JPH089684B2 - 高分子複合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は高分子複合体に関する。更に詳しくはアクリ
ルアミドもしくはメタクリルアミドのＮ−置換誘導体の
重合体を一成分とする高分子複合体に関する。

［背景技術］ 従来、高分子複合体として種々のタイプのものが見い
出され、様々な用途への使用が提案されている。しかし
ながら、それらの複合体がどのような相互作用により形
成されるかにより、自ずとその種類が限定されてくる。
複合体を形成させる相互作用としては、たとえばイオン
結合、水素結合、静電結合、電荷移動結合、疎水結合等
があげられ、それらの相互作用に応じて高分子複合体を
形成する化合物の枠組は自ずときまり、高分子複合体を
形成する一方の成分を固定した場合、もう一方の成分の
種類は限定されてくる。

従って、今日まで多種の高分子複合体が提案されてい
るにもかかわらず、実用に供される例の少ない原因の１
つとして、上記した如く高分子複合体を形成する両成分
の組合せに自ずと限界があり、組合せの多様性に多くを
期待できない点が考えられる。

また、アクリルアミドまたはメタクリルアミドのＮ−
置換アミド誘導体と類似の構造であるＮ−置換ラクタム
誘導体の１つであるポリＮ−ビニルピロリドンにおいて
種々の物質との相互作用が検討されているが、相互作用
力が弱い等の理由により実用に供するほど満足できるも
のとはなっていない。

一方、最近Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを綿布に
グラフト重合したものとポリエチレングリコール−モノ
−ｐ−ノニルフェニルエーテルのうちの１種類のものと
の相互作用を検討した例があるが、それとて本発明の高
分子複合体の形成を示唆するものではない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、アクリルアミドのＮ−置換誘導体の
重合体もしくは共重合体を一成分とする徐放機能を有す
る高分子複合体の提供にある。

本発明の別の目的は、その特性の制御が容易な高分子
複合体の提供にある。

［発明の開示］ 本発明によって次の高分子複合体が提供される。

すなわち、本発明の高分子複合体は、 （Ａ）たん白質、生理活性物質、芳香環を有するアミノ
酸からなる群から選ばれた疎水性基を有する化合物、お
よび （Ｂ）Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−ｎ−プロピル
アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−
イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリル
アミド、Ｎ−アクリロイルモルホリンおよびＮ−アクリ
ロイルピペリジンからなる群から選ればれた単量体の重
合体もしくは共重合体、またはこれらの単量体とこれら
の単量体と共重合しうる単量体との共重合体、 を構成成分とし、上記（Ｂ）の単量体のアミド基の１モ
ルに対し（Ａ）の疎水性基を有する化合物を0.001〜1.0
00モルの範囲で含有してなる徐放機能を有す高分子複合
体である。

［発明を実施するための最良の形態］ 本発明における高分子複合体とは、共有結合によらな
いで分子の間に働く力により、アクリルアミドのＮ−置
換誘導体の１種以上の重合体もしくは共重合体、または
他の共重合しうる単量体との共重合体と、低分子化合物
または高分子化合物との間で形成され、その形成の結果
として粘度、曇点等の溶液物性の変化または溶液よりの
複合体の析出、更には複合体となったことによる新たな
特性の発現等が起こるものである。

本発明の高分子複合体の一成分を構成する高分子化合
物の原料であるアクリルアミドのＮ−置換誘導体として
は、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−ｎ−プロピルア
クリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イ
ソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルア
ミド、Ｎ−アクリロイルモルホリンおよびＮ−アクリロ
イルピペリジンからなる群から選ばれたアクリルアミド
のＮ−アルキルまたはＮ−アルキレン置換単量体が特に
用いられる。

上記したアクリルアミドのＮ−置換誘導体と共重合し
うる単量体としては、大きく親油性単量体、親水性単量
体、イオン性単量体の３つに分けられる。

親油性単量体としては、たとえば、エチルアクリレー
ト、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ブ
チルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−エチル
ヘキシルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等
の（メタ）アクリレート誘導体、エチレン、プロピレ
ン、ブテン等のオレフィン類、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、スチレン、α−メチルスチレン、ブタジエン、イ
ソプレン等をあげることができる。

また、親水性単量体としては、たとえばヒドロキシエ
チルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシプロピル
アクリレート、各種のメトキシポリエチレングリコール
メタクリレート、各種のメトキシポリエチレングリコー
ルアクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビニル
フェノール、イソプロペニルフェノール等をあげること
ができるし、また、酢酸ビニル、グリシジルメタクリレ
ート等を共重合により導入して、それを加水分解して親
水性を賦与することもできる。

イオン性単量体としては、たとえばアクリル酸、メタ
クリル酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタ
リルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルア
ミド−２−フェニルプロパンスルホン酸、２−アクリル
アミド−２−メチル−プロパンスルホン酸等の酸および
それらの酸、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−
ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルア
ミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノ
プロピルアクリルアミド等のアミンおよびそれらの塩等
をあげることができる。また、各種アクリレート、メタ
クリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、アク
ルロニトリル等を共重合により導入して、それを加水分
解してイオン性を賦与することもできる。

上記した単量体を重合して、本発明の高分子複合体を
形成する一方の成分となる重合体を製造する具体的方法
としては、たとえば（１）単量体を溶剤で希釈せずにそ
のまま重合して重合体ブロックを製造する方法、（２）
溶剤中で重合して重合体を得る方法（この場合、重合体
溶液より溶剤を留去もしくは析出重合体を濾別して、重
合体を得る方法と重合体溶液をそのままで使用する方法
とがある）、（３）懸濁重合により粒子状重合体として
得る方法、（４）乳化重合により重合体ラテックスとし
て得る方法等が採用できる。これらの方法において、重
合様式としては通常のＮ−置換（メタ）アクリルアミド
と同様にラジカル重合およびアニオン重合により行うこ
とができる。その中でもラジカル重合の方が種々の形態
での重合方法が容易に採用できるので好適である。

重合を開始する方法としては、重合開始剤を使用する
方法、光や熱による方法または放射線、電子線、プラズ
マ等の高エネルギー線を照射する方法等が採用できる。
上記の中でも特に重合開始剤を使用する方法は、重合操
作を簡略化できるとともに重合の制御を容易にし得るの
で好ましい。重合開始剤としてはラジカル重合を開始す
る能力を有するものであれば制限はなく、たとえば、無
機過酸化物、有機過酸化物、それらの過酸化物と還元剤
との組合せおよびアゾ化合物等がある。具体的には過酸
化アンモニウム、過硫酸カリ、過酸化水素、tert.−ブ
チルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、クメンヒ
ドロキシパーオキシド、tert.−ブチルパーオキシ−２
−エチルヘキサノエート、過安息香酸ブチル等があり、
それらと組合せる還元剤としては亜硫酸塩、亜硫酸水素
塩、鉄、銅、コバルト等の低次のイオン価の塩、アニリ
ン等の有機アミン、更にはアルドース、ケトース等の還
元糖をあげることができる。アゾ化合物としては、アゾ
ビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス−アミジノ
プロパン塩酸塩、2,2′−アゾビス−2,4−ジメチルバレ
ロニトリル、4,4′−アゾビス−４−シアノバレイン酸
等を使用することができる。また、上記した重合開始剤
の２種以上を併用することも可能である。この場合重合
開始剤の添加量は通常採用される量的範囲で充分であ
り、たとえば単量体当り0.01〜５重量％、好ましくは0.
05〜２重量％の範囲である。

このようにして得られる重合体のうち、ブロック状の
ものおよび溶剤を留去あるいは析出重合体を濾別して得
られる重合体を粉砕により粉状にまたは融解して粒状、
フレーク状、繊維状もしくはフィルム状に成型し提供で
きる。一方、溶液重合して得られるものはそのまま重合
体溶液としても提供することができる。そのとき、重合
時に使用する溶媒としては、（メタ）アクリルアミドお
よびそのＮ−置換誘導体の各種溶媒への相溶性が非常に
よいため、多種のものが使用できる。具体的には、水、
メタノール、エタノール等のアルコール類、テトラハイ
ドロフラン、1,4−ジオキサン等の環状エーテル類、ア
セトン等のケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N
−ジメチルアセトアミド等のアミド類、ベンゼン、トル
エン等の芳香族炭化水素類、クロロホルム、メチレンジ
クロライド等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホ
キシド、Ｎ−メチルピロリドン、ジグライム、テトラグ
ライム等の鎖状グリコール類、ピリジン等の塩基性溶媒
等があげられる。また、粒子状重合体はそのままの形
で、またラテックス状重合体は布および紙のような繊維
状物質に含浸コーティングしたり、フィルム化した形で
提供できる。また、前記したモノマーの反応性オリゴマ
ーを得、それによりブロックポリマーを製造したり、あ
るいは前記したモノマーを重合して幹ポリマーおよび枝
ポリマーとしてグラフト重合体としても提供できる。

一方、本発明の高分子複合体を形成する、もう一方の
成分としては、非常に多種類の化合物をあげることがで
きる。それらの中で最も好ましい化合物としては、疎水
性基を含有する化合物をあげることができ、これらの低
分子化合物または高分子化合物のいずれも使用できる。

疎水性基を含有する化合物においては、たん白質、抗
生物質等の生理活性物質、芳香環置換アミノ酸があげら
れ、一般にそのもの自体疎水性であるが、なおかつ水へ
の溶解性も有するものである。

たん白質としては、水に可溶化し得るものが好まし
く、非常に広範囲のものが適用できる。ただし、たん白
質は分子量1,000〜100万のポリペプチドであり、その種
類は極めて多岐にわたるので、例示することはできない
が、その代表例のみ例示すると、たとえばスクロース、
グルカゴン、シトクロムＣ、ミオグロビン、キモトリプ
シノーゲン、卵白アルブミン、オボムコイド、リンゴ酸
デヒドロゲナーゼ、ウシ血清アルビミン、トランスフェ
リン、E.coliホスファターゼ、ラクトベルオキシダー
ゼ、フェッイン、グリセルアルデヒド−３−リン酸デヒ
ドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、血清アルブミ
ン、アルドラーゼ、酵母アルコールデヒドロゲナーゼ、
セルロプラスミン、フマラーゼ、カタラーゼ、γ−グロ
ブリン、Ｒ−フィココリトリン、α−コナラキン、フィ
ブリノーゲン、アポフェリチン、ウレアーゼ、β−ガラ
クトシダーゼ、フェリチン、α−クリスタリン等があげ
られる。

抗生物質等の生理活性物質としては、抗生物質をはじ
めとして催眠鎮静剤、抗てんかん剤、解熱鎮痛消炎剤、
精神神経用剤、局所麻酔剤・筋弛緩剤、自律神経用剤、
感覚器管用剤、抗ヒスタミン剤、強心剤、不整脈治療
剤、降圧利尿剤、血管拡張剤、動脈硬化治療剤、呼吸促
進・鎮咳去たん剤、消化器官用剤、副腎ホルモン剤、性
ホルモン剤、その他のホルモン剤、殺菌消毒剤、ビタミ
ン剤、滋養強壮変質材・抗凝血剤、止血剤、肝臓用剤、
中毒治療剤、酵素製剤、糖尿病治療剤、抗悪性腫瘍剤、
化学療法剤、生理学的製剤、駆虫剤・抗原虫剤、麻薬等
があげられ、それぞれ非常に多種の化合物よりなってい
る。抗生物質を例にとっても、ペニシリン系、セファロ
スポリンＣ系、マクロライド系、クロラムフェニルコー
ル系、テトラサイクリン系等に分類される。

アミノ酸では芳香環の疎水性基の置換したアミノ酸
が、高分子複合体の分子間力が強くなるので好ましく、
たとえば、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシ
ン等があげられる。

上記したＮ−置換（メタ）アクリルアミド誘導体の重
合体を一成分とする高分子複合体を形成させる方法には
二つの方法がある。その一つは水等の溶媒で希釈した状
態で、液相中で高分子複合体を形成させる方法であり、
他の一つは溶媒等で希釈せずに固体状態もしくは熱をか
けて溶融した状態で混合して高分子複合体を形成させる
方法である。

液相中で高分子複合体を形成させる場合、溶媒として
は多種のものが使用可能であり、たとえば前記した如く
水、アルコール類、環状エーテル類、ケトン類、アミド
類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ジメチ
ルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、鎖状グリコー
ル類、塩基性溶媒等があげられ、溶媒の選択は高分子複
合体を形成する化合物の種類および形成される複合体の
用途により行われる。

液相中で高分子複合体を形成させる具体的方法は極め
て簡単であり、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド誘導体
の重合体を溶媒に溶解もしくは懸濁させておき、そこに
もう一方の成分をそのままあるいは溶媒の形で添加すれ
ばよい。そのときの両成分の添加比率は目的とする複合
体の特性により異なり、一概には述べられないが、
（Ｂ）の単量体のアミド基の１モルに対して疎水性基を
有する化合物0.001〜1,000モルの範囲である。

以上詳述したように、本発明の高分子複合体はＮ−置
換（メタ）アクリルアミド誘導体の重合体と低分子から
高分子に至る多種多様の化合物よりなり、目的に応じて
種々の形態で提供される。これらの具体的用途としては
低分子化合物との間で形成される高分子複合体と高分子
化合物との間で形成される高分子複合体とでは自ずと用
途も変わってくる。

低分子化合物との複合体において、低分子化合物に注
目した場合には、形成される複合体は低分子化合物の保
持および放出剤等の用途がある。より具体的には、温度
あるいは溶媒等の条件設定により徐放性機能を有する複
合体等を提供することが可能である。また、たん白質、
酵素等の天然高分子と複合体を形成する場合には、それ
らの天然高分子を保持剤として利用できる。すなわち、
徐放性薬剤等用の徐放機能を有する基材、医薬用材料等
があげられる。

［発明の効果］ 本発明の高分子複合体はＮ−置換（メタ）アクリルア
ミド誘導体の（共）重合体を一成分とすることにより、
非常に多くの低分子または高分子化合物との間に複合体
を形成させることが可能になった結果、得られたもので
あり、次のような効果を有している。

すなわち、第１に通常のイオン複合体の場合とは異な
り、複合体の形成は中性分子間で生じ、ハードでなくソ
フトな結合となる。第２に、高分子複合体を形成する分
子間力は温度により変化するので、加熱または冷却する
ことにより、複合体の特性を制御できる。

本発明は以下の実施例により具体的に説明する。

実施例１ ［重合体の製造］ N,N−ジメチルホルムアミド50mlにＮ−アクリロイル
ピロリジン（以下Ｎ−APyと略記する）12.5gおよびアゾ
ビスイソブチロニトリル0.164gを添加溶解し、反応容器
内をチッ素ガスで置換後、50℃において３時間重合し
た。重合終了後エチルエーテル中に重合液を注いで、Ｎ
−APy重合体を析出させ、それを濾別乾燥して重合体を
得た。収率は92％であった。

実施例２〜４ 第１表に示すＮ−アルキルまたはアルキレンアクリル
アミドとN,N′−メチレンビスアクリルアミドとの組成
よりなる重合体または共重合体を製造した。次いで、あ
らかじめ水で膨潤させたゲル5.0gをたん白質への応用例
として用いた300ppmの牛血清アルブミンの水溶液100ml
に40℃で30分間懸濁し、複合体を形成させた。

その後、グラスフィルターで膨潤ゲルを分離し、濾液
のアルブミン濃度を測定することにより17mgのアルブミ
ンが該ゲルと複合体を形成したことを確認した。

同様の実験を生理活性物質の例としてクロラムフェニ
コールを、アミノ酸の例としてDL−フェニルアラニンを
用いた場合について行い、結果を第１表に示した。

上記のようにして得られたそれぞれの複合体を40℃の
水中に放置し、２時間毎に、牛血清アルブミン、クラム
フェニコールおよびDL−フェニルアラニン濃度をそれぞ
れ測定したところ、いずれの物質もほぼ24時間にわたっ
て徐々に溶出していることを確認した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）たん白質、生理活性物質および芳香
   環置換アミノ酸からなる群から選ばれた疎水性基を有す
   る化合物、および （Ｂ）Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−ｎ−プロピル
   アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−
   イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリル
   アミド、Ｎ−アクリロイルモルホリンおよびＮ−アクリ
   ロイルピペリジンからなる群から選ればれた単量体の重
   合体もしくは共重合体、またはこれらの単量体とこれら
   の単量体と共重合しうる単量体との共重合体、 を構成成分とし、上記（Ｂ）の単量体のアミド基の１モ
   ルに対し（Ａ）の疎水性基を有する化合物を0.001〜1.0
   00モルの範囲で含有してなる徐放機能を有する高分子複
   合体。