JP5818055B2 - トリアセチルセルロースブロック共重合体、その中間体、充填剤、および、界面活性剤 - Google Patents
トリアセチルセルロースブロック共重合体、その中間体、充填剤、および、界面活性剤 Download PDFInfo
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Description
(一般式(1)、(2)中、R0は、アセチル基を表し、−(R1)m1、−(R2)m2は、それぞれ親水性モノマー、疎水性モノマー、両親媒性モノマーのいずれかがラジカル重合した部位であり、
R1、R2は、
−[CH2−C(CH3)(COOH)]−、−[CH 2 −C(CH 3 )(COOCH 2 CH 2 OH)]−、−[CH2−C(CH3)COO(CH2CH2O)2H]−、−[CH 2 −C(CH 3 )(CONH−CH 2 −CH(OH)CH 3 )]−、−[CH2−C(CH3)(COOCH2CH2O−PO2−OCH2CH2−N(CH3)3)]−、−[CH2−CH(COOH)]−、−[CH2−CH(COONa)]−からなる親水性モノマーのうちのいずれか1つ、
−[CH2−C(CH3)(COOCH3)]−、−[CH 2 −CH(CON(CH 2 CH 3 ) 2 ]−、−[CH2−CH(COOCH2CH(CH3)2)−、−[CH2CH(COOCH2CH(CH3)2]−、−[CH2−CH2]−、−[CH2−CH=CH−CH2]−、−[CH2−CH(C6H5)]−からなる疎水性モノマーのうちのいずれか1つ
、あるいは、
−[CH2−CH(CON(CH3)2]−、−[CH2−CH(CON(CH2CH3)2]−、−[CH2−CH(CONH(CH3)]−、−[CH2−CH(CO−N=(CH2CH2−O−CH2CH2))]−、−[CH2−CH(CONH−CH2CH2CH2NH(CH3)2]−からなる両親媒性モノマーのうちのいずれか1つ
の繰り返し単位を表し、
m1,m2は、これらいずれかのモノマーの繰り返し単位の数を示す自然数であり、
n1、n2は、繰り返し単位の数を示す自然数を表している)のいずれかで表され、
親水性樹脂基材、疎水性樹脂基材、または両親媒性樹脂基材の充填剤として使用されるト
リアセチルセルロースブロック共重合体である。
トリアセチルセルロースブロック共重合体の内、少なくともいずれか一方を含有すること
を特徴とする親水性樹脂基材、疎水性樹脂基材、または両親媒性樹脂基材の充填剤である
。
リアセチルセルロースブロック共重合体において、ラジカル重合するモノマーは、親水性
モノマーであり、前記トリアセチルセルロースブロック共重合体の内、少なくともいずれ
か一方を含有することを特徴とする界面活性剤である。
セルロースとしてバクテリアセルロース(BC)0.43gを用い、該セルロースをガラス製ボールミル(容器、粉砕子共にガラス製)に入れて100℃で6時間真空乾燥した後、これに疎水性モノマーであるメチルメタクリレート0.2mlを混合し、容器の内部を真空状態にして該容器を液体窒素中(−196℃)に浸漬し、7時間、振とう器を用いてセルロースの機械的破壊(β1,4グリコシド結合の切断)を行い、主鎖末端型アルキルラジカルを得ると共に、このラジカルにメチルメタクリレートを重合させて一般式(15)、(16)
(1)Masato Sakaguchi, Takeru Iwamura, Katsuhiro Yamamoto, Yohei Miwa,
Shigetaka Shimada, and Masahiro Sakai “Molecular Mobility of Peroxy
Radicals at the Ends of Non-isolated Polystyrene Chains Tethered on the
Solid Surface of Poly(tetrafluoroethylene) in a Vacuum”, Macromolecules
2008, 41, 253-257.
(2)Masato Sakaguchi, Katsuhiro Yamamoto, Yohei Miwa, Shigetaka Shimada,
Masahiro Sakai, and Takeru Iwamura, “Molecular Mobility of Peroxy
Radicals at the Ends of Isolated Polystyrene Chains Tethered on the Solid
Surface of Poly(tetrafluoroethylene) in a Vacuum” Macromolecules 2007,
40, 1708-1712.
(3)Masato Sakaguchi, Katsuhiro Yamamoto, Youhei Miwa, Shigeo Hara,
Yusuke Sugino, Shigeru Okamoto, Masahiro Sakai, and Shigetaka Shimada,
“Molecular Motion of Peroxy Radicals at Ends of Isolated and Non-isolated
Polyethylene Chains Tethered on Powder Surface of
Poly(tetrafluoroethylene) in a Vacuum”. Macromolecules 2004, 37,
8128-8134.
<シミュレーションスペクトルの算出>
・一般式(7)のラジカル(主鎖末端型アルキルラジカル):
α−プロトン(α−H)が1個、β−プロトン(β−H)が1個存在している。α−Hの等方的g値(giso =2.0043)、α−Hの異方的hfs値(Ax、Ay、Az)=(1.10mT、2.10mT、3.10mT)、β−Hの等方的hfs値(Aiso=2.80mT)を用いてシミュレーションスペクトル2(3本線スペクトル)を求めた。
・一般式(8)のラジカル(主鎖末端型アルキルラジカル):
α−プロトン(α−H)が1個、β−プロトン(β−H)が2個存在している。α−Hの等方的g値(giso =2.0034)、α−Hの異方的hfs値(Ax、Ay、Az)=(1.20mT、2.30mT、3.40mT)、β−Hの等方的hfs値(Aiso=3.20mT)を用いてシミュレーションスペクトル3(4本線スペクトル)を求めた。
・一般式(10)、(11)のラジカル(アルコキシラジカル):
ESRによるスペクトルは共に超微細結合(hfs)を示さず1本線スペクトルなので、ESRスペクトルでは区別できない1本線スペクトルと仮定し、等方的g値(giso =2.0045)を用いてシミュレーションスペクトル4を求めた。
<各シミュレーションスペクトルを合算したものの算出>
・一般式(7)のラジカルの相対濃度を0.3、一般式(8)のラジカルの相対濃度を0.2、ESRスペクトルからは区別できない一般式(10)と一般式(11)の合計相対ラジカル濃度を0.5としてシミュレーションスペクトル2〜4を合算し、シミュレーションスペクトル5を求めた。
疎水性モノマーに代えて親水性モノマーであるメタクリル酸0.2mlを用いた以外は実施例1と同様であり、一般式(19)、(20)
アセチルセルロースとしてセルローストリアセテート(和光純薬工業製、CTA)1.18gをガラス製ボールミル(容器、粉砕子共にガラス製)に入れ(モノマーは入れない)、100℃で6時間真空乾燥した後、内部が真空状態の容器を液体窒素中(−196℃)に浸漬し、7時間、振とう器を用いてセルロースの機械的破壊を行い、一般式(3)、(4)の中間体(側鎖にアセチル基を有する主鎖末端型アルキルラジカル)を得た。なお、セルローストリアセテート主鎖のβ1、4グリコシド結合の切断による主鎖末端型アルキルラジカルの生成確認は、実施例1と同じ装置および同じ手法を用い、観測された生成物のESRスペクトルと、スペクトルシミュレーションにより得られたシミュレーションスペクトルとを比較することにより行った。
<シミュレーションスペクトルの算出>
・一般式(3)のラジカル(中間体、主鎖末端型アルキルラジカル):
α−プロトン(α−H)が1個、β−プロトン(β−H)が1個存在している。α−Hの等方的g値(giso =2.0057)、α−Hの等方的hfs値(Aiso=2.10mT)、β−Hの等方的hfs値(Aiso=1.10mT)を用いてシミュレーションスペクトル7を求めた。
・一般式(4)のラジカル(中間体、主鎖末端型アルキルラジカル):
α−プロトン(α−H)が1個、β−プロトン(β−H)が2個存在している。α−Hの等方的g値(giso =2.0035)、α−Hの等方的hfs値(Aiso=2.30mT)、β−Hの等方的hfs値(Aiso=3.70mT)を用いてシミュレーションスペクトル8を求めた。
・一般式(13)、(14)のラジカル(アルコキシラジカル):
ESRによるスペクトルは共に超微細結合(hfs)を示さず1本線スペクトルなので、ESRスペクトルでは区別できない1本線スペクトルと仮定し、等方的g値(giso=2.0045)を用いてシミュレーションスペクトル9を求めた。
<各シミュレーションスペクトルを合算したものの算出>
・一般式(3)のラジカルの相対濃度を0.2、一般式(4)のラジカルの相対濃度を0.3、ESRスペクトルからは区別できない一般式(13)と一般式(14)の合計相対ラジカル濃度を0.5としてシミュレーションスペクトル(3)、(4)、(13)、(14)を合算し、シミュレーションスペクトル10を求めた。
モノマーとして親水性のメタクリル酸(MAA)0.2mlを用い、これをトリアセチルセルロースとしてセルローストリアセテート(和光純薬工業製、CTA)1.06gと共に容器に入れ、メタクリル酸の共存下、その他は実施例3と同様な方法でトリアセチルセルロース1.06gの機械的破壊を行った。その結果、真空中−196℃で一般式(21)、(22)のトリアセチルセルロース−ポリメチルメタクリレートブロック共重合体(最終目的化合物)の生成が確認された。なお、このトリアセチルセルロースブロック共重合体の生成確認は、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いて行った。
ところで、実施例4において、最終目的化合物であるトリアセチルセルロースブロック共重合体の生成反応の過程で生ずる一般式(3)、(4)の中間体を直接同定することは極めて困難であるが、この実施例にあっても、該中間体を経由していることは、実施例3の結果から明白といえる。
2 一般式(7)の主鎖末端型アルキルラジカルのシミュレーションスペクトル
3 一般式(8)の主鎖末端型アルキルラジカルのシミュレーションスペクトル
4 一般式(10)、(11)のアルコキシラジカルのシミュレーションスペクトル
5 一般式(7)、(8)、(10)、(11)のラジカルの各シミュレーションスペクトルを合算したもの
6 ESRスペクトル
7 一般式(3)の主鎖末端型アルキルラジカル(中間体)のシミュレーションスペクトル
8 一般式(4)の主鎖末端型アルキルラジカル(中間体)のシミュレーションスペクトル
9 一般式(13)、(14)のアルコキシラジカルのシミュレーションスペクトル
10 一般式(3)、(4)、(13)、(14)のラジカルの各シミュレーションスペクトルを合算したもの
Claims (4)
- 下記一般式(1)または下記一般式(2)
(一般式(1)、(2)中、R0は、アセチル基を表し、−(R1)m1、−(R2)m2は
、それぞれ親水性モノマー、疎水性モノマー、両親媒性モノマーのいずれかがラジカル重合した部位であり、
R1、R2は、
−[CH2−C(CH3)(COOH)]−、−[CH 2 −C(CH 3 )(COOCH 2 CH 2 OH)]−、−[CH2−C(CH3)COO(CH2CH2O)2H]−、−[CH 2 −C(CH 3 )(CONH−CH 2 −CH(OH)CH 3 )]−、−[CH2−C(CH3)(COOCH2CH2O−PO2−OCH2CH2−N(CH3)3)]−、−[CH2−CH(COOH)]−、−[CH2−CH(COONa)]−からなる親水性モノマーのうちのいずれか1つ、
−[CH2−C(CH3)(COOCH3)]−、−[CH 2 −CH(CON(CH 2 CH 3 ) 2 ]−、−[CH2−CH(COOCH2CH(CH3)2)−、−[CH2CH(COOCH2CH(CH3)2]−、−[CH2−CH2]−、−[CH2−CH=CH−CH2]−、−[CH2−CH(C6H5)]−からなる疎水性モノマーのうちのいずれか1つ
、あるいは、
−[CH2−CH(CON(CH3)2]−、−[CH2−CH(CON(CH2CH3)2]−、−[CH2−CH(CONH(CH3)]−、−[CH2−CH(CO−N=(CH2CH2−O−CH2CH2))]−、−[CH2−CH(CONH−CH2CH2CH2NH(CH3)2]−からなる両親媒性モノマーのうちのいずれか1つ
の繰り返し単位を表し、
m1,m2は、これらいずれかのモノマーの繰り返し単位の数を示す自然数であり、
n1、n2は、繰り返し単位の数を示す自然数を表している)のいずれかで表され、
親水性樹脂基材、疎水性樹脂基材、または両親媒性樹脂基材の充填剤として使用されるト
リアセチルセルロースブロック共重合体。 - 請求項1記載の一般式(1)および一般式(2)で表されるトリアセチルセルロース
ブロック共重合体の内、少なくともいずれか一方を含有することを特徴とする親水性樹脂
基材、疎水性樹脂基材、または両親媒性樹脂基材の充填剤。 - 請求項1記載の一般式(1)および一般式(2)で表されるトリアセチルセルロース
ブロック共重合体において、ラジカル重合するモノマーは、親水性モノマーであり、前記
トリアセチルセルロースブロック共重合体の内、少なくともいずれか一方を含有すること
を特徴とする界面活性剤。
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