[发明专利]聚(氧化烯)丙烯酰胺的酶催合成

说明书

本发明涉及一种酶催合成聚(氧化烯)丙烯酰胺的方法，制备聚合的聚(氧化烯)丙烯酰胺的方法，可通过该方法获得的聚合物及其用途。

背景技术

聚(氧化烯)丙烯酰胺可以通过各种途径获得。聚(氧化烯)丙烯酰胺的化学合成通过丙烯酸或者丙烯酸酯与聚(氧化烯)胺的直接酯化或者酯交换进行，其在高于100℃的温度下在酸催化下进行(DE 3130508 Rhm GmbH1981)。

由于温度高，必须加入大量的阻聚剂。由于反应温度高，形成胺与丙烯酸化合物的双键的迈克尔加成物。形成复杂且常为黑色的有难闻气味的产物混合物。丙烯酰氯与胺的反应同样得到N-烷基丙烯酰胺。然而，由于丙烯酰氯成本高，此方法经济上不可行。

丙烯酰胺的生物催化合成描述在下面的文献中。Puertas等人(Tetrahedron 1993，49，4007-4014)描述了(甲基)丙烯酸甲酯与丁胺、苄胺、2-氨基丁烷和2-氨基庚烷的反应。此脂肪酶催化的合成在3-10天内获得40-95％的收率。

Sanchez等人(Synlett 1994，529-530)描述了用氨氨解(甲基)丙烯酸甲酯得到(甲基)丙烯酰胺。此脂肪酶催化的反应在93小时后获得91％的收率。

Margolin等人(J.Am.Chem.Soc.1991，113，4693-4694)描述了甲基丙烯酸三氟乙酯与1-(1-萘基)-乙胺或苯丙氨酸酰胺的反应。此反应由蛋白酶枯草溶菌素催化。

Egraz等人(US 5,973,203)要求包含叔氨基团的(甲基)丙烯酰胺的酶催合成。在这种合成中，(甲基)丙烯酸烷基酯与具有一个伯氨基和一个叔氨基的二胺反应。

发明简述

因此，本发明的目的是开发一种制备聚(氧化烯)丙烯酰胺的方法。该合成应该能以高纯度和良好收率制备聚(氧化烯)丙烯酰胺，并且能够抑制不希望的副反应发生。

发明详述

本发明首先涉及一种酶催合成聚(氧化烯)丙烯酰胺的方法，其中使脂肪族聚(氧化烯)胺在水解酶存在下在本体或在包含有机溶剂的液态反应介质中与丙烯酸化合物或者其烷基酯反应，反应结束后，合适的话从反应混合物中分离出形成的聚(氧化烯)丙烯酰胺。

在本发明的上下文中，“脂肪族聚(氧化烯)丙烯酰胺”是单或多丙烯酸化的。

根据本发明，按照本发明获得的转化率(带有至少一个酰氨基的聚(氧化烯)丙烯酰胺的摩尔分数)为至少20mol％，例如20-100mol％，40-99mol％，50-95mol％或者75-95mol％，在每种情况下基于所用聚(氧化烯)胺的摩尔数。

液态有机反应介质可具有至多约10体积％的初始水含量，但优选基本无水。此反应可在本体中进行，或如果有利的话，也可在加入合适的有机溶剂后进行。

优选使用的有机溶剂为选自以下的那些：叔丁醇和叔戊醇，吡啶，聚C₁-C₄亚烷基二醇二C₁-C₄烷基醚，特别是聚乙二醇二C₁-C₄烷基醚，例如二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、聚乙二醇二甲醚500，乙酸叔丁酯，MTBE，丙酮，1，4-二烷，1，3-二氧杂环戊烷，THF，二甲氧基甲烷，二甲氧基乙烷，环己烷，甲基环己烷，甲苯，己烷以及他们的单相或多相混合物。

在本发明的方法中，丙烯酸化合物和聚(氧化烯)胺通常以约100∶1至1∶1，例如30∶1-3∶1或者10∶1-5∶1的摩尔比使用。

聚(氧化烯)胺的初始浓度例如在约0.1-20mol/L，特别是0.15-10mol/L的范围内。

聚(氧化烯)胺优选选自具有1-250，优选2-100，更优选3-50个氧化烯单元，并且具有至少一个，优选仅一个叔氨基官能团的聚氧化烯胺类，优选聚氧化乙烯胺类和聚氧化丙烯胺类或混合的聚氧化乙烯-丙烯胺类。

聚(氧化烯)胺类(“聚醚胺”)通过将醇烷氧基化，然后用氨胺化而制备，例如如WO 01/98388中所述。它们还可市购，例如来自BASF或Huntsman(“Jeffamine”^)。