(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを製造する方法であって、ニトリル基含有ポリマーを、水素の存在下で、酸化状態Ｆｅ（０）にある鉄を含む不均一系触媒と接触させ、前記触媒が、担体物質を、１種または複数の鉄含有化合物の溶液またはスラリーに含浸させる工程と、２００℃より高い温度で水素を用いて、担持された鉄触媒を還元する工程とを含む方法によって得られる、方法。
【請求項２】
ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを製造する方法であって、ニトリル基含有ポリマーを、水素の存在下で、酸化状態Ｆｅ（０）にある鉄を含む不均一系触媒と接触させ、前記不均一系触媒の鉄含量（質量による）が、１〜２５重量％の範囲である、方法。
【請求項３】
ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを製造する方法であって、ニトリル基含有ポリマーを、水素の存在下で、酸化状態Ｆｅ（０）にある鉄を含む不均一系触媒と接触させ、前記不均一系触媒が、Ｒｈ、Ｐｄ、および／またはＰｔを、０．０１〜１０重量％の量で含む、方法。
【請求項４】
前記ニトリル基含有ポリマーが、ニトリルゴム（ＮＢＲ）または水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ニトリル基含有ポリマーが、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記鉄が、多孔質および／または粒子状物質上に担持されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記鉄が、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、またはそれらの混合物上に担持されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記不均一系触媒が、Ｐｔ、Ｐｄ、およびＲｈからなる群から選択される貴金属をさらに含む、請求項１、２、４〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記不均一系触媒が、Ｐｄをさらに含む、請求項１、２、４〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記不均一系触媒が、０．００１ｍｍ〜１ｍｍの範囲の直径を有する粒子からなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記不均一系触媒が、０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲の直径を有する粒子からなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記不均一系触媒が、０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲の直径を有する粒子からなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ニトリル基の水素化を、０．５ＭＰａ〜２５ＭＰａの範囲の絶対水素圧で実施する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ニトリル基の水素化を、１．５ＭＰａ〜１８ＭＰａの範囲の絶対水素圧で実施する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ニトリル基の水素化を、３ＭＰａ〜１５ＭＰａの範囲の絶対水素圧で実施する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ニトリル基の水素化を、４ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲の絶対水素圧で実施する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記水素化を、５０℃〜２５０℃の範囲の温度で実施する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記水素化を、１００℃〜１８０℃の範囲の温度で実施する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記水素化を、１２０℃〜１５０℃の範囲の温度で実施する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記不均一系触媒と前記ニトリル基含有ポリマーとの重量比が、０．０１：１〜２．０
：１である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記不均一系触媒と前記ニトリル基含有ポリマーとの重量比が、０．０５：１〜１：１である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記不均一系触媒と前記ニトリル基含有ポリマーとの重量比が、０．１：１〜０．２：１である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記ニトリル基含有ポリマーが、１８〜５０重量％のアクリロニトリル含量を有する、ニトリルゴム（ＮＢＲ）または水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）である、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記水素化が、固定床反応器、撹拌型反応器、または回転ディスク型反応器内で実施される、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記触媒が、濾過法、磁場法、または遠心分離法によって反応混合物から分離される、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記水素化が、溶媒の存在下で実施される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記水素化が、有機溶媒の存在下で実施される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記水素化が、ハロゲン化有機溶媒の存在下で実施される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記水素化が、塩素化された芳香族、脂肪族または脂環族溶媒中で実施される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記水素化が、モノクロロベンゼン中で実施される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか一項に記載のアミノ基を含有するポリマーを製造する方法のための、ニトリル基含有ポリマーの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不均一系触媒作用によって、ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを調製するための方法、前記方法を実施するのに好適な触媒、および前記反応を実施するための前記触媒の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニトリル基を全てまたは部分的に水素化してアミノ基にすることによって、そのポリマーをさらに化学的に変性することが可能となり、従って、極めて広い範囲でそれらの性質を調節することが可能となる。
【０００３】
ポリマーを水素化するためには、２つの典型的な技術、すなわち均一系触媒に基づくものと不均一系触媒に基づくものとが公知である。均一系水素化は高い転化率を与えるが、鎖の切断を起こすこともあり、また触媒の抽出が困難であるために、多くの場合、金属によるポリマーの汚染が起きる。その一方で、不均一系水素化は多くの場合、中程度の転化率を与えるが、鎖の切断が少なく、ポリマーの汚染が起こらず、かつ触媒の抽出、分離および再生が容易であるために、均一系水素化よりも好ましいことが多い。さらに、担持された不均一系の遷移金属および貴金属触媒は、リサイクルが可能であり、均一系の抽出製品よりも副生成物が少ない。
【０００４】
ニトリルを水素化して対応するアミンにすることは、低分子量の範囲では精力的に検討されてきており、特に、（非特許文献１）に記載があるが、全般的なニトリル含有ポリマーの水素化、特に、前記方法のニトリルゴムへの移行の可能性については何らの示唆も与えられていない。高分子量化合物のニトリル基の水素化についての検討ははるかに少ない。（非特許文献２）によれば、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）のニトリル基を水素化しようとすると、モル質量の増大とポリマーのゲル化とを招く。
【０００５】
（特許文献１）には、各種の公知の水素化触媒（金属ニッケル、コロイド状白金、微細分散パラジウム、銅クロマイト、Ｃｒ、Ｗ、またはＭｏの酸化物または硫化物；好ましくはＲａｎｅｙ−ニッケル）を用いた、少なくとも４単位を有するポリマー性ニトリルの水素化が記載されていた。一例として、ニトリル−スチレンゴムが、Ｒａｎｅｙ  Ｎｉ触媒を使用し、ベンゼン中、アンモニアを添加して水素化された。しかしながら、その水素化の前後における分子量についての情報がまったく与えられず、またニトリル基からアミノ基への転化率についての定量的な分析もされていなかった。
【０００６】
１００．０００までの分子量を有するブタジエン−アクリロニトリルコポリマーについて、第一工程においてＰｄ／Ｃ上でＣ＝Ｃ基を水素化し、それに続く工程においてＮｉ  Ｒａｎｅｙ触媒上でＣＮフラグメントを水素化する２段プロセスによる水素化が、（特許文献２）に開示されている。しかしながら、２５０℃で９３０〜９５０気圧という過酷な条件のために、この方法の商業的な使用は不可能である。さらに、（特許文献２）には、１０００００を超える分子量を有するポリマーは、明確には水素化できないとの記載もある。
【０００７】
（特許文献３）においては、ニトリルゴムのニトリル基の水素化を、特殊なメソ多孔質構造を有するＣｏ  Ｒａｎｅｙの存在下で実施した。この場合においては、３０００の分子量を有するニトリルゴムを、ＴＨＦ中１５％溶液で水素化した。それにはさらに、前記方法によって、ニトリル基の還元がまず起こり、その後でＣ＝Ｃ二重結合が水素化されるとも記述されている。
【０００８】
（特許文献４）および（特許文献５）には、水素化触媒の存在下で、対応するニトリルを水素化することによる、低分子量一級アミンを製造するための方法が開示されている。その水素化触媒には、ニッケル、コバルト、および鉄からなる群から選択される少なくとも１種の金属が含まれ、ニトリルの水素化においてそれを使用する前に、炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、および一酸化炭素からなる群から選択される少なくとも１種の反応剤を用い、１５０〜５００℃で前処理しなければならない。しかしながら、鉄含有触媒は好ましいものではなく、実際に、それについての実施例は全く示されていない。
【０００９】
低分子量ジニトリル化合物を水素化するための触媒として、鉄、クロム、および亜鉛でドープしたＲａｎｅｙニッケルの使用が、（特許文献６）に開示されている。
【００１０】
（特許文献７）および（特許文献８）には、液相中で、アルミニウムと、鉄、コバルト、およびニッケルからなる群から選択される少なくとも１種の遷移金属と、必要に応じて、チタン、ジルコニウム、クロム、およびマンガンからなる群から選択される１種以上のさらなる遷移金属との合金をベースとする懸濁させた活性化Ｒａｎｅｙ触媒上での、低分子量ニトリルからそれらに対応する一級アミンへの連続水素化が記載されている。その水素化は、アンモニア、および塩基性のアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物の非存在下で実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第２４５６４２８号明細書
【特許文献２】米国特許第２，５８５，５８３号明細書
【特許文献３】米国特許第６，１２１，１８８号明細書
【特許文献４】米国特許第８，１１９，５５６号明細書
【特許文献５】米国特許第７，７６７，８５９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１１２３０６８１号明細書
【特許文献７】特開２００２２０１１６３号公報
【特許文献８】特開２００２２０５９７５号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  ａｎｄ  Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｉｔｒｉｌｅｓ  ｉｎｔｏ  ａ  ｌｉｑｕｉｄ  ｐｈａｓｅ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｔｉｃ  Ａｓｐｅｃｔｓ．Ｃ．ｄｅ  Ｂｅｌｌｅｆｏｎ，Ｐ．Ｆｏｕｉｌｌｏｕｘ，Ｃａｔａｌ．Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．（１９９４），３６（３），４５９−５０６
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００１），７９，１６１８−１６２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
現在までのところ、アミノ基を有するポリマーの不均一系触媒作用による水素化についてのデータは、一般的にはほとんどなく、入手可能なデータは、低分子量ポリマーの水素化、または主として貴金属、Ｃｏ  ＲａｎｅｙもしくはＮｉ  Ｒａｎｅｙ触媒を使用する水素化のいずれかに限定されている。具体的には、一般的に不均一系触媒、特に、担持されたＦｅ（０）触媒上での、高分子量のＭｗ（２００，０００超）を有するポリマーのニトリル側基の水素化の実際の成功例は開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを調製するための方法であって、そのニトリル基含有ポリマーが、酸化状態０にある鉄（Ｆｅ０）を含む不均一系触媒の存在下で水素と接触させられる方法に関する。
【００１５】
本発明では、特に、飽和主鎖を有するコポリマー、たとえば水素化ニトリルゴム、またはジエンモノマーから誘導された繰り返し単位を基準にして、０．５〜２０ｍｏｌ％の範囲の残存二重結合を有するコポリマーにおける、Ｃ≡Ｎ結合の水素化のレベルを良好に調節することが可能である。本発明はさらに、ニトリル基を水素化してアミノ基にした後でもそのゴムの分子量が変化せずに留まっているように、ポリマー中のニトリル基を水素化する方法も提供する。本発明はさらに、ポリマーのニトリル基を水素化してアミノ基にする方法を提供し、その方法は水素化の際にポリマー鎖が切断されることを回避し、最小限の（ｍａｒｇｉｎａｌ）ゲル生成しかもたらさない方法も提供する。鉄触媒を使用すると、その反応は、モノクロロベンゼンのようなハロゲン化溶媒中で実施することが可能であり、しかもその溶媒の脱ハロゲン化水素を起こさない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを調製するための方法を提供する。本発明において使用する場合、「ポリマー」という用語は、１種以上の繰り返し単位を含み、その繰り返し単位の合計数が、１０以上、好ましくは１００以上、最も好ましくは１０００以上である化合物を指している。
【００１７】
そのニトリル基含有ポリマーは、一般的には１０〜１８０ＭＵ、より好ましくは２０〜１５０ＭＵ、最も好ましくは３０〜１２０ムーニー単位のムーニー粘度を有している。ムーニー粘度（ＭＬ（１＋４＠１００℃））は、ＡＳＴＭ  Ｄ  １６４６に準拠して剪断円板粘度計により、１００℃で測定される。
【００１８】
そのニトリル基含有ポリマーは、典型的には２０．０００〜１．２Ｍｉｏ  ｇ／ｍｏｌ、好ましくは１００．０００〜１Ｍｉｏ．ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは２００．０００〜８００．０００ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量Ｍｗを有している。重量平均モル重量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって求める。
【００１９】
好ましい実施形態においては、そのニトリル基含有ポリマーが、１０〜１８０ＭＵのムーニー粘度および２０．０００〜１．２Ｍｉｏ  ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量Ｍｗ、好ましくは２０〜１５０のムーニー粘度および１００．０００〜１Ｍｉｏ．ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量Ｍｗ、より好ましくは３０〜１１０のムーニー粘度および２００．０００〜８００．０００ｇ／ｍｏｌの重量平均モル質量Ｍｗを有している。
【００２０】
「ニトリル基含有ポリマー」という用語は、ニトリル基を有するすべてのタイプの合成または部分合成ポリマーを指すものとし、そのようなものとしては、たとえば以下のものが挙げられる：イソプレン／アクリロニトリル、ブタジエン／イソプレン／アクリロニトリル、ブタジエン／（メタ）アクリレート／アクリロニトリル、ブタジエン／無水マレイン酸／アクリロニトリル、ブタジエン／マレイン酸／アクリロニトリル、ブタジエン／フマル酸／アクリロニトリル、ブタジエン／（メタ）アクリル酸／アクリロニトリル、ブタジエン／イタコン酸／アクリロニトリル、ブタジエン／マレイン酸ハーフエステル／アクリロニトリル、（メタ）アクリレート／アクリロニトリル、スチレン／（メタ）アクリレート／アクリロニトリル、ブタジエン／スチレン／アクリロニトリル、スチレン／アクリロニトリル、α−メチルスチレン／アクリロニトリル、スチレン／α−メチルスチレン／アクリロニトリル、ｐ−メチルスチレン／アクリロニトリル、（メタ）アクリレート／アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル。
【００２１】
好ましい実施形態においては、そのニトリル基含有ポリマーが、ニトリルゴムまたは水素化ニトリルゴムである。
【００２２】
ニトリルゴムおよび水素化ニトリルゴム
本発明の目的においては、ニトリルゴム（「ＮＢＲ」と呼ぶこともある）とは、少なくとも１種のα，β−不飽和ニトリル、少なくとも１種の共役ジエン、および任意選択的に場合によっては１、２、３、４種またはそれを超えるさらなる共重合性モノマーの繰り返し単位を含むコポリマーであるゴムである。
【００２３】
そのようなニトリルゴムおよびそのようなニトリルゴムを製造するための方法は周知であり、たとえば、Ｗ．Ｈｏｆｍａｎｎ，Ｒｕｂｂｅｒ  Ｃｈｅｍ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，３６（１９６３），１およびＵｌｌｍａｎｎ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，１９９３），ｐ．２５５−２６１を参照されたい。
【００２４】
そのニトリルゴム中の共役ジエンは、典型的には４〜１６個、好ましくは４〜８個、最も好ましくは４〜６個の炭素原子を有している。共役ジエンを、１，２−ブタジエン、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチルブタジエン、ピペリレン、またはそれらの混合物から選択するのが特に好ましい。共役ジエンを１，３−ブタジエンおよびイソプレン、またはそれらの混合物から選択すればより好ましい。共役ジエンが１，３−ブタジエンであれば最も好ましい。
【００２５】
そのα，β−不飽和ニトリルは、典型的には３〜１６個、好ましくは３〜８個、最も好ましくは３〜５個の炭素原子を有している。α，β−不飽和ニトリルを、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、またはそれらの混合物から選択するのが特に好ましい。そのα，β−不飽和ニトリルがアクリロニトリルであれば最も好ましい。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態においては、そのニトリルゴムが、アクリロニトリルおよび１，３−ブタジエンのみをベースとしているか、または１、２種もしくはそれを超えるさらなるコモノマーを併用する。
【００２７】
当業者であれば、それらのさらなる共重合性モノマーを好適に選択することができる。そのようなモノマーとしては、たとえば以下のものが挙げられる：芳香族ビニルモノマー、好ましくはスチレン、α−メチルスチレン、およびビニルピリジン、フッ素含有ビニルモノマー、好ましくはフルオロエチルビニルエーテル、フルオロプロピルビニルエーテル、ｏ−フルオロメチルスチレン、ビニルペンタフルオロベンゾエート、ジフルオロエチレン、およびテトラフルオロエチレン、またはそうでなければ共重合性老化防止性モノマー、好ましくはＮ−（４−アニリノフェニル）アクリルアミド、Ｎ−（４−アニリノフェニル）メタクリルアミド、Ｎ−（４−アニリノフェニル）シンナミド、Ｎ−（４−アニリノフェニル）クロトンアミド、Ｎ−フェニル−４−（３−ビニルベンジルオキシ）アニリン、およびＮ−フェニル−４−（４−ビニルベンジルオキシ）アニリン、さらには非共役ジエン、たとえば４−シアノシクロヘキセンおよび４−ビニルシクロヘキセン、または他のアルキン、たとえば１−もしくは２−ブチン。
【００２８】
別の方法として、そのさらなる共重合性モノマーが、α，β−不飽和カルボン酸の誘導体、たとえばα，β−不飽和モノカルボン酸のエステルもしくはアミド、またはα，β−不飽和ジカルボン酸のモノエステル、ジエステル、もしくはアミドであってもよい。
【００２９】
α，β−不飽和モノカルボン酸のエステル、好ましくはそれらのアルキルエステルおよびアルコキシアルキルエステルを用いることも可能である。α，β−不飽和モノカルボン酸のアルキルエステル、とりわけＣ１〜Ｃ１８−アルキルエステルが好ましい。特に好ましいのは以下のものである：アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエステル、とりわけＣ１〜Ｃ１８−アルキルアルキルエステル、特に好ましくはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ｎ−ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、およびメタクリル酸２−エチルヘキシル。α，β−不飽和モノカルボン酸のアルコキシアルキルエステルもまた好ましく、アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルコキシアルキルエステル、より詳しくはアクリル酸もしくはメタクリル酸のＣ２〜Ｃ１２−アルコキシアルキルエステル、極めて好ましくはアクリル酸メトキシメチル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、および（メタ）アクリル酸メトキシメチルがより好ましい。さらには、たとえば先に挙げたようなアルキルエステルと、先に挙げたものの形態にあるアルコキシアルキルエステルとの混合物を用いることも可能である。その中のシアノアルキル基のＣ原子の数が２〜１２である、アクリル酸シアノアルキルおよびメタクリル酸シアノアルキル、好ましくはアクリル酸α−シアノエチル、アクリル酸β−シアノエチル、およびメタクリル酸シアノブチルもまた好適である。さらに、その中のヒドロキシアルキル基のＣ原子の数が１〜１２である、アクリル酸ヒドロキシアルキルおよびメタクリル酸ヒドロキシアルキル、好ましくはアクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、およびアクリル酸３−ヒドロキシプロピル；フッ素置換されたベンジル基含有のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル、好ましくはアクリル酸フルオロベンジルおよびメタクリル酸フルオロベンジル、フルオロアルキル基を含むアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、好ましくはアクリル酸トリフルオロエチルおよびメタクリル酸テトラフルオロプロピル、さらにはアミノ基を含むα，β−不飽和カルボン酸エステル、たとえばアクリル酸ジメチルアミノメチルおよびアクリル酸ジエチルアミノエチルを用いてもよい。
【００３０】
特に好ましいα，β−不飽和モノカルボン酸のアルキルエステルは、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、アクリル酸２−プロピルヘプチル、および（メタ）アクリル酸ラウリルである。より具体的には、アクリル酸ｎ−ブチルが用いられる。特に好ましいα，β−不飽和モノカルボン酸のアルコキシアルキルエステルは、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、および（メタ）アクリル酸メトキシメチルである。より具体的には、アクリル酸メトキシエチルが用いられる。
【００３１】
特に好ましいα，β−不飽和モノカルボン酸のヒドロキシアルキルエステルは、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、および（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチルである。
【００３２】
用いることができるその他のα，β−不飽和モノカルボン酸のエステルとしては、たとえば以下のものが挙げられる：ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシメチル）アクリルアミド、およびウレタン（メタ）アクリレート。
【００３３】
さらに、α，β−不飽和ジカルボン酸のモノエステルまたはジエステルを用いることも可能である。
【００３４】
これらのα，β−不飽和ジカルボン酸のモノエステルもしくはジエステルとしては、たとえば、アルキルエステル、好ましくはＣ１〜Ｃ１０−アルキル、より詳しくはエチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、もしくはｎ−ヘキシルエステル；アルコキシアルキルエステル、好ましくはＣ２〜Ｃ１２−アルコキシアルキル、より好ましくはＣ３〜Ｃ８−アルコキシアルキル；ヒドロキシアルキル、好ましくはＣ１〜Ｃ１２−ヒドロキシアルキル、より好ましくはＣ２〜Ｃ８−ヒドロキシアルキル；シクロアルキルエステル、好ましくはＣ５〜Ｃ１２−シクロアルキル、より好ましくはＣ６〜Ｃ１２−シクロアルキル；アルキルシクロアルキルエステル、好ましくはＣ６〜Ｃ１２−アルキルシクロアルキル、より好ましくはＣ７〜Ｃ１０−アルキルシクロアルキル；アリールエステル、好ましくはＣ６〜Ｃ１４−アリールエステルが挙げられ、これらのエステルはモノエステルまたはジエステルであり、また、ジエステルの場合には、そのエステルを混合エステルとすることも可能である。
【００３５】
α，β−不飽和ジカルボン酸のジエステルの例には、以下のものが包含される：
・マレイン酸ジアルキルエステル、好ましくはマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、およびマレイン酸ジ−ｎ−ブチル；
・マレイン酸ジシクロアルキルエステル、好ましくはマレイン酸ジシクロペンチル、マレイン酸ジシクロヘキシル、およびマレイン酸ジシクロヘプチル；
・マレイン酸ジアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはマレイン酸ジメチルシクロペンチル、およびマレイン酸ジエチルシクロヘキシル；
・マレイン酸ジアリールエステル、好ましくはマレイン酸ジフェニル；
・マレイン酸ジベンジルエステル、好ましくはマレイン酸ジベンジル；
・フマル酸ジアルキルエステル、好ましくはフマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、およびフマル酸ジ−ｎ−ブチル；
・フマル酸ジシクロアルキルエステル、好ましくはフマル酸ジシクロペンチル、フマル酸ジシクロヘキシル、およびフマル酸ジシクロヘプチル；
・フマル酸ジアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはフマル酸ジメチルシクロペンチル、およびフマル酸ジエチルシクロヘキシル；
・フマル酸ジアリールエステル、好ましくはフマル酸ジフェニル；
・フマル酸ジベンジルエステル、好ましくはフマル酸ジベンジル；
・シトラコン酸ジアルキルエステル、好ましくはシトラコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、シトラコン酸ジプロピル、およびシトラコン酸ジ−ｎ−ブチル；
・シトラコン酸ジシクロアルキルエステル、好ましくはシトラコン酸ジシクロペンチル、シトラコン酸ジシクロヘキシル、およびシトラコン酸ジシクロヘプチル；
・シトラコン酸ジアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはシトラコン酸ジメチルシクロペンチル、およびシトラコン酸ジエチルシクロヘキシル；
・シトラコン酸ジアリールエステル、好ましくはシトラコン酸ジフェニル；
・シトラコン酸ジベンジルエステル、好ましくはシトラコン酸ジベンジル；
・イタコン酸ジアルキルエステル、好ましくはイタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジプロピル、およびイタコン酸ジ−ｎ−ブチル；
・イタコン酸ジシクロアルキルエステル、好ましくはイタコン酸ジシクロペンチル、イタコン酸ジシクロヘキシル、およびイタコン酸ジシクロヘプチル；
・イタコン酸ジアルキルシクロアルキルエステル、好ましくはイタコン酸ジメチルシクロペンチル、およびイタコン酸ジエチルシクロヘキシル；
・イタコン酸ジアリールエステル、好ましくはイタコン酸ジフェニル；
・イタコン酸ジベンジルエステル、好ましくはイタコン酸ジベンジル；
・メサコン酸ジアルキルエステル、好ましくはメサコン酸ジエチルエステル。
【００３６】
１分子あたり２個以上のオレフィン性二重結合を含む、フリーラジカル重合性化合物を、さらなる共重合性モノマーとして使用することも可能である。そのようなジもしくはポリ不飽和化合物の例としては以下のものが挙げられる：ポリオールのジもしくはポリ不飽和アクリレート、メタクリレートまたはイタコネート、たとえば、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＯＤＡ）、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ブタン−１，４−ジオールジアクリレート、プロパン−１，２−ジオールジアクリレート、ブタン−１，３−ジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールエタンジアクリレート、トリメチロールエタンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）、グリセリルジアクリレートおよびトリアクリレート、ペンタエリスリトールジ、トリ、およびテトラアクリレートもしくはメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ−、ペンタ−およびヘキサ−アクリレートもしくはメタクリレートもしくはイタコネート、ソルビトールテトラアクリレート、ソルビトールヘキサメタクリレート、ジアクリレートもしくはジメタクリレート、または１，４−シクロヘキサンジオール、１，４ジメチロールシクロヘキサン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリエチレングリコール、または末端ヒドロキシル基を有するオリゴエステルもしくはオリゴウレタン。ポリ不飽和モノマーとしては、以下のものを用いることもまた可能である：アクリルアミド、たとえば、メチレンビスアクリルアミド、ヘキサメチレン−１，６−ビスアクリルアミド、ジエチレントリアミントリスメタクリルアミド、ビス（メタクリルアミドプロポキシ）エタン、またはアクリル酸２−アクリルアミドエチル。ポリ不飽和ビニル化合物およびアリル化合物の例としては以下のものが挙げられる：ジビニルベンゼン、エチレングリコールジビニルエーテル、フタル酸ジアリル、メタクリル酸アリル、マレイン酸ジアリル、トリアリルイソシアヌレート、またはリン酸トリアリル。
【００３７】
このタイプのコモノマーを用いると、高い転化率にまで重合を進め、かつ比較的高い平均分子量Ｍｗ（重量平均）および／またはＭｎ（数平均）を有し、かつゲルを含まない（ゲルフリー）ニトリルゴムを調製することが可能である。
【００３８】
ＮＢＲポリマー中の共役ジエンとα，β−不飽和ニトリルとの比率は、広い範囲で変化させてもよい。共役ジエンの比率または合計は、ポリマー全体を基準にして重量で、典型的には４０〜９０％の範囲、好ましくは５０〜８５％の範囲である。α，β−不飽和ニトリルの比率または合計は、ポリマー全体を基準にして重量で、典型的には１０〜６０％、好ましくは１５〜５０％である。いずれの場合においても、モノマーの比率を合計したものが１００重量％となる。典型的には、その追加のモノマーは、それらの性質に依存して、ポリマー全体を基準にして、０％〜４０重量％の量で存在することができる。この場合、１種または複数の共役ジエンおよび／または１種または複数のα，β−不飽和ニトリルの相当する比率を追加のモノマーの比率で置き換え、それぞれの場合において、全部のモノマーの比率を合計して１００重量％とする。
【００３９】
さらなるモノマーとして（メタ）アクリル酸のエステルを用いる場合、それらは通常１〜２５重量％の量で存在する。
【００４０】
本発明のニトリルゴムの窒素含量は、ＤＩＮ  ５３  ６２５に準拠して、Ｋｊｅｌｄａｈｌ法によって測定する。極性のコモノマーが含まれているために、そのニトリルゴムは通常メチルエチルケトン中に、２０℃で、＞８５重量％程度まで溶解可能である。
【００４１】
本発明のニトリルゴムおよび水素化ニトリルゴムのガラス転移温度が、一般的には−７０℃〜＋２０℃の範囲、好ましくは６０℃〜１０℃の範囲に入るようにする。
【００４２】
アクリロニトリル、１，３−ブタジエン、および任意選択的に場合により１種または複数のさらなる共重合性モノマーの繰り返し単位を含む本発明によるニトリルゴムが好ましい。アクリロニトリル、１，３−ブタジエン、および１種または複数のα，β−不飽和モノカルボン酸もしくはジカルボン酸のエステルまたはアミドの繰り返し単位、特にα，β−不飽和カルボン酸のアルキルエステルの繰り返し単位、極めて特に好ましくは（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、または（メタ）アクリル酸ラウリルの繰り返し単位を有するニトリルゴムが好ましい。
【００４３】
そのようなニトリルゴムの調製は、典型的には、上述したモノマーのエマルション重合により実施され、この方法は当業者に十分に公知であり、ポリマー関連の文献に広く記載されている。本発明の目的のために使用することが可能なニトリルゴムは、たとえばＬａｎｘｅｓｓ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ製の商品名Ｐｅｒｂｕｎａｎ（登録商標）およびＫｒｙｎａｃ（登録商標）の製品範囲からの製品として、市場で入手することも可能である。
【００４４】
水素化ニトリルブタジエンゴム：
「水素化ニトリルブタジエンゴム」または「ＨＮＢＲ」の用語は、それらのＣ＝Ｃ二重結合の一部または全部が水素化された上述のすべてのニトリルゴムを意味しているものとする。好ましくは、その用語は、共役ジエン由来のＣ＝Ｃ二重結合を基準にして、少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、さらにより好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９８％の水素化度を有する、水素化ニトリルゴムを指している。水素化度は、たとえばＮＭＲ法によるか、またはＩＲ分光光度法によって求めることができる。
【００４５】
水素化のためには、乳化重合で得られたニトリルゴムを、固体のゴムに変換する。ニトリルゴムラテックスの固体ゴムへの変換は、当業者に公知の方法で実施される。不純物を除去した後のニトリルゴムを、次いで、（その不純物が、当業者に公知の精製方法、たとえば、沈殿法または凝集法とそれに続く洗浄法で除去されている場合）有機溶媒に溶解させるか、または溶解および精製されたニトリルブタジエンゴムを含む本発明による方法で得られる濃縮溶液（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）が、それに添加された水素化に好適な遷移金属触媒を直接的に含み、そして水素化される。
【００４６】
ニトリルゴムの水素化は、当業者には周知であり、たとえば以下の特許明細書に記載されている：米国特許第Ａ３，７００，６３７号明細書；米国特許第Ａ４，４６４，５１５号明細書、ならびに独国特許出願公開第Ａ３−０４６，００８号明細書、独国特許出願公開第Ａ３−２２７，６５０号明細書、および独国特許出願公開第Ａ３−３２９，９７４号明細書。
【００４７】
本出願においては、特に断らない限り、ＮＢＲとＨＮＢＲとをまとめて（Ｈ）ＮＢＲと呼ぶこともある。
【００４８】
触媒
ニトリル基含有ポリマーを水素化することによる、アミノ基を有するポリマーを調製するための本発明の方法のための触媒には、担体、好ましくは多孔質および／または粒子状担体上に担持された酸化状態０にある鉄が含まれる。担体物質としては、酸化物、たとえば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、およびそれらの混合物、グラファイト、またはポリマー、たとえばスチレンとジビニルベンゼンとのコポリマーを用いることができる。「ケイ素酸化物」という用語は、原理的には、すべてのタイプの二酸化ケイ素、ならびに合成および天然のシリケート、たとえば、シリケート鉱物質のメソシリケート、ボロシリケート、シクロシリケート、イノシリケート、フィロシリケートに及ぶ。前記用語にはさらに、各種の結晶質または非晶質の形態で含まれているＳｉＯ２、たとえば、珪藻土、シリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、シリカゲル、またはエアロゲルなども含まれているものとする。さらに、この用語は混合酸化物に及ぶべきものであり、その混合酸化物には、結晶水を除いた混合酸化物の重量を基準にして、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％のシリカと、バランス量のその他の酸化物質、たとえばＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、またはアルカリ金属とが含まれる。その担体物質には、典型的には、５００ｐｐｍ未満のハロゲンが含まれる。好ましい実施形態においては、その担体物質には、２重量％未満、好ましくは１重量％未満、より好ましくは５００ｐｐｍ未満のアルカリ金属が含まれる。
【００４９】
その担体物質は、典型的には２０〜１０００ｍ２／ｇの範囲、好ましくは８０〜７００ｍ２／ｇの範囲、特に好ましくは１００〜６００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有している（ＢＥＴ表面積は、ＤＩＮ  ６６１３１による）。本発明の触媒が粒子状の形態である場合、ＤＩＮ  ６６１６５（方法Ｆ）に準拠して篩分析で求めたその平均粒径は、典型的には０．００１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、好ましくは０．００５ｍｍ〜１ｍｍの範囲、特に好ましくは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲である。
【００５０】
本発明の触媒は、１種または複数の鉄含有化合物、たとえば、シュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）三水和物、硫酸鉄（ＩＩ）七水和物、酢酸鉄（ＩＩ）、クエン酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）、クエン酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物、塩化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩ）、臭化鉄（ＩＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩ）六水和物、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネート、シュウ酸鉄（ＩＩ）二水和物、硫酸鉄（ＩＩＩ）水和物、硫酸鉄（ＩＩ）水和物、リン酸鉄（ＩＩＩ）、リン酸鉄（ＩＩＩ）二水和物、シュウ酸鉄（ＩＩＩ）六水和物、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）、またはその他のものの溶液またはスラリーを用い、担体上に初期湿式含浸法（ｉｎｃｉｐｉｅｎｔ  ｗｅｔｎｅｓｓ  ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）によって含浸させ、次いで乾燥させることにより得ることが可能である。好ましい実施形態においては、その担持触媒に、アルカリ性およびアルカリ土類性化合物、特に、塩基性のアルカリ性およびアルカリ土類性（ｅａｒｔｈ−ａｌｋａｌｉｎｅ）化合物、たとえば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、クエン酸Ｍｇからなる群から選択される助触媒を含浸させる。その含浸は、アルカリ性および／またはアルカリ土類性化合物の水溶液を用いて、その担持触媒を洗浄することによって実施することもできる。乾燥させた触媒中のアルカリ性またはアルカリ土類性金属の含量は、触媒の重量を基準にして、好ましくは０．０５〜１５重量％の範囲、好ましくは０．５〜１０重量％の範囲、最も好ましくは１〜５重量％の範囲である。助触媒化合物での含浸は、金属源を含浸させた直後に実施し、次いで乾燥させてもよく、または別の方法として、か焼後、触媒を還元する前もしくは後に実施してよく、または当業者に公知のいかなる順序で実施してもよい。
【００５１】
次いで触媒を、１５０℃より高い温度、好ましくは２００〜６００℃の温度、特に好ましくは２５０〜４５０℃の温度でか焼する。次いで、水素を用いての酸化鉄の還元を、２００℃より高い温度、好ましくは３５０〜４５０℃の温度で、２００〜６００ｍＬ／分、好ましくは３００〜５００ｍＬ／分のＨ２流量を用い、１〜６時間、好ましくは２〜４時間かけて実施するのが好ましい。Ｐｔ、Ｐｄ、およびＲｈの群から選択される少量の貴金属を添加することもさらに可能である。そのような場合においては、貴金属の量は（重量で）、その触媒上の鉄の量よりも少なくするのが好ましく、より好ましくは鉄の量の１〜５０％、最も好ましくは５〜４０％である。これらの場合においては、その不均一系触媒は、Ｒｈ、Ｐｄ、および／またはＰｔを、典型的には０．０１〜１０重量％、好ましくは０．５〜７重量％、最も好ましくは１〜４重量％の量で含む。その不均一系触媒が追加成分としてＰｔ、Ｐｄ、および／またはＲｈを含む場合には、貴金属の含浸は、鉄化合物の含浸と同時に、またはその後に、金属塩の溶液またはスラリーを担体と接触させることによって実施することができる。その他の工程、たとえば、本発明の触媒の乾燥、か焼、および予備還元もすべて、上に述べたのと同じようにして実施することができる。前記貴金属を添加しても、そのままで実際の還元収率が増加しないこともあり得るが、触媒の長期間にわたる安定性を改良することは可能である。
【００５２】
水素化反応は、ニトリル基含有ポリマーを少なくとも部分的に、または完全に溶解させることが可能な溶媒の存在下または不存在下で実施することができる。好適な溶媒としては、たとえば、以下のものが挙げられる：ハロゲン化有機溶媒、好ましくは塩素化された芳香族、脂肪族、および脂環族溶媒、たとえばモノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、塩化メチレン、およびクロロホルム、脂肪族の非環状および環状エーテル、たとえばテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジブチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、脂肪族炭化水素、たとえばデカリン、芳香族炭化水素、たとえばトルエン、ベンゼン、ならびにこれらの溶媒の混合物。テトラヒドロフラン、デカリン、ジオキサン、およびそれらの混合物が好ましく、モノクロロベンゼンが特に好ましい。溶媒の選択は、出発ポリマーの溶解性から決めることができ、それは、溶解度パラメーターの観点から、当業者が適切に選択することができる。
【００５３】
本発明の鉄触媒を使用することによって、水素化反応を、塩素化溶媒、たとえばハロゲン化された芳香族、脂肪族および／または脂環族溶媒中、好ましくはモノクロロベンゼン中で、脱塩酸を起こすことなく、また低分子量のニトリルの水素化で報告されているよりはるかに低い温度（たとえば、１３０℃）で実施することができる。さらには、水素化の際のゲルの生成も大幅に回避することが可能である。さらに、２００℃を超える温度であっても、テトラヒドロフランおよびジオキサンを、Ｃｏ  Ｒａｎｅｙ触媒の場合とは対照的に、水素化分解を示さない溶媒として使用することができる。
【００５４】
好ましい実施形態においては、そのニトリル基含有ポリマーが、溶媒中で、１〜３０重量％、好ましくは４〜２０重量％、より好ましくは６〜１５重量％の範囲の濃度で水素化される。その溶液の濃度は、水素化されるニトリル基含有ポリマーの分子量に応じて変わりうる。ポリマーの分子量が高いほど、一般的には溶解させるのがより困難である。
【００５５】
水素化のために必要な触媒の量は、水素化の温度および所望する水素化度の関数である。飽和度は、一般的には、反応温度、触媒濃度、および混合速度と共に上昇する。所望する飽和度およびポリマーの分子量に応じて、これらの変数を調節して、所望の反応速度を達成することができる。その反応において、触媒は、１ｇのポリマーあたり好ましくは０．０１〜１．０ｇ、より好ましくは０．１〜０．２ｇの触媒という比率で存在する。
【００５６】
その水素化は、一般的には０．５ＭＰａ〜２５ＭＰａ、好ましくは１．５ＭＰａ〜１８ＭＰａの範囲、より好ましくは３ＭＰａ〜１５ＭＰａの範囲、特に好ましくは５ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲の水素圧で実施される。その反応温度は、典型的には５０℃〜２５０℃の範囲、好ましくは１００℃〜１８０℃の範囲、最も好ましくは１２０℃〜１５０℃の範囲である。
【００５７】
水素化は、各種適切な反応器、たとえば固定床反応器、撹拌型反応器、または回転ディスク型反応器内で実施することができる。
【００５８】
反応時間は、典型的には１時間〜７２時間の範囲、好ましくは２時間〜３６時間の範囲、特に好ましくは４時間〜２４時間の範囲である。水素化を、アンモニアまたはアルカリ性水酸化物の存在下で実施するのが好ましい。
【００５９】
水素化の後、濾過法、遠心分離法、または永久磁石もしくは電磁石などの磁場法により、触媒を分離することができる。抗酸化剤を添加してから、回転蒸発器（ｖａｐｏｒ  ｒｏｔａｔｉｏｎ）によるか、または乾燥キャビネット内で溶媒を除去する。別の方法として、アミノ基を有するＨＮＢＲを、水蒸気蒸留で単離するか、またはメタノールもしくはエタノールを用いて沈降させ、その後で乾燥させることも可能である。別の方法として、金属製のメッシュバスケット内に触媒を入れておき、その触媒バスケット内を通して反応混合物を循環させて、水素化を起こさせる方法もあり、その理由は、担持触媒を分離するための他の装置、たとえばデカンター、遠心分離器、およびフィルターがまったく必要なくなるからである。
【００６０】
典型的な実施形態においては、完全にもしくは部分的に水素化されたニトリルゴムをアンモニアの存在下で１２ＭＰａの水素および本発明の鉄触媒と接触させることを、１３０℃で１２〜２４時間かけて実施する。
【００６１】
アミノ基を有するポリマー
好ましい実施形態においては、得られたアミノ基を有するポリマーが、０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜７重量％、最も好ましくは１〜５重量％のＮＨ２−含量を有している。
【００６２】
還元前のポリマーのニトリル含量が分かっている場合、水素化された生成物ポリマー中のアミノ基含量は、ＣＮ吸収バンドの強度低下から間接的に求めることができる。
【００６３】
還元前のポリマーのニトリル含量が分かっていない場合は、水素化された生成物ポリマー中のアミノ基含量は、各種のアクリロニトリル含量を有する、同一のタイプのポリマー、たとえばＨＮＢＲの各種のサンプルから、アクリロニトリル含量を求めるための較正図を作成することにより、求めることが可能である。さらに、元素分析によって全窒素含量を測定して、水素化前のアクリロニトリル含量を計算することもできる。このアクリロニトリル含量は、較正曲線に従って、特定の吸光度を与えるものとするべきである。吸光度の低下から、その水素化されたポリマーのアミノ含量を容易に計算することができる。
【００６４】
そのようにして得られたアミノ基を有するポリマーは、典型的には４％以下、より好ましくは２％以下、最も好ましくは１重量％未満のゲル含量を有している。ゲル含量を求めるには、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３６１６に準拠して、アミノ基含有ポリマーを撹拌しながらメチルエチルケトン中に２５℃で溶解させ、不溶性成分を分離する。その分離された固形分を乾燥させ、その重量を測定し、ゲル含量を計算する。
【００６５】
特に好ましい実施形態は、先に定義されたようなアミノ含量および／またはゲル含量を有する、アミノ基を有するＨＮＢＲに関する。
【００６６】
ニトリル基含有ポリマーが、１８〜５０重量％のアクリロニトリル含量を有していることが好ましい。
【００６７】
たとえば、ＨＮＢＲの残存二重結合の量は、Ｋａｕｔｓｃｈｕｋ＋Ｇｕｍｍｉ．Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ，Ｖｏｌ．４２（１９８９），Ｎｏ．２，ｐ．１０７−１１０およびＫａｕｔｓｃｈｕｋ＋Ｇｕｍｍｉ．Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ，Ｖｏｌ．４２（１９８９），Ｎｏ．３，ｐ．１９４−１９７に記載されているＩＲ分光分析法によって求めることができる。
【実施例】
【００６８】
Ｉ．使用した原料
ニトリル基を部分的に水素化することによるアミノ基の導入は、Ｌａｎｘｅｓｓ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨのＴｈｅｒｂａｎ（登録商標）３４０６を用いて実施した。Ｔｈｅｒｂａｎ（登録商標）３４０６は、以下の特性値を有している。
アクリロニトリル含量：３４重量％
ムーニー粘度（ＭＬ１＋４／１００℃）：６３ＭＵ
残存二重結合含量：０．８Ｍｏｌ％
Ｍｎ：９１．３ｋｇ／ｍｏｌ
Ｍｗ：２９７ｋｇ／ｍｏｌ
ＰＤＩ（Ｍｗ／Ｍｎ）：３．３
【００６９】
ＩＩ．ＴＨＦ−ジオキサン中での水素化
ＩＩ．ａ．一般的な触媒調製法：
３５０ｍ２／ｇの比表面積および１２ｎｍの平均孔径を有する粒子状のＳｉＯ２（シリカゲル）を、シュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）三水和物の水溶液に含浸させることによって、７．６％Ｆｅ０担持触媒を調製した。典型的な調製法においては、１０ｇの乾燥させた担体を、０．５５ｇの（ＮＨ４）３Ｆｅ（Ｃ２Ｏ４）３・３Ｈ２Ｏを含む水溶液５ｍＬに、初期湿り度になるまで含浸させた。含浸させた後、そのサンプルを６０℃で１２時間かけて乾燥させ、次いで２４０℃で３時間かけてか焼した。触媒粒子上の金属酸化物の還元は、Ｕ字型反応器内で３℃／分の昇温速度において、４２０℃まで水素流量１００ｍＬ／分で加熱することによって実施した。４２０℃の温度で３時間保持してから、その反応器を冷却して室温とし、その間、水素のフローは継続した。不活性な条件下で、トルエンを添加し、酸化を防止するために、その触媒粒子をガラス製のバイアル中へ移した。そのようにして調製したサンプル中の鉄の担持量は、７．６重量％であった。
【００７０】
ＩＩ．ｂ．貴金属含有鉄触媒の調製
貴金属含有鉄触媒粒子を２段の含浸プロセスで調製し、それには、まず粒子状のＳｉＯ２を三シュウ酸アンモニウム鉄（ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｔｒｉｏｘａｌａｔｏｆｅｒｒａｔｅ）・三水和物の水溶液に含浸させ、次いで、任意選択によって、塩化テトラアミノパラジウム・一水和物、塩化テトラアミノ白金・一水和物、または三塩化ロジウム・三水和物の水溶液にそれぞれ含浸させ、その後、先に述べたようにして、乾燥、還元、および後処理を行った。
【００７１】
ＩＩ．ｃ．ＴＨＦ−ジオキサン中での水素化
２．５ｇのＨＮＢＲ（Ｔｈｅｒｂａｎ  ３４０６）を、４５ｇのＴＨＦ−ジオキサン（１：１）混合物中に５０℃で、激しく撹拌しながら溶解させた。そのようにして調製した溶液を、オートクレーブ内に仕込み（ＨＮＢＲ濃度、５質量％）、あらかじめアルゴンおよび水素を用いて２回パージしておいたオートクレーブ内に、２．５ｇの触媒（典型的な粒径０．０５〜０．１ｍｍ）をアルゴン下で移し入れた。そのオートクレーブにアンモニアを０．８ＭＰａで充填し、オートクレーブ中の初期Ｈ２圧を５ＭＰａとした。加熱して２２０℃とした後、そのオートクレーブ中の圧力は約１０ＭＰａにまで上昇した。その時間は典型的には８時間であったが、５時間〜２００時間で変化しえた。撹拌はスクリューによって行った。反応の後、触媒を濾過するか又は強力な磁石で除去し、ポリマーの溶液をＩＲランプの下で静置して溶媒を除去した。クロマトグラフィー分析では、ＴＨＦ：ジオキサン混合物の水素化分解は観察されなかった。各種の触媒を使用し、２２０℃で２４時間かけてＨＮＢＲの水素化（ＴＨＦ／ジオキサン（１：１）の５％溶液）を行った結果を表１に示す。
【００７２】
参照例として、Ｃｏ  Ｒａｎｅｙ触媒について同一の条件下で試験した。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
貴金属と鉄との混合触媒は、鉄のみを含む触媒よりもＣＮ基転化率が低くなったが、それでもなお、それらはＣｏ−Ｒａｎｅｙ触媒よりも顕著に高い転化率を達成し、鉄のみを含む触媒よりも良好な長期性能を有するものと期待される。
【００７５】
ＩＩＩ．モノクロロベンゼン中での水素化
ＩＩＩ．ａ．触媒の調製：
Ｂ１）７．２％Ｆｅ／ＳｉＯ２
１８５．６ｇのシリカペレット（Ｎｏｒｐｒｏ  ＳＳ  ６１１３８、表面積：２５０ｍ２／ｇ、細孔直径：１２ｎｍ、Ｓａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ製）を、１１２．６５ｇのシュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）・三水和物を含む水溶液１９４．８ｍＬに含浸させ、６０℃で１２時間かけて乾燥させた。その含浸された担体を２４０℃で３時間かけてか焼し、次いで１６６ｍＬ／分のＨ２フロー下において４２０℃で３時間かけて還元して、ＳｉＯ２上に７．２％のＦｅを含む触媒が得られた。
【００７６】
Ｂ２）７．２％Ｆｅおよび４．８重量％Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２
１８５．６ｇのシリカペレット（Ｎｏｒｐｒｏ  ＳＳ  ６１１３８、表面積：２５０ｍ２／ｇ、細孔直径：１２ｎｍ、Ｓａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ製）を、１１２．６５ｇのシュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）・三水和物を含む水溶液１９４．８ｍＬに含浸させ、６０℃で１２時間かけて乾燥させ、次いで２５ｇＮａＯＨ／Ｌ溶液１５０ｇを用いて含浸させ、再度６０℃で乾燥させた。その後、その触媒を、２４０℃で３時間かけてか焼し、次いで、１６６ｍＬ／分のＨ２フロー下において４２０℃で３時間かけて還元して、ＳｉＯ２上に７．２％のＦｅと４．８重量％のＮａ２Ｏを含む触媒が得られた。
【００７７】
Ｂ３）７．２％Ｆｅおよび４．５重量％Ｎａ２Ｏ／ＳｉＯ２
１８５．６ｇのシリカペレット（Ｎｏｒｐｒｏ  ＳＳ  ６１１３８、表面積：２５０ｍ２／ｇ、細孔直径：１２ｎｍ、Ｓａｉｎｔ  Ｇｏｂａｉｎ製）を、１１２．６５ｇのシュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）・三水和物を含む水溶液１９４．８ｍＬに含浸させ、６０℃で１２時間かけて乾燥させ、および２４０℃で３時間かけてか焼した。次いで、それを、１５０ｇの２５ｇＮａＯＨ／Ｌを用いて含浸させ、１２０℃で乾燥させた。その後、１６６ｍＬ／分のＨ２フロー下において４２０℃で３時間かけて還元して、ＳｉＯ２上に７．２％のＦｅおよび４．５重量％のＮａ２Ｏを含む触媒が得られた。
【００７８】
Ｂ４）７．２％Ｆｅ／Ａｌ２Ｏ３
１００ｇのアルミナ球体（Ｓａｓｏｌ  Ａｌｕｍｉｎａ  Ｓｐｈｅｒｅｓ  １．７／２１０  Ｍｇ７  ＳＭ）を、６０．６９ｇのシュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）・三水和物を含む水溶液６９ｍＬに含浸させ、６０℃で１２時間かけて乾燥させた。その含浸された担体を、２４０℃で３時間かけてか焼し、次いで１６６ｍＬ／分のＨ２フロー下において４２０℃で３時間かけて還元して、アルミナ上に７．２％のＦｅを含む触媒が得られた。
【００７９】
Ｂ５）７．２％Ｆｅ／Ａｌ２Ｏ３
１００ｇのアルミナ担体物質（ＢＡＳＦ  ＡＬ−４１２６  Ｅ１／８）を、６０．６９ｇのシュウ酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）・三水和物を含む水溶液６９ｍＬに含浸させ、６０℃で１２時間かけて乾燥させた。その含浸された担体を、２４０℃で３時間かけてか焼し、次いで１６６ｍＬ／分のＨ２フロー下において４２０℃で３時間かけて還元して、アルミナ上に７．２％のＦｅを含む触媒が得られた。
【００８０】
Ｂ６）７．２％Ｆｅおよび２．９重量％Ｎａ２Ｏ／Ａｌ２Ｏ３：
か焼後、５２ｇの触媒Ｂ５）を２５ｇのＮａＯＨ／Ｌに含浸させ、１２０℃で乾燥させた。その後、１００Ｌ／時のＨ２フロー下において４２０℃で３時間かけて還元して、Ａｌ２Ｏ３上に７．２％のＦｅおよび２．９重量％のＮａ２Ｏを含む触媒が得られた。
【００８１】
ＩＩＩ．ｂ．ＨＮＢＲの水素化
５２ｇのＴｈｅｒｂａｎ  ３４０６を、３８１ｇ（３４４ｍＬ）のモノクロロベンゼン中に撹拌しながら６０℃で１〜２時間かけて溶解させ、乾燥オートクレーブ（７００ｍＬ）内に導入した。２６ｇの上述の触媒Ｂ１）〜Ｂ６）の１種および２２ｇのアンモニアを添加し、１２ＭＰａの水素を加えた。次いで、そのオートクレーブを、定圧条件下で加熱して１３０℃とし、この温度で２４時間撹拌した。冷却して室温にしてから、その反応混合物をオートクレーブから取り出し、ＢＨＳ−ポケットメーターＴＭＧ４００を用いて濾過し、真空下で溶媒を除去し、反応生成物を真空乾燥キャビネット内において５０℃で乾燥させた。その反応生成物のゲル含量、ムーニー粘度、およびアクリロニトリル含量を測定し、後者からニトリル基の転化率を求め、アミノ含量は３．７％であった。結果を表２に示す。
【００８２】
【表２】
0006345267.tif 000003