JP2010155880A - Stimuli-responsive crosslinked polymer and production method therefor - Google Patents

Stimuli-responsive crosslinked polymer and production method therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stimuli-responsive crosslinked polymer which can be simply produced; to provide a novel stimuli-responsive crosslinked polymer; and to provide a method for producing them. <P>SOLUTION: A polymer (A) with two or more annular parts and a straight-chain molecule (B) with a block group at one end and a polymerizable functional group at the other end are mixed to produce a crosslinked polymer precursor (C) with an inclusion complex in at least part thereof, after which the straight-chain polymer (B) and a stimuli-responsive compound (D) are copolymerized by means of the polymerizable functional group in the straight-chain molecule (B), thereby yielding a stimuli-responsive crosslinked polymer (E) that contains a rotaxane structure. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、刺激応答性の高分子架橋体およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a stimulus-responsive polymer crosslinked body and a method for producing the same.

特許文献1には、環状分子としてシクロデキストリン、環状分子に包接される直鎖状分子としてポリエチレングリコールを用いたポリロタキサンを架橋した、ロタキサン構造を含む高分子架橋体(高分子ゲル)が開示されている。   Patent Document 1 discloses a crosslinked polymer (polymer gel) having a rotaxane structure in which a polydrotaxane is crosslinked using cyclodextrin as a cyclic molecule and polyethylene glycol as a linear molecule included in the cyclic molecule. ing.

この高分子ゲルは、従来の物理ゲルまたは化学ゲルとは違い、非共有結合および共有結合のいずれも利用しない機械的な結合(インターロック構造)で構成されており、環状分子が直鎖状分子上を自由に動けることから、従来にない優れた柔軟性を示し得る。
特許第3475252号公報
Unlike conventional physical gels or chemical gels, this polymer gel is composed of mechanical bonds (interlock structure) that do not use both non-covalent bonds and covalent bonds, and cyclic molecules are linear molecules. Because it can move freely, it can exhibit unprecedented flexibility.
Japanese Patent No. 3475252

ところで、温度等の刺激に応答して物性が変化する刺激応答性の物質が知られている。上記の高分子ゲルに刺激応答性を付与した刺激応答性ゲルを製造するには、包接される直鎖状分子として刺激応答性のポリマーを使用するか、ポリロタキサンを合成した後、直鎖状分子に刺激応答性化合物を導入する必要がある。   By the way, a stimulus-responsive substance whose physical properties change in response to a stimulus such as temperature is known. In order to produce a stimulus-responsive gel in which stimulus-responsiveness is imparted to the above polymer gel, a stimulus-responsive polymer is used as a linear molecule to be included, or a polyrotaxane is synthesized and then linear It is necessary to introduce a stimulus-responsive compound into the molecule.

しかしながら、上記いずれの方法でも、擬ポリロタキサンを合成および単離し、その擬ポリロタキサンを別の溶媒に再度溶解した後、キャッピング剤を用いて末端をキャッピングすることによりポリロタキサンを得て、再度、単離精製し、さらに架橋剤を作用させてポリロタキサンのシクロデキストリン部分を架橋させる必要がある。工業化を考えた場合、このような多段階の反応は製造コストの面から非常に不利であるし、また、各段階の収率も決して高いものではない。   However, in any of the above methods, a pseudo-polyrotaxane is synthesized and isolated, the pseudo-polyrotaxane is dissolved again in another solvent, and then the end is capped with a capping agent to obtain a polyrotaxane, which is again isolated and purified. In addition, it is necessary to further crosslink the cyclodextrin part of the polyrotaxane by acting a crosslinking agent. When industrialization is considered, such a multistage reaction is very disadvantageous from the viewpoint of production cost, and the yield of each stage is never high.

また、前者の方法では、刺激応答性のポリマーを環状分子に貫通させるのが困難であり、後者の方法では、ポリロタキサン合成後に、直鎖状分子に刺激応答性化合物を導入すること自体が困難であり、いずれの方法でも刺激応答性ゲルを簡便に製造することはできない。   Further, in the former method, it is difficult to penetrate a stimulus-responsive polymer through a cyclic molecule, and in the latter method, it is difficult to introduce a stimulus-responsive compound into a linear molecule after polyrotaxane synthesis. There is no simple method for producing a stimulus-responsive gel.

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、簡便に製造し得る刺激応答性高分子架橋体、新規な刺激応答性高分子架橋体、およびそれらの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a stimulus-responsive polymer crosslinked body that can be easily produced, a novel stimulus-responsive polymer crosslinked body, and a method for producing the same. Objective.

上記目的を達成するために、第1に本発明は、2個以上の環状部分を有するポリマーと、一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有する直鎖状分子とを混合し、その全部又は一部について包接錯体を形成させ、次いで、前記直鎖状分子の重合性官能基を介して、前記直鎖状分子と刺激応答性化合物とを共重合することを特徴とする刺激応答性高分子架橋体の製造方法を提供する(発明1)。なお、直鎖状分子との共重合に使用される刺激応答性化合物は、モノマーである。   In order to achieve the above object, first, the present invention comprises a polymer having two or more cyclic moieties, a linear molecule having a blocking group at one end and a polymerizable functional group at the other end. To form an inclusion complex for all or part of the mixture, and then to copolymerize the linear molecule and the stimulus-responsive compound via the polymerizable functional group of the linear molecule. Provided is a method for producing a characteristic crosslinked stimulus-responsive polymer (Invention 1). Note that the stimulus-responsive compound used for copolymerization with the linear molecule is a monomer.

上記発明(発明1)によれば、擬ロタキサンの合成及び単離を経ることなく、インターロック構造を有する刺激応答性高分子架橋体を簡便に製造することができる。   According to the said invention (invention 1), the stimulus-responsive polymer crosslinked body which has an interlock structure can be simply manufactured, without passing through the synthesis | combination and isolation of a pseudo rotaxane.

第2に本発明は、インターロック構造を有し、刺激応答性化合物またはその残基を骨格に含むことを特徴とする刺激応答性高分子架橋体を提供する(発明2)。   Second, the present invention provides a stimulus-responsive polymer crosslinked product having an interlock structure and containing a stimulus-responsive compound or a residue thereof in the skeleton (Invention 2).

上記発明(発明2)においては、インターロック構造を有する化合物により架橋されている部位を有していてもよい(発明3)。   In the said invention (invention 2), you may have the site | part bridge | crosslinked by the compound which has an interlock structure (invention 3).

上記発明(発明2,3)において、前記インターロック構造は、ロタキサン構造であることが好ましい(発明4)。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、インターロック構造は、例えばカテナン構造であってもよい。   In the said invention (invention 2 and 3), it is preferable that the said interlock structure is a rotaxane structure (invention 4). However, the present invention is not limited to this, and the interlock structure may be a catenane structure, for example.

第3に本発明は、2個以上の環状部分を有するポリマー、及び一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有する、前記ポリマーと包接錯体を形成可能な直鎖状分子を混合して得られた高分子架橋前駆体の前記直鎖状分子の重合性官能基を介して、前記直鎖状分子と刺激応答性化合物とを共重合させることにより得られることを特徴とする刺激応答性高分子架橋体を提供する(発明5)。   Third, the present invention relates to a polymer having two or more cyclic moieties, and a linear chain capable of forming an inclusion complex with the polymer having a blocking group at one end and a polymerizable functional group at the other end. It is obtained by copolymerizing the linear molecule and the stimulus-responsive compound via the polymerizable functional group of the linear molecule of the polymer crosslinking precursor obtained by mixing the linear molecules. A characteristic stimulus-responsive polymer crosslinked product is provided (Invention 5).

上記発明(発明5)に係る刺激応答性高分子架橋体は、高分子架橋前駆体の直鎖状分子を、当該直鎖状分子が末端に有する重合性官能基を介して刺激応答性化合物と共重合するだけで、簡便に製造することができる。この刺激応答性高分子架橋体は、柔軟性に優れ、当該刺激応答性高分子架橋体を使用して形成したプラスチック材料は応力緩和性等に優れる。また、この刺激応答性高分子架橋体は、従来の架橋により作製した刺激応答性高分子架橋体よりも、刺激に応じて大きい膨潤・収縮挙動を示し、収縮速度が著しく速いという特徴を有する。   The cross-linked stimulus-responsive polymer according to the invention (Invention 5) includes a linear molecule of a polymer cross-linking precursor and a stimuli-responsive compound via a polymerizable functional group having the terminal end of the linear molecule. It can be produced simply by copolymerization. This stimulus-responsive polymer crosslinked product is excellent in flexibility, and a plastic material formed using the stimulus-responsive polymer crosslinked product is excellent in stress relaxation property and the like. Moreover, this stimulus-responsive polymer cross-linked product is characterized by exhibiting a larger swelling / contraction behavior in response to the stimulus and having a significantly faster contraction rate than a stimulus-responsive polymer cross-linked product prepared by conventional cross-linking.

第4に本発明は、2個以上の環状部分を有するポリマーにおける前記環状部分の開口部に、側鎖末端にブロック基を有する第1の高分子の少なくとも1つの側鎖が串刺し状に貫通し、かつ、同一の前記環状部分を有するポリマーの残り少なくとも1個の前記環状部分の開口部に、側鎖末端にブロック基を有する第2の高分子の少なくとも1つの側鎖が串刺し状に貫通した構造を有し、前記第1の高分子、前記第2の高分子、または前記第1の高分子と前記第2の高分子とを結合する部分の少なくとも1箇所に、刺激応答性化合物またはその残基が含まれることを特徴とする刺激応答性高分子架橋体を提供する(発明6)。   Fourthly, in the present invention, at least one side chain of the first polymer having a blocking group at the end of the side chain penetrates like a skewer into the opening of the cyclic part in the polymer having two or more cyclic parts. In addition, at least one side chain of the second polymer having a blocking group at the end of the side chain penetrated in a skewered manner into the opening of at least one of the remaining cyclic portions of the polymer having the same cyclic portion. A stimuli-responsive compound or a compound thereof at least in one portion of the first polymer, the second polymer, or the portion that binds the first polymer and the second polymer. Provided is a stimulus-responsive polymer crosslinked product containing a residue (Invention 6).

上記発明(発明6)に係る刺激応答性高分子架橋体は、ポリマーの環状部分が高分子の側鎖上を移動し得るため柔軟性に優れ、したがって、当該刺激応答性高分子架橋体を使用して形成したプラスチック材料は応力緩和性等に優れる。また、この刺激応答性高分子架橋体は、従来の架橋により作製した刺激応答性高分子架橋体よりも、刺激に応じて大きい膨潤・収縮挙動を示し、収縮速度が著しく速いという特徴を有する。   The stimulus-responsive polymer crosslinked product according to the above invention (Invention 6) is excellent in flexibility because the cyclic portion of the polymer can move on the side chain of the polymer, and therefore, the stimulus-responsive polymer crosslinked product is used. The plastic material thus formed is excellent in stress relaxation properties. Moreover, this stimulus-responsive polymer cross-linked product is characterized by exhibiting a larger swelling / contraction behavior in response to the stimulus and having a significantly faster contraction rate than a stimulus-responsive polymer cross-linked product prepared by conventional cross-linking.

上記発明(発明6)においては、重合体としての前記刺激応答性化合物が、前記第1の高分子および/または前記第2の高分子の主鎖を構成してもよい(発明7)。   In the above invention (Invention 6), the stimulus-responsive compound as a polymer may constitute the main chain of the first polymer and / or the second polymer (Invention 7).

上記発明(発明5〜7)において、前記ポリマーの環状部分は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンおよびγ−シクロデキストリンからなる群から選ばれる少なくとも1種、または環状ポリエーテル、環状ポリエステル、環状ポリエーテルアミンおよび環状ポリアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい(発明8)。   In the above inventions (Inventions 5 to 7), the cyclic portion of the polymer is at least one selected from the group consisting of α-cyclodextrin, β-cyclodextrin and γ-cyclodextrin, or cyclic polyether, cyclic polyester, cyclic It is preferably at least one selected from the group consisting of polyetheramines and cyclic polyamines (Invention 8).

上記発明(発明2〜8)においては、前記刺激応答性化合物が、N−イソプロピルアクリルアミドまたはその重合体であることが好ましい(発明9)。   In the said invention (invention 2-8), it is preferable that the said stimulus responsive compound is N-isopropylacrylamide or its polymer (invention 9).

上記発明(発明8)に係る刺激応答性高分子架橋体を使用して得られる刺激応答性高分子架橋体フィルムは、加熱によりフィルムが透明または半透明から白色に顕著に変化するとともに、表面状態が親水性から疎水性に変化する。   The stimuli-responsive polymer crosslinked product obtained by using the stimuli-responsive polymer crosslinked product according to the invention (Invention 8) has a surface state that significantly changes from transparent or translucent to white by heating. Changes from hydrophilic to hydrophobic.

本発明によれば、インターロック構造を有する刺激応答性高分子架橋体を、簡便に効率良く製造することができる。また、本発明によれば、インターロック構造を有する新規な刺激応答性高分子架橋体が得られる。得られる刺激応答性高分子架橋体は柔軟性に優れ、当該刺激応答性高分子架橋体を使用して形成したプラスチック材料は応力緩和性等に優れる。さらに、当該刺激応答性高分子架橋体は、従来の架橋により作製した刺激応答性高分子架橋体よりも、刺激に応じて大きい膨潤・収縮挙動を示し、収縮速度が著しく速いという特徴を有する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the stimulus responsive polymeric crosslinked body which has an interlock structure can be manufactured simply and efficiently. In addition, according to the present invention, a novel stimulus-responsive polymer crosslinked body having an interlock structure can be obtained. The obtained stimulus-responsive polymer crosslinked product is excellent in flexibility, and a plastic material formed using the stimulus-responsive polymer crosslinked product is excellent in stress relaxation property and the like. Furthermore, the stimulus-responsive polymer crosslinked product has characteristics of exhibiting a larger swelling / contraction behavior in response to the stimulus and a significantly faster contraction rate than a stimulus-responsive polymer crosslinked product prepared by conventional crosslinking.

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の一実施形態に係る刺激応答性高分子架橋体は、図1に模式的に示す方法により製造することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The stimuli-responsive polymer crosslinked product according to one embodiment of the present invention can be produced by the method schematically shown in FIG.

最初に、2個以上の環状部分を有するポリマー(以下「ポリマー(A)」という。)と、一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有する直鎖状分子(以下「直鎖状分子(B)」という。)とを用意する(図1参照)。   First, a polymer having two or more cyclic moieties (hereinafter referred to as “polymer (A)”) and a linear molecule having a blocking group at one end and a polymerizable functional group at the other end (hereinafter referred to as “polymer (A)”) (Referred to as “linear molecule (B)”) (see FIG. 1).

ポリマー(A)の環状部分は、直鎖状分子(B)を包接することができ、その状態で当該直鎖状分子(B)上を移動できるものである。なお、本明細書において、「環状部分」の「環状」は、実質的に「環状」であることを意味し、直鎖状分子(B)上で包接したまま移動可能であれば、環状部分は完全には閉環でなくてもよく、例えば螺旋構造であってもよい。また、本発明のポリマー(A)は、後述するとおり比較的大きな分子量を有する環状分子を構成部分とする多量体であり、繰り返し数が少なくても自身の分子量が巨大となる。本発明のポリマー(A)とは、このために行った便宜上の名称であって、2〜10量体程度のオリゴマー領域の繰り返し数のものも含むものである。   The cyclic portion of the polymer (A) can include the linear molecule (B) and can move on the linear molecule (B) in that state. In the present specification, “cyclic” of “cyclic portion” means substantially “cyclic”, and is cyclic if it can move while being included on the linear molecule (B). The portion may not be completely closed, and may be, for example, a helical structure. Further, the polymer (A) of the present invention is a multimer having a cyclic molecule having a relatively large molecular weight as a constituent part as described later, and its own molecular weight becomes enormous even if the number of repetitions is small. The polymer (A) of the present invention is a name used for this purpose for convenience, and includes those having a repeating number of oligomer regions of about 2 to 10 mer.

環状部分としては、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等のシクロデキストリン、あるいは、環状ポリエーテル、環状ポリエステル、環状ポリエーテルアミン、環状ポリアミン等の環状分子が好ましく、これらの環状部分は、ポリマー(A)中または高分子架橋前駆体(C)もしくは刺激応答性高分子架橋体(E)中で2種以上混在していてもよい。   The cyclic moiety is preferably a cyclodextrin such as α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, and γ-cyclodextrin, or a cyclic molecule such as cyclic polyether, cyclic polyester, cyclic polyetheramine, and cyclic polyamine. Two or more parts may be mixed in the polymer (A) or in the polymer cross-linking precursor (C) or the stimulus-responsive polymer cross-linked product (E).

上記環状部分がシクロデキストリンである場合には、シクロデキストリンの水酸基に、ポリマー(A)の直鎖状分子(B)に対する溶解性を向上させることのできる高分子鎖および/または置換基が導入されたものであってもよい。かかる高分子鎖としては、例えば、オキシエチレン鎖、アルキル鎖、アクリル酸エステル鎖等が挙げられる。一方、上記置換基としては、例えば、アセチル基、アルキル基、トリチル基、トシル基、トリメチルシラン基、フェニル基等が挙げられる。   When the cyclic moiety is a cyclodextrin, a polymer chain and / or a substituent that can improve the solubility of the polymer (A) in the linear molecule (B) is introduced into the hydroxyl group of the cyclodextrin. It may be. Examples of such a polymer chain include an oxyethylene chain, an alkyl chain, and an acrylate chain. On the other hand, examples of the substituent include an acetyl group, an alkyl group, a trityl group, a tosyl group, a trimethylsilane group, and a phenyl group.

上記環状部分のシクロデキストリン以外の具体例としては、クラウンエーテルまたはその誘導体、カリックスアレーンまたはその誘導体、シクロファンまたはその誘導体、クリプタンドまたはその誘導体等が挙げられる。   Specific examples of the cyclic moiety other than cyclodextrin include crown ether or a derivative thereof, calixarene or a derivative thereof, cyclophane or a derivative thereof, cryptand or a derivative thereof.

環状部分としては、直鎖状分子が串刺し状に貫通し易いことからα-シクロデキストリン、β-シクロデキストリン、γ-シクロデキストリン、及びクラウンエーテルが好ましく、水中で容易に直鎖状分子と包接錯体を形成することからα−シクロデキストリン、β-シクロデキストリン、及びγ-シクロデキストリンが特に好ましい。   As the cyclic portion, α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, and crown ether are preferable because linear molecules are easy to penetrate in a skewered manner. Α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, and γ-cyclodextrin are particularly preferable because they form a complex.

ポリマー(A)中における環状部分の個数は、2個以上であり、好ましくは3〜50個、特に好ましくは4〜10個である。環状部分が2個以上あることで、それによって複数の直鎖状分子(B)を包接することができ、その直鎖状分子(B)を重合させることで、複数のポリマー(A)が互いに結び付けられ、架橋構造が構成される。環状部分が3個以上あると、架橋構造が密になるため、得られる刺激応答性高分子架橋体(E)の応力緩和性を阻害することなく、強度を向上させることができるためにより好ましい。   The number of cyclic portions in the polymer (A) is 2 or more, preferably 3 to 50, particularly preferably 4 to 10. By having two or more cyclic portions, it is possible to include a plurality of linear molecules (B), and by polymerizing the linear molecules (B), a plurality of polymers (A) can be mutually attached. Connected to form a cross-linked structure. Three or more cyclic portions are more preferable because the cross-linked structure becomes dense, and the strength can be improved without inhibiting the stress relaxation property of the resulting stimulus-responsive polymer cross-linked product (E).

ポリマー(A)の構造としては、2個以上の環状部分が連結部分によって連結されている構造が好ましい。連結部分の分子(連結部分分子)は、環状部分と包接錯体を作らない又は作り難い分子であることが好ましい。このような連結部分分子を使用することにより、ポリマー(A)を合成するときに、環状部分の開口部を開口部としたまま、環状部分を連結することができる。   The structure of the polymer (A) is preferably a structure in which two or more cyclic parts are connected by a connecting part. The molecule of the linking moiety (linking moiety molecule) is preferably a molecule that does not form or is difficult to make an inclusion complex with the cyclic moiety. By using such a linking moiety molecule, when synthesizing the polymer (A), the cyclic moiety can be linked while leaving the opening of the cyclic moiety as an opening.

連結部分分子は、前記環状部分と包接錯体を作らない分子が好ましく用いられる。かかる分子としては、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよいが、ある程度かさ高い側鎖を有することが好ましい。例えば、前記環状部分がα-シクロデキストリンの場合には、メチル基よりかさ高い側鎖を有することが好ましい。すなわち、前記環状部分と包接錯体を作らないという観点から、好ましい連結部分分子としては、ポリプロピレングリコール、ポリアクリル酸エステル、ポリジメチルシロキサン、ポリイソプレン等が挙げられ、中でも特にポリプロピレングリコールが好ましい。   As the linking moiety molecule, a molecule that does not form an inclusion complex with the cyclic moiety is preferably used. Such a molecule may be linear or branched, but preferably has a side chain that is bulky to some extent. For example, when the cyclic moiety is α-cyclodextrin, it preferably has a side chain that is bulkier than a methyl group. That is, from the viewpoint of not forming an inclusion complex with the cyclic moiety, preferred linking moiety molecules include polypropylene glycol, polyacrylic acid ester, polydimethylsiloxane, polyisoprene, and the like, among which polypropylene glycol is particularly preferable.

1つの連結部分分子の数平均分子量(Mn)は、100〜100,000であることが好ましく、特に500〜10,000であることが好ましい。連結部分分子の数平均分子量が100未満であると、ポリマー(A)の環状部分の開口部が近接しすぎるため架橋構造をとり難く、また、インターロック構造に基づく効果が十分に発揮されないおそれがあり、100,000を超えると、直鎖状分子(B)等との相溶性が悪くなり架橋構造の形成が困難となるおそれがある。   The number average molecular weight (Mn) of one linking moiety molecule is preferably 100 to 100,000, particularly preferably 500 to 10,000. If the number average molecular weight of the linking moiety molecule is less than 100, the opening of the cyclic part of the polymer (A) is too close to take a crosslinked structure, and the effect based on the interlock structure may not be sufficiently exhibited. If it exceeds 100,000, the compatibility with the linear molecule (B) and the like is deteriorated, and it may be difficult to form a crosslinked structure.

ポリマー(A)の質量平均分子量(Mw)は、環状部分の種類にも依存するが、通常、1,000〜1,000,000であることが好ましく、特に3,000〜100,000であることが好ましい。ポリマー(A)の質量平均分子量が1,000未満であると、環状部分の個数が2未満となる場合が多く、インターロック構造を形成することができないおそれがあり、また、できたとしても架橋部分が非常に近接するためインターロック構造に基づく効果が十分に発揮できないおそれがある。一方、ポリマー(A)の質量平均分子量が1,000,000を超えると、直鎖状分子(B)等との相溶性が悪くなり架橋構造の形成が困難となるおそれがある。   The mass average molecular weight (Mw) of the polymer (A) depends on the kind of the cyclic portion, but is usually preferably 1,000 to 1,000,000, particularly 3,000 to 100,000. It is preferable. When the weight average molecular weight of the polymer (A) is less than 1,000, the number of cyclic portions is often less than 2, and there is a possibility that an interlock structure cannot be formed. Since the parts are very close to each other, the effect based on the interlock structure may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when the mass average molecular weight of the polymer (A) exceeds 1,000,000, the compatibility with the linear molecule (B) or the like may be deteriorated and it may be difficult to form a crosslinked structure.

ポリマー(A)は常法によって合成することができる。例えば、官能基を有する、環状部分を構成する分子(環状分子)と、当該環状分子の官能基と反応し得る反応性基を末端に有する、連結部分分子を構成する原料化合物とを反応させることにより、ポリマー(A)が得られる。具体的には、環状部分がα−シクロデキストリンであり、連結部分分子がポリプロピレングリコールであるポリマー(A)を合成する場合、α−シクロデキストリンと、末端に反応性基を有するポリプロピレングリコールとを混合し、所望により触媒を加え、両者を反応させることにより、ポリマー(A)が得られる。   The polymer (A) can be synthesized by a conventional method. For example, reacting a molecule having a functional group (cyclic molecule) constituting a cyclic moiety with a raw material compound constituting a linking moiety molecule having a reactive group capable of reacting with the functional group of the cyclic molecule at the terminal. Thus, the polymer (A) is obtained. Specifically, when synthesizing a polymer (A) in which the cyclic portion is α-cyclodextrin and the linking portion molecule is polypropylene glycol, α-cyclodextrin and polypropylene glycol having a reactive group at the terminal are mixed. Then, if desired, a catalyst is added and both are reacted to obtain the polymer (A).

連結部分分子と結合する環状分子の官能基としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基等が好ましく、連結分子の末端の反応性基としては、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、アジリジン基等が好ましい。連結部分分子を構成する原料化合物としては、例えば、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物、N,N−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)等のアジリジン系化合物を末端に有するものを使用することができる。   As the functional group of the cyclic molecule bonded to the linking moiety molecule, for example, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a thiol group and the like are preferable, and as the reactive group at the terminal of the linking molecule, for example, an isocyanate group, an epoxy group, An aziridine group and the like are preferable. Examples of the raw material compound constituting the linking partial molecule include isocyanate compounds such as xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, 1,6-hexane. Epoxy compounds such as diol glycidyl ether and those having an aziridine compound such as N, N-hexamethylene-1,6-bis (1-aziridinecarboxyamide) at the terminal can be used.

直鎖状分子(B)は、ポリマー(A)の環状部分に包接され、共有結合等の化学結合でなく機械的な結合で一体化することができる直鎖状の分子または物質であって、かつ一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有するものである。なお、本明細書において、「直鎖状分子」の「直鎖」は、実質的に「直鎖」であることを意味する。すなわち、直鎖状分子(B)上でポリマー(A)の環状部分が移動可能であれば、直鎖状分子(B)は分岐鎖を有していてもよい。   The linear molecule (B) is a linear molecule or substance that is included in the cyclic portion of the polymer (A) and can be integrated by a mechanical bond rather than a chemical bond such as a covalent bond. And having a blocking group at one end and a polymerizable functional group at the other end. In the present specification, “linear” of “linear molecule” means substantially “linear”. That is, as long as the cyclic part of the polymer (A) can move on the linear molecule (B), the linear molecule (B) may have a branched chain.

直鎖状分子(B)の両末端に該当するブロック基と重合性官能基を除いた部分(本体部分)としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリテトラヒドロフラン、ポリアクリル酸エステル、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン等が好ましく、これらの本体部分を有する直鎖状分子(B)は、高分子架橋前駆体(C)または刺激応答性高分子架橋体(E)中で2種以上混在していてもよい。   Examples of the part (main body part) excluding the blocking group and the polymerizable functional group corresponding to both ends of the linear molecule (B) include, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyisoprene, polyisobutylene, polybutadiene, polytetrahydrofuran, Polyacrylic acid ester, polydimethylsiloxane, polyethylene, polypropylene and the like are preferable, and the linear molecule (B) having these main body portions is a polymer crosslinking precursor (C) or a stimulus-responsive polymer crosslinked material (E). Two or more of them may be mixed.

直鎖状分子(B)の本体部分の数平均分子量(Mn)は、100〜300,000であることが好ましく、特に200〜200,000であることが好ましく、さらには300〜100,000であることが好ましい。数平均分子量が100未満であると、環状部分の直鎖状分子(B)上での移動量が小さくなり、得られる刺激応答性高分子架橋体(E)において柔軟性が十分に得られないおそれがある。また、数平均分子量が300,000を超えると、溶媒への溶解性が悪くなるおそれがある。   The number average molecular weight (Mn) of the main body portion of the linear molecule (B) is preferably 100 to 300,000, particularly preferably 200 to 200,000, and more preferably 300 to 100,000. Preferably there is. When the number average molecular weight is less than 100, the amount of movement of the cyclic portion on the linear molecule (B) becomes small, and the resulting stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) cannot be sufficiently flexible. There is a fear. Moreover, when a number average molecular weight exceeds 300,000, there exists a possibility that the solubility to a solvent may worsen.

ブロック基は、直鎖状分子(B)を包接しているポリマー(A)の環状部分が離脱せず、包接錯体の形態を保持し得る基であれば、特に限定されない。このような基としては、かさ高い基、イオン性基等が挙げられる。   The blocking group is not particularly limited as long as the cyclic portion of the polymer (A) that includes the linear molecule (B) does not leave and can maintain the form of the inclusion complex. Examples of such groups include bulky groups and ionic groups.

ブロック基としては、例えば、ジアルキルフェニル基類、ジニトロフェニル基類、シクロデキストリン類、アダマンタン基類、トリチル基類、フルオレセイン類、ピレン類、アントラセン類等が好ましく、これらのブロック基は、包接錯体または高分子架橋体中で2種以上混在していてもよい。直鎖状分子(B)の片末端に結合してブロック基を形成するキャッピング剤としては、例えば、ジメチルフェニルイソシアネート、トリチルフェニルイソシアネート、2,4-ジニトロフルオロベンゼン、アダマンタンアミン等が好適に用いられる。   As the blocking group, for example, dialkylphenyl groups, dinitrophenyl groups, cyclodextrins, adamantane groups, trityl groups, fluoresceins, pyrenes, anthracenes and the like are preferable. Or 2 or more types may be mixed in the polymer crosslinked body. As a capping agent that forms a blocking group by binding to one end of the linear molecule (B), for example, dimethylphenyl isocyanate, tritylphenyl isocyanate, 2,4-dinitrofluorobenzene, adamantaneamine and the like are preferably used. .

重合性官能基は、当該重合性官能基を介して直鎖状分子(B)と後述する刺激応答性化合物(D)とを共重合することができるものであれば、特に限定されない。かかる重合性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、エポキシ基、アセチレン基、オキセタニル基等が好ましい。   The polymerizable functional group is not particularly limited as long as it can copolymerize the linear molecule (B) and a stimulus-responsive compound (D) described later via the polymerizable functional group. As such a polymerizable functional group, for example, (meth) acryloyl group, vinyl group, epoxy group, acetylene group, oxetanyl group and the like are preferable.

直鎖状分子(B)は常法によって合成することができる。例えば、一方の末端に重合性官能基を有する直鎖状分子、または両方の末端に互いに異なる重合性官能基を有する直鎖状分子と、ブロック基用のキャッピング剤とを反応させ、一方の末端に上記重合性官能基を残し、他方の末端にブロック基を付加することにより、直鎖状分子(B)を得ることができる。   The linear molecule (B) can be synthesized by a conventional method. For example, a linear molecule having a polymerizable functional group at one end, or a linear molecule having a different polymerizable functional group at both ends, and a capping agent for a blocking group are reacted, and one end is A linear molecule (B) can be obtained by leaving the above-mentioned polymerizable functional group and adding a blocking group to the other end.

一例として、一方の末端にヒドロキシル基、他方の末端に(メタ)アクリロイル基を有する直鎖状分子と、イソシアネート基を有するジアルキルフェニル基類とを混合し、所望により触媒を加え、両者を反応させることにより、一方の末端にブロック基としてのジアルキルフェニル基、他方の末端に重合性官能基としての(メタ)アクリロイル基を有する直鎖状分子(B)が得られる。   As an example, a linear molecule having a hydroxyl group at one end and a (meth) acryloyl group at the other end and a dialkylphenyl group having an isocyanate group are mixed, and if desired, a catalyst is added and both are reacted. Thus, a linear molecule (B) having a dialkylphenyl group as a blocking group at one end and a (meth) acryloyl group as a polymerizable functional group at the other end is obtained.

以上説明したポリマー(A)と直鎖状分子(B)とを用意したら、ポリマー(A)および直鎖状分子(B)を混合し、その全部又は一部について包接錯体を形成することにより高分子架橋前駆体(C)を製造する。すなわち、ポリマー(A)の環状部分の1個の開口部を直鎖状分子(B)で串刺し状に貫通して、かつ、ポリマー(A)の環状部分の残りの開口部の少なくとも1個を別の直鎖状分子(B)で貫通し、前記2個以上の直鎖状分子(B)が同一のポリマー(A)の複数の環状部分に包接された構造を有する高分子架橋前駆体(C)を製造する(図1参照)。   When the polymer (A) and the linear molecule (B) described above are prepared, the polymer (A) and the linear molecule (B) are mixed to form an inclusion complex for all or part of the polymer (A) and the linear molecule (B). A polymer crosslinking precursor (C) is produced. That is, one opening portion of the annular portion of the polymer (A) is inserted in a skewered manner with the linear molecule (B), and at least one of the remaining openings of the annular portion of the polymer (A) is inserted. Polymeric cross-linking precursor having a structure in which two or more linear molecules (B) are included in a plurality of cyclic parts of the same polymer (A), penetrating with another linear molecule (B) (C) is manufactured (see FIG. 1).

なお、高分子架橋前駆体(C)は上記の包接錯体が形成された構造を有することを特徴とするが、ポリマー(A)の環状部分の全ての開口部がそのような状態になっていることを要しない。すなわち、混合物としてのポリマー(A)中において、その環状部分の開口部の1個にしか直鎖状分子(B)が串刺し状に貫通されていない構造、さらには、ポリマー(A)の環状部分の開口部に直鎖状分子(B)が全く串刺し状に貫通されていない構造を持つ部分が含まれていても良いし、あるいは、ポリマー(A)に包接されない混合物としての直鎖状分子(B)が含まれていても良い。   The polymer cross-linking precursor (C) is characterized in that it has a structure in which the above-mentioned inclusion complex is formed, but all the openings of the cyclic part of the polymer (A) are in such a state. You don't need to be. That is, in the polymer (A) as a mixture, a structure in which the linear molecule (B) is penetrated in only one of the openings of the cyclic part, and further, the cyclic part of the polymer (A) May include a portion having a structure in which the linear molecule (B) is not penetrated in a skewered manner at all, or the linear molecule as a mixture not included in the polymer (A) (B) may be included.

上記のような高分子架橋前駆体(C)の製造は、ポリマー(A)および直鎖状分子(B)を溶媒中、例えば水、水酸化ナトリウム水溶液、ジメチルホルムアミド(DMF)と水の混合溶液、メタノールと水の混合溶液等の中に存在させた状態にして(例えば、ポリマー(A)の溶液に直鎖状分子(B)を添加して)、その溶液を撹拌することによって行うことができる。高分子架橋前駆体(C)が得られたことは、溶液の粘度が上昇することによって判断することができる。   The polymer crosslinking precursor (C) as described above is prepared by mixing the polymer (A) and the linear molecule (B) in a solvent, for example, water, aqueous sodium hydroxide, dimethylformamide (DMF) and water. In a mixed solution of methanol and water or the like (for example, by adding the linear molecule (B) to the polymer (A) solution) and stirring the solution. it can. The fact that the polymer crosslinking precursor (C) has been obtained can be judged by an increase in the viscosity of the solution.

撹拌方法については特に制限はなく、常温または適当に制御された温度で、機械的撹拌処理、超音波処理などの方法で撹拌することができ、特に、超音波処理で撹拌することが好ましい。撹拌時間は、数分〜1時間の条件で行うことが好ましい。超音波の照射条件については特に制限はないが、周波数20〜40kHzで行うことが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular about the stirring method, It can stir by methods, such as a mechanical stirring process and an ultrasonic treatment, at normal temperature or the temperature controlled appropriately, It is preferable to specifically stir by ultrasonic treatment. The stirring time is preferably performed under conditions of several minutes to 1 hour. Although there is no restriction | limiting in particular about the irradiation conditions of an ultrasonic wave, It is preferable to carry out with a frequency of 20-40 kHz.

上記のようにして高分子架橋前駆体(C)を製造したら、ポリマー(A)の環状部分に包接された直鎖状分子(B)の重合性官能基を介して、当該直鎖状分子(B)と刺激応答性化合物(D)とを共重合し、刺激応答性高分子架橋体(E)を得る(図1参照)。この刺激応答性高分子架橋体(E)は、インターロック構造としてのロタキサン構造を含む。   When the polymer cross-linking precursor (C) is produced as described above, the linear molecule is introduced via the polymerizable functional group of the linear molecule (B) included in the cyclic portion of the polymer (A). (B) and a stimulus-responsive compound (D) are copolymerized to obtain a stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) (see FIG. 1). This stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) contains a rotaxane structure as an interlock structure.

直鎖状分子(B)と共重合する刺激応答性化合物(D)は、直鎖状分子(B)の重合性官能基を介して直鎖状分子(B)と共重合可能であり、かつ刺激応答性化合物(D)を用いて高分子ゲルを形成した場合に刺激応答性を発現するモノマーである。重合性官能基としては、例えば炭素−炭素二重結合のような重合性基が挙げられる。モノマーの分子量は特に限定はされない。   The stimulus-responsive compound (D) copolymerized with the linear molecule (B) can be copolymerized with the linear molecule (B) via the polymerizable functional group of the linear molecule (B), and It is a monomer that exhibits stimulus responsiveness when a polymer gel is formed using the stimulus responsive compound (D). Examples of the polymerizable functional group include a polymerizable group such as a carbon-carbon double bond. The molecular weight of the monomer is not particularly limited.

ここで、刺激応答性化合物(D)の詳細について説明する。刺激応答性の刺激としては、温度の変化;光、磁場、電流または電界の付与;pH、イオン濃度または溶媒組成の変化;化学物質の吸脱着等が挙げられる。また、応答挙動としては、溶媒の吸脱(吸収・放出)による体積変化(膨潤・収縮)が挙げられる。この体積変化は一方的なものでも可逆的なものであってもよいが、可逆的であるものが好ましい。   Here, details of the stimulus-responsive compound (D) will be described. Examples of stimuli-responsive stimuli include changes in temperature; application of light, magnetic field, current or electric field; changes in pH, ion concentration or solvent composition; adsorption / desorption of chemical substances, and the like. The response behavior includes volume change (swelling / shrinking) due to adsorption / desorption (absorption / release) of the solvent. This volume change may be unilateral or reversible, but is preferably reversible.

刺激応答性化合物(D)の具体的なモノマーとしては、次のようなものが挙げられる。温度応答性の高分子ゲルを形成するモノマーとして、N−イソプロピルアクリルアミド等のN−アルキル置換(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸およびその塩、ビニルメチルエーテル、またはオクチル基、デシル基、ラウリル基、ステアリル基等の長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルなどが挙げられる。   Specific monomers of the stimulus responsive compound (D) include the following. As a monomer for forming a temperature-responsive polymer gel, N-alkyl-substituted (meth) acrylamide such as N-isopropylacrylamide, (meth) acrylamide, (meth) acrylic acid and its salt, vinyl methyl ether, or octyl group, Examples include alkyl (meth) acrylates having a long-chain alkyl group such as a decyl group, a lauryl group, and a stearyl group.

光応答性の高分子ゲルを形成するモノマーとしては、トリアリールメタン誘導体やスピロベンゾピラン誘導体などが挙げられる。   Examples of monomers that form a photoresponsive polymer gel include triarylmethane derivatives and spirobenzopyran derivatives.

電流または電界で応答する高分子ゲルを形成するモノマーとしては、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ置換(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、スチレン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾール、ジメチルアミノスチレンなどが挙げられる。   Monomers that form polymer gels that respond to current or electric field include amino-substituted (meth) acrylamides such as dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, and dimethylaminopropyl. Examples include acrylate, styrene, vinyl pyridine, vinyl carbazole, and dimethylaminostyrene.

pH応答性の高分子ゲルを形成するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられる。   Monomers that form a pH-responsive polymer gel include (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, maleic acid, vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid, polydimethylaminopropyl (meth) ) Acrylamide, (meth) acrylonitrile and the like.

イオン濃度応答性の高分子ゲルを形成するモノマーとしては、前述したpH応答性高分子ゲルを形成するモノマーと同様のものが使用できる。   As the monomer for forming the ion-responsive polymer gel, the same monomers as those for forming the pH-responsive polymer gel described above can be used.

化学物質の吸脱着によって刺激応答する刺激応答性高分子ゲルを形成するモノマーとしては、強イオン性のものが好ましく、その例として、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドアルキルスルホン酸などが挙げられる。   As a monomer that forms a stimulus-responsive polymer gel that responds to a stimulus by adsorption and desorption of a chemical substance, a strong ionic monomer is preferable. Examples thereof include vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid, and (meth) acrylamide alkyl sulfonic acid. Etc.

溶媒組成の変化によって刺激応答する刺激応答性高分子ゲルを形成するモノマーとしては、ほとんどの高分子ゲルを形成するモノマーが該当する。良溶媒と貧溶媒とを利用することで、膨潤、収縮を引き起こすことが可能である。   As the monomer that forms a stimulus-responsive polymer gel that responds to a stimulus by a change in the solvent composition, most monomers that form a polymer gel are applicable. Swelling and shrinking can be caused by using a good solvent and a poor solvent.

以上の刺激応答性高分子ゲルの特性より、直鎖状分子(B)と共重合する刺激応答性化合物(D)として特に好ましいものとしては、N−イソプロピルアクリルアミドが挙げられる(図1および図2参照)。   From the above characteristics of the stimulus-responsive polymer gel, N-isopropylacrylamide is particularly preferable as the stimulus-responsive compound (D) copolymerized with the linear molecule (B) (FIGS. 1 and 2). reference).

上記刺激応答性化合物(D)を、前述の作製方法で説明したように高分子架橋前駆体(C)に含まれる重合性官能基を介して共重合すると、刺激応答性化合物(D)を構成単位として含む刺激応答性高分子架橋体(E)が得られる。なお、刺激応答性高分子架橋体(E)中における刺激応答性化合物(D)は、モノマーまたは重合体の形で存在する。この刺激応答性高分子架橋体(E)をフィルムにした刺激応答性高分子架橋体フィルムは、従来の架橋により作製した刺激応答性高分子架橋体よりも、刺激に応じて大きい膨潤・収縮挙動を示し、収縮速度が著しく速いという特徴を有する。   When the stimuli-responsive compound (D) is copolymerized via the polymerizable functional group contained in the polymer cross-linking precursor (C) as described in the above preparation method, the stimuli-responsive compound (D) is constituted. A stimuli-responsive polymer crosslinked product (E) contained as a unit is obtained. In addition, the stimulus responsive compound (D) in the stimulus responsive polymer crosslinked product (E) exists in the form of a monomer or a polymer. The stimulus-responsive polymer crosslinked body film obtained by using this stimulus-responsive polymer crosslinked body (E) as a film has a larger swelling / shrinking behavior in response to the stimulus than the conventional stimulus-responsive polymer crosslinked body prepared by crosslinking. And has a feature that the shrinkage rate is remarkably high.

例えば、上記N−イソプロピルアクリルアミドを刺激応答性化合物(D)として用い、前述の作製方法で説明したように高分子架橋前駆体(C)に含まれる重合性官能基を介して共重合すると、N−イソプロピルアクリルアミドを構成単位として含む刺激応答性高分子架橋体(E)を得る。なお、刺激応答性高分子架橋体(E)中におけるN−イソプロピルアクリルアミドは、モノマーまたは重合体の形で存在する。この刺激応答性高分子架橋体(E)をフィルムにした刺激応答性高分子架橋体フィルムは、高温にすることでフィルムが透明または半透明から白色に顕著に変化するとともに、表面状態が親水性から疎水性に変化する。また、従来の架橋により作製した刺激応答性高分子架橋体よりも大きい膨潤・収縮挙動を示し、収縮速度が著しく速い。   For example, when N-isopropylacrylamide is used as the stimulus-responsive compound (D) and copolymerization is performed via the polymerizable functional group contained in the polymer cross-linking precursor (C) as described in the above preparation method, N -A cross-linked stimulus-responsive polymer (E) containing isopropylacrylamide as a structural unit is obtained. Note that N-isopropylacrylamide in the stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) exists in the form of a monomer or a polymer. The stimuli-responsive polymer crosslinked product obtained by using this stimuli-responsive polymer crosslinked product (E) as a film changes significantly from transparent or translucent to white when heated to a high temperature, and the surface state is hydrophilic. Changes to hydrophobic. In addition, it exhibits a larger swelling / shrinkage behavior than a crosslinked stimulus-responsive polymer prepared by conventional crosslinking, and the shrinkage rate is remarkably fast.

刺激応答性化合物(D)としてN−イソプロピルアクリルアミドを使用した刺激応答性高分子架橋体(E)の一例を図2に模式的に示す。図2に示す刺激応答性高分子架橋体(E)では、N−イソプロピルアクリルアミドを主成分とするポリマー(BD)のn番目のモノマー成分に共重合された直鎖状分子(B)成分由来の側鎖(B)が、ポリマー(A)の環状部分の1個に貫通した状態となっている。その側鎖(B)の末端には、ブロック基が結合している。包接している環状部分のポリマー(A)の別の環状部分は、さらに別のN−イソプロピルアクリルアミドを主成分とするポリマー(BD)の側鎖(B)に貫通された状態となっている。ただし、刺激応答性高分子架橋体(E)は、この構造に限定されるものではない。 An example of a cross-linked stimulus-responsive polymer (E) using N-isopropylacrylamide as the stimulus-responsive compound (D) is schematically shown in FIG. In the stimulus-responsive crosslinked polymer (E) shown in FIG. 2, the linear molecule (B) component copolymerized with the n-th monomer component of the polymer (BD 1 ) containing N-isopropylacrylamide as a main component is derived. The side chain (B X ) of this polymer is in a state of penetrating through one of the cyclic portions of the polymer (A). A blocking group is bonded to the end of the side chain (B X ). Another cyclic part of the polymer (A) of the cyclic part that is included is in a state of being penetrated by the side chain (B Y ) of another polymer (BD 2 ) mainly composed of N-isopropylacrylamide. Yes. However, the stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) is not limited to this structure.

刺激応答性高分子架橋体(E)は、具体的には、ポリマー(A)における環状部分の開口部の1個に、側鎖末端にブロック基を有する第1の高分子の側鎖が串刺し状に貫通し、かつ、同一のポリマー(A)の環状部分の別の開口部に、側鎖末端にブロック基を有する第2の高分子の側鎖が串刺し状に貫通し(同一のポリマー(A)がさらに第3の高分子、第4の高分子・・・第nの高分子等と同様な包接錯体を形成している場合も含む)、ポリマー(A)の環状部分の少なくとも2個の開口部に別個の高分子の側鎖が包接されてなる構造を有する。そして、第n(nは1、2を含む整数)の高分子の主鎖もしくは側鎖、またはそれら高分子を相互に結合する部分(高分子鎖を含む)の少なくとも1箇所に、刺激応答性化合物(D)またはその残基が含まれる。なお、第nの高分子の側鎖は、直鎖状分子(B)由来である。得られる刺激応答性高分子架橋体(E)は、新規物質である。   Specifically, the stimuli-responsive polymer crosslinked product (E) has a side chain of the first polymer having a blocking group at the end of the side chain skewed into one of the openings of the cyclic part in the polymer (A). The side chain of the second polymer having a blocking group at the end of the side chain penetrates like a skewer into another opening of the annular portion of the same polymer (A) (same polymer (A A) further includes an inclusion complex similar to the third polymer, the fourth polymer, the nth polymer, etc.), and at least 2 of the cyclic portion of the polymer (A) Each opening has a structure in which separate polymer side chains are included. Then, at least one position of the main chain or side chain of the n-th polymer (n is an integer including 1 and 2), or a portion (including the polymer chain) that connects these polymers to each other, is stimuli-responsive Compound (D) or a residue thereof is included. The side chain of the nth polymer is derived from the linear molecule (B). The obtained stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) is a novel substance.

高分子架橋前駆体(C)における直鎖状分子(B)と刺激応答性化合物(D)との重合反応は常法によって行えばよく、例えばラジカル重合によって反応させる。そのような反応として、例えば高分子架橋前駆体(C)および刺激応答性化合物(D)を含有する溶液に、所望により光重合開始剤を添加して紫外線を照射することにより、あるいは、熱重合開始剤を添加して加熱することにより、直鎖状分子(B)と刺激応答性化合物(D)とは共重合する。   The polymerization reaction of the linear molecule (B) and the stimulus-responsive compound (D) in the polymer crosslinking precursor (C) may be performed by a conventional method, for example, by radical polymerization. As such a reaction, for example, a solution containing the polymer crosslinking precursor (C) and the stimuli-responsive compound (D) may be added with a photopolymerization initiator if desired and irradiated with ultraviolet rays, or may be subjected to thermal polymerization. By adding the initiator and heating, the linear molecule (B) and the stimulus-responsive compound (D) are copolymerized.

光重合開始剤としては、通常使用されるものであれば特に制限されることなく、例えば、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、2,4−ジエチルチオキサンソン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、(2,4,6−トリメチルベンジルジフェニル)フォスフィンオキサイド、2−ベンゾチアゾール−N,N−ジエチルジチオカルバメート等を使用することができる。   The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is usually used, for example, benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin benzoic acid, Methyl benzoin benzoate, benzoin dimethyl ketal, 2,4-diethylthioxanthone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzyldiphenyl sulfide, tetramethylthiuram monosulfide, azobisisobutyronitrile, benzyl, dibenzyl, diacetyl, β- Chloranthraquinone, 4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, (2,4,6-trimethylbenzyldiphenyl) Le) phosphine oxide, 2-benzothiazole -N, it can be used N- diethyldithiocarbamate and the like.

一方、熱重合開始剤としては、通常使用されるものであれば特に制限されることなく、例えば、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等を使用することができる。   On the other hand, the thermal polymerization initiator is not particularly limited as long as it is usually used. For example, benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile (AIBN), or the like can be used.

刺激応答性高分子架橋体(E)の精製は常法によって行えばよく、例えば、水、テトラヒドロフランおよびジメチルホルムアミドで順次洗浄すればよい。   The stimulation-responsive crosslinked polymer (E) may be purified by a conventional method, for example, sequentially washed with water, tetrahydrofuran and dimethylformamide.

以上の方法によれば、擬ロタキサンの合成を経ることなく、ポリマー(A)と直鎖状分子(B)とを混合攪拌するだけで、簡便に高分子架橋前駆体(C)を製造することができ、さらに得られた高分子架橋前駆体(C)の直鎖状分子(B)と刺激応答性化合物(D)とを共重合することで、インターロック構造を有するロタキサン構造を含む刺激応答性高分子架橋体(E)を簡便に製造することができる。   According to the above method, the polymer cross-linking precursor (C) can be produced simply by mixing and stirring the polymer (A) and the linear molecule (B) without synthesizing the pseudorotaxane. And a stimulus response including a rotaxane structure having an interlock structure by copolymerizing a linear molecule (B) of the obtained polymer crosslinking precursor (C) and a stimulus-responsive compound (D) The crosslinked polymer (E) can be easily produced.

得られた刺激応答性高分子架橋体(E)においては、ポリマー(A)の環状部分が高分子の側鎖上を移動し得るため柔軟性に優れ、したがって、刺激応答性高分子架橋体(E)を使用して形成したプラスチック材料は応力緩和性に優れる。また、得られた刺激応答性高分子架橋体(E)は、従来の架橋により作製した刺激応答性高分子架橋体よりも、刺激に応じて大きい膨潤・収縮挙動を示し、収縮速度が著しく速いという優れた性質を有する。さらに、刺激応答性化合物(D)としてN−イソプロピルアクリルアミドを使用した場合に、得られた刺激応答性高分子架橋体(E)をフィルムにした刺激応答性高分子架橋体フィルムは、加熱によりフィルムが透明または半透明から白色に顕著に変化するとともに、表面状態が親水性から疎水性に変化するという特性を示す。   The obtained stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) is excellent in flexibility because the cyclic portion of the polymer (A) can move on the side chain of the polymer. Therefore, the stimulus-responsive polymer crosslinked product ( The plastic material formed using E) has excellent stress relaxation properties. In addition, the obtained stimulus-responsive polymer crosslinked product (E) exhibits a large swelling / contraction behavior in response to a stimulus, and the contraction rate is significantly faster than a stimulus-responsive polymer crosslinked product prepared by conventional crosslinking. It has excellent properties. Further, when N-isopropylacrylamide is used as the stimulus responsive compound (D), the stimulus responsive polymer crosslinked product obtained by using the obtained stimulus responsive polymer crosslinked product (E) as a film is heated to a film. Is markedly changed from transparent or translucent to white and the surface state is changed from hydrophilic to hydrophobic.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

例えば、本発明に係る刺激応答性高分子架橋体は、インターロック構造を有し、刺激応答性化合物またはその残基を骨格に含むものであればよい。前述の例は、2個以上の環状部分を有するポリマー(A)と直鎖状分子(B)とから構成されるインターロック構造を有する。インターロック構造は、ロタキサン構造であることが好ましいが、それ以外にも、例えばカテナン構造であってもよい。カテナン構造を有する刺激応答性高分子架橋体としては、カテナン構造を有する環状分子を相互に連結する部分に刺激応答性化合物が導入されたもの等が例示される。   For example, the stimuli-responsive polymer crosslinked product according to the present invention may be any as long as it has an interlock structure and contains a stimulus-responsive compound or a residue thereof in the skeleton. The aforementioned example has an interlock structure composed of a polymer (A) having two or more cyclic moieties and a linear molecule (B). The interlock structure is preferably a rotaxane structure, but may also be, for example, a catenane structure. Examples of the stimulus-responsive polymer cross-linked body having a catenane structure include those in which a stimulus-responsive compound is introduced into a portion where cyclic molecules having a catenane structure are linked to each other.

以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further more concretely, the scope of the present invention is not limited to these Examples etc.

〔実施例1〕
(1)ポリマー(A)の合成
α−シクロデキストリン(ナカライテスク社製)5gをジメチルホルムアミド50mlに溶解させ、この溶液にトリレン2,4−ジイシアネート末端ポリプロピレングリコール(Aldrich社製,Mn:1,000)3.4gと、錫触媒であるジブチル錫ジラウレート(東京化成社製)200mgとを加え、20時間室温で攪拌した。
[Example 1]
(1) Synthesis of polymer (A) 5 g of α-cyclodextrin (manufactured by Nacalai Tesque) was dissolved in 50 ml of dimethylformamide, and to this solution was added tolylene 2,4-diisocyanate-terminated polypropylene glycol (manufactured by Aldrich, Mn: 1, 000) 3.4 g and 200 mg of dibutyltin dilaurate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a tin catalyst were added and stirred at room temperature for 20 hours.

上記反応溶液をジエチルエーテルに注いで沈殿させ、回収した固体を乾燥させた後、水で洗浄して再び乾燥させ、環状部分としてα−シクロデキストリン、連結部分分子としてポリプロピレングリコールを有するポリマー(A)4.6gを得た。   The reaction solution is poured into diethyl ether to precipitate, and the collected solid is dried, washed with water and dried again, and a polymer (A) having α-cyclodextrin as a cyclic moiety and polypropylene glycol as a linking moiety molecule 4.6 g was obtained.

(2)直鎖状分子(B)の合成
ポリエチレングリコール(和光純薬工業社製,Mn:1000)5gを塩化メチレン50mlに溶解させ、この溶液に3,5−ジメチルフェニルイソシアネート(Aldrich社製)1.6gと、錫触媒であるジブチル錫ジラウレート(東京化成社製)200mgとを加え、室温で20時間攪拌した。続いて、その溶液に2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工社製,製品名「カレンズMOI」)1.7gと、ジブチル錫ジラウレート(東京化成社製)100mgとを加え、更に室温で20時間撹拌した。得られた溶液を濃縮後、−75℃に冷却したジエチルエーテルに沈澱させて沈殿物を回収し、一方の末端に3,5−ジメチルフェニル基からなるブロック基を有し、他方の末端にメタクリロイル基を有するポリエチレングリコール(以下「MA−PEG−DPI」という;直鎖状分子(B))3.8gを得た。
(2) Synthesis of linear molecule (B) 5 g of polyethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Mn: 1000) is dissolved in 50 ml of methylene chloride, and 3,5-dimethylphenyl isocyanate (manufactured by Aldrich) is dissolved in this solution. 1.6 g and 200 mg of dibutyltin dilaurate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) which is a tin catalyst were added and stirred at room temperature for 20 hours. Subsequently, 1.7 g of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (manufactured by Showa Denko KK, product name “Karenz MOI”) and 100 mg of dibutyltin dilaurate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) are added to the solution, and further stirred at room temperature for 20 hours. did. The obtained solution was concentrated and then precipitated in diethyl ether cooled to −75 ° C. to collect the precipitate. 3.8 g of polyethylene glycol having a group (hereinafter referred to as “MA-PEG-DPI”; linear molecule (B)) was obtained.

(3)高分子架橋前駆体(C)の製造
ポリマー(A)300mgを0.4wt%の水酸化ナトリウム水溶液1mlに溶解させ、この溶液に直鎖状分子(B)200mgを加え、機械的に攪拌しながら超音波照射(35Hz)を5分行ったところ、溶液が白濁し、粘性が上昇した。このような粘度上昇した白濁物は、ポリマー(A)の環状部分が直鎖状分子(B)を包接してなる高分子架橋前駆体(C)であると考えられる。
(3) Production of polymer cross-linking precursor (C) 300 mg of polymer (A) was dissolved in 1 ml of 0.4 wt% sodium hydroxide aqueous solution, and 200 mg of linear molecule (B) was added to this solution mechanically. When ultrasonic irradiation (35 Hz) was performed for 5 minutes while stirring, the solution became cloudy and the viscosity increased. Such a cloudy substance having increased viscosity is considered to be a polymer crosslinking precursor (C) in which the cyclic portion of the polymer (A) includes the linear molecule (B).

(4)刺激応答性高分子架橋体(E)の製造
上記白濁物に、刺激応答性化合物(D)としてN−イソプロピルアクリルアミド2.0gを加え、均一になるまで攪拌した。次いで、光重合開始剤である1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン/ベンゾフェノン共融混合物(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製,製品名「IRGACURE 500」)40μlを加え、撹拌後、紫外線を3分間照射した(照射条件:照度3.0mW/cm,光量500mJ/cm)。
(4) Production of cross-linked stimulus-responsive polymer (E) 2.0 g of N-isopropylacrylamide as a stimulus-responsive compound (D) was added to the white turbid substance, and the mixture was stirred until it became uniform. Next, 40 μl of 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone / benzophenone eutectic mixture (product name “IRGACURE 500”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) which is a photopolymerization initiator is added, and after stirring, ultraviolet rays are applied for 3 minutes. Irradiation (irradiation conditions: illuminance: 3.0 mW / cm 2 , light amount: 500 mJ / cm 2 )

得られた物質は、上記高分子架橋前駆体(C)における直鎖状分子(B)の重合性官能基(メタクリロイル基)を介して、直鎖状分子(B)と刺激応答性化合物(D)とが共重合してなる刺激応答性高分子架橋体(E)(ポリマー(A)の環状部分に、末端にブロック基を有する高分子の側鎖が包接され、刺激応答性化合物(D)の重合体がその高分子の主鎖を構成してなる刺激応答性高分子架橋体(E))であると考えられる。   The obtained substance is composed of the linear molecule (B) and the stimulus-responsive compound (D) via the polymerizable functional group (methacryloyl group) of the linear molecule (B) in the polymer crosslinking precursor (C). Stimulus responsive polymer cross-linked product (E) (polymer) is copolymerized with a side chain of a polymer having a blocking group at the end of the cyclic part of polymer (A), and a stimulus responsive compound (D ) Is a stimulus-responsive polymer cross-linked product (E)) comprising the main chain of the polymer.

得られた物質(刺激応答性高分子架橋体(E))を水、テトラヒドロフランおよびジメチルホルムアミドに順次浸漬して洗浄し、その後乾燥させて刺激応答性高分子架橋体フィルム(厚さ:1.0mm,非延伸)を得た。   The obtained substance (stimulated responsive polymer crosslinked product (E)) was sequentially immersed in water, tetrahydrofuran and dimethylformamide, washed, and then dried to stimulate the responsive polymer crosslinked product (thickness: 1.0 mm). , Non-stretched).

〔比較例1〕
実施例1におけるポリマー(A)の替わりにポリエチレングリコールジアクリレート(インターロック構造を形成しない架橋体として使用)44mgを使用する以外、実施例1と同様にして刺激応答性高分子架橋体フィルム(厚さ:1.0mm,非延伸)を作製した。
[Comparative Example 1]
Except for using 44 mg of polyethylene glycol diacrylate (used as a crosslinked product that does not form an interlock structure) instead of the polymer (A) in Example 1, a stimuli-responsive polymer crosslinked product (thickness) was obtained in the same manner as in Example 1. (Size: 1.0 mm, non-stretched).

〔試験例1〕(膨潤率の測定)
実施例および比較例で得られた刺激応答性高分子架橋体フィルムを水に浸漬し、水温を昇温速度1℃/minで室温から50℃まで上昇させた。そのとき、各温度での刺激応答性高分子架橋体フィルムの質量を測定し、膨潤率を算出した。
[Test Example 1] (Measurement of swelling rate)
The stimulus-responsive crosslinked polymer films obtained in Examples and Comparative Examples were immersed in water, and the water temperature was increased from room temperature to 50 ° C. at a temperature rising rate of 1 ° C./min. At that time, the mass of the stimulus-responsive polymer crosslinked film at each temperature was measured, and the swelling rate was calculated.

膨潤率は、乾燥したフィルムの質量(Wdry)と膨潤後のフィルムの質量(Wswell)との差から求めた。計算式は以下の通りである。
膨潤率[%]={(Wswell−Wdry)/Wdry}×100
これにより得られた温度と膨潤率との関係を図3のグラフに示す。
The swelling ratio was determined from the difference between the mass of the dried film (W dry ) and the mass of the film after swelling (W swell ). The calculation formula is as follows.
Swelling ratio [%] = {(W swell -W dry) / W dry} × 100
The relationship between the temperature thus obtained and the swelling rate is shown in the graph of FIG.

図3のグラフより、実施例の刺激応答性高分子架橋体フィルムは、比較例の刺激応答性高分子架橋体フィルムと比較して、温度に応じて非常に大きい膨潤・収縮挙動を示すことが分かる。   From the graph of FIG. 3, the stimulus-responsive polymer crosslinked product film of the example shows very large swelling / shrinkage behavior depending on the temperature as compared with the stimulus-responsive polymer crosslinked product film of the comparative example. I understand.

〔試験例2〕(収縮挙動の評価)
実施例および比較例で得られた刺激応答性高分子架橋体フィルム(室温)を50℃の水に浸漬し、膨潤率S(t)を経時的に測定して、収縮率Snを算出した。
[Test Example 2] (Evaluation of shrinkage behavior)
The stimulation-responsive polymer crosslinked film (room temperature) obtained in Examples and Comparative Examples was immersed in water at 50 ° C., and the swelling rate S (t) was measured over time to calculate the shrinkage rate Sn.

収縮率Snは、以下の式によって求めた。
収縮率Sn=時間(t)での膨潤率S(t)/完全に膨潤した状態(23℃)での膨潤率S(max)
これにより得られた時間と収縮率Snとの関係(収縮挙動)を図4のグラフに示す。
The shrinkage rate Sn was obtained by the following formula.
Shrinkage rate Sn = swelling rate S (t) at time (t) / swelling rate S (max) in a completely swollen state (23 ° C.)
The relationship between the time thus obtained and the shrinkage rate Sn (shrinkage behavior) is shown in the graph of FIG.

図4のグラフより、実施例の刺激応答性高分子架橋体フィルムは、比較例の刺激応答性高分子架橋体フィルムと比較して、温度刺激に対する収縮速度が著しく速いということが分かる。   From the graph of FIG. 4, it can be seen that the stimulus-responsive polymer crosslinked product film of the example has a remarkably fast contraction rate with respect to the temperature stimulus as compared with the stimulus-responsive polymer crosslinked product film of the comparative example.

〔試験例3〕(水滴接触角の測定)
実施例および比較例で得られた刺激応答性高分子架橋体フィルムの表面の純水に対する接触角を、23℃(室温)および60℃(加熱)にて、接触角計(KRUSS社製,DSA100)を用いて測定した。結果を表1に示す。
[Test Example 3] (Measurement of water droplet contact angle)
The contact angle meter (made by KRUSS, DSA100) at 23 ° C. (room temperature) and 60 ° C. (heating) was used for the contact angle with respect to pure water on the surfaces of the stimulus-responsive crosslinked polymer films obtained in Examples and Comparative Examples. ). The results are shown in Table 1.

表1より、実施例の刺激応答性高分子架橋体フィルムでは、加熱により表面状態が親水性から疎水性に顕著に変化することが分かる。   From Table 1, it can be seen that, in the stimulus-responsive polymer crosslinked film of the example, the surface state markedly changes from hydrophilic to hydrophobic by heating.

〔試験例4〕(透明性の評価)
実施例および比較例で得られた刺激応答性高分子架橋体フィルムを23℃(室温)から60℃まで加熱し、そのときの刺激応答性高分子架橋体フィルムの外観を目視により評価した。その結果、実施例の刺激応答性高分子架橋体フィルムは、加熱によりフィルムが透明から白色に顕著に変化した。一方、比較例の刺激応答性高分子架橋体フィルムは、透明から薄く濁る程度(半透明)に変化した。実施例で得られた刺激応答性高分子架橋体フィルムの加熱前の状態(透明)を示す写真を図5に、加熱後の状態(白色)を示す写真を図6に示す。
[Test Example 4] (Evaluation of transparency)
The stimulus-responsive polymer crosslinked product films obtained in Examples and Comparative Examples were heated from 23 ° C. (room temperature) to 60 ° C., and the appearance of the stimulus-responsive polymer crosslinked product film at that time was visually evaluated. As a result, in the stimulation-responsive polymer crosslinked product film of the example, the film changed significantly from transparent to white by heating. On the other hand, the stimulus-responsive polymer crosslinked film of the comparative example changed from transparent to thinly turbid (translucent). A photograph showing the state (transparent) before heating of the stimulus-responsive crosslinked polymer film obtained in the examples is shown in FIG. 5, and a photograph showing the state after heating (white) is shown in FIG.

本発明は、応力緩和性および刺激応答性に優れた高分子架橋体の製造に好適である。また、得られる高分子架橋体は、刺激応答性に優れたフィルム等として使用でき、例えばセンサー、ゲル材料、医療材料等に用いられる機能性材料として有用である。   The present invention is suitable for the production of a crosslinked polymer excellent in stress relaxation and stimulus responsiveness. Moreover, the polymer crosslinked body obtained can be used as a film having excellent stimulus responsiveness, and is useful as a functional material used for sensors, gel materials, medical materials, and the like.

本発明の一実施形態に係る刺激応答性高分子架橋体の製造工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process of the stimulus responsive polymeric crosslinked body which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る刺激応答性高分子架橋体の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the stimulus responsive polymer crosslinked body which concerns on one Embodiment of this invention. 刺激応答性高分子架橋体フィルムの温度と膨潤率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of a stimulus responsive polymeric crosslinked body film, and a swelling rate. 刺激応答性高分子架橋体フィルムの時間と収縮率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the time of a stimulus responsive polymeric crosslinked body film, and shrinkage | contraction rate. 試験例4の透明性の評価において、実施例の刺激応答性高分子架橋体フィルムの加熱前の状態(透明)を示す写真である。In transparency evaluation of Test Example 4, it is a photograph showing a state (transparency) before heating of the stimulus-responsive crosslinked polymer film of the example. 試験例4の透明性の評価において、実施例の刺激応答性高分子架橋体フィルムの加熱後の状態(白色)を示す写真である。In evaluation of the transparency of Experiment 4, it is a photograph which shows the state (white) after a heating of the stimulus responsive polymer crosslinked body film of an Example.

Claims (9)

2個以上の環状部分を有するポリマーと、一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有する直鎖状分子とを混合し、その全部又は一部について包接錯体を形成させ、
次いで、前記直鎖状分子の重合性官能基を介して、前記直鎖状分子と刺激応答性化合物とを共重合する
ことを特徴とする刺激応答性高分子架橋体の製造方法。
A polymer having two or more cyclic moieties and a linear molecule having a blocking group at one end and a polymerizable functional group at the other end are mixed to form an inclusion complex for all or part thereof Let
Next, a method for producing a crosslinked stimulus-responsive polymer, wherein the linear molecule and the stimulus-responsive compound are copolymerized via a polymerizable functional group of the linear molecule.
インターロック構造を有し、刺激応答性化合物またはその残基を骨格に含むことを特徴とする刺激応答性高分子架橋体。   A cross-linked stimulus-responsive polymer having an interlock structure and containing a stimulus-responsive compound or a residue thereof in a skeleton. インターロック構造を有する化合物により架橋されている部位を有することを特徴とする請求項2に記載の刺激応答性高分子架橋体。   The cross-linked stimulus-responsive polymer according to claim 2, which has a site cross-linked by a compound having an interlock structure. 前記インターロック構造が、ロタキサン構造であることを特徴とする請求項2または3に記載の刺激応答性高分子架橋体。   The stimuli-responsive polymer crosslinked product according to claim 2 or 3, wherein the interlock structure is a rotaxane structure. 2個以上の環状部分を有するポリマー、及び一方の末端にブロック基を有し他方の末端に重合性官能基を有する、前記ポリマーと包接錯体を形成可能な直鎖状分子を混合して得られた高分子架橋前駆体の前記直鎖状分子の重合性官能基を介して、前記直鎖状分子と刺激応答性化合物とを共重合させることにより得られることを特徴とする刺激応答性高分子架橋体。   Obtained by mixing a polymer having two or more cyclic moieties and a linear molecule capable of forming an inclusion complex with the polymer having a blocking group at one end and a polymerizable functional group at the other end. It is obtained by copolymerizing the linear molecule and a stimulus-responsive compound via a polymerizable functional group of the linear molecule of the obtained polymer cross-linking precursor. Molecular cross-linked product. 2個以上の環状部分を有するポリマーにおける前記環状部分の開口部に、側鎖末端にブロック基を有する第1の高分子の少なくとも1つの側鎖が串刺し状に貫通し、かつ、同一の前記環状部分を有するポリマーの残り少なくとも1個の前記環状部分の開口部に、側鎖末端にブロック基を有する第2の高分子の少なくとも1つの側鎖が串刺し状に貫通した構造を有し、
前記第1の高分子、前記第2の高分子、または前記第1の高分子と前記第2の高分子とを結合する部分の少なくとも1箇所に、刺激応答性化合物またはその残基が含まれた箇所を有することを特徴とする刺激応答性高分子架橋体。
In the polymer having two or more cyclic parts, at least one side chain of the first polymer having a blocking group at the end of the side chain penetrates in an opening of the cyclic part, and the same cyclic A structure in which at least one side chain of the second polymer having a blocking group at the end of the side chain is penetrated in a skewered manner at the opening of at least one remaining annular portion of the polymer having a portion;
A stimuli-responsive compound or a residue thereof is contained in at least one of the first polymer, the second polymer, or the portion that binds the first polymer and the second polymer. A cross-linked stimulus-responsive polymer, characterized in that it has a plurality of portions.
重合体としての前記刺激応答性化合物が、前記第1の高分子および/または前記第2の高分子の主鎖を構成することを特徴とする請求項6に記載の刺激応答性高分子架橋体。   The stimulus-responsive polymer crosslinked product according to claim 6, wherein the stimulus-responsive compound as a polymer constitutes a main chain of the first polymer and / or the second polymer. . 前記ポリマーの環状部分は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリンおよびγ−シクロデキストリンからなる群から選ばれる少なくとも1種、または環状ポリエーテル、環状ポリエステル、環状ポリエーテルアミンおよび環状ポリアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の刺激応答性高分子架橋体。   The cyclic portion of the polymer is at least one selected from the group consisting of α-cyclodextrin, β-cyclodextrin and γ-cyclodextrin, or from the group consisting of cyclic polyether, cyclic polyester, cyclic polyetheramine and cyclic polyamine. The stimuli-responsive polymer crosslinked product according to any one of claims 5 to 7, which is at least one selected. 前記刺激応答性化合物が、N−イソプロピルアクリルアミドまたはその重合体であることを特徴とする請求項2〜8のいずれかに記載の刺激応答性高分子架橋体。   The stimuli-responsive polymer crosslinked product according to any one of claims 2 to 8, wherein the stimulus-responsive compound is N-isopropylacrylamide or a polymer thereof.
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Alaboalirat Reprinted (adapted) with permission from (Alaboalirat, M.; Matson, JB ACS Macro Lett. 2021, 1460-1466) Copyright 2021 American Chemical Society

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