专利名称：用转盘干燥器制备杂聚琥珀酰亚胺的方法
技术领域：
本发明涉及制备杂聚琥珀酰亚胺和聚(氨基酸)，优选用转盘干燥器制备聚(天冬氨酸)及其共聚物的方法。
聚(氨基酸)如聚(天冬氨酸)可用作肥料添加剂，除垢剂，洗涤剂，颜料和矿物分散剂以及锅炉和冷却塔防腐剂和除垢剂，可将氨基酸的加热缩聚产品水解而合成得到聚氨基酸，但不幸的是合成聚(氨基酸)的已知方法复杂，费用高或太费时。
聚(天冬氨酸)合成方法已见于US 4839461(Boehmke)，其中将马来酸或马来酸酐与氨液以1∶1-1.5的mol比混合后加热到120-150℃并将得到的铵盐和马来酸溶液蒸发，得到结晶浆料并使其熔融，这期间蒸出冷凝和结晶水而得聚(天冬氨酸)多孔物料，整个工艺要求6-8小时才能完成。
聚(氨基酸)的另一合成方法见于US 5057597(Koskan et al.)，其中要求在氮气氛中至少180℃下将氨基酸搅拌流化3-6小时，其中得到的脱水聚氨基酸水解而得聚(氨基酸)。
合成杂聚琥珀酰亚胺和聚(氨基酸)的现有方法费时，复杂或要求使用大量挥发性有机溶剂或惰性气体。本文及权利要求书中“杂聚琥珀酰亚胺”指聚合物链中含琥珀酰亚胺基团并可含其它基团的聚合物料，而“纯聚琥珀酰亚胺”指仅含琥珀酰亚胺基团的聚合物料。
本发明的是提出可水解成聚(氨基酸)的杂聚琥珀酰亚胺简单制备方法。
本发明另一目的是提出杂聚琥珀酰亚胺连续制备方法。
本发明提出聚琥珀酰亚胺制备方法，其中向转盘干燥器引入一或多种选自氨基酸，酰胺酸和单烯键不饱和二羧酸铵盐的化合物，操作转盘干燥器使内部温度达到约110-约300℃并使停留时间达到约1-约10小时，同时去除一或多种化合物缩合形成的水。
可用于本发明的氨基酸包括天冬氨酸，丙氨酸，天冬酸胺，甘氨酸，谷氨酸，赖氨酸，戊二酸及其组合，优选天冬氨酸，谷氨酸及其组合物。可用于本发明的酰胺酸为单烯键不饱和二羧酸的单酰胺，宜用源自氨或伯胺和酸酐的单酰胺，单烯键不饱和二羧酸的酯或酰卤及其组合物，优选马来酰胺酸(马来酸单酰胺)，亚甲基琥珀酰胺酸(衣康酸单酰胺)及中康酸，亚甲基丙二酸，富马酸，柠康酸，乌头酸，烷基马来酸和烯基琥珀酸单酰胺及其组合物，更优选马来酰胺酸，亚甲基琥珀酰胺酸及其组合物。可用于本发明的单烯键不饱和二羧酸铵盐为单烯键不饱和二羧酸的部分或完全铵盐，宜用马来酸，衣康酸，中康酸，亚甲基丙二酸，富马酸，柠康酸，乌头酸，烷基马来酸和烯基琥珀酸的部分和完全铵盐及其组合物，优选为马来酸铵盐。
用于本发明的转盘干燥器已见于例如US 3728797(Worden et al.)，尤其宜用该专利受让人Wyssmont Company，Inc.以商标TURBO-Dryer销售的连续转盘干燥器，其中经斜溜槽将物料送入干燥器中的顶盘后通过垂直相邻盘间的斜溜槽而使其经过干燥器中的各盘。盘一转动，与每盘相连的滑动臂将物料导送通过盘的横向外边缘而进入斜溜槽上端，而与各盘相连的另外的滑动臂及平整臂则将从上一盘转入该盘的物料均匀分布在该盘表面上，物料经过干燥器的转送很轻柔，其破损程度可忽略不计，而且形成的细粉量最少，物料在盘或传送臂和斜溜槽上的粘结也最少。
杂聚琥珀酰亚胺可经加热缩聚反应制成，其中利用热并进行温和搅拌以使一或多种氨基酸，酰胺酸或单烯键不饱和二羧酸铵盐缩聚，反应进行过程中通常除去这些化合物分子间缩合以及内部环化形成的水，从而使这些化合物继续缩聚而形成脱水聚氨基酸，因此反应中放出的水必须去除才能使反应完全，而得到的杂聚琥珀酰亚胺可如此应用或可水解，优选经碱水解而制成聚(氨基酸)。
该方法可用市售的常见设备而提供制备杂聚琥珀酰亚胺所需的温和搅拌和热量，其中宜用任何合适的转盘干燥器来达到这两方面的目的。温和搅拌可使一或多种氨基酸，酰胺酸或单烯键不饱和二羧酸的铵盐与不断生成的聚合物链接触，有助于去除缩聚反应形成的水，改善传热并缩短反应时间，其中物料在垂直相邻盘间下落和滑动臂刮片平整物料时就会出现温和搅拌。转盘干燥器操作中使物料在垂直相邻间传送间隔约1-约30分钟，而且转盘干燥器中必须有足够数量的盘才能使物料聚合所需停留时间达到约1-约10小时。温和搅拌还可减少产品损失并可降低与粉尘和空中飘浮物料有关的危险。
转盘干燥器中装有加热设备如加热夹套，内热盘管或筒体，用以提供一或多种氨基酸，酰胺酸或单烯键不饱和二羧酸铵盐缩聚所需热量，其中缩聚在约110-300℃的温度下进行。优选的是，一或多种单烯键不饱和二羧酸铵盐缩聚内温至少120℃，一或多种酰胺酸缩聚内温至少120℃，而一或多种氨基酸缩聚内温至少200℃。
转盘干燥器可在低于大气压，大气压或高于大气压下操作，优选在大气压或低于大气压下操作以有利于去除缩聚反应中形成的水，而且让连续空气流或氮气流通过转盘干燥器也可促进水的去除操作，更优选在大气压下让连续加热空气流通过转盘干燥器而进行缩聚。
以下实施例详述以上方法的实施方式，但仅为举例，并不以任何方式限制本发明。
实施例1
将具有可动顶盘和可动底盘并且两盘垂直位置可调的2盘干燥器预热使内部温度达240℃并让连续加热空气流以300ft3/min的速度通过干燥器。向干燥器顶盘引入1000gL-天冬氨酸并将床深调为1.5英寸，每10分钟将顶盘中的物料转入底盘，然后调节盘的垂直位置。50分钟后床深变为1.25英寸，70分钟后盘中物料温度达230℃并将空气流减为250ft3/min，总停留时间为6小时。经1H NMR谱分析表明95wt%以上的天冬氨酸转化为纯聚琥珀酰亚胺，收集到700g棕黄色粉状纯聚琥珀酰亚胺。
实施例2重复实施例1，只是转盘干燥器内部温度为270℃，最后经1HNMR谱分析表明天冬氨酸已完全转化成纯聚琥珀酰亚胺。
权利要求
1.杂聚琥珀酰亚胺制备方法，其步骤包括向转盘干燥器中引入一或多种选自氨基酸，酰胺酸和单烯键不饱和二羧酸铵盐的化合物；操作该转盘干燥器使内部温度达到约110-约300℃并使停留时间达到约1-约10小时；以及去除一或多种化合物缩合形成的水而制成杂聚琥珀酰亚胺。
2.聚(氨基酸)制备方法，其步骤包括向转盘干燥器中引入一或多种选自氨基酸，酰胺酸和单烯键不饱和二羧酸铵盐的化合物;操作该转盘干燥器使内部温度达到约110-约300℃并使停留时间达到约1-约10小时;去除一或多种化合物缩合形成的水而制成杂聚琥珀酰亚胺;以及将该杂聚琥珀酰亚胺水解成聚(氨基酸)。
3.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为选自天冬氨酸，天冬酰胺，丙氨酸，赖氨酸，甘氨酸，谷氨酸和戊二酸的氨基酸。
4.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为选自天冬氨酸和谷氨酸的氨基酸。
5.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为天冬氨酸。
6.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为选自马来酰胺酸，亚甲基琥珀酰胺酸及中康酸，亚甲基丙二酸，富马酸，柠康酸，乌头酸，烷基马来酸和烯基琥珀酸的单酰胺的酰胺酸。
7.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为选自马来酰胺酸和亚甲基琥珀酰胺酸的酰胺酸。
8.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为马来酰胺酸。
9.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为亚甲基琥珀酰胺酸。
10.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为选自马来酸，衣康酸，中康酸，亚甲基丙二酸，富马酸，柠康酸，乌头酸，烷基马来酸和烯基琥珀酸的部分或完全铵盐的单烯键不饱和二羧酸铵盐。
11.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为选自马来酸部分或完全铵盐的单烯属不饱和二羧酸铵盐。
12.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为单烯键不饱和二羧酸铵盐且内部温度至少120℃。
13.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为酰胺酸且内部温度至少120℃。
14.权利要求1或2的方法，其中一或多种化合物为氨基酸且内部温度至少200℃。
全文摘要
杂聚琥珀酰亚胺的制备方法是用约110—约300℃的内部温度和约1—约10小时停留时间下操作的转盘干燥器使一或多种氨基酸，酰胺酸或单烯键不饱和二羧酸铵盐缩聚而生成杂聚琥珀酰亚胺。
文档编号C08G69/10GK1082067SQ9310856
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月10日 优先权日1992年7月10日
发明者Y·H·帕克, E·S·希摩, G·斯帷特 申请人:罗姆和哈斯公司