JP4932069B2 - アクリルアミド誘導体および該誘導体を含む重合体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側鎖に官能基を有するアクリルアミド誘導体およびこの誘導体の単独重合体、共重合体、さらに該重合体の架橋物に関する。本発明のアクリルアミド誘導体は、容易にラジカル重合し簡便に単独重合体が得られ、他のモノマーとの共重合も可能である。本発明のアクリルアミド誘導体から合成される共重合体は、水溶液中で特定の温度を境に低温側で溶解、高温側では不溶化を起こす、温度応答性高分子と成りうる。従って、固体表面に固定化することにより、特定の温度を境に低温側で親水性、高温側で疎水性となる。本発明の共重合体を用いれば狭い温度範囲で、親水性、疎水性の変化を起こすばかりでなく、荷電状態から非荷電状態への温度変化のみによるスイッチが可能となる。さらに種々の官能基を有しているために、これを利用して共有結合あるいは水素結合などにより様々な分子の導入が可能である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎ−アルキル置換アクリルアミド重合体は、温度応答性高分子の一つであり、中でもポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（以下、ＰＩＰＡＡｍと略記する）は、３２℃の相転移温度を境にそれ以下では水溶性を示し、それ以上では急激に不溶化して沈殿を生起する。ＰＩＰＡＡｍ連鎖を固体表面に導入して、温度変化のみで親水性・疎水性を変化させ、細胞培養後の細胞の回収や、クロマトグラフィーへの展開が行われている。かかる技術は、例えば、下記の文献に記載されている。
Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ｎ．Ｙａｍａｄａ，Ｈ．Ｓａｋａｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２７巻，１２４３〜１２５１ページ（１９９３年）
Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ｎ．Ｙａｍａｄａ，Ｍ．Ｏｋｕｈａｒａ，Ｈ．Ｓａｋａｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，１６巻，２９７〜３０３ページ（１９９５年）
Ｈ．Ｋａｎａｚａｗａ，Ｋ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｍａｔｓｕｓｈｉｍａ，Ｎ．Ｔａｋａｉ，Ａ．Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６８巻，１００〜１０５ページ（１９９６年）
Ｈ．Ｋａｎａｚａｗａ，Ｙ．Ｋａｓｈｉｗａｓｅ，Ｋ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｍａｔｓｕｓｈｉｍａ，Ａ．Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６９巻，８２３〜８３０ページ（１９９７年）
この温度応答性高分子に官能基を導入するために、アクリル酸等の官能基を有するコモノマーとの共重合が一般に行われている。ところが、直鎖状の重合体あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）においては、アクリル酸の導入率を増加させると、相転移温度は顕著に上昇してしまい、さらにその転移挙動も鈍感になってしまうことが避けられなかった。すなわち、温度応答性重合体またはハイドロゲルにおいて鋭敏な温度応答性を保持したまま、多くの官能基を導入する方法はこれまでなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋭敏な温度応答性を保持したまま多くの官能基が導入された高分子、あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を調製するためのモノマーおよびその重合体あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に基づいて鋭意検討を加えた。その結果、共重合させるモノマーと構造を極めて類似させることにより、単独重合体が保持している温度応答性を発現させることが出来ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、下記一般式（Ｉ）
【０００６】
【化１３】
【０００７】
（式中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ２、Ｒ３は各々独立して炭素数１〜６のアルキレン基を表すか、または、Ｒ２とＲ３は一体となってシクロアルカンを形成しても良く、Ｘは水素原子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表し、Ｙはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表す。）で表されるアクリルアミド誘導体を提供する。
【０００８】
また、本発明は、下式一般式（ＩＩ）
【０００９】
【化１４】
【００１０】
（式中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ２、Ｒ３は各々独立して炭素数１〜６のアルキレン基を表すか、または、Ｒ２とＲ３は一体となってシクロアルカンを形成しても良く、Ｘは水素原子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表し、Ｙはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表す。）で表される繰り返し単位からなる重合体を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、前記一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位と、一般式（ＩＩＩ）
【００１２】
【化１５】
【００１３】
（式中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ６は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表す。）で表される繰り返し単位とからなる共重合体を提供する。
【００１４】
さらに加えて、本発明は、上記重合体を含む架橋物および上記共重合体を含む架橋物を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明において、炭素数１〜６の直鎖または分岐したアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル基およびｎ−ヘキシル基を挙げることができる）。
【００１６】
本発明において、炭素数１〜６のアルキレン基の例としては、モノメチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基およびヘキサメチレン基を挙げることができる。好ましいメチレン基としてはモノメチレン基を挙げることができる。
【００１７】
本発明において、ハロゲン原子とはフッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子のいずれかを意味する。特に好ましいハロゲン原子は塩素原子である。
本発明において、置換フェニル基の置換基としては、特に制限されないが、例えば、ニトロ基、メチルメルカプト基が挙げられる。特に好ましい置換フェニル基の置換基はニトロ基である。
【００１８】
本発明において、置換ベンジル基としては、特に制限されないが、例えば、トリフェニルメチル基、ジフェニルメチル基が挙げられる。
一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）において、Ｒ２とＲ３が一体となって環を形成する場合、好ましい環としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。
【００１９】
本発明において、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位からなる重合体の重合度は、繰り返し単位の数が２以上であれば特に限定されないが、好ましくは５０〜５００である。
【００２０】
本発明において、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位と、一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位とからなる共重合体は、各々の繰り返し単位の数の合計が２以上であれば特に限定されないが、好ましくは５０〜５００である。また、前者の繰り返し単位と後者の繰り返し単位との割合も特に限定されないが、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位の数：一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位の数＝１〜５０：９９〜５０が好ましい。
【００２１】
以下、本発明のアクリルアミド誘導体、該誘導体を用いて得られる重合体、共重合体および架橋物の製造方法を示す。
本発明のアクリルアミド誘導体は、例えば、一般式（ＩＶ）
【００２２】
【化１６】
【００２３】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜４の直鎖または分岐したアルキル基、Ｒ３は炭素数１〜６のアルキレン基、Ｘは水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、−ＣＯＯＲ４（Ｒ４は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す）を表し、Ｙはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）で表されるエステル基、−ＮＨ−Ｒ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖あるいは分岐したアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換ベンジルオキシカルボニル基を表す。）で表される置換アミノ基を表し、Ｒ２とＲ３は一体となってシクロアルカンを形成しても良い。）と、例えば、一般式（Ｖ）
【００２４】
【化１７】
【００２５】
（式中、Ｒ１は水素原子あるいは炭素数１〜４の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表す。）で表される化合物と反応させることにより、容易に得られる。
化合物（Ｖ）で表される化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、α−ｎ−ブチルアクリル酸、α−ｎ−ヘキシルアクリル酸を例示でき、一般に市販されているものもある。この反応では縮合剤を用いることによりより効率的に進行し、縮合剤はジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、Ｎ−エチル−Ｎ’−３−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド、ベンゾトリアゾール−１−イル−トリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロリン化物ジフェニルホスホリルアジド等が例示でき、単独であるいはＮ−ヒドロキシスクシンイミド、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール等と組み合わせて用いられる。反応は溶媒中で行うことが望ましく、用いられる溶媒は化合物を溶解するが反応に関与しないものであればいずれでもよく、水、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００２６】
これらの縮合剤を用いない場合は、一般式（Ｖ）を酸ハロゲン化物に変換した化合物を用いることにより、反応が容易に進行する。酸ハロゲン化物としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸ブロミド、メタクリル酸ブロミドを例示でき、一部は市販されている。その他のものに関しては、塩化チオニル、三塩化リン、五酸化リンなどを用いて公知の方法で酸ハロゲン化物に変換できる。反応は有機溶媒中、不活性ガス雰囲気下において容易に進行する。用いられる溶媒としては、反応に関係しないものであれば何でもよく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、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。
【００２７】
この反応は塩基性物質存在下で行うことが好ましく、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アルミニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化カルシウム、ピリジン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等が好適に用いられる。
【００２８】
一般式（ＩＶ）で用いられる化合物としては、１−（ヒドロキシメチル）エチルアミン、１−（ヒドロキシメチル）プロピルアミン、β−アミノ酪酸、β−アミノ酪酸メチルエステル、β−アミノ酪酸ｐ−ニトロフェニルエステル、β−アミノ酪酸ベンジルエステル、２−アミノプロピルクロリド、２−アミノプロピルブロミド、γ−アミノ吉草酸、γ−アミノ吉草酸メチルエステル、γ−アミノ吉草酸ｐ−ニトロフェニルエステル、γ−アミノ吉草酸ベンジルエステル、β−アミノ吉草酸、β−アミノ吉草酸ベンジルエステル、１−メチルアミノ−２−アミノプロパン、１−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ−２−アミノプロパン、１−ベンジルアミノ−２−アミノプロパン、１−（ベンジルオキシカルボニル）アミノ−２−アミノプロパンを例示できる。これらの中で一部のものは市販されている。
【００２９】
本発明の一般式（Ｉ）で表されるアクリルアミド誘導体は単独重合により、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位からなる重合体が一般的な重合法により得られ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用いられるラジカル開始剤としては、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が例示でき、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り低温での迅速な重合が可能である。さらに、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あるいは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のようなアゾ化合物を例示することができる。
【００３０】
この場合の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、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、アセトン、メチルエチルケトン、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００３１】
一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位と一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位とからなる共重合体は、例えば、イソプロピルアクリルアミド、イソブチルアクリルアミド、３−ペンチルアクリルアミド、シクロペンチルアクリルアミド、３−ヘキシルアクリルアミドなどと一般式（Ｉ）で表される化合物とを共重合させることにより容易に合成できる。この際、一般的な重合法が用いられ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用いられるラジカル開始剤としては、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が例示でき、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り低温での迅速な重合が可能である。さらに、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あるいは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のようなアゾ化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
この場合の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、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、アセトン、メチルエチルケトン、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００３３】
一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位を含む架橋物および一般式（ＩＩ）と一般式（ＩＩＩ）で表される共重合体を含む架橋物は、一般に架橋剤と呼ばれる多官能性の化合物を共存させて重合反応を行うことにより容易に得られる。架橋剤としては、メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、グリセリントリアクリレート、グリセリントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどを例示でき、一部は市販されている。この際、一般的な重合法が用いられ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用いられるラジカル開始剤としては、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が例示でき、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り低温での迅速な重合が可能である。さらに、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あるいは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のようなアゾ化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
この場合の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、ｎ−ヘキサノール、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、アセトン、メチルエチルケトン、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００３５】
本発明で得られた重合体の温度応答性は、水あるいは緩衝溶液に溶解させた後、その溶液の温度を一定の速度で変化させた時の濁度変化を測定し、濁度変化が完結するのに要する温度幅を測定することにより評価できる。また架橋物については、温度変化させたときの各温度での平衡膨潤度を測定し、その変化の程度で評価できる。
【００３６】
【実施例】
以下実施例、比較例、参考例により本発明を更に詳しく説明する。ただし、本発明がこれらに限定されるものではないことはもちろんである。
【００３７】
【参考例１〜４】
表１記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、アクリル酸（ＡＡｃと略す）、および１１．５ｍｇの重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮと略す）を３５ｍｌのテトラヒドロフランに溶解させ、脱気封管後、６５℃で２．５時間撹拌した。反応後ジエチルエーテルへの沈殿を２回繰り返して精製した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【参考例５〜８】
試験官中に、表２記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、アクリル酸（ＡＡｃと略す）、２６．６ｍｇの架橋剤メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡｍと略す）および４８μｌの重合促進剤Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンを１０ｍｌの水に溶解させた。窒素ガスをバブリングした後、４０ｍｇ／ｍｌの過硫酸アンモニウム水溶液２００μｌを直ちに加えた後、キャピラリー管中に溶液を吸い上げた。０℃で２４時間保った後、キャピラリーより調製した架橋物を取り出し、冷水中に１日間浸漬して精製した。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【実施例１】
【００４２】
【化１８】
【００４３】
［化１８］の合成スキームに従い、はじめにβ−アミノ酪酸１８．１ｇ、ベンジルアルコール８７．５ｍｌ、ｐ−トルエンスルホン酸４０．０ｇを１７５ｍｌのベンゼンに溶解させ、還流させた。生成してくる水をベンゼンとの共沸混合物として除去した。反応溶液にジエチルエーテル２８０ｍｌ、ヘキサン２８０ｍｌを加え、沈殿を生成させた。この沈殿を濾別し、エーテル・エタノールの混合溶液中で再結晶させて、生成した。５３．８ｍｇのβ−アミノ酪酸ベンジルエステル・ｐ−トルエンスルホン酸塩を白色結晶として得た。１Ｈ−ＮＭＲ測定結果により、β−アミノ酪酸ベンジルエステル・ｐ−トルエンスルホン酸塩の合成を確認した。以下に、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果を示す。下線部は化合物中の対応するプロトンの位置を示す。なお、以下のＮＭＲデータにおいて、「Φ−」はフェニル基を表す。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．２０（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．２９（ｓ，３Ｈ，Φ−ＣＨ ３），２．６８（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），３．５４（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．１４（ｓ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），７．１１および７．４８（ｍ，４Ｈ，ｐ−トルエンスルホン酸塩のベンゼン環の水素），７．３９（ｍ，５Ｈ，ベンジルエステルのベンゼン環の水素），７．８１（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨ（ＮＨ２）ＣＨ ２）
次に、５０．０ｇのβ−アミノ酪酸ベンジルエステル・ｐ−トルエンスルホン酸塩を５４．３ｍｌのトリエチルアミンを含む３００ｍｌのエーテルに分散させた。この溶液に０℃でアクリル酸クロリド１２．７ｍｌをゆっくりと加え、２時間撹拌した。エーテル層を回収後濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して、目的の２−（ベンジルオキシカルボニル）イソプロピルアクリルアミド１９．５９ｇを白色結晶として得た。１Ｈ−ＮＭＲ測定、元素分析により合成を確認した。以下に、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果および元素分析結果を示す。下線部は化合物中の対応するプロトンの位置を示す。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．１１（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．５３（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），４．２０（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．０６（ｓ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），５．５５、６．０７および６．１８（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），７．３５（ｍ，５Ｈ，ベンゼン環の水素），８．１０（ｄ，１Ｈ，ＣＯＮＨ）
Ｃ１４Ｈ１７ＮＯ３２４７．３２
計算値： Ｃ６７．９３ Ｈ６．９４ Ｎ５．６６
測定値： Ｃ６７．９２ Ｈ６．９０ Ｎ５．７３
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果および元素分析結果により、上記目的化合物の合成が確認された。
【００４４】
【実施例２】
【００４５】
【化１９】
【００４６】
［化１９］の合成スキームに従って、実施例１で合成した２−（ベンジルオキシカルボニル）イソプロピルアクリルアミド１．０ｇを１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍｌに分散させ、１時間撹拌した。エーテルを用いて脱保護されたベンジルアルコールを除去後、溶液全体がｐＨ２になるまで濃塩酸を加えた。塩化水素および水を完全に留去した後、残渣にメタノールを加え２時間撹拌した。メタノール層のみを分離し、濃縮して目的とする２−カルボキシイソプロピルアクリルアミドを透明な粘性液体として得た。構造は１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．３５（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．３８（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），４．１５（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．５５、６．０６および６．１２（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），８．１０（ｄ，１Ｈ，ＣＯＮＨ）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により、上記目的化合物の合成が確認された。
【００４７】
【実施例３〜４】
表３記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍと略す）、および１１．５ｍｇの重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮと略す）を３５ｍｌのテトラヒドロフランに溶解させ、脱気封管後、６５℃で２．５時間撹拌した。反応後、ジエチルエーテルへの沈殿を２回繰り返して精製した。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【実施例５〜７】
【００５０】
【表４】
【００５１】
試験管中に、表４記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）、２６．６ｍｇ／ｍｌの架橋剤メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡｍと略す）水溶液１００μｌおよび４．８μｌの重合促進剤Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンを０．９ｍｌの水に溶解させた。窒素ガスをバブリングした後、４０ｍｇ／ｍｌの過硫酸アンモニウム水溶液２０μｌを直ちに加えた後、キャピラリー管中に溶液を吸い上げた。０℃で２４時間保った後、キャピラリーより調製した架橋物を取り出し、冷水中に１日間浸漬して精製した。
【００５２】
【実施例８】
【００５３】
【化２０】
【００５４】
［化２０］のスキームに従って、はじめに蒸留精製した１，２−ジアミノプロパン１１９．４ｍｌとトリエチルアミン１９４．９ｍｌを脱水した５００ｍｌのジエチルエーテルに溶解させた。０℃でカルボベンゾキシクロリド２０．０ｍｌをゆっくりと滴下し、室温で１８時間撹拌した。上清を回収し、水で洗浄後濃縮した。酢酸エチルを加えて結晶を析出させ、これを濾別、除去した。濾過液を濃縮し、カラムクロマトグラフィーにより精製して１−ベンジルオキシカルボニルアミノ−２−アミノ−プロパン９．５１ｇを透明無色の粘性液体として得た。合成は以下に示した１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により確認された。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）０．９１（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．８０（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），２．８５（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），５．０１（ｓ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），７．３５（ｍ，５Ｈ，ベンゼン環の水素）
８．０ｇの１−アミノ−２−（ベンジルオキシカルボニル）アミノプロパンと８．０ｍｌのトリエチルアミンをジエチルエーテル２００ｍｌに溶解させ、塩化アクリロイル３．７４ｍｌを０℃でゆっくり滴下した。２時間撹拌後、濃縮し残渣に酢酸エチルを加え、溶解させた。さらにこの溶液を水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。カラムクロマトグラフィーにより精製して、２−（ベンジルオキシカルボニル）アミノイソプロピルアクリルアミド３．４３ｇを板状結晶として得た。合成は以下に示した１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により確認された。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．０３（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），３．０４（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），３．９２（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．０１（ｍ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），５．５７、６．０７および６．１８（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），７．３４（ｍ，５Ｈ，ベンゼン環の水素）
【００５５】
【実施例９】
【００５６】
【化２１】
【００５７】
実施例８で合成した２−（ベンジルオキシカルボニル）アミノイソプロピルアクリルアミド１．０ｇを臭化水素酢酸溶液に分散させ、２時間撹拌した。臭化水素、酢酸を徹底的に留去した後、残渣に水を加えた。エーテルを用いて脱保護されたベンジルブロミドを抽出除去した後、水層を濃縮した。残渣にメタノールを加え２時間撹拌した。メタノール層のみを分離し、濃縮して目的とする２−アミノイソプロピルアクリルアミド臭化水素酸塩を白色固体として得た。構造は１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．３５（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．８９（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），４．２１（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．５０、６．０６および６．１２（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），８．０８（ｄ，１Ｈ，ＣＯＮＨ）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により、上記目的化合物の合成が確認された。
【００５８】
【比較例１〜１２】
参考例１〜４で調製したＮ−イソプロピルアクリルアミド／アクリル酸共重合体またはＮ−イソプロピルアクリルアミド単独重合体を各種のｐＨのリン酸緩衝液に０．６％になるように溶解させた。２０℃から昇温して９０％透過度と１０％透過度を示す温度の中間の温度を下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）とした。さらにこの温度幅を相転移の敏感さの指数とした。すなわち、この指数が小さいほどより狭い温度幅で相転移が起こったことを表し敏感であることを示す。測定の結果を表５に示す。
【００５９】
【表５】
【００６０】
【実施例１０〜１５】
【００６１】
【表６】
【００６２】
実施例３および４で調製したＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）／２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍと略す）共重合体をリン酸緩衝液に０．６％になるように溶解させた。ＬＣＳＴおよび相転移の敏感さの指数を比較例１〜１２の場合と同じように評価した。測定の結果を表６に示す。表中にはＰＩＰＡＡｍ単独重合体と比較するために比較例１、５、９の結果も記載した。
【００６３】
表６および比較例の表５より明らかなように、実施例で得られたＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と類似な構造を有する２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）からなる共重合体は、約１０ｍｏｌ％のＣＩＰＡＡｍ含有率においてもＩＰＡＡｍ単独重合体で観察されるのとほぼ同じ温度で相転移を起こし、そのときの温度幅もきわめて小さいことから、比較例中のアクリル酸との共重合体とは全く異なるものである。
【００６４】
【比較例１３〜１６】
ｐＨ６．４のリン酸緩衝液中で、参考例５〜８のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）とアクリル酸（ＡＡｃ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは参考例５〜８で調製した際のキャピラリー径に相当する初期の径（ｄ０）で各温度での平衡に達したときの径（ｄ）を割った値を３乗したもの（（ｄ／ｄ０）３）と定義した。結果を図１に示す。
【００６５】
【比較例１７〜２０】
ｐＨ７．４のリン酸緩衝液中で、参考例５〜８のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）とアクリル酸（ＡＡｃ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図２に示す。
【００６６】
【比較例２１〜２４】
ｐＨ９．０のリン酸緩衝液中で、参考例５〜８のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）とアクリル酸（ＡＡｃ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図３に示す。
【００６７】
【実施例１６〜１８】
ｐＨ６．４のリン酸緩衝液中で、実施例５〜７のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図１に示す。
【００６８】
【実施例１９〜２１】
ｐＨ７．４のリン酸緩衝液中で、実施例５〜７のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図２に示す。
【００６９】
【実施例２２〜２４】
ｐＨ９．０のリン酸緩衝液中で、実施例５〜７のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図３に示す。
【００７０】
図１〜３より、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドとアクリル酸とからなる共重合体架橋物においては、アクリル酸の含量の増加に従って、体積変化が完結する温度が高温側に移動し、また各温度の平衡膨潤度の変化も鋭敏ではなくなる傾向を示した。これに反して、ＰＩＰＡＡｍと２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）からなる共重合体においては、ＰＩＰＡＡｍ単独重合体と同じ温度で体積変化が完結し、また平衡膨潤度変化もシャープであった。すなわち、反応性に富むカルボキシル基を有しながらも、ＰＩＰＡＡｍ単独重合体と同様な極めて鋭敏な体積変化挙動を示す架橋物が得られた。
【００７１】
【発明の効果】
本発明により、鋭敏な温度応答性を保持したまま多くの官能基を導入された高分子、あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を調製するためのモノマーおよびその重合体あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ｐＨ６．４のリン酸緩衝液中での各架橋物の平衡膨潤度を表すグラフである。
【図２】 ｐＨ７．４のリン酸緩衝液中での各架橋物の平衡膨潤度を表すグラフである。
【図３】 ｐＨ９．０のリン酸緩衝液中での各架橋物の平衡膨潤度を表すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、側鎖に官能基を有するアクリルアミド誘導体およびこの誘導体の単独重合体、共重合体、さらに該重合体の架橋物に関する。本発明のアクリルアミド誘導体は、容易にラジカル重合し簡便に単独重合体が得られ、他のモノマーとの共重合も可能である。本発明のアクリルアミド誘導体から合成される共重合体は、水溶液中で特定の温度を境に低温側で溶解、高温側では不溶化を起こす、温度応答性高分子と成りうる。従って、固体表面に固定化することにより、特定の温度を境に低温側で親水性、高温側で疎水性となる。本発明の共重合体を用いれば狭い温度範囲で、親水性、疎水性の変化を起こすばかりでなく、荷電状態から非荷電状態への温度変化のみによるスイッチが可能となる。さらに種々の官能基を有しているために、これを利用して共有結合あるいは水素結合などにより様々な分子の導入が可能である。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎ−アルキル置換アクリルアミド重合体は、温度応答性高分子の一つであり、中でもポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（以下、ＰＩＰＡＡｍと略記する）は、３２℃の相転移温度を境にそれ以下では水溶性を示し、それ以上では急激に不溶化して沈殿を生起する。ＰＩＰＡＡｍ連鎖を固体表面に導入して、温度変化のみで親水性・疎水性を変化させ、細胞培養後の細胞の回収や、クロマトグラフィーへの展開が行われている。かかる技術は、例えば、下記の文献に記載されている。
Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ｎ．Ｙａｍａｄａ，Ｈ．Ｓａｋａｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２７巻，１２４３〜１２５１ページ（１９９３年）
Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ｎ．Ｙａｍａｄａ，Ｍ．Ｏｋｕｈａｒａ，Ｈ．Ｓａｋａｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，１６巻，２９７〜３０３ページ（１９９５年）
Ｈ．Ｋａｎａｚａｗａ，Ｋ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｍａｔｓｕｓｈｉｍａ，Ｎ．Ｔａｋａｉ，Ａ．Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６８巻，１００〜１０５ページ（１９９６年）
Ｈ．Ｋａｎａｚａｗａ，Ｙ．Ｋａｓｈｉｗａｓｅ，Ｋ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｍａｔｓｕｓｈｉｍａ，Ａ．Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｙ．Ｓａｋｕｒａｉ，Ｔ．Ｏｋａｎｏ，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６９巻，８２３〜８３０ページ（１９９７年）
この温度応答性高分子に官能基を導入するために、アクリル酸等の官能基を有するコモノマーとの共重合が一般に行われている。ところが、直鎖状の重合体あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）においては、アクリル酸の導入率を増加させると、相転移温度は顕著に上昇してしまい、さらにその転移挙動も鈍感になってしまうことが避けられなかった。すなわち、温度応答性重合体またはハイドロゲルにおいて鋭敏な温度応答性を保持したまま、多くの官能基を導入する方法はこれまでなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鋭敏な温度応答性を保持したまま多くの官能基が導入された高分子、あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を調製するためのモノマーおよびその重合体あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題に基づいて鋭意検討を加えた。その結果、共重合させるモノマーと構造を極めて類似させることにより、単独重合体が保持している温度応答性を発現させることが出来ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、下記一般式（Ｉ）
【０００６】
【化１３】
（式中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ２、Ｒ３は各々独立して炭素数１〜６のアルキレン基を表すか、または、Ｒ２とＲ３は一体となってシクロアルカンを形成しても良く、Ｘは水素原子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表し、Ｙはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表す。）で表されるアクリルアミド誘導体を提供する。
【０００８】
また、本発明は、下式一般式（ＩＩ）
【０００９】
【化１４】
（式中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ２、Ｒ３は各々独立して炭素数１〜６のアルキレン基を表すか、または、Ｒ２とＲ３は一体となってシクロアルカンを形成しても良く、Ｘは水素原子、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表し、Ｙはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）を表す。）で表される繰り返し単位からなる重合体を提供する。
【００１１】
さらに、本発明は、前記一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位と、一般式（ＩＩＩ）
【００１２】
【化１５】
（式中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表し、Ｒ６は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表す。）で表される繰り返し単位とからなる共重合体を提供する。
【００１４】
さらに加えて、本発明は、上記重合体を含む架橋物および上記共重合体を含む架橋物を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明において、炭素数１〜６の直鎖または分岐したアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル基およびｎ−ヘキシル基を挙げることができる）。
【００１６】
本発明において、炭素数１〜６のアルキレン基の例としては、モノメチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基およびヘキサメチレン基を挙げることができる。好ましいメチレン基としてはモノメチレン基を挙げることができる。
【００１７】
本発明において、ハロゲン原子とはフッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子のいずれかを意味する。特に好ましいハロゲン原子は塩素原子である。
本発明において、置換フェニル基の置換基としては、特に制限されないが、例えば、ニトロ基、メチルメルカプト基が挙げられる。特に好ましい置換フェニル基の置換基はニトロ基である。
【００１８】
本発明において、置換ベンジル基としては、特に制限されないが、例えば、トリフェニルメチル基、ジフェニルメチル基が挙げられる。
一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）において、Ｒ２とＲ３が一体となって環を形成する場合、好ましい環としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等が挙げられる。
【００１９】
本発明において、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位からなる重合体の重合度は、繰り返し単位の数が２以上であれば特に限定されないが、好ましくは５０〜５００である。
【００２０】
本発明において、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位と、一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位とからなる共重合体は、各々の繰り返し単位の数の合計が２以上であれば特に限定されないが、好ましくは５０〜５００である。また、前者の繰り返し単位と後者の繰り返し単位との割合も特に限定されないが、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位の数：一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位の数＝１〜５０：９９〜５０が好ましい。
【００２１】
以下、本発明のアクリルアミド誘導体、該誘導体を用いて得られる重合体、共重合体および架橋物の製造方法を示す。
本発明のアクリルアミド誘導体は、例えば、一般式（ＩＶ）
【００２２】
【化１６】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜４の直鎖または分岐したアルキル基、Ｒ３は炭素数１〜６のアルキレン基、Ｘは水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基、−ＣＯＯＲ４（Ｒ４は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す）を表し、Ｙはアミノ基、水酸基、ハロゲン原子、カルボキシル基もしくは−ＣＯＯＲ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖もしくは分岐したアルキル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基を表す。）で表されるエステル基、−ＮＨ−Ｒ５（Ｒ５は炭素数１〜６の直鎖あるいは分岐したアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フェニル基、置換フェニル基、ベンジル基、置換ベンジル基、ベンジルオキシカルボニル基、置換ベンジルオキシカルボニル基を表す。）で表される置換アミノ基を表し、Ｒ２とＲ３は一体となってシクロアルカンを形成しても良い。）と、例えば、一般式（Ｖ）
【００２４】
【化１７】
（式中、Ｒ１は水素原子あるいは炭素数１〜４の直鎖もしくは分岐したアルキル基を表す。）で表される化合物と反応させることにより、容易に得られる。
化合物（Ｖ）で表される化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、α−ｎ−ブチルアクリル酸、α−ｎ−ヘキシルアクリル酸を例示でき、一般に市販されているものもある。この反応では縮合剤を用いることによりより効率的に進行し、縮合剤はジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、Ｎ−エチル−Ｎ’−３−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド、ベンゾトリアゾール−１−イル−トリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロリン化物ジフェニルホスホリルアジド等が例示でき、単独であるいはＮ−ヒドロキシスクシンイミド、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール等と組み合わせて用いられる。反応は溶媒中で行うことが望ましく、用いられる溶媒は化合物を溶解するが反応に関与しないものであればいずれでもよく、水、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００２６】
これらの縮合剤を用いない場合は、一般式（Ｖ）を酸ハロゲン化物に変換した化合物を用いることにより、反応が容易に進行する。酸ハロゲン化物としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド、アクリル酸ブロミド、メタクリル酸ブロミドを例示でき、一部は市販されている。その他のものに関しては、塩化チオニル、三塩化リン、五酸化リンなどを用いて公知の方法で酸ハロゲン化物に変換できる。反応は有機溶媒中、不活性ガス雰囲気下において容易に進行する。用いられる溶媒としては、反応に関係しないものであれば何でもよく、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチル、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。
【００２７】
この反応は塩基性物質存在下で行うことが好ましく、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アルミニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、水素化ナトリウム、水素化カルシウム、ピリジン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等が好適に用いられる。
【００２８】
一般式（ＩＶ）で用いられる化合物としては、１−（ヒドロキシメチル）エチルアミン、１−（ヒドロキシメチル）プロピルアミン、β−アミノ酪酸、β−アミノ酪酸メチルエステル、β−アミノ酪酸ｐ−ニトロフェニルエステル、β−アミノ酪酸ベンジルエステル、２−アミノプロピルクロリド、２−アミノプロピルブロミド、γ−アミノ吉草酸、γ−アミノ吉草酸メチルエステル、γ−アミノ吉草酸ｐ−ニトロフェニルエステル、γ−アミノ吉草酸ベンジルエステル、β−アミノ吉草酸、β−アミノ吉草酸ベンジルエステル、１−メチルアミノ−２−アミノプロパン、１−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ−２−アミノプロパン、１−ベンジルアミノ−２−アミノプロパン、１−（ベンジルオキシカルボニル）アミノ−２−アミノプロパンを例示できる。これらの中で一部のものは市販されている。
【００２９】
本発明の一般式（Ｉ）で表されるアクリルアミド誘導体は単独重合により、一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位からなる重合体が一般的な重合法により得られ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用いられるラジカル開始剤としては、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が例示でき、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り低温での迅速な重合が可能である。さらに、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あるいは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のようなアゾ化合物を例示することができる。
【００３０】
この場合の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、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、アセトン、メチルエチルケトン、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００３１】
一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位と一般式（ＩＩＩ）で表される繰り返し単位とからなる共重合体は、例えば、イソプロピルアクリルアミド、イソブチルアクリルアミド、３−ペンチルアクリルアミド、シクロペンチルアクリルアミド、３−ヘキシルアクリルアミドなどと一般式（Ｉ）で表される化合物とを共重合させることにより容易に合成できる。この際、一般的な重合法が用いられ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用いられるラジカル開始剤としては、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が例示でき、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り低温での迅速な重合が可能である。さらに、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あるいは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のようなアゾ化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
この場合の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、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、アセトン、メチルエチルケトン、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００３３】
一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単位を含む架橋物および一般式（ＩＩ）と一般式（ＩＩＩ）で表される共重合体を含む架橋物は、一般に架橋剤と呼ばれる多官能性の化合物を共存させて重合反応を行うことにより容易に得られる。架橋剤としては、メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、グリセリントリアクリレート、グリセリントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどを例示でき、一部は市販されている。この際、一般的な重合法が用いられ、特に、ラジカル重合法により簡便に製造できる。ラジカル重合法においては、バルク重合、溶液重合、乳化重合などの公知の方法を用いることができ、ラジカル開始剤の添加により効率よく開始される。反応に好適に用いられるラジカル開始剤としては、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が例示でき、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り低温での迅速な重合が可能である。さらに、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あるいは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のようなアゾ化合物を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
この場合の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、ｎ−ヘキサノール、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、アセトン、メチルエチルケトン、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。反応は通常０℃〜１００℃の範囲内で円滑に進行する。
【００３５】
本発明で得られた重合体の温度応答性は、水あるいは緩衝溶液に溶解させた後、その溶液の温度を一定の速度で変化させた時の濁度変化を測定し、濁度変化が完結するのに要する温度幅を測定することにより評価できる。また架橋物については、温度変化させたときの各温度での平衡膨潤度を測定し、その変化の程度で評価できる。
【００３６】
【実施例】
以下実施例、比較例、参考例により本発明を更に詳しく説明する。ただし、本発明がこれらに限定されるものではないことはもちろんである。
【００３７】
【参考例１〜４】
表１記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、アクリル酸（ＡＡｃと略す）、および１１．５ｍｇの重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮと略す）を３５ｍｌのテトラヒドロフランに溶解させ、脱気封管後、６５℃で２．５時間撹拌した。反応後ジエチルエーテルへの沈殿を２回繰り返して精製した。
【００３８】
【表１】
【参考例５〜８】
試験官中に、表２記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、アクリル酸（ＡＡｃと略す）、２６．６ｍｇの架橋剤メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡｍと略す）および４８μｌの重合促進剤Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンを１０ｍｌの水に溶解させた。窒素ガスをバブリングした後、４０ｍｇ／ｍｌの過硫酸アンモニウム水溶液２００μｌを直ちに加えた後、キャピラリー管中に溶液を吸い上げた。０℃で２４時間保った後、キャピラリーより調製した架橋物を取り出し、冷水中に１日間浸漬して精製した。
【００４０】
【表２】
【実施例１】
【００４２】
【化１８】
［化１８］の合成スキームに従い、はじめにβ−アミノ酪酸１８．１ｇ、ベンジルアルコール８７．５ｍｌ、ｐ−トルエンスルホン酸４０．０ｇを１７５ｍｌのベンゼンに溶解させ、還流させた。生成してくる水をベンゼンとの共沸混合物として除去した。反応溶液にジエチルエーテル２８０ｍｌ、ヘキサン２８０ｍｌを加え、沈殿を生成させた。この沈殿を濾別し、エーテル・エタノールの混合溶液中で再結晶させて、生成した。５３．８ｍｇのβ−アミノ酪酸ベンジルエステル・ｐ−トルエンスルホン酸塩を白色結晶として得た。１Ｈ−ＮＭＲ測定結果により、β−アミノ酪酸ベンジルエステル・ｐ−トルエンスルホン酸塩の合成を確認した。以下に、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果を示す。下線部は化合物中の対応するプロトンの位置を示す。なお、以下のＮＭＲデータにおいて、「Φ−」はフェニル基を表す。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．２０（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．２９（ｓ，３Ｈ，Φ−ＣＨ ３），２．６８（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），３．５４（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．１４（ｓ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），７．１１および７．４８（ｍ，４Ｈ，ｐ−トルエンスルホン酸塩のベンゼン環の水素），７．３９（ｍ，５Ｈ，ベンジルエステルのベンゼン環の水素），７．８１（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨ（ＮＨ２）ＣＨ ２）
次に、５０．０ｇのβ−アミノ酪酸ベンジルエステル・ｐ−トルエンスルホン酸塩を５４．３ｍｌのトリエチルアミンを含む３００ｍｌのエーテルに分散させた。この溶液に０℃でアクリル酸クロリド１２．７ｍｌをゆっくりと加え、２時間撹拌した。エーテル層を回収後濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製して、目的の２−（ベンジルオキシカルボニル）イソプロピルアクリルアミド１９．５９ｇを白色結晶として得た。１Ｈ−ＮＭＲ測定、元素分析により合成を確認した。以下に、１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果および元素分析結果を示す。下線部は化合物中の対応するプロトンの位置を示す。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．１１（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．５３（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），４．２０（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．０６（ｓ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），５．５５、６．０７および６．１８（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），７．３５（ｍ，５Ｈ，ベンゼン環の水素），８．１０（ｄ，１Ｈ，ＣＯＮＨ）
Ｃ１４Ｈ１７ＮＯ３２４７．３２
計算値： Ｃ６７．９３ Ｈ６．９４ Ｎ５．６６
測定値： Ｃ６７．９２ Ｈ６．９０ Ｎ５．７３
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果および元素分析結果により、上記目的化合物の合成が確認された。
【００４４】
【実施例２】
【００４５】
【化１９】
［化１９］の合成スキームに従って、実施例１で合成した２−（ベンジルオキシカルボニル）イソプロピルアクリルアミド１．０ｇを１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液５０ｍｌに分散させ、１時間撹拌した。エーテルを用いて脱保護されたベンジルアルコールを除去後、溶液全体がｐＨ２になるまで濃塩酸を加えた。塩化水素および水を完全に留去した後、残渣にメタノールを加え２時間撹拌した。メタノール層のみを分離し、濃縮して目的とする２−カルボキシイソプロピルアクリルアミドを透明な粘性液体として得た。構造は１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．３５（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．３８（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），４．１５（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．５５、６．０６および６．１２（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），８．１０（ｄ，１Ｈ，ＣＯＮＨ）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により、上記目的化合物の合成が確認された。
【００４７】
【実施例３〜４】
表３記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍと略す）、および１１．５ｍｇの重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮと略す）を３５ｍｌのテトラヒドロフランに溶解させ、脱気封管後、６５℃で２．５時間撹拌した。反応後、ジエチルエーテルへの沈殿を２回繰り返して精製した。
【００４８】
【表３】
【実施例５〜７】
【００５０】
【表４】
試験管中に、表４記載の量のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）、２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）、２６．６ｍｇ／ｍｌの架橋剤メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡＡｍと略す）水溶液１００μｌおよび４．８μｌの重合促進剤Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンを０．９ｍｌの水に溶解させた。窒素ガスをバブリングした後、４０ｍｇ／ｍｌの過硫酸アンモニウム水溶液２０μｌを直ちに加えた後、キャピラリー管中に溶液を吸い上げた。０℃で２４時間保った後、キャピラリーより調製した架橋物を取り出し、冷水中に１日間浸漬して精製した。
【００５２】
【実施例８】
【００５３】
【化２０】
［化２０］のスキームに従って、はじめに蒸留精製した１，２−ジアミノプロパン１１９．４ｍｌとトリエチルアミン１９４．９ｍｌを脱水した５００ｍｌのジエチルエーテルに溶解させた。０℃でカルボベンゾキシクロリド２０．０ｍｌをゆっくりと滴下し、室温で１８時間撹拌した。上清を回収し、水で洗浄後濃縮した。酢酸エチルを加えて結晶を析出させ、これを濾別、除去した。濾過液を濃縮し、カラムクロマトグラフィーにより精製して１−ベンジルオキシカルボニルアミノ−２−アミノ−プロパン９．５１ｇを透明無色の粘性液体として得た。合成は以下に示した１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により確認された。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）０．９１（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．８０（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），２．８５（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），５．０１（ｓ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），７．３５（ｍ，５Ｈ，ベンゼン環の水素）
８．０ｇの１−アミノ−２−（ベンジルオキシカルボニル）アミノプロパンと８．０ｍｌのトリエチルアミンをジエチルエーテル２００ｍｌに溶解させ、塩化アクリロイル３．７４ｍｌを０℃でゆっくり滴下した。２時間撹拌後、濃縮し残渣に酢酸エチルを加え、溶解させた。さらにこの溶液を水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。カラムクロマトグラフィーにより精製して、２−（ベンジルオキシカルボニル）アミノイソプロピルアクリルアミド３．４３ｇを板状結晶として得た。合成は以下に示した１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により確認された。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．０３（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），３．０４（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），３．９２（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．０１（ｍ，２Ｈ，ＣＯＯＣＨ ２−Φ），５．５７、６．０７および６．１８（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），７．３４（ｍ，５Ｈ，ベンゼン環の水素）
【００５５】
【実施例９】
【００５６】
【化２１】
実施例８で合成した２−（ベンジルオキシカルボニル）アミノイソプロピルアクリルアミド１．０ｇを臭化水素酢酸溶液に分散させ、２時間撹拌した。臭化水素、酢酸を徹底的に留去した後、残渣に水を加えた。エーテルを用いて脱保護されたベンジルブロミドを抽出除去した後、水層を濃縮した。残渣にメタノールを加え２時間撹拌した。メタノール層のみを分離し、濃縮して目的とする２−アミノイソプロピルアクリルアミド臭化水素酸塩を白色固体として得た。構造は１Ｈ−ＮＭＲを用いて確認した。
１Ｈ−ＮＭＲδ（ＤＭＳＯ−ｄ６，ｐｐｍ）１．３５（ｄ，３Ｈ，ＣＨ ３ＣＨＣＨ２），２．８９（ｍ，２Ｈ，ＣＨ３ＣＨＣＨ ２），４．２１（ｍ，１Ｈ，ＣＨ３ ＣＨＣＨ２），５．５０、６．０６および６．１２（ｍ，３Ｈ，ＣＨ＝ＣＨ ２），８．０８（ｄ，１Ｈ，ＣＯＮＨ）
１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定結果により、上記目的化合物の合成が確認された。
【００５８】
【比較例１〜１２】
参考例１〜４で調製したＮ−イソプロピルアクリルアミド／アクリル酸共重合体またはＮ−イソプロピルアクリルアミド単独重合体を各種のｐＨのリン酸緩衝液に０．６％になるように溶解させた。２０℃から昇温して９０％透過度と１０％透過度を示す温度の中間の温度を下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ）とした。さらにこの温度幅を相転移の敏感さの指数とした。すなわち、この指数が小さいほどより狭い温度幅で相転移が起こったことを表し敏感であることを示す。測定の結果を表５に示す。
【００５９】
【表５】
【実施例１０〜１５】
【００６１】
【表６】
実施例３および４で調製したＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍと略す）／２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍと略す）共重合体をリン酸緩衝液に０．６％になるように溶解させた。ＬＣＳＴおよび相転移の敏感さの指数を比較例１〜１２の場合と同じように評価した。測定の結果を表６に示す。表中にはＰＩＰＡＡｍ単独重合体と比較するために比較例１、５、９の結果も記載した。
【００６３】
表６および比較例の表５より明らかなように、実施例で得られたＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と類似な構造を有する２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）からなる共重合体は、約１０ｍｏｌ％のＣＩＰＡＡｍ含有率においてもＩＰＡＡｍ単独重合体で観察されるのとほぼ同じ温度で相転移を起こし、そのときの温度幅もきわめて小さいことから、比較例中のアクリル酸との共重合体とは全く異なるものである。
【００６４】
【比較例１３〜１６】
ｐＨ６．４のリン酸緩衝液中で、参考例５〜８のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）とアクリル酸（ＡＡｃ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは参考例５〜８で調製した際のキャピラリー径に相当する初期の径（ｄ０）で各温度での平衡に達したときの径（ｄ）を割った値を３乗したもの（（ｄ／ｄ０）３）と定義した。結果を図１に示す。
【００６５】
【比較例１７〜２０】
ｐＨ７．４のリン酸緩衝液中で、参考例５〜８のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）とアクリル酸（ＡＡｃ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図２に示す。
【００６６】
【比較例２１〜２４】
ｐＨ９．０のリン酸緩衝液中で、参考例５〜８のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）とアクリル酸（ＡＡｃ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図３に示す。
【００６７】
【実施例１６〜１８】
ｐＨ６．４のリン酸緩衝液中で、実施例５〜７のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図１に示す。
【００６８】
【実施例１９〜２１】
ｐＨ７．４のリン酸緩衝液中で、実施例５〜７のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図２に示す。
【００６９】
【実施例２２〜２４】
ｐＨ９．０のリン酸緩衝液中で、実施例５〜７のＮ−イソプロピルアクリルアミド（ＩＰＡＡｍ）と２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）共重合架橋物の１０℃から５０℃までの各温度での平衡膨潤度を測定した。ここでいう平衡膨潤度とは比較例１３〜１６の場合と同一の定義である。結果を図３に示す。
【００７０】
図１〜３より、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドとアクリル酸とからなる共重合体架橋物においては、アクリル酸の含量の増加に従って、体積変化が完結する温度が高温側に移動し、また各温度の平衡膨潤度の変化も鋭敏ではなくなる傾向を示した。これに反して、ＰＩＰＡＡｍと２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド（ＣＩＰＡＡｍ）からなる共重合体においては、ＰＩＰＡＡｍ単独重合体と同じ温度で体積変化が完結し、また平衡膨潤度変化もシャープであった。すなわち、反応性に富むカルボキシル基を有しながらも、ＰＩＰＡＡｍ単独重合体と同様な極めて鋭敏な体積変化挙動を示す架橋物が得られた。
【００７１】
【発明の効果】
本発明により、鋭敏な温度応答性を保持したまま多くの官能基を導入された高分子、あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を調製するためのモノマーおよびその重合体あるいはハイドロゲル（すなわち、架橋物）を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ｐＨ６．４のリン酸緩衝液中での各架橋物の平衡膨潤度を表すグラフである。
【図２】 ｐＨ７．４のリン酸緩衝液中での各架橋物の平衡膨潤度を表すグラフである。
【図３】 ｐＨ９．０のリン酸緩衝液中での各架橋物の平衡膨潤度を表すグラフである。
Claims (6)
- 下記一般式（Ｉ）
- 下記一般式（ＩＩ）
- 下記一般式（ＩＩ）
- 一般式（ＩＩＩ）におけるＲ１ が水素原子、Ｒ ５ がメチル基、及びＲ ６ がメチル基で表される、請求項３記載の温度応答性共重合体。
- 架橋剤を共存させることによって得られる、請求項２記載の温度応答性重合体。
- 架橋剤を共存させることによって得られる、請求項３または４記載の温度応答性共重合体。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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