WO1992006127A1

WO1992006127A1 - Polymere de cyclodextrine et film de cyclodextrine forme a partir de celui-ci

Info

Publication number: WO1992006127A1
Application number: PCT/JP1991/001012
Authority: WO
Inventors: Masanobu Yoshinaga
Original assignee: Toppan Printing Co., Ltd.
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1992-04-16
Also published as: CA2066616A1; EP0502194A4; US5208316A; KR920702376A; DE69127805D1; EP0502194B1; DE69127805T2; EP0502194A1

Description

明細書

シクロデキストリンポリマー及び該ポリマーを用いたシクロデキストリン膜技術分野

本発明はシクロデキストリンを含有するポリマ一及び該ポリマーを用いて得られるシクロデキストリン膜に関する。

背景技術

シクロデキストリンはその環状空洞内に種々の化合物を包接する性質を有しており、これらの包接化合物は吸着 · 分離剤として利用することができる。しかしながら.、シクロデキス卜リンは水に可溶であり、更に特定の有機溶媒にも溶解しうるものである。従って、このようなシクロデキストリンに種々の系から化合物を包接し、単離することは困難であった。このため、シクロデキストリンを不溶性高分子化合物として用いる方法が提案されている。

このように、シクロデキストリンを高分子化合物として用いる方法としては、例えば、特開昭 54 - 6 1 290号及び同 54 - 6 129 1号各公報に記載されている、クロロメチル化ポリスチレンにシクロデキストリンの誘導体を反応させたもの、特開昭 59 - 227906号公報に記載の不溶性高分子物質にシクロデキストリン誘導体を反応させた固定化シクロデキストリンァミノ誘導体、及び特開昭 62 - 275 1 02号公報に記載のシクロデキストリンをェピクロルヒドリンで架橋させ高分子化合物とし、残水酸基を他の官能基に変換したもの等、更に共重合体の末端官能基に高分子反応でシクロデキストリンを固定させたもの等が挙げられる。

しかしながら、上記の方法にてポリマーに高分子反応によりシクロデキストリンを固定化する場合、固定量が極めて少なく、前記の如きシクロデキストリンの機能は期待し難く、また、架橋により得られたものも、三次元網状化しているため、シクロデキストリンの空洞を利用した機能については期待はされえない。また、シクロデキストリンを不溶性ポリマーとすることによる廃棄等の問題も生じてきた。

一方、シクロデキストリンを含む固体膜には、上記の如きシクロデキストリンの特性上特異的な分離能と透過能などが期待され、またシクロデキストリンが高分子に担持されることにより単体として成し得なかった種々の物性を期待することができ、利用面も広がるため、シクロデキストリンを含む膜を自由に作成しうる方法が望まれていた。

このようなシクロデキストリン膜の作成に関して、例えば特開昭 60 - 232210号公報には、シクロデキストリンの包接化合物の結晶とィソシァネート基を有する化合物からなる高分子を市販の限外濾過膜上にキャストする方法が開示されており、また、特開昭 62- 258702号公報にはシクロデキストリンと各種モノマ一を反応させた後ァクリロニトリル誘導体と共重合し、出来あがった高分子を公知の方法で製膜する方法が開示されている。

しかしながら、前記特開昭 60 - 2322 10号開示の方法はシクロデキストリン膜を高分子自体の膜として使用しうるものではなく、また、特開昭 62 - 258702号開示の方法は、得られる高分子膜中のシクロデキストリンの導入率が低く十分なものではなかった。

従って本発明の目的は、シクロデキストリンユニットの固定量が増大し、その機能性が大巾に向上したシクロデキストリンポリマーを提供することにある。

また、本発明の別の目的は、特定の高分子化合物を用いることで水等に不溶であるが酵素により分解可能であり、この結果分解性ポリマーとして使用しうるシクロデキス卜リンポリマーを提供することにある。

更に、本発明の目的は、シクロデキストリンを高い導入率で含有し、かつ単体の膜として使用しうるシクロデキストリ-ン膜を提供することにある。

発明の開示

本発明者等は前記課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明の上記目的は、シクロデキストリンを、ポリウレタン、ポリ尿素、不飽和ポリエステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド及びポリスルホンから選ばれる高分子化合物の主鎖に含むシクロデキストリンポリマー及び該ポリマ一を用いて得られるシクロデキストリン膜を提供することにより達成されることを見出した。

以下に、本発明を更に詳細に説明する。本発明においてシクロデキストリン（以下、 C D と略記する）を主鎖に含む高分子化合物としては、上記の如くポリウレタン、ポリ尿素、不飽和ポリエステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド又はポリスルホンが挙げられる。

このような高分子化合物の合成に用いられる C D の誘導体としては、 C D の有する水酸基のうち 2 の水酸基のみに保護基を導入したものが挙げられる。このような C D 誘導体としては、下記のようなものが用いられる。

(1) (2)

(3) (4)

OH)n-₂

(5 (6

0

II

C 0

/ \

0 0 C

/ \

CH₂ CH₂(CH₂OH)n' CH₂ CH₂ (CH₂OH)n-

CD CD

(CHOH)₂n (CHOH)₂n

(式中、は一 0—，一 CH₂ 一 C₂H 一又は

0— S i— 0— を表わし、〖ま CH₃—， C₂H₅- i一 C₃H₇—，を表わす。）

R: CH₃

(式中、 L₂ は一 0—，一 S—， -Si-, 一 CH₂— 一 C一，

E

i

表わす。） (式中、 L₃ は

又は単なる結合手を表わす。）

上記（ 7 ) の化合物の具体例としては以下の化合物がげられる。

CII;

(上記 Si に結合している CH₃—は C₂H₅—， i-C₃H₇- でも可能である。）

また、上記（ 8 ) 及び（ 9 ) の化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。

本発明において C D を上記のような高分子化合物の主鎖に組みこみ、 C D ポリマーを合成するための反応例としては以下のようなものが挙げられる。

( 1 ) ボリウレタン及びボリ尿素の合成

( 1 )一

[_A]一

i †

i

( 1 )一 b

[10] (1 )

[14] / Ssl6/¾jcd

、

2 ト o―

6

[18]

[19]

[20] (l )-h CH

[22]

1

一 I

Br-CH

[23]

A] - 9

[24] )一

[25]

[28] ποι卜 Z19S6 β

2丄

[A]-13

[32]

[34]

(CDはシクロデキストリンを表わし、ひ一，

ー， y—のいずれも使用できる。 α— CDのと

き n= 6 , ー CDのとき n= 7，ァ一 CDのと

き n= 8である。）

(な，，ァー CD可）

但し、 [A]と反応させるジィソシァネート類としては芳香族系、

CDのジイソシァネート [C]等も使用することができる

但し、 [B]と反おさせるジイソシァネート類は芳香族系、

CDのジイソシァネート [C]等も使用することができる

但し、 [C]と反応させるグリコール類は芳香族系、

CDのグ'リコール [ A〗等も使用することができる

[

但し、 [C]と反応させるジァミン類は芳香族系、 CDのジァミン

[B]等も使用することができる上記反応式において Rは C H ₃—， C H ₃- C - , C H

0

= C H — C H 9—等を表わし、 R は C H ₃ - C H

C 一， C H C H - C H -

0

" · C H ₂—等を表わす

また n は、 C Dが α — C Dのときは 6 , C D力くー C D の場合は 7 . C D がァ — C D の場合は 8 であり、 mは 2 〜 10の整数を表わす。

上記反応は具体的には以下のようにして行なわれる。但し、（ 1 ) 一 a , ( 1 ) — b , ( 1 ) - c, ( 1 ) - d , ( 1 ) - e , ( 1 ) - f , ( 1 ) - g , ( 1 ) 一 h， ( 1 ) 一 i , ( 1 ) - j , ( 1 ) 一 k，（ 1 ) 一 £ , ( 1 ) 一 m及び（ 1 ) 一 n の各々に示した反応で、残水酸基の保護は C H。一ィヒ、 0 H ₃— C — ィヒ、

0

C H ₉= C H — C Hり一化、化、又は化

ゝ。八

、s のいずれによっても行うことができる。

また、（ 1 ) 一 e , ( 1 ) — f , ( 1 ) 一 g及び（ 1 ) ;

— hの反応においては、更に上記に加えぐ、、一 C H ₂—化により残水酸基を保護することもできる。

(残水酸基の保護の具体例）

(ィ） C H₃ —ィヒ， C H₂ = C H— C H₂ — ィヒ

保護基を 2 つ導入した化合物を脱水 D M F に溶解し、系を 0 〜 5 °Cに冷却し、窒素気流下そこに N a Hを添加する。添加後、その温度下で 2 時間反応させ、その後遮光してョウイヒメチルを、または遮光しないで臭化ァリルをゆっくり滴下する。滴下終了後、 0 〜 5 °Cにおいて 2 時間、室温にて 2 4 時間攪拌する。反応終了後濾過し、

D M Fを減圧下留去し残渣に少量のエタノールを加え、大量の水より再沈殿を行なう。沈殿物はよく水洗し乾燥させる。その後シリカゲルカラムクロマトグラフィ一により精製し残水酸基を保護した化合物を得る。

( 口） C H₃ — C ーィ匕

0

. 保護基を 2つ導入した化合物を脱水ピリジンに溶解し、

室温下無水酢酸をゆっくり滴下する。滴下終了後、 6 0

°Cで .1 2 時間反応させる。反応終了後、ピリジンを減圧

下濃縮し、残渣は大量の氷冷水より再沈殿を行なう。沈

殿物はよく水洗し乾燥させる。その後、シリカゲルカラ

ムクロマトグラフィ一により精製し残水酸基を保護した化合物を得る。 (ハ）

Ό八化

保護基を 2 つ導入した化合物を脱水 D M F に溶解し、室温下で P — トルエンスルホン酸を添加する。その系に

D M F に溶解した 2 , 3 — ジヒドロ — 4 H — ピラン、又は 2 ， 3 — ジヒドロー 4 H — チインを滴下する。滴下終了後、室温下で 2 4 時間反応させ、反応終了後 D M Fを減圧下留去する。残渣に少量のエタノールを加え、大量の水より再沈殿を行なう。沈殿物はよく水洗し乾燥させる。その後シリカゲルカラムクロマトグラフィ一により精製し残水酸基を保護した化合物を得る。

(二） c H₂ -ィヒ

(ィ）の反応においてヨウ化メチル又は臭化ァリノレにかえて、遮光しないで臭化ベンジルを用いる以外は同様にして残水酸基を保護した化合物を得る。

次に（ 1 ) — a〜（ l ) 一 n の残水酸基の保護および保護基の分離について説明する。（ Rが C H₃の場合） ( 1 ) - a

ィヒ合物 [ 2 ] の合成（ n = 7 , S — C Dの場合）

/3 — C Dを室温下ピリジンに溶解し、この系にピリジンに溶解したジフエ二ルメタン一 p , p ' — ジスルホニルクロライドを 5 °Cにて滴下する。滴下終了後 20°C以下にて 1 昼夜撹拌する。反応終了後ピリジンを 40°C以下にて減圧留去し残渣を大量のァセトンより再沈殿を行なう。沈殿物を集め水より再結晶を繰り返し精製し、化合物 [ 1 ] を得る。（収率： 15% )

得られた化合物 [ 1 ] を D M F 中で K I と 70〜 80°Cで 1 昼夜撹拌し、反応させ、反応終了後、 D M F を減圧下で留去し、残渣を大量のアセトンより再沈殿する。沈殿物は n — ブタノール /エタノール Z水より再結晶し精製し、化合物 [ 2 ] を得る。

D M F 中窒素雰囲気化 N a H とべンジルアルコールを反応させ室温で化合物 [ 2 ] の D M F溶液を加える。その後 70〜 80°Cにて 1 昼夜反応させ、終了後濾過する。次いで減圧下 D M Fを留去し残渣を大量のァセトンょり再沈殿する。沈殿物はエタノールより再結晶し精製し、化合物 [ 3 ] を得る。（収率： 45% )

ィヒ合物 [ 3 ] を脱水 D M F に溶解し、系を 0 〜 5 °Cに冷却し、窒素気流下そこに N a Hを添加する。添加後、その温度-下で 2 時間反応させ、その後遮光してヨウ化メチルを、または遮光しないで臭化ァリルをゆっくり滴下する。滴下終了後、 0.〜 5 °Cにおいて 2 時間、室温にて 2 4 時間攪拌する。反応終了後濾過し、 D M F を減圧下留去し残渣に少量のエタノールを加え、大量の水より再沈殿を行なう。沈殿物はよく水洗し乾燥させる。その後シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し化合物 [ 4 ] を得る。

得られた化合物 [ 4 ] は粗成物のままエタノールに溶解し 5 % P C を加え水素添加を行なう。水素圧が減らなくなるまで反応し、終了後濾過エタノールを減圧下で留去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離 ' 精製し化合物 [ A ] - 1 (ジ一 6 — ヒドロキシ一ペル — 0 — メチル ^ — C D ) を得る。（収率： 30% ) ( 1 ) - b

一 C Dを水に溶解し、次いで室温で酢酸を加え、続いてべンズアルデヒドをゆつくり滴下する。しばらくすると結晶が析出してくるがそのまま加え、滴下終了後さらに 6 時間攪拌する。その後濾過し、沈殿物は氷冷水で洗浄し、次いで炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し乾燥させる。沈殿物は水より再結晶を繰り返し精製し化合物 [ 9 ] を得る。（収率： 45% )

化合物 [ 9 ] の残水酸基の保護を前記の反応に（ィ）， ( 口）又.は（ハ）に準じて行ない、化合物 [ 10] を得ること力できる。

化合物 [ 10] (例えばメチル化物）を酢酸に溶解し、 5 % P d/ C を添加し水素添加を行なう（室温， 5 atmX cm²) 。水素圧が減少しなくなると反応を終了し、 P C を濾別、齚酸を減圧下留去する。残渣をシリカゲル力ラムクロマトグラフィーにより分離 ' 精製し、目的物 [A] — 2 を得る。

( 1 ) — c

5 — C Dを脱水 D M F に溶解し、室温で p — トルエンスルホン酸を加える。室温で 1 時間撹拌後 D M F に溶解したオルト酢酸メチルを滴下する。滴下後ゆつくりと温 22

度を上げ 90〜 100^eCで 1 時間攪拌する。反応終了後室温まで放冷し、その後中和し濾過する。 D M F 、トリメチルオルト酢酸エステルは、減圧下留去し、残渣は大量のァセトンにより再沈殿し、濾過する。沈殿物は十分水洗し、メタノールにより再結晶を行ない精製し、化合物 [ 11] を得る。

化合物 [ 11] の残水酸基の保護は（ 1 ) - b の反応の残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [ 12] を得ることができる。

化合物 [ 12] (例えばァセチル化物）を酢酸に溶解し、

50〜 60°C下 12_時間反応を行なう。反応終了後、酢酸を減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離 · 精製して目的物 [ A ] — 3 を得る。

( 1 ) - d

3 — C D を水に溶解し、 30〜 40°Cに系を保つ。その系にフヱニルホウ酸のメタノール溶液をゆつくり滴下する。しばらくすると結晶が析出してくるがそのまま加え、滴下終了後 1 時間攪拌する。反応終了後放冷し、濾過する。沈殿は水、メタノールで洗浄し、乾燥させる。沈殿物はメタノールより再結晶を行ない精製し化合物 [ 13] を得る。（収率： 60% )

化合物 [ 13] の残水酸基の保護は（ 1 ) - b の反応の残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [ 14] を得ることができる。

ィヒ合物 [ 14] (例えばァリル化物）をアセトンに溶解し、室温下 1 ， 3 —プロパンジオールをゆっくり滴下する。滴下終了後 40〜 50 °C下にて 12時間反応させる。反応終了後、アセトンを減圧下留去し残渣をクロ口ホルム Z 水系にて抽出を行なう。クロ口ホルム層は乾燥し、その後減圧下濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィ一により分離 · 精製し目的物 [ A ] — 4 を得る。

( 1 ) 一 e

3 — C D を脱水ピリジンに溶解し、 0 〜 5 °C に冷却する。その系にピリジンに溶解した 1 ， 1 ， 4 ， 4 ーテトラメチノレー 1 ， 4 — ジクロロジシノレメチレンをゆっくり滴下する。滴下終了後 0 〜 5 °Cで 1 時間、室温で 3 時間攪拌する。反応終了後、そのピリジン溶液を氷中に入れよく攪拌する。沈殿物はよく冷メタノールで洗浄し、ェ夕ノール、メタノールの順で再結晶し精製し化合物 [ 15 ] を得る。（収率： 30 % )

化合物 [ 15 ] の残水酸基の保護は（ 1 ) - a の反応における（ィ），（口）' ，（ハ）又は（二）に準じて行ない、化合物 [ 16 ] を得ることができる。

化合物 [ 16 ] (例えばメチル化物）を塩化メチレンに溶解しその系に室温下 47 %三フッ化ホウ素エーテル溶液をゆっくり滴下する。滴下終了後、室温で 6 時間攪拌し、反応終了後氷冷水中に注ぐ。有機層を分離し、炭酸ナトリウム水溶液、水で洗浄し乾燥後減圧下濃縮する。残渣はシリカゲルクロマトグラフィ一により分離し目的物 [ A二一 5 を得る。 ( 1 ) - f

/5 — C D を脱水ピリジンに溶解し、系を 0 〜 5 °Cに冷却する。その系にピリジンに溶解した 1 , 1 , 4 ， 4 — テトラメチノレー 1 , 4 — ジクロロジシノレエチレンをゆつくり滴下する。滴下終了後 0 〜 5 °Cで 1 時間、室温で 3 時間攪拌する。反応終了後、そのピリジン溶液を水中に入れよく攪拌する。析出した沈殿物はよく冷メタノールで洗浄し、エタノールより繰り返し再結晶することで精製し化合物 [ 17] を得る。（収率： 25% )

化合物 [ 17] の残水酸基の保護は（ 1 ) — e の反応の残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [ 18] を得ることができる。

以下（ 1 ) 一 e における化合物 [ 16] の反応と同様にして目的物 [ A ] — 6 を得る。

( 1 ) - g

( 1 ) 一 f の反応において、 1 , 1 , 4 , 4 ーテトラメチノレー 1 ， 4 ージクロロジシノレエチレンを 1 , 3 — ジクロロテトラメチルジシロキサンに変える以外は同様に反応を行ない化合物 [ 19] を得る。（収率： 25% )

化合物 [ 19] の残水酸基の保護は（ 1 ) - e の反応の残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [ 20] を得ることができる。

以下（ 1 ) 一 e における化合物 [ 16] の反応と同様にして目的物 [ A ] — 7 を得る。

( 1 ) - h ( 1 ) 一 f の反応において 1 , 1 , 4 , 4 ーテトラメチノレ一 1 , 4 ージクロ口ジシルエチレンを 1 , 1 , 3 ， 3 ， 5 , 5 —へキサメチノレ一 1 , 5 —ジクロロトリシ口キサンに変え、再結晶溶媒としてィソプロピルアルコールを用いる以外は同様にして反応を行ない化合物 [ 21] を得る。（収率： 30% )

化合物 [ 21] の残水酸基の保護は（ 1 ) 一 e の反応の残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [ 22] を得ることができる。

以下、（ 1 ) 一 e における化合物 [ 16] の反応と同様にして目的物 [ A ] — 8 を得る。

( 1 ) - i

— C D を脱水 D M S O (あるいは D M F ) 中で溶解させ、室温、窒素気流下 2 倍等量の N a Hを添加する。添加後 40〜 50°Cで 30分攪拌し濾過する。瀘液に 40〜50°C 下 D M S O (あるいは D M F ) に溶解した 2， 2 ' ービス（ブロモメチル）一；！， 1 ' 一ビフヱニルを滴下し、終了後、 80°Cで 24時間攪拌させる。反応終了後濾過し、溶媒を留去し、残渣を大量のアセトンより再沈殿させる。沈殿物は水洗し、さらにアセトンで洗浄し、乾燥後エタノールより再結晶し精製し化合物 [23] を得る。（収率： 20% )

化合物 [23] の残水酸基の保護は（ 1 ) 一 b の反応における残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [ 24] を得ることができる。化合物 [24] (例えばメチル化物）を酢酸に溶解し 10 % P dZ C を添加し、水素添加を行なう（ 60°C , 5 atra/ cm²) 。水素圧が減少しなくなるまで反応を続け、反応終了後 P dZ Cを濾別し、酢酸を減圧下留去する。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより分離 · 精製し、目的物 [ A ] — 9 を得る。

( 1 ) - j

反応（ 1 ) — i において、 2 , 2 ' 一ビス（ブロモメチノレ）一 1 , 1 ' — ビフエニルを 1 , 2 — ジブ口モー 1 ， 2 — ジフヱニルェタンに変える以外は同様に反応を行ない化合物 [25] を得る。（収率： 15% )

( i ) 化合物 [ 25] の残水酸基の保護は（ 1 ) — b の反応における残水酸基の保護と同様に行ない、化合物 [26] を得ることができる。

( ii) 化合物 [ 25] を脱水 D M F に溶解し、室温下で p — トル-ェンスルホン酸を添加する。その系に D M F に溶解した 2 , 3 — ジヒドロ — 4 H — ピラン又は 2 , 3 - ジヒドロー 4 H — チインを滴下する。滴下終了後室温下で 24時間反応させ、反応終了後 D M Fを減圧下留去する。残渣に少量のエタノールを加え大量の水より再沈殿を行なう。沈殿物はよく水洗し乾燥させる。その後シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、化合物 [26] を得る。

以下、（ 1 ) 一 i の化合物 [ 24] の反応と同様に、ィ匕合物 [ 26] を反応させて目的物 [ A ] — 10を得る。 ( 1 ) 一 k

— C D を脱水ピリジンに溶解し、 0 〜 5 °Cに冷却する。その系にピリジンに溶解した p — 二トロフヱニルクロロギ酸エステルをゆつくり滴下する。滴下終了後室温下で 24時間撹拌する。反応終了後残渣を大量のァセトンにより再沈殿させる。沈殿物は濾過し、よく水洗し乾燥させる。残った沈殿物は、イソプロピルアルコールにより再結晶を行ない化合物 [27] を得る。（収率約 15% ) 化合物 [27] の残水酸基の保護は（ 1 ) 一 b の反応における残水酸基の保護と同様に行ない化合物 [ 28] を得ることができる。

化合物 [ 28] (例えばテトラヒドロビラニル'化物）をジォキサンに溶解する。その系に室温で 0.5M N a 0 H — 50% ジ.ォキサン水溶液を滴下する。滴下終了後室温で 3 時間攪拌する。反応終了後ジォキサンを減圧下留去し結晶が析出する前に陽イオン交換樹脂カラムを通し再度溶媒を留去する。残渣をクロ口ホルム Z水系より抽出し、クロ口ホルム層は乾燥させ減圧下濃縮する。残渣をシリ力ゲルカラムクロマトグラフィーにより分離 · 精製し目的物 [ A ] — 11を得る。

{ I ) - & '

S — C Dを脱水 D M S O (あるいは D M F ) 中で溶解させ、室温、窒素気流下で 2倍等量の N a Hを添加する。添加後 4 0 — 5 0 °Cで 30分撹拌し、ろ過する。そのろ液に 10 °C以下で D M S 0 (あるいは D M F ) に溶解したジ— (プロモフエ二ルェチル）スルフィドを窒素気流下で滴下終了後その雰囲気において室温下 60時間撹拌反応させる。

反応終了後ろ過し、次いで溶媒を減圧下 30 °C以下にて留去、残渣を大量のジェチルエーテルにより再沈殿させる。沈殿物はアセトンで洗浄、さらに水洗を繰り返し、乾燥後エタノールにより再結晶し精製し、化合物 [29] を

1守る o

次に化合物 [29] を（ 1 ) 一 b の反応における残水酸基の保護と同様に行ない化合物 [30] を得ることができる。

化合物 [30] を（ 1 ) 一 j の保護基の分離と同様に行ない目的物 [A ] — 12 を得ることができる。

( 1 ) - m

( 1 ) — の反応のジ一（ブロモフヱニノレエチル）スノレフィドを P， P ' — ジブ口モメチルージフエニノレスノレフィドに変える以外は同様に反応を行ない化合物 [ 3 1 ] を得る

次に化合物 [ 3 1 ] を（ 1 ) 一 b の反応における残水酸基の保護と同様に行ない化合物 [ 3 2 ] を得ることがでさる。

次に化合物 [ 3 2 ] を 1 一 i の保護基の分離と同様に行ない目的物 [ A ] — 1 3 を得ることができる。

( 1 ) - n

/3 — C Dを脱水 D M F に溶解し、窒素気流下 N a H と反応させる。その系を 0 — 5 °Cに冷却し、炭酸ジメチルの D M F溶液をゆっくりと滴下する。滴下後も 0 - 5 °C で 2 時間撹拌する。反応終了後、未反応の N a Hをメタノールで反応させ、アルコラートとし、溶媒を減圧下 3 0 °Cにて留去する。残渣は大量のアセトンにより再沈殿させる。沈殿物はろ過し、よく水洗し乾燥させる。残った沈殿物はイソプロピルアルコールにより精製し化合物 [ 3 3 ] を得る。

次に化合物 [ 3 3 ] を（ 1 ) 一 b の反応における残水酸基の保護と同様に行ない化合物 [ 3 4 ] を得ることができる。

化合物 [ 3 4 ] を 1 — k の反応における保護基の分離と同様に行ない目的物 [ A ] — 1 4 を得ることができる。 iii) ィヒ合物 [ B ] の合成（ R ' ； C H ₃— C — の場合）

0

D M F中にナトリウムアジドを溶解し室温で化合物 [ 2 ] の D M F溶液を加え。添加後 80〜 90°Cで 6 時間反応させる。終了後室温まで放冷し、濾過し D M Fを減圧下で留去し残渣を大量のメタノールより再沈殿する。沈殿物を集めて水より再結晶し化合物 [ 5 ] を得る。（収率： 80% )

得られた化合物 [ 5 ] をピリジンに溶解し室温で無水酢酸を加え、その後 30時間撹捽する。反応終了後ピリジン、無水酢酸を減圧下で留去し残渣を少量のエタノールに溶解し大量の氷冷水より再沈殿を行なう。沈殿物はよく氷冷水で洗浄し乾燥させ化合物 [ 6 ] を得る。

化合物 [ 6 ] は粗成物のままエタノールに溶解し、 10 % P C を加え水素添加を行なう。水素圧が減らなくなるまで反応し、終了後濾過エタノールを減圧下で留去し残澄をシリカゲルクロマトグラフィーにより分離 ' 精製し、ィヒ合物 [ B ] ( ジ一 6 — ァミノ一ペルー 0 — ァセチノレ /5 — C D ) を得る。（収率： 60 % )

iv) ィヒ合物 [ C ] の合成（ R ' が C Hり = C H — C H ₂— の場合）

D M F 中で窒素雰囲気下グリコール酸と N a Hを反応させ室温でその系に化合物 [ 2 ] の D M F溶液を加える。添加後 70〜 80°Cで 1 昼夜反応させ、終了後減圧下で D M F を留去し、残渣を大量のアセトンより再沈殿させる。沈殿物はメタノールより再結晶し精製し化合物 [ 7 ] を得る。（収率： 25% )

得られた化合物 [ 7 ] を D M F に溶解し窒素雰囲気下 0 °Cで N a Hを加える。添加後 0 °Cで 1 時間、室温で 2 時間撹拌後、再び 0 °Cにおいて臭化ァリルを加え添加後室温で 1 昼夜撹拌する。終了後濾過し D M Fを減圧下で留去レ、残渣に少量のエタノールを加え大量の水より再沈殿を行なう。沈殿物はよく水洗し乾燥させベンゼン Z 酢酸ェチルで再結晶を行ない精製し、化合物 [ 8 ] を得る。（収率： 65% )

次に化合物 [ 8 ] をテトラヒドロフラン（ T H F ) に溶解し塩化チォニルを加える。添加後還流下 6 時間反応 3

させる。反応終了後放冷し減圧下で T H F，塩化チォニルを留去し乾固させ化合物 [ 9 ] を得る。

別途ナトリゥムアジドを水に溶解し氷冷したものを用意し、その系に化合物 [ 9 ] のアセトン溶液を 10〜 15°C で加える。添加後、さらにその温度で 2 時間撹拌し室温まで放置する。 2層に分離した溶液を分液して化合物 [10] のァセトン溶液を得る。

得られた化合物 [ 10] の溶液を 60〜 70°Cに加熱したベンゼン中にゆつくり注ぎ 2 時間撹拌する。反応終了後濾過し、減圧下でァセトン · ベンゼンを留去し乾燥させると化合物 [ C ] ( ジ — 6 —イソシァナトーペルー 0 —ァリル） δ — C D ) が得られる。（粗収率： 50 % )

C D ポリマーの合成（重付加）反応は以下のように行なう。

1 . ィヒ合物 [Α] — 1 〜 [Α] - 11 ( η = 7 , R ; C H

3 一）のいずれかをクロノレベンゼン（またはァニソール）に溶解し、窒素雰囲気下で撹拌する。その系にへキサメチレンジイソシァネート（ m = 6 ) を溶解したクロルべンゼン（またはァニソ一ル）を還流下滴下する。約半量を滴下後 4 〜 5 時間反応させる。その後残りの半量を滴下しさらに 2 〜 3 時間反応させる。反応終了後放冷し、析出したポリマーを少量の D M Fに溶解し大量のメタノ一ルで再沈殿させる。沈殿物を集めてよくメタノールで洗浄し減圧乾燥させればポリウレタン [ I 〗が得られる _c 2 . 化合物 [ B ] ( n = 7 , R ' ； C H ₃— C — ) をァ

I!

0

二ソールに溶解し氷冷下、へキサメチレンジィソシァネート（ m = 6 ) を溶解したァニソールの全量の約 80%をゆつくりと滴下する。ただちにポリ尿素 [ II] が析出する。滴下終了後 70〜 80°Cで 1 時間反応させ、続いて残りの 20 % のジィソシァネ一ト溶液を加え 90〜 100°Cにて 6 時間反応させる。反応終了後濾過し、沈殿物はよくメタノールで洗浄し、さらにソックスレーでエタノールを溶媒として低分子量オリゴマーを熱時抽出する。残りのポリマーを減圧乾燥すればポリ尿素 [ II] が得られる。

3 . ィヒ合物 [ C ] ( n = 7 , R ' ； C H ₂= C H - C H ₂ 一）とへキサメチレングリコ一ノレ（ m = 6 ) との反応は上記合成例の 1 に、また化合物 [ C ] とへキサメチレンジァミン '（ m = 6 ) との反応は上記反応例の 2 に準じて行なうことができる。

( 2 ) 不飽和ポリエステルの合成

4丄

[ (な，，ァ一可）

但し、 [A〗と反応させる酸無水物、ジカルボン酸類はそれぞれ

[E]、 [D]を用いることもできる

2.

但し、 [D]と反応きせる酸無水物、グリコール類はそれぞれ

[E]、 [A]を用いることもできる, S .

但し、 [E]と反させるグリコール類は CDのジオール [A]を用いることもできる

また、 [E]と反 ¾させる酸無水物は芳香族系のものでもよく、更にはジカルボン酸（脂肪族、芳香族及び [D])を主鎖に組みこむこともできる,

( S ) ポリエステルの合成

l .

[

(な，，ァ一可）

(CH0R)₂n (C腿）₂n

但し、 [A]と反応させるジエステル類は脂肪族系、 CDのジエステル [F]等も使用することができる。

2.

H0-CH₂-CH₂-0H -CH₂-CH₂0H + 2R OH

]

但し、 [F]と反おさせるジオール類は^香族系、 CDのジオール

[A]等も使用することができる。

2HW

但し、 [G]と反させるジオール類は脂肪族系、 CDのジオール

[A]等も使用することができる。

上記反応式において、 R， R ' 及び n はポリウレタン及びポリ尿素の合成反応式にて定義されたものと同義であり、 R〃は

C H ₃—，く C H ₂- , C H ₂= C H — C H ₂—等を表わす。

上記不飽和ポリエステルの合成反応（ 2 ) は、具体的には以下のように行なわれる。

i ) ィヒ合物 [ 2 ] の合成は前記ポリウレタン、ポリ尿素の合成の場合と同様に行なわれる。

ϋ) 化合物 [ D ] の合成（ R ' が C H ₃— C — の場合）

〇

D M F 中で窒素雰囲気下グリコール酸と N a Hを反応させ室温でその系に化合物 [ 2 ] の D M F溶液を加える。添加後 7G〜 80°Cで 1 昼夜反応させ終了後減圧下で D M F を留去し、残渣を大量のアセトンより再沈殿させる。沈殿物はメタノールより再結晶し精製し、化合物 [ 7 ] を得る。（収率： 25% )

得られた化合物 [ 7 ] をピリジンに溶解し、室温で無水酢酸を加えその後 30時間撹拌する。反応終了後ピリジン、無水酢酸を減圧下で留去し残渣を少量のエタノールに溶解、大量の氷冷水より再沈殿を行なう。沈殿物は n —へキサンノアセトンより再結晶し精製し化合物 [ D ] を得る。（収率： 80% )

iii) 化合物 [ E ] の合成化合物 [ D ] と塩化ァセチルとを混合し、還流下化合物 [ D ] が全て溶解してから時間反応させる。反応終了後室温まで放冷し、その後氷冷下 0 〜 5 °Cに系を冷却すると結晶が析出する。結晶を集めてェチルエーテルで洗浄すると化合物 [ E ] が得られる。（収率： 80% )

C D ポリマーの合成（重縮合）反応は以下のように行なう。

1 . フラスコ内に化合物 [A] ( n = 7 , R ; C H - ) , 無水マレイン酸、テレフタル酸の D M S O 溶液を入れ、窒素気流下徐々に加熱する。 140〜 150°Cにおいて 2 時間撹拌し、さらに 170〜 180°Cに温度を上げ縮合水が留出しなくなるまで（約 3 時間）反応を続ける。

反応終了後窒素気流下放冷し、大量の水より再沈殿させる。得られたポリマーをよく水で洗い減圧乾燥させ化合物 [ V ] を得る。また、 3 時間反応を続けた後 120〜 130 °Cまで系温度を下げ、そこにノヽイドロキノン、スチレンを加え撹拌し（約 2 時間）、その後同様の処理を行なうとスチレンを含んだ不飽和ポリエステルを得ることもでさる。

2 . フラスコ内に化合物 [ D ] ( n = 7 , R ' ； C H 3 - C - ) , 無水マレイン酸、 1 ， 3 — プロパンジオール

〇

( m = 3 ) を入れ窒素気流下徐々に加熱する。 150〜 160 °Cにおいて 2 時間撹拌しさらに 200~ 210°C に温度を上げ縮合水が留出しなくなるまで（約 3時間）反応を続ける。反応終了後得られたポリマーをよく水洗し減圧乾燥させ化合物 [VI] を得る。

また、 3 時間反応を続けた後、 140〜 150でまで系温度を下げそこにハイドロキノン、スチレンを加え、撹拌させ（約 2 時間）その後同様の処理を行なうとスチレンを含んだ不飽和ポリエステルを得ることもできる。

3 . フラスコ内に化合物 [ E ] ( n = 7 , R ' ； C H 3 — C 一） . 無水マレイン酸， 1 , 3 — プロノンジオール

0

(m = 3 ) を入れ窒素気流下徐々に加熱する。 150〜 160 °Cにおいて 2 時間撹拌しさらに 200〜 210°Cに温度を上げ縮合水が留出しなくなるまで（約 3 時間）反応を続ける。

反応終了後、得られたポリマーはよく水洗し減圧乾燥させ、化合物 [VII] を得る。また、 3 時間反応を続けた後、 140〜 150°Cまで系.温度を下げそこにハイドロキノン、スチレンを加え、撹拌させ（約 2 時間）その後同様の処理を行なうとスチレンを含んだ不飽和ポリエステルを得ることもできる。

前記ポリエステルの合成反応（ 3 ) は具体的には以下のように行なわれる。

i ) ィヒ合物 [ 2 ] の合成は前記ポリウレタン、ポリ尿素の合成の場合と同様に行なわれる。 ii) ィヒ合物 [ F ] 及び [ G ] の合成（ R ' が C H ₃— C —

0 の場合）

D M F 中で窒素雰囲気下グリコール酸と N a Hを反応させ、室温でその系に化合物 [ 2 ] の D M F溶液を加える。添加後 70〜80°Cで 1 昼夜反応させ、反応終了後減圧下で D M Fを留去し、残渣を大量のァセトンょり再沈殿させる。沈殿物はメタノールより再結晶し精製し、化合物 [ 7 ] を得る。（収率： 25% )

得られた化合物 [ 7 ] をピリジンに溶解し室温で無水酢酸を加え、その後 30時間撹拌する。反応終了後ピリジン、無水酢酸を減圧下で留去し残渣を少量のエタノールに溶解し、大量の氷冷水より再沈殿を行なう。沈殿物を n —へキサン Zアセトンより再結晶し精製し化合物 [ 8 ] を得る。（収率： 80 % )

( R〃が C H ₃ - の場合）

化合物 [ 8 ] をエーテルに溶解し 0 ^eCまで冷却する。この系にジァゾメタンのエーテル溶液をゆつくりと加える。その温度で窒素が発生しなくなるまで撹拌し反応終了後過剰のジァゾメタンを酢酸でつぶし、その溶液を大量のメタノールノ水に加え再沈殿を行なう。得られた沈殿物は再度エタノールに溶解し大量の水より再沈殿を行ない精製し化合物 [ F ] を得る。（収率： 55% )

一方化合物 [ 8 ] をベンゼンに溶解し、塩化チォニルと還流下 6 時間反応する。反応終了後、減圧下ベンゼン、塩化チォニルを留去し乾固させ、化合物 [ G ] を得る（収率： 70% ) 。得られた白色結晶はそのまま縮合反応に用いる（非常に不安定なため）。

C Dポリマーの合成（重縮合）反応は以下のように行なう。

1 . ( i ) 重合反応管中に化合物 [ A ] - 1 又は（ 1 ) ポリウレタン及びポリ尿素の合成において得られた [ A ] 一 2 〜 [ A ] — 11のいずれか（ n = 7 ， R ； C H . - ) 及びテレフタル酸ジメチル、酢酸カルシウム二水和物、三酸化アンチモンの D M F溶液を入れる。混合物を加熱し、毛管を反応管の底に届くように入れ窒素を流す。 100〜120 °Cで 2時間で混合物中のメタノ一ルを留去した後 150〜 160 °Cで 2 時間加熱する。次いで減圧しさらに 5 時間加熱し、反応終了後窒素気流中で放冷する。 D M F溶液を大量の水より再沈殿させる。よく水で洗浄し減圧乾燥させて、ポリエステル [VIII] が得られる。

2. 重合反応管中に化合物 [ F ] ( n = 7 , R ' ； C H₃ — C 一， R " = C H ₃- ) 及びエチレングリコール，チタ II

0

ン酸イソプロピルの混合物を入れる。混合物を加熱し毛管を反応管の底に届くように入れ、窒素気流下 140〜 160 °Cで 3 時間反応させる。次いでメタノールを留去した後 180〜 200°Cで 2 時間反応させ、ゆっくり減圧しさらに 5 時間反応させる。反応終了後窒素気流中で放冷し減圧乾燥して化合物 [ IX] が得られ ^。

3 . フラスコ中に化合物 [ G ] ( n = 7 , R ' ； C H 3 一 C 一）及びヒドロキノン、ニトロベンゼンを入れ窒素

0

気流下 120〜 140°Cで 8 時間反応させる。反応終了後ニト口ベンゼンを減圧下留去、乾固させる。得られた固体を集めて減圧乾燥すると化合物 [ X ] が得られる。

HO

(3a) ポリ力—ポネ— トの合或

[

(3b) ボリアミドの合成

ノ

但し、 [B]と反応させるジカルボン酸は芳香族系、 CDのジカルボン酸 [H]等を用いることもできる

但し、 [H]と反させるジイソシァネート類は芳香族系、

CDのジイソシァネート [J]等を用いることもできる,

2 NII₂ 〜： 10

+ K

但し、〖 I ]と反応させるジァミン類は芳香族系、 CDのジァミン [B]等を用いることもできる, .

CD 、NH: 十 Ci-C-(CH₂½C-C£

II

0 0

(m= 0〜 8 )

(3c) ボリスルホンの合成

[

[XV] 1-) (

上記反応式において、 R， R ' 及び n はポリウレタン及びポリ尿素の合成反応式にて定義されたものと同義である。

( 3 a ) ポリカーボネートの合成

ポリウレタン、ポリ尿素の合成方法と同様にして、ィヒ合物 [ A ] , [ B ] , [ H ] , [ I ] 及び [ J ] を合成する。

1 . ィヒ合物 [ A ] ( n = 7 , R ； C H ₃― ) をピリジンに溶解し、溶液を 30°C以下にし撹拌する。その系にホスゲンを通じ、ホスゲン一塩化水素錯体の黄色が消えてなくなるまで撹拌する。反応終了後、メタノールを加え、. 重合体を沈殿させ濾過し乾燥する。次いで、再度 T H F に溶解しメタノールで再沈殿し精製させ、減圧乾燥することでポリカーボネート [XI] が得られる。

( 3 b ) ポリアミドの合成

1 . 化合物 [ B ] ( n = 7 . R ' ； C H ₃— C — ）のェ

II

0

夕ノール溶液をアジピン酸（ m = 4 ) のエタノール溶液に加え、撹拌する。 1 ~ 2 時間後反応を止め室温で一夜放置後濾過し、瀘物はエタノールで洗い減圧乾燥させる。

得られたァミド塩を約 80%の水溶液としォートクレ一ブに入れる。窒素置換した後内温 180〜200° (：、圧力 15〜

18kg_ cm²の状態で水蒸気を出し加熱撹拌する（ 5時間）。その後放圧し、内温は 250°Cまで上げさらに 1 時間加熱する。室温まで放冷しメタノールで洗い減圧乾燥することでポリアミド [XII] が得られる。

2. 化合物 [H] ( n = 7 , R ' ； C H ₂= C H - C H ₂ 一）及びへキサメチレンジ-イソシァネート（ m = 6 ) をキシレンに溶解し重合管に入れ窒素置換を行った後封管する。その後 100〜 110°Cで 5 時間、 150〜 160°Cで 3 時間反応させる。室温まで放冷後、大量のメタノール中に入れ再沈殿を行なう。

沈殿物はよくメタノールで洗浄後減圧乾燥することでポリアミド [ X II I ] が得られる。

3 — 1 . ィヒ合物 [ I ] ( n = 7 ， R ' ； C H = C H - C H ₂- ) の塩化メチレン溶液をエチレンジァミン（ m = 2 ) と水酸化カリウムを溶解した大量の水中に加え激しく撹拌す-る。

室温で 30分撹拌した後、濾過し、濾別したポリマーを沸騰水に入れ吸着されている塩化メチレンを除去する。再度濾過しポリマーを-減圧乾燥することでポリアミド [XIV] が得られる。

3— 2. へキサメチレンジァミン（m= 6 ) 0.5gと N a O H 0.4gを 50mlの水に溶解し、室温で激しく攪拌し、これにジカルボン酸クロリド /3 — C D 6 gの D M F溶液を滴下した。次いで 60〜 70°Cで 10時間攪拌して、減圧下で水及び D M F を留去し、残渣をアセトン中で再沈殿させた後これを濾過し、沈殿物をよく水洗し乾燥して C D - ポリマーを得た。得られたポリマーの分子量は 52， 000であつた。

4 . ジァミノ /3 — C D 4.5gと N a O H 0.4gを 50mlの水に溶解し室温で激しく攪拌し、これにアジピン酸ジクロリド（ m = 4 ) 0.8gの D M F溶液を滴下した。その後 60〜70°Cで 10時間攪拌し、次いで減圧下で水及び D M F を留去し、残渣をアセトン中で再沈殿させた後、これを濾過し、沈殿をよく水洗し乾燥して C D ポリマーを得た。得られたポリマーの分子量は約 50 , 000であった。

( 3 c ) ポリスルホンの合成

化合物 [ B ] ( n = 7 , R ' ； C H ₂ - C — ) の T H F

0

溶液に、蒸留水、 1 0 % ラウリル酸ソーダ水溶液そして炭酸ナトリゥムを加え均一溶液とする。その系に撹拌しな力ら m — ベンゼンスノレホニノレジクロライドの塩化メチレン溶液を 5 分間で加え、その後 30分間撹拌する。そしてェタノールを加え、生成した沈殿を濾過する。沈殿はエタノール、アセトン、熱水、アセトンの順で洗浄し減圧乾燥することでポリスルホン [ XV] を得る。

本発明において用いられる C D としては、例えば α —

C D、 /3 — C D及び y — C D が挙げられる。

上記の如く得られる本発明の C D ポリマーは水又は特定の有機溶媒に不溶である一方、特定の酵素により分解可能であり、分解性ポリマ一として使用することもできる 1 に、本発明の C D ポリマーの分解性を示す

1 曰数ポリマー [V] ポリマー [VI I I] ポリェチレン

5 (日後）

1 0

変化なし

1 5

変化なし

2 0

2 5 少し穴があく - 全く変化なし

3 0

穴の量が増加する

3 5 少し穴があく

4 0 穴の量が増加する穴が増え面積が

1/2となる

5 0 穴が増え面積が穴が増え面積が

1/2となる 1/3となる

6 0 穴が増え面積が穴が増え面積が

1/3となる 1/5となる但し、上記結果は、各々の C D ポリマーを l O cm x l O cm (厚み：約 50〃 m) のフィルム状にし、これを土中に埋め、 —定期間ごとにその状態を調べて得られたものである。

上記反応により得られるポリマーとしては製膜性の点から分子量が 5 万以上のものが好ましい。

本発明のシクロデキストリンポリマーは、膜として透過又は吸着分離膜等に、粉体あるいはビーズ状にしてガスクロマトグラフィー又は液体クロマトグラフィ一の分離カラム用充填剤に、更にビーズ状あるいはペレツト状にして吸着剤、捕集剤等に用いられる。

本発明においては上記得られたポリマ一を用いて製膜を行なう。製膜には種々の公知の方法が用いられるが、具体的には以下の方法で行なわれる。

すなわち、本発明のシクロデキストリンポリマ一を溶媒に溶解して得られた溶液を支持体上に展延した後、溶媒を除去して製膜するキャスト方法。

例えば、得られたポリマーをジメチルホルムアミド（ D M F ) またはジメチルスルホオキサイド（ D M S 0 ) に溶解した溶液をテフロン板、ガラス板、金属板などの支持体の上に展延した後、溶媒を除去（例えば蒸発）させ、膜を形成する。この際 D M F , D M S O とも沸点が高く蒸発しにくいため、 40〜 6 CTCの熱をかけ、ある程度蒸発した時点で水中に入れて膜を剥離し、水洗、乾燥してシクロデキストリン膜を得る方法をとることが出来る。

また、別の方法として、本発明のシクロデキストリンポリマーを加熱して溶融し、押出し、延伸してフィルムに成型する押出し法をとることもできる。

以上詳細に説明したように、本発明の如く、 C D を高分子化合物の主鎖に導入することにより、 C Dュニットの固定量が増大し、その機能性が大巾に向上した C D ポリマーを提供することができ、また、特定の高分子化合物を用いることで水又は特定の有機溶媒に不溶である一方、酵素により分解可能であり、この結果分離性ポリマーとして使用しうる C Dポリマーを提供することができる。

また、本発明のシクロデキストリンポリマーを用いて得られるシクロデキストリン膜は、ポリマー自身が製膜性を有しているので他の支持膜を使用する必要がなく、単体膜として使用できる。

産業上の利用分野

上記の如 'く得られた C D ポリマーは特に吸着 · 分離剤として使用でき、また本発明の C D ポリマーを用いて得られる C D膜は、透過又は吸着分離膜等に用いられる。

Claims

請求の範囲

1 . シクロデキストリンを、ポリウレタン、ポリ尿素、不飽和ポリエステル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリァミド及びポリスルホンから選ばれる高分子化合物の主鎖に含むシクロデキストリンポリマー。

2 . シクロデキストリンの有する水酸基のうち 2 の水酸基のみに保護基を導入したシクロデキストリン誘導体を用いて合成されることを特徴とする請求の範囲第 1 項記載のシクロデキストリンポリマー。

3 . 請求の範囲第 1 項又は第 2 項に記載のシクロデキストリンポリマ一を用いて製膜されることを特徴とするシクロデキストリン膜。