(57)【要約】【解決手段】本発明は、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する架橋したポリマーのアルキル化法に関する。上記方法によれば、重合および架橋によって得られたゲル化したポリマーをａ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で塩基の添加によって場合によっては脱プロトン化し、ｂ）ポリマーを場合によっては水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物で１度以上洗浄し、次いでｃ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で攪拌したゲル状懸濁物に１種類以上のアルキル化剤を５〜１６０℃の温度で常圧または高圧のもとで添加し、次いで短時間の混合時間の後に塩基の添加を行いそしてｄ）次いで再プロトン化を、場合によっては１度以上の洗浄段階の後に鉱酸によって実施する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する架橋したポリマーのアルキル化法において、重合および架橋によって得られたゲル化したポリマーを
ａ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で塩基の添加によって場合によ
っては脱プロトン化し、
ｂ）ポリマーを場合によっては水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物で１度
以上洗浄し、次いで
ｃ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で攪拌したゲル状懸濁物に１種
類以上のアルキル化剤を５〜１６０℃の温度で常圧または高圧のもとで添加
し、次いで短時間の混合時間の後に塩基の添加を行いそして
ｄ）次いで再プロトン化を、場合によっては１度以上の洗浄段階の後に鉱酸によ
って実施し、
それによってＮ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する相応するアルキル化され架橋したポリマーを得ることを特徴とする、上記方法。
【請求項２】
Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有するポリマーとして、第一−、第二−または第三アミン基またはそれらの塩および／または第四アンモニウム基および／またはスピロ二環式アンモニウム基、アミジノ基、グアニジノ基またはイミノ基、並びにハロゲン化物、リン酸塩、ホスフィット、カルボナート、ビカルボナート、スルファート、ビスルファート、ヒドロキシド、ニトレート、過硫酸塩、スルフィットおよび硫化物、アセテート、アルコルバート、ベンゾエート、ラクテート、フマレート、マレエート、ピルバート、シトレート、ジヒドロゲンシトレート、ヒドロゲンシトレート、プロピオナート、ブチラート、オキサレート、スクシナート、タートレートおよびコール酸塩よりなる群から選択されるマイナスに負荷した無機系および／または有機系対イオンを含有する架橋したカチオン性ポリマーを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリマーとして適当な対イオンを有した架橋したポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリジアリルアミン、ポリビニルイミダゾール、ポリジアリルアルキルアミンまたはポリエチレンイミンを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
段階ａ）において、場合によってはあらかじめ粉砕されあるいは切断されたゲルを１〜１００℃の温度で水、Ｃ１ 〜Ｃ１０−アルコール、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシドおよびヘキサメチルリン酸トリアミドよりなる群の内の有機溶剤とまたはそれらの混合物とまたは水、とＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２ 、ＮＨ４ ＯＨ、Ｎａ２ ＣＯ３ およびＫ２ ＣＯ３ よりなる群から選ばれる、脱プロトン化に適する塩基と混合し、その際に１モルの対イオン当たり０．１〜５モルの塩基を添加する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
段階ｂ）において、懸濁したゲルを１〜１００℃の温度で水でまたはＣ１ 〜Ｃ１０−アルコール、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシドおよびヘキサメチルリン酸トリアミドの群から選択される有機溶剤でまたはそれらの混合物でまたは水との混合物で洗浄する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
段階ｃ）で水中で、Ｃ１ 〜Ｃ１０−アルコール、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシドおよびヘキサメチルリン酸トリアミドの群から選択される有機溶剤中でまたはそれらの混合物中でまたは水との混合物中で攪拌したゲル状懸濁物に５〜１６０℃の温度で式ＲＸの１種類以上のアルキル化剤を添加し、その際に式ＲＸにおいてＲが炭素原子数１〜２４の直鎖状の、分岐したまたは環状のアルキル基、Ｃ１ 〜Ｃ２０−ヒドロキシアルキル基、Ｃ７ 〜Ｃ２０−アルアルキル基、Ｃ１ 〜Ｃ２０−アルキルアンモニウム基またはＣ１ 〜Ｃ２０−アルキルアミド基を意味し、そしてＸはフッ化物、塩化物、臭化物、沃化物、エポキシ、トシレート、メシレートまたはトリフラートよりなる群から選択される求電子性脱離基を意味し、その際にアルキル化剤がこの場合に１種類以上の脱離基を含有していてもよい請求項１に記載の方法。
【請求項７】
懸濁したゲルがアルキル化剤の添加前または後に使用する溶剤次第で３５〜１２０℃に加温する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
段階ｃ）にアルキル化剤の添加後におよび１〜６０分の混合時間の後に塩基の連続添加または回分的な塩基の添加を、ｐＨ値が８〜１３．５である様に行い、その際に塩基として使用される溶剤に依存して、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ４ ＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２ 、Ｂａ（ＯＨ）２ 、ＮａＨおよびＮａＮＨ２ を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
段階ｄ）においてゲルを水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中に最初に数分から数時間にわたって１〜１００℃で攪拌し、次いでポリマー中に最初に存在する対イオンにまたは部分的にまたは完全に再プロトン化する鉱酸または有機酸のそれぞれの量と混合する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
段階ｄ）に従う再プロトン化を１種類以上のアルコール−および／またはアルコール／塩−洗浄および／または水−および／または水／塩−洗浄の後に行う、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガレン酸あるいはガレン酸塩の形成によってコレステリン濃度を低下されるために媒体中で使用される、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム基を有するポリマーを効果的にアルキル化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルキル化という概念は非常に広範囲にわたり、定義としては分子にアルキル基を付加することを含む。アルキル化反応は化学工業、特に薬剤化学において重要な役割を果たしている。この反応は、一方においては非常に高価な製品価格であるために反応の効率が保証されなければならないし、もう一方においては反応の際に生じる副生成物がそれの精製に多大な費用が掛かるのでできるだけ少量に維持されなければならない。
【０００３】
特に重要なのはゲルまたはポリマーをアルキル化することである。何故ならば、この場合にも、均一な溶液についてと同様に文献に記載された反応速度が適用されるだけでなく、アルキル化が相当な程度で拡散制御された条件に付されるからである。
【０００４】
従来技術（例えば国際特許出願公開第９８／４３６５３号明細書、同第９９／３３４５２号明細書、ヨーロッパ特許出願公開第０９０９７６８号明細書、国際特許出願公開第９９／３４７８６号明細書、同第９８／２９１０７号明細書、同第００／３２６５６号明細書等）から公知の、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基含有の架橋されたポリマーをアルキル化する方法の場合、例えばエピクロロヒドリンで架橋されたポリアリルアミン塩酸塩をアルキル化する場合には、反応の間に著しい量のハロゲン含有副生成物、例えばクロロデカンおよび／またはクロロクワットが生じ、そして溶剤としてメタノールを水性苛性ソーダと組合せて使用する場合には四当量割合の副生成物、例えばメトキシデカンおよび／またはメトキシクワット等が生じる。従来の通例のアルキル化法の別の欠点は不満足なアルキル化収率および非常に長い反応時間にある。更にポリマーあるいはゲルから揮発性の有機不純物の著しい量はポリマーあるいはゲルから次いで何度ものアルコール／ＮａＣｌ−洗浄またはアルコール洗浄によって除かなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、短い反応時間、高いアルキル化収率およびできるだけ少ない副生成物の生成を保証する、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基含有の架橋されたゲルあるいはポリマーをアルキル化する方法を見出すことであった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
予期できなかったことにこの課題は、反応の間の最適なアルキル化条件だけでなくアルキル化すべきゲルの製造も含めたアルキル化法によって解決される。
【０００７】
それ故に本発明の対象は、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する架橋したポリマーのアルキル化法において、重合および架橋によって得られたゲル化したポリマーを
ａ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で塩基の添加によって場合によ
っては脱プロトン化し、
ｂ）ポリマーを場合によっては水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物で１度
以上洗浄し、次いで
ｃ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で攪拌したゲル状懸濁物に１種
類以上のアルキル化剤を５〜１６０℃の温度で常圧または高圧のもとで添加
し、次いで短時間の混合時間の後に塩基の添加を行いそして
ｄ）次いで再プロトン化を、場合によっては１度以上の洗浄段階の後に鉱酸によ
って実施し、
それによってＮ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を有する相応するアルキル化され架橋ポリマーを得ることを特徴とする、上記方法に関する。
【０００８】
本発明の方法の場合には、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する架橋されたポリマーがアルキル化される。
【０００９】
このポリマーとは、例えば国際特許出願公開第００／３２６５６号明細書、同第００／３８６６４号明細書、同第９９／３３４５２号明細書、同第９９／２２７２１号明細書、同第９８／４３６５３号明細書、米国特許第５，６２４，９６３号明細書および同第５，４９６，５４５号明細書に記載されているポリマーが適する。
【００１０】
本発明のアルキル化法にとっては特にカチオン性ポリマーが適する。カチオン性ポリマーには、中でもアミン−Ｎ−原子含有ポリマー、例えば第一−、第二−または第三アミン基またはそれらの塩および／または第四アンモニウム基および／またはスピロ二環式アンモニウム基を含有するポリマーが属する。追加的なカチオン基はアミジノ基、グアニジノ基またはイミノ基等が含まれる。
【００１１】
カチオン性ポリマーは、生理的ｐＨ値の場合にはプラスの荷電を有することを特徴とする。
【００１２】
適するカチオン性ポリマーの例にはポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリジアリルアミン、ポリビニルイミダゾール、ポリジアリルアルキルアミン、ポリエチレンイミン等並びに例えば国際特許出願公開第００／３２６５６号明細書、第７頁以降；同第９８／４３６５３号明細書、第４頁以降；米国特許第５，４９６，５４５号明細書、第２から４欄；同第５，６２４，９６３号明細書；国際特許第９８／２９１０７号明細書等から公知の繰り返し単位を含むポリマーが含まれる。
【００１３】
使用されるポリマーは更に架橋されている。この場合、架橋は既に重合の間にまたは重合に続いて初めて実施してもよい。適する架橋剤には既に引用された文献から公知の架橋剤が含まれる。これらの例にはエピクロルヒドリン、スクシニルジクロライド、エチレンジアミン、トルエンジイソシアネート、ジアクリレート、ジメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ジクロロエタン、ジクロロプロパン等がある。
【００１４】
本発明の方法で使用されるポリマーは更にマイナスに帯電した対イオンを有している。この対イオンは有機系または無機系イオンまたはそれらの組合せを有していてもよい。適する対イオンには既に引用された従来技術から公知の対イオンも同様に含有される。適する無機イオンの例にはハロゲン化物、特に塩化物、リン酸塩、ホスフィット、カルボナート、ビカルボナート、スルファート、ビスルファート、ヒドロキシド、ニトレート、過硫酸塩、スルフィットおよび硫化物がある。適する有機イオンの例には、アセテート、アルコルバート、ベンゾエート、ラクテート、フマレート、マレエート、ピルバート、シトレート、ジヒドロゲンシトレート、ヒドロゲンシトレート、プロピオナート、ブチラート、オキサレート、スクシナート、タートレート、コール酸塩等がある。
【００１５】
ポリマーの製造は従来技術に従って、例えば国際特許第９９／３３４５２号明細書、同第９９／２２７２１号明細書、同第９８／４３６５３号明細書、米国特許第５，６２４，９６３号明細書および同第５，４９６，５４５号明細書に記載されている様に行う。
【００１６】
重合、架橋およびゲル化時間に続いて、ゲル状で得られるポリマーの本発明のアルキル化を行う。アルキル化すべきゲルは場合によってはあらかじめに粉砕あるいは切り刻む。
【００１７】
アルキル化反応の前も同様に切り刻まれた粗ゲルは、水／塩基−混合物、有機溶剤／塩基−混合物、または有機溶剤、水および塩基の混合物で洗浄され、ゲルは完全にまたは部分的に脱プロトン化されて存在する。場合によっては脱プロトン化を省略してもよいし、場合によって切り刻まれた粗ゲルを次いで水、有機溶剤または有機溶剤と水との混合物で洗浄される。しかしながらポリマーは脱プロトン化されているのが有利である。
【００１８】
段階ａ）はその際に１〜１００℃の温度、好ましくは５〜９０℃、特に好ましくは１０〜４０℃の温度で水、好ましくは脱塩水または溶剤または混合物および脱プロトン化に適する塩基を用いて行う。
【００１９】
適する溶剤は、Ｃ１ 〜Ｃ１０−アルコール、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）およびヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＴ）である。しかしこれらの混合物または水との混合物も使用することができる。しかしながらＣ１ 〜Ｃ１０−アルコールが特に有利に使用される。
【００２０】
アルコールはこの場合、直鎖状でも分岐していてもよく、例えばメタノール、エタノール、ｉ−プロパノール、ブタノールがある。
【００２１】
特にＣ１ 〜Ｃ６ −アルコール、特にメタノール、エタノールおよびイソプロパノールを溶剤として使用するのが有利である。
【００２２】
適する塩基は水酸化物、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２ 、ＮＨ４ ＯＨ、炭酸塩、例えばＮａ２ ＣＯ３ およびＫ２ ＣＯ３ 等である。特にＮａＯＨ、ＫＯＨまたはＮＨ４ ＯＨを使用するのが有利である。
【００２３】
使用するべき塩基量はそれぞれのゲルによって著しく相違しそして対イオンの量に左右される。
【００２４】
この場合、１モルの対イオン当たり０．１〜５モルの塩基、好ましくは０．５〜３モル、特に好ましくは０．７〜２モルの塩基が使用される。所望の場合には大過剰の塩基を使用することもできる。
【００２５】
脱プロトン化されたゲル（段階ｂ）を有機溶剤、溶剤混合物または水／有機溶剤−混合物で１〜１００℃の温度で更に洗浄することによってゲル中の塩含有量は著しく減少され得る。更に洗浄するために段階ａ）で使用された溶剤を使用するのが特に有利である。段階ｂ）は場合によっては省いてもよいが、さもなければ脱プロトン化したゲルを１〜８度洗浄してもよい。ゲルを１〜３度洗浄するのが有利である。場合によっては段階ａ）およびｂ）を全部省いてもよい。
【００２６】
次いで水または溶剤または溶剤混合物中で攪拌されたゲル懸濁物にアルキル化剤を添加する（段階ｃ）。
【００２７】
アルキル化剤とは、架橋したポリマーと反応した時にアルキル基またはそれの誘導体、例えば置換されたアルキル基等がポリマー中のＮ−原子の１つまたは複数に共役結合することを実現する反応剤を意味する。
【００２８】
適するアルキル化剤は、既に引用された従来技術から公知の通り、遊離基（Ｘ）に結合している炭素原子数１〜２４（Ｒ）のアルキル基またはアルキル誘導体を有する式ＲＸで表される化合物である。
【００２９】
従ってＲは炭素原子数１〜２４の、好ましくは４〜２０の直鎖状の、分岐したまたは環状のアルキル基、またはアルキル誘導体、例えばＣ１ 〜Ｃ２０−、特にＣ４ 〜Ｃ２０−ヒドロキシアルキル基、Ｃ７ 〜Ｃ２０−アルアルキル基、Ｃ１ 〜Ｃ２０−、特にＣ４ 〜Ｃ２０−アルキルアンモニウム基またはＣ１ 〜Ｃ２０−、特にＣ４ 〜Ｃ２０−アルキルアミド基を意味する。
【００３０】
Ｘは求電子性脱離基、例えばハロゲン化物、例えば塩化物、臭化物、フッ化物、沃化物、またはエポキシ、トシレート、メシレートまたはトリフラートの様な脱離基である。アルキル化剤はこの場合に１種類以上の脱離基を有していてもよい。
【００３１】
特に有利なアルキル化剤の離には、Ｃ１ 〜Ｃ２４−アルキルハロゲン化物、例えばｎ−ブチルハロゲニド、ｎ−ヘキシルハロゲニド、ｎ−デシルハロゲニド、ｎ−ドデシルハロゲニド、ｎ−テトラデシルハロゲニド、ｎ−オクタデシルハロゲニド等、Ｃ１ 〜Ｃ２４−ジハロゲンアルカン類、例えば１，１０−ジハロゲンデカン等、Ｃ１ 〜Ｃ２４−ヒドロキシアルキルハロゲニド、例えば１１−ハロゲン−１−ウンデカノール等、Ｃ１ 〜Ｃ２４−アルアルキルハロゲニド、例えばベンジルハロゲニド、置換されたベンジルハロゲニド等、Ｃ１ 〜Ｃ２４−アルキルエポキシアンモニウム塩、例えばグリシジルプロピル−トリメチルアンモニウム塩等、Ｃ１ 〜Ｃ２４−エポキシアルキルアミド、例えばＮ−（２，３−エポキシプロパン）ブチルアミド、Ｎ−（２，３−エポキシプロパン）ヘキサンアミド等、Ｃ１ 〜Ｃ２４−アルキルハロゲニドアンモニウム塩、例えば（４−ハロゲンブチル）−トリメチルアンモニウム塩、（６−ハロゲンヘキシル）−トリメチルアンモニウム塩、（８−ハロゲンオクチル）−トリメチルアンモニウム塩、（１０−ハロゲンデシル）−トリメチルアンモニウム塩、（１２−ハロゲンドデシル）−トリメチルアンモニウム塩等がある。
【００３２】
特に有利なアルキル化剤はブロモデカンおよび６−ブロモ−ヘキシル−トリメチルアンモニウム−ブロマイドがある。
【００３３】
この場合、アルキル化反応の場合には１種類以上のアルキル化剤を添加できる。
【００３４】
アルキル化剤は本発明の方法の場合、所望のアルキル化度次第で使用される。コレセヴェラム（Ｃｏｌｅｓｅｖｅｌａｍ）−塩酸塩の合成は例えば、ポリアリルアミン骨格のアミンの約１２％が架橋され、ポリアリルアミン骨格のアミンの約４０％がデシル基を有しそしてポリアリルアミン骨格のアミンの約３４％がトリメチルアンモニウム−ヘキシル基を有し、並びにポリアリルアミン骨格のアミンの約１４％が第一アミンとしてそのまま存在するポリマー構造を有しているそうである（Ｐｌｙｍｅｒ Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ ２０００， （１）、 ７３５−７３６） 。種々のアルキル化度の測定は、選択された対照物質と比較してＣ／Ｎ−比および遊離アミン（滴定可能アミン）の数の分析によって非常に簡単に測定できる。例えば従来技術に相応するコレセヴェラム−塩酸塩の合成には例えば０．１６（±４％）モルのモノクワットおよび０．１５（±４％）モルのブロムデカンが１８７．５ｇの湿った粗ゲルの標準バッチのために使用される。即ち、本発明の方法の場合には例えばアルキル化剤の量を最大で０．１５３６モルのモノクワットおよび０．１３２６モルのブロムデカンに減らすことができる。これは１５％の臭素化デカンあるいは８％のモノクワットだけの削減に相当する。アルキル化剤の非対称変化は各アルキル化剤が異なるアルキル化収率に支配されているという事実に基づく。
【００３５】
アルキル化剤の添加は５〜１６０℃の温度で行い、常圧でも高圧でも実施することができる。高圧で実施する場合には、０．１〜２０ｂａｒ、好ましくは０．１〜５ｂａｒ、特に好ましくは０．１〜２ｂａｒの過剰圧に調製する。
【００３６】
添加前または後に例えば溶剤に懸濁されたゲルを溶剤次第で２５〜１６０℃、好ましくは３５〜１２５℃、特に好ましくはそれぞれの溶剤の沸騰温度に加熱することができる。アルキル化剤の添加後に反応混合物を良く攪拌する。その際に混合時間は１〜６０分、好ましくは５〜５０分、特に好ましくは１０〜４０分である。更に長い混合時間も所望の場合には可能であるが、それにより追加的な利益はもたらされない。
【００３７】
次いで塩基の連続添加または半連続添加を開始する。
【００３８】
塩基としては使用される溶剤に依存して、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ４ ＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２ 、Ｂａ（ＯＨ）２ 、ＮａＨおよびＮａＮＨ２ が適する。特にＮａＯＨを使用するのが有利である。
【００３９】
塩基の添加は、全反応時間の間ｐＨ値が一定したままである様に行うのが最も有利である。ｐＨ−電極および電極の補正次第でこの値は異なっていてもよく、それゆえに最適なｐＨ値は８〜１３．５、特に好ましくは１０．５〜１１．５である。一度、最適な量の塩基を速度論に相応して決めた場合には、指数平衡関数による計算後に塩基の配量供給を多数の部分に分けて（少なくとも６回、好ましくは少なくとも１６回、特に好ましくは１６回より多く）で半連続的に行うが、異なる時間間隔で行ってもよい。平衡関数に相応して塩基の連続添加も多角的に実施することができる。
【００４０】
高過ぎるｐＨ値あるいは塩基割合は一方ではアルコキシ不純物、例えばメトキシデカン、エトキシデカン、（６−メトキシヘキシル）トリメチルアンモニウムブロマイド等を多量に生成し、溶剤としてアルコールを使用する場合には、即ち低過ぎるｐＨ値あるいは塩基割合は反応速度を遅くしそして例えばＣｌ−アルカン−不純物の生成を多くする。例えば、塩酸塩イオンを有する架橋したポリマー、例えばポリジアリルアミン塩酸塩またはポリアリルアミン塩酸塩をアルキル化する場合には、Ｘ＝臭化物であるアルキル化剤の使用下に反応速度に相応するかあるいは臭化水素酸の生成に相応して例えばＮａＯＨを定常的に計量供給することがだけが、未だ存在するアンモニウム塩酸塩またはゲル中に残留するＮａＣｌ塩によって、アルキル化剤と反応して不所望のＣｌ−アルカン化合物をもたらす塩酸が生じないようにする。Ｃｌ−アルカン化合物およびアルコキシ−アルカン化合物は行われた反応の後でゲルから，例えばアルコールまたはアルコール／ＮａＣｌ溶液での多数回の洗浄によって除かなければならない。
【００４１】
本発明によれば従来技術と比較して７０％まで程度少ない不純物プロフィールのために１度または複数回の洗浄段階を省くことができる。
【００４２】
アルキル化反応は、アルキル化剤の少なくとも９５〜９９％が反応した時に完了する。これは本発明によれば従来技術に比較して３０〜５０％迅速に行われる。
【００４３】
反応の終了後に段階ｄ）ではゲルを水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中に酸の添加によって再プロトン化する。
【００４４】
この場合、適する有機溶剤は１〜３個のＯＨ−基を持つ直鎖状の、枝分かれしたまたは環状のＣ１ 〜Ｃ１０−アルコール、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、第二ブタノール、ヘキサノール、エチルヘキサノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロオクタノール、グリコール、グリセリン等並びにケトン類、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等、ニトリル類、例えばアセトニトリル等およびエーテル、例えばテトラヒドロフラン、メチル第三ブチルエーテル、ジメトキシエタン等がある。
【００４５】
Ｃ１ 〜Ｃ４ −アルコール類を使用するのが有利であり、特にメタノールを使用するのが有利である。この場合、有機溶剤とは上述の溶剤の混合物をも意味する。
【００４６】
再プロトン化のための酸としては、上述の対イオンをもたらすあらゆる鉱酸および有機酸が適する。
【００４７】
これらにはＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｈ２ ＳＯ４ 、Ｈ３ ＰＯ４ ，ＨＮＯ３ 等並びに蟻酸、酢酸、蓚酸、クエン酸、ピルビン酸、マレイン酸、フマル酸、プロピオン酸、酒石酸等がある。
【００４８】
この場合ゲルは最初に水、有機溶剤、種々の有機溶剤の混合物または溶剤／水−混合物中で攪拌する。攪拌時間はこの場合僅かな分数〜数時間、好ましくは１〜６０分、特に好ましくは５〜３０分である。更に長い攪拌時間も所望の場合には可能である。温度は１〜１００℃、好ましくは５〜９０℃、特に好ましくは１０〜４０℃である。
【００４９】
次いであらゆる量の酸と混合し、完全にまたは部分的に再プロトン化されたポリマー中アミンをもたらす。
【００５０】
所望の場合にはアルキル化されたゲルの再プロトン化を、１種類以上のアルコール−および／またはアルコール／塩−、例えばＮａＣｌ洗浄および／または水−および／または水／塩、例えばＮａＣｌ洗浄の最後にも行うことができる。
【００５１】
第四アンモニウム基、例えば（６−ブロモヘキシル）−トリメチルアンモニウム−ブロマイドを有するアルキル化剤を使用する場合には、種々の塩の全量がアルキル化反応の開始前に塩化物イオンの排除によって減少するので、従来技術に比較して相応する臭化物イオンの大部分を水／ＮａＣｌで少なくともしばしば洗浄することによって塩化物イオンで行ってもよい。
【００５２】
再プロトン化に続いておよび臭素化物／塩素化物−交換の場合には過剰のＮａＣｌが、水での数度の洗浄によって排除され得る。湿ったゲルは従来技術に相応して乾燥される。
【００５３】
本発明の方法によって、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニア−またはスピロ二環式アンモニウム基を有する架橋したゲルあるいはポリマーを極めて効果的にアルキル化することが可能であり、その際に短い反応時間、高いアルキル化収率およびできるだけ少ない副生成物の生成が保証される。
【００５４】
Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を有する架橋したポリアリールーおよびポリジアリルアミン塩酸塩をアルキル化するために、本発明の方法を特に有利に使用することができる。
【００５５】
本発明の方法の長所は、この場合、特に不純物、例えばクロロデカン、メトキシデカン、クロロクワットおよびメトキシクワットを実質的に僅かに生成しないことおよび使用されるアルキル化剤必要量が著しく減少した量（１５％までの少ない消費量）であることにある。更に不純物の生成が少ないことによって従来技術に比較して僅かな洗浄段階しか必要としない。
【００５６】
別の長所は約３０〜５０％ほど反応時間を減らす（従来技術によると約２０時間あるいは２６時間が１０〜１３時間）ことによってより多い生産量である。
【００５７】
【実施例】
実施例１：
エピクロロヒドリンを用いて架橋されたポリアリルアミン塩酸塩の製造、アルキル化および洗浄：
架橋：
４．５ＬのＳｃｈｍｉｚｏ 中で１５００ｇ（８．０２ｍｏｌ）の５０％濃度のポリアリルアミン塩酸塩水溶液を最初に導入しそして２０３７ｇの脱塩水で攪拌および窒素ガス洗浄下に希釈する。次いで１０℃で３９３ｇ（４．９２モル）の苛性ソーダ溶液（５０％濃度）で１０．０〜１０．４のｐＨ値に調整する。得られる溶液を６０分攪拌しそしてその間に５℃の内部温度に冷却する。反応混合物を４４．５３ｇ（０．４８モル）のエピクロロヒドリンと混合し、５℃で３０分攪拌しそして次にプラスチック容器中でゲル化させる。収量は理論値の１００％である。２４時間のゲル化時間の後にゲルを１．５ｍｍのメッシュ幅の篩に２度プレスして通す。
【００５８】
切り刻んだ原料ゲルの脱プロトン化および洗浄（段階ａおよびｂ）：
ガラス焼結ヌッチェ（ガラス製フリットＧ２；１４ｃｍφ）中で１８７．５ｇの切り刻んだゲル（約２×２×２ｍｍの辺長さの平行六面体）を最初に導入し、３３７．５ｇのメタノールおよび１５ｇのＮａＯＨ（５０％濃度）と混合し、２０分間、攪拌下に懸濁させ、次いで沈殿させた後に（約１５ 分） 、表面まで濾別する。ゲルケーキ状物を次いで各３１０ｇのメタノールでと更に３度混合し、２０分攪拌しそしてそれぞれ表面まで炉別する。
【００５９】
アルキル化（段階Ｃ）：
メタノールで湿った粗原料（３７５ｇ）を５００ｍＬのＳｃｈｍｉｚｏ に最初に導入し、窒素雰囲気で約１２５ｇのメタノールを６００ｍＬの総容積量まで充填しそして５０℃に加熱する。次いで４６．９ｇ（０．１５５モル）の（６−ブロモヘキシル）−トリメチルアンモニウムブロマイドを２５ｇのメタノールおよび３１．０ｇ（０．１４モル）の１−ブロモデカン中に加熱されたゲル懸濁物に添加する。アルキル化剤の添加を行った後に、反応溶液を還流下に８時間攪拌する。還流開始時点から、下記表に相応して２３ｇの苛性ソーダ溶液（５０％濃度）を色々な時間間隔であるが同じ割合で不連続的に（Ａ）、または同じ時間間隔であるが異なる割合で連続的に（Ｂ） 、または色々な時間間隔であるがしかし同じ割合で連続的に（Ｃ）添加する。
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苛性ソーダの添加後攪拌機のスイッチを入れ、ゲル懸濁物を更に２時間還流する。
【００６０】
再プロトン化（段階ｄ）：
次いで２０℃に冷却し、ゲル懸濁物を攪拌下（２０分）に３４．２ｇの濃塩酸と混合する。
【００６１】
アルキル化ゲルの洗浄：
得られるゲル懸濁物を攪拌下に各２２５ｇのメタノールおよび３４．２ｇの２モル濃度ＮａＣｌ溶液と混合しそして２０分の攪拌時間の後に表面積が濾別されるまで濾別する。次いでゲルケーキ状物を各５２５ｇ の２モル濃度ＮａＣｌ溶液で６度および各４９０ｍＬの脱イオン水で６度洗浄する。
【００６２】
得られるゲルケーキ状物を６０℃で２０ｍｂａｒの減圧下に最高３％の乾燥損失量まで乾燥する。１．４％の乾燥物質含有量の７５．４ｇの生成物が得られる。
【００６３】
従来技術に比較してアルキル化反応の終了後に反応溶液中の有機系不純物を減らすことができる：
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湿ったゲル中のクロロデカンの含有量は従来技術に比較すると５度のメタノール／ＮａＣｌ−洗浄の後に２５００〜３０００ｐｐｍの代わりに６００〜８００ｐｐｍだけである。
【００６４】
アルキル化の比較例は従来技術によると文献  Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｒｒｅｐｒｉｎｔｓ ２０００、４１（１） 、第 ７３５−７３６頁にある。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月28日(2002.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する架橋したポリマーのアルキル化法において、重合および架橋によって得られたゲル化したポリマーを
ａ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で塩基の添加によって場合によ
っては脱プロトン化し、
ｂ）ポリマーを場合によっては水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物で１度
以上洗浄し、次いで
ｃ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で攪拌したゲル状懸濁物に１種
類以上のアルキル化剤を５〜１６０℃の温度で常圧または高圧のもとで添加
し、次いで１〜６０分の混合時間の後に塩基の連続的添加または塩基の回分
的な添加をｐＨ値が８〜１３．５であるように行いそして
ｄ）次いで再プロトン化を、場合によっては１度以上の洗浄段階の後に鉱酸によ
って実施し、
それによってＮ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する相応するアルキル化され架橋したポリマーを得ることを特徴とする、上記方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
段階ｃ）に塩基として、使用される溶剤に依存して、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ４ ＯＨ、ＬｉＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２ 、Ｂａ（ＯＨ）２ 、ＮａＨおよびＮａＮＨ２ を使用する、請求項１に記載の方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
それ故に本発明の対象は、Ｎ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する架橋したポリマーのアルキル化法において、重合および架橋によって得られたゲル化したポリマーを
ａ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で塩基の添加によって場合によ
っては脱プロトン化し、
ｂ）ポリマーを場合によっては水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物で１度
以上洗浄し、次いで
ｃ）水、有機溶剤または有機溶剤／水−混合物中で攪拌したゲル状懸濁物に１種
類以上のアルキル化剤を５〜１６０℃の温度で常圧または高圧のもとで添加
し、次いで１〜６０分の混合時間の後に塩基の連続的添加または塩基の回分
的な添加をｐＨ値が８〜１３．５であるように行いそして
ｄ）次いで再プロトン化を、場合によっては１度以上の洗浄段階の後に鉱酸によ
って実施し、
それによってＮ−あるいはアミノ−、アンモニウム−またはスピロ二環式アンモニウム基を含有する相応するアルキル化され架橋したポリマーを得ることを特徴とする、上記方法に関する。




【国際調査報告】
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