JPH0327555B2

JPH0327555B2 -

Info

Publication number: JPH0327555B2
Application number: JP61036988A
Authority: JP
Inventors: Junya Wakatsuki; Tooru Kato; Tomihiro Kurosaki
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1991-04-16
Also published as: JPS62195390A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、新規なリン酸エステル、更に詳しく
は界面活性、自己組織性及び重合性を有する含フ
ツ素リン酸エステルに関する。〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点〕細胞は生命体の最小単位であり、細胞膜により
覆われている。この細胞膜は、細胞の仕切りと区
画形成、細胞運動、物質輸送、情報伝達等の様々
な機能を有しており、生命活動の源となつてい
る。一方、高分子化学の分野において、これら細胞
膜の持つている機能を有する人口高分子膜を造
り、広く工学、医学、薬学等の幅広い分野へ応用
を図ろうとする研究が近年盛んに行われてきてい
る。例えば、物質輸送機能を備えた高分子分離膜の
研究が行われており、人工高分子膜は、工学の分
野においてイオン交換膜、透析膜、限外ろ過膜、
逆浸透膜、ガス分離膜等広く工業的に用いられて
いる。また、医学の分野においても人工腎蔵にみ
られる溶質透過性の血液浄化用の膜、人工心肺に
みられる気体透過性の血液浄化用の膜等の研究が
盛んに行われている。また、区画保護機能を備えたマイクロカプセル
の研究が行われ、人工高分子膜は液体、例えば香
料のマイクロカプセル化やインクをマイクロカプ
セル化した複写紙に応用されている。さらに、透
過機能を兼ねそなえたマイクロカプセルの応用と
して医薬の徐放性製剤システムや酵素のマイクロ
カプセル化、人工赤血球等の研究が行われてい
る。更にまた、細胞膜がリン脂質の二分子構膜造で
あることが明らかになり、細胞膜と同じような二
分子膜ベシクル（リポソーム）を天然のリン脂質
を用いて造り（天然リポソーム）、生体膜のモデ
ル物質として生体膜の種々の現象の解明に利用さ
れている。生体膜は、リン脂質分子の持つ物理的
性質、いわゆる疎水性と親水性を持つ両親媒性化
合物特有の自ら集合し組織化する性質（自己組織
性）により秩序よく配向し、二分子膜構造を形成
している。従つて、従来の人工高分子膜は生体膜
とは全く構造の異なるものであつた。ところが、近年、天然リン脂質のみならず合成
化合物でも自己組織性を有し二分子膜構造を形成
しうる化合物が種々見出され、合成化合物を用い
て人工リポソームが造れるようになつた。さらに
は、この二分子膜構造を高分子化して膜の安定化
を図つた高分子リポソームの研究も盛んになつて
きており、モノマーとして使用される疎水基ある
いは親水基に重合性基を持つ化合物、例えばレー
ガン（Regan）らにより下式（）で示される化
合物が合成されている〔ジヤーナル・オブ・ジ・
アメリカン・ケミカル・ソサイエテイー（J.
Amer.Chem.Soc.）、105、2975（1983）〕。このようにして得られる天然、人工、及び高分
子リポソームという形態は一種のマイクロカプセ
ルとも考えられ、将来、工学、医学等への応用展
開が期待されているものである。従つて、膜に用
いる材としてのモノマーを考えた場合、そのモノ
マーの持つている化学的性質ばかりでなく界面活
性能、自己組織能等の物理的性質を有し、かつ将
来の医薬や医用高分子等への応用を考えた場合、
生体との適合性の良い物質が望まれる。リン脂質
は、まさにこれら界面活性、自己組織性、生体親
和性等の望ましい機能を有しており、リン脂質に
重合性基を導入した化合物は益々注目されてい
る。〔発明が解決しようとする問題点〕しかしながら、リン脂質は高純度のものが入手
し難いこと、高価であること等から、その応用に
も限界があり、工業的に容易に製造することがで
き、界面活性、自己組織性、及び重合性を有し、
かつ人体に対する安全性の高いリン酸エステル系
モノマーの開発が望まれていた。〔問題点を解決するための手段〕斯かる実情において、本発明者は鋭意研究を行
ない、次の一般式（）（式中、R′は水素原子またはメチル基、Ｒは炭
素数１〜36の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、
Ｍは水素原子、アルカリ金属、アンモニウムまた
はアルキルアミンもしくはアルカノールアミンの
塩であることを示す）で表わされるリン酸エステルが界面活性能、自己
組織能及び重合性を有することを見い出し、先に
特許出願した（特願昭60−57025号）。本発明者はさらに研究を行なつたところ、前記
式（）中Ｒに含フツ素アルキル基を導入した新
規な含フツ素リン酸エステルが優れた界面活性
能、自己組織能及び重合性を有し、しかも安価か
つ容易に入手可能な原料から簡単な操作で高純度
かつ高収率で合成することができることを見出
し、本発明を完成した。すなわち本発明は次の一般式（）（式中のR′は水素原子またはメチル基、Rfは炭
素数１〜36の直鎖もしくは分岐鎖の、少なくとも
一つ以上の水素原子がフツ素原子で置換されたフ
ルオロアルキル基、Ｍは水素原子またはアルカリ
金属、アンモニウム、アルキルアミンもしくはア
ルカノールアミンの塩であることを示す。）で表される含フツ素リン酸エステルを提供するも
のである。本発明の式（）で示される含フツ素リン残エ
ステルは、例えば次の反応式に従い、式（）で
表されるモノフルオロアルキルリン酸のモノア
ルカリ金属塩に式（）で示されるメタクリル酸
グリシジル、もしくはアクリル酸グリシジルを反
応させ含フツ素リン酸エステル（Ia）を製造し、
必要により酸性化、更に塩基により中和すること
により容易に製造できる。（式中、M′はアルカリ金属を示し、Rf、R′は前
記と同じ。）式（）で表される含フツ素リン酸エステルに
おいて、Rfで表される炭素数１〜36の直鎖もし
くは分岐鎖の、少なくとも一つ以上の水素原子が
フツ素原子で置換されたフルオロアルキル基とし
てはトリデカフルオロオクチル、ヘプタデカフル
オロドデシル、ヘンエイコサフルオロドデシル、
ペンタコサフルオロテトラデシル、ノナコサフル
オロヘキサデシル、トリトリアコンタフルオロオ
クタデシル、２−ペンタフルオロエチルペンタフ
ルオロヘキシル、２−トリデカフルオロヘキシル
トリデカフルオロデシル、２−ヘプタデカフルオ
ロオクチルヘプタデカフルオロドデシル、２−ヘ
ンエイコサフルオロデシルヘンエイコサフルオロ
テトラデシル、２−ペンタコサフルオロドデシル
ペンタコサフルオロヘキサデシル、２−ノナコサ
フルオロテトラデシルノナコサフルオロオクタデ
シル基等が挙げられるが、就中、界面活性能、自
己組織能の点で炭素数８〜36のものが好ましい。
特に好ましい例としては、トリデカフルオロオク
チル、ヘプタデカフルオロデシル、ヘンエイコサ
フルオロドデシル、２−トリデカフルオロヘキシ
ルトリデカフルオロデシル基が挙げられる。 R′で表わされる基としてはメチル基が好まし
い。上記反応式中、式（）で表されるモノフル
オロアルキルリン酸塩は、対応する含フツ素アル
キル基を有する有機ヒドロキシ化合物に五酸化リ
ン、オキシ塩化リン、ポリリン酸等のリン酸化剤
を反応させモノフルオロアルキルリン酸を得た
のち中和することにより得ることができ、そのい
ずれの方法で得られたものでもよいが、本発明の
含フツ素リン酸エステル（）の製造に使用され
るモノフルオロアルキルリン酸塩（）は高純
度であるのが好ましい。モノフルオロアルキル
リン酸塩の純度が低く、副生された不純物が多く
混入していると次のような幣害を生じる。すなわ
ち、五酸化リンやオキシ塩化リンをリン酸化剤と
して用いた時に副生するジフルオロアルキルリ
ン酸塩が含まれるとモノフルオロアルキルリン
酸としての界面活性能、自己組織能が低下、もし
くはなくなり、さらに次のエポキシ化合物との反
応において目的化合物の純度を低下させるととも
に、高純度の目的化合物を得るための精製が困難
になる。また、ポリリン酸をリン酸化剤として用
いた時に副生するオルトリン酸もエポキシ化合物
との反応において目的の反応の収率を低下させ、
さらに目的化合物の純度を低下させるとともに、
高純度の目的化合物を得るための精製が困難とな
る。従つて、モノフルオロアルキルリン酸塩
（）としては、90重量％以上の純度のものを使
うことが好ましい。上記反応において、メタクリル酸グリシジルも
しくはアクリル酸グリシジル（）は、モノフ
ルオロアルキルリン酸のモノアルカリ金属塩
（）１モルに対し１〜10モル、特に、３〜５モ
ル反応させるのが好ましい。モノフルオロアルキルリン酸をモノアルカリ
金属塩にすることなく本反応を行うと目的の化合
物ばかりでなく、さらにもう１モルの式（）で
示される化合物が反応したリン酸トリエステルが
副生し、また、反応終了時において、系が酸性で
あるためにエステル結合が加水分解をうけやすく
なり目的化合物の収率を低下させ、好ましくな
い。従つて、本反応を実施するに際しはモノフ
ルオロアルキルリン酸はモノアルカリ金属塩の形
で使用することが必要である。反応に用いる溶媒は不活性の極性溶媒、例えば
水、メチルアルコール、エチルアルコール等が用
いられるが、就中水が好ましい。反応温度としては30〜100℃、特に50〜90℃で
反応を行うのが好ましい。さらに、反応時において重合禁止、もしくは重
合抑制剤を添加しても良く、例えばハイドロキノ
ンモノメチルエーテル、ハイドロキノン、２，
2′−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチル
フエノール）等を（メタ）アクリル酸グリシジル
に対して50〜10000ppmを加えるのが好ましい。かくして得られた反応液中には目的化合物であ
る含フツ素リン酸エステル（）の他に未反応の
式（）で示される化合物、あるいは式（）で
示される化合物のエポキシ部分が加水分解された
グリセリルメタクリレートが含まれている。使用
目的によつては反応生成物をそのまま用いること
も可能であるが、このものを更に精製して高純度
品を得ることができる。例えば、ヘプタデカフル
オロデシル２−ヒドロキシ−３−メタクリロイ
ロキシプロピルリン酸ナトリウム〔式（）の化
合物においてR′＝CH₃、Rf＝C₂H₄C₈F₁₇、Ｍ＝
Na、以下、化合物（）と称する〕の場合には
ヘプタデカフルオロデシルリン酸ナトリウムの水
溶液にメタクリル酸グリシジルを反応させた後、
反応液にアセトンを加え冷却することにより、生
成したヘプタデカフルオロデシル２−ヒドロキ
シ−３−メタクリロイロキシプロピルリン酸ナト
リウムを析出させて、アセトンに可溶なメタクリ
ル酸グリシジルの加水分解物と分離し純度のよい
目的物を得ることができる。酸型のヘプタデカフ
ルオロデシル２−ヒドロキシ−３−メタクリロ
イロキシプロピルリン酸〔式（）の化合物にお
いてR′＝CH₃、Rf＝C₂H₄C₈F₁₇、Ｍ＝Ｈ〕につい
ては上記のようにして得られたNa塩の水溶液を
酸、例えば塩酸等で酸性にし、エチルエーテル等
の溶剤で抽出することにより得ることができる。尚、本発明において、反応条件によつては下式
（）で示される化合物が少量生成することがあ
る。（式中のRf、R′、Ｍは、前記と同じ。）〔作用〕本発明化合物（）が優れた界面活性剤を示す
ことは、その水溶液の表面張力が低下することか
らわかる。表１に示す如く、特に、本発明者が先
に特許出願した一般式（）の化合物よりも優れ
ている。

〔発明の効果〕

本発明の含フツ素リン酸エステルは、界面活性
能、自己組織能及び重合性を有し、かつ、人体に
対する安全性が高く、しかも工業的に極めて有利
に製造しうるものである。従つて、工学、医学等
の分野において幅広く利用しうるものである。〔実施例〕次に実施例を挙げて本発明を説明する。実施例１反応器に純度97％のヘプタデカフルオロデシル
リン酸95.5ｇ（0.19モル、ただしこの試料のAV1
（本リン酸モノエステルの試料１ｇを第一当量点
まで中和するのに必要なKOHのmg数、以下も同
様）＝108.9、AV2＝（本リン酸モノエステルの試
料１ｇを第二当量点まで中和するのに必要な
KOHのmg数、以下も同様）＝217.0であつた）を
投入し、１規定水酸化ナトリウム水溶液185mlを
加えて撹拌し、70℃に昇温して均一にした。この
時反応系の醸価（試料１ｇを中和するのに必要な
KOHのmgの数、以下も同様）は36.8であつた。
次に反応系を70℃に保ちながら、メタクリル酸グ
リシジル104.5ｇ（0.74モル）を徐々に加え、こ
の温度で９時間撹拌し、この時の反応系の酸価は
ほぼ０になり、反応が完結したことが分かる。ま
た、この時の試料を、HPLC（高速液体クロマト
グラフイー、以下も同様）で分析したところ未反
応のメタクリル酸グリシジルのピークが認められ
た。さらに撹拌を続け合計20時間反応したところ
でメタクリル酸グリシジルは完全に加水分解され
てなくなつており、メタクリル酸グリシジルのエ
ポキシ部が加水分解されたメタクリル酸グリセリ
ルと目的化合物のピークが認められた。次に反応
液を室温まで冷やし、アセトン200ｇを加え、−５
℃に冷却するとヘプタデカフルオロデシル２−
ヒドロキシ−３−メタクリロイロキシプロピルリ
ン酸ナトリウムが92ｇ（収率70％）得られた。 ¹H NMR： δ2.0ppm（ｓ、3H、H₂＝Ｃ−ＣH₃ ） δ2.6ppm（tt、2H、−Ｐ−OCH₂CH₂ F₂−） δ3.5〜4.5ppm（ｍ、7H、

【式】） δ5.6ppm（broad ｓ、1H、

【式】） δ6.1ppm（broad ｓ、1H、

【式】） ¹³C NMR（標準試料：Si（CH₃）₄）元素分析 δ（ppm）：a18.5、i33.4、h58.7、e66.5、g67.6、
f69.9、b126.5、c137.6、d168.9

【表】 HPLCで分析した結果、純度は98〜99％であつ
た。試験例１実施例１で得たヘプタデカフルオロデシル２
−ヒドロキシ−３−メタクリロイロキシプロピル
リン酸ナトリウム〔化合物（）〕の約10％水溶
液に重合開始剤としてK₂S₂O₈を対化合物（）
１％加え、60〜70℃で４〜５時間加熱すると、無
色透明の高粘度水溶液が作られ、さらに、この重
合物をスライドグラス上にのせ放置すると無色透
明の膜状物質がえられた。また、この高粘度水溶液は非等方性の性質があ
り、組織的な液晶構造を有していた。実施例２純度92％の２−トリデカフルオロヘキシルトリ
デカフルオロデシルリン酸20ｇ（0.025モル、た
だしこの試料のAV1＝70.1、AV2＝139.8）を１
規定水酸化ナトリウム水溶液24.8ml中に分散し
（この時の反応系の酸価は31.1であつた）、70℃で
メタクリル酸グリシジル14.2ｇ（0.10モル）を
徐々に加え、この温度で30時間撹拌した。この時
の反応系の酸価は、ほぼ０でモノアルキルリン酸
の反応率は100％であることがわかる。反応液を
HPLCで分析したところ、メタクリル酸グリシジ
ルの加水分解物と新たな生成物のピークが見られ
た。これから生成物をHPLCで分取し、溶媒を減
圧留去すると、２−トリデカフルオロヘキシルト
リデカフルオロデシル２−ヒドロキシ−３−メ
タクリロイロキシプロピルリン酸ナトリウムが
21.5ｇ（収率89％）得られた。元素分析

【表】 HPLCで分析した結果、純度は98〜99％であつ
た。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（）（式中のR′は水素原子またはメチル基、Rfは炭
素数１〜36の直鎖もしくは分岐鎖の、少なくとも
一つ以上の水素原子がフツ素原子で置換されたフ
ルオロアルキル基、Ｍは水素原子またはアルカリ
金属、アンモニウム、アルキルアミンもしくはア
ルカノールアミンの塩であることを示す。）で表される含フツ素リン酸エステル。