(57)【要約】  一般式（Ｉ）を有する共重合体であって、【化１】2019521201.tif 000055式中、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され：２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；Ｒ１におけるヘテロ原子の最大数が２であり；ｘが、０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、且つｙが０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和が１に等しい、共重合体。包接水和物を形成しうる流体における包接水和物の形成を阻害する方法。本方法は、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることを含む。
2019521201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）を有する共重合体であって、
【化１】
2019521201.tif 000041
式中：Ｒ１が、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され：前記２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；且つＲ１におけるヘテロ原子の最大数が２であり；ｘが、０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、且つｙが０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和が１に等しい、共重合体。
【請求項２】
Ｒ１が、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ６線状ヘテロ脂肪族基から選択される、請求項１に記載の共重合体。
【請求項３】
Ｒ１が、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択される、請求項１または請求項２に記載の共重合体。
【請求項４】
Ｒ１が、１以上のＣ１〜Ｃ３線状脂肪族基、Ｃ１〜Ｃ３分岐鎖状脂肪族基、またはこれらの組み合わせで置換される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項５】
Ｒ１が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個のヘテロ原子で置換される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項６】
Ｒ１が１個のヘテロ原子で置換され、且つ１つのヘテロ原子がＯである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項７】
【化２】
2019521201.tif 000042
が、
【化３】
2019521201.tif 000043
から選択される、請求項１または請求項２に記載の共重合体。
【請求項８】
【化４】
2019521201.tif 000044
が、
【化５】
2019521201.tif 000045
から選択される、請求項１または請求項２に記載の共重合体。
【請求項９】
ｘが、０．１５〜０．８５のモル分率範囲であり、且つｙが０．１５〜０．８５のモル分率範囲である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項１０】
ｘが、０．３〜０．７から選択されるモル分率範囲であり；且つｙが０．３〜０．７から選択されるモル分率範囲である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項１１】
ｘが、０．５のモル分率であり、且つｙが０．５のモル分率である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項１２】
Ｒ１が、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択され；ｘが、０．１５〜０．８５から選択されるモル分率範囲であり；且つｙが０．１５〜０．８５から選択されるモル分率範囲である、請求項１に記載の共重合体。
【請求項１３】
【化６】
2019521201.tif 000046
が、
【化７】
2019521201.tif 000047
から選択され、
ｘが、０．３〜０．７のモル分率範囲であり、且つｙが０．３〜０．７のモル分率範囲である、請求項１または請求項２に記載の共重合体。
【請求項１４】
【化８】
2019521201.tif 000048
が、
【化９】
2019521201.tif 000049
から選択され、且つｘおよびｙが等モル分率である、請求項１または請求項２に記載の共重合体。
【請求項１５】
前記共重合体の粘度平均分子量が、１，０００ｇ／ｍｏｌ〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内にある、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項１６】
前記共重合体の粘度平均分子量が５，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内にある、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の共重合体。
【請求項１７】
包接水和物を形成しうる流体における包接水和物の形成を阻害する方法であって、前記方法が、前記包接水和物を形成するのに適した条件下で、前記流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることを含み、
【化１０】
2019521201.tif 000050
式中：Ｒ１が、２価のＣ４−Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１−Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され、前記２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；且つＲ１におけるヘテロ原子の最大数が２であり；ｘが、０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、且つｙが０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和が１に等しい、方法。
【請求項１８】
前記流体が、水ホスト分子と、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、二酸化炭素、硫化水素、窒素、これらの縮合物、またはこれらの組み合わせから選択された天然ガスゲスト分子とを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記流体が酸性ガスゲスト分子を含む、請求項１７または請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体が、二酸化炭素、硫化水素、窒素、またはこれらの組み合わせから選択された天然ガスゲスト分子を含む、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記流体が、メタン、エタン、プロパン、ブタン、二酸化炭素、硫化水素、および窒素ガスゲスト分子を含む、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記包接水和物が、ＳＩ包接水和物、ＳＩＩ包接水和物、ＳＨ包接水和物、またはこれらの組み合わせを含み、且つ前記接触が、前記ＳＩ包接水和物、前記ＳＩＩ包接水和物、前記ＳＨ包接水和物、または前記これらの組み合わせの形成を阻害する、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記接触が、０℃〜４．０℃の第１の過冷却温度で前記包接水和物の形成を阻害する、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記接触が、４．０℃〜１０．０℃の第２の過冷却温度で前記包接水和物の形成を阻害する、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記接触が、４０ｂａｒ〜２００ｂａｒの圧力範囲内で前記包接水和物の形成を阻害する、請求項１７〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記接触が、７０ｂａｒ〜１００ｂａｒの圧力範囲内で前記包接水和物の形成を阻害する、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
一般式（Ｉ）の共重合体を、包接水和物の形成を阻害するのに有効な量で前記流体と接触させる、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記流体を、一般式（Ｉ）の前記少なくとも１つの共重合体および１以上の添加剤、腐食阻害剤、スケール阻害剤、熱力学的水和物阻害剤、低用量水和物阻害剤、抗凝集剤、溶媒、またはこれらの組み合わせを含む、組成物と接触させる、請求項１７〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
Ｒ１が、２価のＣ４−Ｃ６線状脂肪族基および２価のＣ４−Ｃ６線状ヘテロ脂肪族基から選択され、ｘが、０．１５〜０．８５のモル分率範囲であり、且つｙが０．１５〜０．８５のモル分率範囲である、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
Ｒ１が、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択され、ｘが、０．３〜０．７から選択されるモル分率範囲であり；且つｙが０．３〜０．７から選択されるモル分率範囲である、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
【化１１】
2019521201.tif 000051
が、
【化１２】
2019521201.tif 000052
から選択され、
ｘが、０．５のモル分率であり、且つｙが０．５のモル分率である、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
【化１３】
2019521201.tif 000053
が、
【化１４】
2019521201.tif 000054
から選択され、ｘが、０．５のモル分率であり、且つｙが０．５のモル分率である、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記共重合体の粘度平均分子量が、１，０００ｇ／ｍｏｌ〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内にある、請求項１７〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記流体が、タイインプラットフォームにて少なくとも１つの共重合体に接触する、請求項１７〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記流体がパイプライン内を流れる、請求項１７〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年５月６日に出願された米国仮特許出願第６２／３３２，７６８号に対する優先権を主張するものであり、この仮特許出願はその全体が本明細書において参照により援用されている。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、全般的に、スクシンイミド系共重合体、共重合体の合成方法、および包接水和物の形成を阻害する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
包接水和物の形成に有利な条件は、多くの場合、パイプラインにおいて見出される。沖合でのガスの探査および生産の拡大に伴い、ガス輸送およびガス処理の両方において包接水和物の形成は運用上深刻な懸念となってきていた。パイプライン壁への包接水和物の凝集および付着は、ガス生産を低減させ、パイプライン区間を閉塞して、更にはパイプラインを塞いでパイプラインをシャットダウンさせてしまう恐れがある。ガス生産の維持、およびパイプラインシャットダウンの回避を目的として、パイプライン流体に対し添加されてきたのが、包接水和物阻害剤である。
【０００４】
市販の包接水和物阻害剤としては、熱力学的水和物阻害剤（すなわち、ＴＨＩ）が挙げられ、このＴＨＩの作用は、パイプライン流体内に包接水和物が形成されるための条件を修正することにある。例えば、ＴＨＩを高濃度、例えば、最高約０．８重量／重量（含水率のｗ／ｗ）にてパイプライン流体に対し添加することによって、パイプライン流体に対し添加可能な包接水和物が生成される圧力、温度または圧力、および温度を修正することが可能である。エチレングリコール（すなわち、モノエチレングリコールまたはＭＥＧ）およびメタノールは、ＴＨＩの例である。もう１つのタイプは市販の包接水和物阻害剤は、低用量水和物阻害剤（すなわち、ＬＤＨ１）であり、このＬＤＨ１の作用は、（１）包接水和物の核形成を動力学的に遅延させること、および（２）包接水和物の成長を阻害することにある。包接水和物の核生成に対する動力学的遅延に関して言うと、ＬＤＨＩは包接水和物の初期形成中に包接水和物核と相互作用しうる。包接水和物の成長に対する阻害に関して言うと、ＬＤＨＩは包接水和物の表面に結合することによって包接水和物の成長を阻害しうる。ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）およびポリ（Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド）は、ＬＤＨＩの例である。第３のタイプの市販の包接水和物阻害剤は抗凝集塊（すなわち、ＡＡ）であり、このＡＡの作用は、包接水和物の凝集を阻害することにある。包接水和物の凝集を阻害することに関して言うと、ＡＡは包接水和物に吸着して包接水和物の凝集を阻害することによって、包接水和物の大量蓄積防止を可能にする。１つ以上の実施形態において、ＡＡは、包接水和物が懸濁液の形態で維持されるように、包接水和物の凝集を阻害しうる。ＡＡの例は、第４級アンモニウム陽イオン系の抗凝集塊である。
【０００５】
ＴＨＩはパイプライン流体から分離しづらく環境に有害でありしかも高濃度を有効にする必要があることから、最近になって、市販のＬＤＨＩが、ＴＨＩの代用として台頭してきた。しかしながら、市販のＬＤＨＩはまた、一部が非効率的であるか、または他の添加剤（例えば、腐食防止剤）と不適合であるという点で、完璧ではない。更に、例えば過酷な過冷却温度や過酷な条件下で、構造（タイプ）Ｉ（すなわち、ＳＩ）結晶構造を有する包接水和物を阻害できる市販のＬＤＨＩは、限られている。そのうえ、ＳＩ結晶構造を有する包接水和物を阻害できる市販のＬＤＨＩは、狭小な過冷却温度範囲に限定される。また、ＡＡは包接水和物の形成を阻害しない点で不完全である。
【発明の概要】
【０００６】
「背景技術」の観点から考えると、包接水和物阻害剤、および包接水和物形成の阻害方法に対する継続的なニーズが存在している。本開示の実施形態は、一般式（Ｉ）を有する共重合体に関する。
【０００７】
【化１】
2019521201.tif 000003
式中：Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され：２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；Ｒ１におけるヘテロ原子の最大数が２であり；ｘは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、且つｙは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和は１に等しい。
【０００８】
本開示の実施形態はまた、包接水和物を形成しうる流体における包接水和物の形成を阻害する方法に関する。本方法は、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることを含み、
【０００９】
【化２】
2019521201.tif 000004
式中：Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され；２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；Ｒ１におけるヘテロ原子の最大数が２であり；ｘは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、且つｙは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和は１に等しい。
【００１０】
本開示中に記載されている実施形態の追加の特徴および利点は、下掲の「発明を実施するための形態」に示してある。これらの特徴および利点は、幾分かは、その説明（下掲の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲、および添付の図面を含む）から当業者に容易に明らかになるか、あるいは本開示中に記載されている実施形態を実施することによって認識されるであろう。
【００１１】
前述の概要説明および下掲の「発明を実施するための形態」は両方とも、様々な実施形態について説明し且つ特許請求の範囲に記載の主題の性質および特徴を理解するための、概要または枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態について理解を深めるために組み込まれており、本開示に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、本開示中に記載されている様々な実施形態の例証によって、「発明を実施するための形態」と共に、特許請求の範囲に記載の主題の原理および運用について説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】表１に開示されている構造（ＳＢＣ−１）を有するスクシンイミド系共重合体のプロトン核磁気（すなわち、１Ｈ  ＮＭＲ）スペクトラムであり、式中の化学シフトδ［百万分率（すなわちｐｐｍ）］＝１．６〜２．０が、ｆとマークされた４つの水素原子に属し、且つ積分面積（Ａ）を有し、ｄとマークされた２つの水素原子およびｅとマークされた４つの水素原子は積分面積（Ｂ）（Ｂ＝［Ａ／４］×６）を有し、ｂとマークされた２つの水素原子は（Ｄ−［Ａ／４］×６）として計算される積分面積（Ｃ）を有し、Ｄはδ２．４〜３．７ｐｐｍの下でｂ、ｄおよびｅとマークされた水素原子には全体面積を表し、単量体繰り返し単位のモル比は、第１および第２の単量体繰り返し単位の単一の水素原子の比に基づき（Ｃ／２）：（Ａ／４）として計算され、且つ、積分によりスペクトルピークに関連するプロトンの数を推定するための破線が示されている。
【図２】表１に開示されている構造（ＳＢＣ−２）を有するスクシンイミド系共重合体の共鳴１Ｈ  ＮＭＲスペクトラムであり、式中の化学シフトδ［ｐｐｍ］＝１．６〜１．８がｆおよびｇとマークされた６個の水素原子に属し、且つ（Ａ）の積分面積を有し、ｄとマークされた２つの水素原子およびｅとマークされた４つの水素原子は、面積Ａと等しい積分面積を必然的に有し、ｂとマークされた２つの水素原子は（Ｂ＝Ｃ−Ａ）として計算される（Ｂ）の積分面積を必然的に有し、Ｃはδ２．３〜３．６ｐｐｍ下でｂ、ｄおよびｅとマークされた水素原子に属する総面積を表し、且つ、単量体繰り返し単位のモル比は、第１および第２の単量体繰り返し単位の単一の水素原子の比に基づき（Ｂ／２）：（Ａ／６）として計算される。
【図３】表１に開示されている構造（ＳＢＣ−３）を有するスクシンイミド系共重合体の１Ｈ  ＮＭＲスペクトラムであり、式中の化学シフトδ［ｐｐｍ］＝１．２〜１．７ｐｐｍは、ｆおよびｇとマークされた８個の水素原子に属し、且つ（Ａ）の積分面積を有し、ｄとマークされた２つの水素原子およびｅとマークされた４つの水素原子は（Ｂ＝［Ａ／８］×６）として計算される積分面積（Ｂ）を必然的に有し、ｂとマークされた２つの水素原子は（Ｃ＝［Ｄ−Ｂ］）として計算される（Ｃ）の積分面積を有し、Ｄはδ２．３〜３．５ｐｐｍ下でｂ、ｄおよびｅとマークされた水素原子に属する総面積を表し、且つ、単量体繰り返し単位のモル比は、第１および第２の単量体繰り返し単位の単一の水素原子の比に基づき（Ｃ／２）：（Ａ／８）として計算される。
【図４】表２に開示されている２％ポリエチル−オキサゾリン（すなわち、２％ＰＥＯｘ）組成物、２％ポリアクリルアミド−コ−アクリル酸（すなわち、２％ＰＡＣ−ＡＡ）組成物およびブライン（すなわち対照）の、圧力（Ｂａｒ）に対する時間（分）のグラフ。図４はまた、ロッキングセルＲＣ−５の温度（摂氏：℃）（すなわち、ＲＣ温度）に対する時間（分）のグラフでもある。表４に示すように、ロッキングセルＲＣ−５の温度（摂氏：℃）は、開始温度（℃）、平均昇温速度（℃／分）および持続時間（分）に従って３段階で変化するようにプログラムされている。
【図５】表１に開示されている構造（ＳＢＣ−４）（すなわち、ＫＨＩ−５）、（ＳＢＣ−１）（すなわち、ＫＨＩ−６）、（ＳＢＣ−２）（すなわち、ＫＨＩ−７）、および（ＳＢＣ−３）（すなわち、ＫＨＩ−８）を有するスクシンイミド系共重合体、ならびに表２に開示されているブライン（すなわち対照）の、圧力（Ｂａｒ）に対する時間（分）のグラフ。図５はまた、ロッキングセルＲＣ−５（すなわち、ＲＣ温度）の、温度（摂氏）に対する時間（分）のグラフでもある。表５に示すように、ロッキングセルＲＣ−５の温度（℃）は、開始温度（℃）、平均昇温速度（℃／分）および持続時間（分）に従って３段階で変化するようにプログラムされている。
【図６】パイプラインを介して坑井および陸上プラントと流体連通している沖合タイインプラットフォームを描いた概略図である。図中、タイインプラットフォームは、包接水和物阻害剤を保持するための収容部を具備する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
下記の用語は、当業者に十分理解されているものと考えられるが、本開示の主題の説明を促すため定義が記載してある。
【００１４】
「共重合体」という用語は、２つ以上の異なる単量体繰り返し単位を有する重合体を指す。例えば、共重合体は、２つの異なる単量体繰り返し単位（すなわち、二元重合体）を含みうる。１つ以上の実施形態において、共重合体はランダムである。当業者に了解されるように、単量体繰り返し単位の分布が統計的法則に従う場合に、共重合体はランダムである。例えば、重合体鎖の特定の点において所定の単量体繰り返し単位の見出される確率が、その単量体繰り返し単位の鎖中のモル分率に等しい場合に、共重合体はランダムである。ランダム共重合体は統計的共重合体と呼ばれる場合もある。
【００１５】
「一価」という用語は、充足されていない原子価１を有する（すなわち、ラジカルの一端において原子価「−」が充足されていない）ラジカルを指す。例えば、実施形態において、脂肪族ラジカルまたはヘテロ脂肪族ラジカルの一方の末端に存在する炭化水素基から１個の水素原子が除かれた場合、脂肪族ラジカルまたはヘテロ脂肪族ラジカルの一端に炭化水素基が存在し、その脂肪族ラジカルまたはヘテロ脂肪族ラジカルが一価である。もう１つの例として、ヘテロ脂肪族ラジカルの一端にヘテロ原子が存在する実施形態において、ヘテロ脂肪族ラジカルの一端に存在するヘテロ原子が満たさない原子価「−」を有する場合、ヘテロ脂肪族ラジカルは一価である。
【００１６】
「二価」という用語は、充足されていない原子価２を有する（すなわち、ラジカルの２つの末端において原子価「−」が充足されていない）ラジカルを指す。例えば、脂肪族ラジカルまたはヘテロ脂肪族ラジカルの２つの末端に炭化水素基が存在する実施形態において、脂肪族ラジカルまたはヘテロ脂肪族ラジカルの２つの末端に存在するそれぞれの炭化水素基から水素原子が１個ずつ除去された場合、その脂肪族ラジカルまたはヘテロ脂肪族ラジカルは二価である。もう１つの例として、ヘテロ脂肪族ラジカルの２つの末端にヘテロ原子が存在する実施形態において、ヘテロ脂肪族ラジカルの２つの末端に存在するヘテロ原子の各々が、充足されない原子価「−」を有する場合、そのヘテロ脂肪族ラジカルは２価である。同様に、もう１つの例として、ヘテロ脂肪族基の一端に炭化水素基が存在し、ヘテロ脂肪族基の一端にヘテロ原子が存在する実施形態において、ヘテロ脂肪族ラジカルの一端に存在する炭化水素基から水素原子が１個除去された場合、ならびにヘテロ脂肪族ラジカルの一方の末端に存在するヘテロ原子が充足されない原子価「−」を有する場合、そのヘテロ脂肪族ラジカルは二価である。
【００１７】
「脂肪族」という用語は、飽和直鎖（すなわち、線状または非分岐鎖状）および分枝状炭化水素ラジカルを指す。実施形態において、脂肪族炭化水素ラジカルは一価または二価である。当業者に了解されるように、脂肪族は、アルキル残基を含むことを意図したものであるが、これに限定されない。ゆえに、「アルキル」という用語には、直鎖および分岐鎖状アルキル基が包含される。或る実施形態において、「低級アルキル」という用語は、１〜６個の炭素原子を有する（分枝または非分枝鎖状）アルキル基を示すために使用される場合がある。
【００１８】
実施形態において、記載のアルキル基には１〜７個の脂肪族炭素原子が含有されている。他の実施形態において、記載のアルキル基には１〜６個の脂肪族炭素原子が含有されている。更に他の実施形態において、記載のアルキル基には１〜４個の脂肪族炭素原子が含有されている。ゆえに、例証的な脂肪族基としては、限定されるものではないが、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、アリル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、残基などが挙げられる。
【００１９】
「ヘテロ脂肪族」という用語は、主鎖中の１個以上の炭素原子がヘテロ原子で置換された脂肪族ラジカルを指す。一例として、１つの炭素原子が１つのヘテロ原子で置換された４つの主鎖原子を有する脂肪族ラジカルは、Ｃ４ヘテロ脂肪族と呼ばれる。もう１つの例として、２つの炭素原子が２つのヘテロ原子で置換された７つの主鎖原子を有する脂肪族ラジカルは、Ｃ７ヘテロ脂肪族と呼ばれる。実施形態において、ヘテロ脂肪族ラジカルは、１価または２価である。したがって、ヘテロ脂肪族は、例えば炭素原子の代わりに、１つ以上の酸素、硫黄または窒素原子を含有する脂肪族鎖を含むことが意図される。ヘテロ脂肪族残基は、線状または分岐鎖状でありうる。
【００２０】
「ヘテロシクロアルキル」、「ヘテロ環状体」または「ヘテロ環」という用語は、ヘテロ脂肪族および環式残基の特性を兼備するラジカルを指し、限定されるものではないが、５〜８個の原子を有する飽和単環式または多環式環系の、少なくとも１つの環原子はＮヘテロ原子であり；０個、１個または２個の環原子は、Ｓ、ＯおよびＮから独立に選択される追加のヘテロ原子である（窒素および硫黄ヘテロ原子は任意選択的に酸化される場合がある）。或る実施形態において、ヘテロシクロアルキル、ヘテロ環状体（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅ）またはヘテロ環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ）という用語は、少なくとも１個の環原子がＮヘテロ原子である非芳香族５−員環、６−員環もしくは７−員環または多環式残基を指す。ここで、０個、１個または２個の環原子は、二環式基または三環式基を含むが、これに限定されないＳ、ＯおよびＮから選択される追加のヘテロ原子（窒素および硫黄ヘテロ原子が任意選択的に酸化される場合もあれば、窒素原子が四級化される場合もある）。代表的なヘテロ環状体としては、限定されるものではないが、ピロリジニル、ピラゾリジニル、イミダゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、オキサゾリジニル、イソキサゾリジニル、モルホリニル、チアゾリジニル、イソチアゾリジニル、ジチアゾリル、ジチアゾリジニルおよびアゼパニルなどが挙げられる。実施形態において、ヘテロシクロアルキル、ヘテロ環状体またはヘテロ環は、１個の環原子がＮである５〜８個の環原子を有する飽和単環式または多環式部分であり；これらのうち、０個、１個または２個の環原子は、Ｓ、ＯおよびＮから独立に選択された追加のヘテロ原子であり；且つ残りの環原子は炭素であり、この基は、例えばピロリジニル、ピラゾリジニル、イミダゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、チアゾリジニルおよびアゼパニルなどのＮ環原子を介して残りの分子に結合している。
【００２１】
「包接水和物」という用語は、ホスト水分子がガスゲスト分子を包接する結晶水を主成分とした固体を指す。１つ以上の実施形態では、結晶質水性固体（ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｗａｔｅｒ−ｂａｓｅｄ  ｓｏｌｉｄ）の内部に、ホストゲスト分子がガスゲスト分子の周りに水素結合されて、水素ゲストホスト分子のケージの内部に閉じ込められている。包接水和物は、構造（タイプ）Ｉ（すなわち、ＳＩ）、構造（タイプ）ＩＩ（すなわち、ＳＩＩ）、または構造（タイプ）Ｈ（すなわち、ＳＨ）結晶構造を含みうる。
【００２２】
「阻害する（ｉｎｈｉｂｉｔ）」、「阻害（ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ）」および「阻害性（ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ）」という用語は、包接水和物の形成、成長、接着、凝集もしくはこれらの組み合わせに対する任意の様式での制御、遅延、軽減、緩和、予防またはこれらの組み合わせにおける何らかの改善を指す。例えば、包接水和物の阻害には、限定されるものではないが、包接水和物が形成される条件を熱力学的に改変すること、速度論的に包接水和物の核形成を遅延させること、包接水和物を溶解させること、包接水和物を分解すること、またはこれらの組み合わせが包含される。更に、包接水和物の阻害には、包接水和物形成が完全に中断され、包接水和物の形成が完全に防止されることが包含される場合がある。
【００２３】
「形成（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）」、「形成性（ｆｏｒｍｉｎｇ）」および「形態（ｆｏｒｍ）」という用語は、ホスト水分子が結晶構造中にガスゲスト分子を包接し、包接水和物が成長し、包接水和物が付着し、包接水和物またはこれらの組み合わせが凝集する、任意のプロセスを指す。「包接する（ｅｎｃｌａｔｈｒａｔｅ）」という用語は、ガスゲスト分子の周りにホスト水分子が水素結合することを指す。
【００２４】
「過冷却温度」および「Ｔｓｃ」という用語は、７０ｂａｒでの界磁ガスの運用温度と界磁ガスの包接水和物の三相平衡温度との間の差異を指す。ゆえに、「第１の過冷却温度」という用語は、第１の運用段階における界磁ガスの運転温度と３相平衡温度との間の差を指す。実施形態において、第１の過冷却温度は、約０℃〜約４．０℃、または約０℃〜約１．０℃、または約１．０℃〜約２．０℃、または約２．０℃〜約３．５℃、または約４．０℃である。同様に、「第２の過冷却温度」という用語は、第２の運用段階における界磁ガスの運用温度と３相平衡温度との差を指す。実施形態において、第２の過冷却温度は、約４．０℃〜約１０．０℃、または約４．０℃〜約４．６℃、または約４．６℃〜約５．６℃、または約５．６℃〜約７．０℃、または約７．０℃〜約８．０℃、または約５．６℃である。加えて、「第３の過冷却温度」という用語は、第３運転段階における界磁ガスの運用温度と３相平衡温度との差を指す。実施形態において、第３の過冷却温度は、約５．６℃〜約１５．０℃、または約５．６℃〜約７．０℃、または約７．０℃〜約８．６℃、または約８．６℃〜約１０．５℃、または約１０．５℃〜約１２．０℃、または約１２．０℃〜約１５．０℃、または約１０．５℃である。
【００２５】
本開示の実施形態は、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体（すなわち、ＳＢＣ）、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体の合成方法、および一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を使用して包接水和物の形成を阻害する方法を対象としている。ここで、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体の実施形態について詳述する。その後、一般式（Ｉ）の共重合体を合成する方法の実施形態について説明する。続いて、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を用いて包接水和物の形成を阻害する方法について、図６を参照しながら説明する。
【００２６】
Ｉ．一般式（Ｉ）のスクシンイミド系共重合体
１つ以上の実施形態において、本開示は、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体について記述する。
【００２７】
【化３】
2019521201.tif 000005
【００２８】
一般式（Ｉ）の共重合体において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され；２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；Ｒ１におけるヘテロ原子の最大数１が２であり；ｘは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり；且つｙは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和は１に等しい。
【００２９】
一般式（Ｉ）の共重合体において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基から選択される。実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７線状脂肪族基、２価のＣ４〜Ｃ７分岐鎖状脂肪族基、２価のＣ４〜Ｃ７線状ヘテロ脂肪族基、および２価のＣ４〜Ｃ７分岐鎖状ヘテロ脂肪族基から選択される。実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ６線状ヘテロ脂肪族基から選択される。他の実施形態において、Ｒ１は、Ｃ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択される。例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、−（ＣＨ２）４−、−（ＣＨ２）５−、および−（ＣＨ２）６−から選択される。
【００３０】
１つ以上の実施形態において、Ｒ１は、任意選択的に、１以上の置換基で置換される。Ｒ１が１以上の置換基で置換される実施形態において、Ｒ１は、１〜８個、２〜６個、または３〜５個の置換基を含みうる。実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基から選択され、１以上の置換基で置換される。２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基の内部に追加の充足されない原子価「−」を含み、これにより、置換基との結合に適合する。例えば、実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基から選択され、置換されて、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基の内部に存在する炭化水素基から追加の水素原子が除去された可能性があり、これにより、置換基との結合に適合する。
【００３１】
実施形態において、Ｒ１は、任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換される。実施形態において、Ｒ１は、任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６線状脂肪族基；Ｃ１〜Ｃ６分岐鎖状脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換される。実施形態において、Ｒ１は、１以上のＣ１〜Ｃ６線状脂肪族基、Ｃ１〜Ｃ６分岐鎖状脂肪族基、またはこれらの組み合わせで置換される。例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、１以上の低級アルキルで置換される。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、１以上のＣ１〜Ｃ４線状脂肪族基、Ｃ１〜Ｃ４分岐鎖状脂肪族基、またはこれらの組み合わせで置換される。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、１以上のＣ２〜Ｃ３線状脂肪族基、Ｃ２〜Ｃ３分岐鎖状脂肪族基、またはこれらの組み合わせで置換される。なお更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、１以上のＣ１〜Ｃ３線状脂肪族基、Ｃ１〜Ｃ３分岐鎖状脂肪族基、またはこれらの組み合わせで置換される。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、アリル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、イソペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｓｅｃ−ヘキシル、残基、またはこれらの組み合わせから独立に選択された１以上の置換基で置換される。
【００３２】
他の実施形態において、Ｒ１は、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１以上のヘテロ原子で置換される。実施形態において、Ｒ１は、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１以上のヘテロ原子で置換され、ヘテロ原子はＲ１と単結合または二重結合を形成しうる。例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、Ｏ、ＮおよびＳから選択された１個のヘテロ原子で置換される。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、１つのヘテロ原子で置換され、その１つのヘテロ原子はＯである。
【００３３】
実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基から選択され、Ｃ４〜Ｃ７脂肪族基およびＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基は、２つの末端において充足されない価数「−」を含む。このようにして、Ｒ１は、残りの共重合体分子中の−Ｎ−と結合すると、その２つの充足されていない末端価を介して、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロ環状体を形成する。実施形態において、Ｒ１が残りの共重合体中の−Ｎ−と結合している場合に形成されたヘテロシクロアルキルまたはヘテロ環状体は、非芳香族である。例証的且つ非限定的な実施形態において、形成されたヘテロシクロアルキルまたはヘテロ環状体は、ピロリジニル、ピロリジニル、イミダゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、ジアゾリジニルおよびアゼパニルから選択される。更なる例示的な非限定的実施形態において、形成されたヘテロシクロアルキルまたはヘテロ環状体は、ピロリジニル、ピペリジニル、およびアゼパニルから選択される。
【００３４】
実施形態において、形成されたヘテロシクロアルキルまたはヘテロ環状体の構造は次式のとおりである。
【００３５】
【化４】
2019521201.tif 000006
式中、ヘテロシクロアルキルまたはヘテロ環状体は、＊を介して残りの共重合体分子に付着する。実施形態において、
【００３６】
【化５】
2019521201.tif 000007
は置換される。例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００３７】
【化６】
2019521201.tif 000008
は、
【００３８】
【化７】
2019521201.tif 000009
から選択される。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００３９】
【化８】
2019521201.tif 000010
は、
【００４０】
【化９】
2019521201.tif 000011
から選択される。
【００４１】
一般式（Ｉ）の共重合体において、ｘは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、実施形態において、ｘは約０．１〜約０．９または約０．３〜約０．７から選択されるモル分率範囲であるか、あるいは約０．５のモル分率である。例証的且つ非限定的な実施形態において、ｘは約０．１５〜約０．８５のモル分率範囲であり、更に他の例示的な非限定的な実施形態において、ｘは０より大きいモル分率である。
【００４２】
一般式（Ｉ）の共重合体において、ｙは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、実施形態において、ｙは約０．１〜約０．９、または約０．３〜約０．７から選択されるモル分率範囲であるか、あるいは約０．５のモル分率である。例証的且つ非限定的な実施形態において、ｙは約０．１５〜約０．８５のモル分率範囲である。更に他の例示的な非限定的な実施形態において、ｙは０より大きいモル分率である。
【００４３】
一般式（Ｉ）の共重合体において、ｘとｙの和は１に等しい。１つ以上の実施形態において、ｘは０より大きいモル分率であり、且つｙは０より大きいモル分率である。実施形態において、ｘおよびｙは等モル分率である。
【００４４】
実施形態において、一般式（Ｉ）の共重合体の粘度平均分子量は、約１，０００グラム／モル（すなわち、ｇ／ｍｏｌ）〜約２０，０００ｇ／ｍｏｌ、または約１，５００ｇ／ｍｏｌ〜約１５，０００ｇ／ｍｏｌ、または約５，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１０，０００ｇ／ｍｏｌ、または約８，０００ｇ／ｍｏｌである。例証的且つ非限定的な実施形態において、一般式（Ｉ）の共重合体の粘度平均分子量は、約５，０００ｇ／ｍｏｌ〜約１５，０００ｇ／ｍｏｌである。実施形態において、共重体の粘度平均分子量の算定は、０．７％トリメチルアミンのテトラヒドロフラン（すなわちＴＨＦ）溶液を移動相として用い、Ｐｈｅｎｏｇｅｌ（登録商標）（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ、カリフォルニア州サッタークリーク）を固定相として用いたゲル浸透クロマトグラフィ（すなわち、ＧＰＣ）、５００Å、１００Å、および５０Å）を、屈折率検出器（すなわち、ＲＩＤ）と直列に３カラムに配置して行う。較正はポリスチレン標準液を用いて行った。そのうえ、ＧＰＣにより算定された一般式（Ｉ）の共重合体の粘度平均分子量を、硫黄元素解析により確証した。
【００４５】
例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ６線状ヘテロ脂肪族基から選択され；ｘは約０．１５〜約０．８５から選択されるモル分率範囲であり；且つｙは約０．１５〜約０．８５から選択されるモル分率範囲である。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択され；ｘは約０．１５〜約０．８５から選択されるモル分率範囲であり；且つｙは約０．１５〜約０．８５から選択されるモル分率範囲である。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択され；ｘは約０．３〜約０．７から選択されるモル分率範囲であり；且つｙは約０．３〜約０．７から選択されたモル分率範囲である。
【００４６】
例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００４７】
【化１０】
2019521201.tif 000012
は、
【００４８】
【化１１】
2019521201.tif 000013
から選択され；ｘは約０．３〜約０．７のモル分率範囲であり；且つｙは約０．３〜約０．７のモル分率範囲である。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００４９】
【化１２】
2019521201.tif 000014
は、
【００５０】
【化１３】
2019521201.tif 000015
から選択され；ｘは約０．５のモル分率であり；且つｙは約０．５のモル分率である。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００５１】
【化１４】
2019521201.tif 000016
は、
【００５２】
【化１５】
2019521201.tif 000017
から選択され；且つｘおよびｙは等モル分率である。なお更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００５３】
【化１６】
2019521201.tif 000018
は、
【００５４】
【化１７】
2019521201.tif 000019
から選択され；ｘは約０．５のモル分率であり；且つｙは約０．５のモル分率である。
【００５５】
他の例証的且つ非限定的な実施形態において、ｘは約０．１５〜約０．８５のモル分率範囲であり；且つｙは約０．１５〜約０．８５のモル分率範囲である。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、ｘは約０．３〜約０．７のモル分率範囲であり；且つｙは約０．３〜約０．７のモル分率範囲である。なお更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、ｘは約０．５のモル分率であり；且つｙは約０．５のモル分率である。
【００５６】
表１には、様々な実施形態に従う一般式（Ｉ）を有する共重合体が、提供されている。
【００５７】
【表１】
2019521201.tif 000020
【００５８】
実施形態において、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体は水溶性である。更なる実施形態において、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体は熱的に安定である。例証的且つ非限定的な実施形態において、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体は、最高約５０℃の温度まで熱的に安定である。実施形態において、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体は、ナトリウム塩の形態である。
【００５９】
一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体の実施形態について詳述してきた。一般式（Ｉ）の共重合体の合成方法の実施形態について説明する。
【００６０】
ＩＩ．  一般式（Ｉ）の共重合体の合成方法
１つ以上の実施形態において、本開示は、一般式（Ｉ）の共重合体の合成方法について説明する。ただし、一般式（Ｉ）の共重合体は、当業者に公知の任意の適切な合成スキームを介して合成することが可能である。例証的且つ非限定的な実施形態において、一般式（Ｉ）の共重合体を以下の反応スキームに従って合成した。
【００６１】
【化１８】
2019521201.tif 000021
【００６２】
より具体的には、濃縮Ｈ２ＳＯ４（約３．３ｇ）をＬ−アスパラギン酸に滴下して添加しながらＬ−アスパラギン酸約６６．５グラム（ｇ）、０．５モル（ｍ）を乳鉢および乳棒で粉砕して、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を合成することによって、粉砕混合物を形成した。この粉砕混合物を、磁気撹拌棒を用いて丸底フラスコ中で撹拌し、約２０３℃の油浴で加熱した。３０分後、粉砕した混合物を室温まで冷却し、完全に粉砕して、約２０３℃で７時間撹拌しながら再び加熱した。次いで、粉砕した混合物を室温まで冷却し、熱水（約３００ミリリットル、すなわち５５℃）およびメタノール（約１５０ｍＬ）で洗浄しながら濾過した。結果として得られたポリスクシンイミド（すなわち、ＰＳＩ）を、約７０℃で一定重量（約４２ｇ、８７％）になるまで減圧乾燥させた。
【００６３】
ＰＳＩを約７０℃で真空乾燥させた後、約０℃にて
【００６４】
【化１９】
2019521201.tif 000022
（約５０ミリモル、すなわち、ｍｍｏｌ）（すなわち、環状アミン）を乾燥ＰＳＩ（約９．７ｇ、１００ｍＬ）をＤＭＦ（約４０ｍＬ）中に溶かした溶液に５分間かけて滴下して添加することによって、反応混合物を形成した。反応混合物を室温で１８時間撹拌した。反応混合物の生成物をアセトン中に沈殿させて濾過し、真空下約６０℃で一定重量になるまで乾燥させて、一般式（Ｉ）のスクシンイミド系共重合体を得た。
【００６５】
【化２０】
2019521201.tif 000023
【００６６】
一般式（Ｉ）のスクシンイミド系共重合体は、メタノールにだけでなく、水にも可溶であることが見出された。実施形態において、一般式（Ｉ）の
【００６７】
【化２１】
2019521201.tif 000024
のＲ１、ならびにｘおよびｙは一般式（Ｉ）に関して先に記載したとおりである。当業者に了解されるように、粉砕混合物または反応混合物中の反応物、例えば、
【００６８】
【化２２】
2019521201.tif 000025
の量を調節できる。例えば、反応物の量を調整して、各単量体繰り返し単位のモル分率ｘおよびｙを変えることが可能である。
【００６９】
これまで、一般式（Ｉ）の共重合体を合成する方法の実施形態について詳述してきた。包接水和物の形成を阻害する方法の実施形態については、以下、図６を参照しながら詳述する。
【００７０】
ＩＩＩ．  包接水和物の形成を阻害する方法
１つ以上の実施形態において、本開示は、包接水和物を形成しうる流体中で包接水和物を阻害する方法について説明する。この方法は、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることを含む。更なる実施形態において、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体は、前述したとおりである。
【００７１】
実施形態では、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ７脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基（任意選択的に、１以上のＣ１〜Ｃ６脂肪族基；Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択されたヘテロ原子；またはこれらの組み合わせで置換されたもの）から選択され；２価のＣ４〜Ｃ７ヘテロ脂肪族基が、Ｏ、ＮおよびＳから独立に選択された１個または２個のヘテロ原子を含み；Ｒ１におけるヘテロ原子の最大数が２であり；ｘは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、且つｙは０．０５〜０．９５から選択されるモル分率範囲であり、ｘとｙの和は１に等しい。
【００７２】
例証的且つ非限定的な実施形態において、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基および２価のＣ４〜Ｃ６線状ヘテロ脂肪族基から選択され；ｘは約０．１５〜約０．８５のモル分率範囲であり；且つｙは約０．１５〜約０．８５のモル分率範囲である。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、Ｒ１は、２価のＣ４〜Ｃ６線状脂肪族基から選択され；ｘは約０．３〜約０．７から選択されるモル分率範囲であり；且つｙは約０．３〜約０．７から選択されたモル分率範囲である。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００７３】
【化２３】
2019521201.tif 000026
は、
【００７４】
【化２４】
2019521201.tif 000027
から選択され；ｘは約０．５のモル分率であり；且つｙは約０．５のモル分率である。なお更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、
【００７５】
【化２５】
2019521201.tif 000028
は、
【００７６】
【化２６】
2019521201.tif 000029
から選択され；ｘは約０．５のモル分率であり；且つｙは約０．５のモル分率である。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体において、共重合体の粘度平均分子量は、約１，０００ｇ／ｍｏｌ〜約２０，０００ｇ／ｍｏｌである。
【００７７】
実施形態では、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体を含む製剤に流体を接触させる。より具体的には、実施形態では、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体（例えば、２以上の一般式（Ｉ）の共重合体を使用できる）、溶剤、または添加剤のうちの１以上が、製剤中に含まれる。実施形態において、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体は添加剤との相溶性を有する。実施形態において、添加剤は、腐食防止剤および相乗剤から選択される。例証的且つ非限定的な実施形態では、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体が約０．０１％〜約１５％、溶媒が約０％〜約２０％、および添加剤が約０％〜約１％、製剤中に含まれる。他の例証的且つ非限定的な実施形態では、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体が約０．１％〜約５％、溶媒が約０％〜約１０％、添加剤が０％〜約１０％、０ｐｐｍ〜約３０００ｐｐｍ（すなわち、百万分率；質量分率）の腐食阻害剤、スケール阻害剤が０ｐｐｍ〜約３０００ｐｐｍ、熱力学的水和物阻害剤が０％〜約４０％、および抗凝集剤が約０．１％〜約１０％、製剤中に含まれる。実施形態において、製剤の開示量は、含水率のパーセンテージまたはｐｐｍに関する。
【００７８】
例証的且つ非限定的な実施形態において、溶媒は、水、アルコール類（例えば、モノエチレングリコール、メタノール、エタノールおよびイソブタノール）；ケトン、エーテル、ならびに非極性芳香族類（例えば、トルエンおよびベンゼン）から選択される。更なる例示的な非限定的実施形態において、溶媒は、グリコール類（例えば、モノエチレングリコール）から選択されるアルコール類である。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、添加剤は腐食防止剤および相乗剤から選択される。例証的且つ非限定的な実施形態において、腐食防止剤類には、ガス腐食防止剤が包含される。実施形態において、相乗剤は、スケール阻害剤、熱力学的水和物阻害剤、低用量水和物阻害剤、および抗凝集剤から選択される。例証的且つ非限定的な実施形態において、熱力学的水和物阻害剤は、グリコールエーテルおよびメタノールから選択される。例証的且つ非限定的な実施形態において、低用量水和物阻害剤は、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）およびポリ（Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド）から選択される。
【００７９】
実施形態において、流体は、包接水和物を形成するのに適した条件下で、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体に接触している。実施形態において、流体は、約３重量％の製剤に接触している。この製薬の量は含水率のパーセンテージに関連する。実施形態において、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体は、当業者に公知の方法で、流体に接触している。例えば、一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体を、添加、化合、混合、注入、またはこれらの組み合わせで、流体に接触させることが可能である。例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物の形成に適した条件には、流体に対する圧力が、約１１ｂａｒａ〜約２００ｂａｒａ、または約１１ｂａｒａ〜約５０ｂａｒａ、または約５０ｂａｒａ〜約７０ｂａｒａ、または約７０ｂａｒａ〜約１００ｂａｒａ、または約１００ｂａｒａ〜約１４０ｂａｒａ、または約１４０ｂａｒａ〜約１５０ｂａｒａ、または約１５０ｂａｒａ〜約２００ｂａｒａとなる条件が包含され、同様に、流体の温度が、約０℃〜約２５℃、または約０℃〜約１０℃、または約１０℃〜約１２℃、または約１２℃〜約１６℃、または約１６℃〜約１９℃、または約１９℃〜約２０℃、または約２０℃〜約２５℃となる条件も包含される。例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物の形成に適した条件には、流体の温度が三相平衡温度以下となる条件が包含される。
【００８０】
他の実施形態において、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることは、第１の過冷却温度で包接水和物の形成を阻害するのに有効である。他の実施形態において、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることは、第２の過冷却温度で包接水和物の形成を阻害するのに有効である。更に他の実施形態において、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることは、第３の過冷却温度で包接水和物の形成を阻害するのに有効である。
【００８１】
例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることは、約４０ｂａｒ〜約２００ｂａｒの圧力範囲内で、包接水和物の形成を阻害するのに有効である。他の例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成するのに適した条件下で、流体を一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体と接触させることは、約７０ｂａｒ〜約１００ｂａｒの圧力範囲内で、包接水和物の形成を阻害するのに有効である。
【００８２】
実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、水ホスト分子および天然ガスゲスト分子が含まれる。更なる実施形態において、天然ガスゲスト分子は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、二酸化炭素、硫化水素、窒素、またはこれらの組み合わせから選択される。例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、次の組成量の天然ガスゲスト分子を含む。
メタン（約６０〜９０モル％）、エタン（約０〜４モル％）、プロパン（約０〜１モル％）、ブタン（約０〜−１モル％）；二酸化炭素（約５〜１５モル％）；硫化水素（約０〜５モル％）；および窒素（約５〜１５モル％）を含む。他の実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、表２に後述されているブラインが含まれる。例証的且つ非限定的な実施形態において、ブラインには、塩化物アニオン、ナトリウムカチオン、酢酸、ギ酸、酢酸の共役塩基、ギ酸の共役塩基、またはこれらの組み合わせが含まれる。
【００８３】
例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、酸性ガスゲスト分子が含まれる。例えば、実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、二酸化炭素および硫化水素が含まれる。例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、二酸化炭素、硫化水素、または二酸化炭素と硫化水素との組み合わせに富む。例えば、包接水和物を形成しうる流体は硫化水素に富む場合があり、硫化水素含有率が少なくとも約２モル％である。もう１つの例として、包接水和物を形成しうる流体は二酸化炭素に富む場合があり、二酸化炭素含有率が少なくとも約８モル％である。更に別の例として、包接水和物を形成しうる流体は、二酸化炭素および硫化水素の両方に富む場合があり、二酸化炭素含有率が少なくとも約８モル％、且つ硫化水素含有率が少なくとも約２モル％である。更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、二酸化炭素、硫化水素、窒素、またはこれらの組み合わせが含まれる。更に他の例示的な非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、二酸化炭素、硫化水素、および窒素ガスゲスト分子が含まれる。なお更に他の例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体には、硫化水素、二酸化炭素、または硫化水素と二酸化炭素との組み合わせは含まれない。
【００８４】
実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、ＳＩ包接水和物、ＳＩＩ包接水和物、ＳＨ包接水和物、またはこれらの組み合わせを形成しうる。実施形態において、ＳＩ包接水和物を形成しうる流体には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、二酸化炭素、または硫化水素のうちの少なくとも１つが含まれる。実施形態において、ＳＩＩ包接水和物を形成しうる流体には、プロパン、ブタン、またはペンタンのうちの少なくとも１つが含まれる。実施形態において、ＳＩ包接水和物およびＳＩＩ包接水和物は、当業者に周知の結晶性立方晶構造を有する。実施形態において、ＳＨ包接水和物は、当業者に周知の六角形構造を有する。包接水和物ＳＩＩ包接水和物、ＳＨ包接水和物、またはこれらの組み合わせを形成しうる流体がＳＩ包接水和物を形成しうる更なる実施形態において、接触は、ＳＩ包接水和物、ＳＩＩ包接水和物、ＳＨ包接水和物、またはこれらの組み合わせの形成に対する阻害に有効である。
【００８５】
実施形態において、流体は、包接水和物の形成を阻害するのに有効な量の一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体に接触している。特定の実施形態では、流体を、約０．０１重量％〜約５重量％、または約０．１重量％〜約４重量％、または約０．５重量％〜約４重量％、または約２．５重量％の、一般式Ｉの少なくとも１つの共重合体と接触させる。実施形態において、一般式Ｉの少なくとも１つの共重合体の重量％は、重量％の含水率を指す。実施形態において、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体は水溶性である。
【００８６】
図６に示すように、実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、タイインプラットフォーム１０における一般式（Ｉ）の少なくとも１つの共重合体に接触している。図６に示すように、実施形態において、タイインプラットフォーム１０は、パイプライン５０を介して陸上プラント１００と流体連通する沖合プラットフォームである。実施形態において、タイインプラットフォーム１０は、坑井２００、３００、４００、５００および６００と流体連通しており、掘削および生産設備のためのインターフェースを提供する。実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、パイプライン５０内を流れる。更なる実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、沖合サイトから陸上サイトへとパイプライン５０内を流れる。例証的且つ非限定的な実施形態において、包接水和物を形成しうる流体は、タイインプラットフォーム１０から陸上プラント１００へとパイプライン５０内を流れる。例証的且つ非限定的な実施形態では、タイインプラットフォーム１０にて包接水和物を形成しうる流体に対し、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体を注入する。
【００８７】
実施形態において、タイインプラットフォーム１０は、包接水和物阻害剤を保持する収容部１５と包接水和物阻害剤注射スキッド２０とを含む。例証的且つ非限定的な実施形態では、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体を収容部１５内に保持することによって、包接水和物阻害剤を保持する。例証的且つ非限定的な実施形態では、クラスレート水和物阻害剤注射スキッド２０を介して、少なくとも１つの一般式（Ｉ）の共重合体を、包接水和物を形成しうる流体に注入する。
【００８８】
一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を用いて包接水和物の形成を阻害する方法の実施形態について詳述してきた。
【実施例】
【００８９】
以下の非限定的な例では、一般式（Ｉ）を有する共重合体の合成を例証すると共に、本開示の方法もまた例証する。合成された化合物は、本質的に例証的なものであって、一般式（Ｉ）の範囲または記載の方法の範囲を限定するものではないと理解すべきである。
【００９０】
実施例１：一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体の合成
材料および方法
一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体（式中、Ｒ１は−（ＣＨ２）４−であり、ｘは０．５であり、且つｙは０．５である）を、以下の反応スキームに従って合成した。
【００９１】
【化２７】
2019521201.tif 000030
【００９２】
より具体的には、Ｌ−アスパラギン酸（約６６．５ｇ、０．５ｍｏｌ）を乳鉢および乳棒で粉砕しながら濃Ｈ２ＳＯ４（約３．３ｇ）をＬ−アスパラギン酸に滴下して添加することによって、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を合成し、粉砕混合物を形成した。この粉砕混合物を、磁気撹拌棒を用いて丸底フラスコ中で撹拌し、約２０３℃の油浴で加熱した。３０分後、粉砕した混合物を室温まで冷却し、十分に粉砕して、シリコーン油浴を用いて約２０３℃で７時間撹拌しながら加熱した。次いで、粉砕した混合物を室温まで冷却し、熱水（約３００ｍＬ、５５℃）およびメタノール（約１５０ｍＬ）で洗浄しながら濾過した。結果として得られたポリスクシンイミド（すなわちＰＳＩ）を、約７０℃で一定重量（約４２ｇ、収率９０％）になるまで減圧乾燥させた。
【００９３】
ウベローデ（Ubbelohde）粘度計（粘度計定数Ｋ＝０．００５ｍｍ２ｓ−２、SI Analytics、米国テキサス州カレッジステーション）を用いて測定したところ、約０．５％ＰＳＩのジメチルホルムアミド（すなわち、ＤＭＦ）溶液の還元粘度（すなわち、ηｒｅｄ）は、約２５℃で約８．５７ｍＬ／ｇであった。粘度平均分子量を９７４４ｇ／ｍｏｌと推定し、重合度（すなわち、ｎ）は１００と推定した。重合度を以下の実験式（１）により算出した。
ｎ＝３．５２×ηｒｅｄ１．５６  （１）
ｎは重合度であり、ηｒｅｄはｍＬ／ｇの単位で表されるＤＭＦ中の０．５％ＰＳＩの溶液の還元粘度である。
【００９４】
ＰＳＩを約７０℃で真空乾燥した後、約０℃にて乾燥ＰＳＩ（約９．７ｇ、１００ｍＬ）のＤＭＦ（約４０ｍＬ）溶液に、ピロリジン（５０ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して添加することによって、反応混合物を形成した。反応混合物を室温で１８時間撹拌した。反応混合物の生成物をアセトン中で沈殿させて濾過し、真空下約６０℃で一定重量になるまで乾燥させてから、構造（ＳＢＣ−１）のスクシンイミド系共重合体を得た。
【００９５】
【化２８】
2019521201.tif 000031
（収率：約９０％）。構造（ＳＢＣ−１）のスクシンイミド系共重合体は、メタノールにだけでなく、水にも可溶であることが見出された。
【００９６】
結果
Ｄ２Ｏにおける１Ｈ  ＮＭＲ分光法および元素解析によって判別されたように、構造（ＳＢＣ−１）のスクシンイミド系共重合体は、無傷のスクシンイミド環と開環体とを近似比１：１で含むことが見出された。例えば、図１を参照すると、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位と開環単量体繰り返し単位の近似比が１：１の場合、δ１．６−２．０ｐｐｍ下で面積は、ｆとマークされた４つの水素原子に属し、且つ積分面積（Ａ）を有し、ｄとマークされた２個の水素原子およびｅとマークされた４個の水素原子は、積分領域（Ｂ）（式中Ｂ＝［Ａ／４］×６）を有し、ｂとマークされた２つの水素原子は（Ｄ−［Ａ／４］×６）として計算される積分面積（Ｃ）を有し、Ｄは、δ２．４〜３．７ｐｐｍの下でｂ、ｄ、およびｅとマークされた水素原子に属する総面積を表し、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位の１個の水素原子の比に基づいて、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位と開環単量体繰り返し単位とのモル比は、（Ｃ／２）：（Ａ／４）開環単量体繰り返し単位を含む。ゆえに、近似比は１．０１：１．００であることが確証された。加えて、以下の元素解析が明らかにされた。
Ｃ：５３．０％、Ｈ：５．２％、Ｎ：１５．２％
（ＳＢＣ−１における近似比が１：１の場合、必要とされる元素解析は以下のとおり。
５３．３１％、Ｈ：５．１５％、Ｎ：１５．５５％）。
【００９７】
実施例２：一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体の合成
材料および方法
一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体（式中、Ｒ１は−（ＣＨ２）５−であり、ｘは０．５であり、且つｙは０．５である）を、以下の反応スキームに従って合成した。
【００９８】
【化２９】
2019521201.tif 000032
【００９９】
より具体的には、Ｌ−アスパラギン酸（約６６．５ｇ、０．５ｍｏｌ）を乳鉢および乳棒で粉砕しながら濃Ｈ２ＳＯ４（約３．３ｇ）をＬ−アスパラギン酸に滴下して添加することによって、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を合成し、粉砕混合物を形成した。この粉砕混合物を、磁気撹拌棒を用いて丸底フラスコ中で撹拌し、約２０３℃の油浴で加熱した。３０分後、粉砕した混合物を室温まで冷却し、十分に粉砕して、シリコーン油浴を用いて約２０３℃で７時間撹拌しながら加熱した。次いで、粉砕した混合物を室温まで冷却し、熱水（約３００ｍＬ、５５℃）およびメタノール（約１５０ｍＬ）で洗浄しながら濾過した。結果として得られたＰＳＩを、約７０℃で一定重量（約４２ｇ、収率９０％）まで減圧乾燥させた。
【０１００】
ウベローデ（Ubbelohde）粘度計（粘度計定数Ｋ＝０．００５ｍｍ２ｓ−２、ＳＩ分析）を用いて測定したところ、約０．５％ＰＳＩのＤＭＦ溶液の還元粘度は２５℃で８．５７ｍＬ／ｇであった。粘度平均分子量は９７４４ｇ／ｍｏｌと推定され、重合度は１００と推定された。この重合度は、実施例１と同様、実験式（１）を用いて算出された。
【０１０１】
ＰＳＩを約７０℃で真空乾燥した後、乾燥ＰＳＩ（約９．７ｇ、１００ｍＬ）をＤＭＦ（約４０ｍＬ）中に溶かした溶液に、ピペリジン（５０ｍｍｏｌ）を０℃にて５分間かけて滴下して添加することによって、反応混合物を形成した。反応混合物を室温で１８時間撹拌した。反応混合物の生成物をアセトン中で沈殿させて濾過し、真空下約６０℃で一定重量になるまで乾燥させて、構造（ＳＢＣ−２）のスクシンイミド系共重合体を得た。
【０１０２】
【化３０】
2019521201.tif 000033
（収率：約９０％）。構造（ＳＢＣ−２）のスクシンイミド系共重合体は、メタノールにだけでなく、水にも可溶であることが見出された。
【０１０３】
結果
Ｄ２Ｏにおけるの１Ｈ  ＮＭＲ分光法および元素解析によって判別されたように、構造（ＳＢＣ−２）のスクシンイミド系共重合体は、無傷のスクシンイミド環と開環体とを近似比１：１で含むことが見出された。例えば、図２を参照すると、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位と開環単量体繰り返し単位の近似比が１：１の場合、δ１．６〜１．８ｐｐｍ未満の領域は、ｆおよびｇとマークされた６つの水素原子に属し、且つ積分面積（Ａ）を有し、ｄとマークされた２つの水素原子およびｅとマークされた４つの水素原子は、積分面積（Ｂ）（Ｂ＝［Ａ／４］×６）を有し、ｂとマークされた２つの水素原子は面積Ａに等しい積分面積を必然的に有し、ｂとマークされた２つの水素原子は（Ｂ＝Ｃ−Ａ）として計算される（Ｂ）の積分面積を必然的に有し、これは（Ｂ＝Ｃ−Ａ）として計算され、Ｃはδ２．３〜３．６ｐｐｍ下でｂ、ｄおよびｅとマークされた水素原子に属する総面積を表し、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位の単一の水素原子の比に基づいて、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位と開環単量体繰り返し単位のモル比は、（Ｂ／２）：（Ａ／６）開環単量体繰り返し単位を含む。ゆえに、近似比が０．９８：１．００であることが確証された。加えて、以下の元素解析が明らかにされた。
Ｃ：５４．０％；Ｈ：５．５％、Ｎ：１４．６％（ＳＢＣ−２における近似比が１：１の場合、必要とされる元素解析は以下のとおり。
Ｃ：５４．４０％；Ｈ：５．４３％；Ｎ：１４．９０％）。
【０１０４】
実施例３：一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体の合成
材料および方法
一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体（式中、Ｒ１は−（ＣＨ２）６−であり、ｘは０．５であり、且つｙは０．５である）を、以下の反応スキームに従って合成した。
【０１０５】
【化３１】
2019521201.tif 000034
【０１０６】
より具体的には、Ｌ−アスパラギン酸（約６６．５ｇ、０．５ｍｏｌ）を乳鉢および乳棒で粉砕しながら濃Ｈ２ＳＯ４（約３．３ｇ）をＬ−アスパラギン酸に滴下して添加することによって、一般式（Ｉ）を有するスクシンイミド系共重合体を合成し、粉砕混合物を形成した。この粉砕混合物を、磁気撹拌棒を用いて丸底フラスコ中で撹拌し、約２０３℃の油浴で加熱した。３０分後、粉砕した混合物を室温まで冷却し、十分に粉砕して、シリコーン油浴を用いて約２０３℃で７時間撹拌しながら加熱した。次いで、粉砕した混合物を室温まで冷却し、熱水（約３００ｍＬ、５５℃）およびメタノール（約１５０ｍＬ）で洗浄しながら濾過した。結果として得られたＰＳＩを真空下、７０℃で一定重量になるまで乾燥させた（約４２ｇ、収率９０％）。
【０１０７】
ウベローデ（Ubbelohde）粘度計（粘度計定数Ｋ＝０．００５ｍｍ２ｓ−２、ＳＩ分析）を用いて測定したところ、約０．５％ＰＳＩのＤＭＦ溶液の還元粘度は２５℃で８．５７ｍＬ／ｇであった。粘度平均分子量は９７４４ｇ／ｍｏｌと推定され、重合度は１００と推定された。この重合度は、実施例１と同様、実験式（１）を用いて算出された。
【０１０８】
真空下約７０℃でＰＳＩを乾燥させた後、乾燥ＰＳＩ（約９．７ｇ、１００ｍＬ）をＤＭＦ（約４０ｍＬ）中に溶かした溶液に、０℃でアゼパン（約５０ｍｍｏｌ）を０℃にて５分間かけて滴下して添加することによって、反応混合物を形成した。反応混合物を室温で１８時間撹拌した。反応混合物の生成物をアセトン中で沈殿させて濾過し、真空下約６０℃で一定重量になるまで乾燥させて、構造（ＳＢＣ−３）のスクシンイミド系共重合体を得た。
【０１０９】
【化３２】
2019521201.tif 000035
（収率：約９３％）。構造（ＳＢＣ−３）のスクシンイミド系共重合体は、メタノールにだけでなく、水にも可溶であることが見出された。
【０１１０】
結果
Ｄ２Ｏにおける１Ｈ  ＮＭＲ分光法および元素解析によって判別されたように、構造（ＳＢＣ−３）のスクシンイミド系共重合体は、無傷のスクシンイミド環と開環体とを近似比１：１で含むことが見出された。例えば、図３を参照すると、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位と開環単量体繰り返し単位の近似比が１：１の場合、δ１．２〜１．７ｐｐｍの下の面積はｆおよびｇとマークされた８個の水素原子に属し、且つ積分面積（Ａ）を有し、ｄとマークされた２つの水素原子およびｅとマークされた４つの水素原子は（Ｂ＝［Ａ／８］×６）として計算される積分面積（Ｂ）を必然的に有し、ｂとマークされた２つの水素原子は（Ｃ＝［Ｄ−Ｂ］）として計算される（Ｃ）の積分面積を有し、Ｄはδ２．３〜３．５ｐｐｍｃ下でｂ、ｄおよびｅとマークされた水素原子に属する総面積を表し、且つ無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位の１個の水素原子の比に基づいて、無傷のスクシンイミド環単量体繰り返し単位と開環単量体繰り返し単位とのモル比は、（Ｃ／２）：（Ａ／８）開環単量体繰り返し単位を含む。ゆえに、近似比は１．０６：１．００であることが確証された。加えて、以下の元素解析が明らかにされた。
Ｃ：５５．０％；Ｈ：５．６％、Ｎ：１４．１％（ＳＢＣ−３における近似比が１：１の場合、必要とされる元素解析は以下のとおり。
Ｃ：５５．３５％；Ｈ：５．６７％；Ｎ：１４．３５％）。
【０１１１】
実施例４：ポリアクリルアミド−コ−アクリル酸およびポリ−エチル−オキサゾリンによる、包接水和物の形成阻害に関する特性評価
材料および方法
ポリアクリルアミド−コ−アクリル酸（すなわち、ＰＡＣ−ＡＡ）ナトリウム塩（カルボキシル高級カルボニル約７０％且つ分子量約２００，０００；Polysciences、米国ペンシルバニア州ワーリントン）およびポリエチル−オキサゾリン（ＰＥＯｘ）（Sigma−Aldrich Corp.、米国ミズーリ州セント・ルイス；ＣＡＳ番号：２５８０５−１７−８）の市販品を入手した。ＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘが包接水和物形成を阻害する能力に関して特性評価を行った。より具体的には、ロッキングセル（すなわち、ＲＣ−５）を用い、ＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘが包接水和物形成を阻害する能力に関して特性評価を行った。ＲＣ−５には、高圧下（すなわち、２００バールまで）および酸性ガス条件下で動作可能な５つのハステロイセル（PSL Systemtechnik Gmbh、ドイツ国ハルツオステローデ・アム・ハルツ）が含まれていた。ＲＣ−５の５つのハステロイセルを、エチレングリコールと水とを含有する温度制御浴中に浸漬した。動作中に、ＲＣ−５を揺動させ、反応物スラリーの混合を遂行した。混合用ボール付きハステロイセルの容量は約３０ｍＬであった。ＲＣ−５を用いて、模擬運転条件下で天然ガス包接水和物の形成を可能にし、ＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘの有効性を試験した。ＷｉｎＲＣソフトウェアを使用してデータの取得を完了し、５つの各ハステロイセルの時間および圧力を測定した。
【０１１２】
典型的な実験において、５つのハステロイセルの各々に重合体製剤を約１０ｍＬずつ充填した。具体的には、表２に記載されているように、重合体配合物１０ｍＬ中には、ＰＡＣ−ＡＡ、ＰＥＯｘまたはスクシンイミド系共重合体（約３重量％）などの重合体と、溶媒（約０．１９５ｇ（グラム）、モノエチレングリコールＭＥＧ）と、ブライン（約９７重量％、９．７ｇ）とが含まれていた。次いで、表３に記載されているように、５つのハステロイセルに、平衡に達するまで天然ガスを１時間充填した（すなわち、５つのハステロイセルに天然ガスを約７０ｂａｒおよび２１℃の圧力まで加えた）。表２に示すように、ブライン中には、塩化物アニオンとナトリウムカチオンと酢酸とギ酸と共役塩基とからなる水溶液が含まれていた。
【０１１３】
【表２】
2019521201.tif 000036
【０１１４】
現場の天然ガスには大量のメタン、二酸化炭素、硫化水素、窒素が含有されていると共に、現場でのパイプライン運転条件をシミュレートするための少量のエタン、プロパン、ブタンも含有されていることから、表３に示す天然ガス組成物を使用した。
【０１１５】
【表３】
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【０１１６】
この具体的な実施例において、５つのハステロイセルの各々に、表２のＰＡＣ−ＡＡまたはＰＥＯｘ（約３重量％）およびブライン（約９７重量％）を含む重合体配合物１０ｍＬを充填した。ＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘを別個に試験した。すなわち、単一試験中には２つの異なる重合体を併用しなかった。次いで、表３に記載されているように、５つのハステロイセルに天然ガスを充填し、２１℃で約７０ｂａｒの圧力にした。図４を参照すると、表４に概説されているように、３つの操作段階で温度が変化するようにＲＣ−５をプログラムした。
【０１１７】
【表４】
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【０１１８】
表３の天然ガス組成物中の包接水和物の三相平衡温度（すなわち、液体、蒸気および水和物）を、当業者に公知の方法で計算した。天然ガス組成物中の包接水和物の三相平衡温度は、７０ｂａｒにて約１８．６℃であることが見出された。そのうえ、液体相、蒸気相、および水和物相の圧力変化は天然ガス組成物の質量バランスを用いて説明されるものであり、厳密に言うと、圧力変化は包接水和物形成に起因していた。
【０１１９】
動作中にＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘが包接水和物形成を阻害する能力を、３通りの過冷却温度（約４．０℃、５．６℃および１０．５℃）にて評価した。動作中にＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘが包接水和物形成を阻害する能力を、３通りの過冷却温度で評価して、包接水和物の形成が生起された誘導期間および温度を特定した。より具体的には、実施形態では、スクシンイミド系共重合体が包接水和物の形成を阻害する能力を、様々な過冷却温度にて各操作段階ごとの圧力を評価することによって評価し、安定な圧力を包接水和物の阻害の指標であると判定した。
【０１２０】
結果
図４に示すように、如何なる過冷却温度においても、ＰＡＣ−ＡＡおよびＰＥＯｘは、包接水和物形成に対する阻害剤として有効でなかった。ＰＡＣ−ＡＡを充填したＲＣ−５および表２のブライン水組成物において、包接水和物の形成は瞬間的であった。包接水和物の核生成をＰＥＯｘによって遅延させたが、最終的には、第１の過冷却温度４．０℃にてＰＥＯｘが包接水和物形成阻害剤としては作用しなかった。加えて、ＰＥＯｘを充填したＲＣ−５セルにおいて、包接水和物の増殖はきわめて迅速であった。
【０１２１】
実施例５：スクシンイミド系共重合体の（ＳＢＣ−１）、（ＳＢＣ−２）および（ＳＢＣ−３）の特性評価、ならびに、ナトリウムポリアスパルテート−ラン−ポリスクシンイミドによる、包接水和物形成に対する阻害
材料および方法
構造（ＳＢＣ−１）、（ＳＢＣ−２）および（ＳＢＣ−３）を有するスクシンイミド系共重合体を、実施例１〜３と同様にして合成した。加えて、ポリアスパラギン酸ナトリウム−ラン−ポリスクシンイミド（すなわち、ＳＢＣ−４）を合成した。
【０１２２】
【化３３】
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【０１２３】
より具体的には、Ｎ２下にて約０℃で５〜８分間撹拌しながら、ＰＳＩ（繰り返し単位関連；約１０．０ｇ、１０３ｍｍｏｌ）の水溶液（約３０ｍＬ）に、固体ＮａＯＨ（約３．１７ｇ、７９．３ｍｍｏｌ、すなわち繰り返し単位の０．７７モル分率）を少しずつ添加してＳＢＣ−４を合成し、反応混合物を形成した。実施例１と同様にＰＳＩを合成した。反応混合物を室温で３時間かけて撹拌した。反応混合物を撹拌しながら、アセトン（約２００ｍＬ）に滴下して加えた。吸湿性白色反応生成物を濾過し、アセトンで洗浄してから、真空下約７０℃で一定重量になるまで乾燥させてＳＢＣ−４を得た（収率：約８８％）。
【０１２４】
（ＳＢＣ−１）、（ＳＢＣ−２）、（ＳＢＣ−３）、および（ＳＢＣ−４）が包接水和物の形成を阻害する能力の特性評価を、実施例４と同様に行い、ただし、表５に概説されているように、３つの操作段階で温度が変化するようにＲＣ−５をプログラムした。加えて、各スクシンイミド系共重合体を別個に試験した。すなわち、単一試験中には２つの異なるスクシンイミド系共重合体を併用しなかった。
【０１２５】
【表５】
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【０１２６】
結果
図５に示すように、構造（ＳＢＣ−１）および（ＳＢＣ−２）を有するスクシンイミド系共重合体は、４．０℃の第１の過冷却温度および５．６℃の第２の過冷却温度の両方で包接水和物の形成に対する阻害剤として有効であった。そのうえ、構造（ＳＢＣ−１）および（ＳＢＣ−２）を有するスクシンイミド系共重合体は、過冷却温度６．０℃にて２日を超える日数にわたって包接水和物の核形成を遅延させることができた。更に、構造（ＳＢＣ−１）および（ＳＢＣ−２）を有するスクシンイミド系共重合体は、第２の過冷却温度５．６℃にて現場のパイプラインにおける包接水和物形成を防止するのに有効であった。加えて、（ＳＢＣ−３）および（ＳＢＣ−４）は、第１の過冷却温度４．０℃にて包接水和物形成を防止するうえで有効であった。そのうえ、図５の圧力変化を考慮すれば、第１の過冷却温度４．０℃にて包接水和物形成を防止するうえで、（ＳＢＣ−３）の方が、（ＳＢＣ−４）よりも効果的であった。
【０１２７】
特許請求の範囲に記載の主題の趣旨および範囲から逸脱することなしに、本開示に記載の実施形態に対し様々な修正および変更を施すことができることは、当業者に明らかになるであろう。ゆえに、本開示は、記載されている様々な実施形態に対する修正および変更を取り扱うことを意図したものであるが、ただし、そのような修正および変形は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内に含まれることを条件とする。
【０１２８】
「全般的に（generally）」、「一般的に（commonly）」、および「典型的に（typically）」のような用語が用いられているからといって、特許請求の範囲が限定されるわけではないし、あるいは特定の特徴が、特許請求の範囲の構造または機能にとって重大な意味を持つか、不可欠であるかまたは重要でさえあることが暗示されるわけでもない、という点に留意されたい。寧ろ、これらの用語は、本開示の特定の実施形態において必ずしも利用されるとは限らない代替的または追加的な特徴を強調することを意図したものに過ぎない。
【０１２９】
様々な実施形態の説明に「含む（comprising）」または「含む（including）」という用語が用いられている場合、いくつかの特定の事例において、「本質的になる（consisting essentially of）」または「からなる（consisting of）」という言葉を用いて実施形態を代替的に説明できることが、当業者に理解されるであろう。この点については更に理解する必要がある。
【０１３０】
別途指示されていない限り、本開示および特許請求の範囲に使用されている成分の量、反応条件などの特性を表す全ての数字は、あらゆる場合において「約（about）」という用語で修飾されるものとして理解すべきである。したがって、別途それとは矛盾する旨が指示されていない限り、本開示および特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、本開示の主題によって得ようと希求された所望の特性に応じて変化しうる近似値である。
【０１３１】
本開示全体を通じて与えられた全ての最大数値制限には、その数値未満の数値制限が含まれ、これは、そのような数値制限が本開示においてあたかも明示的に記載されているかの如くであることを理解すべきである。そのような数値制限が本開示においてあたかも明示的に記載されているかのように、本開示全体を通して与えられた最小の数値限定はいずれも、その数値を超える数値制限が含まれる。そのような狭小な数値範囲がいずれも本開示においてあたかも明示的に記載されているかのように、本開示全体を通して与えられた全ての数値範囲には、そのような広範な数値範囲内に入る全ての狭小な数値範囲が含まれる。
【０１３２】
別途規定されていない限り、本開示において使用されている全ての技術用語および科学用語の意味は、特許請求の範囲に記載されている主題の属する当業者に遍く理解されている意味と同じである。本開示において使用されている用語は、もっぱら特定の実施形態について説明することを目的としたものであり、制限的であることを意図したものではない。開示および添付の特許請求の範囲において使用されている単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上他の意味に解釈されることが明らかでない限り、複数形も含むことを意図したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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