Solvent-free synthesis of amphiphilic polymer material |
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| 申请号 | JP2010529373 | 申请日 | 2008-10-15 | 公开(公告)号 | JP2011500908A | 公开(公告)日 | 2011-01-06 |
| 申请人 | リヴォリマー リミテッド; | 发明人 | コスグローブ，テレンス; ハサン，エロール; ペットマン，ロジャー; | ||||
| 摘要 | 本発明は、直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖とを含む両親媒性ポリマー材料を含む組成物の製造方法であって、前記方法において、アシル化基を含む幹前駆体を、少なくとも一つの末端に求核基を含む側鎖前駆体と混合して、反応混合物を形成し；前記幹前駆体、側鎖前駆体及び／または反応混合物を加熱し；前記反応混合物を攪拌し；及び前記求核基はアシル化基と反応して、両親媒性ポリマー材料を形成し、ここで前記側鎖はアシル結合を介して幹に結合し；前記反応混合物は有機溶媒を含まないことを特徴とする前記製造方法を提供する。 【選択図】なし |
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| 权利要求 | 直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖とを含む両親媒性ポリマー材料を含む組成物の製造方法であって、 前記方法において、アシル化基を含む幹前駆体を、少なくとも一つの末端に求核基を含む側鎖前駆体と混合して、反応混合物を形成し； 前記幹前駆体、側鎖前駆体及び／または反応混合物を加熱し； 前記反応混合物を攪拌し； 及び前記求核基は前記アシル化基と反応して、両親媒性ポリマー材料を形成し、ここで前記側鎖はアシル結合を介して前記幹に結合し、前記反応混合物は有機溶媒を含まないことを特徴とする前記製造方法。 前記幹前駆体が、溶融した側鎖前駆体中に幹前駆体を溶解することによって側鎖前駆体と混合される、請求項１に記載の方法。 前記反応混合物を１００〜２２０℃の範囲の温度に加熱する、請求項１または２に記載の方法。 前記反応混合物を不活性ガスの存在下で加熱する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。 前記求核基をアシル化基と反応させた後、幹上に残存する全てのアシル化基を加水分解してカルボン酸基を与える、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。 重合性出発物質を、オーバーヘッドミキサー、マグネチックスターラー、押出機、ｚ−ブレードミキサー、バッチミキサー、Ｕトラフミキサー、ＲＴミキサー、配合機、内部ミキサー、二本ロールミル、ワイドブレードミキサー若しくは水中翼ブレードミキサー、水平（デルタ若しくはヘリカル）ブレードミキサー、ニーダー−反応器、二重ｚ−ブレードミキサーまたは二軸押出機を使用して混合する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 前記幹前駆体のアシル化基は、好ましくは無水マレイン酸から誘導した無水物基である、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。 前記無水物基は幹前駆体上にグラフトされる、請求項７に記載の方法。 前記求核基がアミンまたはヒドロキシル基である、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。 前記幹前駆体が、エチレン性不飽和炭化水素モノマーのホモポリマーまたは二種以上のエチレン性不飽和重合性炭化水素モノマーのコポリマーを含み、且つ前記側鎖は親水性である、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。 前記幹前駆体は、４または５個の炭素原子を含むエチレン性不飽和重合性炭化水素モノマーのホモポリマーを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。 前記幹前駆体はイソブチレン、ブタジエンまたはイソプレンのホモポリマーを含む、請求項１１に記載の方法。 前記側鎖前駆体は、ポリ（エチレンオキシド）、ポリグリシン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（スチレンスルホネート）またはポリ（アクリル酸）から誘導される、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。 請求項１〜１３のいずれかに記載の方法であって、前記幹前駆体は、一般式（ＩＩＩ）： Ｘ 2はＯ、Ｓ、（ＣＨ 2 ） nまたはＮＲ 4から選択され、ここでｎは１〜６であり； Ｒ 4はＨまたはＣ 1-6アルキルであり；及び Ｙは親水性ポリマー基であり、 前記方法において、式（Ｖ）の化合物の基ＨＸ 1は、一般式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の単位と反応して、一般式（Ｉ）の側鎖： またはＲ 1とＲ 2はこれらが結合している炭素原子と一緒になって、式（ＩＩ）： 請求項１〜１４のいずれかに記載の方法に従って両親媒性ポリマー材料を含む組成物を製造し、この組成物を食料品に添加することを含む、食料品の製造方法。 前記食料品がチューインガムベースまたはチューインガム組成物である、請求項１５に記載の方法。 チューインガム組成物を製造するための請求項１６に記載の方法であって、両親媒性ポリマー材料を含む前記組成物をチューインガムベースの形成で使用し、前記チューインガムベースを一種以上の甘味剤または香味剤と混合してチューインガム組成物を形成することを含む、前記方法。 両親媒性ポリマー材料を含む組成物をさらに前記甘味剤または香味剤と添加してチューインガム組成物を形成する、請求項１７に記載の方法。 両親媒性ポリマー材料を含む組成物をチューインガムベースまたは一種以上の甘味剤または香味剤と混合してチューインガム組成物を形成することを含む、チューインガム組成物を製造するための請求項１６に記載の方法。 チューインガム組成物が両親媒性ポリマー材料を１〜９０重量％、好ましくは２〜５０重量％、より好ましくは２〜２５重量％、最も好ましくは２〜１５重量％含むように、両親媒性ポリマー材料を含む組成物をチューインガムベースまたはチューインガム組成物に添加する、請求項１７〜１９のいずれかに記載の方法。 直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖と、場合によりアシル化基を含む幹前駆体と求核基を含む側鎖前駆体とを含む両親媒性ポリマー材料を含む組成物であって、前記組成物は有機溶媒を含まないことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法により得ることができる組成物。 直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖と、場合によりアシル基を含む幹前駆体とを含む両親媒性ポリマー材料（ａ）と、求核基を含む側鎖前駆体（ｂ）とを含む組成物であって、（ａ）：（ｂ）の重量比は１：０〜１：１であり、前記組成物は有機溶媒を含まないことを特徴とする前記組成物。 請求項１６に記載の方法により得ることができるチューインガムベースまたは請求項１６〜２０のいずれかに記載の方法により得ることができるチューインガム組成物。 |
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| 说明书全文 | 本発明は、溶媒を少しも使用しない両親媒性ポリマー材料の製造方法に関する。 チューインガムは世界中の何百万もの人々が一様に楽しむ消費財である。 本出願人は、本出願人の国際公開第２００６／０１６１７９号（特許文献１）において、両親媒性グラフトコポリマーをチューインガム配合物（ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）に添加すると、粘度が低減化した組成物となり、不注意に廃棄したガムの噛みカスで汚れてしまう問題に有効であることを開示した。 この特許出願では、グラフトコポリマーは、ポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸幹（主鎖：ｂａｃｋｂｏｎｅ）とポリ（アルキレンオキシ）アルコール側鎖前駆体とをトルエンなどの有機溶媒中、通常トリエチルアミンなどの活性化剤の存在下、高温で反応させることによって形成する。 ガムは商品生産物であるので、成分のどの合成も、得られる材料のコストができるだけ確実に競合性であるように効率的であるべく確保するのが望ましい。 この要望に従って、本発明の第一の側面では、直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖とを含む両親媒性ポリマー材料を含む組成物の製造方法であって、 本発明の第二の側面に従って、本発明の第一の側面に従った両親媒性ポリマー材料を含む組成物を製造し、前記組成物を食品（ｃｏｍｅｓｔｉｂｌｅ）に添加することを含む、食品の製造方法を提供する。 本発明の第三の側面に従って、直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖と、場合によりアシル化基を含む幹前駆体と、求核基を含む側鎖前駆体と、を含む両親媒性ポリマー材料を含む組成物であって、前記組成物は少しも溶媒を含まず、本発明の第一の側面に従った方法によって得ることができる前記組成物を提供する。 本発明の第四の側面に従って、直鎖または分岐鎖炭素−炭素幹と、前記幹に結合した複数の側鎖と、場合によりアシル基を含む幹前駆体と、を含む両親媒性ポリマー材料（ａ）と、求核基を含む側鎖前駆体（ｂ）とを含む組成物であって、ここで（ａ）：（ｂ）の重量比は１：０〜１：１であり、前記組成物は有機溶媒を少しも含まないことを特徴とする前記組成物を提供する。 本明細書に概説した発明は、ポリマー材料を製造するのに以前必要であった不都合な材料を最小限度にするか、または除去する計画を包含する。 より具体的には、本計画は溶媒の使用を排除することによって達成される。 少量の側鎖前駆体も使用することができる。 さらに反応終了時に、溶媒を除去するための精製はもはや必要ではないので好都合である。 得られた両親媒性ポリマー材料は、従来の溶媒経路を使用して製造した材料に伴う全品質を保持する。 即ち、材料は粘性が低く、その粘着性を低下させるためにチューインガム組成物に配合することができる。 この無溶媒プロセスは、有機溶媒の購買及び取り扱い、並びに得られたポリマー材料から危険な材料を除去するコストを排除する。 このアプローチは、環境に有害かもしれない揮発性有機化合物を除去するのにも有用である。 無水物ベースのグラフトコポリマーを含有する組成物を製造するための無溶媒方法（ｓｏｌｖｅｎｔ−ｆｒｅｅ ｍｅｔｈｏｄ）は公知である。 たとえば欧州特許第０９４５４７３号（特許文献２）は、エチレン性不飽和モノマー、無水物モノマーと、ヒドロキシル若しくはアミン末端基をもつ一官能性ポリグリコールまたは多官能性ポリグリコールのいずれかと、遊離ラジカル開始剤とを混合して混合物を形成することを含むそのような方法について記載している。 この混合物を加熱して、グラフトコポリマー生成物を含有するエチレン性不飽和モノマーと、ポリグリコールのグラフトコポリマー材料と、の混合物を形成し、これは洗剤配合物中において防汚剤（ｓｏｉｌ ｒｅｌｅａｓｅ ａｇｅｎｔ）として有用であり得る。 欧州特許第０９４５４７３号（特許文献２）の方法では多くの異なる生成物ができるという点で、本発明は該欧州特許第０９４５４７３号における開示とは異なる。 本明細書で請求する方法では、予め形成したポリマー幹と側鎖前駆体とを反応させることによってこの問題を回避する。 さらに本方法はフリーラジカル機構を介しては進行しない。 両親媒性ポリマー材料の合成は、所望の側鎖前駆体と幹前駆体とを混合することによって達成する。 この側鎖前駆体及び幹前駆体は、これらが相当効率よく混合し得るという条件で、反応混合物に添加すると固体、液体状またはゲルのいずれかであり得る。 より好ましくは、これらは液体または微粉砕固体のいずれかである。 最も好ましくは、これらはアシル化反応が起きる温度ではいずれも液体である。 あるいは、側鎖前駆体は液体であり、且つ幹前駆体は微粉砕固体である。 本発明の好ましい態様において、幹前駆体は、溶融した側鎖前駆体中に幹前駆体を溶解することによって、側鎖前駆体と混合する。 あるいは側鎖前駆体は、溶融した幹前駆体中に溶解することができる。 当業者はこの反応プロセスは、十分に混合を提供できるどんな装置でも使用して実施し得ることを理解するだろう。 これらの例としては、オーバーヘッドスターラー、マグネチックスターラーによって攪拌が提供される反応器または他の任意の容器が挙げられ、最も好ましい混合は、好適な押出機、ｚ−ブレードミキサー、バッチミキサー、Ｕトラフミキサー、ＲＴミキサー、配合機（コンパウンダー）、内部ミキサー、バンバリー型ミキサー、二本ロール機、ブラベンダー型ミキサー、ワイドブレードミキサー（若しくは水中翼ブレードミキサー）、水平（デルタ若しくはヘリカル）ブレードミキサー、ニーダー−反応器または、二重ｚ−ブレードミキサー若しくは二軸押出機のような、これらのミキサーの一つの関連する変形、を使用して達成される。 反応混合物は通常、３０分〜４８時間、より典型的には１時間〜２４時間、最も典型的には４時間〜１２時間、たとえば約６時間攪拌する。 反応混合物の温度を上昇させると、通常、側鎖前駆体が融解し、これによって効率的に混合でき、そして反応速度の上昇に寄与する。 従って反応温度は好ましくは５０℃〜３００℃、より好ましくは１００〜２５０℃、さらに好ましくは１１５℃〜２００℃、たとえば１２０℃〜２００℃、最も好ましくは１４０℃〜１８０℃であろう。 低すぎる温度では生成物が十分に混合されないかもしれないが、高すぎる温度では架橋が引き起こされるだろう。 通常、反応混合物をこの温度に加熱し、この温度で少なくとも６時間、通常少なくとも１２時間、好ましくは少なくとも２４時間攪拌しながら保持する。 通常、幹前駆体及び側鎖前駆体は、反応混合物を形成するために混合してから、そのような温度に加熱する。 前駆体を予熱してから、反応に適した温度で反応器に添加することも可能である。 好ましくは、混合装置に不活性ガスを供給して、ポリマー材料の劣化を防ぐ。 あるいは空気を確実に排除するために、反応器を真空下に置くことができる。 反応は酸または塩基を添加して触媒作用を及ぼすこともできる。 場合により反応終了時に反応器に水を添加して、反応しなかった全てのアシル化基を加水分解することができる。 反応しなかったアシル化基の加水分解は、親水性を好都合に高め、そして材料の水混和性（ｗａｔｅｒ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）または溶解性を高めることもできる。 （グラフト化反応とも称されることもある）アシル化反応終了時、残っている全てのアシル化基は、材料に水を添加するか、エージングプロセスによって酸基に転換することができる。 あるいは、残っているアシル化基は、水と、触媒として塩基を使用することにより、または塩基を任意に使用してアルコール（ヒドロキシル）若しくはアミンを添加することにより加水分解することができる。 たとえば残っている全ての無水マレイン酸基は通常、材料に水を添加することにより二酸基に転換される。 反応終了時、生成混合物は通常、遊離側鎖前駆体を含み得る反応しなかった出発物質、副生成物及び触媒（反応中で使用する場合）を含む。 両親媒性ポリマー材料は、最終組成物中に遊離側鎖前駆体を含んでいると好都合なことがあるので、反応混合物から精製する必要はない。 遊離側鎖前駆体は両親媒性ポリマー材料と相互作用して、その特性を改善する。 好ましくは、本発明の第四の側面に従った組成物では、（ａ）：（ｂ）の比は３：２〜５：１、より好ましくは３：２〜４：１である。 本発明においてポリマー材料を製造するのに使用する幹前駆体は好ましくは、エチレン性不飽和炭化水素モノマーのホモポリマーまたは二種以上のエチレン性不飽和炭化水素モノマーのコポリマーから誘導する。 幹前駆体は通常、エラストマー材料である。 両親媒性ポリマー材料もエラストマー材料であってもよい。 幹前駆体は通常、エチレン性不飽和の重合性炭化水素モノマーのホモポリマーまたは、二種以上のエチレン性不飽和の重合性炭化水素モノマーのコポリマーを含む。 「エチレン性不飽和の重合性炭化水素モノマー（ｅｔｈｙｌｅｎｉｃａｌｌｙ−ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｂｌｅ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｍｏｎｏｍｅｒ）」なる用語は、付加（または連鎖生長若しくは連鎖反応としても公知）重合を受けて、炭素−炭素ポリマー幹をもつ直鎖または分岐鎖炭化水素ポリマーを形成し得る、少なくとも一つの炭素−炭素二重結合を含む重合性炭化水素を意味する。 好ましい一態様に従って、幹前駆体は、４または５個の炭素原子を含むエチレン性不飽和の重合性炭化水素モノマー、たとえばイソブチレン（２−メチルプロペン）、のホモポリマーを含む。 別の態様に従って、炭素−炭素ポリマー幹前駆体はまた、共役ジエン炭化水素モノマー、特に４または５個の炭素原子をもつもの、たとえば１，３−ブタジエンまたはイソプレン、のホモポリマーから誘導することができる。 上記のように、炭素−炭素ポリマー幹前駆体は、二種以上のエチレン性不飽和の重合性炭化水素モノマーのコポリマーを含み得る。 好ましくは、そのような二種のモノマーのコポリマーを含む。 たとえば、一つの炭素−炭素二重結合をもつ炭化水素モノマーと、二つの炭素−炭素二重結合をもつ炭化水素モノマーとの炭化水素コポリマーを含み得る。 たとえば、炭素−炭素ポリマー幹はイソブチレンとイソプレンとのコポリマーも含み得る。 別の態様に従って、炭素−炭素ポリマー幹は、ブタジエン−スチレンブロックコポリマーから誘導される。 幹はランダム、交互またはブロック、たとえばＡ−ＢまたはＡＢ−Ａブロックコポリマーを含み得る。 あるいは、幹前駆体は、少なくとも一種のエチレン性不飽和モノマーと無水マレイン酸とのコポリマーを含み得る。 コポリマーなる用語は、バイポリマー（二元重合体：ｂｉｐｏｌｙｍｅｒ）またはターポリマー（四元重合体：ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ）の両方を網羅する。 好ましくはモノマーは炭化水素モノマーである。 「エチレン性不飽和の重合性炭化水素モノマー」なる用語は、重合を受けて、炭素−炭素ポリマー幹をもつ直鎖または分岐鎖炭化水素ポリマーを形成し得る少なくとも一つの炭素−炭素二重結合を含む重合性炭化水素を意味する。 好ましい一態様に従って、エチレン性不飽和重合性炭化水素モノマーは４または５個の炭素原子を含み、たとえばイソブチレン（２−メチルプロペン）である。 エチレン性不飽和モノマーはあるいは、共役ジエン炭化水素モノマー、特に４または５個の炭素原子を含むもの、たとえば１，３−ブタジエンまたはイソプレンであってもよい。 エチレン性不飽和モノマーは１−オクタデセンであってもよい。 本発明のこの側面において、エチレン性不飽和モノマーは芳香族であってもよく、及び／または水素及び炭素以外の原子を含み得る。 好適なエチレン性不飽和モノマーとしては、スチレン及びビニルメチルエーテルが挙げられる。 幹前駆体は通常、１０，０００〜２００，０００の範囲、好ましくは１５，０００〜５０，０００、より好ましくは２０，０００〜４０，０００の範囲の分子量をもつ。 他に記載しない限り、本明細書で使用する分子量の単位はｇ／モルである。 幹前駆体は幹にアシル化基（ａｃｙｌａｔｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）を含むか、または幹上にグラフトされ得る。 幹前駆体は通常、その上にグラフトされた無水マレイン酸から誘導された単位をもつ。 好適な一つの幹前駆体は、無水マレイン酸がグラフトしたポリイソプレン（ＰＩＰ−ｇ−ＭＡ）である。 そのようなグラフトコポリマーは、以下に詳説するように市販されているか、または合成することができる。 幹前駆体は通常、本来は疎水性である。 対照的に側鎖前駆体は親水性であり得る。 このことは幾つか有利な点を与える。 得られる両親媒性ポリマー材料の疎水性／親水性バランスは、材料にその低粘着性（ｌｏｗ−ｔａｃｋ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を与える櫛状コポリマー構造をもつ。 親水性側鎖はポリマー材料に界面活性を与える。 本発明で使用する親水性側鎖前駆体は好ましくは、それぞれの末端に少なくとも一つの求核基（ｎｕｃｌｅｏｐｈｉｌｉｃ ｇｒｏｕｐ）をもつ、ポリ（アルキレンオキシド）、ポリグリシドール、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（スチレンスルホネート）またはポリ（アクリル酸）を含み、最も好ましくはポリ（エチレンオキシド）である。 あるいは、側鎖はポリペプチド、たとえばポリリジンから誘導することができる。 あるいはポリマー材料の側鎖は、幹よりも疎水性が強くてもよい。 好適な例としては、フルオロアルカン、ポリシラン、ポリアルキルシラン、アルキルシリルポリオキシアルキレン及びシロキサンが挙げられ、これらはガムベースに非常に低い表面エネルギーを付与する。 両親媒性ポリマー材料の幹の分子は、上記列記の側鎖の混合物を含み得るか、及び／または種々の鎖長／分子量をもち得る複数の側鎖をもつことができる。 しかしながら、それぞれの側鎖は同一鎖長／分子量をもつのが好ましい。 好ましくは幹前駆体のアシル化基は、通常無水マレイン酸から誘導した酸無水物基である。 他の可能なアシル化基としては、カルボン酸、酸アミド、アシルクロリド及びカルボン酸エステルが挙げられる。 1及びＲ 2はそれぞれ独立して、Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＷＲ 4または−Ｃ（Ｏ）Ｑである；但しＲ 1及びＲ 2の少なくとも一つは基−Ｃ（Ｏ）Ｑであるか；または Ｒ 1とＲ 2はこれらが結合している炭素原子と一緒になって、式（ＩＩ）： 3 〜Ｒ 5はそれぞれ独立してＨまたはＣ 1-6アルキルであり；
4であり；
1 −Ｙ−Ｘ 2 −Ｐの基であり；
2 −Ｐの基であり；
1はＮＲ 4 、ＳまたはＯであり；
2はＯ、Ｓ、（ＣＨ 2 ） nまたはＮＲ 4であり、ここでｎは１〜６であり；
好ましくは、Ｒ 2は−Ｃ（Ｏ）ＷＲ 4または−Ｃ（Ｏ）Ｑである。 Ｒ 3は好ましくはＨまたは−ＣＨ 3である。 Ｒ 5は通常Ｈである。 Ｘ 1及びＸ 2はそれぞれ独立して、好ましくはＮＲ 4またはＯである。 ｎは好ましくは１〜４である。 本発明の一態様に従って、ポリマー材料中の側鎖は式： 3 、Ｒ 4及びＱは上記定義の通りである。 これらの基は、幹上にグラフトされた無水マレイン酸単位またはその誘導体から誘導される。 好ましくは、ポリマー材料は、ペンダントカルボン酸基をもつ。 従って上記式において、好ましくはＲ 4はＨである。 別の態様に従って、側鎖は式： 別の態様において、側鎖は以下の式： 別の態様に従って、側鎖は式： これらはアクリル酸グラフト化材料（ａｃｒｙｌｉｃ ｇｒａｆｔｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ）から誘導する。 本新規方法を使用して製造し得る二つのポリマー材料を、以下の表１に詳述する。 特に好ましい二つのポリマー材料は、Ｐ（Ａ）及びＰ（Ｂ）である。 好適な分子量分布及び無水マレイン酸含有量のどんなＰＩＰ−ｇ−ＭＡも、ポリマー材料の合成に適している。 あるいは無水マレイン酸が開環して二酸または一酸／モノメチルエステルを形成するカルボキシル化ＰＩＰ−ｇ−ＭＡ材料も好適である。 後者はＰ（Ｂ）に示されている。 これらのポリマー材料の幹前駆体は、無水マレイン酸がグラフトしたポリイソプレンから誘導される。 ＭＡのグラフト化レベルは通常、概念を表すために使用されるＰＩＰ−ｇ−ＭＡ中、約１．０モル％である。 ＰＩＰ−ｇ−ＭａＭｍｅにおいて、同レベルはＭＡの一酸モノメチルエステル２．７モル％である。 グラフト化レベルは、ポリイソプレンの官能基化度に依存する。 たとえば、Ｐ（Ａ）において、鎖当たりのグラフト数は通常１〜７であるが、Ｐ（Ｂ）においては１〜１０である。 本発明に従った方法において、通常、それぞれの無水マレイン酸基に対して側鎖前駆体１〜４当量が、より典型的には２〜３当量が反応すべきである。 反応効率は、ポリエーテルアミンである側鎖前駆体とＰ（Ａ）を合成するのに使用するＰＩＰ−ｇ−ＭＡとを反応させることによって高めることができる。 これらは市販品がある：一連のエチレンオキシド（ＥＯ）とプロピレンオキシド（ＰＯ）の一及び二官能基化アミンポリマーは、ＨｕｎｔｓｍａｎよりＪｅｆｆａｍｉｎｅ商標名のもと販売されている。 アミン官能基化ポリマーと無水マレイン酸との間の反応は、たとえば以下の構造： Ｃの構造は、Ｈ 2 Ｏを除去することと同時に起きる、Ａの分子内反応により形成し、たとえば酸などの触媒を用いて生じる可能性が高い。 一官能基化及び二官能基化アミンポリマーの両方とも本発明で使用する。 疎水性幹と親水性アミン官能基化ポリマーとの反応により、両親媒性グラフトコポリマーの合成がもたらされる。 反応条件に依存して、親水性二官能性アミンポリマーを使用すると、架橋または連鎖延長ポリマー（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ）がもたらされるだろう。 あるいは一官能基性及び二官能基性ポリマーを組み合わせて、必要な得られるポリマー材料の特性を変性させることができる。 Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００及びＭ−２０７０は特に好ましい側鎖前駆体である。 3の混合物である］。 Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００は、ＥＯ：ＰＯ比が１９：３のモノアミンポリエーテルであり、分子量は約１０００である；Ｍ−２０７０はＥＯ：ＰＯ比が３１：１０のモノアミンポリエーテルであり、分子量は約２０００である。 これらのポリマー中のエチレンオキシド単位が比較的高い割合であるため、これらは親水性材料とみなされる。 Ｍ−１０００及びＭ−２０７０はいずれもＰＩＰ−ｇ−ＭＡと効率的に反応することが知見された。 アミン官能基化ポリエーテルと無水マレイン酸のモノエステルとの反応によってグラフトコポリマーを製造することも可能である。 たとえば本出願人は、一般式： 上記のごとく、ポリマー材料の特性は、炭素−炭素ポリマー幹上にグラフトされた側鎖の特徴だけでなく、グラフトした側鎖の数にも依存する。 本発明において、多数の側鎖前駆体は、それぞれの幹前駆体と反応する。 「多数の（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）」なる用語は、本明細書において一つ以上のグラフトした側鎖を意味するものとして定義され、一般に二つ以上を意味する。 通常、少なくとも一つの側鎖前駆体はそれぞれの幹前駆体と反応する。 ポリマー材料中の所望の程度の親水性を達成するためには、得られるポリマー材料中の側鎖対幹の単位の割合が１：４００〜１：５の範囲であり、より好ましくは１：２００〜１：１０である。 幹上の側鎖の連結位置（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）は、製造時に使用した炭化水素ポリマー幹の好適な連結位置の場所（ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に依存するため、この側鎖は、通常炭素−炭素ポリマー幹に沿って統計的に分布している。 グラフトされた無水マレイン酸単位を介して側鎖がポリマー幹に連結されるとき、ポリマー幹中のそれぞれの無水マレイン酸は、０、１または２つの側鎖で誘導体化され得る。 本発明の一態様において、それぞれの側鎖前駆体は、種々の幹前駆体上の二つのアシル化基と反応して、架橋構造を形成し得る二つの求核基をもつ。 たとえば、ポリエチレングリコール側鎖は、一般に、誘導体化前に、それぞれの端部がアルコールによって終端される。 それぞれのアルコールは、幹の無水マレイン酸単位上にグラフトすることができる。 両親媒性ポリマー材料の幹前駆体が無水マレイン酸とエチレン性不飽和モノマーとのコポリマーである場合、側鎖前駆体は通常、一端ではアルコールまたはアミン求核基により、別の端部ではアルキルオキシ基により終端されている。 ＭｅＯ−ＰＥＯ−ＯＨは、好ましい側鎖前駆体の一例である。 ポリマー材料の形成法では、そのような側鎖は無水物のアルコール分解（アルコーリシス：ａｌｃｏｈｏｌｙｓｉｓ）により無水マレイン酸誘導単位と反応して、カルボン酸エステルとカルボン酸とを与える。 無水マレイン酸とアルコールとの反応は、エステルとカルボン酸との形成となるアルコール分解反応である。 この反応はエステル化としても公知である。 この反応は比較的早く、触媒は必要ないが、酸または塩基触媒を使用することができる。 正味の反応は以下のように示すことができる。 Ｐ x及びＰ yはコポリマー／ターポリマーの残余を表し、ＲＯＨは代表的な側鎖前駆体である。 あるいは、無水マレイン酸モノマー１個当たり、たった１個の側鎖前駆体が反応する。 これにより、遊離カルボン酸基をもつ無水マレイン酸から誘導された単位が残り、これは本方法の後段で誘導体化し得る。 この基は脱プロトン化して、ポリマー材料中にイオン性幹を与えることもできる。 幹の無水マレイン酸から誘導された単位を含む幹前駆体と側鎖前駆体との反応後、幹の無水マレイン酸から誘導された全ての反応しなかった単位も開環することができる。 これは加水分解により、または塩基を使用して実施し得る。 得られた生成物はイオン化可能（ｉｏｎｉｓａｂｌｅ）である。 このさらなる反応段階は、たとえば交互コポリマーで幹中にかなりの数の無水マレイン酸があるときに特に有用である。 本発明の好ましい側面において、幹前駆体は、一般式（ＩＩＩ）： 3はＨまたはＣ 1-6アルキルであり、Ｒ 5はＨまたはＣ 1-6アルキルであり、Ｒ 6及びＲ 7はＨまたはアシル化基である、但し、Ｒ 6及びＲ 7の少なくとも一つはアシル化基である、またはＲ 6とＲ 7はこれらが結合している炭素原子と一緒に結合して、式（ＩＶ）： であり、ここでＸ 1はＯ、ＳまたはＮＲ 4であり；
2はＯ、Ｓ、（ＣＨ 2 ） nまたはＮＲ 4から選択され、ここでｎは１〜６であり；及び Ｒ 4はＨまたはＣ 1-6アルキルであり；及び Ｙは親水性ポリマー基であり、本方法において、式（Ｖ）の化合物の基ＨＸ 1は一般式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の単位と反応して、両親媒性ポリマー材料を与え、ここで側鎖は一般式（Ｉ）： 1及びＲ 2はそれぞれ独立して、Ｈ、−Ｃ（Ｏ）ＷＲ 4または−Ｃ（Ｏ）Ｑである；但しＲ 1及びＲ 2の少なくとも一つは基−Ｃ（Ｏ）Ｑであるか；
1とＲ 2はこれらが結合している炭素原子と一緒になって、式（ＩＩ）： 4であり；
1 −Ｙ−Ｘ 2 −Ｐの基であり；
2 −Ｐの基であり；及び ＰはＨまたは別の幹である。 かくして両親媒性ポリマー材料中の側鎖は、幹前駆体のアシル化基から誘導された単位を含む。 好ましい置換基は、ポリマー材料中の好ましい側鎖に関する上記のものと同一である。 本発明に従って製造した組成物は、種々の用途で使用し得るが、通常、食品グレード（即ち、食用）である食料品の製造に使用される。 通常、両親媒性ポリマー材料は、本発明の第一の側面の方法を使用して製造し、次いで食料品に添加する。 好ましくは食料品は、チューインガムベースまたはチューインガム組成物である。 典型的なチューインガム組成物は両親媒性ポリマー材料を１〜９０重量％、好ましくは２〜５０重量％、より好ましくは２〜２５重量％、最も好ましくは２〜１５重量％含む。 本発明の第一の側面で製造した組成物は、粘着性に寄与するガムベースの成分の一部または全てに対する代替物として機能し得る。 あるいは、ガムベースは両親媒性ポリマー材料を全く含まない。 その代わり、両親媒性材料は、チューインガムベースとは別にチューインガム組成物に添加する。 最も典型的には、両親媒性ポリマーはガムベースとチューインガム組成物の両方に添加する。 両親媒性ポリマー材料に加えて、チューインガムベースは、当業界で公知の慣用成分を含む。 チューインガムベースは０〜６重量％の蝋を含み得る。 ガムベースに存在し得る蝋の例としては、マイクロクリスタリンワックス、天然蝋、石油蝋、パラフィン蝋及びこれらの混合物が挙げられる。 蝋は通常は、ガムベースの固化並びに保存期限及びテクスチャーの改善に役立つ。 蝋はベース混合物を軟化させ、噛んでいる間の弾力性（ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ）を改善し、且つフレーバー保持に影響することも知見された。 好ましくは、ガムベースは実質的に蝋を含まないが、これらの特性はポリマー材料によって提供される。 しかしながら幾つかの態様では、蝋を配合すると、両親媒性ポリマー材料と連携して活性成分の放出を制御する。 チューインガムベースは、望ましい弾力性及びテクスチャー特性並びに嵩を提供するエラストマー材料を含み得る。 好適なエラストマー材料（ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）としては、合成及び天然ゴムが挙げられる。 より具体的には、エラストマー材料は、ブタジエン−スチレンコポリマー、ポリイソブチレン及びイソブチレン−イソプレンコポリマーから選択される。 エラストマー材料の総量が少なすぎると、ガムベースは弾力性、噛むテクスチャー及び凝集性が十分にないが、これに対して含有量が高すぎると、ガムベースは硬く且つゴム状となる。 典型的なガムベースはエラストマー材料を１０〜７０重量％、より典型的には１０〜１５重量％含む。 通常、ポリマー材料はチューインガムベース中のエラストマー材料の少なくとも１重量％、好ましくは少なくとも１０重量％、より好ましくは少なくとも５０重量％を形成するだろう。 幾つかの態様では、ポリマー材料はチューインガムベース中のエラストマー材料を完全に置き換える。 エラストマー可塑剤（エラストマー溶媒としても知られる）は、エラストマー材料を軟化させるのに役立ち、水素化、二量体化、若しくはポリマー化ロジンまたはその混合物などのロジンまたは変性ロジンのメチルグリセロールエステル類またはペンタエリスリトールエステル類が挙げられる。 チューインガムベースで使用するのに好適なエラストマー可塑剤の例としては、部分的に水素化したウッドロジンのペンタエリスリトールエステル、ウッドロジンのペンタエリスリトールエステル、部分的に二量体化されたロジンのグリセロールエステル、重合化ロジンのグリセロールエステル、タル油（ｔａｌｌ ｏｉｌ）ロジンのグリセロールエステル、ウッドロジンのグリセロールエステル並びに、部分的に水素化されたウッドロジン及びロジンの部分的に水素化されたメチルエステル；ｄ−リモネンポリマーのポリテルペン及びα−ピネンまたはβ−ピネンのポリマー並びにこれらの混合物が挙げられる。 エラストマー可塑剤は、ガムベースの３０重量％以下で使用することができる。 しかしながらエラストマー溶媒の好ましい範囲は、２〜１８重量％である。 好ましくは、１５重量％未満である。 あるいは、全くエラストマー溶媒を使用しなくてもよい。 エラストマープラスポリマー材料対エラストマー可塑剤の重量比は、好ましくは（１〜５０）：１の範囲であり、好ましくは（２〜１０）：１である。 チューインガムベースは好ましくは無毒性ビニルポリマーを含む。 そのようなポリマーは、水に対して幾らか親和性をもち得、その例としてはポリ（酢酸ビニル）、エチレン／酢酸ビニル及びラウリン酸ビニル／酢酸ビニルコポリマーが挙げられる。 好ましくは、無毒性ビニルポリマーはポリ（酢酸ビニル）である。 好ましくは無毒性ビニルポリマーは、チューインガムベースの１５〜４５重量％で存在する。 無毒性ビニルポリマーは、少なくとも２０００の分子量をもつべきである。 チューインガムベースは好ましくはフィラー、好ましくは微粒子フィラーも含む。 フィラーを使用してガムベースのテクスチャーを変性し、その加工を促進する。 典型的なフィラーの例としては、炭酸カルシウム、タルク、アモルファスシリカ及びリン酸三カルシウムが挙げられる。 好ましくはフィラーは、シリカまたは炭酸カルシウムである。 フィラー粒子のサイズは、コンパウンド時のガムベースの凝集性、密度及び加工特性に影響を与える。 小さなフィラー粒子は、ガムベースの接着性を低下させることが知見された。 チューインガムベースに存在するフィラーの量は通常、チューインガムベースの０〜４０重量％、より通常には５〜１５重量％である。 好ましくは、チューインガムベースは軟化剤を含む。 軟化剤を使用して凝集性を調節し、テクスチャーを変性し及び、製品を噛んでいる間に急速な融解遷移（ｍｅｌｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を誘導させる。 軟化剤はガムベースの完全なブレンド化を確保する。 柔軟剤の典型例としては、水素化植物油、ラノリン、ステアリン酸、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム及びグリセリンがある。 軟化剤は通常、チューインガムベースの約１５〜約４０重量％の量で使用し、好ましくはチューインガムベースの約２０〜約３５重量％の量で使用する。 好ましいチューインガムベースは乳化剤を含む。 乳化剤はチューインガム組成物の非混和性成分を単一の安定系に分散させるのを促進する。 好適な例としては、レシチン、グリセロール、グリセロールモノオレエート、脂肪酸のラクチル酸エステル（ｌａｃｔｙｌｉｃ ｅｓｔｅｒ）、グリセロール及びプロピレングリコールのラクチル化脂肪酸エステル（ｌａｃｔｙｌａｔｅｄ ｆａｔｔｙ ｅｓｔｅｒ）、モノ−、ジ−及びトリ−ステアリルアセテート、クエン酸モノグリセリド、ステアリン酸、クエン酸ステアリルモノグリセリジル、ステアリル−２−ラクチル酸（ｌａｃｔｙｌｉｃ ａｃｉｄ）、トリアシエチルグリセリン（ｔｏｒｉａｃｙｅｔｙｌ ｇｌｙｃｅｒｉｎ）、クエン酸トリエチル及びポリエチレングリコールがある。 乳化剤は通常、チューインガムベースの約０％〜約１５％、好ましくは約４％〜約６％を構成する。 上記に詳細を記載したチューインガムベースは、チューインガム組成物を形成するのに使用し得る。 チューインガム組成物は、ガムベースと、一種以上の甘味料及び香味剤を含み得る。 通常チューインガム組成物は、甘味料と香味剤の両方を含む。 チューインガム組成物はさらに、薬剤、栄養補助活性剤（ｎｕｔｒａｃｅｕｔｉｃａｌ ａｃｔｉｖｅ）、ハーブ抽出物、刺激剤、香料、冷感、温感またはひりひり感を与える感覚剤（ｓｅｎｓａｔｅ）、マイクロカプセル封入物、研磨剤、ホワイトニング剤及び着色剤などの他の薬剤も含み得る。 好ましくは、チューインガム組成物は、たとえば薬剤などの生物学的な活性成分などの種々の他の成分を含む。 生物学的に活性成分とは、ヒトまたは動物の体内で化学的または物理的プロセスを変性させる全ての物質である。 好ましくは、これは薬理学的に活性成分であり、たとえば、血小板凝集抑制薬、勃起不全薬、鬱血除去薬、麻酔剤、経口避妊薬、癌の化学療法薬、精神治療薬、心臓血管薬、ＮＳＡＩＤ、狭心症のＮＯドナー（一酸化窒素ドナー）、非オピオイド鎮痛剤、抗菌剤、制酸薬、利尿剤、制吐薬、抗ヒスタミン剤、消炎剤、咳止め薬、抗糖尿病薬（たとえばインスリン）、オピオイド、ホルモン及びこれらの組み合わせから選択される。 好ましくは活性成分は、カフェインまたはニコチンなどの刺激剤である。 あるいは活性成分は、鎮痛剤である。 活性成分のさらなる例はインスリンである。 本発明の一態様において、生物学的に活性成分は、ジクロフェナク、ケトプロフェン、イブプロフェンまたはアスピリンなどの非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）である。 あるいは活性成分は、アセトアミノフェン（ｐａｒａｃｅｔａｍｏｌ）（ＮＳＡＩＤとして通常分類されないもの）である。 生物学的に活性成分は、制吐薬、たとえばドラセトロン（Ｄｏｌａｓｅｔｒｏｎ）であってもよい。 あるいは生物学的に活性成分は、クエン酸シルディナフィルなどの勃起不全薬である。 通常、チューインガム組成物は０．０１〜２０重量％の活性成分、より通常には０．１〜５重量％の活性成分を含む。 チューインガム組成物は経口投与に適した単位剤形であり得る。 単位剤形は好ましくは０．５〜４．５ｇ、たとえば約１ｇの質量（ｍａｓｓ）である。 通常、チューインガム組成物は、活性成分に依存して生物学的に活性成分を１〜４００ｍｇ、より通常には１〜１０ｍｇ含む。 活性成分がニコチンである場合、たとえばチューインガム組成物は通常１〜５ｍｇのニコチンを含む。 活性成分が非ステロイド系抗炎症剤、たとえばイブプロフェンである場合、組成物は通常、１０〜１００ｍｇの活性成分を含む。 最終チューインガム組成物中のガムベース量は通常、最終組成物の５〜９５重量％であり、好ましい量は１０〜５０重量％であり、より好ましくは１５〜２５重量％である。 チューインガム組成物を形成する方法は、通常、ガムベースと甘味剤及び／または香味剤とをブレンドすることを含む。 チューインガム組成物の製造の標準的な方法は、“Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｅｗｉｎｇ ａｎｄ Ｂｕｂｂｌｅ Ｇｕｍ”、ＩＳＢＮ：０−９０４７２５−１０−３に記載されており、これはコーティングと液体中心部をもつガムの製造を包含する。 通常、チューインガム組成物は、ガムベースと溶融形の甘味剤及び／または香味剤とをブレンドし、続いて該ブレンド物を冷却することにより製造する。 そのような方法は、本発明で使用することができる。 研究室では、ＨＡＡＫＥ ＭｉｎｉＬａｂ Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｒ（ＨＡＡＫＥミニラボマイクロコンパウンダー）（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用して、ガムベースとチューインガム組成物の両方を製造し得る。 ガムベースの場合には、通常、成分を８０〜１２０℃の範囲、通常約１００℃の温度で、数段階でこれらを添加することにより一緒に混合する。 ガムベースが形成したら、材料をＭｉｎｉＬａｂから押し出す。 ＭｉｎｉＬａｂ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｒはチューインガムのラージスケースバッチを混合するのには使用されないことに留意しなければならない。 この場合、Ｚ−ブレードミキサーなどの工業用スケールの機械を使用するだろう。 チューインガム組成物は成分を均一に攪拌するために、約１００℃（たとえば８０〜１２０℃の範囲）の温度に加熱することが必要かもしれない。 本発明の第一の側面で製造したように両親媒性ポリマー材料は、ガムベース形成段階か、チューインガム組成物を形成する際のいずれかで添加する。 ポリマー材料は、これらの段階のどちらの間でも添加することができる。 好ましくは、混合物を８０〜１２０℃、通常約１００℃の温度に加熱する。 混合物を通常、４０〜８０℃、好ましくは５０〜７０℃の範囲の温度に冷却する。 生物学的に活性成分を組成物に配合すべき場合、通常、この段階で添加する。 最終段階は、たとえば圧縮チューインガム配合物であってもよい、チューインガム組成物を形成するために圧縮の使用を含み得る。 チューインガム組成物の単位剤形は、チューインガムを押出し、所望の形状に押出物を形作ることにより形成し得る。 通常、単位剤形は０．５〜２．５ｇの範囲、通常約１ｇの質量である。 単位剤形は、円筒状若しくは球体、またはタブの形状をとり得る。 通常、チューインガム組成物は、チューインガムベースの５〜９５重量％、好ましくは１０〜５０重量％、より好ましくは１５〜４５重量％を含む。 追加のポリマー材料も、チューインガム組成物の１〜１５％、より好ましくは３〜１５％を構成するような量で添加してチューインガム組成物を形成し得る。 チューインガム組成物を形成する段階は、同一装置で連続して実施することができるか、または一時的な冷却及び加熱段階であってもよい、別の場所で実施することができる。 a 、Ｐ３ c及びＰ４のサンプルとＬＩＲ−４０３幹出発材料の分子量分布を比較する。 二種類の異なる形のＰＩＰ−ｇ−ＭＡを使用した；最初のものはクラレ（Ｋｕｒａｒａｙ）より商品名ＬＩＲ−４０３で供給されており、もう一方は１，２−ジクロロベンゼン中無水マレイン酸とポリイソプレン（Ｉｓｏｌｅｎｅ ４０−Ｓ）との反応により合成したＰＩＰ−ｇ−ＭＡ（実施例１７参照）である。 この後者の材料は、ＰＩＰ−ｇ−ＭＡとの混同を避けるため、以後、無水マレイン酸−グラフト化ポリイソプレン（ＭＡＧＰＩ）という。 ＭＡＧＰＩの合成で使用したポリイソプレン、Ｒｏｙａｌ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ製Ｉｓｏｌｅｎｅ ４０−Ｓは、ガラス転移温度−６５℃、典型的な分子量３２，０００及びＬＩＲ−４０３と比較して比較的広い分子量分布をもつ合成ポリイソプレンである。 続いて得られたＭＡＧＰＩはＬＩＲ−４０３と比較して同様に広い分子量分布をもつ。 参考実験例Ａ：ポリマー材料と遊離ＭＰＥＧの分子量の決定 ポリマーサンプルは、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂ製ＰＬ−ＧＰＣ５０プラスＧＰＣシステムを使用して分析した。 以下の条件を使用した： 参考実験例Ｂ： ＦＴ−ＩＲを使用するＰＥＧのグラフト化度の決定 以下に記載する分析を使用して、側鎖前駆体対幹前駆体のグラフト化度を計算する。 この分析で、幹前駆体出発材料と生成物のポリマー材料中の無水マレイン酸から誘導された環式単位量を決定する。 グラフト化度の計算は、無水マレイン酸から誘導された全ての単位が側鎖前駆体と反応するという想定に基づく。 分析は、パーキンエルマー（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）Ｐａｒａｇｏｎ ２０００赤外分光計で実施した。 分析用サンプルを分光分析グレードのクロロホルムに溶解して、既知サル経路長でＩＲビームのついた据え付けブラケット／カートリッジの液体セル（ＰＴＦＥスペーサで分離されたフッ化バリウムプレート）中に設置した。 グラフトコポリマーを合成するのに使用したＰＩＰ−ｇ−ＭＡのバッチサンプルを正確にコック付き三角フラスコに秤量（〜０．１ｇ（＋／−０．０５ｇ））し、正確に秤量したクロロホルム１０ｇに溶解した。 サンプルのＦＴ−ＩＲを集め、１８３０ｃｍ -1と１７９０ｃｍ -1で測定した透過パーセント値を記録した。 ポリマーサンプルをコック付き三角フラスコに正確に秤量（〜１．５ｇ（＋／−０．５ｇ））し、正確に秤量したクロロホルム１０ｇに溶解し、同様にＦＴ−ＩＲで測定した。 各サンプル中の無水マレイン酸濃度を以下の式： -1で示す）｝を使用して計算した。 次いで無水マレイン酸の転換パーセントを幹及びグラフトポリマーからの値と比較して決定することができる。 この方法は、他のポリマー材料（Ｐ２〜Ｐ８）でグラフト化度を決定するのにも使用することができる。 参考実験例Ｃ：チューインガムにおけるシンナムアルデヒド放出試験実験方法 噛む前にガムのそれぞれの予備成形片を秤量し、重量を記録して、各片の薬剤の総量を予測した。 “ＥＲＷＥＫＡ ＤＲＴ−１”チューイング装置（ＡＢ ＦＩＡ製）を使用した。 これは二つの網状格子の間で交互にガムを圧縮及びねじることによって操作する。 ３７℃に設定した水温のウォータージャケットを使用して、咀嚼セル内の温度をｉｎ−ｖｉｖｏ咀嚼時に想定される温度に調節し、咀嚼速度は１分当たり４０回の咀嚼に設定した。 顎のギャップは１．６ｍｍに設定した。 ４０ｍＬの人工唾液（種々の塩の水溶液から構成される、約ｐＨ６、以下の表２参照）を咀嚼セルに入れ、次いでプラスチックメッシュをその底部に置いた。 既知重量のガム片をメッシュ中心部に起き、メッシュの第二片を上部に付けた。 ガムからの活性成分の放出プロフィールの分析手順 各実験の開始時に、人工唾液とガムを含むセルは５分間放置して、系が３７℃に平衡できるようにした。 次いでガムを咀嚼させた。 次いでサンプル容積０．５ｍＬを放出実験の間に定期的（５、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０及び６０分）に試験セルから取り出した。 次いで全てのサンプルを、オートサンプラー、ポンプ及びダイオードアレー検出器を備えた典型的なパーキンエルマーＨＰＬＣシリーズ２００システムを使用してＨＰＬＣで分析した。 データの取り扱い及び装置の制御は、Ｔｏｔａｌｃｈｒｏｍ ｖ６．２ソフトウエアから提供された。 カラム及び移動相は、以下のようにして活性成分に対して調整した： 実施例１：反応フラスコにおけるポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とポリ（エチレングリコール）メチルエーテルの反応（Ｐ１ a の製造） この反応混合物を全部で約２４時間、この温度に保持した。 この後、１００℃未満に放冷し、次いで水（４００ｍＬ）を添加した。 この混合物を室温に放冷し、濾過により水を除去し、続いて生成物を４０〜５０℃で真空下で乾燥した。 生成物をＧＰＣ及びＦＴＩＲを使用して調査した。 この生成物とＰ１の他のサンプルのＧＰＣクロマトグラフの比較は図１に見ることができる。 実施例２：バッチプローシェアミキサー（Ｂａｔｃｈ Ｐｌｏｕｇｈｓｈａｒｅ Ｍｉｘｅｒ）中でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とポリ（エチレングリコール）メチルエーテルの反応（Ｐ１ b の製造） この反応混合物を全部で約２４時間、この温度に保持した。 この後、１００℃未満に放冷し、次いで水（１Ｌ）を添加した。 この混合物を室温に放冷し、濾過により水を除去し、続いて生成物を４０〜５０℃で真空下で乾燥した。 生成物をＧＰＣ及びＦＴＩＲを使用して調査した。 この生成物とＰ１の他のサンプルのＧＰＣクロマトグラフの比較は図１に見ることができる。 実施例３：Ｚ−ブレードミキサー中でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とポリ（エチレングリコール）メチルエーテルの反応（Ｐ１ c の製造） この反応混合物を全部で約２４時間、この温度に保持した。 この後、１００℃未満に放冷し、次いで水（０．５Ｌ）を添加した。 この混合物を室温に放冷し、濾過により水を除去し、続いて生成物を４０〜５０℃で真空下で乾燥した。 生成物をＧＰＣ及びＦＴＩＲを使用して調査した。 この生成物とＰ１の他のサンプルのＧＰＣクロマトグラフの比較は図１に見ることができる。 実施例４：トルエン溶媒中でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とポリ（エチレングリコール）メチルエーテルの反応（Ｐ１ d の製造）（比較例） 次いで反応器ジャケットに接続した１４０℃に設定した油浴を使用して容器を加熱してトルエンを還流させた（１１５〜１１６℃）。 容器と窒素出口の間にディーンスタークトラップとコンデンサとを使用して、共沸蒸留によってポリ（エチレングリコール）メチルエーテルとトルエンから水を全て除去した。 かくして反応の間、ディーンスタークトラップに水を集めた。 この反応混合物は全部で約２４時間、還流させた。 この反応は、酸または塩基を添加して触媒作用を及ぼすこともできる。 生成物は、まだ温かい（５０℃）材料を脱イオン水３Ｌタンクに添加して、２Ｌバッチで精製した。 各バッチにおいて、水は濾過により除去し、グラフトコポリマーを脱イオン水で洗浄し、この洗浄液をさらに５回の濾過を繰り返して除去した。 生成物は、５０℃で一晩真空下で乾燥した。 生成物をＧＰＣ及びＦＴＩＲを使用して調査した。 この生成物とＰ１の他のサンプルのＧＰＣクロマトグラフの比較は図１に見ることができる。 実施例５：グラフト対各無水マレイン酸基１：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ２ a の製造） この反応混合物を全部で約２４時間、この温度に保持した。 この後、約８０℃に放冷し、次いで水（２００ｍＬ）を添加した。 この混合物を室温に放冷し、デカンテーションにより水を除去し、この後、生成物を４０〜５０℃で真空乾燥した。 実施例６：グラフト対各無水マレイン酸基１：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ２ b の製造） 実施例７：グラフト対各無水マレイン酸基２：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ３ a の製造） 実施例８：有機溶媒を使用するグラフト対各無水マレイン酸基２：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ３ b の製造）（比較例） ＣＡＳ Ｎｏ． １３９９４８−７５−７、平均Ｍｗ約２５，０００及びＭＡ典型グラフトレベル約１．０ｍｏｌ％をもつＰＩＰ−ｇ−ＭＡ（１５０．０ｇ、Ｋｕｒａｒａｙ製ポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸、ＬＩＲ−４０３グレード）と、平均分子量１０００をもつＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００（２１．８ｇ、Ｈｕｎｔｓｍａｎ製）とを、オーバーヘッドスターラーを備えた２５０ｍｌ容積の反応フラスコに添加した。 窒素ガスフローを容器内に通し、次いで油浴を使用して１２０℃に加熱した。 トルエン（１９５．０ｇ）を反応器に添加して出発物質を溶解し、窒素ガスフローを容器内に通した。 次いで反応器ジャケットに接続し、１７０℃に設定した油浴中でこの反応容器を加熱してトルエンを還流した。 容器と窒素出口の間にディーンスタークトラップとコンデンサを使用して、共沸蒸留によってポリ（エチレングリコール）メチルエーテルとトルエンから水を全て除去した。 かくして反応の間、ディーンスタークトラップに水を集めた。 この反応混合物を全部で約２４時間、この温度で保持した。 この後、約８０℃に放冷して、水（２Ｌ）中に沈殿させた。 攪拌した混合物を３０分間放冷し、その後、水をデカンテーションにより除去し、生成物を４０〜５０℃で真空乾燥した。 実施例９：グラフト対各無水マレイン酸基２：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ３ c の製造） 実施例１０：グラフト対各無水マレイン酸基２．８：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ４の製造） 実施例１１：グラフト対各無水マレイン酸基０．５：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−２０７０の反応（Ｐ５の製造） 実施例１２：グラフト対各無水マレイン酸基１：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−２０７０の反応（Ｐ６の製造） 実施例１３：グラフト対各無水マレイン酸基２：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−２０７０の反応（Ｐ７の製造） 実施例１４：グラフト対各無水マレイン酸基２．８：１比でのポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸とＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−２０７０の反応（Ｐ８の製造） 実施例１５：グラフト対各マレイン酸モノエステル基１：１比でのポリイソプレン−グラフト−マレイン酸モノメチルエステルとＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００の反応（Ｐ９の製造） 実施例１６：グラフト対各マレイン酸モノエステル基１：１比でのポリイソプレン−グラフト−マレイン酸モノメチルエステルとＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−２０７０の反応（Ｐ１０の製造） 実施例１７：無水マレイン酸グラフト化ポリイソプレン（ＭＡＧＰＩ）の合成 一般的な用語のポリイソプレン−グラフト−無水マレイン酸（ＰＩＰ−ｇ−ＭＡ）とこの反応の生成物との混同を避けるため、以後ＭＡＧＰＩという。 実施例１８：グラフト対無水マレイン酸基２：１比でのＭＡＧＰＩとＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００との反応（Ｐ１１の製造） 実施例１９：グラフト対無水マレイン酸基２：１比でのＭＡＧＰＩとＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−２０７０との反応（Ｐ１２の製造） 実施例２０：ガムベースとチューインガムの製造 ＸはＳ３対照の場合にはマイクロクリスタリンワックス、Ｐ１またはＰ７のいずれかである。 ＨＶＯ＝水素化植物油、ＰＶＡｃ＝ポリ（酢酸ビニル）。 ガムベース材料は、小スケールラボラトリーミキサー／押出機であるＴｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＨａａｋｅ Ｍｉｎｉｌａｂマイクロコンパウンダーで混合した。 スクリューは８０回転／分で同速回転するように設定した。 成分は４段階で一緒に混合し、ガムだけは最終段階後に押し出した。 ガムベースは１００℃で混合した。 ＸはＰ１、またはＰ７または、Ｓ３対照の場合にはマイクロクリスタリンワックスのいずれかである。 ベースと同一装置を使用してガムを混合し、最終段階後に押し出した。 ガムは６０℃で混合した。 段階１では、ソルビトール液体と粉末は、これらをガムに添加する前に予備混合した。 参照実験例Ｃで記載した方法を使用してガムを試験した。 最速及び最高放出プロフィールは、Ｐ１を含む配合物で観察された。 Ｐ７ガム配合物からの放出速度は、５分目から２０分目の間ではＰ１と比較してゆっくりであった。 続いて、これはＰ１よりも上のレベルに上昇して、Ｐ７とＰ１のガムから放出されたシンナムアルデヒドの全パーセント量は実験終了時までに殆ど同じであった。 二つのポリマーを含有する配合物と対照するマイクロワックス対照は、５分後でも一貫して低い放出である；実験終了時に放出されたシンナムアルデヒドの全量は、他の二種類の配合物の約半分である。 一連のガム配合物は、Ｐ１、Ｐ７または対照のマイクロワックスの場合のいずれかを使用して、ラボラトリーコンパウンダーで製造した。 Ｐ１はＰ１ d 、即ち実施例４に従って製造したものであるが、Ｐ１ a 〜Ｐ１ cのいずれも好適であった。 というのもこれらの材料は全てとても似ているからである（図１参照）。 完成したガムサンプルは人工唾液中で咀嚼され、香料とし添加したシンナムアルデヒドの放出はＨＰＬＣによりモニターした（図６）。 最も遅い放出は、マイクロワックス対照で観察された。 最速の放出は、Ｐ１を含むガムで観察され、Ｐ７を含む配合物は、ややゆっくりとした放出プロフィールを示した。 従ってこのことは、Ｐ７は、チューインガムの好適な成分であり得ることを示している。 実施例２１：溶媒を使用せずに合成したポリマー材料のトルエンレベルの定量化 標準的な調製： 約０．１ｇのシクロヘキサン、ＴＨＦ及びトルエンを二回正確に別々のフラスコ、１００ｍＬメスフラスコに秤量し、オクタン−１−オールで標識し、シクロヘキサン、ＴＨＦ及びトルエンのストック溶液１及び２が得られた。 それぞれのストック溶液１．０ｍＬをストック標準１及び２を使用してピペットで１００ｍＬのオクタン−１−オールに取り、溶液中にＴＨＦ、シクロヘキサン及びトルエン約１０ｍｇ／ｋｇに相当する二つの混合標準溶液が得られた。 さらなる希釈を以下のように実施して、標準溶液１Ａ（溶液中２ｍｇ／ｋｇ）、１Ｂ（溶液中１ｍｇ／ｋｇ）、１Ｃ（溶液中０．２ｍｇ／ｋｇ）及び２Ａ（溶液チェック標準中２ｍｇ／ｋｇ）を得た。 ブランクサンプルの調製： スパイク（ｓｐｉｋｅｄ）サンプルの調製： 溶媒を使用せずに製造したポリマー材料の分析： 実施例２２：トルエン溶液中で合成したポリマー材料中のトルエンレベルの定量化 １）サンプルは、シールしたヘッドスペースバイアル中、６０℃でメタノール中に溶解させた後、ＳＰＭＥヘッドスペースＧＣＭＳ（ＳＩＭモード）により分析した。 ２）定量化は、既知レベルでスパイクしたトルエンを使用した、および使用しないサンプルを比較することにより実施し、溶媒を使用せずに合成したポリマー分析に使用したのと同様の方法を使用して分析した。 結果の概要： サンプルにおける分子量分布及び遊離ＭＰＥＧの量は、ＧＰＣを使用して測定した。 図１は、Ｐ１の四つの異なるバッチからのＧＰＣトレースを比較する。 トレースの目視比較及び表６のデータ分析から、ポリマーの分子量及び分子量分布は、溶媒経路のものを含む種々の経路のものと大まかには非常に似ていた。 遊離ＭＰＥＧレベルも同様であった。 遊離ＭＰＥＧは約１６分の保持時間であった。 ポリマーは、さらにＦＴ−ＩＲ及び参照実験例Ｂで記載した方法を使用しても分析した（表７）。 生成物Ｐ１において、無水マレイン酸基の無水マレイン酸エステル（ｍａｌｅｉｃ ａｎｈｙｄｒｉｄｅ ｅｓｔｅｒ）への転換率を比較することにより、無水マレイン酸への転換率の値を得、そしてポリマーへのグラフト化を知ることができる。 表７から明らかであるように、サンプルは似たような転換率であることが知見される。 即ち、無水マレイン酸基の約９０％が反応してＰＥＧとモノエステルを形成している。 これらの値は、水を添加する直前にバッチのアリコートで得たスペクトルから計算する。 実施例４で記載した方法を使用して合成したＰ１ dのサンプルは、ヘッドスペースＧＣＭＳを使用して１０ｐｐｍトルエンを含むことが測定された。 ＰＩＰ−ｇ−ＭＡがＰＩＰ−ｇ−ＭａＭｍｅと置き換わった同様の実験において、得られたポリマー組成物はトルエン１６６ｐｐｍを含むことが測定された。 それに反して、分析した無溶媒プロセスを使用して合成したサンプルはどれも、トルエン、シクロヘキサンまたはテトラヒドロフランの痕跡量も知見されなかった。 レベルは検出限界に満たない（１ｍｇ／ｋｇ、即ち１ｐｐｍ）。 表８は、ＰＩＰ−ｇ−ＭＡまたはＰＩＰ−ｇ−ＭａＭｍｅ並びにＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｍ−１０００及びＭ−２０７０から合成した種々のポリマーを列記する。 グラフト対無水マレイン酸の比は、幹上の種々のグラフト導入度を達成するために容易に変化させることができるので、親水性材料では種々の特性が得られる。 高いグラフト化度のポリマーは、より親水性であり、水中に容易に分散または溶解しうる。 グラフト化度は全ての場合においてＦＴ−ＩＲで確認し、無水マレイン酸由来の１７９０ ｃｍ -1及び１８３０ｃｍ -1のピーク消失をモニターした。 ＧＰＣを使用して、得られた生成物の分子量分布と遊離Ｊｅｆｆａｍｉｎｅグラフト量を決定した。 図２〜５から解るように、アミンポリエーテルの反応は、ヒドロキシルポリエーテルの場合（たとえばＭＰＥＧ、図１に図示）と比較して遊離グラフトが実質的に全くないか、または比較的少量であり、非常に効率的である。 遊離グラフトに関連するＧＰＣトレースにおけるピーク（保持時間１６〜１７分）は目視できないか、非常に小さい。 このことは、同一グラフト化度を達成するためには反応により少量のグラフトを添加するだけでよく、このプロセスは、ＭＰＥＧを使用する場合よりもより効率的であることを意味する。 あるいは、ＭＰＥＧを使用して可能であるものよりもアミン官能基化ポリエーテルでグラフト化度を高めることも可能である。 所望によりそれぞれの無水マレイン酸基及び／または酸基が消費される確率を高めるために、過剰量のＪｅｆｆａｍｉｎｅ（たとえばＰ４及びＰ８）を使用することもさらに可能である。 精製により除去しない限り、必然的に材料となり、その組成中の遊離グラフトの率は高くなる。 従って、ほんの少々過剰量のグラフトを使用することが好ましく、より高い度合いのためには化学量論量を使用することが好ましい。 より低い分子量のアミンポリエーテル（Ｐ１０００）を使用した場合には、やや少ない遊離グラフトが知見された。 これは、より低い分子量のポリマーはより高い分子量種よりも速く反応する傾向によるもので、この傾向はヒドロキシル官能基化ＰＥＧでも知見される。 |
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