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JP2884069B2 - pH-sensitive and heat-sensitive microbeads and method for producing the same - Google Patents
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JP2884069B2 - pH-sensitive and heat-sensitive microbeads and method for producing the same - Google Patents

pH-sensitive and heat-sensitive microbeads and method for producing the same

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JP2884069B2
JP2884069B2 JP23870096A JP23870096A JP2884069B2 JP 2884069 B2 JP2884069 B2 JP 2884069B2 JP 23870096 A JP23870096 A JP 23870096A JP 23870096 A JP23870096 A JP 23870096A JP 2884069 B2 JP2884069 B2 JP 2884069B2
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microbeads
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昭二 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なpH感応
性、感熱性マイクロビーズ及びその製造方法に関するも
のである。さらに詳しくいえば、本発明は、pH及び熱
の両方に感応し、それらの変化に応じて粒径が変化し、
機能材料として有用なpH感応性、感熱性マイクロビー
ズ、及びこのマイクロビーズを効率よく製造する方法に
関するものである。
The present invention relates to a novel pH-sensitive and heat-sensitive microbead and a method for producing the same. More specifically, the present invention is sensitive to both pH and heat, and changes in particle size in response to those changes;
The present invention relates to a pH-sensitive and heat-sensitive microbead useful as a functional material, and a method for efficiently producing the microbead.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、熱の変化に応じて粒径が変化する
感熱性マイクロビーズは、機能材料として、例えば診断
用マイクロビーズ、徐放化製剤、吸着剤、化粧品などへ
の用途が期待され、注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, heat-sensitive microbeads whose particle size changes in response to changes in heat are expected to be used as functional materials, for example, for diagnostic microbeads, sustained-release preparations, adsorbents, cosmetics, and the like. ,Attention has been paid.

【0003】このような感熱性マイクロビーズとして
は、例えばN‐イソプロピルアクリルアミドを架橋性単
量体であるN,N′‐メチレンビスアクリルアミドの存
在下で重合させて得られたマイクロゲルビーズなどが知
られている。そして、このマイクロゲルビーズは、例え
ば(1)有機溶媒と界面活性剤の存在下で行われる逆相
懸濁重合法[「マクロモレキュルズ(Macromol
ecules)」第20巻,第1342ページ(198
7年)]、(2)水中での沈殿重合法[「コロイド&ポ
リマー・サイエンス(Colloid & Polym
er Science)」第270巻,第53ページ
(1992年)]及び(3)臨界ミセル濃度以上の濃度
の界面活性剤水溶液中で重合を行う方法[特公平7−3
5402号公報、「ビュレタン・オブ・リサーチ イン
スティチュート・オブ・ポリマー・アンド・テキスタイ
ルズ(Bull.Res.Inst.Polymer
& Textiles)」第167巻,第67〜80ペ
ージ(1991年)]などにより製造されている。
[0003] As such heat-sensitive microbeads, for example, microgel beads obtained by polymerizing N-isopropylacrylamide in the presence of a crosslinkable monomer, N, N'-methylenebisacrylamide, and the like are known. ing. Then, the microgel beads are prepared, for example, by a reverse phase suspension polymerization method (“Macromolecules (Macromol)”) performed in the presence of (1) an organic solvent and a surfactant.
ecules) ", Vol. 20, p. 1342 (198
7 years)], (2) Precipitation polymerization method in water [“Colloid & Polym”
270, p. 53 (1992)] and (3) a method of performing polymerization in an aqueous surfactant solution having a concentration equal to or higher than the critical micelle concentration [Japanese Patent Publication No. 7-3]
No. 5402, "Bulletin of Research Institute of Polymer and Textiles (Bull. Res. Inst. Polymer)
& Textiles], Vol. 167, pp. 67-80 (1991)].

【0004】しかしながら、これらの方法で得られた従
来のマイクロビーズは、温度の変化に応じて粒径が変化
する感熱性マイクロビーズであって、pHの変化に応じ
て粒径が変化するpH感応性の機能は有していない。p
H及び熱の両方に対して感応するマイクロビーズを開発
できれば、機能材料として、さらに用途の拡大が期待で
きる。
However, conventional microbeads obtained by these methods are heat-sensitive microbeads whose particle size changes according to a change in temperature, and are pH-sensitive microparticles whose particle size changes according to a change in pH. No sexual function. p
If microbeads that respond to both H and heat can be developed, further expansion of applications as functional materials can be expected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、pH及び熱の両方に対して感応し、それ
らの変化に応じて粒径が変化するpH感応性、感熱性マ
イクロビーズ、及びこのものを効率よく製造する方法を
提供することを目的としてなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances, the present invention is sensitive to both pH and heat, and has a pH-sensitive property and a heat-sensitive property in which the particle size changes according to the change. The purpose of the present invention is to provide microbeads and a method for efficiently producing the microbeads.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、各種条件に
応じて粒径が変化するマイクロビーズを開発すべく種々
研究を重ねた結果、アクリルアミド又はメタクリルアミ
ドのN置換体とN‐ビニルイミダゾールとの共重合体の
架橋化物から成るマイクロビーズはpH条件又は温度条
件を変えることによって、その粒径を変化しうることを
見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
The inventors of the present invention have conducted various studies to develop microbeads having a particle size that changes according to various conditions, and as a result, have found that N-substituted acrylamide or methacrylamide and N-vinylimidazole It has been found that the particle size of microbeads comprising a crosslinked product of the above can be changed by changing pH conditions or temperature conditions, and based on this finding, the present invention has been accomplished.

【0007】すなわち、本発明は、一般式That is, the present invention provides a compound represented by the general formula

【化5】 (式中1は水素原子又はメチル基である。2及びR
3 は、それぞれ水素原子、アルキル基、環状のアルキル
基、アルコキシアルキル基及び環状のアルコキシアルキ
ル基から選ばれるが、同時に水素原子であることはな
い。または、R 2 及びR 3 は互いに結合して窒素原子をヘ
テロ原子とする複素環を形成してもよい。)で表される
不飽和アミドの中から選ばれた少なくとも1種の単量体
60〜99モル%と、一般式
Embedded image (Wherein , R 1 is a hydrogen atom or a methyl group . R 2 and R
3 is hydrogen atom, alkyl group, cyclic alkyl
Group, alkoxyalkyl group and cyclic alkoxyalkyl
Group, but cannot be a hydrogen atom at the same time.
No. Or, R 2 and R 3 are bonded to each other to
It may form a heterocycle as a terror atom. ) At least one monomer selected from unsaturated amides represented by the following formula:

【化6】 (式中4、R5 及びR6それぞれ水素原子、ア
ルキル基又は環状のアルキル基であり、それらは互いに
同一であってもよいし、異なっていてもよい。)で表さ
れるN−ビニルイミダゾールの中から選ばれた少なくと
も1種の単量体40〜1モル%の共重合体を、2個のビ
ニル基をもつ化合物で架橋させて得られる架橋化物から
成るpH感応性、感熱性マイクロビーズを提供するもの
である。
Embedded image (Wherein, R 4, R 5 and R 6 are each a hydrogen atom, A
A alkyl group or a cyclic alkyl group , which may be the same as or different from each other. At least one of the monomers 40-1 mol% of the copolymer selected from among N- vinylimidazole represented by), the two bi
An object of the present invention is to provide pH-sensitive and heat-sensitive microbeads comprising a crosslinked product obtained by crosslinking with a compound having a phenyl group .

【0008】前記pH感応性、感熱性マイクロビーズ
は、例えば、前記一般式(I)で表わされる不飽和アミ
ドの中から選ばれた少なくとも1種の単量体と前記一般
式(II)で表わされるN‐ビニルイミダゾールの中か
ら選ばれた少なくとも1種の単量体と、2個のビニル基
をもつ化合物の中から選ばれた少なくとも1種の架橋剤
とを含む水溶液に、界面活性剤を臨界ミセル濃度以上の
濃度で添加し、その曇点以上の温度でかきまぜながらミ
セル内共重合を行わせることにより、製造することがで
きる。
The pH-sensitive and heat-sensitive microbeads are, for example, at least one monomer selected from the unsaturated amides represented by the general formula (I) and the monomers represented by the general formula (II). A surfactant is added to an aqueous solution containing at least one monomer selected from N-vinylimidazoles and at least one crosslinking agent selected from compounds having two vinyl groups. It can be produced by adding at a concentration equal to or higher than the critical micelle concentration and performing copolymerization in the micelle while stirring at a temperature equal to or higher than the cloud point.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のマイクロビーズは、前記
一般式(I)で表わされる不飽和アミドと一般式(I
I)で表わされるN‐ビニルイミダゾールとの共重合体
の架橋化物から成るものであって、前記不飽和アミドと
N‐ビニルイミダゾールとの割合は、不飽和アミドが6
0〜99モル%、好ましくは70〜95モル%の範囲、
N‐ビニルイミダゾールが40〜1モル%、好ましくは
30〜5モル%の範囲である。N‐ビニルイミダゾール
の量が1モル%未満ではpH感応性が充分に発揮されな
いし、40モル%を超えると感熱性が不十分になる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The microbead of the present invention comprises an unsaturated amide represented by the above general formula (I) and a general formula (I)
A crosslinked product of a copolymer with N-vinylimidazole represented by I), wherein the ratio of unsaturated amide to N-vinylimidazole is 6
0-99 mol%, preferably in the range of 70-95 mol%,
N-vinylimidazole is in the range of 40-1 mol%, preferably 30-5 mol%. When the amount of N-vinylimidazole is less than 1 mol%, the pH sensitivity is not sufficiently exhibited, and when it exceeds 40 mol%, the heat sensitivity becomes insufficient.

【0010】また、不飽和アミドとN‐ビニルイミダゾ
ールとの共重合体の架橋化物とは、この共重合体が、2
個のビニル基をもつ化合物を介して網目状に架橋した構
造を有するものである。
A cross-linked product of a copolymer of unsaturated amide and N-vinylimidazole is defined as
It has a cross-linked structure via a compound having two vinyl groups.

【0011】本発明のマイクロビーズは、pH及び熱の
両方の変化に応じて粒径が変化する特性を有している。
すなわち、pHをアルカリ性から酸性に変化させると粒
径が増大し、また、温度を下げていくとある温度以下で
粒径が急激に増大する。本発明のマイクロビーズの大き
さは、製造条件により異なるが、光子相関分光法により
求めた流体力学的直径(Ds)が、通常中性において、
膨潤状態で70〜1000nm程度、収縮状態で30〜
300nm程度である。
[0011] The microbeads of the present invention have the property that the particle size changes in response to changes in both pH and heat.
That is, when the pH is changed from alkaline to acidic, the particle size increases, and as the temperature is lowered, the particle size sharply increases below a certain temperature. Although the size of the microbeads of the present invention varies depending on the manufacturing conditions, the hydrodynamic diameter (Ds) determined by photon correlation spectroscopy is usually
About 70-1000 nm in swelling state, 30- in shrinking state
It is about 300 nm.

【0012】前記一般式(I)で表わされる不飽和アミ
ドにおいて、R2及びR3 アルキル基としては、炭素
数1〜10の直鎖状又は分枝状アルキル基が好ましく挙
げられる。このようなものとしては、例えばメチル基、
エチル基、n‐プロピル基、イソプロピル基、n‐ブチ
ル基、イソブチル基、sec‐ブチル基、tert‐ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基など挙げ
られる。また、環状のアルキル基としては、例えばシク
ロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基などが挙げられる。また、R2及びR3
アルコキシアルキル基としては、炭素数2〜10の直鎖
又は分枝状アルコキシアルキル基が好ましく挙げられ
る。このようなものとしては、例えばメトキシメチル
基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシ
メチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、イ
ソプロポキシメチル基、イソプロポキシエチル基、イソ
プロポキシプロピル基、2,2‐ジメトキシエチル基、
1‐メチル‐2‐メトキシエチル基、1‐メトキシメチ
ルプロピル基、メトキシエトキシプロピル基などが挙げ
られる。また、環状のアルコキシアルキル基としては、
シクロプロポキシメチル基などが挙げられる。このR2
及びR3たがいに同一であってもよいし、異なって
いてもよく、また、たがいに結合して窒素原子をヘテロ
原子とする複素環を形成していてもよい。
In the unsaturated amide represented by the above general formula (I), the alkyl group of R 2 and R 3 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Such as, for example, a methyl group,
Ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, etc.
Can be As the cyclic alkyl group, for example,
Propyl, cyclobutyl, cyclopentyl,
And a clohexyl group. Further, as the alkoxyalkyl group for R 2 and R 3, a linear or branched alkoxyalkyl group having 2 to 10 carbon atoms is preferably exemplified. Such compounds include, for example, methoxymethyl, methoxyethyl, methoxypropyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxypropyl, isopropoxymethyl, isopropoxyethyl, isopropoxypropyl, 2,2 -Dimethoxyethyl group,
Examples thereof include a 1-methyl-2-methoxyethyl group, a 1-methoxymethylpropyl group, and a methoxyethoxypropyl group. Further, as the cyclic alkoxyalkyl group,
And a cyclopropoxymethyl group. This R 2
And R 3 may be the mutually the same or different, or may form a heterocyclic ring nitrogen atom and a heteroatom bonded to each other.

【0013】このような一般式(I)で表わされる不飽
和アミドの例としては、N‐エチルアクリルアミド、N
‐n‐プロピルアクリルアミド、N‐イソプロピルアク
リルアミド、N‐シクロ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‐メチル‐N‐エチル
アクリルアミド、N‐メチル‐N‐n‐プロピルアクリ
ルアミド、N‐メチル‐N‐イソプロピルアクリルアミ
ド、N‐アクリロイルピペリジン、N‐アクリロイルピ
ロリジン、N‐アクリロイルモルホリン、N‐メトキシ
プロピルアクリルアミド、N‐エトキシプロピルアクリ
ルアミド、N‐イソプロポキシプロピルアクリルアミ
ド、N‐エトキシエチルアクリルアミド、N‐(2,2
‐ジメトキシエチル)‐N‐メチルアクリルアミド、N
‐1‐メチル‐2‐メトキシエチルアクリルアミド、N
‐1‐メトキシメチルプロピルアクリルアミド、N‐ジ
(2‐メトキシエチル)アクリルアミド、N‐2‐メト
キシエチル‐N‐n‐プロピルアクリルアミド、N‐2
‐メトキシエチル‐N‐エチルアクリルアミド、N‐メ
トキシエトキシプロピルアクリルアミドなど、及びこれ
らのアクリルアミド誘導体に対応するメタクリルアミド
誘導体を挙げることができる。これらの不飽和アミドは
単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いて
もよい。
Examples of the unsaturated amide represented by the general formula (I) include N-ethylacrylamide and N-ethylacrylamide.
-N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N,
N-diethylacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-methyl-Nn-propylacrylamide, N-methyl-N-isopropylacrylamide, N-acryloylpiperidine, N-acryloylpyrrolidine, N-acryloylmorpholine, N -Methoxypropylacrylamide, N-ethoxypropylacrylamide, N-isopropoxypropylacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N- (2,2
-Dimethoxyethyl) -N-methylacrylamide, N
-1-methyl-2-methoxyethylacrylamide, N
-1-methoxymethylpropylacrylamide, N-di (2-methoxyethyl) acrylamide, N-2-methoxyethyl-NNn-propylacrylamide, N-2
-Methoxyethyl-N-ethylacrylamide, N-methoxyethoxypropylacrylamide, and the like, and methacrylamide derivatives corresponding to these acrylamide derivatives. These unsaturated amides may be used alone or in combination of two or more.

【0014】一方、前記一般式(II)で表わされるN
‐ビニルイミダゾールにおける、R4、R5及びR6のアル
キル基としては、炭素数1〜3の直鎖状又は分枝状アル
キル基が好ましい。このようなものとしては、例えばメ
チル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基な
どが挙げられる。また、環状のアルキル基としては、シ
クロプロピル基などが挙げられる。このR4 、R5及び
6は、たがいに同一であってもよいし、異なっていて
もよい。このような一般式(II)で表わされるN‐ビ
ニルイミダゾールの例としては、1‐ビニルイミダゾー
ル、1‐ビニル‐2‐メチルイミダゾール、1‐ビニル
‐2,4‐ジメチルイミダゾールなどを挙げることがで
きる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み
合わせて用いてもよい。
On the other hand, N represented by the general formula (II)
-In the vinylimidazole, the alkyl group for R 4 , R 5 and R 6 is a linear or branched alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
Kill groups are preferred. Examples of such a group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. In addition, cyclic alkyl groups include
And a chloropropyl group. R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different. Examples of such N-vinylimidazole represented by the general formula (II) include 1-vinylimidazole, 1-vinyl-2-methylimidazole, 1-vinyl-2,4-dimethylimidazole and the like. . These may be used alone or in combination of two or more.

【0015】また、共重合体間に架橋を形成させるため
の架橋剤としては、2個のビニル基をもつ化合物が用い
られるが、このような化合物としては、例えばN,N′
‐メチレンビスアクリルアミド、1,4‐ジアクロイル
ピペラジン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができ
る。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合
わせて用いてもよい。
A compound having two vinyl groups is used as a cross-linking agent for forming a cross-link between copolymers. Examples of such a compound include N and N '.
-Methylenebisacrylamide, 1,4-diacloylpiperazine, divinylbenzene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0016】本発明のマイクロビーズは、例えば以下の
方法に従って製造することができる。まず、前記一般式
(I)で表わされる不飽和アミドの所定量と一般式(I
I)で表わされるN‐ビニルイミダゾールの所定量と、
2個のビニル基をもつ化合物から成る架橋剤を含む水溶
液を調製する。この際、反応媒体として用いられる水は
イオン交換水、蒸留水、上水などが用いられる。
The microbeads of the present invention can be produced, for example, according to the following method. First, a predetermined amount of the unsaturated amide represented by the general formula (I) and the general formula (I)
A predetermined amount of N-vinylimidazole represented by I),
An aqueous solution containing a crosslinking agent consisting of a compound having two vinyl groups is prepared. At this time, water used as a reaction medium is ion-exchanged water, distilled water, tap water, or the like.

【0017】この際の不飽和アミドとN‐ビニルイミダ
ゾールとの使用割合は、所望のマイクロビーズの物性に
応じて選択されるが、通常、前者が70〜95モル%、
後者が30〜5モル%の範囲内で選ばれる。また架橋剤
の量は、通常単量体の合計量に対し、0.01〜50モ
ル%の範囲である。
The proportion of the unsaturated amide and N-vinylimidazole used at this time is selected depending on the desired physical properties of the microbeads.
The latter is selected within the range of 30 to 5 mol%. The amount of the crosslinking agent is usually in the range of 0.01 to 50 mol% based on the total amount of the monomers.

【0018】次に、この水溶液に、界面活性剤を臨界ミ
セル濃度以上の濃度で添加し、均一な水溶液を調製す
る。この界面活性剤としては、カチオン性、アニオン性
のいずれでもよく、また場合によってはそれ以外のもの
を用いることもできる。このカチオン性界面活性剤とし
ては、トリメチルステアリルアンモニウムクロリド、ト
リメチルセチルアンモニウムクロリド、トリメチルセチ
ルアンモニウムブロミド、トリメチル‐n‐テトラデシ
ルアンモニウムクロリドなど、疎水基として、炭素数1
2以上の長鎖を有するものが挙げられる。これらのカチ
オン性界面活性剤は単独で用いてもよいし、2種以上を
組み合わせて用いてもよい。また、アニオン性界面活性
剤の例としては、ハードドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム、ソフトドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、4‐n‐オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウムな
どのアルキルベンゼンスルホン酸塩、ノニルフェノール
硫酸エステルナトリウム塩などの硫酸エステル塩、さら
にはジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシル硫
酸ナトリウムなど、炭素数12以上の疎水基を有するも
のが挙げられる。これらのアニオン性界面活性剤は単独
で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。
Next, a surfactant is added to this aqueous solution at a concentration higher than the critical micelle concentration to prepare a uniform aqueous solution. The surfactant may be either cationic or anionic, and in some cases, other surfactants may be used. Examples of the cationic surfactant include trimethyl stearyl ammonium chloride, trimethyl cetyl ammonium chloride, trimethyl cetyl ammonium bromide, trimethyl-n-tetradecyl ammonium chloride, and the like.
Those having two or more long chains are mentioned. These cationic surfactants may be used alone or in combination of two or more. Further, examples of the anionic surfactant include alkyl benzene sulfonate such as sodium hard dodecylbenzene sulfonate, sodium soft dodecyl benzene sulfonate and sodium 4-n-octylbenzene sulfonate; and sulfuric acid such as sodium salt of nonylphenol sulfate. Examples thereof include ester salts and those having a hydrophobic group having 12 or more carbon atoms, such as sodium dioctyl sulfosuccinate and sodium dodecyl sulfate. These anionic surfactants may be used alone or in combination of two or more.

【0019】重合を開始する方法としては、従来公知の
方法、例えば放射線又は電子線を照射する方法、ラジカ
ル重合開始剤の存在下に加熱する方法、光増感剤の存在
下に光照射する方法などを用いることができるが、これ
らの方法の中でラジカル重合開始剤の存在下に加熱する
方法が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、水溶性
のものであればよく、特に制限されず、例えば過硫酸ア
ンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、tert‐
ブチルヒドロペルオキシドなど、あるいは亜硫酸塩、亜
硫酸水素塩、硝酸第二セリウムアンモニウムなどのレド
ックス系開始剤、2,2′‐アゾビス‐2‐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
リン酸及びその塩などのアゾ化合物などを用いることが
できる。これらのラジカル重合開始剤は単独で用いても
よいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、
その使用量は、単量体の合計量に対して、通常0.01
〜10重量%、好ましくは0.05〜8重量%の範囲で
ある。また、重合温度は、使用する単量体及び開始剤の
種類により異なるが、通常0〜100℃の範囲で、かつ
重合で生成する高分子水溶液の曇点以上の温度であるこ
とが必要である。この重合反応はかきまぜながら行うこ
とが必要である。
The polymerization may be initiated by a conventionally known method, for example, irradiation with radiation or an electron beam, heating in the presence of a radical polymerization initiator, or irradiation with light in the presence of a photosensitizer. However, among these methods, a method of heating in the presence of a radical polymerization initiator is preferable. The radical polymerization initiator may be any one as long as it is water-soluble, and is not particularly limited. For example, ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-
Butyl hydroperoxide, or a redox initiator such as sulfite, bisulfite, ceric ammonium nitrate, 2,2'-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azobis-2,4- Azo compounds such as dimethylvaleronitrile and 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid and salts thereof can be used. These radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. Also,
The amount used is usually 0.01 to the total amount of the monomers.
The range is from 10 to 10% by weight, preferably from 0.05 to 8% by weight. The polymerization temperature varies depending on the type of the monomer and the initiator used, but it is usually required to be in the range of 0 to 100 ° C. and a temperature equal to or higher than the cloud point of the aqueous polymer solution produced by the polymerization. . It is necessary to carry out this polymerization reaction while stirring.

【0020】このようにすると、共重合反応が分散され
たミセル内で起こり、架橋構造を有する共重合体エマル
ションが効率よく得られる。重合終了後、限外ろ過や透
析などにより、界面活性剤及び未反応単量体を除去する
ことにより、所望のpH感応性、感熱性マイクロビーズ
を得ることができる。
In this case, the copolymerization reaction occurs in the dispersed micelles, and a copolymer emulsion having a crosslinked structure can be obtained efficiently. After completion of the polymerization, the surfactant and the unreacted monomer are removed by ultrafiltration or dialysis, whereby desired pH-sensitive and heat-sensitive microbeads can be obtained.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明のマイクロビーズは、pH及び熱
の両方に対して感応し、それらの変化に応じて粒径が変
化する特性を有しており、機能材料として、例えば診断
用マイクロビーズ、徐放化製剤、吸着剤、化粧品などに
有用である。また、本発明方法によると、このpH感応
性、感熱性マイクロビーズを効率よく製造することがで
きる。
The microbeads of the present invention are sensitive to both pH and heat, and have the property that the particle size changes in accordance with those changes. It is useful for sustained-release preparations, adsorbents, cosmetics and the like. Further, according to the method of the present invention, the pH-sensitive and heat-sensitive microbeads can be efficiently produced.

【0022】[0022]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、得られたマイクロビーズの粒
径については、その流体力学的直径(Ds)を以下に示
す光子相関分光法により求めた。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, about the particle diameter of the obtained microbead, the hydrodynamic diameter (Ds) was calculated | required by the photon correlation spectroscopy shown below.

【0023】すなわち、マイクロビーズ分散液を2〜5
倍に希釈し、5μmのフィルターを通して、1×1×5
cmの光散乱用セルに移した。セルの温度は15〜70
℃の範囲で制御した。ディジタル・コリレータによって
得られた時間相関関数を、キュムラントの方法でフィッ
トさせた。得られた平均の拡散定数から、Einste
in−Stokesの式により、流体力学的直径(D
s)を求めた。また、測定装置としては、大塚電子
(株)製LPA3000/3100を用いた。
That is, the microbead dispersion liquid is mixed with 2 to 5
Dilute 1-fold, pass through 5 μm filter, 1 × 1 × 5
cm light scattering cell. Cell temperature 15-70
The temperature was controlled in the range of ° C. The time correlation function obtained by the digital correlator was fitted by the cumulant method. From the obtained average diffusion constant, Einste
From the in-Stokes equation, the hydrodynamic diameter (D
s) was determined. Further, LPA3000 / 3100 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used as a measuring device.

【0024】実施例1 キャピラリー栓を付けたU字管付500mlの三角フラ
スコ中に、蒸留水200g、N‐イソプロピルアクリル
アミド8.51g(0.0753モル)、1‐ビニルイ
ミダゾール0.37g(0.0041モル)、N,N′
‐メチレンビスアクリルアミド0.12g(0.000
8モル)及びハードドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム0.70gを加え、窒素ガスを30分間激しく通じ
た。次いで、過硫酸アンモニウム0.05gを加え、窒
素気流下にかきまぜながら、60℃に加熱して重合を開
始した。60℃で2時間重合を行ったのち、空気を吹き
込んで重合を停止し、共重合体エマルションを形成させ
た。
Example 1 200 g of distilled water, 8.51 g (0.0753 mol) of N-isopropylacrylamide, 0.37 g of 1-vinylimidazole (0.17 g) were placed in a 500 ml Erlenmeyer flask equipped with a U-tube fitted with a capillary stopper. 0041 mol), N, N '
0.12 g of methylenebisacrylamide (0.000
8 mol) and 0.70 g of sodium harddodecylbenzenesulfonate, and nitrogen gas was passed vigorously for 30 minutes. Next, 0.05 g of ammonium persulfate was added, and the mixture was heated to 60 ° C. while stirring under a nitrogen stream to initiate polymerization. After polymerization was performed at 60 ° C. for 2 hours, air was blown in to stop the polymerization, and a copolymer emulsion was formed.

【0025】このようにして得られた共重合体はミセル
内に存在するので、透析膜を用い純水に対して透析を4
日間行い、界面活性剤及び未反応単量体が完全に除去さ
れたpH6.5前後の共重合体マイクロビーズ分散液を
得た。この分散液中の共重合体マイクロビーズ含有量は
4.3重量%であり、また共重合体におけるN‐イソプ
ロピルアクリルアミド単位と1‐ビニルイミダゾール単
位とのモル比は95:5であった。
Since the copolymer thus obtained is present in micelles, dialysis against pure water using a dialysis membrane is performed.
This was carried out for one day to obtain a copolymer microbead dispersion having a pH of about 6.5 from which surfactants and unreacted monomers were completely removed. The content of the copolymer microbeads in this dispersion was 4.3% by weight, and the molar ratio of N-isopropylacrylamide units to 1-vinylimidazole units in the copolymer was 95: 5.

【0026】次に、このマイクロビーズ分散液の一部を
とり、0.1モル塩酸を加えて側鎖イミダゾリル基が解
離状態であるpH2.9に調整し、また0.1モル水酸
化ナトリウム水溶液を加えて側鎖イミダゾリル基を未解
離状態にし、蒸留水で希釈してpH8.9に調整し、酸
性、中性及びアルカリ性の3種のマイクロビーズ分散液
を得た。これら3種のマイクロビーズ分散液について、
20〜50℃の範囲で温度を変化させ、各温度における
マイクロビーズの流体力学的直径(Ds)を求めた。結
果を表1に示す。
Next, a part of the microbead dispersion liquid is taken and adjusted to pH 2.9 with 0.1 mol hydrochloric acid to dissociate the side chain imidazolyl group. Was added to make the side chain imidazolyl group undissociated, and diluted with distilled water to adjust the pH to 8.9 to obtain three kinds of acidic, neutral and alkaline microbead dispersions. For these three types of microbead dispersions,
The temperature was changed in the range of 20 to 50 ° C., and the hydrodynamic diameter (Ds) of the microbead at each temperature was determined. Table 1 shows the results.

【0027】実施例2 実施例1において、N‐イソプロピルアクリルアミドの
量を8.45g(0.0748モル)に、1‐ビニルイ
ミダゾールの量を0.75g(0.008モル)に変え
た以外は、実施例1と同様にして、pH6.5の共重合
体マイクロビーズ分散液を得た。この共重合体における
N‐イソプロピルアクリルアミド単位と1‐ビニルイミ
ダゾール単位とのモル比は90:10であった。
Example 2 In Example 1, except that the amount of N-isopropylacrylamide was changed to 8.45 g (0.0748 mol) and the amount of 1-vinylimidazole was changed to 0.75 g (0.008 mol). In the same manner as in Example 1, a copolymer microbead dispersion having a pH of 6.5 was obtained. The molar ratio between N-isopropylacrylamide units and 1-vinylimidazole units in this copolymer was 90:10.

【0028】このマイクロビーズ分散液を用い、実施例
1と同様にして得られた酸性、中性、アルカリ性の3種
のマイクロビーズ分散液について、20〜50℃の範囲
で温度を変化させ、各温度におけるマイクロビーズの流
体力学的直径(Ds)を求めた。結果を表1に示す。
Using the microbead dispersion liquid, three kinds of acidic, neutral and alkaline microbead dispersion liquids obtained in the same manner as in Example 1 were changed in the temperature range of 20 to 50 ° C. The hydrodynamic diameter (Ds) of the microbeads at temperature was determined. Table 1 shows the results.

【0029】実施例3 実施例1において、N‐イソプロピルアクリルアミドの
量を8.12g(0.0719モル)に、1‐ビニルイ
ミダゾールの量を2.28g(0.0253モル)に変
えた以外は、実施例1と同様にして、pH6.5の共重
合体マイクロビーズ分散液を得た。この共重合体におけ
るN‐イソプロピルアクリルアミド単位と1‐ビニルイ
ミダゾール単位とのモル比は70:30であった。
Example 3 Example 1 was repeated except that the amount of N-isopropylacrylamide was changed to 8.12 g (0.0719 mol) and the amount of 1-vinylimidazole was changed to 2.28 g (0.0253 mol). In the same manner as in Example 1, a copolymer microbead dispersion having a pH of 6.5 was obtained. The molar ratio of N-isopropylacrylamide units to 1-vinylimidazole units in this copolymer was 70:30.

【0030】このマイクロビーズ分散液を用い、実施例
1と同様にして得られた酸性、中性、アルカリ性の3種
のマイクロビーズ分散液について、20〜50℃の範囲
で温度を変化させ、各温度におけるマイクロビーズの流
体力学的直径(Ds)を求めた。結果を表1に示す。
Using the microbead dispersion liquid, three kinds of acidic, neutral and alkaline microbead dispersion liquids obtained in the same manner as in Example 1 were subjected to temperature changes in the range of 20 to 50 ° C. The hydrodynamic diameter (Ds) of the microbeads at temperature was determined. Table 1 shows the results.

【0031】比較例 実施例1において、N‐イソプロピルアクリルアミドの
量を8.96gに変え、かつ1‐ビニルイミダゾールを
用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、pH
6.5の重合体マイクロビーズ分散液を得た。このマイ
クロビーズ分散液を用い、実施例1と同様にして得られ
た酸性、中性、アルカリ性の3種のマイクロビーズ分散
液について、20〜50℃の範囲で温度を変化させ、各
温度におけるマイクロビーズの流体力学的直径(Ds)
を求めた。結果を表1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE The procedure of Example 1 was repeated except that the amount of N-isopropylacrylamide was changed to 8.96 g and that 1-vinylimidazole was not used.
A polymer microbead dispersion of 6.5 was obtained. Using the microbead dispersion liquid, three kinds of acidic, neutral, and alkaline microbead dispersion liquids obtained in the same manner as in Example 1 were used, and the temperature was changed in the range of 20 to 50 ° C. Hydrodynamic diameter of beads (Ds)
I asked. Table 1 shows the results.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[注] 重合体におけるN‐イソプロピル
アクリルアミド単位と1‐ビニルイミダゾール単位との
モル比は、比較例=100:0、実施例1=95:5、
実施例2=90:10、実施例3=70:30である。
[Note] The molar ratio of N-isopropylacrylamide unit to 1-vinylimidazole unit in the polymer was as follows: Comparative example = 100: 0, Example 1 = 95: 5,
Example 2 = 90: 10, Example 3 = 70: 30.

【0034】表1から分かるように、本発明のマイクロ
ビーズはpH及び熱の両方に対して感応するのに対し、
比較例のマイクロビーズは熱に対して感応するものの、
pHに対してはほとんど感応しない。
As can be seen from Table 1, the microbeads of the present invention are sensitive to both pH and heat, whereas
Although the microbeads of the comparative example are sensitive to heat,
It is almost insensitive to pH.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C08F 220/54 226:06) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 20/54 - 20/58 C08F 220/54 - 220/58 C08F 26/06,220/06 C09K 3/00 A61K 9/16,7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI (C08F 220/54 226: 06) (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) C08F 20/54-20 / 58 C08F 220/54-220/58 C08F 26 / 06,220 / 06 C09K 3/00 A61K 9 / 16,7 / 00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中1は水素原子又はメチル基である。2及びR
3 は、それぞれ水素原子、アルキル基、環状のアルキル
基、アルコキシアルキル基及び環状のアルコキシアルキ
ル基から選ばれるが、同時に水素原子であることはな
い。または、R 2 及びR 3 は互いに結合して窒素原子をヘ
テロ原子とする複素環を形成してもよい。)で表される
不飽和アミドの中から選ばれた少なくとも1種の単量体
60〜99モル%と、一般式 【化2】 (式中4、R5 及びR6それぞれ水素原子、ア
ルキル基又は環状のアルキル基であり、それらは互いに
同一であってもよいし、異なっていてもよい。)で表さ
れるN−ビニルイミダゾールの中から選ばれた少なくと
も1種の単量体40〜1モル%の共重合体を、2個のビ
ニル基をもつ化合物で架橋させて得られる架橋化物から
成るpH感応性、感熱性マイクロビーズ。
1. A compound of the general formula (Wherein , R 1 is a hydrogen atom or a methyl group . R 2 and R
3 is hydrogen atom, alkyl group, cyclic alkyl
Group, alkoxyalkyl group and cyclic alkoxyalkyl
Group, but cannot be a hydrogen atom at the same time.
No. Or, R 2 and R 3 are bonded to each other to
It may form a heterocycle as a terror atom. And at least one monomer selected from the group consisting of unsaturated amides represented by the general formula: (Wherein, R 4, R 5 and R 6 are each a hydrogen atom, A
A alkyl group or a cyclic alkyl group , which may be the same as or different from each other. At least one of the monomers 40-1 mol% of the copolymer selected from among N- vinylimidazole represented by), the two bi
PH-sensitive and heat-sensitive microbeads comprising a crosslinked product obtained by crosslinking with a compound having a phenyl group .
【請求項2】 一般式 【化3】 (式中1は水素原子又はメチル基である。2及びR
3 は、それぞれ水素原子、アルキル基、環状のアルキル
基、アルコキシアルキル基及び環状のアルコキシアルキ
ル基から選ばれるが、同時に水素原子であることはな
い。または、R 2 及びR 3 は互いに結合して窒素原子をヘ
テロ原子とする複素環を形成してもよい。)で表される
不飽和アミドの中から選ばれた少なくとも1種の単量体
と、一般式 【化4】 (式中4、R5 及びR6それぞれ水素原子、ア
ルキル基又は環状のアルキル基であり、それらは互いに
同一であってもよいし、異なっていてもよい。)で表さ
れるN−ビニルイミダゾールの中から選ばれた少なくと
も1種の単量体と、2個のビニル基をもつ化合物の中か
ら選ばれた少なくとも1種の架橋剤とを含む水溶液に、
界面活性剤を臨界ミセル濃度以上の濃度で添加し、その
曇点以上の温度でかきまぜながらミセル内重合を行わせ
ることを特徴とするpH感応性、感熱性マイクロビーズ
の製造方法。
2. A compound of the general formula (Wherein , R 1 is a hydrogen atom or a methyl group . R 2 and R
3 is hydrogen atom, alkyl group, cyclic alkyl
Group, alkoxyalkyl group and cyclic alkoxyalkyl
Group, but cannot be a hydrogen atom at the same time.
No. Or, R 2 and R 3 are bonded to each other to
It may form a heterocycle as a terror atom. And at least one monomer selected from unsaturated amides represented by the general formula: (Wherein, R 4, R 5 and R 6 are each a hydrogen atom, A
A alkyl group or a cyclic alkyl group , which may be the same as or different from each other. A) an aqueous solution containing at least one monomer selected from N-vinylimidazole represented by the formula and at least one crosslinking agent selected from compounds having two vinyl groups;
A method for producing pH-sensitive and heat-sensitive microbeads, wherein a surfactant is added at a concentration higher than the critical micelle concentration, and polymerization in the micelle is performed while stirring at a temperature higher than the cloud point.
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KR102019785B1 (en) * 2017-04-11 2019-11-04 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 pH-temperature responsive copolymer and drug carrier for delivery to small intestine using it

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