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JPH0257082B2 - - Google Patents
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JPH0257082B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0257082B2
JPH0257082B2 JP4844484A JP4844484A JPH0257082B2 JP H0257082 B2 JPH0257082 B2 JP H0257082B2 JP 4844484 A JP4844484 A JP 4844484A JP 4844484 A JP4844484 A JP 4844484A JP H0257082 B2 JPH0257082 B2 JP H0257082B2
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JP
Japan
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polymerization
monoallylamine
initiator
inorganic acid
hydrochloride
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Application number
JP4844484A
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Japanese (ja)
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JPS60192715A (en
Inventor
Sei Shimizu
Susumu Harada
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Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE8484307460T priority patent/DE3471664D1/en
Priority to EP19840307460 priority patent/EP0145220B1/en
Priority to AU34823/84A priority patent/AU553136B2/en
Priority to CA000467206A priority patent/CA1220896A/en
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Publication of JPH0257082B2 publication Critical patent/JPH0257082B2/ja
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、モノアリルアミン(CH2
CHCH2NH2)の重合体の製造方法に関するもの
である。 周知のように、アリル化合物は通常のラジカル
系開始剤によつては重合し難く、一般に低重合度
の重合体を低収率で生成するだけである。 このことは、アリル化合物の一種であるモノア
リルアミンについても例外でなく、モノアリルア
ミンは通常のラジカル系開始剤またはイオン系開
始剤によつては殆んど重合せず、下記のような特
別な条件下での二、三の重合例が報告されている
にすぎない。 (1) テトラフルオロヒドラジンを触媒とする気相
重合により、褐色の樹脂状ポリ−モノアリルア
ミン(以下単にポリアリルアミンと記す)を得
る方法(米国特許第3062798号明細書)。 (2) モノアリルアミンの塩酸塩に少量の水を加え
て、80〜85℃で融解状態にし、過酸化水素を少
量ずつ添加しながら重合し分子量950〜1000の
樹脂状(黒褐色)のポリアリルアミン塩酸塩を
得る方法〔V.V.Zykovaら、Tr.Inst.Khim
Nauk,Akad.Nauk Kaz.SSR,11,89〜94
(1964)、Chem.Abst.61,14855(1964)〕。 (3) モノアリルアミン塩酸塩を、ジエチルホスフ
アイト共存下、第三−ブチルアルコール−クロ
ルベンゼン混合溶媒中に溶解し、アゾビスイソ
ブチロニトリルを開始剤として、溶媒の還流温
度で重合処理する方法〔ドイツ特許公開第
2946550号公報およびその対応日本出願である
特開昭56−82807号公報参照〕。 上述の、(1)、(2)及び(3)の方法は、ラジカル開始
剤などの触媒を使用するモノアリルアミンの重合
例であるが、(1)と(2)の方法では、得られた重合体
は、いずれも粘ちような樹脂状であつて高重合度
のものは得られていない。 ドイツ公開公報に記載された(3)の方法はモノア
リルアミン塩酸塩の単独重合及び共重合方法であ
るが、同公報中に記載されている実施例は、一例
を除いて、全て、重合しやすいビニル単量体(ア
クリルアミド、アクリル酸、アクリル酸エステ
ル、アクロニトリルなど)との共重合例であり、
同公報の第36頁に記載された唯一の単独重合例で
は、85%の収率でポリアリルアミン塩酸塩が得ら
れている。しかし得られた重合体の形状や重合度
についての記載はなく、単に全PH領域で水溶性で
あると記載されているだけである。そして本発明
者らが追試した結果、その記載とは異なり、約
0.6%の収率で吸湿性の低分子量生成物が得られ
るだけであつた(後述する比較例2参照)。ちな
みに上記した対応日本特許出願(特開昭56−
82807号公報)の明細書中には、アリルアンモニ
ウム塩の単独重合の実施例は見当らない。 次にモノアリルアミンの重合方法として下記の
ような放射線重合法も提案されており、この方法
によれば、ラジカル触媒を使用する方法よりも高
重合度のモノアリルアミン重合体が得られてい
る。すなわち (4) プロトン酸(りん酸、硫酸、塩酸)中でのガ
ンマ線または過酸化水素共存下での紫外線照射
によりモノアリルアミンを重合する方法〔V.
A.Kabanov他、Vysokomol.Soed.,18,No.9
1957〜1962(1976)及び18,No.10、2233〜
2238(1976)〕。 (5) モノアリルアミン、アリルシアニドまたはア
リルメルカプタンを、無機酸または周期率表第
族または第族の金属の無機酸塩の存在下、
各種放射線(ガンマ線、電子線、X線、紫外
線)の照射により重合する方法(L.S.Polak,
V.A.Kabanov他、ソ連特許第296423号明細
書)。この特許には、ラジカル触媒による重合
方法も含まれているが、実施例中には、塩化亜
鉛存在下での過酸化ベンゾイルによるアリルシ
アニドの重合方法と、塩化カルシウムの存在下
での過酸化水素によるアリルメルカプタンの重
合方法が記載されているだけであつて、モノア
リルアミンをラジカル触媒により重合する例は
記載されていない。 以上述べたモノアリルアミンの重合法は、いず
れも大量かつ簡単に、ポリアリルアミンを得る方
法とはいい難い。極く最近になつて、本発明者の
一人(原田)は、モノアリルアミンの無機酸塩
を、極性溶媒中で分子中に、カチオン性窒素原子
を持つ基を含むアゾ系ラジカル開始剤を用いて重
合させると、容易に重合体の得られることを見出
し、これを特願昭58−54988号として特許出願し
ている。そのなかでモノアリルアミンの無機酸塩
の重合を容易に遂行させる条件として、「単量体
も開始剤も共に、重合系中で電荷を持つているこ
とが重要」と述べている。この場合、開始剤に関
する「電荷」とはその特許請求の範囲の記載か
ら、カチオン性窒素原子の陽電荷を指しているこ
とは明らかである。 本発明者らは、モノアリルアミンの無機酸塩を
極性溶媒中で重合させるに際し、さらに有効なる
重合開始剤および重合反応系の探索を行つたとこ
ろ、無機酸の塩の存在下で、次の一般式〔〕ま
たは〔〕で示されるアゾ化合物をラジカル開始
剤として用いると重合反応が非常に良好に行なわ
れることを見出し、本発明を完成した。 (一般式〔〕および〔〕中、R1およびR2は、
同一または異なる炭化水素基であつて、R1,R2
が一緒になつて環を形成してもよく、R3は水素
原子またはアルキル基を示し、mは0または1を
表わす。) ところで、上記一般式〔〕または〔〕で示
されるラジカル開始剤は前述の発明(特願昭58−
54988号)になるラジカル開始剤と比較して、次
の点で著しく異なつている。即ち、本発明のラジ
カル開始剤には、アゾ基以外には窒素原子を含ん
でおらず、さらに、完全な中性物質であつて、
水、一般のアルカリ水および無機酸水には不溶で
ある。事実例えばモノアリルアミンの塩酸塩に上
記一般式〔〕または〔〕の化合物を添加し
て、重合反応を行なつても効果のないことがわか
る(後述する比較例1を参照されたい)。しかし
ながら、上記の反応系に、無機酸の塩、例えば塩
化亜鉛などを添加溶解させて重合を行うと、顕著
な効果が認められる。 いつぽう、アクリロニトリル(AN)は、無機
酸の塩である塩化亜鉛の濃厚溶液中、アゾビスイ
ソブチロニトリル(ABIN)を開始剤として重合
することが、よく知られているが、この系を、そ
のままモノアリルアミンの重合に適用させた場
合;即ち、例えば、モノアリルアミン塩酸塩の塩
化亜鉛水溶液に中性のABINをラジカル開始剤と
して用いて重合させても全然効果のないことを考
えてみると(後述する比較例1を参照されたい)、
本発明の重合系で顕著な効果が認められることは
誠に驚くべきことと云える。 次に、具体的に本発明を述べる。 本発明において、モノアリルアミンは無機酸
塩、好ましくは塩酸塩の形で使用される。他の無
機酸塩、例えば、硫酸塩、亜硫酸塩およびりん酸
塩も同様に用いられるが、塩酸塩よりも良好な結
果が得られるとは云えない。 重合は無機酸の塩、例えば、塩化亜鉛、塩化カ
ルシウムおよび塩化マグネシウムを含む水溶液中
で行われる。特に塩化亜鉛の水溶液が好ましい。
無機酸の塩の添加量は、一般に多い方が好ましい
が、塩の水およびいろいろな濃度でのモノアリル
アミン塩酸塩を含む溶液に対する溶解度および重
合温度によつて、溶解度に差異を生じるので一律
に規制することは、困難である。しかし、いずれ
の場合においても、モノアリルアミン塩酸塩に対
して5〜500重量%の割合に無機酸の塩を含む場
合が良好となる。 重合に際して、モノアリルアミンの無機酸塩
(例えば塩酸塩)は、単離された結晶の形で使用
するのが普通であるが所定量のモノアリルアミン
を、無機酸(例えば塩酸)水中に加えたあと上記
無機酸の塩(例えば塩化亜鉛)を直接添加溶解し
そのまま重合に供することもできる。 本発明において、用いられる一般式〔〕およ
び〔〕で示される開始剤のうち、特に望ましい
化合物は、
The present invention uses monoallylamine (CH 2 =
The present invention relates to a method for producing a polymer of CHCH 2 NH 2 ). As is well known, allyl compounds are difficult to polymerize using common radical initiators, and generally only polymers with a low degree of polymerization are produced in low yields. This is no exception for monoallylamine, which is a type of allyl compound; monoallylamine hardly polymerizes with ordinary radical or ionic initiators, and under special conditions such as the following. Only a few polymerization examples below have been reported. (1) A method for obtaining brown resinous poly-monoallylamine (hereinafter simply referred to as polyallylamine) by gas phase polymerization using tetrafluorohydrazine as a catalyst (US Pat. No. 3,062,798). (2) Add a small amount of water to monoallylamine hydrochloride, bring it to a molten state at 80-85℃, and polymerize while adding hydrogen peroxide little by little to produce resin-like (blackish brown) polyallylamine hydrochloride with a molecular weight of 950-1000. How to obtain salt [VVZykova et al., Tr.Inst.Khim
Nauk, Akad.Nauk Kaz.SSR, 11 , 89-94.
(1964), Chem.Abst. 61 , 14855 (1964)]. (3) A method in which monoallylamine hydrochloride is dissolved in a mixed solvent of tert-butyl alcohol and chlorobenzene in the coexistence of diethyl phosphite, and polymerized at the reflux temperature of the solvent using azobisisobutyronitrile as an initiator. [German Patent Publication No.
2946550 and its corresponding Japanese application, JP-A-56-82807]. The above methods (1), (2) and (3) are examples of monoallylamine polymerization using a catalyst such as a radical initiator. All of the polymers were sticky and resinous, and no polymers with a high degree of polymerization were obtained. Method (3) described in the German publication is a method for homopolymerization and copolymerization of monoallylamine hydrochloride, but all of the examples described in the publication, with the exception of one, are easy to polymerize. This is an example of copolymerization with vinyl monomers (acrylamide, acrylic acid, acrylic ester, acronitrile, etc.),
In the only homopolymerization example described on page 36 of the publication, polyallylamine hydrochloride was obtained with a yield of 85%. However, there is no description of the shape or degree of polymerization of the obtained polymer, only that it is water-soluble in the entire pH range. As a result of further testing by the inventors, it was found that, contrary to that description, approximately
Only a hygroscopic low molecular weight product was obtained with a yield of 0.6% (see Comparative Example 2 below). By the way, the above-mentioned corresponding Japanese patent application
No. 82807), there are no examples of homopolymerization of allyl ammonium salts. Next, as a method for polymerizing monoallylamine, the following radiation polymerization method has also been proposed, and according to this method, a monoallylamine polymer having a higher degree of polymerization can be obtained than a method using a radical catalyst. That is, (4) a method of polymerizing monoallylamine by irradiation with gamma rays in protonic acid (phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid) or ultraviolet rays in the presence of hydrogen peroxide [V.
A. Kabanov et al., Vysokomol.Soed., 18 , No.9
1957-1962 (1976) and 18 , No. 10, 2233-
2238 (1976)]. (5) monoallylamine, allyl cyanide or allyl mercaptan in the presence of an inorganic acid or an inorganic acid salt of a group or group metal of the periodic table;
Polymerization method by irradiation with various radiations (gamma rays, electron beams, X-rays, ultraviolet rays) (LSPolak,
VAKabanov et al., USSR Patent No. 296423). This patent also includes a radical-catalyzed polymerization method, but examples include polymerization of allyl cyanide with benzoyl peroxide in the presence of zinc chloride and hydrogen peroxide in the presence of calcium chloride. It only describes a method for polymerizing allyl mercaptan, but does not describe an example of polymerizing monoallyl amine using a radical catalyst. None of the monoallylamine polymerization methods described above can be said to be methods for easily obtaining polyallylamine in large quantities. Very recently, one of the inventors of the present invention (Harada) developed an inorganic acid salt of monoallylamine in a polar solvent using an azo radical initiator containing a group with a cationic nitrogen atom in the molecule. He discovered that a polymer could be easily obtained by polymerization, and filed a patent application for this in Japanese Patent Application No. 54988-1988. In it, he states that ``it is important that both the monomer and the initiator have an electric charge in the polymerization system'' as a condition for facilitating the polymerization of inorganic acid salts of monoallylamine. In this case, it is clear from the claims that the "charge" regarding the initiator refers to the positive charge of the cationic nitrogen atom. The present inventors searched for a more effective polymerization initiator and polymerization reaction system when polymerizing an inorganic acid salt of monoallylamine in a polar solvent, and found that in the presence of an inorganic acid salt, the following general The present invention was completed based on the discovery that the polymerization reaction can be carried out very well when an azo compound represented by the formula [] or [] is used as a radical initiator. (In the general formulas [] and [], R 1 and R 2 are
Same or different hydrocarbon groups, R 1 , R 2
may be taken together to form a ring, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and m represents 0 or 1. ) By the way, the radical initiator represented by the above general formula [] or [] is applicable to the invention described above (Japanese Patent Application No.
Compared to the radical initiator No. 54988), it is significantly different in the following points. That is, the radical initiator of the present invention does not contain any nitrogen atoms other than an azo group, and is a completely neutral substance,
Insoluble in water, general alkaline water and inorganic acid water. In fact, it has been found that, for example, even if a compound of the above general formula [] or [] is added to monoallylamine hydrochloride and a polymerization reaction is carried out, there is no effect (see Comparative Example 1 described below). However, when polymerization is carried out by adding and dissolving an inorganic acid salt, such as zinc chloride, in the above reaction system, a remarkable effect is observed. It is well known that acrylonitrile (AN) is polymerized in a concentrated solution of zinc chloride, an inorganic acid salt, using azobisisobutyronitrile (ABIN) as an initiator. When directly applied to the polymerization of monoallylamine; for example, if we consider that there is no effect at all even if neutral ABIN is used as a radical initiator in a zinc chloride aqueous solution of monoallylamine hydrochloride. (Please refer to Comparative Example 1 described below),
It is truly surprising that remarkable effects are observed in the polymerization system of the present invention. Next, the present invention will be specifically described. In the present invention, monoallylamine is used in the form of an inorganic acid salt, preferably a hydrochloride. Other inorganic acid salts, such as sulfates, sulfites and phosphates, may be used as well, but may not give better results than the hydrochloride. The polymerization is carried out in an aqueous solution containing salts of inorganic acids, such as zinc chloride, calcium chloride and magnesium chloride. Particularly preferred is an aqueous solution of zinc chloride.
Generally speaking, the amount of the inorganic acid salt to be added is preferably large, but the solubility of the salt in water and solutions containing monoallylamine hydrochloride at various concentrations varies depending on the polymerization temperature, so it is not uniformly regulated. It is difficult to do so. However, in any case, it is preferable that the inorganic acid salt is contained in an amount of 5 to 500% by weight based on monoallylamine hydrochloride. During polymerization, an inorganic acid salt (e.g., hydrochloride) of monoallylamine is usually used in the form of an isolated crystal, but after adding a predetermined amount of monoallylamine to an inorganic acid (e.g., hydrochloric acid) in water. It is also possible to directly add and dissolve the above-mentioned inorganic acid salt (for example, zinc chloride) and subject it to polymerization as it is. In the present invention, among the initiators represented by the general formulas [] and [], particularly desirable compounds are:

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】 などである。 本発明で用いられる開始剤の量は、モノアリル
アミンの無機酸塩に対して、0.1〜15重量%、通
常1〜8重量%である。 重合温度は、開始剤の化学構造により異なる
が、30゜〜100℃、通常40゜〜70℃である。重合時
間は通常100時間以内である。 出発単量体濃度は、その溶解度の範囲内で高い
方が望ましいが、通常10〜85重量%の濃度であ
る。 重合は、空気中の酸素により若干阻害されるの
で、窒素などの不活性気体中で行う方が望まし
い。 以下に本発明の実施例及び比較例を記載する
が、これらの例においては、原料単量体であるモ
ノアリルアミン(以下MAAと略記することがあ
る)としてシエル化学(Shell Chemical Co.,
USA)製MAAを、粒状か性ソーダ上で乾燥し、
窒素下で精留して得た沸点52.5〜53℃の留分を使
用した。ガスクロマトグラフ法で調べた結果、こ
の留分中には、ジアリルアミン及びトリアリルア
ミンを全く含んでいないことが判明した。 実施例 1 本実施例は、2,2′−アゾビス(2−メチルプ
ロピオン酸メチルエステル)(以下開始剤−1と
いう)を開始剤とするモノアリルアミン塩酸塩の
塩化亜鉛水溶液中での重合によるモノアリルアミ
ンの重合体の製造例を示す。なお開始剤−1は和
光純薬工業(株)製の試薬をそのまま用いた。 濃塩酸(35重量%)1.1Kg中に、氷冷下5〜10
℃で、かきまぜながらモノアリルアミン
(MAA)570g(10モル)を滴下する。滴下終了
後ロータリーエバポレーターを用いて、水銀柱20
mmの減圧下、60℃で水及び過剰の塩化水素を留去
し、白色の結晶を得る。この結晶を、乾燥用シリ
カゲル上、水銀柱5mmの減圧下、80℃で乾燥し、
モノアリルアミン塩酸塩(MAA−HCl)980g
を得る。このMMA−HC1は、約5%の水分を含
む。上記で得たMAA−HC1に水を加えて、85%
水溶液とし以下の実施例に用いた。 撹拌機、温度計、逆流冷却器、窒素ガス導入管
を備えた500mlの丸底フラスコ中に、85%MAA
−HC1水溶液100gと70%塩化亜鉛水溶液200g
を入れ、均一な溶液としたあと、窒素ガスを通し
ながら、60℃に加温する。次に、上記開始剤−1
2.09gを直接加え溶解させたあと、58〜60℃48
時間静置重合する。かくして得られた粘ちような
溶液を、多量のメタノールに注入すると白色の重
合体が沈澱して来る。この沈澱を濾取し、ソツク
スレー抽出器を用いて、メタノールで抽出し、未
反応の単量体と塩化亜鉛を除去する。沈澱を50℃
で減圧乾燥し、62.5g(73.5%)の重合体を得
た。 この重合体は、元素分析、赤外スペクトル分
析、 1H−NMR分析の結果、ポリアリルアミン
の塩酸塩(PAA−HC1)であることが確かめら
れた。この重合体の 1H−NMRスペクトル(重
水中、270MHz、TSP内部規準)を添付図面に示
す。 また食塩水溶液中での浸透圧測定で求めたこの
PAA−HC1の数平均分子量nは9800であつた。 このPAA−HC1は、水及び酸水溶液には良く
溶けるが、有機溶媒には不溶である。その水溶液
の粘度は、典型的な高分子電解質の挙動を示す。 またこのPAA−HC1は空気中で加熱すると融
解することなく300℃以上で分解する。 次にPAA−HC1から遊離のポリアリルアミン
(PAA)を調製した。すなわち、PAA−HC1、
30gを蒸留水270gに溶かし、強塩基性イオン交
換樹脂(アンバーライト−IRA−402)を通して
塩酸を除去し、濾液を凍結乾燥すると、白色の
PAA16.5gが得られる。このPAAは、水及びメ
タノールに易溶で、ジメチルスルホキシドとピリ
ジンにより膨潤するが、通常の有機溶媒には溶け
ない。このPAAは空気中に放置すると二酸化炭
素と水分を吸収し炭酸塩を生成する。 実施例 2 本実施例は、2,2′−アゾビス(2−アセトキ
シ−プロパン)(以下開始剤−2という)を開始
剤とするモノアリルアミン塩酸塩の塩化亜鉛水溶
液中での重合によるモノアリルアミン塩酸塩重合
体の製造例を示す。 開始剤−2の合成:酢酸ナトリウム33.6gを酢
酸300mlにとかし、ヒドラジンとアセトンとから
合成したケタジン11.2gを加え、10〜20℃でかき
まぜながら、塩素ガスをゆつくり通す。当量の塩
素ガスを通じたあと20℃で30分さらに撹拌する。
反応混合物を5〜8倍量の氷−水混合物に注ぎ、
生成物をエーテル抽出する。エーテルを留去する
と固体物質17.3g(約75%)が得られる。この物
質を、元素分析、IRスペクトルおよびNMRスペ
クトルによる分析値から、開始剤−2であること
を確かめた。(なお他の開始剤も、相当するケト
ンとヒドラジンとを出発物質として、上記合成例
に準じて得ることが出来る。) ポリアリルアミン塩酸塩の製造:撹拌機、温度
計、逆流冷却器、窒素ガス導入管を備えた300ml
の丸底フラスコ中に、85%MAA−HC1水溶液50
gと70%塩化亜鉛水溶液150gを入れ、均一な溶
液としたあと、窒素ガスを通しながら60℃に加温
する。次に、上記開始剤−2 1.05gを直接系に
加え58〜60℃で70時間静置重合する。得られた粘
稠な溶液を、多量のメタノールに注入し、生成し
た白色の重合体を得た后、実施例1と同様の方法
で精製するとポリアリルアミン塩酸塩(PAA−
HC1)28.9g(68%)が得られる。食塩水溶液中
での浸透圧測定で求めたこのPAA−HC1の数平
均分子量nは8000であつた。 実施例 3 実施例1で調製した85%MAA−HC1水溶液10
gを50mlあるいは100mlの共栓付三角フラスコに
取り、所定量の70%塩化亜鉛水溶液を添加し、溶
解させた后、開始剤−1または開始剤−2を加え
て、60℃、70時間、静置重合したあと実施例1と
同様の操作を行いポリアリルアミン塩酸塩
(PAA−HC1)を得た。これらの結果を以下の表
−1にまとめて示す。 比較例 1 比較のため開始剤−1あるいは−2を用い塩化
亜鉛無添加の場合の重合例(比較例1a,1b)お
よびアゾビスイソブチロニトリル(ABIN)を開
始剤としたときの重合例(比較例1c)の結果も併
せて表−1に示した。 表から、明らかなように、比較例1ではいずれ
もPAA−HC1が実質上得られないのに対し、実
施例3では高重合度のPAA−HC1が収率良く得
られた。
[Formula] etc. The amount of initiator used in the invention is from 0.1 to 15% by weight, usually from 1 to 8% by weight, based on the inorganic acid salt of monoallylamine. The polymerization temperature varies depending on the chemical structure of the initiator, but is usually 30° to 100°C, usually 40° to 70°C. Polymerization time is usually within 100 hours. The concentration of the starting monomer is preferably as high as possible within the range of its solubility, but is usually in the range of 10 to 85% by weight. Since polymerization is somewhat inhibited by oxygen in the air, it is preferable to carry out the polymerization in an inert gas such as nitrogen. Examples and comparative examples of the present invention are described below. In these examples, monoallylamine (hereinafter sometimes abbreviated as MAA) as a raw material monomer was manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.
MAA (USA) was dried over granulated caustic soda,
A fraction with a boiling point of 52.5 to 53°C obtained by rectification under nitrogen was used. As a result of gas chromatography, it was found that this fraction contained no diallylamine or triallylamine at all. Example 1 This example describes the polymerization of monoallylamine hydrochloride in an aqueous zinc chloride solution using 2,2'-azobis(2-methylpropionic acid methyl ester) (hereinafter referred to as initiator-1) as an initiator. An example of producing an allylamine polymer will be shown. As initiator-1, a reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used as it was. In 1.1Kg of concentrated hydrochloric acid (35% by weight), 5 to 10 minutes under ice cooling.
570 g (10 moles) of monoallylamine (MAA) are added dropwise with stirring at °C. After dropping, use a rotary evaporator to reduce the amount of mercury to 20
Water and excess hydrogen chloride are distilled off at 60° C. under a reduced pressure of 1 mm to obtain white crystals. The crystals were dried on silica gel for drying at 80°C under a reduced pressure of 5 mm of mercury,
Monoallylamine hydrochloride (MAA-HCl) 980g
get. This MMA-HC1 contains approximately 5% water. Add water to MAA-HC1 obtained above to make 85%
It was made into an aqueous solution and used in the following examples. 85% MAA in a 500 ml round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, countercurrent condenser, and nitrogen gas inlet tube.
-100g of HC1 aqueous solution and 200g of 70% zinc chloride aqueous solution
After making a homogeneous solution, heat it to 60℃ while passing nitrogen gas. Next, the above initiator-1
Add 2.09g directly and dissolve, then heat to 58-60℃48
Polymerize by standing for a while. When the viscous solution thus obtained is poured into a large amount of methanol, a white polymer precipitates out. This precipitate is collected by filtration and extracted with methanol using a Soxhlet extractor to remove unreacted monomers and zinc chloride. Precipitate at 50℃
The mixture was dried under reduced pressure to obtain 62.5 g (73.5%) of a polymer. As a result of elemental analysis, infrared spectrum analysis, and 1 H-NMR analysis, this polymer was confirmed to be polyallylamine hydrochloride (PAA-HC1). The 1 H-NMR spectrum (in deuterated water, 270 MHz, TSP internal standard) of this polymer is shown in the attached drawing. In addition, this value was determined by measuring osmotic pressure in a saline solution.
The number average molecular weight n of PAA-HC1 was 9800. This PAA-HC1 is well soluble in water and acid aqueous solutions, but insoluble in organic solvents. The viscosity of the aqueous solution exhibits typical polyelectrolyte behavior. Furthermore, when heated in air, this PAA-HC1 decomposes at temperatures above 300°C without melting. Next, free polyallylamine (PAA) was prepared from PAA-HC1. That is, PAA−HC1,
Dissolve 30g in 270g of distilled water, remove hydrochloric acid through a strongly basic ion exchange resin (Amberlite-IRA-402), and freeze-dry the filtrate.
16.5g of PAA is obtained. This PAA is easily soluble in water and methanol, swells with dimethyl sulfoxide and pyridine, but is insoluble in common organic solvents. When left in the air, this PAA absorbs carbon dioxide and moisture and produces carbonates. Example 2 In this example, monoallylamine hydrochloride was prepared by polymerizing monoallylamine hydrochloride in an aqueous zinc chloride solution using 2,2'-azobis(2-acetoxy-propane) (hereinafter referred to as initiator-2) as an initiator. An example of producing a salt polymer is shown below. Synthesis of initiator-2: Dissolve 33.6 g of sodium acetate in 300 ml of acetic acid, add 11.2 g of ketazine synthesized from hydrazine and acetone, and slowly pass through chlorine gas while stirring at 10-20°C. After passing through an equivalent amount of chlorine gas, the mixture was further stirred at 20°C for 30 minutes.
Pour the reaction mixture into 5-8 times the volume of ice-water mixture,
The product is extracted with ether. Distilling off the ether gives 17.3 g (about 75%) of solid material. This substance was confirmed to be initiator-2 from the analysis values of elemental analysis, IR spectrum, and NMR spectrum. (Other initiators can also be obtained using the corresponding ketone and hydrazine as starting materials according to the above synthesis example.) Production of polyallylamine hydrochloride: Stirrer, thermometer, countercurrent condenser, nitrogen gas 300ml with introduction tube
In a round bottom flask, add 50% 85% MAA-HC1 aqueous solution.
g and 150 g of 70% zinc chloride aqueous solution to make a homogeneous solution, and then heated to 60°C while passing nitrogen gas. Next, 1.05 g of the above-mentioned initiator-2 was directly added to the system and polymerized at 58 to 60° C. for 70 hours. The resulting viscous solution was poured into a large amount of methanol to obtain a white polymer, which was then purified in the same manner as in Example 1 to obtain polyallylamine hydrochloride (PAA-
28.9 g (68%) of HC1) is obtained. The number average molecular weight n of this PAA-HC1 determined by osmotic pressure measurement in a saline solution was 8,000. Example 3 85% MAA-HC1 aqueous solution prepared in Example 1 10
g into a 50 ml or 100 ml Erlenmeyer flask with a stopper, add a predetermined amount of 70% zinc chloride aqueous solution, dissolve it, add initiator-1 or initiator-2, and incubate at 60°C for 70 hours. After standing polymerization, the same operation as in Example 1 was performed to obtain polyallylamine hydrochloride (PAA-HC1). These results are summarized in Table 1 below. Comparative Example 1 For comparison, polymerization examples using initiator -1 or -2 without the addition of zinc chloride (Comparative Examples 1a and 1b) and polymerization examples using azobisisobutyronitrile (ABIN) as an initiator. The results of (Comparative Example 1c) are also shown in Table-1. As is clear from the table, PAA-HC1 was substantially not obtained in Comparative Example 1, whereas PAA-HC1 with a high degree of polymerization was obtained in good yield in Example 3.

【表】【table】

【表】 実施例 4 リン酸中のモノアリルアミン(MAA)の濃度
が19.85%であるMAA−H3PO4水溶液5gを共栓
付三角フラスコに取り、70%塩化亜鉛水溶液5g
を添加し溶解させた後、開始剤−1 0.04g
(1mol%)を加えて60℃、48時間静置重合する。
かくして得られた溶液を多量のメタノール中に注
入すると重合体が沈澱する。この沈澱を濾取し、
2規定HC15c.c.に溶解し、更にメタノール中で沈
澱させてポリアリルアミンの塩酸塩(PAA−
HC1)として取り出す。その収量は0.1g、収率
は6.2%、固有粘度ηinh0.5g/100mlは0.1であつ
た。 比較例 2 ドイツ公開第2946550号公報に示された、ジエ
チルホスフアイト共存下、2,2′−アゾイソブチ
ロニトリルによるMMA−HC1の重合例の、本発
明者による追試結果を示す。 ドイツ公開第2946550号公報の第36頁に記載さ
れた方法に従つて、1丸底フラスコに窒素を導
入しながら100mlのt−ブタノールを加え撹拌下
加熱還流させた。500mlのt−ブタノールに46.8
gのMAA−HC1と0.5gのジエチルホスフアイト
を溶解して得た溶液および50mlのクロロベンゼン
に0.3gのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
を溶解して得た溶液を同時に上記フラスコ内のt
−ブタノール中に滴下した。2つの溶液の滴下に
要した時間は約60分であつた。その後反応混合物
を3時間還流させた。この3時間のうち最初の2
時間において50mlのクロロベンゼンに0.3gの
AIBNを溶解して得た溶液を更に加えた。反応混
合物を20℃に冷却し、濾過し、酢酸エチルで洗浄
した後、60℃で減圧乾燥させて黄色の吸湿性生成
物0.25g(収率0.53%)を得た。生成物量が少量
であつたので、生成物の重合度を測定することが
できなかつたが、生成物が吸湿性であることは、
この生成物が比較的に低重合度であることを意味
する。
[Table] Example 4 Take 5 g of MAA-H 3 PO 4 aqueous solution in which the concentration of monoallylamine (MAA) in phosphoric acid is 19.85% in an Erlenmeyer flask with a stopper, and add 5 g of 70% zinc chloride aqueous solution.
After adding and dissolving, initiator-1 0.04g
(1 mol%) and polymerize at 60°C for 48 hours.
When the solution thus obtained is poured into a large amount of methanol, the polymer precipitates. This precipitate was collected by filtration,
Polyallylamine hydrochloride (PAA-
Take out as HC1). The yield was 0.1g, the yield was 6.2%, and the intrinsic viscosity ηinh0.5g/100ml was 0.1. Comparative Example 2 The present inventor's follow-up results of the polymerization example of MMA-HC1 using 2,2'-azoisobutyronitrile in the coexistence of diethyl phosphite, which was shown in German Published Publication No. 2946550, are shown. According to the method described on page 36 of German Publication No. 2946550, 100 ml of t-butanol was added to a round-bottomed flask while nitrogen was being introduced, and the mixture was heated to reflux with stirring. 46.8 in 500ml t-butanol
A solution obtained by dissolving g of MAA-HC1 and 0.5 g of diethyl phosphite and 0.3 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) in 50 ml of chlorobenzene.
At the same time, the solution obtained by dissolving t
-Dropped into butanol. The time required for dropping the two solutions was approximately 60 minutes. The reaction mixture was then refluxed for 3 hours. The first 2 out of the last 3 hours
0.3 g in 50 ml of chlorobenzene per hour
A solution obtained by dissolving AIBN was further added. The reaction mixture was cooled to 20° C., filtered, washed with ethyl acetate, and dried under reduced pressure at 60° C. to obtain 0.25 g (0.53% yield) of a yellow hygroscopic product. Due to the small amount of product, it was not possible to measure the degree of polymerization of the product, but the hygroscopic nature of the product suggests that
This means that the product has a relatively low degree of polymerization.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本発明により得られたポリアリルアミン塩
酸塩の 1H−NMRスペクトル図である。
The figure is a 1 H-NMR spectrum diagram of polyallylamine hydrochloride obtained according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モノアリルアミンの無機酸塩を、無機酸の塩
の水溶液中で、次の一般式〔〕または〔〕で
示されるアゾ系開始剤の存在下に重合させること
を特徴とするモノアリルアミンの重合体の製造方
法。 (一般式〔〕および〔〕中、R1およびR2は、
同一または異なる炭化水素基であつてR1,R2
一緒になつて環を形成していてもよく、R3は、
水素原子またはアルキル基を示し、さらに、m
は、0または1を表わす。)
[Claims] 1. A method characterized by polymerizing an inorganic acid salt of monoallylamine in an aqueous solution of an inorganic acid salt in the presence of an azo initiator represented by the following general formula [] or []. A method for producing a monoallylamine polymer. (In the general formulas [] and [], R 1 and R 2 are
R 1 and R 2 may be the same or different hydrocarbon groups and may form a ring together, and R 3 is
Indicates a hydrogen atom or an alkyl group, and further m
represents 0 or 1. )
JP4844484A 1983-11-10 1984-03-14 Production of monoallylamine polymer Granted JPS60192715A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6811839B2 (en) 2000-11-09 2004-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Recording medium and image forming process using the same

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