JP3240695B2 - イタコン酸ジエステル単量体及びその重合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イタコン酸ジエステル
単量体及びその重合体に関し、より詳細には、人工臓器
用材料や高分子材料の表面改質剤として利用できる重合
体及びその原料モノマーとして用いることができるイタ
コン酸ジエステル単量体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水溶性単量体としては、Ｎ−
ビニルピロリドン、２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、（メタ）アクリル酸等種々の化合物が知られてお
り、該水溶性単量体を重合して得られる重合体は、コン
タクトレンズ、化粧品等の生体関連分野に用いられてい
る。しかしながら、前述の重合体は、機械的強度が劣
る、タンパク質、脂質等を吸着する等の問題があり、人
工臓器等の生体組織に直接関わる材料としては不十分で
ある。

【０００３】そこで、生体との機能的な関わりを有する
材料の開発が要望されており、生体適合性を有する単量
体が種々提案されている。生体適合性を有する単量体と
しては、例えば生体膜の主要な構成部分であるリン脂質
類似構造を有する単量体である２−メタクリルホスホリ
ルコリン（特開昭５４−６３０２５号公報）等が提案さ
れており、該２−メタクリルホスホリルコリンを重合し
て得られる重合体は人工臓器、コンタクトレンズ、人工
血管等への応用が図られている。

【０００４】しかしながら、前記２−メタクリルホスホ
リルコリンは、重合基がメタクリル基のため、重合し易
く熱安定性が乏しいという問題があり、また共重合の対
象であるコモノマーが限定されるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生体
適合性を有するリン脂質類似構造を備えたイタコン酸ジ
エステル単量体及びこれを重合して得られる親水性生体
適合性及び熱安定性に優れる新規な重合体を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記一
般式化２で表わされるイタコン酸ジエステル単量体（以
下イタコン酸ジエステル単量体１と称す）が提供され
る。

【０００７】

【化２】

【０００８】また本発明によれば、前記イタコン酸ジエ
ステル単量体を、単独若しくは他の共重合可能なビニル
モノマーと重合させてなる数平均分子量１０００〜５０
００００の重合体が提供される。

【０００９】以下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１０】本発明のイタコン酸ジエステル単量体は、
前記一般式化２で表わされるイタコン酸ジエステル単量
体１である。前記イタコン酸ジエステル単量体１におい
て、ｎが８を超える場合には、重合して得られる重合体
の耐熱性が低下し、共重合性も低下する。またＲ₃、Ｒ₄
又はＲ₅の炭素数が２０を超える場合には、親水性及び
重合性が低下し、Ｒ₁又はＲ₂が炭素数２０を超えるアル
キル基又はヒドロキシアルキル基の場合には、製造が困
難であるので使用できない。

【００１１】前記イタコン酸ジエステル単量体１として
は、具体的に例えば、α−メチル−β−（（２’−トリ
メチルアンモニオ）エチルリン酸エチル）イタコネー
ト、β−メチル−α−（（２’−トリメチルアンモニ
オ）エチルリン酸エチル）イタコネート、α−エチル−
β−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸エ
チル）イタコネート、β−エチル−α−（（２’−トリ
メチルアンモニオ）エチルリン酸エチル）イタコネー
ト、α−プロピル−β−（（２’−トリメチルアンモニ
オ）エチルリン酸エチル）イタコネート、β−プロピル
−α−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸
エチル）イタコネート、α−（２”−ヒドロキシエチ
ル）−β−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリ
ン酸エチル）イタコネート、β−２”−ヒドロキシエチ
ル−α−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン
酸エチル）イタコネート、α−（２”−ヒドロキシエチ
ル−β−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン
酸プロピル）イタコネート、β−２”−ヒドロキシエチ
ル−α−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン
酸プロピル）イタコネート、α−エチル−β−（（２’
−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−エチルアンモニオ）エチルリ
ン酸エチル）イタコネート、β−エチル−α−（（２’
−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−エチルアンモニオ）エチルリ
ン酸エチル）イタコネート、α−エチル−β−（（２’
−Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチルアンモニオ）エチルリ
ン酸エチル）イタコネート、β−エチル−α−（（２’
−Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチルアンモニオ）エチルリ
ン酸エチル）イタコネート、α−エチル−β−（（２’
−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸プロピル）イタ
コネート、β−エチル−α−（（２’−トリメチルアン
モニオ）エチルリン酸プロピル）イタコネート、α−エ
チル−β−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリ
ン酸ブチル）イタコネート、β−エチル−α−（（２’
−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸ブチル）イタコ
ネート、α−エチル−β−（（２’−トリメチルアンモ
ニオ）エチルリン酸エトキシエチル）イタコネート、β
−エチル−α−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチ
ルリン酸エトキシエチル）イタコネート、α−エチル−
β−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸ジ
イソプロピレングリコール）イタコネート、β−エチル
−α−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸
ジイソプロピレングリコール）イタコネート、α−エチ
ル−β−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン
酸トリエチレングリコール）イタコネート、β−エチル
−α−（（２’−トリメチルアンモニオ）エチルリン酸
トリエチレングリコール）イタコネート等を好ましく挙
げることができる。

【００１２】前記イタコン酸ジエステル単量体１を調製
するには、例えばα−アルキル−β−ヒドロキシエチル
イタコネート等のイタコン酸誘導体と、２−クロロ−２
−オキソ−１，３，２−ジオキサホスホラン等のホスホ
ラン化合物とをトリメチルアミン等の３級アミン等の存
在下にて、０〜５０℃で、１〜１０時間反応させる等し
て、イタコン酸モノホスホラン誘導体を得、次いで得ら
れたイタコン酸モノホスホラン誘導体とトリアルキルア
ミン等の３級アミンとを反応温度３０〜１００℃にて、
反応時間３〜４８時間で反応させる等して得ることがで
きる。また得られた生成物は、再結晶やカラムクロマト
グラフィーなどの公知の方法により、精製することがで
きる。

【００１３】本発明の重合体は、前記イタコン酸ジエス
テル単量体１を、単独若しくは他の共重合可能なビニル
モノマーと重合させてなる数平均分子量１０００〜５０
００００の重合体である。数平均分子量が前記範囲外の
場合には、合成が困難である。

【００１４】本発明の重合体において用いることができ
る他の共重合可能なビニルモノマーとしては、例えば、
スチレン、核置換メチルスチレン、α−メチルスチレ
ン、核置換クロロスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル、ビニルピバレート、メチル（メタ）アクリレー
ト、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）
アクリレート、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル
酸アミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテ
ル、Ｎ−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、エチレン、プロピレン、イソブチレン、アクリロニ
トリル等の単官能モノマー；アリル（メタ）アクリレー
ト、ジ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート、ジ
ビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド等の多官
能モノマー等を好ましく挙げることができる。

【００１５】前記他の共重合可能なビニルモノマーを用
いる場合の使用量は、前記単官能モノマーを用いる場
合、前記イタコン酸ジエステル単量体１ １００重量部
に対して、１〜１００００重量部の範囲で使用すること
が望ましい。前記使用範囲が１００００重量部を超える
場合には、生体適合性が低下するので好ましくない。ま
た、前記多官能モノマーを用いる場合には前記イタコン
酸ジエステル１ １００重量部に対し２０重量部以下の
範囲とするのが好ましく、この際には架橋型のポリマー
が得られる。

【００１６】本発明の重合体は、前記イタコン酸ジエス
テル単量体単位を有しておれば特に限定されるものでは
ない。

【００１７】本発明の重合体を調製するには、例えばラ
ジカル重合開始剤の存在下、前記イタコン酸ジエステル
単量体１又は前記イタコン酸ジエステル単量体及び前記
他の共重合可能なビニルモノマーを塊状重合、懸濁重
合、溶液重合、乳化重合等、公知の重合方法により、ラ
ジカル重合または共重合を行う等して、容易に得ること
ができる。前記ラジカル重合開始剤としては、過酸化ベ
ンゾイル、過酸化ラウロイル、ジイソプロピルペルオキ
シジカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、
ｔ−ブチルペルオキシイソブチレート、アゾビスイソブ
チロニトリル、過硫酸塩若しくは過硫酸塩−亜硫酸水素
塩等を好ましく用いることができる。前記ラジカル重合
開始剤の使用量は、使用する全原料モノマー １００重
量部に対して０．０１〜１０重量部が望ましく、特に
０．１〜５重量部が好ましい。

【００１８】前記重合を行うには、窒素、二酸化炭素、
ヘリウム等の不活性ガスで重合系を置換するか若しくは
雰囲気下とし、好ましくは重合温度３０〜１００℃の範
囲にて、好ましくは重合時間５〜７２時間にて重合する
等して行うことができる。またこの際、更に分別操作を
行うことにより分子量分布の狭い重合体を得ることもで
きる。

【００１９】

【発明の効果】本発明のイタコン酸ジエステル単量体
は、リン脂質類似構造を有する新規な化合物であり、ラ
ジカル重合性および熱安定性に優れている。また、その
重合体は、親水性で生体適合性を有するため、コンタク
トレンズ材料や人工臓器等の生体関連材料に利用するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２１】

【実施例１】表１に示すイタコン酸化合物１ｍｏｌ、表
１に示すアミン化合物１．５ｍｏｌ及び溶媒としてアセ
トニトリル６００ｍｌを仕込み、窒素雰囲気下にて、オ
ートクレーブにて１５時間開環反応を行った。反応終了
後、反応溶液を、減圧濾過して、目的物を回収した後、
アセトニトリルにて数回洗浄し、結晶状の生成物を得
た。得られた生成物について、元素分析（Ｃ．Ｈ．
Ｎ）、¹Ｈ−ＮＭＲにより同定したところ、下記化学式
化３で示されるイタコン酸ジエステル単量体であった。
得られたイタコン酸ジエステル単量体の構造式及び分析
結果を以下に示す。

【００２２】

【化３】

【００２３】

【実施例２〜７】表１に示す原料を用いた以外は実施例
１と同様にして合成を行い、得られた単量体の同定を元
素分析及び¹Ｈ−ＮＭＲにて行った。

【００２４】得られたイタコン酸ジエステル単量体及び
分析結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【実施例８】α−エチル−β−（（２’−トリメチルア
ンモニオ）エチルリン酸エチル）イタコネート１０ｇ
に、ラジカル重合開始剤としてアゾビスイソブチロニト
リル２０ｍｍｏｌ／ｌを含有するメタノール４０ｍｌを
添加混合し、封管法により６０℃で、２０時間溶液重合
を行った。重合終了後、得られたポリマー溶液をヘキサ
ンに投入し、沈澱したポリマーを濾過、洗浄、乾燥し、
重合率を求めた。得られたポリマーを、¹Ｈ−ＮＭＲに
より分析した結果、モノマーにおいて確認されたＣＨ₂
＝Ｃ（５．６、６．０ｐｐｍ）の吸収が消失しており、
二重結合が開裂していることが確認できた。また、分子
量はＧＰＣ測定により行い、その他の物性はポリマーの
透明なキャストフィルムを用いて測定した。測定法を以
下に示す。またその結果を表２に示す。

【００２７】ａ）熱安定性 単量体１％水溶液で６０℃、２４時間安全性テストを
し、粘度上昇が認められないものを○、粘度上昇するも
のを×として評価した。

【００２８】ｂ）血液適合性 ミクロスフィアカラム法により評価を行った。重合体を
被覆したアクリルビーズをポリ塩化ビニル性のチューブ
（直径３ｍｍ、長さ１０ｃｍ）に充填し、これに血小板
多血漿をシリンジポンプを用いて流し、前記チューブよ
り流出してくる血小板数を計測した。

【００２９】

【実施例９〜１７】表２に示す原料モノマーを用いた以
外は実施例８と同様にして重合を行い、得られた重合体
の物性を測定した。結果を表２に示す。

【００３０】

【比較例１〜４】表２に示す原料モノマーを用いた以外
は実施例８と同様に行い、得られた重合体の物性を測定
した。結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−107511（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43408（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−43407（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107512（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−63025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−214794（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−510322（ＪＰ，Ａ) Ｍａｋｒｏｍｏｌ．ｃｈｅｍ，187 （1986），ｐｐ853−862 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08F 30/02 C07F 9/09

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式化１で表わされるイタコン酸
   ジエステル単量体。 【化１】
2. 【請求項２】 請求項１記載のイタコン酸ジエステル単
   量体を、単独若しくは他の共重合可能なビニルモノマー
   と重合させてなる数平均分子量１０００〜５０００００
   の重合体。