DE60009452T2

DE60009452T2 - Acrylamid derivative und deren polymere

Info

Publication number: DE60009452T2
Application number: DE60009452T
Authority: DE
Inventors: Teruo Okano; Takao Aoyagi
Original assignee: Okano Teruo Ichikawa
Current assignee: CellSeed Inc
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: DK1147076T3; US6495645B1; JP4932069B2; WO2000043355A1; AU3076500A; ATE263141T1; DE60009452D1; EP1147076A1; JP2000212144A; EP1147076B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Acrylamid-Derivate, die funktionelle Gruppen an Seitenketten haben, Homopolymere und Copolymere dieser Derivate wie auch auf vernetzte Produkte dieser Polymeren. Acrylamid-Derivate der vorliegenden Erfindung können in einfacher Weise radikalpolymerisiert werden, um in zweckdienlicher Weise Homopolymere herzustellen, und können auch mit anderen Monomeren copolymerisiert werden. Copolymere, die aus Acrylamid-Derivaten der vorliegenden Erfindung synthetisiert worden sind, können auf Temperatur ansprechende Polymere sein, die unterhalb einer spezifischen Temperatur in wäßrigen Lösungen löslich sind, oberhalb aber unlöslich werden. Auf diese Weise können sie an der Oberfläche eines Feststoffs immobilisiert werden, um Hydrophilie und Hydrophobie unterhalb bzw. oberhalb der spezifischen Temperatur zu zeigen. Copolymere der vorliegenden Erfindung können nicht nur eingesetzt werden, um in einem engen Temperaturbereich zwischen Hydrophilie und Hydrophobie um zu schalten, sondern auch um einfach durch Temperaturänderung von einem elektrisch geladenen Zustand in einen nicht-geladenen Zustand umzuschalten. Darüber hinaus können ihre verschiedenen funktionellen Gruppen verwendet werden, um verschiedene Moleküle über kovalente Bindungen oder Wasserstoffbindungen einzuführen.
STAND DER TECHNIK
N-Alkyl-substituierte Acrylamid-Polymere gehören zu den auf Temperatur ansprechenden Polymeren, von denen Poly(Nisopropylacrylamid) (nachfolgend als PIPAAm abgekürzt) unterhalb der Phasenüberganqstemperatur von 32°C löslich ist, oberhalb dieser Temperatur aber schnell unter Bildung eines Präzipitats unlöslich wird. Sequenzen von PIPAAm wurden in die Oberflächen von Feststoffen eingeführt, um einfach durch Temperaturänderung zum Ernten von Zellen nach einer Kultur oder Entwicklung in der Chromatographie zwischen Hydrophilie und Hydrophobie umzuschalten. Solche Techniken sind z. B. in den folgenden Dokumenten beschrieben:
T. Okano, N. Yamada, H. Sakai, Y. Sakurai, Journal of Biomedical Materials Research, Bd. 27, S. 1243–1251 (1993); T. Okano, N. Yamada, M. Okuhara, H. Sakai, Y. Sakurai, Biomaterials, Bd. 16, S. 297–303 (1995); H. Kanazawa, K. Yamamoto, Y. Matsushima, N. Takai, A. Kikuchi, Y. Sakurai, T. Okano, Analytical Chemistry, Bd. 68, 5. 100–105 (1996); H. Kanazawa, Y. Kashiwase, K. Yamamoto, Y. Matsushima, A. Kikuchi, Y. Sakurai, T. Okano, Analtytical Chemistry, Bd. 69, S. 823–830 (1997).
Diese auf Temperatur ansprechenden Polymere werden im allgemeinen mit Comonomeren, die eine funktionelle Gruppe haben, z. B. Acrylsäure, zur Einführung der funktionellen Gruppe in die Copolymeren copolymerisiert. Allerdings zeigten geradkettige Polymere oder Hydrogele (d. h. vernetzte Produkte), die eine erhöhte Rate an Acrylsäure eingearbeitet haben, unvermeidlich einen deutlichen Anstieg bei der Phasenübergangstemperatur und ein unempfindliches Übergangsverhalten. Denn es gab kein Verfahren zur Einführung vieler funktioneller Gruppen in auf Temperatur ansprechende Polymer oder Hydrogele, während gleichzeitig das empfindliche Temperaturansprechen beibehalten wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Monomers zur Herstellung eines Polymer oder Hydrogels (d.h. vernetztes Produkt), das viele funktionelle Gruppen eingearbeitet hat, während gleichzeitig das empfindliche Temperaturansprechen aufrecht erhalten wird, sowie die Bereitstellung des Polymer oder Hydrogels (d. h. des vernetzten bzw. quervernetzten Produktes).
Wir haben sorgfältige Studien zur Lösung der obigen Probleme durchgeführt. Das Resultat war, daß wir feststellten, daß das Ansprechen von Homopolymeren auf Temperatur aufrechterhalten werden kann, indem mit diesen ein Monomer mit sehr ähnlicher Struktur zu der der Homopolymeren copolymerisiert wird; auf diese Weise wurde die vorliegende Erfindung vollendet.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung Acrylamid-Derivate der folgenden allgemeinen Formel (I) bereit:
worin R¹ ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkyl-Gruppe darstellt, R² und R³ jeweils unabhängig eine Alkylen-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellen, oder R² und R³ zur Bildung eines Rings kombiniert werden können, X ein Wasserstoffatom, eine Amino-Gruppe, eine Hydroxy-Gruppe, eine Carboxy-Gruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6- Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzyl-Gruppe darstellt, und Y eine Amino-Gruppe, eine Hydroxy-Gruppe, eine Carboxy-Gruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzyl-Gruppe darstellt, unter der Voraussetzung, daß, wenn X oder Y eine Hydroxy-Gruppe ist, R² oder R³ keine Methylen-Gruppe ist oder R² und R³ nicht zur Bildung eines Cyclohexylrings kombiniert werden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch Polymere bereit, bestehend aus sich wiederholenden identischen oder unterschiedlichen Einheiten der folgenden allgemeinen Formel (II):
worin R¹ ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkyl-Gruppe darstellt, R² und R³ jeweils unabhängig eine Alkylen-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellen, oder R² und R³ zur Bildung eines Rings kombiniert werden können, X ein Wasserstoffatom, eine Amino-Gruppe, eine Hydroxy-Gruppe, ein Halogenatom, eine Carboxy-Gruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C^1–6-Alkyl-, C^3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzyl-Gruppe darstellt, und Y eine Amino-Gruppe, eine Hydroxy-Gruppe, ein Halogenatom, eine Carboxy-Gruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzyl-Gruppe darstellt, unter der Voraussetzung, daß, wenn X oder Y eine Hydroxy-Gruppe ist, R² oder R³ keine Methylen-Gruppe ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch Copolymere, bestehend aus identischen oder unterschiedlichen, sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) und unterschiedlichen oder identischen, sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (III), bereit:
worin R¹ ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkyl-Gruppe darstellt, R⁵ eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkyl-Gruppe darstellt und R⁶ eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkyl-Gruppe darstellt oder R⁵ und R⁶ können zur Bildung eines 3-, 4-, 5- oder 6-gliedrigen Rings kombiniert werden, worin die -CH-Gruppe, an die sie gebunden sind, ein Mitglied ist, mit der Voraussetzung, daß, wenn X oder Y eine Hydroxy-Gruppe ist, R² oder R³ keine Methylen-Gruppe ist.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung vernetzte bzw. quervernetzte Produkte, die diese Polymere enthalten, und vernetzte bzw. quervernetzte Produkte, die diese Copolymere enthalten, bereit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das die Gleichgewichtsquellung für jedes vernetzte Produkt in einem Phosphatpuffer mit pH 6,4 zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die Gleichgewichtsquellung jedes vernetzten Produktes in einem Phosphatpuffer mit pH 7,4 zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Gleichgewichtsquellung jedes vernetzten Produktes in einem Phosphatpuffer mit pH 9,0 zeigt.
BESTER MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In der vorliegenden Erfindung umfaßt die geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl-, n-Butyl-, i-Butyl-, s-Buutyl-, t-Butyl-, n-Pentyl- und n-Hexyl-Gruppen.
In der vorliegenden Erfindung umfaßt die Alkylen-Gruppe, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, Monomethylen-, Dimethylen-, Trimethylen-, Tetramethylen-, Pentamethylen- und Hexamethylen-Gruppen. Eine bevorzugte Alkylen-Gruppe ist eine Monomethylen-Gruppe.
In der vorliegenden Erfindung meint das Halogenatom ein beliebiges von Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatomen. Ein besonders bevorzugt Halogenatom ist ein Chloratom.
In der vorliegenden Erfindung sind Substituenten an der substituierten Phenyl-Gruppe nicht spezifisch limitiert, umfassen aber Nitro- und Methylmercapto-Gruppen zum Beispiel.
Ein besonders bevorzugt Substituent an der substituierten Phenyl-Gruppe ist eine Nitro-Gruppe.
In der vorliegenden Erfindung ist die substituierte Benzyl-Gruppe nicht spezifisch limitiert, umfaßt aber beispielsweise Triphenylmethyl- und Diphenylmethyl-Gruppen.
Wenn R² und R³ in den allgemeinen Formeln (I) und (II) unter Bildung eines Rings kombiniert sind, ist der Ring vorzugsweise Cyclopropan, Cyclobutan, Cyclopentan, Cyclohexan, Cyclooctan, usw.
In der vorliegenden Erfindung ist der Polymerisationsgrad der Polymeren, die aus sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) bestehen, nicht spezifisch begrenzt, solange die Anzahl der Repetiereinheiten zwei oder mehr, vorzugsweise 50 bis 500 ist.
In der vorliegenden Erfindung sind Copolymere, bestehend aus sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) und sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (III) nicht spezifisch begrenzt, solange die Anzahl jeder Repetiereinheit zwei oder mehr, vorzugsweise 50 bis 500, ist.
Das Verhältnis der erstgenannten Repetiereinheiten zu den zuletzt genannten Repetiereinheiten ist nicht spezifisch begrenzt, jedoch liegt das Verhältnis der Anzahl der sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) zu der Anzahl der sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (III) vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 : 99 bis 50.
Im Nachfolgenden werden Verfahren zur Herstellung eines Acrylamid-Derivats wie auch eines Polymers, Copolymers und eines vernetzten Produktes, hergestellt aus dem Derivat, beschrieben.
Ein Acrylamid-Derivat der vorliegenden Erfindung kann in einfacher Weise erhalten werden, indem z. B. eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV):
worin R² eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, darstellt, R³ eine Alkylen-Gruppe, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, darstellt, X eine Hydroxyl-Gruppe, ein Halogenatom, eine Carboxy-Gruppe, eine Ester-Gruppe, dargestellt durch -COOR⁴ darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder eine substituierte Benzyl-Gruppe darstellt, oder eine substituierte Amino-Gruppe, die durch -NH-R⁷ dargestellt wird, worin R⁷ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, eine C_3–6-Cycloalkyl-, Alkyloxycarbonyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl-, substituierte Benzyl-, Benzyloxycarbonyl- oder substituierte Benzyloxycarbonyl-Gruppe darstellt, darstellt, oder R² und R³ unter Bildung eines Rings kombiniert sein können, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (V):
worin R¹ ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, darstellt, umgesetzt wird.
Die Verbindung der allgemeinen Formel (V) umfaßt Acrylsäure, Methacrylsäure, α-Ethylacrylsäure, α-n-Butylacrylsäure und α-n-Hexylacrylsäure und einige von ihnen sind im Handel verfügbar. Diese Reaktion läuft effizienter in Gegenwart eines Kondensationsmittels wie z. B. Dicyclohexylcarbodiimid, Diisopropylcarbodiimid, N-Ethyl-N'-3-dimethylaminopropylcarbodiimid, Benzotriazol-1-yltris(dimethylamino)phosphoniumhexafluorphosphid, Diphenylphosphorylazid, die allein oder in Kombination mit N-Hydroxysuccinimid, 1-Hydroxybenzotriazol, usw. verwendet werden können. Die Reaktion wird wünschenswerterweise in einem beliebigen Lösungsmittel, das die Verbindungen löst, aber nicht an der Reaktion teilnimmt, durchgeführt; diese umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Wasser, Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan, Benzol Toluol, Xylol, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan, Ethylacetat, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, usw. Normalerweise läuft die Reaktion glatt in einem Temperaturbereich von 0°C bis 100°C ab.
Wenn diese Kondensationsmittel nicht verwendet werden, läuft die Reaktion in einfacher Weise durch Verwendung der Verbindung der allgemeinen Formel (V), die in ein Säurehalogenid umgewandelt wird, ab. Das Säurehalogenid umfaßt Acryloylchlorid, Methacryloylchlorid, Acryloylbromid, Methacryloylbromid und einige von diesen sind im Handel erhältlich. Es können auch andere Säurehalogenide durch ein bekanntes Verfahren unter Verwendung von Thionylchlorid, Phosphortrichlorid, Phosphorpentaoxid oder dgl. erhalten werden. Die Reaktion läuft in einfacher Weise in einem organischen Lösungsmittel unter einer Inertgasatmosphäre ab. Es kann irgendein Lösungsmittel verwendet werden, das nicht an der Reaktion beteiligt ist, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan, Benzol, Toluol, Xylol, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan, Ethylacetat, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, usw.
Diese Reaktion erfolgt vorzugsweise in Gegenwart eines basischen Materials wie z. B. Lithiumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumacetat, Natriumacetat, Natriumphosphat, Natriumhydrid, Calciumhydrid, Pyridin, Triethylamin, N,N-Dimethylanilin, usw.
Geeignete Verbindungen der allgemeinen Formel (IV) umfassen 1-(Hydroxymethyl)ethylamin, 1-(Hydroxymethyl)propylamin, β-Aminobuttersäure, β-Aminobuttersäuremethylester, β-Aminobuttersäure-p-nitrophenylester, β-Aminobuttersäurebenzylester, 2-Aminopropylchlorid, 2-Aminopropylbromid, γ-Aminovaleriansäure, γ-Aminovaleriansäuremethylester, γ-Aminovaleriansäure-pnitrophenylester, γ-Aminovaleriansäurebenzylester, β-Aminovaleriansäure, β-Aminovaleriansäurebenzylester, 1-Methylamino-2-aminopropan, 1-(t-Butoxycarbonyl)amino-2-aminopropan, 1-Benzylamino-2-aminopropan, 1-(Benzyloxycarbonyl)amino-2-aminopropan. Einige von diesen sind im Handel verfügbar.
Acrylamid-Derivate der allgemeinen Formel (I) der vorliegenden Erfindung können unter Herstellung eines Polymers, das aus sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) besteht, durch ein herkömmliches Polymerisationsverfahren, zweckdienlicher durch Radikalpolymerisation, homopolymerisiert werden. Die Radikalpolymerisation kann durch ein bekanntes Verfahren, z. B. Massepolymerisation, Lösungspolymerisation und Emulsionspolymerisation, durchgeführt werden und wird effizienterweise durch Zugabe eines Radikalinitiators initiiert. Vorzugsweise umfassen geeignete Radikalinitiatoren für die Reaktion anorganische Peroxide, z. B. Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, die in Kombination mit Amin-Verbindungen, die als Polymerisationspromotoren bezeichnet werden, z. B.
N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N-Dimethylparatoluidin, verwendet werden können, um eine schnelle Polymerisation bei niedrigeren Temperaturen zu erlauben. Organische Peroxide, z. B. Dilauroylperoxid, Benzoylperoxid, Di-t-butylperoxid, t-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid oder Azo-Verbindungen wie z. B. α,α-Azobisisobutyronitril oder Azobiscyclohexancarbonitril sind ebenfalls geeignet.
Geeignete Lösungsmittel für die Radikalpolymerisationsreaktion hier umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Wasser, Methanol, Ethanol, Normal-Propanol, Isopropanol, 1-Butanol, Isobutanol, Hexanol, Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, usw. Normalerweise läuft die Reaktion in einem Temperaturbereich von 0°C bis 100°C glatt ab.
Copolymere, die aus sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) und sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (III) bestehen, können in einfacher Weise synthetisiert werden, indem eine Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit z. B. Isopropylacrylamid, Isobutylacrylamid, 3-Pentylacrylamid, Cyclopentylacrylamid, 3-Hexylacrylamid oder dgl. copolymerisiert wird. Sie können durch ein herkömmliches Polymerisationsverfahren, zweckdienlicher durch Radikalpolymerisation, hergestellt werden. Die Radikalpolymerisation kann durch ein bekanntes Verfahren, z. B. Polymerisation in Masse, Lösungspolymerisation oder Emulsionspolymerisation, durchgeführt werden und wird in effizienter Weise durch Zugabe eines Radikalinitiators initiiert. Vorzugsweise umfassen geeignete Radikalinitiatoren für die Reaktion anorganische Peroxide, z. B. Kaliumpersulfat oder Ammoniumpersulfat, die in Kombination mit Amin-Verbindungen, die als Polymerisationspromotoren bezeichnet werden, z. B. N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N-Dimethylparatoluidin, verwendet werden können, um eine schnelle Polymerisation bei niedrigeren Temperaturen zu ermöglichen. Weitere Beispiele umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, organische Peroxide wie Dilauroylperoxid, Benzoylperoxid, Di-t-Butylperoxid, t-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid, oder Azo-Verbindungen wie α,α-Azobisisobutyronitril oder Azobiscyclohexancarbonitril.
Geeignete Lösungsmittel für die Radikalpolymerisationsreaktion hier umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Wasser, Methanol, Ethanol, Normalpropanol, Isopropanol, 1-Butanol, Isobutanol, Hexanol, Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, usw. Normalerweise läuft die Reaktion in einem Temperaturbereich von 0°C bis 100°C glatt ab.
Vernetzte Produkte, die sich wiederholende Einheiten der allgemeinen Formel (II) enthalten, und vernetzte Produkte, die ein Copolymer, bestehend aus sich wiederholenden Eigenschaften der allgemeinen Formeln (II) und (III), können in einfacher weise durch Polymerisationsreaktion in Gegenwart einer polyfunktionellen Verbindung, die allgemein als Vernetzungsmittel bezeichnet wird, erhalten werden. Das Vernetzungsmittel umfaßt Methylenbisacrylamid, Ethylenglykoldimethacrylat, Glycerintriacrylat, Glycerintrimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittetraacrylat, usw. und einige von diesen sind im Handel erhältlich. Sie können durch ein herkömmliches Polymerisationsverfahren, zweckdienlicher durch Radikalpolymerisation, hergestellt werden. Die Radikalpolymerisation kann durch ein bekanntes Verfahren, z. B. Polymerisation in Masse, Lösungspolymerisation und Emulsionspolymerisation, durchgeführt werden und wird in effizienter Weise durch Zusatz eines Radikalinitiators initiiert. Vorzugsweise umfassen geeignete Radikalinitiatoren für die Reaktion anorganische Peroxide, z. B. Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat, die in Kombination mit Amin-Verbindungen, die als Polymerisationspromotoren bezeichnet werden, z. B. N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N-Dimethylpararoluidin, verwendet werden, um eine schnelle Polymerisation bei niedrigeren Temperaturen zu ermöglichen. Andere Beispiele umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, organische Peroxide wie z. B. Dilauroylperoxid, Benzoylperoxid, Di-t-butylperoxid, t-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid oder Azo-Verbindungen wie z. B. α,α-Azobisisobutyronitril oder Azobiscyclohexancarbonitril.
Geeignete Lösungsmittel für die Radikalpolymerisationsreaktion hier umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Wasser, Methanol, Ethanol, Normalpropanol, Isopropanol, 1-Butanol, Isobutanol, n-Hexano1, Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Dioxan, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid. Normalerweise läuft die Reaktion in einem Temperaturbereich von 0°C bis 100°C glatt ab.
Das Ansprechen der durch die vorliegende Erfindung erhaltenen Polymeren auf Temperatur kann beurteilt werden, indem sie in Wasser oder Pufferlösung gelöst werden und dann der Temperaturbereich bestimmt wird, der notwendig ist, damit die Lösung zu vollständiger Trübung übergeht, wenn die Temperatur der Lösung mit konstanter Geschwindigkeit verändert wird. Was die vernetzten Produkte angeht, so können sie durch Änderung des Grads der Gleichgewichtsquellung mit der Temperaturänderung beurteilt werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierte durch Beispiele, Vergleichsbeispiele und Referenzbeispiele erläutert, die naturgemäß nicht dazu bestimmt sind, die vorliegende Erfindung zu beschränken.
REFERENZBEISPIELE 1 BIS 4
In 35 ml Tetrahydrofuran wurden N-Isopropylacrylamid (abgekürzt als "IPAAm") und Acrylsäure (abgekürzt als "AAc") in den in Tabelle 1 beschriebenen jeweiligen Mengen sowie 11,5 mg Azobisisobutyronitril (abgekürzt als "AIBN") als Polymerisationsinitiator gelöst, es wurde entlüftet, dann dicht verschlossen und bei 65°C für 2,5 Stunden gerührt. Nach der Reaktion wurde die Präzipitation des Reaktionsproduktes in Diethylether zweimal durchgeführt, um eine Reinigung zu erreichen. Tabelle 1 Synthese von N-Isopropylacrylamid/Acrylsäure-Copolymeren
REFERENZBEISPIELE 5 BIS 8
In einem Teströhrchen wurden N-Isopropylacrylamid (abgekürzt als "IPAAm") und Acrylsäure (abgekürzt als "AAc") in den in Tabelle 2 beschriebenen jeweiligen Mengen 26,6 mg Methylenbisacrylamid als Vernetzungsmittel und 48 μl N,N,N',N'-Tetramethylendiamin als Polymerisationspromotor in 10 ml Wasser gelöst. Nachdem durch die resultierende Lösung Stickstoffgas perlen gelassen worden war, wurden 200 μl einer wäßrigen Ammoniumpersulfat-Lösung mit 40 mg/ml unverzüglich zugesetzt und danach wurde die Lösung in ein Kapillarröhrchen aufgezogen. Das Kapillarröhrchen wurde für 24 Stunden bei 0°C gehalten und dann wurde ein auf diese Weise hergestelltes vernetztes Produkt aus dem Kapillarröhrchen entnommen und für einen Tag in Wasser eingetaucht, um eine Reinigung durchzuführen. Tabelle 2 Herstellung von vernetzten N-Isopropylacrylamid/Acrylsäure-Copolymerisationsprodukten
BEISPIEL 1 Synthesebeispiel für 2-(Benzyloxycarbonyl)isopropylacrylamid
Entsprechend dem obigen Syntheseschema wurden zuerst 18,1 g Aminobuttersäure, 87,5 ml Benzylalkohol und 40,0 g p-Toluolsulfonsäure in 175 ml Benzol gelöst und unter Rückfluß erhitzt. Das gebildete Wasser wurde als Azeotrop mit Benzol entfernt. Zu der Reaktionslösung wurden 280 ml Diethylether und 280 ml Hexan gegeben, um ein Präzipitat zu bilden. Dieses Präzipitat wurde durch Filtration abgetrennt und in einer Ether/Ethanol-Mischlösung zur Durchführung einer Reinigung umkristallisiert. Als Resultat wurden 53,8 mg β-Aminobuttersäurebenzylester·p-Toluolsulfonat als weiße Kristalle erhalten. Aus den Resultaten der ¹H-NMR-Spektrometrie wurde die Synthese von β-Aminobuttersäurebenzylester·p-Toluolsulfonat bestätigt. Die Resultate der ¹H-NMR-Spektrometrie werden nachfolgend angegeben. Der unterstrichene Teil zeigt die Position des entsprechenden Protons in der Verbindung an. Außerdem zeigt in den NMR-Daten "Φ" eine Phenyl-Gruppe an.
¹H-NMR (DMSO-d₆, ppm) 1,20 (d, 3H, CH ₃CHCH₂), 2,29 (s, 3H, Φ-CH3), 26,8 (m, 2H, CH₃CHCH ₂), 3,54 (m, 1H, CH₃ CHCH₂), 5,14 (s, 2H, COOCH2-Φ), 7,11 und 7,48 (m, 4H, Wasserstoffe am Benzolring des p-Toluolsulfonats), 7,39 (m, 5H, Wasserstoffe am Benzolring des Benzylesters), 7,81 [m, 2H, CH₃CH(NH₂)CH ₂].
Als nächstes wurden 50 g ß-Aminobuttersäurebenzylester• p-Toluolsulfonat in 300 ml Ether, der 54,3 ml Triethylamin enthielt, dispergiert. Zu dieser Dispersion wurden langsam 12,7 ml Acryloylchlorid bei 0°C gegeben und es wurde 2 Stunden gerührt. Die Etherschicht wurde gewonnen, kondensiert und durch Silicagel-Chromatographie gereinigt, wodurch 19,59 g des gewünschten 2-(Benzyloxycarbonyl)isoprpylacrylamids als weiße Kristalle erhalten wurden. Die Synthese wurde durch ¹H-NMR-Spektrometrie und Elementaranalyse bestätigt. Die Resultate der ¹H-NMR-Spektrometrie und der Elementaranalyse werden nachfolgend angegeben. Der Unterstrichene Teil zeigt die Position des entsprechenden Protons in der Verbindung an.
¹H-NMR (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 und 6,18 (m, 3H, CH=CH ₂), 7,35 (m, 5H, Wasserstoffe am Benzolring), 8,10 (d, 1H, CONH).

Elementaranalyse: C₁₄H₁₇NO₃ 247,32
Errechneter Wert: C 67,93 H 6,94 N 5,66
Beobachteter Wert: C 67,92 H 6,90 N 5,73

Aus den Resultaten der ¹H-NMR-Spektrometrie und der Elementaranalyse wurde die Synthese der oben beschriebenen gewünschten Verbindung bestätigt. BEISPIEL 2 Syntheseschema für 2-Carboxyisopropylacrylamid
Entsprechend dem obigen Syntheseschema wurde 1,0 g 2-(Benzyloxycarbonyl)isopropylacrylamid, wie es in Beispiel 1 synthetisiert worden ist, in 50 ml einer wäßrigen 1N Natriumhydroxid-Lösung dispergiert und für eine Stunde gerührt. Nach Entfernung der Schutzgruppe von Benzylalkohol, die unter Verwendung von Ether eliminiert worden war, wurde konzentrierte Salzsäure so zugesetzt, daß der pH der gesamten Lösung 2 wurde. Nachdem Chlorwasserstoff und Wasser vollständig abdestilliert worden waren, wurde Methanol zu dem Rückstand gegeben und für 2 Stunden gerührt. Nur die Methanol-Schicht wurde abgetrennt und konzentriert, wobei das gewünschte 2-Carboxyisopropylacrylamid als transparente viskose Flüssigkeit erhalten wurde. Die Struktur wurde unter Verwendung von ¹H-NMR bestätigt.
¹H-NMR (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 und 6,12 (m, 3H, CH=CH ₂), 8,10 (d, 1H, CONH).
Aus den Resultaten der ¹H-NMR-Spektrometrie wurde die Synthese der oben beschriebenen gewünschten Verbindung bestätigt.
BEISPIELE 3 UND 4
In 35 ml Tetrahydrofuran wurden N-Isopropylacrylamid (abgekürzt als "IPAAm") und 2-Carboxyisopropylacrylamid (abgekürzt als "CIPAAm") in entsprechenden Mengen, wie sie in Tabelle beschrieben sind und 11,5 mg Azobisisobutyronitril (abgekürzt als "AIBN") als Polymerisationsinitiator gelöst, es wurde entlüftet, dicht verschlossen und dann für 2,5 Stunden bei 65°C gerührt. Nach der Reaktion wurde die Präzipitation des Reaktionsproduktes in Diethylether zur Erreichung einer Reinigung zweimal wiederholt. Tabelle 3 Synthese von IPAAm/CIPAAm-Copolymeren
BEISPIELE 5 BIS 7 Tabelle 4 Herstellung von vernetzten IPAAm/CIPAAm-Copolymerisationsprodukten
In einem Teströhrchen wurden N-Isopropylacrylamid (als "IPAAm" abgekürzt) und 2-Carboxyisopropylacrylamid in den in Tabelle 4 beschriebenen jeweiligen Mengen, 100 μl eines Vernetzungsmittels mit 26,6 mg/ml, Methylenbisacrylamid (abgekürzt als "MBAAm") als wäßrige Lösung und 4,8 μl N,N,N',N'-Tetramethylendiamin als Polymerisationspromotor in 0,9 ml Wasser gelöst. Nachdem in die resultierende Lösung Stickstoffgas eingeblasen worden war, wurden unverzüglich 20 μl einer wäßrigen Ammoniumpersulfat-Lösung mit 40 mg/ml zugesetzt und dann wurde die Lösung in einem Kapillarröhrchen aufgezogen. Das Kapillarröhrchen wurde für 24 Stunden bei 0°C erhalten und anschließend wurde ein auf diese Weise hergestelltes vernetztes Produkt aus der Kapillare entnommen und für einen Tag in kaltes Wasser getaucht, um eine Reinigung zu bewirken. BEISPIEL 8 Syntheseschema für 2-(Benzyloxycarbonyl)aminoisopropylacrylamid
Nach dem obigen Syntheseschema wurden zuerst 119,4 ml 1,2-Diaminopropan, das durch Destillation gereinigt worden war, und 194,9 ml Triethylamin in 500 ml dehydratisiertem Diethylether gelöst. Zu der resultierenden Lösung wurden langsam 20 ml Carbobenzoxychlorid tropfenweise bei 0°C gegeben und es wurde bei Raumtemperatur für 18 Stunden gerührt. Die überstehende Flüssigkeit wurde gewonnen, mit Wasser gewaschen und dann kondensiert. Der Zusatz von Ethylacetat schied Kristalle aus, die dann durch Filtration entfernt wurden. Das Filtrat wurde konzentriert und durch Säulenchromatographie gereinigt, wodurch 9,51 g 1-(Benzyloxycarbonyl)-amino-2-aminopropan als transparente, farblose, viskose Flüssigkeit erhalten wurden. Die Synthese wurde durch die Resultate der ¹H-NMR-Spektrometrie, die nachfolgend angegeben sind, bestätigt.
¹H-NMR (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, Wasserstoffe am Benzolring).
In 200 ml Diethylether wurden 8,0 g 1-(Benzyloxycarbonyl)amino-2-aminopropan und 8,0 ml Triethylamin gelöst und es wurden 3,74 ml Acryloylchlorid langsam tropfenweise zugegeben. Die resultierende Lösung wurde für 2 Stunden gerührt und kondensiert und es wurde Ethylacetat zur Auflösung zum Rückstand gegeben. Ferner wurde diese Lösung mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das resultierende Produkt wurde durch Säulenchromatographie gereinigt, wodurch 3,43 g 2-(Benzyloxycarbonyl)aminopropylacrylamid als plättchenförmige Kristalle erhalten wurden. Die Synthesen wurden durch die Resultate der ¹H-NMR-Spektrometrie, die nachfolgend angegeben sind, bestätigt.
¹H-NMR (DMSO-d₆, ppm) 1,03 (d, 3H, CH ₃CHCH₃), 3,04 (m, 2H, CH₃CHCH ₂), 3,92 (m, 1H, CH₃ CHCH₃), 5,01 (m, 2H, COOCH ₂-Φ), 5,57, 6,07 und 6,18 (m, 3H, CH=CH ₂), 7,34 (m, 5H, Wasserstoffe am Benzolring). BEISPIEL 9 Syntheseschema für 2-Aminoisopropylacrylamid
In einer Bromwasserstoff-Essigsäure-Lösung wurde 1 g des in Beispiel 8 synthetisierten 2-(Benzyloxycarbonyl)aminoisopropylacrylamid dispergiert und es wurde 2 Stunden gerührt. Nachdem Bromwasserstoff und Essigsäure gründlich abdestilliert worden waren, wurde Wasser zum Rückstand gegeben. Die Schutzgruppe Benzylbromid wurde unter Verwendung von Ether durch Extraktion entfernt und anschließend wurde die wäßrig Schicht konzentriert. Methanol wurde zum Rückstand gegeben und es wurde für 2 Stunden gerührt. Lediglich die Methanol-Schicht wurde abgetrennt und kondensiert, wobei das gewünschte 2-Aminoisopropylacrylamidhydrobromat als weißer Feststoff erhalten wurde. Die Struktur wurde unter Verwendung von ¹H-NMR bestätigt.
¹H-NMR (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 und 6,12 (m, 3H, CH=CH ₂), 8,08 (d, 1H, CONH).
Aus den Resultaten der ¹H-NMR-Spektrometrie wurden die Synthese der oben beschriebenen gewünschten Verbindung bestätigt.
VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 12
Die N-Isopropylacrylamid (abgekürzt als "IPAAm")/Acrylsäure (abgekürzt als "AAc")-Copolymere und das N-Isopropylacrylamid, wie in den Referenzbeispielen 1 bis 4 hergestellt, wurden in einer Phosphorsäurepufferlösung mit unterschiedlichem pH, so daß die Konzentration 0,6 Gew.-% wurde, gelöst. Die Mitteltemperatur zwischen der Temperatur, die eine Durchlässigkeit von 90% zeigt, und der, die eine Durchlässigkeit von 100% zeigt, im Fall des Ansteigens der Temperatur der Lösung von 20°C, wurde als untere kritische Lösungstemperatur (LCST = lower critical solution temperature) angesehen. Außerdem wurde dieser Temperaturbereich als Index für die Empfindlichkeit für einen Phasenübergang angesehen. Mit anderen Worten, kleinere Indices zeigen, daß der Phasenübergang in engeren Temperaturbereichen erfolgt ist. Die Resultate der Messung sind in Tabelle 5 angegeben. Tabelle 5 Beurteilung von LCST und der Empfindlichkeit für einen Phasenübergang von IPAAmIAAc-Copolymere
BEISPIELE 10 BIS 15 Tabelle 6 Beurteilung der LCST und der Sensitivität gegenüber einem Phasenübergang von IPAAm/CIPAAm-Copolymeren
Die N-Isopropylacrylamid (abgekürzt als "IPAAm")/2-Carboxyisopropylacrylamid (abgekürzt als "CIPAAm")-Copolymere, wie sie in den Beispielen 3 und 4 hergestellt worden waren, wurden in einer Phosphorpufferlösung mit unterschiedlichem pH aufgelöst, so daß die Konzentration 0,6 Gew.-% wurde. Die LCST und der Sensitivitätsindex für einen Phasenübergang wurden in der gleichen Weise wie in den Vergleichsbeispielen 1 bis 12 beurteilt. Die Resultate der Messung sind in Tabelle 6 angegeben. Um die IPAAm/CIPAAm-Copolymere mit dem IPAAm-Homopolymer zu vergleichen sind die Resultate der Vergleichsbeispiele 1, 5 und 9 ebenso in der Tabelle angegeben.
Aus den Vergleichsbeispielen in Tabelle 6 und Tabelle 5 wird klar, daß die Copolymere, die aus N-Isopropylacrylamid (IPAAm) und 2-Carboxyisopropylacrylamid (CIPAAm) bestehen und eine ähnliche Struktur wie die in den Beispielen erhaltenen haben, selbst bei einem Gehalt an CIPAAm von etwa 10 mol-% einen Phasenübergang bei einer Temperatur bewirken, die annähernd gleich der Temperatur ist, bei der der Phasenübergang mit dem IPAAm-Homopolymer beobachtet wird, und das außerdem zur Zeit der Verursachung des Phasenübergang, der Temperaturbereich äußerst eng ist und daß diese Copolymere dem entsprechen diametrisch von den Copolymeren von IPAAm und Acrylsäure im Vergleichsbeispiel verschieden sind.
VERGLEICHSBEISPIELE 13 BIS 16
In einer Phosphorsäurepufferlösung mit pH 6 wurde der Grad der Gleichgewichtsquellung der vernetzten N-Isopropylacrylamid (IPAAm)/Acrylsäure (AAc)-Copolymerisationsprodukte der Referenzbeispiele 5 bis 8 bei jeder Temperatur im Bereich von 10°C für 50°C gemessen. Der Ausdruck "Grad der Gleichgewichtsquellung" wie der hier verwendet wird, ist als der Wert [(d/d₀)³] des Kubiks des Wertes definiert, welcher durch Dividieren des Durchmessers (d) der bei jeder Temperatur ein Gleichgewicht erreicht, durch den Anfangsdurchmesser (d₀), der dem Durchmesser des Kapillarröhrchens bei der Herstellung der vernetzten Produkte in den Referenzbeispielen 5 bis 8 entspricht, erhalten wird. Die Resultate sind in 1 dargestellt.
VERGLEICHSBEISPIELE 17 BIS 20
In einer Phosphorsäurepufferlösung mit pH 7,4 wird der Grad der Gleichgewichtsquellung der vernetzten N-Isopropylacrylamid (IPAAm)/Acrylsäure (AAc)-Copolymerisationsprodukte der Referenzbeispiele 5 bis 8 bei jeder Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C gemessen. Der Ausdruck "Grad der Gleichgewichtsquellung", wie er hier verwendet wird, hat dieselbe Definition wie in den Vergleichsbeispielen 13 bis 16. Die Resultate sind in 2 angegeben.
VERGLEICHSBEISPIELE 21 BIS 24
In einer Phosphorsäurepufferlösung mit pH 9,0 wurde der Grad der Gleichgewichtsquellung der vernetzten N-Isopropylacrylamid (IPAAm/Acrylsäure (AAc)-Copolymerisationsprodukte der Referenzbeispiele 5 bis 8 bei jeder Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C gemessen. Der Ausdruck "Grad der Gleichgewichtsquellung", wie er hier verwendet wird, hat dieselbe Definition wie in den Vergleichsbeispielen 13 bis 16. Die Resultate sind in 3 angegeben.
BEISPIELE 16 BIS 18
In einer Phosphorsäurepufferlösung mit pH 6,4 wurde der Grad der Gleichgewichtsquellung der vernetzten N-Isopropylacrylamid (IPAAm/2-Carboxyisopropylacrylamid (CIPAAm)-Copolymerisationsprodukte der Beispiele 5 bis 7 bei jeder Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C gemessen. Der Ausdruck "Grad der Gleichgewichtsquellung", wie er hier verwendet wird, hat dieselbe Definition wie in den Vergleichsbeispielen 13 bis 16. Die Resultate sind in 1 angegeben.
BEISPIELE 19 BIS 21
Ein einer Phosphorsäurepufferlösung mit pH 7,4 wurde der Grad der Gleichgewichtsquellung der vernetzten N-Isopropylacrylamid (IPAAm)/2-Carboxyisopropylacrylamid (CIPAAm)-Copolymerisationsprodukte der Beispiele 5 bis 7 bei jeder Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C gemessen. Der Ausdruck "Grad der Gleichgewichtsquellung", wie er hier verwendet wird, hat dieselbe Definition wie in den Vergleichsbeispielen 13 bis 16. Die Resultate sind in 2 angegeben.
BEISPIELE 22 BIS 24
In einer Phosphorsäurepufferlösung mit pH 9,0 wurde der Grad der Gleichgewichtsquellung der vernetzten N-Isopropylacrylamid (IPAAm/2-Carboxyisopropylacrylamid (CIPAAm)-Copolymerisationsprodukte der Beispiele 5 bis 7 bei jeder Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C gemessen. Der Ausdruck "Grad der Gleichgewichtsquellung", wie er hier verwendet wurde, hatte dieselbe Definition wie in den Vergleichsbeispielen 13 bis 16. Die Resultate sind in 3 angegeben.
Die 1 bis 3 haben gezeigt, daß bei vernetzten Copolymerisationsprodukten, die N-Isopropylacrylamid und Acrylsäure umfassen die Temperatur zur Vervollständigung der Volumenänderung mit erhöhten Gehalten an Acrylsäure sich zu höheren Temperaturen bewegt und die Änderung im Grad der Gleichgewichtsquellung bei jeder Temperatur auch dazu tendiert, nicht länger scharf zu sein. Im Gegensatz dazu war die Änderung bei vernetzten Copolymerisationsprodukten, die N-Isopropylacrylamid (IPAAm) und 2-Carboxyisopropylacrylamid (CIPAAm) umfaßten, die Volumenänderung bei derselben Temperatur vollständig wie bei dem vernetzten IPAAm-Homopolymerisationsprodukt und die Änderung im Grad der Gleichgewichtsquellung war auch scharf. Mit anderen Worten, vernetzte Produkte, die dasselbe Verhalten bei der extrem scharfen Volumenänderung wie das vernetzte IPAAm-Homopolymerisationsprodukt aufweisen, konnten erhalten werden, obgleich sie eine Carboxyl-Gruppe hoher Reaktivität haben.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, Monomere zur Herstellung von Polymeren oder Hydrogelen (d. h. vernetzte Produkte) herzustellen, die viele funktionelle Gruppen eingearbeitet haben, während gleichzeitig das empfindliche Ansprechen auf Temperatur aufrechterhalten wird; sie macht es auch möglich, die Polymer oder Hydrogele (d. h. die vernetzten Produkte) bereitzustellen.

Claims

Acrylamidderivat der folgenden allgemeinen Formel (I):
worin R¹ ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkylgruppe darstellt, R² und R³ jeweils unabhängig eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellen, oder R² und R³ zur Bildung eines Rings kombiniert werden können, X ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, eine Hydroxygruppe, eine Carboxygruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzylgruppe darstellt, und Y eine Aminogruppe, eine Hydroxygruppe, eine Carboxygruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzylgruppe darstellt, unter der Voraussetzung, dass, wenn Xoder Y eine Hydroxygruppe ist, R² oder R³ keine Methylengruppe ist oder R² und R³ nicht zur Bildung eines Cyclohexylrings kombiniert werden.
Polymer, bestehend aus sich wiederholenden identischen oder unterschiedlichen Einheiten der folgenden allgemeinen Formel (II):
worin R¹ ein Wasserstoffatom, eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkylgruppe darstellt, R² und R³ jeweils unabhängig eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellen, oder R² und R³ zur Bildung eines Rings kombiniert werden können, X ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, eine Hydroxygruppe, ein Halogenatom, eine Carboxygruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzylgruppe darstellt, und Y eine Aminogruppe, eine Hydroxygruppe, ein Halogenatom, eine Carboxygruppe oder eine -COOR⁴-Gruppe darstellt, worin R⁴ eine geradkettige oder verzweigte C_1–6-Alkyl-, C_3–6-Cycloalkyl-, Phenyl-, substituierte Phenyl-, Benzyl- oder substituierte Benzylgruppe darstellt, unter der Voraussetzung, dass, wenn X oder Y eine Hydroxygruppe ist, R² oder R³ keine Methylengruppe ist.
Copolymer, bestehend aus identischen oder unterschiedlichen, sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (II) von Anspruch 2 und identischen oder unterschiedlichen, sich wiederholenden Einheiten der allgemeinen Formel (III):
worin R¹ ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkylgruppe darstellt, R⁵ eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkylgruppe darstellt und R⁶ eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine C_3–6-Cycloalkylgruppe darstellt oder R⁵ und R⁶ können zur Bildung eines 3-, 4-, 5- oder 6-gliedrigen Rings kombiniert werden, worin die -CH-Gruppe, an das sie gebunden sind, ein Mitglied ist.
Copolymer von Anspruch 3, worin die sich wiederholende Einheit der allgemeinen Formel (III) N-Isopropylacrylamid ist.
Quervernetztes Produkt, enthaltend das Polymer von Anspruch 2.
Quervernetztes Produkt, enthaltend das Copolymer von Anspruch 3.
Quervernetztes Produkt von Anspruch 6, worin die sich wiederholende Einheit der allgemeinen Formel (III) N-Isopropylacrylamid ist.
Acrylamidderivat von Anspruch 1, worin X oder Y eine Carboxygruppe ist.
Polymer von Anspruch 2, worin X oder Y eine Carboxygruppe ist.
Copolymer von Anspruch 3, worin x oder Y eine Carboxygruppe ist.