JPH04149205A - ミセル様ポリマーの製造方法 - Google Patents

ミセル様ポリマーの製造方法

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JPH04149205A
JPH04149205A JP27474090A JP27474090A JPH04149205A JP H04149205 A JPH04149205 A JP H04149205A JP 27474090 A JP27474090 A JP 27474090A JP 27474090 A JP27474090 A JP 27474090A JP H04149205 A JPH04149205 A JP H04149205A
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micelle
water
polymer
micelles
unit compound
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JP27474090A
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Shoji Hara
昭二 原
Akira Dobashi
朗 土橋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 この発明はミセル様ポリマーの製造方法に関する。
口、従来の技術 界面活性剤は、一定の濃度(cmc)以上のとき、水の
メディアでミセルを形成し、生成したミセルは脂溶性の
溶質を捕捉、溶解する。しかし、cmc以下では、界面
活性剤はミセルを形成せず、溶質のキャリヤーとしては
使えない。
又、ミセルの利用法の一つとしてドデシル硫酸ナトリウ
ム等の界面活性剤のミセルを用いるミセル電気泳動(動
電クロマトグラフィー)が知られている。特にキラルな
機能団を導入した、光学活性な界面活性剤から生成する
ミセルによる「ミセル電気泳動」は、新しい直接光学分
割法として注目されている。1)これらのミセルは、そ
れぞれの界面活性剤のcmc以上の濃度に於てのみ安定
であり、それ以下では分解する。従ってより広い界面活
性剤の濃度範囲での研究、利用は不可能であった・ 引用文献1)A、Dobashi、丁、Ono、S、H
ara、J、Yamagu−chi 、Anal、ch
em、 、61 、1984 (1989) ;A、 
Dobashi、T、Ono。
S、Hara、J、Yamaguchi、J、Chro
matogr、、480,413(198ハ0発明が解
決しようとする問題点。
ミセルを構成する界面活性剤が、cmc以下の濃度に於
いてもその態様を保つためには、安定な構造体を合成す
ることが必要である。そこでアルケンを含む界面活性剤
分子を重合することにより。
共有結合で結ばれた高分子構造体の製造を試みた。
ミセル様の高分子構造体を調製する試みは、界面活性剤
として、ナトリウム−10−ウンデセノエート、10−
ウンデセニルトリメチルアンモニウムプロミドを用い、
これらから生成するミセルをコバルト60のγ線の照射
して重合させる方法が知られている。りしかしコバルト
60のγ線による重合には、特定のγ線の照射装置が必
要であって、しかも第二の官能基、例えばアミド基、水
酸基を含む界面活性剤に対してこの方法を適用し、高分
子構造体を得た例はない。
引用文献2)E、D、Sprague、D、C,Due
cker、C,E、Lar−rabee、Jr、、J、
Am、Chera、Soc、、103,6797(19
81);t、−Nardf、J、Chromatogr
、、463.81(1989)。
二1問題点を解決するための手段 本発明は、種々の官能基を有し、水をメディアとしてミ
セルを形成する親水性アルケンの製造及びこれを用いて
形成されたミセルの水溶液に光を照射して重合し、水溶
性をもった機能性ポリマーを製造する方法に関する。一
定の濃度(臨界ミセル濃度、c m c )以上におい
てのみミセルを形成する通常の界面活性剤、例えば親水
性アルキル誘導体等とは異なり、この高分子構造体は、
その濃度の如何に不拘、水をメディアとしてミセル様の
挙動、溶解性を示し、水メディアで多様な脂溶性の溶質
をパイン[−する。溶質を選択的にバインドする官能基
を選択、導入することにより、選択的に水メディアから
溶質を捕捉、輸送することが可能となり、新しい分離、
分析、輸送方法の開発に使用できる。
本発明者らは、溶質に選択的にバインドする機能性官能
基を、親水性のモノマーに導入し、更にこの第二の官能
基には何等の変化を与えず、効率的に重合させる方法を
提案せんとするもので、親水性のビニル基を含む単位化
合物を用い、水中に於いてミセルを形成させ、このミセ
ル溶液に紫外線を照射し、前記単位化合物を重合させて
高分子構造体を得ることを特徴とする。
七ツマ−としてアミド基を含むアルケニルカルボン酸ナ
トリウム、アミド基を含むアルケニルアンモニウム塩を
用い1種々の方法を適用してビニル重合を試み、ミセル
溶液に短波長の紫外線(例えば低水銀ランプ)を照射す
る方法により、好収率でビニルポリマーを得ることに成
功した。
溶質に対してバインドする機能を、動電クロマトグラフ
ィーによって比較したところ、このポリマーを添加した
システムと、対応する七ツマ−のミセルを添加したシス
テムは、略同等の識別機能を持つことが確認され、両者
の添加による分離挙動は等しく、新たに合成した高分子
構造体は、ミセルと同様の結合様式を有することも確認
された。
即ち、この構造体は、炭素鎖を核として、これに第二の
官能基を含む炭素鎖が放射状に延び、外側に親水性の官
能基が配置され、水に対してミセルと同様の態様で溶解
する構造体と考えられる。
これを−数式にて示せば。
CH2”CH−(CH2) m−Y−(CH2) n 
−XCH−二CH−(CHa )m−X−(CH2)n
−YCH2=CH−(CJ、 )m−Y−(CI(、)
n−X−(CH,)pHCH2=CH−(CH2)v−
X−(C)12)n−Y−(CH2)pH等の重合体が
考えられる。
式中Xはイオン性官能基、ポリヒドキシ、ポリアルコキ
シル基等の非イオン性の親水性官能基、Yはアミド、カ
ルボニル基、水酸基、チオール埃及びペテロ環の中から
選ばれた官能基を示し、m及びnはm>1.n>l、m
+n=5〜30を満たす数である。
ホ、実施例 ポリマーの合成方法 アミド基を第二の官能基、カルボキシル基及びアンモニ
ウム基を含む長鎖アルケニル誘導体の合成と、これをモ
ノマーとして用いるビニル重合法、重合によりえられる
高分子構造体の精製法について以下に例示する。
アミド基を第二の官能基として導入する方法として、ω
位に二重結合を持つ塩化アルケノイルをアミノアルカン
酸と反応させてアシルアミノアルカン酸どし、その水酸
化ナトリウム塩を、アニオン型の界面活性剤に誘導する
ことが出来る。この界面活性剤は、水中で疎水的に集合
してミセルを形成し、ミセルのコア内に集中するω位の
二重結合を光重合することによって、親水性のポリマー
を合成する。
又、こうしたアニオン型の界面活性剤の重合と共に、カ
チオン型の界面活性剤の重合を行った。
N−末端を保護したアミノアルカン酸の活性エステル(
例えばN−ヒドロキシコハク酸イミドエステル等)をω
−ブロモアルキルアミンと反応させ、生成するアミド誘
導体を脱保護してアミノ誘導体に導き、塩化アルケノイ
ルと反応させる。この生成物をトリアルキルアミンと反
応させ、第四級アンモニウム型の界面活性剤を得る。こ
れを上記の界面活性剤と同様に水中で光重合することに
よりポリマーを合成する。
実施例] 光学活性なアニオン型ミセル様の高分子の合成。
a)N−(10−ウンデセノイル)−L−バリン(1)
1、−バリン(3,49g )と炭酸水素ナトリウム(
2,76g)を水267m Qに溶かし、これに10−
ウンデセノイル−N−ヒドロキシコハク酸イミドエステ
ル(9,23g;mp56−57C)3をテトラヒドロ
フラン(THF)267+lIQに溶かして加え、室温
にて24時間攪拌する6反応溶液をIN稀塩酸でpH2
とした後、有機溶媒を減圧下に留去する。水和から目的
物を酢酸エチルで抽呂し、有機相を無水硫酸ナトリウム
で脱水後、溶媒を減圧下に留去する。残渣を濾過し、ヘ
キサン−酢酸エチルから再結晶、目的物6.37 g 
(収率87.4%;mp96c)を得る。”H−NMH
により目的物の生成を確認した。
b)N−(10−ウンデセノイル)−L−バリン−ナト
リウム塩(2)(第1図示) 前記(1)l(6,1g )をメタノール15冨Qに溶
かし、水浴で冷却しながら水酸化ナトリウム(0,82
g )をメタノール25鳳Ωに溶かして加える。溶媒を
留去後、残渣を乾燥し、この残渣をソックスレー抽出器
を用いてアトセンで洗浄する。減圧乾燥後、4゜1.7
gの目的物を得る。
C)(2)のポリマー(3) (2) (3,06g )を0.3Mの塩化ナトリウム
100mgに溶かし、0.45μ曽の水溶液に低圧水銀
ランプ(120v)で紫外線を23時間照射する。反応
溶液を排除限界3500を持つセロファン膜を用いて透
析し、低分子量物質を除去する。残液を凍結乾燥し、目
的物2゜78gを得る。′H−及び+1(−MRを用い
、重合によってビニル水素及びビニル炭素が消失したこ
とを確認した。プルランを標準物質とするゲル浸透クロ
マトグラフィー(GPC)から、生成物の平均分子量は
約13500を与えた。
実施例2 光学活性ポリマー(3)による光学分割実施例2は光学
活性ポリマー(3)を用いて、4種の4−ニトロベンゾ
イルアミノ酸イソプロピルエステル(アミノ酸はアラニ
ン、バリン、ロイシン、フェニルアラニン)のラセミ体
の混合物を分離したものである。
ポリマー(3)の153■gを0.02M塩化カリウム
水溶液10■Qに溶かして泳動溶液とする。分離用キャ
ピラリーには、内径50μ閣、長さ70cm(有効長5
0cm)のジメチルポリシロキサンをコーティングした
フユーズドシリ力管(DB−1;J&V 5cient
fic)を用いる。
検出は、ガスクロ工業Model 502υ紫外・可視
検出器を使用し、オンカラム法により行った。試料はメ
タノールに溶かし、落差法により注入し、定電流(20
μA)の条件下、室温(26℃)にて測定した。
第3図は光学活性ポリマー(3)を用いる「ミセル電気
泳動」による4−ニトロベンゾイルアミノ酸イソプロピ
ルエステルのラセミ体の分割を示す図であり、ビーク2
.3はアラニン誘導体、ビーク4.5はバリン誘導体、
ピーク6.7はロイシン誘導体、ピーク8.9はフェニ
ルアラニン誘導体を示す。何れの誘導体に於てもD対掌
体がL体に先行して溶出することが示されている。
実施例3 カチオン型ミセル様高分子(4)の合成a)ベンジルオ
キシカルボニル(Z)−L−バリン−3−ブロモプロピ
ルアミド(5) Z−L−バリン−N−ヒドロキシコハク酸イミドエステ
ル(34,45g)”、3−ブロモプロピルアミン臭化
水素(26,06g)及び炭酸水素ナトリウム(18,
33g)に。
クロロホルム300閣怠と水100sΩを加え、−昼夜
激しく攪拌する。クロロホルム層を水、次いで5%塩酸
水溶液で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を
減圧下に留去する。残渣をヘキサン−酢酸エチルから再
結晶し、目的物34.43g(収率93゜8%;mp1
67−168)を得る。 ”H−NNRにより目的物の
生成を確認した。
b)N−(10−ウンデセノイル)−L−バリン−3−
プロモブロピルアミド(6) 8、Ogの化合物(5)のを25%臭化水素/酢酸溶液
15醜Ωに溶かし、室温で2時間放置する。反応溶液の
無水エーテル100扉Ωを加え、氷冷した後、デカンテ
ーションにより洗浄する。油状の残渣を減圧下に乾燥し
た後、クロロホルム200■Qに溶かし、炭酸水素ナト
リウム(3,6g)を加えて、室温で激しく攪拌する。
塩化10−ウンデセノイル4.63m12水100−〇
とを20分かけて滴下し、1時間後、クロロホルム層を
水、次いで5%塩酸水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウ
ムで脱水、溶媒を減圧下に留去する。残渣をエーテル−
アセトンから再結晶し、目的物5.24g(収率62%
HmpH9−121C)を得る。” H−NMRにより
目的物の生成を確認した。
c)3−(N−10−ウンデセノイル−1、−バリルア
ミノ)プロピルトリメチルアンモニウムプロミド(7)
(第2図示) 15.96gの化合物(6)にトリメチルアミン/2−
プロパツール溶液(0,654mmo1/l1flN8
1.56+++12を加え、再び加熱環流し、生成する
粉末を濾過する。
この粉末を酢酸エチル−2−プロパツールから再結晶し
、目的物10.51g(収率80%;mp148−15
0C)を得る。
1H−NMRにより目的物の生成を確認した。
d)ポリマー(4) 上記のポリマー(3)と同様に合成する。光照射16時
間後、1H−及び”C−NMRを用い、重合によってビ
ニル水素及びビニル炭素が消失したことを確認した。プ
ルランを標準物質とするGPCから、生成物の平均分子
量は約7600を与えた。
これらの実験例のほか、極性基としてカルボキシレート
、スルホネート、ホスフェート、アンモニウム等のイオ
ン又はポリヒドロキシ、ポリアルコキシル基等を含み、
炭素鎖5乃至30をもつ、ω−アルケノエート、ω−ア
ルケニルスルホネート、ω−アルケニルホスフェート等
のイオン性アルケン誘導体、ポリエチレングリコール、
ω−フルケニルエーテル、ω−アルケニル・グリコシド
等のイオン性アルケン誘導体から、水中でミセルを形成
させ、紫外線照射により、高収率で高分子重合体を得る
ことが出来る。
又、上記の構造に、アミド、カルボニル基、水酸基、チ
オール基、イミダゾール等のへテロ環、その他官能基、
置換基を、第二の官能基Yとして加えたものから、水中
でミセルを形成させ、紫外線照射により、高収率で高分
子重合体を得ることが出来る。
へ9発明の効果 上記の如き本発明によれば溶質に選択的にバインドする
機能性官能基を親木性上ツマ−に導入し、他の官能基に
何等の変化を与えず、効率的に重合させることが出来た
この結果、ミセルを構成する界面活性剤がcmc以下の
濃度に於ても安定に得ることが出来た。然も、その方法
は紫外線の照射と云う極めて簡単な方法に於て達せられ
た。
ここに得られた高分子構造体は1通常の界面活性剤とは
異なり、その濃度に関わらずこれを水に溶解することに
よって直ちにミセル様の溶液を得ることが出来、例えば
その添加により、動電クロマトグラフィーを用いて新し
い溶質の分離システムが開拓された。
【図面の簡単な説明】
第1図はN−(10−ウンデセノイル)−L−バリン−
ナトリウム塩の構造図、第2図は3−(N−10−ウン
デセノイル−し−バリルアミノ)プロピルトリメチルア
ンモニウムプロミドの構造図、第3図は光学活性ポリマ
ー(3)を用いる「ミセル電気泳動」による4−二トロ
ペンゾイルアミノ酸イソプロピルエステルのラセミ体の
分割を示すグラフ図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、親水性のビニル基を含む単位化合物を用い、水中に
    於いてミセルを形成させ、このミセル溶液に紫外線を照
    射し、前記単位化合物を重合させて高分子構造体を得る
    ことを特徴とするミセル様ポリマーの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5770084A (en) * 1995-01-01 1998-06-23 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Polymerized chiral micelles for chiral separations
US6270640B1 (en) 1998-04-29 2001-08-07 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Polymerized oligopeptide-surfactant chiral micelles

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5770084A (en) * 1995-01-01 1998-06-23 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Polymerized chiral micelles for chiral separations
US6270640B1 (en) 1998-04-29 2001-08-07 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Polymerized oligopeptide-surfactant chiral micelles
US6849722B2 (en) 1998-04-29 2005-02-01 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Polymerized oligopeptide-surfactant chiral micelles

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