JP2000212144A - アクリルアミド誘導体および該誘導体を含む重合体 - Google Patents
アクリルアミド誘導体および該誘導体を含む重合体Info
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Abstract
基を導入された高分子、あるいはハイドロゲルを調製す
るためのモノマーおよびその重合体あるいはハイドロゲ
ルを提供すること。 【解決手段】 下式一般式(I) 【化1】 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜4の直鎖もし
くは分岐したアルキル基、R2は炭素数1〜4の直鎖も
しくは分岐したアルキル基、R3は炭素数1〜6のメチ
レン基、Xはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボ
キシル基、−COOR4(R4は炭素数1〜6の直鎖もし
くは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル
基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。また、R2と
R3は一体となって環を形成しても良い。)で表される
アクリルアミド誘導体を用いて、重合体または共重合体
を製造する。
Description
するアクリルアミド誘導体およびこの誘導体の単独重合
体、共重合体、さらに該重合体の架橋物に関する。本発
明のアクリルアミド誘導体は、容易にラジカル重合し簡
便に単独重合体が得られ、他のモノマーとの共重合も可
能である。本発明のアクリルアミド誘導体から合成され
る共重合体は、水溶液中で特定の温度を境に低温側で溶
解、高温側では不溶化を起こす、温度応答性高分子と成
りうる。従って、固体表面に固定化することにより、特
定の温度を境に低温側で親水性、高温側で疎水性とな
る。本発明の共重合体を用いれば狭い温度範囲で、親水
性、疎水性の変化を起こすばかりでなく、荷電状態から
非荷電状態への温度変化のみによるスイッチが可能とな
る。さらに種々の官能基を有しているために、これを利
用して共有結合あるいは水素結合などにより様々な分子
の導入が可能である。
は、温度応答性高分子の一つであり、中でもポリ(N−
イソプロピルアクリルアミド)(以下、PIPAAmと
略記する)は、32℃の相転移温度を境にそれ以下では
水溶性を示し、それ以上では急激に不溶化して沈殿を生
起する。PIPAAm連鎖を固体表面に導入して、温度
変化のみで親水性・疎水性を変化させ、細胞培養後の細
胞の回収や、クロマトグラフィーへの展開が行われてい
る。かかる技術は、例えば、下記の文献に記載されてい
る。 T.Okano, N.Yamada, H.Sakai, Y.Sakurai, Journal of
Biomedical MaterialsResearch,27巻,1243〜1
251ページ(1993年) T.Okano, N.Yamada, M.Okuhara, H.Sakai, Y.Sakurai,
Biomaterials, 16巻,297〜303ページ(199
5年) H.Kanazawa, K.Yamamoto, Y.Matsushima, N.Takai, A.K
ikuchi, Y.Sakurai,T.Okano, Analytical Chemistry,6
8巻,100〜105ページ(1996年) H.Kanazawa, Y.Kashiwase, K.Yamamoto, Y.Matsushima,
A.Kikuchi, Y.Sakurai,T.Okano, Analytical Chemistr
y,69巻,823〜830ページ(1997年) この温度応答性高分子に官能基を導入するために、アク
リル酸等の官能基を有するコモノマーとの共重合が一般
に行われている。ところが、直鎖状の重合体あるいはハ
イドロゲル(すなわち、架橋物)においては、アクリル
酸の導入率を増加させると、相転移温度は顕著に上昇し
てしまい、さらにその転移挙動も鈍感になってしまうこ
とが避けられなかった。すなわち、温度応答性重合体ま
たはハイドロゲルにおいて鋭敏な温度応答性を保持した
まま、多くの官能基を導入する方法はこれまでなかっ
た。
応答性を保持したまま多くの官能基が導入された高分
子、あるいはハイドロゲル(すなわち、架橋物)を調製
するためのモノマーおよびその重合体あるいはハイドロ
ゲル(すなわち、架橋物)を提供することを目的とす
る。
に基づいて鋭意検討を加えた。その結果、共重合させる
モノマーと構造を極めて類似させることにより、単独重
合体が保持している温度応答性を発現させることが出来
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
6の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、R2、R3
は各々独立して炭素数1〜6のメチレン基を表すか、ま
たは、R2とR3は一体となって環を形成しても良く、X
は水素原子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボ
キシル基もしくは−COOR5(R5は炭素数1〜6の直
鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェ
ニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。)を表
し、Yはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシ
ル基もしくは−COOR5(R5は炭素数1〜6の直鎖も
しくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル
基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。)を表す。)
で表されるアクリルアミド誘導体を提供する。
6の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、R2、R3
は各々独立して炭素数1〜6のメチレン基を表すか、ま
たは、R2とR3は一体となって環を形成しても良く、X
は水素原子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボ
キシル基もしくは−COOR5(R5は炭素数1〜6の直
鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェ
ニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。)を表
し、Yはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシ
ル基もしくは−COOR5(R5は炭素数1〜6の直鎖も
しくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル
基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。)を表す。)
で表される繰り返し単位からなる重合体を提供する。
される繰り返し単位と、一般式(III)
6の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、R5は炭
素数1〜6の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、
R6は炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐したアルキル基
を表す。)で表される繰り返し単位とからなる共重合体
を提供する。
む架橋物および上記共重合体を含む架橋物を提供する。
直鎖または分岐したアルキル基の例としては、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−
ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル、
n−ペンチル基およびn−ヘキシル基を挙げることがで
きる)。
基の例としては、モノメチレン基、ジメチレン基、トリ
メチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基およ
びヘキサメチレン基を挙げることができる。好ましいメ
チレン基としてはモノメチレン基を挙げることができ
る。
原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子のいずれか
を意味する。特に好ましいハロゲン原子は塩素原子であ
る。本発明において、置換フェニル基の置換基として
は、特に制限されないが、例えば、ニトロ基、メチルメ
ルカプト基が挙げられる。特に好ましい置換フェニル基
の置換基はニトロ基である。
は、特に制限されないが、例えば、トリフェニルメチル
基、ジフェニルメチル基が挙げられる。一般式(I)お
よび一般式(II)において、R2とR3が一体となって環
を形成する場合、好ましい環としては、シクロプロパ
ン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、
シクロオクタン等が挙げられる。
繰り返し単位からなる重合体の重合度は、繰り返し単位
の数が2以上であれば特に限定されないが、好ましくは
50〜500である。
繰り返し単位と、一般式(III)で表される繰り返し単
位とからなる共重合体は、各々の繰り返し単位の数の合
計が2以上であれば特に限定されないが、好ましくは5
0〜500である。また、前者の繰り返し単位と後者の
繰り返し単位との割合も特に限定されないが、一般式
(II)で表される繰り返し単位の数:一般式(III)で
表される繰り返し単位の数=1〜50:99〜50が好
ましい。
誘導体を用いて得られる重合体、共重合体および架橋物
の製造方法を示す。本発明のアクリルアミド誘導体は、
例えば、一般式(IV)
分岐したアルキル基、R3は炭素数1〜6のメチレン
基、Xは水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、−C
OOR4(R4は炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐したア
ルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、
置換ベンジル基を表す。)で表されるエステル基、−N
H−R5(R5は炭素数1〜6の直鎖あるいは分岐したア
ルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フェニル基、
置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基、ベンジ
ルオキシカルボニル基、置換ベンジルオキシカルボニル
基を表す。)で表される置換アミノ基を表し、R2とR3
は一体となって環を形成しても良い。)と、例えば、一
般式(V)
〜4の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表す。)で表
される化合物と反応させることにより、容易に得られ
る。化合物(V)で表される化合物としては、アクリル
酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、α−n−ブ
チルアクリル酸、α−n−ヘキシルアクリル酸を例示で
き、一般に市販されているものもある。この反応では縮
合剤を用いることによりより効率的に進行し、縮合剤は
ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカル
ボジイミド、N−エチル−N’−3−ジメチルアミノプ
ロピルカルボジイミド、ベンゾトリアゾール−1−イル
−トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオ
ロリン化物ジフェニルホスホリルアジド等が例示でき、
単独であるいはN−ヒドロキシスクシンイミド、1−ヒ
ドロキシベンゾトリアゾール等と組み合わせて用いられ
る。反応は溶媒中で行うことが望ましく、用いられる溶
媒は化合物を溶解するが反応に関与しないものであれば
いずれでもよく、水、クロロホルム、ジクロロメタン、
ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセ
トン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホ
キシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド等を用いることができるが、これらに
限定されるものではない。反応は通常0℃〜100℃の
範囲内で円滑に進行する。
(V)を酸ハロゲン化物に変換した化合物を用いること
により、反応が容易に進行する。酸ハロゲン化物として
は、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アク
リル酸ブロミド、メタクリル酸ブロミドを例示でき、一
部は市販されている。その他のものに関しては、塩化チ
オニル、三塩化リン、五酸化リンなどを用いて公知の方
法で酸ハロゲン化物に変換できる。反応は有機溶媒中、
不活性ガス雰囲気下において容易に進行する。用いられ
る溶媒としては、反応に関係しないものであれば何でも
よく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロ
ロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、
メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシ
ド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド等を用いることができるが、これらに限定
されるものではない。
好ましく、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム、水酸化アルミニウム、炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸ナト
リウム、水素化ナトリウム、水素化カルシウム、ピリジ
ン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等が
好適に用いられる。
は、1−(ヒドロキシメチル)エチルアミン、1−(ヒ
ドロキシメチル)プロピルアミン、β−アミノ酪酸、β
−アミノ酪酸メチルエステル、β−アミノ酪酸p−ニト
ロフェニルエステル、β−アミノ酪酸ベンジルエステ
ル、2−アミノプロピルクロリド、2−アミノプロピル
ブロミド、γ−アミノ吉草酸、γ−アミノ吉草酸メチル
エステル、γ−アミノ吉草酸p−ニトロフェニルエステ
ル、γ−アミノ吉草酸ベンジルエステル、β−アミノ吉
草酸、β−アミノ吉草酸ベンジルエステル、1−メチル
アミノ−2−アミノプロパン、1−(t−ブトキシカル
ボニル)アミノ−2−アミノプロパン、1−ベンジルア
ミノ−2−アミノプロパン、1−(ベンジルオキシカル
ボニル)アミノ−2−アミノプロパンを例示できる。こ
れらの中で一部のものは市販されている。
アミド誘導体は単独重合により、一般式(II)で表され
る繰り返し単位からなる重合体が一般的な重合法により
得られ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造でき
る。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重
合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラ
ジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に
好適に用いられるラジカル開始剤としては、過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物が例示で
き、重合促進剤と呼ばれるN,N,N’,N’−テトラ
メチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルパラトルイ
ジンなどのアミン化合物と組み合わせて用いることによ
り低温での迅速な重合が可能である。さらに、ジラウロ
イルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ−t−
ブチルペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、
クメンヒドロペルオキシドなどの有機過酸化物あるいは
α,α−アゾビスイソブチロニトリルやアゾビスシクロ
ヘキサンカルボニトリルのようなアゾ化合物を例示する
ことができる。
溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、
ノルマルプロパノール、イソプロパノール、1−ブタノ
ール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンゼン、トル
エン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、アセトン、メチルエチルケト
ン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリ
ル、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド等を用いることが
できるが、これらに限定されるものではない。反応は通
常0℃〜100℃の範囲内で円滑に進行する。
般式(III)で表される繰り返し単位とからなる共重合
体は、例えば、イソプロピルアクリルアミド、イソブチ
ルアクリルアミド、3−ペンチルアクリルアミド、シク
ロペンチルアクリルアミド、3−ヘキシルアクリルアミ
ドなどと一般式(I)で表される化合物とを共重合させ
ることにより容易に合成できる。この際、一般的な重合
法が用いられ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造
できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液
重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、
ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応
に好適に用いられるラジカル開始剤としては、過硫酸カ
リウム、過硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物が例示
でき、重合促進剤と呼ばれるN,N,N’,N’−テト
ラメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルパラトル
イジンなどのアミン化合物と組み合わせて用いることに
より低温での迅速な重合が可能である。さらに、ジラウ
ロイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ−t
−ブチルペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシ
ド、クメンヒドロペルオキシドなどの有機過酸化物ある
いはα,α−アゾビスイソブチロニトリルやアゾビスシ
クロヘキサンカルボニトリルのようなアゾ化合物を例示
することができるが、これらに限定されるものではな
い。
溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、
ノルマルプロパノール、イソプロパノール、1−ブタノ
ール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンゼン、トル
エン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、アセトン、メチルエチルケト
ン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリ
ル、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド等を用いることが
できるが、これらに限定されるものではない。反応は通
常0℃〜100℃の範囲内で円滑に進行する。
む架橋物および一般式(II)と一般式(III)で表され
る共重合体を含む架橋物は、一般に架橋剤と呼ばれる多
官能性の化合物を共存させて重合反応を行うことにより
容易に得られる。架橋剤としては、メチレンビスアクリ
ルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、グリ
セリントリアクリレート、グリセリントリメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタ
エリスリトールテトラアクリレートなどを例示でき、一
部は市販されている。この際、一般的な重合法が用いら
れ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラ
ジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化
重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開
始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用
いられるラジカル開始剤としては、過硫酸カリウム、過
硫酸アンモニウムなどの無機過酸化物が例示でき、重合
促進剤と呼ばれるN,N,N’,N’−テトラメチルエ
チレンジアミン、N,N−ジメチルパラトルイジンなど
のアミン化合物と組み合わせて用いることにより低温で
の迅速な重合が可能である。さらに、ジラウロイルペル
オキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ−t−ブチルペ
ルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒ
ドロペルオキシドなどの有機過酸化物あるいはα,α−
アゾビスイソブチロニトリルやアゾビスシクロヘキサン
カルボニトリルのようなアゾ化合物を例示することがで
きるが、これらに限定されるものではない。
溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、
ノルマルプロパノール、イソプロパノール、1−ブタノ
ール、イソブタノール、n−ヘキサノール、ベンゼン、
トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロメタ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、アセトン、メチルエチ
ルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニ
トリル、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホル
ムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等を用いるこ
とができるが、これらに限定されるものではない。反応
は通常0℃〜100℃の範囲内で円滑に進行する。
水あるいは緩衝溶液に溶解させた後、その溶液の温度を
一定の速度で変化させた時の濁度変化を測定し、濁度変
化が完結するのに要する温度幅を測定することにより評
価できる。また架橋物については、温度変化させたとき
の各温度での平衡膨潤度を測定し、その変化の程度で評
価できる。
更に詳しく説明する。ただし、本発明がこれらに限定さ
れるものではないことはもちろんである。
ド(IPAAmと略す)、アクリル酸(AAcと略
す)、および11.5mgの重合開始剤アゾビスイソブ
チロニトリル(AIBNと略す)を35mlのテトラヒ
ドロフランに溶解させ、脱気封管後、65℃で2.5時
間撹拌した。反応後ジエチルエーテルへの沈殿を2回繰
り返して精製した。
プロピルアミド(IPAAmと略す)、アクリル酸(A
Acと略す)、26.6mgの架橋剤メチレンビスアク
リルアミド(MBAAmと略す)および48μlの重合
促進剤N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジア
ミンを10mlの水に溶解させた。窒素ガスをバブリン
グした後、40mg/mlの過硫酸アンモニウム水溶液
200μlを直ちに加えた後、キャピラリー管中に溶液
を吸い上げた。0℃で24時間保った後、キャピラリー
より調製した架橋物を取り出し、冷水中に1日間浸漬し
て精製した。
β−アミノ酪酸18.1g、ベンジルアルコール87.
5ml、p−トルエンスルホン酸40.0gを175m
lのベンゼンに溶解させ、還流させた。生成してくる水
をベンゼンとの共沸混合物として除去した。反応溶液に
ジエチルエーテル280ml、ヘキサン280mlを加
え、沈殿を生成させた。この沈殿を濾別し、エーテル・
エタノールの混合溶液中で再結晶させて、生成した。5
3.8mgのβ−アミノ酪酸ベンジルエステル・p−ト
ルエンスルホン酸塩を白色結晶として得た。1H−NM
R測定結果により、β−アミノ酪酸ベンジルエステル・
p−トルエンスルホン酸塩の合成を確認した。以下に、
1H−NMRスペクトル測定結果を示す。下線部は化合
物中の対応するプロトンの位置を示す。なお、以下のN
MRデータにおいて、「Φ−」はフェニル基を表す。1 H−NMRδ(DMSO−d6,ppm)1.20
(d,3H,CH3 CHCH2),2.29(s,3H,
Ф−CH3 ),2.68(m,2H,CH3CHC
H2 ),3.54(m,1H,CH3 CHCH2),5.
14(s,2H,COOCH 2 −Ф),7.11および
7.48(m,4H,p−トルエンスルホン酸塩のベン
ゼン環の水素),7.39(m,5H,ベンジルエステ
ルのベンゼン環の水素),7.81(m,2H,CH3
CH(NH2)CH2 ) 次に、50.0gのβ−アミノ酪酸ベンジルエステル・
p−トルエンスルホン酸塩を54.3mlのトリエチル
アミンを含む300mlのエーテルに分散させた。この
溶液に0℃でアクリル酸クロリド12.7mlをゆっく
りと加え、2時間撹拌した。エーテル層を回収後濃縮
し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し
て、目的の2−(ベンジルオキシカルボニル)イソプロ
ピルアクリルアミド19.59gを白色結晶として得
た。1H−NMR測定、元素分析により合成を確認し
た。以下に、1H−NMRスペクトル測定結果および元
素分析結果を示す。下線部は化合物中の対応するプロト
ンの位置を示す。1 H−NMRδ(DMSO−d6,ppm)1.11
(d,3H,CH3 CHCH2),2.53(m,2H,
CH3CHCH2 ),4.20(m,1H,CH3 CHC
H2),5.06(s,2H,COOCH2 −Ф),5.
55、6.07および6.18(m,3H,CH=CH
2 ),7.35(m,5H,ベンゼン環の水素),8.
10(d,1H,CONH) C14H17NO3 247.32 計算値: C67.93 H6.94 N5.66 測定値: C67.92 H6.90 N5.731 H−NMRスペクトル測定結果および元素分析結果に
より、上記目的化合物の合成が確認された。
例1で合成した2−(ベンジルオキシカルボニル)イソ
プロピルアクリルアミド1.0gを1Nの水酸化ナトリ
ウム水溶液50mlに分散させ、1時間撹拌した。エー
テルを用いて脱保護されたベンジルアルコールを除去
後、溶液全体がpH2になるまで濃塩酸を加えた。塩化
水素および水を完全に留去した後、残渣にメタノールを
加え2時間撹拌した。メタノール層のみを分離し、濃縮
して目的とする2−カルボキシイソプロピルアクリルア
ミドを透明な粘性液体として得た。構造は1H−NMR
を用いて確認した。1H−NMRδ(DMSO−d6,p
pm)1.35(d,3H,CH3 CHCH2),2.3
8(m,2H,CH3CHCH2 ),4.15(m,1
H,CH3 CHCH2),5.55、6.06および6.
12(m,3H,CH=CH2 ),8.10(d,1
H,CONH)1 H−NMRスペクトル測定結果により、上記目的化合
物の合成が確認された。
リルアミド(IPAAmと略す)、2−カルボキシイソ
プロピルアクリルアミド(CIPAAmと略す)、およ
び11.5mgの重合開始剤アゾビスイソブチロニトリ
ル(AIBNと略す)を35mlのテトラヒドロフラン
に溶解させ、脱気封管後、65℃で2.5時間撹拌し
た。反応後、ジエチルエーテルへの沈殿を2回繰り返し
て精製した。
ピルアクリルアミド(IPAAmと略す)、2−カルボ
キシイソプロピルアミド(CIPAAm)、26.6m
g/mlの架橋剤メチレンビスアクリルアミド(MBA
Amと略す)水溶液100μlおよび4.8μlの重合
促進剤N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジア
ミンを0.9mlの水に溶解させた。窒素ガスをバブリ
ングした後、40mg/mlの過硫酸アンモニウム水溶
液20μlを直ちに加えた後、キャピラリー管中に溶液
を吸い上げた。0℃で24時間保った後、キャピラリー
より調製した架橋物を取り出し、冷水中に1日間浸漬し
て精製した。
蒸留精製した1,2−ジアミノプロパン119.4ml
とトリエチルアミン194.9mlを脱水した500m
lのジエチルエーテルに溶解させた。0℃でカルボベン
ゾキシクロリド20.0mlをゆっくりと滴下し、室温
で18時間撹拌した。上清を回収し、水で洗浄後濃縮し
た。酢酸エチルを加えて結晶を析出させ、これを濾別、
除去した。濾過液を濃縮し、カラムクロマトグラフィー
により精製して1−アミノ−2−(ベンジルオキシカル
ボニル)アミノプロパン9.51gを透明無色の粘性液
体として得た。合成は以下に示した1H−NMRスペク
トル測定結果により確認された。1 H−NMRδ(DMSO−d6,ppm)0.91
(d,3H,CH3 CHCH2),2.80(m,1H,
CH3 CHCH2),2.85(m,2H,CH3CHC
H2 ),5.01(s,2H,COOCH2 −Ф),7.
35(m,5H,ベンゼン環の水素) 8.0gの1−アミノ−2−(ベンジルオキシカルボニ
ル)アミノプロパンと8.0mlのトリエチルアミンを
ジエチルエーテル200mlに溶解させ、塩化アクリロ
イル3.74mlを0℃でゆっくり滴下した。2時間撹
拌後、濃縮し残渣に酢酸エチルを加え、溶解させた。さ
らにこの溶液を水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥さ
せた。カラムクロマトグラフィーにより精製して、2−
(ベンジルオキシカルボニル)アミノイソプロピルアク
リルアミド3.43gを板状結晶として得た。合成は以
下に示した1H−NMRスペクトル測定結果により確認
された。1 H−NMRδ(DMSO−d6,ppm)1.03
(d,3H,CH3 CHCH2),3.04(m,2H,
CH3CHCH2 ),3.92(m,1H,CH3 CHC
H2),5.01(m,2H,COOCH2 −Ф),5.
57、6.07および6.18(m,3H,CH=CH
2 ),7.34(m,5H,ベンゼン環の水素)
カルボニル)アミノイソプロピルアクリルアミド1.0
gを臭化水素酢酸溶液に分散させ、2時間撹拌した。臭
化水素、酢酸を徹底的に留去した後、残渣に水を加え
た。エーテルを用いて脱保護されたベンジルブロミドを
抽出除去した後、水層を濃縮した。残渣にメタノールを
加え2時間撹拌した。メタノール層のみを分離し、濃縮
して目的とする2−アミノイソプロピルアクリルアミド
臭化水素酸塩を白色固体として得た。構造は1H−NM
Rを用いて確認した。1 H−NMRδ(DMSO−d6,ppm)1.35
(d,3H,CH3 CHCH2),2.89(m,2H,
CH3CHCH2 ),4.21(m,1H,CH3 CHC
H2),5.50、6.06および6.12(m,3
H,CH=CH2 ),8.08(d,1H,CONH)1 H−NMRスペクトル測定結果により、上記目的化合
物の合成が確認された。
ロピルアクリルアミド/アクリル酸共重合体またはN−
イソプロピルアクリルアミド単独重合体を各種のpHの
リン酸緩衝液に0.6%になるように溶解させた。20
℃から昇温して90%透過度と10%透過度を示す温度
の中間の温度を下限臨界溶液温度(LCST)とした。
さらにこの温度幅を相転移の敏感さの指数とした。すな
わち、この指数が小さいほどより狭い温度幅で相転移が
起こったことを表し敏感であることを示す。測定の結果
を表5に示す。
ピルアクリルアミド(IPAAmと略す)/2−カルボ
キシイソプロピルアクリルアミド(CIPAAmと略
す)共重合体をリン酸緩衝液に0.6%になるように溶
解させた。LCSTおよび相転移の敏感さの指数を比較
例1〜12の場合と同じように評価した。測定の結果を
表6に示す。表中にはPIPAAm単独重合体と比較す
るために比較例1、5、9の結果も記載した。
に、実施例で得られたN−イソプロピルアクリルアミド
(IPAAm)と類似な構造を有する2−カルボキシイ
ソプロピルアクリルアミド(CIPAAm)からなる共
重合体は、約10mol%のCIPAAm含有率におい
てもIPAAm単独重合体で観察されるのとほぼ同じ温
度で相転移を起こし、そのときの温度幅もきわめて小さ
いことから、比較例中のアクリル酸との共重合体とは全
く異なるものである。
参考例5〜8のN−イソプロピルアクリルアミド(IP
AAm)とアクリル酸(AAc)共重合架橋物の10℃
から50℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。こ
こでいう平衡膨潤度とは参考例5〜8で調製した際のキ
ャピラリー径に相当する初期の径(d0)で各温度での
平衡に達したときの径(d)を割った値を3乗したもの
((d/d0)3)と定義した。結果を図1に示す。
参考例5〜8のN−イソプロピルアクリルアミド(IP
AAm)とアクリル酸(AAc)共重合架橋物の10℃
から50℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。こ
こでいう平衡膨潤度とは比較例13〜16の場合と同一
の定義である。結果を図2に示す。
参考例5〜8のN−イソプロピルアクリルアミド(IP
AAm)とアクリル酸(AAc)共重合架橋物の10℃
から50℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。こ
こでいう平衡膨潤度とは比較例13〜16の場合と同一
の定義である。結果を図3に示す。
実施例5〜7のN−イソプロピルアクリルアミド(IP
AAm)と2−カルボキシイソプロピルアクリルアミド
(CIPAAm)共重合架橋物の10℃から50℃まで
の各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨
潤度とは比較例13〜16の場合と同一の定義である。
結果を図1に示す。
実施例5〜7のN−イソプロピルアクリルアミド(IP
AAm)と2−カルボキシイソプロピルアクリルアミド
(CIPAAm)共重合架橋物の10℃から50℃まで
の各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨
潤度とは比較例13〜16の場合と同一の定義である。
結果を図2に示す。
実施例5〜7のN−イソプロピルアクリルアミド(IP
AAm)と2−カルボキシイソプロピルアクリルアミド
(CIPAAm)共重合架橋物の10℃から50℃まで
の各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨
潤度とは比較例13〜16の場合と同一の定義である。
結果を図3に示す。
アミドとアクリル酸とからなる共重合体架橋物において
は、アクリル酸の含量の増加に従って、体積変化が完結
する温度が高温側に移動し、また各温度の平衡膨潤度の
変化も鋭敏ではなくなる傾向を示した。これに反して、
PIPAAmと2−カルボキシイソプロピルアクリルア
ミド(CIPAAm)からなる共重合体においては、P
IPAAm単独重合体と同じ温度で体積変化が完結し、
また平衡膨潤度変化もシャープであった。すなわち、反
応性に富むカルボキシル基を有しながらも、PIPAA
m単独重合体と同様な極めて鋭敏な体積変化挙動を示す
架橋物が得られた。
したまま多くの官能基を導入された高分子、あるいはハ
イドロゲル(すなわち、架橋物)を調製するためのモノ
マーおよびその重合体あるいはハイドロゲル(すなわ
ち、架橋物)を提供することが可能になった。
衡膨潤度を表すグラフである。
衡膨潤度を表すグラフである。
衡膨潤度を表すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】 下式一般式(I) 【化1】 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜6の直鎖もし
くは分岐したアルキル基を表し、R2、R3は各々独立し
て炭素数1〜6のメチレン基を表すか、または、R2と
R3は一体となって環を形成しても良く、Xは水素原
子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基
もしくは−COOR5(R5は炭素数1〜6の直鎖もしく
は分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、
ベンジル基、置換ベンジル基を表す。)を表し、Yはア
ミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしく
は−COOR5(R5は炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐
したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジ
ル基、置換ベンジル基を表す。)を表す。)で表される
アクリルアミド誘導体。 - 【請求項2】 下式一般式(II) 【化2】 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜6の直鎖もし
くは分岐したアルキル基を表し、R2、R3は各々独立し
て炭素数1〜6のメチレン基を表すか、または、R2と
R3は一体となって環を形成しても良く、Xは水素原
子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基
もしくは−COOR5(R5は炭素数1〜6の直鎖もしく
は分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、
ベンジル基、置換ベンジル基を表す。)を表し、Yはア
ミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしく
は−COOR5(R5は炭素数1〜6の直鎖もしくは分岐
したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジ
ル基、置換ベンジル基を表す。)を表す。)で表される
繰り返し単位からなる重合体。 - 【請求項3】 前記一般式(II)で表される繰り返し単
位と、一般式(III) 【化3】 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜6の直鎖もし
くは分岐したアルキル基を表し、R5は炭素数1〜6の
直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、R6は炭素数
1〜6の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表す。)で
表される繰り返し単位とからなる共重合体。 - 【請求項4】 一般式(III)で表される繰り返し単位
がN−イソプロピルアクリルアミドである請求項3記載
の共重合体。 - 【請求項5】 請求項2記載の重合体を含む架橋物。
- 【請求項6】 請求項3記載の共重合体を含む架橋物。
- 【請求項7】 一般式(III)で表される繰り返し単位
がN−イソプロピルアクリルアミドである請求項6記載
の架橋物。
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