JP6584180B2 - ポリ−n−ビニルイミダゾリドン構造を有する温度応答性ポリマー - Google Patents

ポリ−n−ビニルイミダゾリドン構造を有する温度応答性ポリマー Download PDF

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本発明は、細胞培養用材料としての応用が期待される温度応答性ポリマーに関する。
近年、刺激応答性材料、とりわけN−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAM)を用いて合成される温度応答性材料に関する開発が盛んである。NIPAAMのホモポリマーのばあい、下限臨界溶液温度(LCST)は体温近傍の32℃であり、これより低温ではNIPAAMのホモポリマーは水に可溶であるが、これより高温では水に不溶であることが知られている。NIPAAMと種々のモノマーとのコポリマーが合成され、薬剤の放出制御材、クロマトグラフィー用分離ゲル、細胞培養基材などへの応用が検討されている。またコモノマーの種類や組成を制御することでLCSTを調節したり、特定のタンパクへの親和性を高めたりした報告がある(非特許文献1〜4)。
側鎖にヘテロ環を有する温度応答性ポリマーとして、側鎖にピロリドン構造を有するポリマーが知られている。さらに分子量や置換基の変換によりLCSTを制御可能であることが報告されている(非特許文献5〜7)。
一方、特許文献1および2においてN−ビニルイミダゾリドン誘導体およびそのポリマーについて記載がある。具体的にはポリ(1−ビニル−2−イミダゾリドン)、ポリ(1−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)、ポリ(1−エチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)およびポリ(1−ブチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)の合成例、またはポリ(1−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を用いた殺菌性組成物が示されているが、本発明に係る温度応答性ポリマーや、細胞培養用材料についての記述は一切無い。
特開2001−172262号公報 特開2001−172333号公報
Langmuir、第14巻、4657−4662頁(1998年) Macromolecules、第33巻、8312−8316頁(2000年) Biomacromolecules、第5巻、505−510頁(2004年) Langmuir、第28巻、16623−16637頁(2012年) Macromolecules、第41巻、3007−3014頁(2008年) Macromolecules、第43巻、4041−4059頁(2010年) Macromolecules、第43巻、9972−9981頁(2010年)
下限臨界溶解温度(LCST)を幅広い温度範囲で制御可能であり、かつ様々な置換基の導入が可能となることから細胞培養用材料としての応用が期待される温度応答性ポリマーを提供することにある。
本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の構造を有するN−ビニルイミダゾリドン化合物の重合体もしくは共重合体が温度応答性を示し、置換基や共重合組成によって幅広い温度範囲でLCSTを制御可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記一般式(1)
(式中、R1aは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜3のアシル基を、R2aおよびR3aは各々独立に水素原子またはメチル基を表す。またR1a、R2aおよびR3aの置換基の炭素数の和が2〜3である。)で表される繰り返し単位を含む温度応答性ポリマー、さらに下記一般式(2)
(式中、R1bは水素原子、または炭素数1〜12のアルキル基もしくはアシル基を、R2bおよびR3bは各々独立に水素原子またはメチル基を表す。)で表される繰り返し単位と、一般式(2)と構造の異なる下記一般式(3)
(式中、R2cおよびR3cは各々独立に水素原子またはメチル基を、Rは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜3のアシル基を表す。)で表される繰り返し単位からなる共重合体を含む温度応答性ポリマーであって、ポリマー中の一般式(2)および(3)の平均比率をそれぞれxおよびy(x+y=1を満たす。)とし、さらにR1b、R2bおよびR3bの置換基の炭素数の和をB、R2c、R3cおよびRの置換基の炭素数の和をCとしたとき、1<Bx+Cy<4を満たす温度応答性ポリマーに関する。さらに本発明の温度応答性ポリマーを用いた細胞培養用材料に関する。
以下に本発明を更に詳細に説明する。一般式(1)で表される繰り返し単位を含む温度応答性ポリマーにおいて、R1aは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜3のアシル基を表すが、具体的には炭素数1〜3のアルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基などを例示できる。炭素数2〜3のアシル基としてはアセチル基、プロピオニル基などを例示できる。繰り返し単位中のR1a、R2aおよびR3aの置換基の組み合わせとしては、温度応答性を発現する点からR1a、R2aおよびR3aの置換基の炭素数の和が2〜3であれば特に制限はなく、LCSTを何度付近に求めるかで自ずと組み合わせは決まる。このとき同じLCSTであれば、合成の容易さからR2aおよびR3aの一方、もしくは両方が水素原子である方が好ましい。
一般式(2)において、R1bは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基または炭素数1〜12のアシル基を表すが、炭素数1〜12のアルキル基および炭素数1〜12のアシル基はいずれも分岐および/または環状構造を有してもよく、該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ウンデシル基、ドデシル基などを例示できる。該アシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ラウロイル基などを例示できる。置換基R1b、R2bおよびR3bの組み合わせに特に制限はないが、安価且つ合成の容易さの点で、R2bおよびR3bは共に水素原子であることが好ましく、さらに重合体の溶解性、細胞培養用材料として用いる際の親水性−疎水性のバランスの点で、R1b、R2bおよびR3bの置換基の炭素数の和が0〜8であることが好ましい。一般式(3)で表される繰り返し単位において、Rは水素原子、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜3のアシル基を表すが、炭素数1〜3のアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基などを例示できる。炭素数2〜3のアシル基として、アセチル基、プロピオニル基などを例示できる。また、R2c、R3cおよびRの組み合わせに特に制限はないが、安価且つ合成の容易さの点で、R2cおよびR3cは共に水素原子であることが好ましい。
一般式(1)で表される繰り返し単位を含む温度応答性ポリマー、さらに一般式(2)および(3)で表される繰り返し単位を含む温度応答性ポリマーを製造するのに用いることのできる一般式(4)
(式中、Rは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基または炭素数1〜12のアシル基を、RおよびRは各々独立に水素原子またはメチル基を表す。)で表されるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は公知の方法を組み合わせて製造することが可能である。次に一般的な製造方法を述べる。
例えば、1位に水素原子またはアルキル基を有する2−イミダゾリドン化合物は、反応式(5)に示す方法によって製造することができる。
(式中、RおよびRは各々独立に水素原子またはメチル基を表す。Rは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基または炭素数1〜12のアシル基を表す。)
本反応は、エチレンジアミン誘導体に尿素を加えて100〜200℃程度に加熱することによって容易に進行する。Rで表される炭素数1〜12のアルキル基は分岐および/または環状構造を持っていても良く、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ウンデシル基、ドデシル基などを例示できる。Rで表される炭素数1〜12のアシル基は分岐および/または環状構造を持っていても良く、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ラウロイル基などを例示できる。
反応式(5)のRが水素原子のとき、得られた2−イミダゾリドン化合物を用いて、1位にアルキル基を有する2−イミダゾリドン化合物を反応式(6)に従って製造することができる。
(式中、RおよびRは前記と同じ意味を表し、Rは炭素数1〜12のアルキル基を表す。Xは塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)
本反応は、N原子上の置換基が水素である2−イミダゾリドン化合物にアニオン化剤として1当量のbase1を作用させて、N原子上の水素を引き抜いてアニオン化した後、一般式R−X(式中、RおよびXは前記と同じ意味を表す。)で示されるアルキル化剤と反応させることにより製造することができる。base1としては水素化ナトリウム、フェニルリチウム、リチウムジイソプロピルアミドなどを例示できる。本反応は有機溶媒中で円滑に進行し、用いることのできる有機溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミドなどを単独または二種類以上混合して用いることができる。Rで表される炭素数1〜12のアルキル基は分岐および/または環状構造を持っていても良く、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ウンデシル基、ドデシル基などを例示できる。
反応式(5)のRが水素原子のとき、得られた2−イミダゾリドン化合物を用いて、1位にアシル基を有する2−イミダゾリドン化合物を反応式(7)に従って製造することができる。
(式中、RおよびRは前記と同じ意味を表し、Rは炭素数2〜12のアシル基を表す。)
本反応は、N原子上の置換基が水素である2−イミダゾリドン化合物を過剰量の酸無水物(RO中で130〜150℃程度に加熱することによって容易に製造することができる。Rで表される炭素数2〜12のアルキル基は分岐および/または環状構造を持っていても良く、具体的には、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ラウロイル基などを例示できる。
二つのN原子上の置換基が水素原子ある2−イミダゾリドン化合物から、アシル化工程、アルキル化工程そしてアシル基の加水分解工程を経て、1位にアルキル基を有する2−イミダゾリドン化合物を反応式(8)に従って製造することができる。
(式中、R、R、RおよびXは前記と同じ意味を表す。Rはアセチル基またはプロピオニル基を表す。)
本反応は、反応式(7)(アシル化工程)さらに反応式(6)(アルキル化工程)と同様な方法で、1−アシル−3−アルキル−2−イミダゾリドン化合物を合成し、アシル基がアセチル基またはプロピオニル基であるときは、酸またはアルカリによって加水分解が容易であることから(加水分解工程)、良好な収率で1位にアルキル基を有する2−イミダゾリドン化合物を製造できる。加水分解工程で用いることのできる酸としては塩酸、臭化水素、硫酸、硝酸、トリフルオロ酢酸、4−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などの水溶液を、アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、ナトリウムメトキシド、アンモニアなどの水溶液を用いることができる。本反応は有機溶媒を共存させてもよく、用いることのできる有機溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどを単独または二種類以上混合して用いることができる。アシル化工程、アルキル化工程および加水分解工程の三つの工程は二つ以上の工程を連続して、あるいは各工程を個別に行ってもよい。
ホルミル基を有する2−イミダゾリドン化合物は反応式(9)に従って製造することができる。
(式中、RおよびRは前記と同じ意味を表す。)
すなわち、二つのN原子上の置換基が水素原子ある2−イミダゾリドン化合物に有機溶媒中、DMFおよび塩化ベンゾイルを作用させてイミニウム塩とし、次いで加水分解することによって、目的とする1−ホルミル−2−イミダゾリドン化合物を収率よく製造することができる。有機溶媒としては、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジエチルエーテル、THF、CPME、ジクロロメタン、クロロホルムなどを用いることができる。DMFを溶媒として用いてもよい。反応温度に特に制限はない。
次に、2−イミダゾリドン化合物のビニル化反応について述べる。
本発明で用いられるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、例えば反応式(10)に示す方法に従って製造することができる。
(式中、RおよびRは前記と同じ意味を表し、Rは炭素数1〜12のアルキル基または炭素数1〜12のアシル基を表す。Lは塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)
すなわち、先に例示した反応式(5)〜(9)に従って製造することのできる2−イミダゾリドン化合物を、銅塩などの触媒存在下に塩化ビニル、臭化ビニルまたはヨウ化ビニルを反応させることによって、N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を製造することができる。反応条件などは、例えば公知文献(Organic Letters、第5巻、3667−3669(2003年))などに記載された文献既知な反応から適宜選択すればよい。本反応に用いる触媒としてはヨウ化銅(I)などを例示できる。当該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの公知の方法を用いて精製することができる。Rで表される炭素数1〜12のアルキル基は分岐および/または環状構造を持っていても良く、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、イソペンチル基、1−メチルブチル基、1−エチルプロピル基、シクロブチルメチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、1−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘプチル基、オクチル基、1−メチルヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ウンデシル基、ドデシル基などを例示できる。Rで表される炭素数1〜12のアシル基は分岐および/または環状構造を持っていても良く、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバリル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、シクロヘキサンカルボニル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ラウロイル基などを例示できる。
一般式(4)においてRが水素原子であるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、反応式(11)に示す方法に従って製造することができる。
(式中、R、RおよびRは前記と同じ意味を表す。)
すなわち、先に述べた反応式(8)のアシル化工程で得られた1−アシル−2−イミダゾリドン化合物を用いて、反応式(10)のビニル化反応を行って得られたN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、ナトリウムメトキシドなどの塩基base2を用いてアシル基Rをアルカリ加水分解することによって得ることができる。
また、本発明で用いられるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、反応式(11)に例示した方法によって製造することのできるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を用いて反応式(12)に示す方法に従って製造することができる。
(式中、R、R、RおよびXは前記と同じ意味を表す。)
本反応は、もう一方のN原子上の置換基が水素原子であるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を用いて、反応式(6)に例示した方法と同様な方法でアニオン化剤base1を作用させた後、R−X(RおよびXは前記と同じ意味を表す。)で示されるアルキル化剤を加えることによってN原子上の水素原子をアルキル基に変換することができる。当該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの公知の方法を用いて精製することができる。
さらに本発明で用いられるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、例えば反応式(13)に示す方法に従って製造することができる。
(式中、RおよびXは前記と同じ意味を表す。)
すなわち、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノールに尿素を加えて100〜200℃程度に加熱することによってN−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリドンを合成し、続いて塩化チオニルを作用させて水酸基を塩素化することによってN−(2−クロロエチル)−2−イミダゾリドンを合成できる。次いで、これに反応式(6)に例示した方法と同様な方法でアニオン化剤base1を作用させた後、R−X(RおよびXは前記と同じ意味を表す。)で示されるアルキル化剤を加えることによってもう一方のN原子上の水素原子をアルキル基に変換することができる。続いて水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、tert−ブトキシカリウムなどの塩基base3を作用させることによって、当該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を合成できる。当該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物は、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの公知の方法を用いて精製することができる。
特定の置換基を有する一般式(4)で表されるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を重合して、一般式(1)で表される繰り返し単位や、一般式(2)および(3)で表される繰り返し単位を含む温度応答性ポリマーを製造する際、公知の方法を用いて重合できるが、なかでもラジカル重合を用いると簡便に且つ効率よく重合体を得ることができる。より具体的なラジカル重合法として、フリーラジカル重合を利用したバルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法をあげることができる。ラジカル重合をより効率よく開始させるために、任意の量のラジカル開始剤を添加できる。反応に好適に用いられるラジカル開始剤として、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を例示でき、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って低温で迅速な重合が可能である。さらに、ラジカル開始剤として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、また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などのアゾ化合物を例示することができる。
また、公知のリビングラジカル重合法を用いることも可能であり、例えばニトロキシド媒介ラジカル重合、原子移動ラジカル重合、可逆的付加−解裂連鎖移動重合、二硫化炭素−ホスフィン錯体を用いた連鎖移動重合などを利用することができる。これらの重合法の詳細については株式会社エヌ・ティー・エス発行、“ラジカル重合ハンドブック”、p.161〜225(2010年)を参照すると良い。
ラジカル重合反応に利用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、n−ペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、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、1,2−ジクロロエタン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、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、アンモニア、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ピコリン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。また、これらの溶媒を二種以上混合して用いることもできる。反応は通常0℃〜150℃の範囲内で円滑に進行する。
一般式(4)において、特定の置換基の組み合わせのN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物、あるいは二種以上の該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物の混合物を重合する際、温度応答性を妨げない範囲でラジカル重合が可能な他のビニルモノマーと任意の割合で混合してランダム共重合したり、先に示したリビングラジカル重合を用いて二種以上の該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を順次重合することによりブロック共重合することが可能である。このとき用いることのできるビニルモノマーとしては、ラジカル共重合できれば特に制限はないが、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリレート、メタクリル酸、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、NIPAAM、N’−[3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ビニルアセテート、スチレン、クロロメチルスチレン、2−ビニルピリジン、アクリロニトリルなどを例示できる。これらのラジカル共重合法の詳細については株式会社エヌ・ティー・エス発行、“ラジカル重合ハンドブック”、p.242〜333(2010年)を参照すると良い。
ガラス容器またはポリマー容器などの表面に公知方法で導入した原子移動ラジカル重合の開始剤基などを用いて該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物をリビングラジカル重合することによって、容器表面に該重合体または該共重合体をグラフトすることが出来る。さらにポリマー容器などに光、電子線、ガンマ線などの電磁波を照射することによりラジカルを発生させ、これを用いて該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物をグラフト重合することによって、容器表面に温度応答性ポリマーを固定することが出来る。このような表面開始グラフト重合法の詳細については株式会社エヌ・ティー・エス発行、“ラジカル重合ハンドブック”、p.757〜768(2010年)を参照すると良い。
一般式(4)においてRがアシル基であるN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を用いて得られたポリマーのアシル基の一部もしくはすべてを加水分解反応によって水素原子に変換することができ、これによって本発明の温度応答性ポリマーを製造することもできる。加水分解反応の条件は置換基によって異なるが、例えば0℃〜150℃の温度範囲において濃塩酸、濃硫酸、臭化水素酸などの酸や、あるいは水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム、水酸化バリウム水溶液などの塩基で処理することによって、アシル基の一部もしくはすべてを水素原子に変換することができる。ポリマーのアシル基を効率よく加水分解するには、Rとしてアセチル基またはプロピオニル基が好ましく、アシル基の加水分解の程度を制御する場合はプロピオニル基が好ましい。
該N−ビニル−2−イミダゾリドン化合物を重合して、本発明の温度応答性ポリマーを製造する際、前述のラジカル重合以外にもカチオン重合などによっても該ポリマーを製造可能である。反応に用いることのできるカチオン重合開始剤としては、塩化水素、臭化水素、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸、クロロスルホン酸、過塩素酸などのプロトン酸や、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化錫、塩化第二鉄、臭化第二鉄、エチル二塩化アルミニウムなどのルイス酸と先に挙げたプロトン酸や水、アルコール、ハロゲン化アルキル、エーテルなどのカチオン源との組み合わせを用いることができる。また、公知のスルホニウム塩やヨードニウム塩などの光酸発生剤なども用いることができる。カチオン重合反応に利用できる溶媒としては、例えば、n−ペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、ジクロロメタン、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン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。また、これらの溶媒を二種以上混合して用いることもできる。反応は通常、−100℃〜50℃の範囲内で円滑に進行する。カチオン重合法の詳細については共立出版株式会社発行、“新高分子実験学2 高分子の合成・反応(1) 付加系高分子の合成”、p.237〜276(1995年)を参照すると良い。
一般式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体、または一般式(2)および(3)で表される繰り返し単位を有する共重合体の分子量に特に制限はなく、重合体の分子量としては重量平均分子量、数平均分子量、粘度平均分子量など測定方法に応じて用いることができる。重量平均分子量(Mw)に関しては1,000〜1,000,000であることが好ましく、重合体の性質の制御および加工性などの観点から5,000〜500,000であることがさらに好ましい。分子量分布(PD)に特に制限はないが、概ね1〜20の範囲であることが好ましく、重合体の均一性の観点から1〜5の範囲であることがさらに好ましい。分子量の算出方法として、ポリスチレンやポリエチレングリコールなどの標準試料を基準に換算するゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)法、粘度法、光散乱法など公知の方法をあげることができる。基材表面にグラフト重合した場合は重合体の分子量を直接求めることが困難であるが、例えば基材表面の反応点の密度と重合転化率からグラフト鎖の数平均分子量(Mn)を見積もることができる。
本発明の温度応答性ポリマーを用いて、ガラス製、樹脂製など様々な材質から成るシャーレ、袋、スポンジ状の多孔質基材、粒状多孔質基材、不織布や織布など繊維基材などの種々の形状の容器の表面を被覆することによって、これらの容器表面に温度応答性を付与でき、さらにLCSTを幅広く制御可能であることから、細胞の培養、培養細胞の保存、培養細胞の回収や移送などの取扱いの便宜性が向上する。
本発明における温度応答性ポリマーを用いることにより、求めるLSCTを示す細胞培養用材料を提供できる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 得られたポリマーの分子量はゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)の結果から求めた。GPCシステムはGLサイエンス社製GL−7400(検出器:GL−7456、カラム(4本): TSKgel SuperH5000、H4000×2、H2000、カラム温度:40℃、展開溶媒:0.01MのLiClのDMF溶液、標準ポリスチレン換算)を用いた。重合体の構造および共重合組成比はBruker−Biospin社製AVANCEIII−400を用いたH−NMR測定の結果から決定した。
参考例−1
100mLナスフラスコにエチレンジアミン11.5mL(172mmol)、尿素10.2g(170mmol)およびエチレングリコール10mLを加えて、130℃で1時間撹拌後、さらに180℃で5時間撹拌した。エチレングリコールを減圧留去した後、残渣にクロロホルム100mLを加えた。不溶物を濾別した後、溶媒を減圧留去することにより、無色固体の2−イミダゾリドン9.98g(収率:68.3%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:3.54(4H,s),4.91(2H,bs).
参考例−2
100mLナスフラスコに1,2−ジアミノプロパン14.5mL(170mmol)、尿素10.22g(170.1mmol)およびエチレングリコール10mLを加えて、130℃で6時間撹拌した。エチレングリコールを減圧留去した後、残渣をジクロロメタン/n−ヘキサン(1/1)混合溶媒から再結晶精製することにより、無色粉状結晶の4−メチル−2−イミダゾリドン14.6g(収率:85.6%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.25(3H,d,J=6.2Hz),3.07(1H,dd,J=6.7,8.5Hz),3.61(1H,dd,J=8.5,8.5Hz),3.87〜3.95(1H,m),5.45(1H,brs),5.53(1Hbrs).EI−MS,m/z:100(M).IR(neat,cm−1),ν:3203(w),2968(w),2858(w),1684(m),1541(w),1491(w),1446(w),1377(w),1319(w),1257(m),1147(w),1092(w),1080(w).
参考例−3
50mLナスフラスコに1,2−ジアミノ−2−メチルプロパン4.5mL(42mmol)、尿素2.413g(40.18mmol)およびエチレングリコール2.5mLを加えて、130℃で1時間、次いで180℃で3時間撹拌した。エチレングリコールを減圧留去した後、残渣をジクロロメタン/n−ヘキサン(1/1)混合溶媒から再結晶精製することにより、無色粉状結晶の4,4−ジメチル−2−イミダゾリドン4.61g(収率:99.4%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.32(6H,s),3.24(2H,s),5.23(1H,brs),5.27(1H,brs).EI−MS,m/z:114(M).IR(neat,cm−1),ν:3222(w),2966(w),2924(w),2864(w),1684(m),1558(w),1541(w),1496(w),1456(m),1381(m),1367(m),1304(m),1201(m),1091(m).
参考例−4
100mLナスフラスコにN−メチルエチレンジアミン13.0mL(149mmol)、尿素9.01g(150mmol)およびエチレングリコール10mLを加えて、130℃で8時間撹拌した。減圧下でエチレングリコールを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色固体の1−メチル−2−イミダゾリドン10.6g(収率:71.1%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.79(3H,s),3.41(2H,t,J=2.6Hz),3.42(2H,J=2.6Hz),5.10(1H,brs).EI−MS,m/z:100(M).IR(neat,cm−1),ν:3248(w),2873(w),1668(m),1512(m),1454(m),1410(m),1286(m),1263(m),1082(m).
参考例−5
100mLナスフラスコにN−エチルエチレンジアミン13.0mL(124mmol)、尿素7.21g(120mmol)およびエチレングリコール8mLを加えて、130℃で6時間撹拌した。減圧下でエチレングリコールを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色固体の1−エチル−2−イミダゾリドン6.6g(収率:48%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.12(3H,t,J=3.3Hz),3.24(2H,q,J=3.3Hz),3.42(4H,s),5.38(1H,brs).EI−MS,m/z:114(M).IR(neat,cm−1),ν:3263(w),2874(w),2935(m),2873(m),1680(m),1493(m),1435(m),1381(m),1358(m),1267(m),1080(m).
参考例−6
50mLナスフラスコにN−プロピルエチレンジアミン5.9mL(48mmol)、尿素2.9g(48mmol)およびエチレングリコール3mLを加えて、130℃で6時間撹拌した。減圧下でエチレングリコールを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色固体の1−プロピル−2−イミダゾリドン4.9g(収率:80%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.88(3H,t,J=7.4Hz),1.45〜1.54(2H,m),3.09(2H,t,J=7.4Hz),3.38(4H,s),5.27(1H,brs).EI−MS,m/z:128(M),113(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:3257(w),2962(w),2933(m),2873(m),1684(m),1493(m),1263(m),1082(m).
参考例−7
50mLナスフラスコにN−イソプロピルエチレンジアミン10mL(81mmol)、尿素4.9g(81mmol)およびエチレングリコール5.4mLを加えて、130℃で1時間、さらに180℃で4時間撹拌した。減圧下でエチレングリコールを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色固体の1−イソプロピル−2−イミダゾリドン7.7g(収率:73%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.13(6H,d,J=6.8Hz),3.39(4H,m),4.14(1H,sep,J=6.8Hz),5.27(1H,brs).EI−MS,m/z:128(M),113(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:3197(w),3089(w),2976(m),2929(m),1685(m),1485(m),1427(m),1265(m),1227(m),1126(w),1101(w),1076(w).
参考例−8
100mLナスフラスコにN−ブチルエチレンジアミン17.0mL(123mmol)、尿素7.38g(123mmol)およびエチレングリコール8.2mLを加えて、130℃で1時間、さらに180℃で4時間撹拌した。減圧下でエチレングリコールを留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色液体の1−ブチル−2−イミダゾリドン17.1g(収率:97.9%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.919(3H,t,J=7.3Hz),1.29〜1.39(2H,m),1.46〜1.53(2H,m),3.17(2H,t,J=7.3Hz),3.41(4H,s),5.32(1H,brs).EI−MS,m/z:142(M),127(M−CH,113(M−C.IR(neat,cm−1),ν:3249(w),2956(w),2929(w),2871(w),1684(m),1493(m),1454(m),1433(m),1373(w),1269(m),1090(w).
参考例−9
アルゴンガス風船を付した500mLナスフラスコ中で2−イミダゾリドン15.3g(177mmol)を1,4−ジオキサン200mLに溶解し氷冷した、ここへ水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)9.30g(212mmol)を加えて室温で30分間撹拌した。氷冷下、ヨードメタン20.4mL(328mmol)を加えて30分間撹拌した後、室温で5時間撹拌した。析出した塩を濾別した後、濾液を濃縮し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色固体の1−メチル−2−イミダゾリドン6.4g(収率:36%)を得た。
参考例−10
100mLナスフラスコに2−イミダゾリドン5.18g(60.2mmol)および無水酢酸50mLを加えて、油浴温度150℃で1時間撹拌した。室温まで放冷して析出した固体を濾取し、少量の冷エタノールで洗浄することにより、無色固体の1−アセチル−2−イミダゾリドン4.94g(収率:64.1%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.50(3H,s),3.50(2H,t,J=8.1Hz),3.95(2H,t,J=8.1Hz),5.63(1H,bs).EI−MS,m/z:128(M),113(M−CH,100(M−CO).IR(neat,cm−1),ν:3249(w),3149(w),1741(m),1643(m),1387(m),1340(m),1259(m),1167(m),1072(m),1038(m),949(m).
参考例−11
100mLナスフラスコに4−メチル−2−イミダゾリドン6.01g(60.0mmol)および無水酢酸50mLを加えて、150℃で1時間撹拌した。未反応の無水酢酸を減圧下流去した後、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製したところ、1−アセチル−4−メチル−2−イミダゾリドンおよび1−アセチル−5−メチル−2−イミダゾリドンの混合物3.44g(収率:40.3%,H−NMRから求めた組成比:83/17)を無色固体として得た。(1−アセチル−4−メチル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.30(3H,d,J=6.2Hz),2.50(3H,s),3.48(1H,dd,J=5.9,11.3Hz),3.81〜3.89(1H,m),4.05(1H,dd,J=8.8,11.3Hz),5.44(1H,brs).(1−アセチル−5−メチル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.38(3H,d,J=6.3Hz),2.48(3H,s),3.47(1H,dd,J=2.6,8.8Hz),3.63(1H,dd,J=8.8,8.8Hz),4.49〜4.57(1H,m),5.40(1H,brs).EI−MS,m/z:142(M),127(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:3209(w),3124(w),2964(w),2877(w),1734(m),1670(m),1375(m),1333(m),1306(m),1265(m),1172(w),984(w),962(w).
参考例−12
50mLナスフラスコに4,4−ジメチル−2−イミダゾリドン2.287g(20.04mmol)および無水酢酸25mLを加えて、150℃で1時間撹拌した。未反応の無水酢酸を減圧下流去した後、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、無色固体の1−アセチル−4,4−ジメチル−2−イミダゾリドン2.173g(収率69.41%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.35(6H,s),2.50(3H,s),3.66(2H,s),5.14(1H,brs).EI−MS,m/z:156(M),141(M−CH,113(M−COCH,IR(neat,cm−1),ν:3236(w),3111(w),2968(w),2898(w),1716(m),1670(m),1369(m),1327(m),1246(m),1211(m),1173(m),1157(m),1072(w),974(w).
参考例−13
200mLナスフラスコに2−イミダゾリドン10.3g(120mmol)およびプロピオン酸無水物100mLを加えて、150℃で1時間撹拌した。室温まで放冷して析出した固体を回収し、少量の冷エタノールで洗浄することにより、無色固体の1−プロピオニル−2−イミダゾリドン13.0g(収率:76.2%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.66(3H,t,J=7.4Hz),2.93(2H,q,J=7.4Hz),3.50(2H,t,J=8.1Hz),3.96(2H,t,J=8.1Hz),5.68(1H,bs).EI−MS,m/z:142(M),127(M−CH,113(M−C,100.IR(neat,cm−1),ν:3230(w),3129(w),2983(w),2898(w),1734(m),1670(m),1377(m),1265(m),1159(m),1062(m),1026(m),941(m).
参考例−14
100mLナスフラスコに4−メチル−2−イミダゾリドン3.500g(34.96mmol)およびプロピオン酸無水物35mLを加えて、150℃で1時間撹拌した。減圧下未反応のプロピオン酸無水物を留去した後、残渣をジクロロメタン/n−ヘキサン混合溶媒から再結晶精製したところ、4−メチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドンおよび5−メチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドンの混合物4.331g(収率:79.32%,H−NMRから求めた組成比:89/11)を無色針状結晶として得た。(4−メチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.15(3H,t,J=7.4Hz),1.29(3H,d,J=6.2Hz),2.92(2H,q,J=7.4Hz),3.48(1H,dd,J=5.9,11.3Hz),3.80〜3.89(1H,m),4.05(1H,dd,J=8.8,11.3Hz),5.17(1H,brs).(1−プロピオニル−5−メチル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.15(3H,t,J=7.4Hz),1.38(3H,d,J=6.3Hz),2.92(2H),3.02(1H,dd,J=8.8Hz,J=2.6Hz),3.62(1H,dd,J=8.8Hz,J=8.8Hz),4.55〜4.51(1H,m),5.11(1H,brs).EI−MS,m/z:156(M),127(M−CHCH,113,100.IR(neat,cm−1),ν: 3230(w),3116(w),2991(w),2891(w),1734(m),1676(m),1477(w),1458(w),1373(w),1342(m),1257(m),1209(w),1159(w),1084(w),1020(w),960(w),943(w).
参考例−15
25mLナスフラスコに4,4−ジメチル−2−イミダゾリドン970mg(8.49mmol)および酪酸無水物10mLを加えて、150℃で1時間撹拌した。未反応の酪酸無水物を減圧下留去した後、残渣をジクロロメタン−ヘキサン混合溶媒で再結晶することにより、無色針状結晶の1−プロピオニル−4,4−ジメチル−2−イミダゾリドン795mg(収率:55.0%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.16(2H,t,J=7.4Hz),1.35(6H,s),2.92(2H,q,J=7.4Hz),3.66(2H,s),4.74(1H,brs).EI−MS,m/z:170(M),155(M−CH,142,127,113(M−COCHCH,100.IR(neat,cm−1),ν:3230(w),3103(w),2970(w),1724(m),1678(m),1473(w),1468(w),1367(m),1301(w),1267(m),1224(w),1157(w),1087(w).
参考例−16
200mLナスフラスコに2−イミダゾリドン10.3g(120mmol)および酪酸無水物100mLを加えて、150℃で3時間撹拌した。未反応の酪酸無水物を減圧下で留去し、残渣をジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒から再結晶精製することにより無色粉末状結晶の1−ブチリル−2−イミダゾリドン11.7g(収率:62.5%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.98(3H,t,J=7.4Hz),1.69(2H,sext,J=7.4Hz),2.90(2H,t,J=7.4Hz),3.49(2H,t,J=8.0Hz),3.95(2H,t,J=8.0Hz),5.15(1H,bs).EI−MS,m/z:156(M),141(M−CH,127(M−C,113(M−C.IR(neat,cm−1),ν:3236(w),3116(w),2958(w),2877(w),1724(m),1672(m),1390(m),1336(m),1273(m),1250(m),1167(m),1070(m).
参考例−17
200mLナスフラスコに2−イミダゾリドン10.3g(120mmol)およびイソ酪酸無水物100mLを加えて、150℃で3時間撹拌した。未反応のイソ酪酸無水物を減圧下で留去し、残渣をジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒から再結晶精製することにより、無色粉末状結晶の1−イソブチリル−2−イミダゾリドン12.3g(収率:56.1%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.17(6H,d,J=6.8Hz),3.49(2H,t,J=8.1Hz),3.84(1H,sept,J=6.8Hz),3.95(2H,t,J=8.1Hz),5.37(1H,bs).EI−MS,m/z:156(M),141(M−CH,128(M−CO),113(M−C,100.IR(neat,cm−1),ν:3217(w),3124(w),2979(w),2906(w),1720(m),1674(m),1489(m),1380(m),1255(m),1093(m).
参考例−18
25mLナスフラスコに2−(2−アミノエチル)アミノエタノール6.1mL(60mmol)、尿素3.60g(60.0mmol)およびエチレングリコール4mLを加えて130℃で5時間撹拌した。エチレングリコールを減圧留去した後、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製したところ、無色固体の1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリドン5.47g(収率:70%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:3.31(2H,t,J=5.3Hz),3.42〜3.47(2H,m),3.52〜3.56(2H,m),3.73(2H,dt,J=5.3,5.7Hz),3.96(1H,t,J=5.7Hz),5.50(1H,brs).
25mLナスフラスコ中で1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジノン5.09g(39.1mmol)をクロロホルム10mLに溶解し、ここへ塩化チオニル3.1mL(42mmol)をゆっくりと滴下した。室温で5時間撹拌した後、クロロホルムおよび残った塩化チオニルを減圧留去した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製したところ、無色固体の1−(2−クロロエチル)−2−イミダゾリドン3.95g(収率:68%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:3.45(2H,t,J=7.8Hz),3.54(2H,t,J=6.0Hz),3.60(2H,t,J=7.8Hz),3.65(2H,t,J=6.0Hz),4.92(1H,brs).
続いて、アルゴンガス風船を付した200mLナスフラスコ中で、1−(2−クロロエチル)−2−イミダゾリドン5.06g(34.1mmol)をDMF70mLに溶解して氷冷した。ここへ水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)2.5g(57mmol)を加えて30分間撹拌した。ここへヨードメタン4.0mL(68mmol)を加えて氷冷下30分間、さらに室温で5時間撹拌した。揮発成分を減圧留去した後、残渣にクロロホルム50mLを加えて生じた沈殿を濾別した。濾液を濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製したところ、無色液体の1−(2−クロロエチル)−3−メチル−2−イミダゾリドン4.4g(収率:79%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.80(3H,s),3.33(2H,t,J=7.8Hz),3.46(2H,t,J=7.8Hz),3.53(2H,t,J=6.0Hz),3.64(2H,t,J=6.0Hz).
100mLナスフラスコに1−(2−クロロエチル)−3−メチル−2−イミダゾリドン2.07g(12.7mmol)を取りトルエン25mLに溶解した。ここへt−ブトキシカリウム2.17g(19.3mmol)を加えて、80℃で5時間撹拌した。トルエンを留去した後、残渣にクロロホルムを加えて不溶物を濾別した。濾液を濃縮後、アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色液体の1−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.54g(収率:98.0%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.86(3H,s),3.42〜3.46(2H,m),3.48〜3.52(2H,m),4.04(1H,d,J=15.8Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),6.99(1H,dd,J=9.0,15.8Hz).
参考例−19
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−メチル−2−イミダゾリドン3.800g(37.95mmol)、ヨウ化銅(I)366mg(1.92mmol)、炭酸カリウム10.51g(76.01mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.41mL(3.8mmol)、臭化ビニル5.4mL(76mmol)およびトルエン40mLを加えて、80℃で1時間、つづいて90℃で8時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮し、残渣を減圧蒸留(75℃/4.5Pa)することにより、無色液体の1−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.695g(収率:56.28%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.86(3H,s),3.42〜3.52(4H,m),4.04(1H,d,J=15.8Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),6.99(1H,dd,J=9.0,15.8Hz).EI−MS,m/z:126(M),111(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:2945(w),2885(w),1699(m),1624(m),1489(m),1435(m),1420(m),1369(w),1338(w),1279(m),1257(m),1205(w),1065(w),1026(w),978(w).
参考例−20
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−エチル−2−イミダゾリドン2.325g(20.37mmol)、ヨウ化銅(I)197mg(1.03mmol)、炭酸カリウム5.568g(40.29mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.22mL(2.0mmol)および1Mの臭化ビニルのTHF溶液40.0mL(40.0mmol)を加えて、80℃で9時間、続いて90℃で20時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮し、残渣を減圧蒸留(80℃/5Pa)することにより、無色液体の1−エチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.776g(収率:62.20%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.14(3H,t,J=7.2Hz),3.32(2H,q,J=7.2Hz),3.43〜3.50(4H,m),4.04(1H,d,J=15.8Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),7.00(1H,dd,J=9.0,15.8Hz).EI−MS,m/z:140(M),125(M−CH,111(M−C.IR(neat,cm−1),ν:2974(w),2937(w),2871(w),1697(m),1626(m),1487(m),1433(m),1373(w),1354(w),1338(w),1265(m),1074(w),980(w).
参考例−21
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−プロピル−2−イミダゾリドン1.799g(14.04mmol)、ヨウ化銅(I)146mg(0.767mmol)、炭酸カリウム4.196g(30.36mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.16mL(1.5mmol)、臭化ビニル2.2mL(31mmol)およびトルエン20mLを加えて、90℃で17時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。残渣をアルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製し、さらに減圧蒸留(70℃/7.5Pa)することにより、無色液体の1−プロピル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.170g(収率:54.07%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.92(3H,t,J=7.4Hz),1.51〜1.60(2H,m),3.22(2H,q,J=7.4Hz),3.43〜3.53(4H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.14(1H,d,J=9.0Hz),7.00(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:154(M),125(M−CH,111(M−C.IR(neat,cm−1),ν: 2962(w),2933(w),2873(w),1701(m),1624(m),1487(m),1427(m),1365(w),1336(w),1259(m),1095(w),978(w).
参考例−22
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−イソプロピル−2−イミダゾリドン5.127g(40.00mmol)、ヨウ化銅(I)379mg(1.99mmol)、炭酸カリウム11.07g(80.06mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.43mL(4.0mmol)、臭化ビニル5.6mL(80mmol)およびトルエン40mLを加えて、90℃で17時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮し、残渣を減圧蒸留(80℃/10Pa)することにより、無色液体の1−イソプロピル−3−ビニル−2−イミダゾリドン4.339g(収率:70.34%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.15(6H,d,J=6.8Hz),3.38〜3.51(4H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.15(1H,d,J=9.0Hz),4.21(1H,sep,J=6.8Hz),7.01(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:154(M),125(M−CH,111(M−C.IR(neat,cm−1),ν:2972(w),2937(w),2875(w),1697(m),1624(m),1485(m),1419(m),1335(w),1267(m),1232(m),1126(w),1068(w),1034(w),980(w).
参考例−23
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−ブチル−2−イミダゾリドン5.697g(40.06mmol)、ヨウ化銅(I)381mg(2.00mmol)、炭酸カリウム11.07g(80.08mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.43mL(4.0mmol)、臭化ビニル5.6mL(80mmol)およびトルエン40mLを加えて、90℃で24時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮し、残渣を減圧蒸留(90℃/4Pa)することにより、無色液体の1−ブチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン5.070g(収率:75.22%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.93(3H,t,J=7.3Hz),1.29〜1.39(2H,m),1.47〜1.55(2H,m),3.25(2H,t,J=3.6Hz),3.42〜3.53(4H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),7.00(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:168(M),153(M−CH,111(M−C.IR(neat,cm−1),ν:2956(w),2929(w),2873(w),1701(m),1624(m),1487(m),1365(w),1338(w),1261(m),1097(w),(w),1033(w),980(w).
参考例−24
アルゴンガス風船および100mL滴下ロートを付した300mL二口フラスコを用意し、滴下ロートに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)2.94g(122mmol)を取り、20mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。これをもう一度繰り返した後、乾燥DMF50mLに分散した。これをフラスコ内の2−イミダゾリドン10.0g(116mmol)のDMF溶液200mLに加え、室温で1時間、80℃で1時間撹拌した。1−ブロモヘキサン19.6ml(139mol)を加え5時間撹拌した。DMFを減圧留去した後、クロロホルム100mLを加え、300mL分液ロートに移して水100mLで2回洗浄した。クロロホルム層を回収し硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製したところ、無色液体の1−ヘキシル−2−イミダゾリドン7.50g(収率:37.7%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm)δ:0.883(3H,t,J=6.8Hz),1.28〜1.46(6H,m),1.48〜1.52(2H,m),3.16(2H,t,J=7.4Hz),3.41(4H,s),5.26(1H,s).EI−MS,m/z:170(M),155(M−CH,141(M−C,127(M−C,113(M−C,99(M−C11.IR(neat,cm−1),ν:3269(w),2954(w),2925(w),2870(w),1687(m),1687(m),1493(w),1377(w),1267(m),762(w),725(w).
続いて、100mLシュレンク管に1−ヘキシル−2−イミダゾリドン5.43g(31.9mmol)、ヨウ化銅(I)317mg(1.66mmol)、炭酸カリウム9.12g(66.0mmol)を加えアルゴン雰囲気下にし、N,N’−ジメチルエチレンジアミン355μL(3.30mmol)、及び2Mの臭化ビニルのトルエン溶液33mL(66mmol)を加えて、80℃で22時間撹拌した。反応液をセライト濾過し、ろ液を濃縮した後、減圧蒸留(130℃/2.9Pa)することにより、無色液体の1−ヘキシル−3−ビニル−2−イミダゾリドン4.86g(収率:77.7%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.882(3H,t,J=6.2Hz),1.28〜1.32(6H,m),1.48〜1.53(2H,m),3.24(2H,t,J=7.3Hz),3.42−3.53(4H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.16(1H,d,J=8.9Hz),7.01(1H,dd,J=8.9,15.9Hz).EI−MS,m/z:196(M),181(M−CH,153(M−C,125(M−C11,97(M−C15.IR(neat,cm−1),ν:2954(m),2927(m),2870(m),2858(m),1703(s),1624(m),1487(s),1427(s),1367(m),1263(s),980(m),769(m),750(s).
参考例−25
アルゴンガス風船および100mL滴下ロートを付した300mL二口フラスコを用意し、二口フラスコに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)2.93g(122mmol)を取り、50mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。これをもう一度繰り返した後、乾燥DMF250mLに分散した。ここに滴下ロートから2−イミダゾリドン10.1g(116mmol)を溶かしたDMF溶液50mLを滴下して加えて、室温で1時間、80℃で1時間撹拌した。1−ブロモオクタン24.2mL(139mol)を加え13時間撹拌した。DMFを減圧留去した後、クロロホルム200mLを加え、500mL分液ロートに移して水200mLで2回洗浄した。クロロホルム層を回収し硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=1/2)で精製したところ、無色固体の1−オクチル−2−イミダゾリドン9.31g(収率:42.3%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.878(3H,t.J=6.9Hz),1.30〜1.27(10H,m),1.48〜1.52(2H,m),3.17(2H,t,J=7.3Hz),3.41(4H,s),4.45(1H,brs).EI−MS,m/z:198(M),113(M−C13,99(M−C15).IR(neat,cm−1),ν:3213(w),2952(w),2918(m),2850(m),1684(m),1541(w),1548(m),1439(m),1377(w),1277(m),1265(m),752(m).
続いて、100mLシュレンク管に1−オクチル−2−イミダゾリドン5.64g(28.4mmol)、ヨウ化銅(I)274mg(2.84mmol)、炭酸カリウム7.87g(56.9mmol)を加えアルゴン雰囲気下にし、N,N’−ジメチルエチレンジアミン295μL(2.84mmol)、及び2Mの臭化ビニルのトルエン溶液30mL(60mmol)を加えて、85℃で28時間撹拌した。反応液をセライト濾過し、ろ液を濃縮した後、減圧蒸留(140℃/2.1Pa)により精製することにより、無色液体の1−オクチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン0.948g(収率14.8%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.877(3H,t,J=6.9Hz),1.27〜1.30(10H,m),1.50〜1.53(2H,m),3.22〜3.53(6H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),7.01(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:224(M),209(M−CH,195(M−C,181(M−C,167(M−C,153(M−C11,125(M−C15,111(M−C17.IR(neat,cm−1),ν:2954(w),2924(m),2854(m),1705(s),1624(m),1487(s),1427(s),1367(m),1267(s),978(m),769(m),750(s).
参考例−26
アルゴンガス風船および100mL滴下ロートを付した300mL二口フラスコを用意し、二口フラスコに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)2.93g(122mmol)を取り、50mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。これをもう一度繰り返した後、乾燥DMF250mLに分散した。ここに滴下ロートから2−イミダゾリドン10.1g(117mmol)を溶かしたDMF溶液50mlを加え、室温で1時間、80℃で1時間撹拌した。1−ブロモドデカン24.0mL(139mmol)を加え24時間撹拌した。DMFを減圧留去した後、クロロホルム200mLを加えて、500mLの分液ロートに移して水200mLで2回洗浄した。クロロホルム層を回収し硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=1/1)で精製したところ、無色固体の1−(2−エチルヘキシル)−2−イミダゾリドン8.50g(収率:36.6%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.87〜0.91(6H,m),1.27〜1.40(8H,m),1.49〜1.55(1H,m),3.02〜3.12(2H,m),3.41(4H,s),4.37(1H,brs).EI−MS,m/z:198(M),169(M−C,155(M−C,141(M−C,125,99.IR(neat,cm−1),ν:3255(w),2956(m),2925(m),2871(m),2858(m),1689(s),1491(s),1431(s),1379(w),1267(s),760(m),727(m).
続いて、100mLシュレンク管に1−(2−エチルヘキシル)−2−イミダゾリドン8.30g(33.5mmol)、ヨウ化銅(I)0.637g(3.35mmol)、炭酸カリウム9.32g(67.4mmol)を加えアルゴン雰囲気下にし、N,N’−ジメチルエチレンジアミン700μL(6.74mmol)、及び2Mの臭化ビニルのトルエン溶液40ml(80mmol)を加えて、85℃で24時間撹拌した。反応液をセライト濾過し、ろ液を濃縮した後、減圧蒸留(135℃/1.3Pa)することにより、無色液体の1−(2−エチルヘキシル)−3−ビニル−2−イミダゾリドン5.46g(収率:72.7%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.87〜0.91(6H,m),1.24〜1.51(8H,m),1.53〜1.59(1H,m),3.09〜3.20(2H,m),3.40〜3.53(4H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),7.01(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:224(M),156,125,97.IR(neat,cm−1),ν:2956(m),2927(m),2871(w),2860(w),1705(s),1487(s),1427(s),1367(m),1261(s),978(m),750(m).
参考例−27
アルゴンガス風船および100mL滴下ロートを付した300mL二口フラスコを用意し、二口フラスコに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)2.70g(113mmol)を取り、50mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。これをもう一度繰り返した後、乾燥DMF200mLに分散した。ここに滴下ロートから2−イミダゾリジノン8.69g(101mmol)を溶かしたDMF溶液40mLを滴下して加え、室温で1時間、80℃で1時間撹拌した。1−ブロモデカン25.0mL(121mmol)を加え24時間撹拌した。DMFを減圧留去した後、クロロホルム200mLを加えて、500mLの分液ロートに移して水200mLで2回洗浄した。クロロホルム層を回収し硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=1/1)で精製したところ、無色固体の1−デシル−2−イミダゾリドン6.73g(収率:29.5%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.879(3H,t,J=6.9Hz),1.26〜1.30(14H,m),1.48〜1.52(2H,m),3.17(2H,t,J=7.4Hz),3.41(4H,s),4.36(1H,brs).EI−MS,m/z:226(M),211(M−CH,197(M−C,183(M−C,169(M−C,155(M−C11,141(M−C13,127(M−C15,113(M−C17,99(M−C19.IR(neat,cm−1),ν:3219(w),2952(m),2916(s),2848(s),1685(s),1465(m),1458(s),1441(m),1377(m),1273(s),754(s),719(s).
続いて、100mLシュレンク管に1−デシル−2−イミダゾリドン2.13g(9.42mmol)、ヨウ化銅(I)198mg(1.04mmol)、炭酸カリウム2.82g(20.4mmol)を加えアルゴン雰囲気下にし、N,N’−ジメチルエチレンジアミン208μL(2.00mmol)、及び2Mの臭化ビニルのトルエン溶液20mL(40mmol)を加えて、80℃で24時間撹拌した。反応液をセライト濾過し、ろ液を濃縮した後、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=5/1)で精製することにより、無色液体の1−デシル−3−ビニル−2−イミダゾリドンを1.75g得た(収率:72.6%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.88(3H,t,J=6.9Hz),1.26〜1.30(14H,m),1.50〜1.56(2H,m),3.24(2H,t,J=7.4Hz),3.42〜3.53(4H,m),4.03(1H,d,J=15.9Hz),4.16(1H,d,J=8.9Hz),7.01(1H,dd,J=8.9,15.9Hz).EI−MS,m/z:252(M),237(M−CH,223(M−C,209(M−C,195(M−C,181(M−C11,167(M−C13,153(M−C15,139(M−C17,125(M−C19,111(M−C1021.IR(neat,cm−1),ν:2924(m),2854(w),1707(s),1622(m),1487(m),1427(s),1367(m),1338(w),1263(s),980(w),816(m),750(m).
参考例−28
アルゴンガス風船および100mL滴下ロートを付した300mL二口フラスコを用意し、二口フラスコに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)2.31g(96.5mmol)を取り、50mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。これをもう一度繰り返した後、乾燥DMF180mLに分散した。ここに滴下ロートから2−イミダゾリジノン7.81g(87.6mmol)を溶かしたDMF溶液40mLを加え、室温で1時間、80℃で1時間撹拌した。1−ブロモドデカン25.0mL(104mmol)を加え24時間撹拌した。DMFを減圧留去した後、クロロホルム200mLを加えて、500mLの分液ロートに移して水200mLで2回洗浄した。クロロホルム層を回収し硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=1/2)で精製したところ、無色固体の1−ドデシル−2−イミダゾリドン8.09g(収率:36.3%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.880(3H,t,6.9Hz),1.26〜1.30(18H,m),1.48〜1.52(2H,m),3.17(2H,t,J=7.4Hz),3.41〜3.43(4H,m)4.16(1H.brs). EI−MS,m/z:254(M),239(M−CH,225(M−C,211(M−C,197(M−C,183(M−C11,169(M−C13,155(M−C15,141(M−C17,127(M−C19,113(M−C1021,99(M−C1123.IR(neat,cm−1),ν:3219(w),2954(w),2914(w),2846(w),1684(m),1466(w),1458(w),1375(w),1274(m),754(m),719(m).
続いて、100mLシュレンク管に1−ドデシル−2−イミダゾリドン1.51g(5.94mmol)、ヨウ化銅(I)120mg(0.631mmol)、炭酸カリウム1.67g(12.1mmol)を加えアルゴン雰囲気下にし、N,N’−ジメチルエチレンジアミン123μL(1.18mmol)、及び2Mの臭化ビニルのトルエン溶液12mL(24mmol)を加えて、80℃で16時間撹拌した。反応液をセライト濾過し、ろ液を濃縮した後、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=5/1)で精製することにより、無色液体の1−デシル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.13g(収率:68.0%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.88(3H,t,J=6.9Hz),1.25〜1.30(18H,m),1.50〜1.53(2H,m),3.24(2H,t,J=7.4Hz),3.42〜3.53(4H,m),4.04(1H,d,J=15.9Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),7.01(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:280(M),265(M−CH,251(M−C,237(M−C,223(M−C,209(M−C11,195(M−C13,181(M−C15,167(M−C17,153(M−C19,139(M−C1021,125(M−C1123,111(M−C1225.IR(neat,cm−1),ν:2918(m),2850(m),1699(s),1622(w),1489(m),1439(m),1371(w),1279(m),985(w),818(m),771(w),746(w).
参考例−29
アルゴン雰囲気下、2−イミダリドン7.33g(85.1mmol)のDMF溶液(43mL)にベンゾイルクロリド9.9mL(85mmol)のDMF溶液(7mL)を滴下して室温で5時間撹拌した。生じた沈殿を濾取し、ジクロロメタンで洗浄したところ、無色固体のN,N−ジメチル−2−オキソ−1−イミダゾリジンメタンアミニウムクロリド12.6g(収率:83%)を得た。H−NMR(400MHz,DMSO−d,ppm),δ:3.42(3H,s),3.44(3H,s),3.50(2H,t,J=7.6Hz),4.42(2H,t,J=7.6Hz),8.46(1H,s),8.85(1H,bs).
次に、50mLナスフラスコにN,N−ジメチル−2−オキソ−1−イミダゾリジンメタンアミニウムクロリド10.7g(60.2mmol)および水1.5mL(83mmol)を加えて80℃で2時間撹拌した。室温で放置して生じた沈殿を回収し、飽和食塩水10mL、続いてジエチルエーテル10mLで洗浄したところ、無色固体の1−ホルミル−2−イミダゾリドン5.84g(収率:85.0%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:3.40(2H,d,J=7.9),3.69(2H,d,J=7.9Hz),7.85(1H,bs),8.75(1H,s).
続いて、アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−ホルミル−2−イミダゾリドン2.29g(20.1mmol)、ヨウ化銅(I)0.19g(1.0mmol)、炭酸カリウム5.54g(40.0mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.22mL(2.0mmol)および1Mの臭化ビニルのTHF溶液40.0mL(40.0mmol)を加えて、80℃で9時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製し、さらにジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒から再結晶精製することにより、無色粉状固体の1−ホルミル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.76g(収率:62.5%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:3.67(2H,t,J=8.0Hz),3.90(2H,t,J=8.0Hz),4.41(1H,dd,J=1.3,15.9Hz),4.54(1H,dd,J=1.3,9.0Hz),7.01(1H,dd,J=9.0,15.9Hz),9.02(1H,s).EI−MS,m/z:140(M),111(M−CHO).IR(neat,cm−1),ν:2970(w),2910(w),1732(m),1697(m),1631(m),1475(m),1435(m),1412(m),1350(m),1270(m).
参考例−30
アルゴン雰囲気下、50mLのシュレンク管に1−アセチル−2−イミダゾリドン1.29g(10.1mmol)、ヨウ化銅(I)98mg(0.52mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.11mL(1.0mmol),炭酸カリウム2.76g(20.0mmol)および1Mの臭化ビニルのTHF溶液20.0mL(20.0mmol)を加えて80℃で9時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色液体の1−アセチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.46g(収率:94.4%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.54(3H,s),3.57(2H,t,J=8.2Hz),3.93(2H,t,J=8.2Hz),4.34(1H,dd,J=1.2,15.8Hz),4.48(1H,dd,J=1.2,9.0Hz),6.99(1H,dd,J=9.0,15.8Hz).EI−MS,m/z:154(M),111(M−CHO).IR(neat,cm−1),ν:2966(w),2910(w),1722(m),1678(m),1630(m),1475(m),1429(m),1360(m),1302(m),1257(m),1101(m),1036(m).
参考例−31
アルゴン雰囲気下、50mLのシュレンク管に1−アセチル−4−メチル−2−イミダゾリドン(1−アセチル−5−メチル−2−イミダゾリドンを17%含有)1.428g(10.05mmol)、ヨウ化銅(I)95mg(0.50mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.11mL(1.0mmol),炭酸カリウム2.78g(20.1mmol)および1Mの臭化ビニルのTHF溶液20.0mL(20.0mmol)を加えて80℃で11時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、1−アセチル−4−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドンおよび1−アセチル−5−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドンの混合物1.611g(収率:95.35%,H−NMRから求めた組成比:83/17)を無色液体として得た。(1−アセチル−4−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.35(3H,d,J=6.2Hz),2.54(3H,s),3.59(1H,dd,J=2.9,11.3Hz),3.92(1H,dd,J=9.0,11.3Hz),4.04〜4.11(1H,m),4.45(1H,dd,J=1.1,16.2Hz),4.50(1H,dd,J=1.1,9.3Hz),6.85(1H,dd,J=9.3,16.2Hz).(1−アセチル−5−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.39(3H,d,J=6.3Hz),2.51(3H,s),3.13(1H,dd,J=2.9,9.5Hz),3.66(1H,dd,J=9.5,9.5Hz),4.04〜4.11(1H),4.32(1H,dd,J=1.1,15.9Hz),4.50(1H),7.00(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:168(M),125(M−COCH.IR(neat,cm−1),ν:2970(w),2937(w),1728(m),1684(m),1633(m),1373(m),1340(m),1254(m),1219(w),1174(w),1107(w),1041(w),966(m),842(m).
参考例−32
アルゴン雰囲気下、50mLのシュレンク管に1−アセチル−4,4−ジメチル−2−イミダゾリドン 1.563g(10.01mmol)、ヨウ化銅(I)99mg(52mmol)、炭酸カリウム2.791g(20.19mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.11mL(1.0mmol)および1Mの臭化ビニルのTHF溶液20.0mL(20.0mmol)を加えて、80℃で11時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮し、残渣をアルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色液体の1−アセチル−4,4−ジメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.552g(収率:88.08%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:2.54(6H,s),3.61(2H,s),4.59(1H,dd,J=0.6,10.0Hz),5.01(1Hdd,J=0.6,16.6Hz),6.52(1H,dd,J=10.0,16.6Hz).EI−MS,m/z:182(M),167(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:2978(w),2951(w),2898(w),1722(m),1676(m),1647(w),1626(w),1365(m),1308(m),1200(m),1039(w),982(w),957(w).
参考例−33
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−プロピオニル−2−イミダゾリドン2.86g(20.1mmol)、ヨウ化銅(I)0.19g(1.0mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.21mL(2.0mmol),炭酸カリウム5.53g(40.0mmol)および1Mの臭化ビニルのTHF溶液40.0mL(40.0mmol)を加えて、70℃で7時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色固体の1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.83g(収率:83.6%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.17(3H,t,J=7.4Hz),2.96(2H,q,J=7.4Hz),3.57(2H,t,J=8.2Hz),3.93(2H,t,J=8.2Hz),4.33(1H,dd,J=1.1,15.9Hz),4.46(1H,dd,J=1.1,9.0Hz),6.99(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:168(M),139(M−C,111(M−COC.IR(neat,cm−1),ν:3111(w),2979(w),1716(m),1691(m),1633(m),1402(m),1360(m),1360(m),1230(m),1049(m).
参考例−34
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−ブチリル−2−イミダゾリドン3.65g(23.4mmol)、ヨウ化銅(I)0.19mg(1.0mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.22μL(2.0mmol),炭酸カリウム5.54g(40.0mmol)の混合物に1Mの臭化ビニルのTHF溶液40.0mL(40.0mmol)を加えて80℃で9時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色固体の1−ブチリル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.88g(収率:67.5%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.98(3H,t,J=7.4Hz),1.70(2H,sext,J=7.4Hz),2.93(2H,t,J=7.4Hz),3.56(2H,t,J=8.2Hz),3.93(2H,t,J=8.2Hz),4.33(1H,dd,J=1.1,15.9Hz),4.46(1H,dd,J=1.1,9.0Hz),6.99(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:182(M),167(M−CH,153(M−C,126,111(M−COC.IR(neat,cm−1),ν:2958(w),2875(w),1720(m),1680(m),1623(m),1488(m),1389(m),1311(m),1273(m),1003(m).
参考例−35
アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1−イソブチリル−2−イミダゾリドン3.14g(20.1mmol)、ヨウ化銅(I)0.19g(1.0mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン0.22mL(2.0mmol),炭酸カリウム5.58g(40.4mmol)の混合物に1Mの臭化ビニルのTHF溶液40.0mL(40.0mmol)を加えて80℃で9時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。アルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色固体の1−イソブチリル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.69g(収率:73.4%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.18(6H,d,J=6.8Hz),3.56(2H,t,J=8.2Hz),3.85(1H,sept,J=6.8Hz),3.92(2H,t,J=8.2Hz),4.33(1H,dd,J=1.1,15.9Hz),4.47(1H,dd,J=1.1,9.0Hz),7.00(1H,dd,J=9.0,15.9Hz).EI−MS,m/z:182(M),167(M−CH,139(M−C,111(M−COC.IR(neat,cm−1),ν:2970(w),2897(w),1718(m),1668(m),1630(m),1387(m),1360(m),1246(m),1178(m),1001(m).
参考例−36
50mLナスフラスコに1−アセチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.85g(18.5mmol)を取り、ここへ1N水酸化ナトリウム水溶液20mLを加えて室温で5時間撹拌した。水を減圧留去した後、クロロホルムを加えて不溶物を濾別した。濾液を濃縮することにより、無色固体の1−ビニル−2−イミダゾリドン1.76g(収率:85.3%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:3.53〜3.63(4H,m),4.09(1H,d,J=15.9Hz),4.23(1H,d,J=8.9Hz),6.11(1H,bs),6.95(1H,dd,J=8.9,15.9Hz).EI−MS,m/z:112(M)
参考例−37
50mLナスフラスコに1−アセチル−4,4−ジメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.733g(15.00mmol)を取り、ここへ1N水酸化ナトリウム水溶液22.5mLを加え、室温で16時間撹拌した。減圧下で溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色液体の5,5−ジメチル−1−ビニル−2−イミダゾリドン1.257g(収率:59.59%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.48(6H,s),3.21(2H,s),4.28(1H,d,J=10.0Hz),4.65(1H,d,J=16.6Hz),6.60(1H,dd,J=10.0,16.6Hz).MS(EI,m/z)140(M),125(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:3217(w),3111(w),2989(w),2968(w),2937(w),2891(w),1691(m),1633(m),1489(w),1427(m),1369(m),1313(m),1265(w),1207(m),1180(m),1132(w),1070(w),985(w),840(w).
参考例−38
アルゴンガス風船および50mL滴下ロートを付した100mL二口フラスコに4−メチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン(5−メチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドンを11%含有)2.01g(12.9mmol)を加え、そこへ1,4−ジオキサン30mLを加えて溶解させた。次に、滴下ロートに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)680mg(15.4mmol)を取り、10mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。この操作をもう一度繰り返した後、乾燥1,4−ジオキサン10mLに分散させて、反応溶液に滴下して加え、溶液を室温で30分、60℃で2時間撹拌した。反応溶液に氷浴下でヨードメタン1.7mL(27.3mmol)を加え、30分撹拌した後、12時間室温で撹拌した。析出した固形物を濾別した後、濾液を濃縮し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=10/1)で精製したところ、3,4−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドンおよび3,5−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドンの混合物1.72g(収率:78.4%,H−NMRから求めた組成比:85/15)を無色液体として得た。(3,4−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.16(3H,t,J=7.4Hz),1.28(3H,d,J=6.2Hz),2.83(3H,s),2.94(2H,q,J=7.4Hz),3.35(1H,dd,J=6.4,11.4Hz),3.65〜3.57(1H,m),3.98(1H,dd,J=9.0,11.4Hz). (3,5−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.14(3H,t,J=7.4Hz),1.35(3H,d,J=6.3Hz),2.86(3H,s),2.93(2H,q,J=7.4Hz),3.35(1H),3.57(1H,dd,J=8.9,8.9Hz),4.38〜4.43(1H,m).EI−MS,m/z:170(M),155(M−CH,141(M−CHCH,127,113(M−COCHCH,100.IR(neat,cm−1),ν:2974(w),2939(w),1720(m),1676(m),1482(w),1460(w),1429(w),1375(m),1288(m),1244(m),1186(w),1126(w),1061(w),1021(w),947(w).
次いで、50mLナスフラスコに3,4−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン(3,5−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドンを15%含有)2.39g(15.3mmol)を取り、メタノール9.3mLに溶解した。ここに1N水酸化ナトリウム水溶液18.6mLを加え、室温で18時間撹拌した。減圧下で溶媒を留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール=10/1)で精製することにより、1,5−ジメチル−2−イミダゾリドンおよび1,4−ジメチル−2−イミダゾリドンの混合物1.66g(収率94.9%,H−NMRから求めた組成比:85/15)を無色液体として得た。(1,5−ジメチル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.25(3H,d,J=6.1Hz),2.74(3H,s),2.97(1H,dd,J=8.2,8.2Hz),3.51(1H,dd,J=8.2,8.2Hz),3.56〜3.65(1H,m),5.05(1H,brs).(1,4−ジメチル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.24(3H,d,J=6.2Hz),2.74(3H,s),2.97(1H),3.52(1H,dd,J=8.4,8.4Hz),3.74〜3.82(1H,m),5.05(1H).EI−MS,m/z:114(M),100.IR(neat,cm−1),ν:3282(w),2970(w),2937(w),2871(w),1676(m),1495(w),1444(w),1400(w),1379(w),1353(m),1325(w),1263(m),1225(w),1066(w),943(w).
続いて、アルゴン雰囲気下、50mLのシュレンク管に1,5−ジメチル−2−イミダゾリドン(1,4−ジメチル−2−イミダゾリドンを15%含有)1.030g(9.023mmol)、ヨウ化銅92mg(0.48mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン100μL(0.93mmol)、炭酸カリウム2.470g(17.87mmol)、臭化ビニル1.2mL(17.52mmol)およびトルエン8.8mLを加えて、70℃で1時間、続いて80℃で18時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した。残渣をアルミナカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、1,5−ジメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドンおよび1,4−ジメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドンの混合物0.881g(収率:69.6%,H−NMRから求めた組成比:85/15)を無色液体として得た。(1,5−ジメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.30(3H,d,J=6.0Hz),2.82(1H,s),2.98〜3.04(1H,m),3.59〜3.67(2H,m),4.02(1H,d,J=15.8Hz),4.16(1H,d,J=9.0Hz),7.01(1H,dd,J=9.0,15.8Hz).(1,4−ジメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.32(3H,d,J=6.2Hz),2.84(1H,s),2.98〜3.04(1H,m),3.51〜3、56(2H,m),4.13〜4.19(2H,m),6.87(1H,dd,J=9.3,16.2Hz).EI−MS,m/z:140(M),125(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:2972(w),2924(w),2871(w),1701(m),1626(m),1487(w),1431(m),1398(m),1346(w),1277(w),1255(m),1227(w),1196(w),1111(w),1061(w),1049(w),1012(w),979(w).
参考例−39
アルゴンガス風船および20mL滴下ロートを付した50mL二口フラスコに4,4−ジメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン500mg(2.94mmol)を加え、そこへ1,4−ジオキサン6mLを加えて溶解させた。次に、滴下ロートに水素化ナトリウム(55%オイルサスペンション)140mg(5.23mmol)を取り、5mL脱水ヘキサンに分散し上澄みをシリンジで取り除いた。この操作をもう一度繰り返した後、乾燥1,4−ジオキサン6mLに分散させて、反応溶液に滴下して加え、溶液を室温で30分、60℃で2時間撹拌した。反応溶液に氷浴下でヨードメタン300μL(4.89mmol)を加え、30分撹拌した後、室温で12時間撹拌した。析出した固形物を濾別した後、濾液を濃縮し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム/メタノール=30/1)で精製したところ、無色液体の3,4,4−トリメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン488mg(収率:90.0%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.16(2H,t,J=7.4Hz),1.28(6H,s),2.77(3H,s),2.96(2H,q,J=7.4Hz),3.59(2H,s).EI−MS,m/z:184(M),169(M−CH,155(M−C.IR(neat,cm−1),ν:2972(w),2940(w),2902(w),2881(w),1720(s),1676(s),1425(w),1371(s),1288(w),754(w).
次いで、25mLナスフラスコに3,4,4−トリメチル−1−プロピオニル−2−イミダゾリドン184mg(1.00mmol)を取り、メタノール1.0mLに溶解した。これに1N水酸化ナトリウム水溶液2.0mLを加え、室温で12時間撹拌した。減圧下で溶媒を留去し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール=20/1)で精製することにより、無色液体の1,5,5−トリメチル−2−イミダゾリドン122mg(収率:95.2%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.25(6H,s),2.69(3H,s),3.16(2H,s),4.17(1H,s).EI−MS,m/z:128(M),113(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:3230(w),3082(w),2968(w),2929(w),2837(w),1672(m),1689(m),1488(m),1471(w),1396(m),1363(m),1330(m),1267(w),1211(w),1169(w),1079(w),1024(w),996(w).
続いて、アルゴン雰囲気下、100mLのシュレンク管に1,5,5−トリメチル−2−イミダゾリドン1.05g(8.18mmol)、ヨウ化銅81mg(0.43mmol)、N,N’−ジメチルエチレンジアミン90μL(0.84mmol)、炭酸カリウム2.83g(20.5mmol)、臭化ビニルの2.0mol/Lのトルエン溶液を10mL(20mmol)加えて、75℃で14時間撹拌した。反応液をセライトで濾過して濾液を濃縮した後、蒸留精製(65℃/8Pa)することにより、無色固体の1,5,5−トリメチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン0.985g(収率:78.1%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:1.22(6H,s),2.69(3H,s),3.17(2H,s),3.93(1H,d,J=15.9Hz),4.08(1H,d,J=8.9Hz),6.97(1H,dd,J=8.9,15.9Hz).EI−MS,m/z:154(M),139(M−CH.IR(neat,cm−1),ν:2972(m),2935(w),2875(w),1691(s),1621(s),1481(s),1435(s),1396(s),1328(s),1211(s),829(w),734(s).
参考例−40
アルゴンガス風船を付した25mLナスフラスコに2−イミダゾリドン1.03g(12.0mmol)とラウリン酸無水物9.19g(24.0mmol)を加え140℃で3時間撹拌した。反応液をヘキサンに加えたところ、無色固体の1−(ドデシロイル)−2−イミダゾリジノン2.21g(収率:68.7%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.877(3H,t,J=6.9Hz),1.25〜1.36(16H,m),1.61〜1.68(2H,m),2.91(2H,t,J=7.5Hz),3.46〜3.50(2H,m),3.95(2H,t,J=8.0Hz),5.01(1H,s).EI−MS,m/z:268(M),253(M−CH,239(M−C,225(M−C,211(M−C11,197(M−C13,183(M−C15),155,141,128,113,100,87.IR(neat,cm−1),ν:3240(w),2914(w),2848(w),1738(m),1674(w),1468(w),1458(w),1400(w),1273(w),719(w).
続いて、100mLシュレンク管に1−(ドデシロイル)−2−イミダゾリドン4.30g(16.0mmol)、ヨウ化銅(I)156mg(0.819mmol)、炭酸カリウム4.43g(32.1mmol)を加えアルゴン雰囲気下にし、N,N’−ジメチルエチレンジアミン180μL(1.67mmol)、及び2Mの臭化ビニルのTHF溶液16ml(32mmol)を加えて、75℃で13時間撹拌した。反応液をセライト濾過し、ろ液を濃縮した後、アルミナクロマトグラフィー(展開液:クロロホルム)で精製することにより、無色固体の1−(ドデシロイル)−3−ビニル−2−イミダゾリドン4.14g(収率:87.9%)を得た。H−NMR(400MHz,CDCl,ppm),δ:0.875(3H,t,J=5.8Hz),1.25〜1.36(16H,m),1.62〜1.69(2H,m),2.94(2H,t,J=7.6Hz),3.54〜3.58(2H,m),3.90〜3.94(2H,m),4.33(1H,d,J=15.6Hz),4.46(1H,d,J=9.2Hz),6.99(1H,dd,J=9.2,15.6Hz).EI−MS,m/z:294(M),279(M−CH,265(M−C,251(M−C,223(M−C11,209(M−C13,183,169,154,141.IR(neat,cm−1),ν:2948(m),2916(m),2866(w),2848(m),1714(s),1695(s),1633(s),1485(m),1468(m),1404(s),1284(s),1276(s),982(m),746(s).
前記実施例および参考例より得られたN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物をナスフラスコに所定量秤量し、これに対し1/100当量のラジカル重合開始剤を加えて、所定濃度になるように溶媒を加えた後、脱酸素操作し、所定温度で12〜20時間反応を行った。反応終了後、過剰量のジエチルエーテルに投入して不溶物を回収した。ジエチルエーテルにポリマーが溶解する場合は溶媒を留去してポリマーを回収した。GPC(展開液:0.01MのLiCl含有DMF溶液、ポリスチレン換算)を用いて、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)および分子量分散度(PD)を求めた。ポリマーの1重量%水溶液(分散液)を、恒温槽内に設置した光学セルに充填し、温度を変えたときの650nmの光の透過光強度を照度計を用いて計測した。透過光強度の温度変化が最大となる温度をLCSTとした。
実施例−1
参考例−20で得られた1−エチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン279mg(2.03mmol)および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)3.32mg(20.2μmol)を、二方コックを付した10mLナスフラスコに取り、エタノール0.5mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し65℃で12時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル100mLに滴下したところ、ポリ(1−エチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を無色固体の沈殿物として201mg回収した。Mw:37,800,PD:1.75,収率:72%,LCST:49.5℃.
実施例−2
参考例−20で得られた1−エチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン285mg(1.99mmol)および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)3.54mg(21.6μmol)を、二方コックを付した10mLナスフラスコに取り、エタノール0.5mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し65℃で12時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル100mLに滴下したところ、ポリ(1−メチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を無色固体の沈殿物として222mg回収した。Mw:140,000,PD:4.48,収率:78%,LCST:45.5℃.
実施例−3
参考例−21で得られた1−n−プロピル−3−ビニル−2−イミダゾリドン873mg(5.66mmol)および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)9.29mg(56.6μmol)を、二方コックを付した10mLナスフラスコに取り、1,4−ジオキサン2.83mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し75℃で12時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル300mLに滴下したところ、ポリ(1−n−プロピル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を無色固体の沈殿物として751mg回収した。Mw:19,800,PD:2.19,収率:86%,LCST:17.5℃.
実施例−4
参考例−22で得られた1−イソプロピル−3−ビニル−2−イミダゾリドン1.55g(10.1mmol)および2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)17.0mg(104μmol)を、二方コックを付した10mLナスフラスコに取り、1,4−ジオキサン2.5mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し80℃で12時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル300mLに滴下することにより、ポリ(1−イソプロピル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を無色固体の沈殿物として1.41g得た。Mw:28,400,PD:2.61,収率:91%,LCST:26.5.
実施例−5
参考例−30で得られた1−アセチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン7.72g(50.1mmol)および2,2’−アゾイソブチロニトリル(AIBN)83mg(0.50mmol)を、二方コックを付した50mLナスフラスコに取り、DMF17mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し60℃で20時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル500mLに滴下することにより、ポリ(1−アセチル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を無色固体の沈殿物として3.71g得た。Mw:149,600,PD:2.30,収率:48%,LCST:30.4℃.
実施例−6
参考例−33で得られた1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン2.70g(16.0mmol)およびAIBN27mg(0.16mmol)を、二方コックを付した25mLナスフラスコに取り、DMF5.3mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し70℃で20時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル200mLに滴下することにより、ポリ(1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)を無色固体の沈殿物として2.48g得た。Mw:152,300,PD:3.41,収率:92%,LCST:30.7℃.
実施例−7
参考例−33で得られた1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン671mg(3.99mmol)、参考例−36で得られた1−ビニル−2−イミダゾリドン447mg(3.99mmol)およびAIBN13mg(80μmol)を、二方コックを付した10mLナスフラスコに取り、DMF3mLに溶解した。油拡散ポンプを用いて凍結脱気後、封管し70℃で15時間撹拌した。重合溶液をジエチルエーテル200mLに滴下したところ、式(62)に示した共重合体を無色固体の沈殿物として839mg回収した。H−NMRの積分値から見積もった共重合組成比x/yは50/50であった。Mw:68,600,PD:2.21,収率:75%,LCST:23.6℃.
実施例−1と同様な操作で、参考例−23および参考例−19で得られたN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物をそれぞれ所定量混合し、AIBNを開始剤として、所定温度で12時間ラジカル重合した。共重合組成比x/yはH−NMRの積分値から求めた。結果を表1に示した。
実施例−1と同様な操作で、参考例−24および参考例−19で得られたN−ビニル−2−イミダゾリドン化合物をそれぞれ所定量混合し、AIBNを開始剤として、ラジカル重合(12h)した。共重合組成比x/yはH−NMRの積分値から求めた。結果を表2に示した。
実施例−6で得られたポリ(1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)(Mw:152,300、PD:3.41)のDMF溶液に1Nの水酸化ナトリウム水溶液をモノマーユニットに対して0.2,0.4または0.6当量加えて室温で24時間撹拌した。反応溶液を透析チューブ(Spectra/Por Dialysis Membrane MWCO:1,000)に納め、24時間水で透析を行った後、チューブ内の溶液を濃縮した。加水分解率はH−NMRの積分値から見積もった。結果を表3に示した。
実施例−19
[ポリスチレン製シャーレへの被覆]
参考例−33で得られた1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン0.8gをエタノール9mLに溶解し、コーニング社製60mmφファルコンペトリディッシュに0.8mL添加した。NHVコーポレーション社製の電子線照射装置(EBC−300)を用いて、上記ペトリディッシュに10メガラドの照射量で電子線を照射し、ペトリディッシュ表面に1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドンをグラフト重合することによって、ペトリディッシュ表面をポリ(1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)で被覆した。電子線照射終了後、エタノール50mLおよびイオン交換水100mlによりペトリディッシュを洗浄し、残存モノマーを取り除き、デシケーター内で乾燥して、細胞培養用基材を得た。協和界面科学(株)製接触角計DM300を用いて、水中、40℃および20℃での気泡(3μL)接触角(θ)を測定し、40℃および20℃の対水接触角(180−θ)はそれぞれ、44.4°および36.8°であり、温度応答性の表面として有効に作用した。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記細胞培養用基材を用い、チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO細胞)(2.8×10個/mL)1.0mLを播種し、10vol%ウシ胎児血清を含むHam‘sF−12培地4mLを加え、37℃、CO濃度5%で培養した。所定時間毎に、10×10倍の倒立型位相差顕微鏡(オリンパス社 IX83)で接着細胞数をカウントした。初期細胞密度100個/mmに対して、3日間で細胞接着密度が710個/mmに達し、ポリ(1−プロピオニル−3−ビニル−2−イミダゾリドン)は細胞培養用材料として有効に作用した。

Claims (2)

  1. 下記一般式(
    (式中、 1a は水素原子、または炭素数1〜12のアルキル基もしくはアシル基を表し、 2a からR 5a の4つの置換基の内、2つは各々独立に水素原子またはメチル基を表し、残りの2つは水素原子を表す。)で示される繰り返し単位と、一般式()とは構造の異なる下記一般式(
    (式中、 1b は水素原子、炭素数1〜3のアルキル基または炭素数2〜3のアシル基を表す。R 2b からR 5b の4つの置換基の内、2つは各々独立に水素原子またはメチル基を表し、残りの2つは水素原子を表す。)で示される繰り返し単位とを含む共重合体からなる温度応答性ポリマーであって、ポリマー中の一般式()および()で表される繰り返し単位の平均比率をそれぞれxおよびyとしたときx+y=1を満たし、さらに 1a からR 5a の置換基の炭素数の和をB、 1b からR 5b の置換基の炭素数の和をCとしたとき、1<Bx+Cy<4を満たすことを特徴とする温度応答性ポリマー。
  2. 請求項1に記載の温度応答性ポリマーを用いることを特徴とする細胞培養用材料。
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