JP2010222428A - Method for producing alkyl-etherified carboxyalkyl cellulose - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法に関する。更に詳しくは、高分子量物が少なく、分子量分布が狭いアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an alkyl etherified carboxyalkyl cellulose. More specifically, the present invention relates to a method for producing an alkyl etherified carboxyalkyl cellulose having a small amount of high molecular weight and a narrow molecular weight distribution.
従来、アルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースは、ｐＨの変動と共に水への溶解性が変動する性質やフィルム形成能を有しており、医薬品等の薬剤の添加剤として使用されている。
アルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法としては、苛性ソーダ等の強アルカリの存在下、カルボキシアルキルセルロースにアルキルハロゲン化物を反応させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、特許文献１に記載の方法では、アルキルエーテル化と同時に進行するアルカリによるカルボキシアルキルセルロースの分解が、アルカリと反応しやすい低分子量のカルボキシアルキルセルロースで主に進むため、生成するアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースに高分子量物が多く存在することとなり、分子量分布が広くなる結果、各種溶剤への溶解性が高いものが得られにくいという問題があった。
Conventionally, an alkyl etherified carboxyalkyl cellulose has a property that its solubility in water varies with a change in pH and a film-forming ability, and is used as an additive for drugs such as pharmaceuticals.
As a method for producing alkyl etherified carboxyalkyl cellulose, a method is known in which alkyl halide is reacted with carboxyalkyl cellulose in the presence of strong alkali such as caustic soda (for example, Patent Document 1). However, in the method described in Patent Document 1, decomposition of carboxyalkyl cellulose by alkali that proceeds simultaneously with alkyl etherification mainly proceeds with low-molecular weight carboxyalkyl cellulose that easily reacts with alkali. As a result of the presence of a large amount of high molecular weight substances in alkyl cellulose and the wide distribution of molecular weight, there has been a problem that it is difficult to obtain those having high solubility in various solvents.
本発明の課題は、高分子量物が少なく、分子量分布が狭いアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing an alkyl etherified carboxyalkyl cellulose with a small number of high molecular weight substances and a narrow molecular weight distribution.
本発明者は上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。
即ち本発明は、カルボキシアルキルセルロース（Ａ）を酵素（Ｂ）、炭素数１〜１８のアルコール系溶媒、水酸基を有していてもよい炭素数４〜１８のエーテル系溶媒及び炭素数３〜１２のケトン系溶媒からなる群から選ばれる少なくとも１種の有機溶媒（Ｃ）並びに水の存在下で分解したカルボキシアルキルセルロースを、水溶性酸化剤（Ｄ）及び／又はアルカリ（Ｅ）で更に分解させて得られる低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）とアルキル化剤（Ｇ）とを、前記（Ｅ）及び前記（Ｃ）の存在下で反応させることを特徴とするアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの製造方法並びに該製造方法により得られるゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるＺ平均分子量（Ｍｚ）が７０，０００〜２５０，０００、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０，０００〜７０，０００でかつ前記Ｍｚと前記Ｍｗの比（Ｍｚ／Ｍｗ）が１．５〜４．０であるアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースである。
As a result of intensive studies aimed at achieving the above object, the present inventors have completed the present invention.
That is, in the present invention, the carboxyalkyl cellulose (A) is an enzyme (B), an alcohol solvent having 1 to 18 carbon atoms, an ether solvent having 4 to 18 carbon atoms which may have a hydroxyl group, and 3 to 12 carbon atoms. The carboxyalkyl cellulose decomposed in the presence of at least one organic solvent (C) selected from the group consisting of ketone solvents and water is further decomposed with a water-soluble oxidizing agent (D) and / or an alkali (E). A low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F) and an alkylating agent (G) obtained in the above are reacted in the presence of (E) and (C). Method and Z average molecular weight (Mz) by gel permeation chromatography obtained by the production method is 70,000 to 250,000. , The ratio of the weight average molecular weight (Mw) and 20,000 to 70,000 a and the Mz the Mw (Mz / Mw) is an alkyl-etherified carboxyalkyl cellulose is 1.5 to 4.0.
本発明によれば、高分子量物が少なく、分子量分布が狭いカルボキシアルキルセルロースをエーテル化反応の出発物質とできるため、高分子量物が少なく、分子量分布が狭いアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースが得られる。 According to the present invention, carboxyalkyl cellulose having a small amount of high molecular weight and having a narrow molecular weight distribution can be used as a starting material for the etherification reaction, so that an alkyl etherified carboxyalkyl cellulose having a small amount of high molecular weight and having a narrow molecular weight distribution can be obtained.
本発明におけるカルボキシアルキルセルロース（Ａ）としては例えば、カルボキシメチルセルロース及びカルボキシエチルセルロース等のアルキルの炭素数が１〜５のカルボキシアルキルセルロースが挙げられる。
これらの内、有機溶媒（Ｃ）及び水からなる混合溶媒との相溶性の観点から、カルボキシメチルセルロース及びカルボキシエチルセルロースが好ましく、特に好ましいのはカルボキシメチルセルロースである。
Examples of the carboxyalkyl cellulose (A) in the present invention include carboxyalkyl cellulose having 1 to 5 carbon atoms such as carboxymethyl cellulose and carboxyethyl cellulose.
Of these, carboxymethyl cellulose and carboxyethyl cellulose are preferred from the viewpoint of compatibility with a mixed solvent comprising an organic solvent (C) and water, and carboxymethyl cellulose is particularly preferred.
本発明における酵素（Ｂ）としては、トリコデルマ属、アスペルギラス属、ペニシリウム属及びバチルス属等の微生物から生産されたセルラーゼ又はアルカリセルラーゼが挙げられる。酵素（Ｂ）は単独で使用しても、２種類以上を併用してもよい。 Examples of the enzyme (B) in the present invention include cellulase or alkaline cellulase produced from microorganisms such as Trichoderma, Aspergillus, Penicillium and Bacillus. The enzyme (B) may be used alone or in combination of two or more.
本発明における有機溶媒（Ｃ）としては、炭素数１〜１８のアルコール系溶媒、水酸基を有していてもよい炭素数４〜１８のエーテル系溶媒及び炭素数３〜１２のケトン系溶媒が挙げられる。 Examples of the organic solvent (C) in the present invention include an alcohol solvent having 1 to 18 carbon atoms, an ether solvent having 4 to 18 carbon atoms which may have a hydroxyl group, and a ketone solvent having 3 to 12 carbon atoms. It is done.
炭素数１〜１８のアルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、２−エチルヘキシルアルコール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール及びリノリルアルコール等が挙げられる。 Examples of the alcohol solvent having 1 to 18 carbon atoms include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, 2-ethylhexyl alcohol, capryl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, Examples include stearyl alcohol, oleyl alcohol, and linoleyl alcohol.
水酸基を有していてもよい炭素数４〜１８のエーテル系溶媒としては、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル及び一般式（１）で表される有機溶媒等が挙げられる。
Ｒ1−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4Ｏ）m−Ｒ2 （１）
［式中、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立にメチル基又はエチル基、ｍは１〜５の整数を表す。］
一般式（１）で表される有機溶媒の具体例としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル及びテトラエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
Examples of the ether solvent having 4 to 18 carbon atoms which may have a hydroxyl group include diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, and general formula (1). The organic solvent etc. which are represented by these are mentioned.
R 1 —O— (C 2 H 4 O) m —R 2 (1)
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represent a methyl group or an ethyl group, and m represents an integer of 1 to 5. ]
Specific examples of the organic solvent represented by the general formula (1) include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether.
炭素数３〜１２のケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−ｎ−ブチルケトン及びシクロヘキサノン等が挙げられる。 Examples of the ketone solvent having 3 to 12 carbon atoms include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, di-n-butyl ketone, and cyclohexanone.
これらの有機溶媒の内、（Ａ）の分解性及び分散性の観点から好ましいのは一般式（１）で表される有機溶媒である。
有機溶媒（Ｃ）は、単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
Among these organic solvents, the organic solvent represented by the general formula (1) is preferable from the viewpoint of the decomposability and dispersibility of (A).
An organic solvent (C) may be used independently or may use 2 or more types together.
（Ｂ）、（Ｃ）及び水の存在下で（Ａ）を分解する際、分解反応及び分散体の色相に悪影響を及ぼさない範囲で有機溶媒（Ｃ）及び水以外に他の溶媒を共存させることができる。他の溶媒を共存させることにより反応系の粘度が低下するため、攪拌や温度調整が容易になる。
共存させる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン及びテトラリン等の芳香族炭化水素系溶媒；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ミネラルスピリット及びシクロヘキサン等の脂肪族又は脂環式炭化水素系溶媒；塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン及びパークロロエチレン等のハロゲン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート及びエチルセロソルブアセテート等のエステル系又はエステルエーテル系溶媒；ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒；Ｎ−メチルピロリドン等の複素環式化合物系溶媒；並びにこれらの２種以上の混合溶媒が挙げられる。
When (A) is decomposed in the presence of (B), (C) and water, other solvents other than the organic solvent (C) and water are allowed to coexist in a range that does not adversely affect the decomposition reaction and the hue of the dispersion. be able to. Since the viscosity of the reaction system is reduced by the coexistence of another solvent, stirring and temperature adjustment are facilitated.
Examples of the coexisting solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, ethylbenzene and tetralin; aliphatic or alicyclic hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane, mineral spirit and cyclohexane; Halogen solvents such as methyl, methyl bromide, methyl iodide, methylene dichloride, carbon tetrachloride, trichloroethylene and perchloroethylene; ester systems such as ethyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate or Ester ether solvents; amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; heterocyclic compounds solvents such as N-methylpyrrolidone; and mixtures of two or more of these Medium, and the like.
カルボキシアルキルセルロース（Ａ）に対する酵素（Ｂ）の重量比［（Ｂ）／（Ａ）］は、反応性の観点から、通常０．０００１／１〜０．０５／１、好ましくは０．０００５／１〜０．０３／１である。 The weight ratio [(B) / (A)] of the enzyme (B) to the carboxyalkyl cellulose (A) is usually 0.0001 / 1 to 0.05 / 1, preferably 0.0005 /, from the viewpoint of reactivity. 1 to 0.03 / 1.
カルボキシアルキルセルロース（Ａ）に対する有機溶媒（Ｃ）の重量比［（Ｃ）／（Ａ）］は、反応性及び反応系の粘度の観点から、通常０．３／１〜１０／１、好ましくは１／１〜４／１である。 The weight ratio [(C) / (A)] of the organic solvent (C) to the carboxyalkyl cellulose (A) is usually 0.3 / 1 to 10/1, preferably from the viewpoint of the reactivity and the viscosity of the reaction system. 1/1 to 4/1.
カルボキシアルキルセルロース（Ａ）に対する水の重量比［水／（Ａ）］は、反応性及び反応系の粘度の観点から、通常０．０１／１〜０．３／１、好ましくは０．０５／１〜０．２／１である。 The weight ratio of water to carboxyalkyl cellulose (A) [water / (A)] is usually 0.01 / 1 to 0.3 / 1, preferably 0.05 /, from the viewpoint of reactivity and viscosity of the reaction system. 1 to 0.2 / 1.
前記他の溶媒を共存させる場合、カルボキシアルキルセルロース（Ａ）に対する重量比［他の溶媒／（Ａ）］は、反応性及び反応系の粘度の観点から、通常０．０５／１〜２／１、好ましくは０．２／１〜１／１である。 When the other solvent coexists, the weight ratio to the carboxyalkyl cellulose (A) [other solvent / (A)] is usually 0.05 / 1 to 2/1 from the viewpoint of the reactivity and the viscosity of the reaction system. , Preferably 0.2 / 1 to 1/1.
（Ｂ）、（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の存在下で（Ａ）を分解する際の温度は、通常２０〜８０℃であり、好ましくは３０〜６０℃である。また、好ましい反応時間は通常０．５〜４０時間、好ましくは１〜５時間である。 (B), (C), the temperature at the time of decomposing | disassembling (A) in presence of water and other solvent as needed is 20-80 degreeC normally, Preferably it is 30-60 degreeC. Moreover, preferable reaction time is 0.5 to 40 hours normally, Preferably it is 1 to 5 hours.
（Ｂ）、（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の存在下で（Ａ）を分解して得られるカルボキシアルキルセルロースを、水溶性酸化剤（Ｄ）及び／又はアルカリ（Ｅ）で更に分解させることで、分子量分布が狭い低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）が得られる。
酵素で分解できるのは未置換のグルコース間の結合であることから、（Ａ）の置換度が高いと、（Ｂ）、（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の存在下での分解のみでは、低分子量化が十分には進行しない。
The carboxyalkyl cellulose obtained by decomposing (A) in the presence of (B), (C), water and optionally other solvent is further decomposed with a water-soluble oxidizing agent (D) and / or alkali (E). By doing so, a low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F) having a narrow molecular weight distribution is obtained.
Since it is a bond between unsubstituted glucose that can be decomposed by an enzyme, if the degree of substitution of (A) is high, it can only be decomposed in the presence of (B), (C), water and optionally other solvents. Then, the molecular weight reduction does not proceed sufficiently.
水溶性酸化剤（Ｄ）としては、過マンガン酸塩（過マンガン酸カリウム等）、亜ハロゲン酸塩（亜塩素酸ナトリウム等）、次亜ハロゲン酸塩（次亜塩素酸ナトリウム及び次亜塩素酸カルシウム等）及び過酸化水素系酸化剤（過酸化水素、過ホウ酸ナトリウム及び過炭酸ナトリウム等）等が挙げられる。これらの内、着色及び製品中への金属の残存をもたらさず、取扱いが容易である過ホウ酸ナトリウム及び過炭酸ナトリウムが好ましい。
本発明において水溶性とは、２５℃の水１００ｇに溶質が５ｇ以上溶解することをいう。
Examples of the water-soluble oxidant (D) include permanganate (such as potassium permanganate), halite (such as sodium chlorite), hypohalite (sodium hypochlorite and hypochlorous acid). Calcium) and hydrogen peroxide-based oxidizing agents (hydrogen peroxide, sodium perborate, sodium percarbonate, etc.). Of these, sodium perborate and sodium percarbonate are preferred because they do not cause coloration and metal remains in the product and are easy to handle.
In the present invention, water-soluble means that 5 g or more of a solute is dissolved in 100 g of water at 25 ° C.
アルカリ（Ｅ）としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物等が挙げられ、（Ａ）の分解性及びアルキルエーテル化の反応性の観点から好ましいのは水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムであり、更に好ましいのは水酸化ナトリウムである。これらのアルカリは単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
アルカリ（Ｅ）の使用時の形態は、粒状、フレーク状、粉状又は水溶液の何れでもよいが、（Ａ）の分解性及びアルキルエーテル化の反応性の観点から粒状であることが好ましい。また、アルカリ（Ｅ）が固体の場合、その大きさは、特に限定されないが、粒状物は直径１〜５ｍｍ、フレーク状物は０．５〜３ｃｍ角、粉状物は粒径３０〜１００μｍであることが好ましい。
Examples of the alkali (E) include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, and water is preferable from the viewpoint of the decomposability of (A) and the reactivity of alkyl etherification. Sodium oxide and potassium hydroxide are preferred, and sodium hydroxide is more preferred. These alkalis may be used alone or in combination of two or more.
Although the form at the time of use of alkali (E) may be any of granular, flaky, powdery or aqueous solution, it is preferably granular from the viewpoint of the decomposability of (A) and the reactivity of alkyl etherification. When the alkali (E) is a solid, the size is not particularly limited, but the granular material has a diameter of 1 to 5 mm, the flaky material has a size of 0.5 to 3 cm square, and the powdery material has a particle size of 30 to 100 μm. Preferably there is.
（Ｂ）、（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の存在下で（Ａ）を分解して得られるカルボキシアルキルセルロースの水溶性酸化剤（Ｄ）又はアルカリ（Ｅ）での分解反応は、（Ｂ）による（Ａ）の分解後、引き続き行ってもよいし、（Ａ）を（Ｂ）で分解後、固液分離して乾燥する等の操作により得られたカルボキシアルキルセルロースを（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の混合溶媒に分散させた後に（Ｄ）又は（Ｅ）を添加して、行ってもよい。 The decomposition reaction of the carboxyalkyl cellulose obtained by decomposing (A) in the presence of (B), (C), water and, if necessary, other solvent, with a water-soluble oxidizing agent (D) or alkali (E), After the decomposition of (A) by (B), the carboxyalkyl cellulose obtained by an operation such as solid-liquid separation and drying after the decomposition of (A) by (B) (C) Alternatively, the dispersion may be carried out by adding (D) or (E) after being dispersed in a mixed solvent of water and, if necessary, another solvent.
カルボキシアルキルセルロースと水溶性酸化剤（Ｄ）の仕込み比率は、（Ａ）を（Ｂ）で分解後引き続き（Ｄ）で分解する場合、（Ｄ）／（Ａ）の重量比として、また、（Ａ）を（Ｂ）で分解後固液分離して乾燥したものを（Ｄ）で分解する場合、（Ｄ）／［（Ｂ）で分解後のカルボキシアルキルセルロース］の重量比として、通常０．００１／１〜０．１５／１、カルボキシアルキルセルロースの分解性及び非着色性の観点から、好ましくは０．００５／１〜０．１／１である。 The charge ratio of the carboxyalkyl cellulose and the water-soluble oxidant (D) is (D) / (A) as a weight ratio when (A) is decomposed with (B) and subsequently decomposed with (D). When (A) is decomposed by solid-liquid separation after drying in (B) and dried in (D), the weight ratio of (D) / [carboxyalkyl cellulose after decomposition in (B)] is usually 0. From the viewpoint of 001/1 to 0.15 / 1, decomposability and non-coloring property of carboxyalkyl cellulose, 0.005 / 1 to 0.1 / 1 is preferable.
カルボキシアルキルセルロースとアルカリ（Ｅ）の仕込み比率は、（Ａ）を（Ｂ）で分解後引き続き（Ｅ）で分解する場合、（Ａ）の水酸基／（Ｅ）の当量比として、また、（Ａ）を（Ｂ）で分解後固液分離して乾燥したものを（Ｅ）で分解する場合、（Ｂ）で分解後のカルボキシアルキルセルロースの水酸基／（Ｅ）の当量比として、通常１／０．８〜１／１０、好ましくは１／１〜１／８である。
尚、（Ｄ）と（Ｅ）を併用する場合のそれぞれの仕込み量は、まず（Ｄ）と（Ｅ）の使用比率を設定して、単独で用いる場合の使用量に使用比率を乗じて求めることができる。
The charge ratio of carboxyalkyl cellulose and alkali (E) is the equivalent ratio of (A) hydroxyl group / (E) when (A) is decomposed with (B) and subsequently decomposed with (E). ) Is decomposed by solid-liquid separation after drying in (B) and dried in (E), the equivalent ratio of hydroxyl group / (E) of carboxyalkyl cellulose after decomposition in (B) is usually 1/0. .8 to 1/10, preferably 1/1 to 1/8.
In addition, each charge amount in the case of using (D) and (E) together is obtained by first setting the use ratio of (D) and (E) and multiplying the use amount in the case of using alone by the use ratio. be able to.
（Ｂ）、（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の存在下で（Ａ）を分解して得られるカルボキシアルキルセルロースを（Ｄ）を用いて更に分解する際の温度は、通常１０〜９０℃、好ましくは３０〜７０℃であり、時間は通常０．２〜１０時間、好ましくは０．５〜４時間である。
また、分解する際のｐＨは、分解性の観点から通常７〜１４、好ましくは２〜１３である。
The temperature at which the carboxyalkyl cellulose obtained by decomposing (A) in the presence of (B), (C), water and optionally other solvent is further decomposed using (D) is usually 10 to 90. ° C, preferably 30 to 70 ° C, and the time is usually 0.2 to 10 hours, preferably 0.5 to 4 hours.
Moreover, pH at the time of decomposing | disassembly is 7-14 normally from a decomposable viewpoint, Preferably it is 2-13.
（Ｂ）、（Ｃ）、水及び必要により他の溶媒の存在下で（Ａ）を分解して得られるカルボキシアルキルセルロースを（Ｅ）を用いて更に分解する際の温度は、通常４０〜１３０℃、好ましくは７０〜１００℃であり、時間は通常１〜２０時間、好ましくは２〜１０時間である。
また、（Ｄ）及び／又は（Ｅ）による分解は、窒素等の不活性ガス雰囲気下（酸素濃度が好ましくは１００ｐｐｍ以下）で行うことが好ましい。
尚、（Ｄ）と（Ｅ）を併用する場合、通常２０〜１３０℃、好ましくは４０〜１００℃であり、時間は通常０．５〜２０時間、好ましくは１〜１０時間である。
The temperature at which the carboxyalkyl cellulose obtained by decomposing (A) in the presence of (B), (C), water and optionally other solvent is further decomposed using (E) is usually 40 to 130. ° C, preferably 70 to 100 ° C, and the time is usually 1 to 20 hours, preferably 2 to 10 hours.
In addition, the decomposition by (D) and / or (E) is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen (oxygen concentration is preferably 100 ppm or less).
In addition, when using together (D) and (E), it is 20-130 degreeC normally, Preferably it is 40-100 degreeC, and time is 0.5 to 20 hours normally, Preferably it is 1 to 10 hours.
前記低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）とアルキル化剤（Ｇ）とを、アルカリ（Ｅ）及び有機溶媒（Ｃ）の存在下でアルキルエーテル化反応させることにより、分子量分布の狭いアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースを製造することができる。 An alkyl etherified carboxy having a narrow molecular weight distribution is obtained by subjecting the low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F) and the alkylating agent (G) to an alkyl etherification reaction in the presence of an alkali (E) and an organic solvent (C). Alkyl cellulose can be produced.
アルキルエーテル化反応は、前記分解反応後、引き続き行ってもよいし、分解反応後、固液分離して乾燥する等の操作により得られた低分子量化カルボキシアルキルセルロースを（Ｃ）に分散させた後に行ってもよい。副反応防止の観点から、水及び前記他の溶剤を含まない後者の方法が好ましい。 The alkyl etherification reaction may be continued after the decomposition reaction, or after the decomposition reaction, the low molecular weight carboxyalkyl cellulose obtained by an operation such as solid-liquid separation and drying is dispersed in (C). It may be done later. From the viewpoint of preventing side reactions, the latter method containing no water and the other solvent is preferred.
アルキル化剤（Ｇ）としては、炭素数１〜８のアルキルクロライド（メチルクロライド、エチルクロライド、プロピルクロライド、ブチルクロライド及びイソプロピルクロライド等）、炭素数１〜８のアルキルブロマイド（メチルブロマイド、エチルブロマイド、プロピルブロマイド、イソプロピルブロマイド及びブチルブロマイド等）並びにアルキルの炭素数が１〜８のジアルキル硫酸（ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ジプロピル硫酸、ジイソプロピル硫酸及びジブチル硫酸等）等が挙げられる。
これらの内、反応時の安全性及び反応性の観点から好ましいのは、炭素数１〜８のアルキルクロライドであり、特に好ましいのは、メチルクロライド及びエチルクロライドである。
As the alkylating agent (G), an alkyl chloride having 1 to 8 carbon atoms (methyl chloride, ethyl chloride, propyl chloride, butyl chloride, isopropyl chloride, etc.), an alkyl bromide having 1 to 8 carbon atoms (methyl bromide, ethyl bromide, Propyl bromide, isopropyl bromide, butyl bromide and the like) and dialkyl sulfuric acid having 1 to 8 carbon atoms (such as dimethyl sulfuric acid, diethyl sulfuric acid, dipropyl sulfuric acid, diisopropyl sulfuric acid and dibutyl sulfuric acid).
Of these, alkyl chlorides having 1 to 8 carbon atoms are preferred from the viewpoints of safety and reactivity during the reaction, and methyl chloride and ethyl chloride are particularly preferred.
また、アルキルエーテル化反応時に、反応効率を上げる目的で必要により、相関移動触媒を用いることができる。
相関移動触媒としては、例えば、第４級アンモニウム塩、第４級ホスホニウム塩及び第４級アルソニウム塩等が挙げられ、これらの内好ましいのは第４級アンモニウム塩である。第４級アンモニウム塩としては、例えばテトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、トリメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、メチルジエチルドデシルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムハイドロサルフェート、トリオクチルアンモニウムクロライド及びｎ−ラウリルピリジニウムクロライドが挙げられる。
Further, during the alkyl etherification reaction, a phase transfer catalyst can be used as necessary for the purpose of increasing the reaction efficiency.
Examples of the phase transfer catalyst include a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, a quaternary arsonium salt, and the like. Among these, a quaternary ammonium salt is preferable. Examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, trimethylhexadecylammonium chloride, methyldiethyldodecylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium hydrochloride. Examples include sulfate, trioctyl ammonium chloride, and n-lauryl pyridinium chloride.
低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）とアルキル化剤（Ｇ）の仕込み比率は、（Ｆ）の水酸基／アルキル化剤（Ｇ）の当量比として、通常１／０．８〜１／１０、好ましくは１／１〜１／８である。 The charging ratio of the low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F) and the alkylating agent (G) is usually 1 / 0.8 to 1/10, preferably as the equivalent ratio of the hydroxyl group / alkylating agent (G) in (F). Is 1/1 to 1/8.
低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）とアルカリ（Ｅ）の仕込み比率は、（Ｆ）の水酸基／アルカリ（Ｅ）の当量比として、通常１／１〜１／１０、好ましくは１／１〜１／８である。
（Ａ）を（Ｂ）及び（Ｅ）で分解後アルキルエーテル化する場合、分解反応で使用した（Ｅ）の量も考慮して、アルキルエーテル化反応時の（Ｆ）の水酸基／（Ｅ）の当量比が上記範囲となるように（Ｅ）の量を調整する。
The charging ratio of the low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F) and the alkali (E) is usually 1/1 to 1/10, preferably 1/1 to 1 as the equivalent ratio of the hydroxyl group / alkali (E) of (F). / 8.
When (A) is alkyletherified after decomposition in (B) and (E), the amount of (E) used in the decomposition reaction is also taken into consideration, and the hydroxyl group of (F) during the alkyletherification reaction / (E) The amount of (E) is adjusted so that the equivalent ratio of is in the above range.
低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）に対する有機溶媒（Ｃ）の重量比［（Ｃ）／（Ｆ）］は、反応性及び反応系の粘度の観点から、通常０．３／１〜１０／１、好ましくは１／１〜４／１である。 The weight ratio [(C) / (F)] of the organic solvent (C) to the low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F) is usually 0.3 / 1 to 10/1 from the viewpoint of reactivity and the viscosity of the reaction system. , Preferably 1/1 to 4/1.
相間移動触媒を本発明の反応系に添加する場合の添加量は、低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）に対して、好ましくは１〜２０重量％、更に好ましくは２〜１５重量％である。 When the phase transfer catalyst is added to the reaction system of the present invention, the addition amount is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 2 to 15% by weight, based on the low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F).
尚、アルキルエーテル化反応を、（Ａ）の分解から一連の工程で行う場合は、前記仕込み比率、重量比、添加量の基準となる「低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）」は「カルボキシアルキルセルロース（Ａ）」に置き換えるものとする。
また、（Ａ）を（Ｂ）で分解後、固液分離して乾燥する等の操作により得られたカルボキシアルキルセルロースの分解反応に引き続きアルキルエーテル化反応を行う場合は、前記仕込み比率、重量比、添加量の基準となる「低分子量化カルボキシアルキルセルロース（Ｆ）」は「（Ｂ）で分解後のカルボキシアルキルセルロース」に置き換えるものとする。
In the case where the alkyl etherification reaction is carried out in a series of steps from the decomposition of (A), the “low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F)” serving as a reference for the charging ratio, weight ratio, and addition amount is “carboxyalkyl”. It shall be replaced with “cellulose (A)”.
In addition, when the alkyl etherification reaction is carried out subsequent to the decomposition reaction of carboxyalkyl cellulose obtained by decomposing (A) in (B), followed by solid-liquid separation and drying, the above-mentioned charging ratio, weight ratio In addition, “low molecular weight carboxyalkyl cellulose (F)” serving as a reference for the addition amount is replaced with “(B) carboxyalkyl cellulose after decomposition”.
アルキルエーテル化反応の反応温度は通常４０〜１８０℃であり、好ましくは６０〜１６０℃、更に好ましくは８０〜１４０℃である。４０℃未満であると反応の進行が非常に遅く効率的でなく、１８０℃を超えると、容器の材質が耐久性の良いＳＵＳ３１６Ｌであっても腐食を起こす可能性がある。また、反応時間は通常４〜３０時間、好ましくは６〜１５時間である。 The reaction temperature of the alkyl etherification reaction is usually 40 to 180 ° C, preferably 60 to 160 ° C, more preferably 80 to 140 ° C. If the temperature is lower than 40 ° C., the reaction proceeds very slowly and is not efficient. If the temperature exceeds 180 ° C., corrosion may occur even if the container material is SUS316L having good durability. Moreover, reaction time is 4 to 30 hours normally, Preferably it is 6 to 15 hours.
アルキルエーテル化反応は、窒素等の不活性ガス雰囲気下（酸素濃度が好ましくは１００ｐｐｍ以下）でアルキル化剤（Ｇ）を滴下する方法で行うことが好ましい。 The alkyl etherification reaction is preferably carried out by dropping the alkylating agent (G) under an inert gas atmosphere such as nitrogen (oxygen concentration is preferably 100 ppm or less).
アルキルエーテル化反応後、反応物に、水と酸（硫酸、塩酸及び燐酸等）を加え、析出物をろ過又は遠心分離機で脱水し、乾燥することによって、粒状のアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースを得ることができる。 After the alkyl etherification reaction, water and acid (sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, etc.) are added to the reaction product, and the precipitate is dehydrated with a filter or a centrifuge and dried to obtain granular alkyl etherified carboxyalkyl cellulose. Obtainable.
本発明の製造方法で得られるアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの分子量分布の指標であるゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるＺ平均分子量（以下、Ｍｚと略記）と重量平均分子量（以下、Ｍｗと略記）の比（Ｍｚ／Ｍｗ）は、溶剤への溶解性の観点から、好ましくは１．５〜４．０であり、更に好ましくは１．８〜３．８、特に好ましくは２．０〜３．５である。 The ratio between the Z average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mz) and the weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) by gel permeation chromatography, which is an index of the molecular weight distribution of the alkyl etherified carboxyalkyl cellulose obtained by the production method of the present invention. (Mz / Mw) is preferably 1.5 to 4.0, more preferably 1.8 to 3.8, and particularly preferably 2.0 to 3.5 from the viewpoint of solubility in a solvent. is there.
本発明の方法で得られるアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースのＭｚ及びＭｗの好ましい範囲は用途によって異なるが、各種溶剤への溶解性の観点から、Ｍｚは、好ましくは７０，０００〜２５０，０００、更に好ましくは８０，０００〜２００，０００、特に好ましくは９０，０００〜１８，０００であり、Ｍｗは、好ましくは２０，０００〜７０，０００、更に好ましくは３０，０００〜６５，０００、特に好ましくは４０，０００〜６０，０００である。
尚、本発明におけるＭｚ及びＭｗは、後述の実施例に記載の方法で測定される。
The preferred range of Mz and Mw of the alkyl etherified carboxyalkyl cellulose obtained by the method of the present invention varies depending on the use, but from the viewpoint of solubility in various solvents, Mz is preferably 70,000 to 250,000, Preferably it is 80,000-200,000, Especially preferably, it is 90,000-18,000, Mw becomes like this. Preferably it is 20,000-70,000, More preferably, it is 30,000-65,000, Most preferably 40,000-60,000.
In addition, Mz and Mw in this invention are measured by the method as described in the below-mentioned Example.
本発明の製造方法により得られたアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースは、アルキルエーテル化置換度が７０〜１００％と高く、好適な製造条件を設定することにより、アルキルエーテル化置換度が８０％〜１００％の物を得ることもできる。 The alkyl etherified carboxyalkyl cellulose obtained by the production method of the present invention has a high degree of alkyl etherification substitution of 70 to 100%, and by setting suitable production conditions, the degree of alkyl etherification substitution is 80% to 100%. % Can also be obtained.
本発明において、アルキルエーテル化置換度とは、アルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースのグルコース環単位（繰り返し構成単位）当りの水酸基の内、置換されていない水酸基とアルキルエーテル化された水酸基の数の和に対するアルキルエーテル化された水酸基の数の割合の平均値を百分率で表わした値をいう。
例えば、グルコース環単位当り０．５個がカルボキシメチル基で置換されたカルボキシアルキルセルロース（Ａ）を原料とし、残りの２．５個の内２．１個が更にアルキルエーテル化された場合のアルキルエーテル化置換度は、８４％である。
尚、本発明におけるアルキルエーテル化置換度は、後述の実施例に記載の方法で算出される。
In the present invention, the degree of alkyl ether substitution refers to the sum of the number of unsubstituted hydroxyl groups and alkyl etherified hydroxyl groups among the hydroxyl groups per glucose ring unit (repeating structural unit) of alkyl etherified carboxyalkyl cellulose. The average value of the ratio of the number of alkyl etherified hydroxyl groups means a value expressed as a percentage.
For example, when carboxyalkyl cellulose (A) in which 0.5 per glucose ring unit is substituted with a carboxymethyl group is used as the raw material, 2.1 of the remaining 2.5 is further alkyl etherified. The degree of etherification substitution is 84%.
In addition, the alkyl etherification substitution degree in this invention is computed by the method as described in the below-mentioned Example.
本発明によって得られるアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースの用途は特に限定されないが、例えば本品のｐＨ変化による水への溶解性が変化する性質や溶剤への溶解性、フィルム形成能が好適に用いられる用途（医薬品等の薬剤の添加剤、特に腸溶性のコーティング剤、苦みマスキング剤及び頭髪用セット剤等）に使用できる。 The use of the alkyl etherified carboxyalkyl cellulose obtained by the present invention is not particularly limited. For example, the property that the solubility in water due to the pH change of the product, the solubility in a solvent, and the film forming ability are suitably used. It can be used for applications (additives for drugs such as pharmaceuticals, especially enteric coating agents, bitter masking agents, hair setting agents, etc.).
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、特に規定しない限り、「部」は「重量部」、％は重量％を意味する。
尚、実施例におけるアルキルエーテル化置換度、Ｚ平均分子量（Ｍｚ）、重量平均分子量（Ｍｗ）、粘度及び溶液濁度の測定法は以下の通りである。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this. Hereinafter, unless otherwise specified, “parts” means “parts by weight” and% means% by weight.
In addition, the measuring method of the alkyl etherification substitution degree, Z average molecular weight (Mz), weight average molecular weight (Mw), a viscosity, and solution turbidity in an Example is as follows.
＜アルキルエーテル化置換度＞
（１）試料約１５ｍｇを精秤し、ヨウ化水素酸６ｍＬを分解フラスコに入れた後、窒素を通じて、１５０℃で１時間加熱する。生成するヨウ化アルキルを気相に追い出し、この後１％の赤リン懸濁液で洗浄し、吸収管に送る。吸収管には、酢酸カリウム１５ｇを酢酸／無水酢酸混液（重量比：９／１）１５０ｍＬに溶解し、その溶液１４５ｍＬを量り、臭素５ｍＬを加えておく。
（２）酢酸ナトリウム三水和物溶液が入った共栓三角フラスコに、吸収管の内容物を加える。吸着管の内壁に付着した内容物は、水を加えることで流し出す。次に、振り混ぜながら臭素の赤色が消えるまで、ギ酸を加える。
（３）共栓三角フラスコにヨウ化カリウム３ｇと希硫酸１５ｍＬを加え、栓をして軽く振り混ぜ、５分間放置する。遊離したヨウ素を０．１ｍｏｌ/Ｌチオ硫酸ナトリウム液で滴定する。
（４）下式からまずアルコキシ基含量（ＣE）を算出する。
アルコキシ基含量（ＣE）（％）＝（滴定量）（ｍＬ）×アルコキシ基分子量／６０／試料量（ｍｇ）×１００
（５）上記アルコキシ基含量（ＣE）を用いて、下式によりアルキルエーテル化置換度（ＣR）を算出する。
アルキルエーテル化置換度（ＣR）（％）＝［原料カルボキシアルキルセルロースの繰り返し構成単位の分子量×１００／（１００−ＣE）］×ＣE／アルコキシ基分子量／［３ −原料カルボキシアルキルセルロースの繰り返し構成単位におけるカルボキシアルキル基数］
<Alkyl etherification substitution degree>
(1) About 15 mg of a sample is precisely weighed, 6 mL of hydroiodic acid is put in a decomposition flask, and then heated at 150 ° C. for 1 hour through nitrogen. The produced alkyl iodide is driven out to the gas phase, then washed with 1% red phosphorus suspension and sent to the absorption tube. In the absorption tube, 15 g of potassium acetate is dissolved in 150 mL of an acetic acid / acetic anhydride mixture (weight ratio: 9/1), 145 mL of the solution is weighed, and 5 mL of bromine is added.
(2) Add the contents of the absorption tube to the stoppered Erlenmeyer flask containing the sodium acetate trihydrate solution. The contents adhering to the inner wall of the adsorption tube are washed out by adding water. Next, formic acid is added with shaking until the red color of bromine disappears.
(3) Add 3 g of potassium iodide and 15 mL of dilute sulfuric acid to the stoppered Erlenmeyer flask, stopper, shake lightly and leave for 5 minutes. The liberated iodine is titrated with a 0.1 mol / L sodium thiosulfate solution.
(4) First, the alkoxy group content (C E ) is calculated from the following formula.
Alkoxy group content (C E ) (%) = (titration amount) (mL) × alkoxy group molecular weight / 60 / sample amount (mg) × 100
(5) Using the alkoxy group content (C E ), the degree of alkyl etherification substitution (C R ) is calculated according to the following formula.
Alkyl etherification substitution degree (C R ) (%) = [molecular weight of repeating structural unit of raw material carboxyalkyl cellulose × 100 / (100−C E )] × C E / alkoxy group molecular weight / [3—of raw material carboxyalkyl cellulose Number of carboxyalkyl groups in the repeating structural unit]
＜Ｚ平均分子量（Ｍｚ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）＞
Ｚ平均分子量（Ｍｚ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、以下の条件で測定した。
ＧＰＣ装置：東ソー製 ＨＬＣ−８１２０
測定標準物質：ポリエチレングリコール（東ソー製 ＴＳＫ ＳＴＡＮＤＡＲＤＰＯＬＹＥＴＨＹＬＥＮＥ ＯＸＩＤＥ）
カラム ：東ソー製 ＴＳＫ ｇｅｌ Ｇ５０００ｐｗＸＬＴＳＫ ｇｅｌ Ｇ３０００ｐｗＸＬ
カラム温度：４０℃
検出器 ：ＲＩ
溶 媒 ：水／メタノール（体積比７０／３０）
流 速 ：１．０ｍｌ／分
試料濃度 ：０．２５％
注入量 ：２００μｌ
<Z average molecular weight (Mz) and weight average molecular weight (Mw)>
The Z average molecular weight (Mz) and the weight average molecular weight (Mw) were measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
GPC device: HLC-8120 manufactured by Tosoh Corporation
Measurement standard material: Polyethylene glycol (TSK STANDARDPOLYETHYLENE OXIDE made by Tosoh Corporation)
Column: Tosoh TSK gel G5000pwXLTSK gel G3000pwXL
Column temperature: 40 ° C
Detector: RI
Solvent: Water / methanol (volume ratio 70/30)
Flow rate: 1.0 ml / min Sample concentration: 0.25%
Injection volume: 200 μl
＜粘度＞
２００ｍＬのサンプル管に、循風乾燥器中で１０５℃で１時間乾燥後室温まで冷却した試料１０．００ｇを精秤し、メタノールとジクロロメタンをそれぞれ重量比で５０％となるように混合した液９０．０ｇを加え、栓をして４０分間絶えず振り混ぜて溶かし、２０±０．１℃でウベローデ型粘度計にて粘度測定を行った。
<Viscosity>
In a 200 mL sample tube, 10.00 g of a sample dried at 105 ° C. for 1 hour in a circulating drier and then cooled to room temperature was precisely weighed, and methanol and dichloromethane were mixed at a weight ratio of 50% 90 0.0 g was added, stoppered, and shaken continuously for 40 minutes to dissolve, and the viscosity was measured at 20 ± 0.1 ° C. using an Ubbelohde viscometer.
＜溶液濁度＞
循風乾燥器中で１０５℃で１時間乾燥後室温まで冷却した試料をメタノール（試薬特級）、ジクロロメタン（試薬特級）混液（重量比１／１）を溶媒として調製した１０％溶液について、下式により算出される濁度を積分球式濁度計を用いて測定した。
濁度（％）＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００
上記式においてＴｔは、測定試料の全透過光量、Ｔｄは測定試料の散乱透過光量である。
尚、溶液濁度の値が小さいほど高分子量物が少なく、溶剤への溶解性が高いことを示す。
<Solution turbidity>
For a 10% solution prepared by drying a sample in a circulating dryer at 105 ° C. for 1 hour and then cooling to room temperature, a methanol (reagent special grade) and dichloromethane (reagent special grade) mixed solution (weight ratio 1/1) was used as a solvent. Was measured using an integrating sphere turbidimeter.
Turbidity (%) = Td / Tt × 100
In the above formula, Tt is the total transmitted light amount of the measurement sample, and Td is the scattered transmitted light amount of the measurement sample.
In addition, it shows that there are few high molecular weight things and the solubility to a solvent is so high that the value of solution turbidity is small.
＜実施例１＞
耐圧反応容器にテトラエチレングリコールジメチルエーテル９９２部及び水４３部を仕込み、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル化置換度１８．３％、グルコース環単位当りのカルボキシメチル基の置換基数０．５、重量平均分子量２２０，０００、Ｚ平均分子量２，１００，０００）５６３部を分散させた。４０℃に昇温した後、酵素としてセルラーゼ［ナガセケムテックス（株）製、セルラーゼＳＳ］１１部を仕込み、同温度で１時間分解反応を行った。反応後のスラリーは良好な分散状態を示していた。このスラリーに過炭酸ナトリウム５．６部を加え、窒素気流下に、４０℃で４時間分解反応を行った。水酸化ナトリウム２５６部及びトリメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド２２部を仕込み、窒素置換後１３０℃とし、圧力を０．３〜１．０ＭＰａに制御しながらエチルクロライド４１３部を徐々に加え、２０時間反応させた。反応終了後、反応物をグラス容器に移し、水２，５００部と硫酸８０部を加え、析出した粒子を遠心分離機で脱水し、更に水を加えて遠心分離する水洗操作を２回繰り返した後、９０℃で減圧乾燥して、カルボキシメチルエチルセルロースを得た。
<Example 1>
A pressure-resistant reaction vessel was charged with 992 parts of tetraethylene glycol dimethyl ether and 43 parts of water, carboxymethylcellulose (carboxymethylated substitution degree 18.3%, number of carboxymethyl group substituents per glucose ring unit, weight average molecular weight 220, 000, Z average molecular weight 2,100,000) 563 parts were dispersed. After raising the temperature to 40 ° C., 11 parts of cellulase [manufactured by Nagase ChemteX Corp., cellulase SS] was charged as an enzyme, and a decomposition reaction was carried out at the same temperature for 1 hour. The slurry after the reaction showed a good dispersion state. 5.6 parts of sodium percarbonate was added to this slurry, and a decomposition reaction was performed at 40 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream. Sodium hydroxide (256 parts) and trimethylhexadecyl ammonium chloride (22 parts) were charged, and after nitrogen substitution, the temperature was adjusted to 130 ° C., and 413 parts of ethyl chloride was gradually added while controlling the pressure at 0.3 to 1.0 MPa, and the reaction was allowed to proceed for 20 hours. . After completion of the reaction, the reaction product was transferred to a glass container, 2,500 parts of water and 80 parts of sulfuric acid were added, the precipitated particles were dehydrated with a centrifuge, and further washed with water and centrifuged twice. Then, it dried under reduced pressure at 90 degreeC and obtained carboxymethyl ethyl cellulose.
＜実施例２＞
耐圧反応容器にテトラエチレングリコールジメチルエーテル９９２部及び水４３部を仕込み、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル化置換度１８．３％、グルコース環単位当りのカルボキシメチル基の置換基数０．５、重量平均分子量２２０，０００、Ｚ平均分子量２，１００，０００）５６３部を分散させた。４０℃に昇温した後、酵素としてセルラーゼ［ナガセケムテックス（株）製、セルラーゼＳＳ］１１部を仕込み、同温度で１時間分解反応を行った。反応後のスラリーは良好な分散状態を示していた。窒素置換後、水酸化ナトリウム２５６部を加え、１００℃まで昇温した後、更に４時間分解反応を行った。トリメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド２２部を加えた後、更に１３０℃まで加熱し、圧力を０．３〜１．０ＭＰａに制御しながらエチルクロライド４１３部を徐々に加え、２０時間反応させた。反応終了後、反応物をグラス容器に移し、水２，５００部と硫酸８０部を加え、析出した粒子を遠心分離機で脱水し、更に水を加えて遠心分離する水洗操作を２回繰り返した後、９０℃で減圧乾燥して、カルボキシメチルエチルセルロースを得た。
<Example 2>
A pressure-resistant reaction vessel was charged with 992 parts of tetraethylene glycol dimethyl ether and 43 parts of water, carboxymethylcellulose (carboxymethylated substitution degree 18.3%, number of carboxymethyl group substituents per glucose ring unit, weight average molecular weight 220, 000, Z average molecular weight 2,100,000) 563 parts were dispersed. After raising the temperature to 40 ° C., 11 parts of cellulase [manufactured by Nagase ChemteX Corp., cellulase SS] was charged as an enzyme, and a decomposition reaction was carried out at the same temperature for 1 hour. The slurry after the reaction showed a good dispersion state. After purging with nitrogen, 256 parts of sodium hydroxide was added and the temperature was raised to 100 ° C., followed by further decomposition reaction for 4 hours. After adding 22 parts of trimethylhexadecylammonium chloride, the mixture was further heated to 130 ° C., 413 parts of ethyl chloride was gradually added while controlling the pressure at 0.3 to 1.0 MPa, and reacted for 20 hours. After completion of the reaction, the reaction product was transferred to a glass container, 2,500 parts of water and 80 parts of sulfuric acid were added, the precipitated particles were dehydrated with a centrifuge, and further washed with water and centrifuged twice. Then, it dried under reduced pressure at 90 degreeC and obtained carboxymethyl ethyl cellulose.
＜比較例１＞
耐圧反応容器にテトラエチレングリコールジメチルエーテル９９２部及び水４３部を仕込み、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル化置換度１８．３％、グルコース環単位当りのカルボキシメチル基の置換基数０．５、重量平均分子量２２０，０００、Ｚ平均分子量２，１００，０００）５６３部、水酸化ナトリウム２５６部及びトリメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド２２部を仕込み、窒素置換後、１３０℃で圧力を０．３〜１．０ＭＰａに制御しながらエチルクロライド４１３部を徐々に加え、２０時間反応させた。反応終了後、反応物をグラス容器に移し、水２，５００部と硫酸８０部を加え、析出した粒子を遠心分離機で脱水し、更に水を加えて遠心分離する水洗操作を２回繰り返した後、９０℃で減圧乾燥して、カルボキシメチルエチルセルロースを得た。
<Comparative Example 1>
A pressure-resistant reaction vessel was charged with 992 parts of tetraethylene glycol dimethyl ether and 43 parts of water, carboxymethylcellulose (carboxymethylated substitution degree 18.3%, number of carboxymethyl group substituents per glucose ring unit, weight average molecular weight 220, 000, Z average molecular weight 2,100,000) 563 parts, sodium hydroxide 256 parts and trimethylhexadecyl ammonium chloride 22 parts, and after nitrogen substitution, while controlling the pressure at 130 ° C. to 0.3 to 1.0 MPa Ethyl chloride (413 parts) was gradually added and allowed to react for 20 hours. After completion of the reaction, the reaction product was transferred to a glass container, 2,500 parts of water and 80 parts of sulfuric acid were added, the precipitated particles were dehydrated with a centrifuge, and further washed with water and centrifuged twice. Then, it dried under reduced pressure at 90 degreeC and obtained carboxymethyl ethyl cellulose.
＜比較例２＞
耐圧反応容器にテトラエチレングリコールジメチルエーテル９９２部及び水４３部を仕込み、カルボキシメチルセルロース（カルボキシメチル化置換度１８．３％、グルコース環単位当りのカルボキシメチル基の置換基数０．５、重量平均分子量２２０，０００、Ｚ平均分子量２，１００，０００）５６３部を分散させた。このスラリーに過炭酸ナトリウム５．６部を加え、窒素気流下に、４０℃で４時間分解反応を行った。水酸化ナトリウム２５６部及びトリメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド２２部を仕込み、窒素置換後１３０℃とし、圧力を０．３〜１．０ＭＰａに制御しながらエチルクロライド４１３部を徐々に加え、２０時間反応させた。反応終了後、反応物をグラス容器に移し、水２，５００部と硫酸８０部を加え、析出した粒子を遠心分離機で脱水し、更に水を加えて遠心分離する水洗操作を２回繰り返した後、９０℃で減圧乾燥して、カルボキシメチルエチルセルロースを得た。
<Comparative example 2>
A pressure-resistant reaction vessel was charged with 992 parts of tetraethylene glycol dimethyl ether and 43 parts of water, carboxymethylcellulose (carboxymethylated substitution degree 18.3%, number of carboxymethyl group substituents per glucose ring unit, weight average molecular weight 220, 000, Z average molecular weight 2,100,000) 563 parts were dispersed. 5.6 parts of sodium percarbonate was added to this slurry, and a decomposition reaction was performed at 40 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream. Sodium hydroxide (256 parts) and trimethylhexadecyl ammonium chloride (22 parts) were charged, and after nitrogen substitution, the temperature was adjusted to 130 ° C., and 413 parts of ethyl chloride was gradually added while controlling the pressure at 0.3 to 1.0 MPa, and the reaction was allowed to proceed for 20 hours. . After completion of the reaction, the reaction product was transferred to a glass container, 2,500 parts of water and 80 parts of sulfuric acid were added, the precipitated particles were dehydrated with a centrifuge, and further washed with water and centrifuged twice. Then, it dried under reduced pressure at 90 degreeC and obtained carboxymethyl ethyl cellulose.
得られたカルボキシメチルエチルセルロースのアルキルエーテル化置換度、Ｚ平均分子量（Ｍｚ）、重量平均分子量（Ｍw）、Ｍｚ／Ｍｗ、粘度及び溶液濁度の値を表１に示す。 Table 1 shows the alkyl etherification substitution degree, Z average molecular weight (Mz), weight average molecular weight (Mw), Mz / Mw, viscosity, and solution turbidity value of the obtained carboxymethyl ethyl cellulose.
以上の結果から明らかな通り、本発明の製造方法により、高分子量物が少なく、分子量分布の狭いアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースが得られる。 As is clear from the above results, the production method of the present invention provides an alkyl etherified carboxyalkyl cellulose with a small amount of high molecular weight and a narrow molecular weight distribution.
本発明によって得られる高分子量物が少ないアルキルエーテル化カルボキシアルキルセルロースは、ｐＨ変化による水への溶解性が変化する性質や溶剤への溶解性、フィルム形成能が用いられる用途に使用される。通常、医薬品等の薬剤の添加剤、特に腸溶性のコーティング剤、苦みマスキング剤、あるいは頭髪用セット剤として使用することができる。 The alkyl etherified carboxyalkyl cellulose having a small amount of high molecular weight obtained by the present invention is used for applications in which solubility in water due to pH change, solubility in a solvent, and film forming ability are used. Usually, it can be used as an additive for drugs such as pharmaceuticals, particularly enteric coating agents, bitterness masking agents, or hair hair setting agents.
Claims (5)
Ｒ1−Ｏ−（Ｃ2Ｈ4Ｏ）m−Ｒ2 （１）
［式中、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ独立にメチル基又はエチル基、ｍは１〜５の整数を表す。］ The production method according to claim 1 or 2, wherein (C) is an organic solvent represented by the general formula (1).
R 1 —O— (C 2 H 4 O) m —R 2 (1)
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represent a methyl group or an ethyl group, and m represents an integer of 1 to 5. ]
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|---|---|---|---|---|
| JP2014148668A (en) * | 2013-01-09 | 2014-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method of manufacturing low polymerization degree cellulose ether and cellulose ether manufactured by the same |
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-
2009
- 2009-03-23 JP JP2009069501A patent/JP2010222428A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014148668A (en) * | 2013-01-09 | 2014-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method of manufacturing low polymerization degree cellulose ether and cellulose ether manufactured by the same |
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| JP2018024892A (en) * | 2014-02-20 | 2018-02-15 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | Novel esterified cellulose ether having high molecular weight and high uniformity |
| JP2018159088A (en) * | 2014-02-20 | 2018-10-11 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | Novel esterified cellulose ether with high molecular weight and high uniformity |
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