化劑的濃度變高，并且聚合物中催化劑的殘留變高。為高效進行提取，優(yōu)選多級提取。
在多級提取中，優(yōu)選在每一級中盡可能高效地將聚氨基酸衍生物從酸性催化劑和提取溶劑組成的提取液中分離出來，隨后再進行下一級。具體地，以固體聚氨基酸衍生物的重量為100份，酸性催化劑的含量通常為50份或更少，優(yōu)選30份或更少，，更優(yōu)選10份或更少，特別優(yōu)選5份或更少，最優(yōu)選1份或更少。
將固體聚氨基酸衍生物從提取液中分離能夠通過，例如過濾器、離心機、沉降分離器、浮選分離器或它們的結(jié)合方式而分離。用相同或不同的提取溶劑將從提取液中分離出的聚氨基酸衍生物進一步洗滌，以用溶劑交換聚氨基酸中殘留的提取液。相對于每份聚氨基酸的重量，洗滌和交換步驟的一個復合步驟所使用的提取溶劑的用量優(yōu)選為0.01-10份重量，更優(yōu)選0.05-5份重量，特別優(yōu)選0.1-2份重量。
在本發(fā)明中，提取采用的溫度為大于等于60℃，但小于等于300℃。當溫度低于60℃時，聚氨基酸衍生物中酸性催化劑的殘留量變高。同時，當溫度高于300℃時，聚氨基酸衍生物產(chǎn)生部分變質(zhì)，導致分子量降低，在一些情況下變色以及聚合物質(zhì)量降低。提取溫度優(yōu)選為大于等于75℃但小于等于250℃，更優(yōu)選為大于等于90℃但小于等于220℃，特別優(yōu)選大于等于100℃但小于等于200℃。
提取采用的壓力由使用的提取溶劑決定。當提取溫度低于提取溶劑的臨界溫度時，采用的壓力應使至少部分提取溶劑為液相。例如，當提取在氮氣、一氧化碳、氬氣或其類似物的惰性氣體氣氛下進行時，因為使用了惰性氣體，值得推薦提取系統(tǒng)允許的壓力至少應等于提取氣體在提取溫度下的飽和蒸汽壓。
當提取溫度高于提取溶劑的臨界溫度時，使用的壓力為至少部分酸性催化劑溶解在提取溶劑中的壓力。在這種情況下，提取溶劑以不可凝氣體或超臨界流體方式使用。
在進行多級提取時，各級的溫度和/或壓力可以是上述范圍內(nèi)不同的值。
提取時間優(yōu)選為0.5秒-12小時，更優(yōu)選1秒-5小時，更優(yōu)選3秒-2小時，特別優(yōu)選5秒-60分鐘，最優(yōu)選10秒-30分鐘。在這里，提取時間是指在提取操作的具體溫度下，聚合物與提取溶劑和/或提取液接觸的時間。提取時間應適當長，以確保高效提取，并且減少聚氨基酸衍生物中酸性催化劑的殘留量。同時，提取時間應適當短，使得不需要大尺寸的裝置，容易設計裝置，縮短聚氨基酸衍生物加熱的時間，并且能夠防止聚氨基酸衍生物分子量降低、變色和其它質(zhì)量惡化。[在提取步驟中形成聚氨基酸衍生物]輸入提取步驟的聚氨基酸衍生物優(yōu)選為顆粒狀。松散的聚氨基酸衍生物能夠被制成顆粒狀的聚氨基酸衍生物，例如，通過對松散的聚合物進行連續(xù)或分批的干磨操作和/或濕磨操作。聚氨基酸衍生物的平均顆粒直徑通常為5mm或更小，優(yōu)選1mm或更小，更優(yōu)選500μm或更小，特別優(yōu)選200μm或更小，最優(yōu)選100μm或更小。在本發(fā)明中，對其沒有限制。甚至當導入提取步驟的松散聚合物的平均顆粒直徑大于5mm時，特別地，如果在提取操作中使用攪拌槽，隨著酸性催化劑提取步驟的進行，聚合物會被變細，并且得到適和提取操作的聚合物形式。[聚合物回收步驟]含有少量仍殘余的酸性催化劑的聚氨基酸衍生物可通過在提取步驟后將混合物分離成固體聚氨基酸衍生物和由提取溶劑/酸性催化劑混合溶液組成的提取物得到。
作為聚合物回收步驟中的分離操作，可如與多級提取的每級有關的分離操作列舉相同的方法。即，具體地，分離操作可通過例如過濾器、離心器、沉降分離器、浮選分離器或它們的組合進行。[在聚氨基酸衍生物中殘余的酸性催化劑的數(shù)量]本發(fā)明可以獲得含有按重量計1％或更少的酸性催化劑或不含酸性催化劑的聚氨基酸衍生物。當殘余在聚氨基酸衍生物中的酸性催化劑的數(shù)量超過按重量計1％時，產(chǎn)生了上述問題(a)ⅰ)-ⅵ)。殘余酸性催化劑的數(shù)量優(yōu)選為按重量計0.0001％-1％，更優(yōu)選按重量計0.0001-0.2％，尤其優(yōu)選按重量計0.0001-0.05％，最優(yōu)選按重量計0.0001-0.01％。當殘余酸性催化劑的數(shù)量腔制在按重量計0.0001％或以上時，所使用的提取溶劑的數(shù)量可相應變小。殘余酸性催化劑的數(shù)量可通過元素分析、X-射線分析等測量。[酸性催化劑的回收步驟]對由提取步驟得到的含有提取溶劑/酸性催化劑混合溶液的提取物進行用于酸性催化劑回收的步驟，例如蒸發(fā)、蒸餾、液-液提取、過濾、膜分離、吸附、離子交換或它們的組合，提取物因而可分離成基本上含有提取溶劑的相和基本上含有酸性催化劑的相。
當例如使用蒸鎦操作分離成提取溶劑和酸性催化劑時，在蒸餾過程中輸入水或蒸汽可進一步降低蒸餾后在酸性催化劑中殘余的有機溶劑的數(shù)量。當用作提取溶劑的有機溶劑是與水不相溶混時，冷凝通過蒸餾產(chǎn)生的蒸汽，從而形成主要由有機溶劑組成的油相和主要由水組成的水相；在兩相中，僅取出油相，回收低水含量的提取溶劑。
當提取物與不同的提取溶劑不溶混時，還可以通過液-液提取分離成提取溶劑和酸性催化劑。[提取溶劑的再生步驟]回收的提取溶劑會含有由聚氨基酸衍生物制備過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)?；厥盏奶崛∪軇┍旧碓诰郯被嵫苌锏闹苽溥^程中的重復使用是不優(yōu)選的，因為它會得到低質(zhì)量的聚氨基酸衍生物(帶色和高雜質(zhì)含量)。作為雜質(zhì)，可提到的是例如有機物質(zhì)(例如在聚合過程中形成的副產(chǎn)物)和無機物質(zhì)(例如由設備材料的腐蝕產(chǎn)生的金屬等)。當回收的提取溶劑含有不正常或有害的雜質(zhì)時，在重復使用之前，需對溶劑進行蒸發(fā)、蒸餾、液-液提取、過濾、膜分離、吸附、離子交換或它們的組合，以降低雜質(zhì)含量至所需的含量水平，然后重復使用。[酸性催化劑的再生步驟]由提取溶劑分離的酸性催化劑含有由聚氨基酸衍生物制備過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。酸性催化劑在聚氨基酸衍生物的制備過程中的重復使用本身是不優(yōu)選的，因為它會得到低質(zhì)量聚氨基酸衍生物(帶色等)。雜質(zhì)包括例如有機物質(zhì)(例如在聚合過程中形成的副產(chǎn)物)和無機物質(zhì)(例如由設備材料的腐蝕產(chǎn)生的金屬等)。
得到由提取溶劑分離的可重復用于聚氨基酸衍生物制備過程的酸性催化劑的步驟包括降低酸性催化劑中所含的雜質(zhì)的操作和/或濃縮操作。當該兩種操作進行時，其次序沒有限制，或者可重復每種操作。
在得到由提取溶劑分離的可重復用于聚氮基酸衍生物制備過程的酸性催化劑的步驟中進行的具體操作包括蒸發(fā)、蒸餾、液-液提取、氧化分解、加熱、過濾、膜分離、吸附和離子交換。進行至少一種這些操作以降低在酸性催化劑中所含有的雜質(zhì)(在該步驟中，雜質(zhì)包括水)或濃縮酸性催化劑，得到可重復用于聚氨基酸衍生物制備過程的純化的酸性催化劑。
在上述操作中，當進行氧化分解時，優(yōu)選在回收的酸性催化劑中加入至少一種選自過氧化氫、氯酸、氯酸鹽、亞氯酸鹽、次氯酸鹽、過氯酸和金屬酸鹽的氧化劑。在上述氧化劑中，過氧化氫是更優(yōu)選，因為它不把雜質(zhì)帶入分解體系。
當進行氧化分解時，酸性催化劑的濃度優(yōu)選控制在按重量計20％或以上，更優(yōu)選按重量計30％或以上，尤其優(yōu)選按重量計40％或以上，因為較高酸性催化劑濃度使得操作易于進行。因此，當酸性催化劑濃度低時，優(yōu)選首先濃縮催化劑至較高濃度，然后進行氧化分解。
進行氧化分解的溫度優(yōu)選為50-250℃，更優(yōu)選80-200℃，最優(yōu)選100-170℃。當溫度太低時，不能得到充分的氧化分解。當溫度太高時，設備材料的腐蝕加劇，使得設備的設計困難。
進行氧化分解的壓力可使得酸性催化劑和氧化劑的混合物能夠保持液體相。在氧化分解時，壓力可通過惰性氣體，例如氮氣、二氧化碳、氬氣等施加。所使用的氧化劑的數(shù)量由在回收的酸性催化劑中的有機物質(zhì)的含量決定。例如，當使用過氧化氫作為標準量時，每重量份酸生催化劑它的用量優(yōu)選優(yōu)選為0.0001-0.5重量份，更優(yōu)選為0.001-0.1重量份。當所使用的氧化劑的數(shù)量太小時，不能得到足夠的所需效果，當過量使用氧化劑時，不能得到增加的效果。
當進行加熱操作時，所用的溫度優(yōu)選為80-300℃，更優(yōu)選100-200℃。當溫度太低時，加熱效果差，當溫度太高時，設備材料的腐蝕加劇，使得設備的設計困難。
當進行吸附時，使用吸附劑，例如活性碳等，吸附可根據(jù)常規(guī)進行。當與氧化分解或加熱結(jié)合使用時，吸附變得更有效。
酸性催化劑的濃縮在常壓或減壓下通過使用蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、浸沒烯燒裝置等在80-300℃進行。酸性催化劑濃縮至優(yōu)選按重量計50％或以上，更優(yōu)選按重量計70％或以上，尤其優(yōu)選按重量計80％或以上，最優(yōu)選按重量計85％或以上的含量，隨后重復使用。
以下通過實施例詳細描述本發(fā)明，然而，本發(fā)明并不限制于這些實施例。
在本發(fā)明的實施例中，所用的磷酸催化劑的數(shù)量是當磷酸用正磷酸(分子量=98)表示時的數(shù)值。
聚合物的重均分子量通過將所制備的聚合物溶解在用于分子量測定的DMF(含有0.01摩爾/每升溴化鋰)中，然后對得到的溶液進行GPC分析測定。殘余磷酸的濃度是通過元素分析得到的數(shù)值。
此外，提取溶劑的用量和將提取物分離成提取溶劑和酸性催化劑的能量評價如下。
將提取物分離成提取溶劑和酸性催化劑的能量主要是蒸發(fā)提取溶劑所需的能量。蒸發(fā)提取溶劑所需的能量可根據(jù)特征之一的汽化潛熱和所使用的提取溶劑的數(shù)量決定。在標準沸點，每重量提取溶劑的汽化潛熱對于甲醇為1.1[kJ/g]，對于IPA為0.66[kJ/g]，對于水為2.3[kJ/g]。
在本文中，作為用于提取和除去酸性催化劑的提取溶劑的用量，“提取溶劑比”由如下公式定義。
提取溶劑比=(用于提取的溶液重量[g]+用于過濾的溶劑重量[g])÷PSI重量此外，作為將提取物分離為提取溶劑和酸性催化劑所需的能量，“能量比”由如下公開定義。
能量比=提取溶劑比×汽化潛熱[kJ/g]比外，“相對比率”定義為在每個實施例中的能量比除以實施例4中的能量比得到的數(shù)值。(1)聚琥珀酰亞胺的制備實施例1在1升的蛋形燒瓶中，加入133.1gL-天冬氨酸(L-Asp)和70.0g85％(按重量計)磷酸。將燒瓶放置在蒸發(fā)器中。
在旋轉(zhuǎn)和在200mmHg減壓下，將燒瓶中的物質(zhì)在140℃加熱3小時，因而它經(jīng)低粘度的的液態(tài)變成塊狀。通過在185℃加熱3小時，塊狀變成固體。然后，固體在5mmHg減壓下在185-195℃反應10小時，冷卻至室溫，隨后將其研磨，回收聚琥珀酰亞胺(PSI)粉末。
然后，將上述PSI粉末與300g異丙醇(IPA)加入裝有攪拌器的反應器，在攪拌下在80℃加熱1小時以進行提取操作。然后將混合物冷卻至室溫并過濾。用100gIPA洗滌過濾的塊狀物，重復提取和洗滌操作10次。干燥所得到的物質(zhì)，得到96.9gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率96.9g(99.7％)重均分子量(Mw)118000殘余磷酸濃度按重量計0.19％提取溶劑比41能量比27相對比率1.4實施例2
除了85％(按重量計)的磷酸的數(shù)量改變?yōu)?5.0g之外，以與實施例1中的相同方法得到PSI粉末。
然后，將上述PSI粉末與310gIPA-磷酸混合溶劑(20％磷酸)加入裝有攪拌器的反應器，在攪拌下在80℃加熱1小時以進行提取操作。然后將混合物冷卻至室溫并過濾，用120gIPA洗滌過濾的塊狀物。隨后用310gIPA作為提取溶劑進行提取和洗滌操作，重復操作9次。干燥所得到的物質(zhì)，得到97.0gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率97.0g(99.8％)重均分子量(Mw)44000殘余磷酸濃度按重量計0.16％提取溶劑比43能量比29相對比率1.5實施例3在300cc蛋形燒瓶中，加入10.0gL-Asp和5.2g85％(按重量計)磷酸。將燒瓶放置在蒸發(fā)器中。
在旋轉(zhuǎn)和在200mmHg減壓下，將燒瓶中的物質(zhì)在140℃加熱3小時，因而它經(jīng)低粘度的的液態(tài)變成塊狀。通過在180℃加熱2小時，至塊狀變成固體。然后，固體在5mmHg減壓下在180-190℃反應8小時，冷卻至室溫，隨后將其研磨，回收聚琥珀酰亞胺(PSI)粉末。
然后，將上述PSI粉末裝入流動反應器，通過使用高壓泵向反應器中以4g/min的速率連續(xù)輸入水，從而在140℃和1MPa下進行固定床類型的提取操作40分鐘。然后將混合物冷卻至室溫回收PSI濕餅。干燥濕餅得到6.6gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率6.6g(90.5％)重均分子量(Mw)86000殘余磷酸濃度按重量計0.026％提取溶劑比24能量比56相對比率2.9實施例4
除了L-Asp的數(shù)量改變?yōu)?2.0g和85％(按重量計)的磷酸的數(shù)量改變?yōu)?.5g之外，以與實施例1中的相同方法得到PSI粉末。
然后，將反應物質(zhì)裝入提取器中，通過使用高壓泵向反應器中以5g/min的速率連續(xù)輸入甲醇，從而在170℃和2.5MPa下進行固定床類型的提取操作30分鐘。然后將混合物冷卻至室溫回收PSI濕餅。干燥濕餅得到8.7gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率8.7g(98.8％)重均分子量(Mw)104000殘余磷酸濃度按重量計0.072％提取溶劑比17能量比19相對比率1實施例5除了L-Asp的數(shù)量改變?yōu)?.0g和85％(按重量計)的磷酸的數(shù)量改變?yōu)?.0g之外，以與實施例3中的相同方法得到PSI粉末。
然后，將反應物質(zhì)裝入提取器中，通過使用高壓泵向反應器中以4.5g/min的速率連續(xù)輸入含水IPA(按重量計88％的IPA、按重量計12％的水)，從而在190℃和2.5MPa下進行固定床類型的提取操作25分鐘。然后將混合物冷卻至室溫回收PSI濕餅。干燥濕餅得到6.2gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率6.2g(94.4％)重均分子量(Mw)71000殘余磷酸濃度按重量計0.10％提取溶劑比18能量比16相對比率0.8比較實施例1以如實施例1中的相同方法得到PSI粉末。在反應物質(zhì)中加入300gIPA粉末?；旌衔镌?0℃下保持1小時以進行提取操作。然后將得到的混合物過濾以分離濾液。用110gIPA洗滌過濾的塊狀物，重復該操作14次。干燥生成物得到102.3gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率102.3g(99.7％)
重均分子量(Mw)115000殘余磷酸濃度按重量計5.5％提取溶劑比56能量比37相對比率1.9比較實施例2以如實施例3中的相同方法得到PSI粉末。將反應物質(zhì)裝入提取器中，通過使用高壓泵向其中以4g/min的速率連續(xù)輸入水，從而在15℃和0.1MPa下進行固定床類型的提取操作20小時。然后將混合物冷卻和干燥得到7.3gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率7.3g(99.6％)重均分子量(Mw)119000殘余磷酸濃度按重量計1.2％提取溶劑比6.6×102能量比1.5×103相對比率79比較實施例3以如實施例3中的相同方法得到PSI粉末。將反應物質(zhì)裝入提取器中，通過使用高壓泵向其中以5g/min的速率連續(xù)輸入含水IPA(按重量計88％IPA，按重量計12％水)，從而在330℃和20MPa下進行固定床類型的提取操作。20分鐘后，提取器出口側(cè)的提取物冷卻管堵塞，壓力變得太高，因而停止提取操作。將得到的混合物冷卻至室溫，在提取器內(nèi)回收PSI濕餅。然后干燥濕餅得到1.5gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率1.5g粗收率(實際收率/理論收率)20.6％重均分子量(Mw)14000比較實施例4以如實施例3中的相同方法得到PSI粉末。將反應物質(zhì)裝入流動反應器中，通過使用高壓泵向其中以5g/min的速率連續(xù)輸入水，從而在340℃和15MPa下進行固定床類型的提取操作。15分鐘后，提取器出口側(cè)的提取物冷卻管堵塞，壓力變得太高，因而停止提取操作。將得到的混合物冷卻至室溫，在提取器內(nèi)回收PSI濕餅。然后干燥濕餅得到0.6gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率0.6g粗收率8.2％實施例1-5(和隨后描述的實施例6)的結(jié)果顯示于表1中，比較實施例1-4的結(jié)果示于表2中。表1在實施例1-6中的聚琥珀酰亞胺制備過程的結(jié)果<
注1)在酸性催化劑提取操作后聚琥珀酰亞胺的重均分子量2)基于干聚琥珀酰亞胺重量，在酸性催化劑提取操作后聚琥珀酰亞胺中殘余的磷酸重量％表2在比較實施例1-4中的聚琥珀酰亞胺制備過程的結(jié)果<
注1)和2)與表1中的相同。實施例6重復4次如實施例5中的相同方法，得到442g提取物。從中過濾出400g提取物，然后用蒸發(fā)器將濃縮至47g，并回收。然后將其轉(zhuǎn)移至500ml燒瓶中，在20mmHg的減壓下，加熱至90℃，在該溫度下，通過加入少量水濃縮4小時分離和回收23.6g粗磷酸和提取溶劑。在粗磷酸中，將7.0g轉(zhuǎn)移至反應器中。在攪拌下向其中加入1g35％(按重量計)過氧化氫水溶液。在氮氣壓力下，將混合物加熱至140℃，在該溫度下保持4小時。然后將混合物冷卻至室溫，釋放壓力并過濾。粗磷酸被濃縮至85％(按重量計)濃度。
除4.0g用上述回收和濃縮過程得到的磷酸以及8.0gL-ASP外，用與實施例3相同的方法得到PSI粉末。
然后，將反應物質(zhì)裝入提取器中，通過使用高壓泵向反應器中以4.4g/min的速率連續(xù)輸入含水IPA(按重量計88％的IPA、按重量計12％的水)，從而在185℃和2.5MPa下進行固定床類型的提取操作25分鐘。然后將混合物冷卻至室溫，回收PSI濕餅。干燥濕餅得到5.6gPSI，結(jié)果顯示如下。
收率5.6g(95.4％)重均分子量(Mw)97000殘余磷酸濃度按重量計0.13％提取溶劑比20能量比17相對比率0.9比較實施例5除了7g僅在實施例6中回收得到的粗磷酸和8.0gL-Asp之外，以與實施例1中的相同方法得到PSI。PSI的重均分子量為85000，然而與實施例6中的產(chǎn)物相比，它明顯帶色。比較實施例6在反應器中加入7g實施例6中回收的粗磷酸。在攪拌下40℃向其中加入1.5g35％(按重量計)過氧化氫水溶液，在該溫度下保持4小時。然后將混合物冷卻至室溫并過濾。粗磷酸被濃縮至85％(按重量計)濃度。在聚合器中一起加入4.0g濃磷酸和8.0gL-Asp。將混合物如實施例5中進行相同操作得到PSI。PSI的重均分子量為88000，然而與實施例6的產(chǎn)物相比它明顯帶色。
實施例6和比較實施例5和6的結(jié)果示于表3中。表3在實施例6和比較實施例5和6中循環(huán)的酸性催化劑的結(jié)果
注1)使用回收的酸性催化劑制備的聚琥珀酰亞胺的重均分子量2)通過使用回收的酸性催化劑制備的聚琥珀酰亞胺的部分顏色(2)交聯(lián)聚天冬氨酸的制備在如下實施例7的比較實施例8中，收率是通過將生成的水吸附劑聚合物的重量除以用聚天冬氨酸的鈉鹽計算的聚琥珀酰亞胺、用L-賴氨酸的鈉鹽計算的L-賴氨酸鹽酸鹽和L-賴氨酸甲酯計算的L-賴氨酸甲酯二鹽酸鹽的總重量得到的值。實施例7在裝有攪拌器的燒瓶中加入38.8gDMF和如實施例4的相同方法得到的9.7聚琥珀酰亞胺(0.1mol，附帶磷酸按重量計0.08％)。在氮氣流中在25-30℃下在30分鐘內(nèi)，向其中加入7.7g交聯(lián)劑混合物[通過用0.8g(0.019mol)95％的氫氧化鈉中和由2.3g(0.012mol)L-賴氨酸鹽酸鹽、0.7g(0.003mol)L-賴氨酸甲酯二鹽酸鹽和3.9g去離子水組成的鹽酸混合溶液得到的溶液]。在25-30℃下25分鐘后，反應物質(zhì)變成膠體(通常與交聯(lián)物質(zhì)一起)，停止攪拌。隨后使反應物質(zhì)在該溫度下靜置19小時。
然后在混合器中加入由77.6g去離子水和38.8gIPA組成的混合溶液，在攪拌下向其中加入上述得到的交聯(lián)物質(zhì)膠體以沉淀固體。然后在25-30℃下加入15.3％的氫氧化鈉，在保持pH11-12下水解交聯(lián)物質(zhì)。用7％鹽酸溶液將得到的混合物中和至pH7，然后過濾。濾餅用含有55％水的IPA溶液洗滌，隨后干燥得到14.9g(92％)交聯(lián)的聚天冬氨酸。
得到的聚合物的去離子水吸附(每1克聚合物的吸附)為590g(40分鐘后)。比較實施例7
在裝有攪拌器的燒瓶中加入38.8gDMF和如比較實施例1的相同方法得到的10.03gPSI(0.1mol，附帶磷酸按重量計3.3％)。在氮氣流中在25-30℃下在30分鐘內(nèi)，向其中加入7.7g交聯(lián)劑混合物[通過用0.8g(0.019mol)95％的氫氧化鈉中和由2.3g(0.012mol)L-賴氨酸鹽酸鹽、0.7g(0.003mol)L-賴氨酸甲酯二鹽酸鹽和3.9g去離子水組成的鹽酸混合溶液得到的溶液]。
在25-30℃下攪拌得到的混合物47小時，但反應物質(zhì)不變成膠體(通常與交聯(lián)物質(zhì)一起)。比較實施例8在裝有攪拌器的燒瓶中加入38.8gDMF和如比較實施例1的相同方法得到的9.98g聚琥珀酰亞胺(0.1mol，附帶磷酸按重量計2.8％)。在氮氣流中在25-30℃下在30分鐘內(nèi)，向其中加入7.8g交聯(lián)劑混合物[通過用0.93g(0.022mol)95％的氫氧化鈉中和由2.3g(0.012mol)L-賴氨酸鹽酸鹽、0.7g(0.003mol)L-賴氨酸甲酯二鹽酸鹽和3.9g去離子水組成的鹽酸混合溶液得到的溶液]。在25-30℃下攪拌得到的混合物22小時，隨后的操作與實施例10中相同，得到12.4g(76％)吸水聚合物。
得到的聚合物的去離子水吸附(每1克聚合物的吸附)為210g(40分鐘后)。
實施例7和比較實施例7和8的結(jié)果示于表4中。表4在實施例7和比較實施例7和8中由聚琥珀酰亞胺制備的交聯(lián)聚天冬氨酸的結(jié)果 (1)聚琥珀酰亞胺的制備在比較實施例1和2中，酸性催化劑的提取在低溫(約室溫)下進行；因而殘余酸性催化劑的濃度高。此外，將提取物分離成提取溶劑和酸性催化劑所需的能量也變得非常高。例如，在其中酸性催化劑的提取在低溫下進行的比較實施例2中，殘余酸性催化劑的濃度高于其中酸性催化劑的提取在高溫下進行的實施例4。此外，為將提取物分離成提取溶劑和酸性催化劑，在比較實施例2需要使用比實施例4中高約80倍的高能量。在比較實施例3和4中，試圖在非常高的溫度下提取酸性催化劑；因而，發(fā)生聚合物的分解和變性。在比較實施例5中，回收的酸性催化劑直接重復使用；因而部分形成的聚氨基酸衍生物顯示顏色。在比較實施例6中，回收的酸性催化劑用氧化劑在低溫下處理并重復使用；因而，形成的聚琥珀酰亞胺部分顯示顏色。
與之相反，在實施例1-6中，可有效地制備低殘余酸性催化劑含量的聚琥珀酰亞胺，此外，酸性催化劑和提取溶劑可重復使用。(2)交聯(lián)聚天冬氨酸的制備在比較實施例7中，試圖由高殘余酸性催化劑含量的聚琥珀酰亞胺得到用作水吸附聚合物的交聯(lián)聚天冬氨酸，然而，不能得到水吸附聚合物。在比較實施例8中，試圖交聯(lián)高殘余酸性催化劑含量的聚琥珀酰亞胺，然而形成的水吸附聚合物的性質(zhì)和收率差。
與之相反，在使用低殘余酸性催化劑含量的聚琥珀酰亞胺的實施例7中，能夠以高的收率得到低殘余酸性催化劑含量和高水吸附能力的交聯(lián)聚天冬氨酸。
因此，根據(jù)本發(fā)明，可以高效率地制備明顯低酸性催化劑含量的聚氨基酸衍生物，并回收在所述聚氨基酸衍生物制備過程中使用的酸性催化劑和/或提取溶劑，和使用低的能量循環(huán)(重復使用)。此外，明顯低酸性催化劑含量的聚琥珀酰亞胺適合于用作制備用作水吸附聚合物的交聯(lián)聚天冬氨酸的原料。
權(quán)利要求
1．一種制備酸性催化劑的含量為1重量％或更少，或不含酸性催化劑的聚氨基酸衍生物的方法，該方法包括用提取溶劑將從含有酸性催化劑的聚氨基酸衍生物中提取和除去酸性催化劑的提取步驟(步驟A)，其中，在提取步驟中，提取溶劑基本上不溶解聚氨基酸衍生物但至少部分溶解酸性催化劑，并且提取步驟采用的溫度等于或大于60℃，但等于或低于300℃。
2．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑具有低于300℃的臨界溫度，且提取步驟采用的提取溫度等于或高于60℃，但低于臨界溫度。
3．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑具有低于300℃的臨界溫度，且提取步驟采用的提取溫度高于臨界溫度，但等于或低于300℃，并且在提取過程中，提取溶劑是不可凝氣體和/或超臨界流體。
4．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其進一步包括在提取步驟(步驟A)之后將混合物分離為固體聚氨基酸衍生物和由提取溶劑/酸性催化劑混合溶液組成的提取液的聚合物回收步驟(步驟B)，以及將提取液分離為基本含有提取溶劑的相和基本含有酸性催化劑的相的酸性催化劑回收步驟(步驟C)。
5．一種如權(quán)利要求4所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其進一步包括將提取溶劑從酸性催化劑回收步驟(步驟C)得到的、基本含有提取溶劑的相中分離出來，得到能夠再次用于提取步驟(步驟A)的提取溶劑的提取溶劑再生步驟(步驟D)，和/或?qū)⑺嵝源呋瘎乃嵝源呋瘎┗厥詹襟E(步驟C)得到的，基本含有酸性催化劑的相中分離出來，得到能夠再次用于制備聚氨基酸衍生物反應的酸性催化劑的酸性催化劑再生步驟(E)。
6．一種如權(quán)利要求5所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑再生步驟(步驟D)包括對基本含有提取溶劑的相進行至少一個選自下列的操作蒸發(fā)、蒸餾、液液提取、過濾、膜分離、吸收和離子交換，以降低該相中存在的雜質(zhì)，并且回收提取溶劑得到純化的提取溶劑。
7．一種如權(quán)利要求5所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中酸性催化劑再生步驟(E)包括對基本含有酸性催化劑的相進行至少一個選自下列的操作蒸發(fā)、蒸餾、液液提取、氧化分解、加熱、過濾、膜分離、吸收和離子交換，以降低該相中存在的雜質(zhì)，并且回收酸性催化劑得到純化的酸性催化劑。
8．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中酸性催化劑包括含氧酸的磷酸。
9．一種如權(quán)利要求8所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中所述含氧酸的磷酸包括至少一個選自下列的酸正磷酸、焦磷酸、多磷酸和五氧化二磷。
10．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑是有機溶劑。
11．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑是由(1)有機溶劑和(2)水和/或酸性催化劑組成的混合溶劑。
12．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑包括至少一個選自以下的有機溶劑1-9個碳原子的醇、3-9個碳原子的酮、3-9個碳原子的醚和3-9個碳原子的乙酸酯。
13．一種如權(quán)利要求12所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中所述提取溶劑包括至少一個選自以下的化合物甲醇、異丙醇和丙酮。
14．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中提取溶劑是水或者是水和酸性催化劑的混合溶劑。
15．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中得到的聚氨基酸衍生物的重均分子量為30,000或更大。
16．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中聚氨基酸衍生物是聚琥珀酰亞胺和/或聚天冬氨酸。
17．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中聚氨基酸衍生物是交聯(lián)的聚琥珀酰亞胺和/或交聯(lián)的聚天冬氨酸。
18．一種如權(quán)利要求1所述制備聚氨基酸衍生物的方法，其中得到的聚氨基酸衍生物中含有0.0001-0.2％重量的酸性催化劑。
19．一種通過權(quán)利要求1方法制備的聚氨基酸衍生物。
全文摘要
一種制備含有1%或更少的酸性催化劑,或不含酸性催化劑的聚氨基酸衍生物的方法,其中該方法包括用提取溶劑從含有酸性催化劑的聚氨基酸衍生物中提取和除去酸性催化劑的提取步驟,其中在提取步驟中,提取溶劑基本不溶解聚氨基酸衍生物且至少部分溶解酸性催化劑,提取步驟采用的溫度等于或高于60℃,但等于或低于300℃。
文檔編號C08G73/10GK1232046SQ9811165
公開日1999年10月20日 申請日期1998年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月25日
發(fā)明者町田勝彥, 小川伸二, 加藤敏雄, 助川誠, 入里義廣 申請人:三井化學株式會社