JPH0859586A

JPH0859586A - Ｎ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステル、その製法およびその重合体

Info

Publication number: JPH0859586A
Application number: JP20107894A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Endo; 藤剛遠; 十志和 ▲高▼田; Toshikazu Takada; Masashi Nakamura; 村正史中; Fumio Mita; 田文雄三; Hiroshi Handa; 田宏半; Noboru Kuzuha; 葉昇葛
Original assignee: AIBAITSU KK
Current assignee: AIBAITSU KK
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】下記（Ｉ）式にて示されるＮ−（メタ）アク
リロイル−ロイシンアルキルエステルから導かれる構成
単位を含有する（共）重合体。（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ²は
炭素数１〜３のアルキル基を示す。）【効果】ロイシンアルキルエステル構造に由来する光
学活性、生理活性とを合わせ持ち、液晶性、生体適合
性、生分解性等の特性を発現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、新規化合物であるＮ−
（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステル、そ
の製造方法、および該化合物の（共）重合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】α-アミノ酸構造を側鎖にもつビニルモ
ノマーは種々知られており、側鎖のキラリティーに基づ
く重合挙動や生成ポリマーの構造と性質に興味が持たれ
ている。

【０００３】しかしながら、側鎖にロイシンアルキルエ
ステル構造をもつ（メタ）アクリルアミドの合成および
この重合体に関してはこれまで報告されていない。本発
明者らは、ロイシンアルキルエステル構造に由来する光
学活性、生理活性とを合わせ持ち、液晶性、生体適合
性、生分解性等の特性を発現する新規重合体を得るべく
鋭意検討の結果、ポリ（メタ）クリルアミドの側鎖にロ
イシンアルキルエステル構造を導入することを着想し、
本発明を完成するに至った。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、液晶性、生体適合性、生分解
性等の特性を有すると期待される新規重合体を提供する
ことを目的としている。また本発明はこのような新規重
合体の出発物質となる単量体化合物およびその製造方法
を提供することを目的としている。

【０００５】

【発明の概要】本発明に係る新規化合物であるＮ−（メ
タ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステルは、下記
（Ｉ）式にて示される構造を有する。

【０００６】

【化５】

【０００７】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ²は炭素数１〜３のアルキル基を示す。）ここ
で、ロイシンとしては、具体的にはL-ロイシンまたはD-
ロイシンが用いられる。

【０００８】本発明に係るＮ−（メタ）アクリロイル−
ロイシンアルキルエステルは、下記（II）式にて示され
るロイシン−アルキルエステルと（メタ）アクリロイル
クロライドとを反応させることにより得られる。

【０００９】

【化６】

【００１０】本発明に係るＮ−（メタ）アクリロイル−
ロイシンアルキルエステル重合体は、下記（III）式に
て示される繰り返し単位からなる。本発明に係るＮ−
（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステル／ア
ルキル（メタ）アクリレート共重合体は、下記（III）
式にて示される繰り返し単位と下記（IV）式にて示され
る繰り返し単位とからなる。

【００１１】

【化７】

【００１２】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を
示し、Ｒ²は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ³は
水素原子またはメチル基を示し、Ｒ⁴は炭素数１〜１０
のアルキル基を示す。）このような本発明に係るＮ−
（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステル
（共）重合体は、液晶性、生体適合性、生分解性等の特
性を有すると期待される。

【００１３】

【発明の具体的説明】本発明に係るＮ−（メタ）アクリ
ロイル−ロイシンアルキルエステルは下記（Ｉ）式にて
示される構造を有している。

【００１４】

【化８】

【００１５】ここで、Ｒ¹は水素原子またはメチル基で
あり、好ましくはメチル基である。Ｒ²は炭素数１〜３
のアルキル基を示し、具体的にはメチル基、エチル基、
n-プロピル基、i-プロピル基であって、好ましくはメチ
ル基である。

【００１６】上記Ｎ−（メタ）アクリロイル−ロイシン
アルキルエステル内のロイシンは、L-体であってもまた
D-体であってもよく、これらの混合物（ラセミ体）であ
ってもよいが、液晶性の観点からは、L-体またはD-体の
何れか一種であることが好ましく、また生体適合性の観
点からは、L-体であることが好ましい。

【００１７】このような本発明に係るＮ−（メタ）アク
リロイル−ロイシンアルキルエステルの構造は、核磁気
共鳴分析（ＮＭＲ）、赤外線吸光分析（ＩＲ）、元素分
析等によって決定することができる。

【００１８】本発明のＮ−（メタ）アクリロイル−ロイ
シンアルキルエステルは、ロイシン−アルキルエステル
と、（メタ）アクリロイル酸またはその誘導体とから、
活性エステル法、混合酸無水物法、アジド法、酸塩化物
法、対称酸無水物法、ＤＣＣ法、ＤＣＣ−アディティブ
法、カルボニルイミダゾール法等のアミド結合合成方法
により得られる。特に、ロイシン−アルキルエステルと
（メタ）アクリロイルクロライドとを反応させることか
らなる酸塩化物法が好ましい。

【００１９】出発物質であるロイシン−アルキルエステ
ルは、ロイシンとアルコール（Ｒ²ＯＨ、ここでＲ²は
炭素数１〜３のアルキル基を示す）とを公知の手法によ
り反応させることにより得られる。ロイシンは、L-体で
あってもまたD-体であってもよく、これらの混合物（ラ
セミ体）であってもよい。また、アルコールとしては、
メタノール、エタノール、プロパノールが用いられ、特
にメタノールが好ましい。このような反応により得られ
るロイシン−アルキルエステルは、通常は塩酸塩あるい
はＴｏｓＯＨ塩等の形態で存在する。本発明において
は、これら塩の形態でロイシン−アルキルエステルを用
いることもできるし、また脱塩し単離したロイシン−ア
ルキルエステルを用いることもできる。

【００２０】ロイシン−アルキルエステルと（メタ）ア
クリロイルクロライドとを反応させることにより本発明
に係るＮ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエ
ステルが得られる。この反応は、塩化メチレン、クロロ
ホルム等のハロゲン系炭化水素溶媒；ＴＨＦ、アセトニ
トリル、ＤＭＦ等の非プロトン性極性溶媒等の溶媒中
で、−２０〜４０℃程度で、１〜２４時間程度行なわれ
る。また、反応に際して、トリエチルアミン、ｔ−Ｂｕ
ＯＫ、Ｋ₂ＣＯ₃、Ｎａ₂ＣＯ₃等の塩基を添加することが
特に好ましい。この反応は次式にて表される。

【００２１】

【化９】

【００２２】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基で
あり、Ｒ²は炭素数１〜３のアルキル基である。）本発
明に係るＮ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキル
エステル重合体は、上記のＮ−（メタ）アクリロイル−
ロイシンアルキルエステルを重合開始剤の存在下に重合
することにより得られる。

【００２３】重合開始剤としては、アゾビスイソブチル
ニトリル（ＡＩＢＮ）、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、
過酸化アセチル等の従来より公知のラジカル重合開始剤
が好ましく用いられる。

【００２４】重合反応は、固相（塊状重合）で行なって
もよく、また反応溶媒として、クロロベンゼン、ジメチ
ルホルムアミド、メタノール等を用い液相にて重合を行
なうこともできる。

【００２５】重合開始剤の使用量は、全モノマー１モル
に対して０．１〜１０モル％程度の割合で用いることが
好ましい。また液相重合の場合、反応系内おけるモノマ
ー濃度は、通常０．１〜１０モル／リットル程度である
ことが好ましい。重合温度は、使用される重合開始剤の
種類に応じて適宜に設定される。重合時間は、通常は１
〜７２時間程度である。所定の時間反応後、重合を停止
し、洗浄、乾燥することによりＮ−（メタ）アクリロイ
ル−ロイシンアルキルエステル重合体が得られる。得ら
れるＮ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエス
テル重合体の分子量は、通常は５，０００〜１，００
０，０００程度であり、好ましくは１０，０００〜５０
０，０００程度である。この重合反応は、下記式にて示
される。

【００２６】

【化１０】

【００２７】（式中、Ｒ¹およびＲ²は前記と同様であ
る。）かくして得られる重合体は、ロイシンアルキルエ
ステル構造に由来する光学活性、生理活性とを合わせ持
ち、液晶性、生体適合性、生分解性等の特性を発現する
と期待される。

【００２８】本発明に係るＮ−（メタ）アクリロイル−
ロイシンアルキルエステル／アルキル（メタ）アクリレ
ート共重合体は、上記（Ｉ）式にて示されるＮ−（メ
タ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステルとアルキ
ル（メタ）アクリレートとを、ラジカル重合開始剤の存
在下でラジカル共重合して得られる。

【００２９】ここで、アルキル（メタ）アクリレートの
アルキル基としては、具体的には、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、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素数１〜１
０のアルキル基が挙げられ、これらの中でも特に好まし
いものは、メチル基、エチル基等である。したがって、
特に好ましいアルキル（メタ）アクリレートとしては、
メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルア
クリレート、エチルメタクリレート等が挙げられる。

【００３０】Ｎ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアル
キルエステルとアルキル（メタ）アクリレートとの共重
合は、前述したＮ−（メタ）アクリロイル−ロイシンア
ルキルエステルの単独重合の場合と同様の条件下で行な
われる。

【００３１】このような本発明に係るＮ−（メタ）アク
リロイル−ロイシンアルキルエステル／アルキル（メ
タ）アクリレート共重合体は、Ｎ−（メタ）アクリロイ
ル−ロイシンアルキルエステルから誘導される構成単位
（III) と、アルキル（メタ）アクリレートから誘導さ
れる構成単位（IV）とからなる。

【００３２】

【化１１】

【００３３】（式中、Ｒ¹およびＲ²は前記と同様であ
り、Ｒ³は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ⁴は炭素
数１〜１０のアルキル基を示す。）本発明の共重合体中
における、Ｎ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキ
ルエステルから誘導される構成単位（III）と、アルキ
ル（メタ）アクリレートから誘導される構成単位（IV）
との比は、特に限定はされないが、通常（III）／（I
V）（モル比）で、９９／１〜１／９９、好ましくは９
５／５〜５／９５程度である。このような共重合体の組
成は、用途に応じて適宜に設定され、たとえば生体適合
性、生分解性の観点からは、N-メタクリロイル-L-ロイ
シンアルキルエステルから誘導される構成単位の割合の
大きな共重合体が好ましい。このような本発明に係る共
重合体の分子量は、通常は５，０００〜１，０００，０
００程度であり、好ましくは１０，０００〜５００，０
００程度である。

【００３４】また、本発明のＮ−（メタ）アクリロイル
−ロイシンアルキルエステル／アルキル（メタ）アクリ
レート共重合体には、本発明の目的を損なわない範囲
で、種々の単量体が共重合されていてもよい。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて、さらに具
体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。

【００３６】

【実施例１】〔N-メタクリロイル-L-ロイシンメチルエステルの合
成〕L-ロイシンメチルエステル（21.6 g, 100ミリモ
ル）を塩化メチレン（100 ml）に溶解した。得られた溶
液を０℃に保ち、メタクリロイルクロライド（110 ミリ
モル）、トリエチルアミン（110 ミリモル）を添加し、
１２時間反応させた。反応混合物を1M-HCl（200 ml X
2）、飽和NaHCO₃水溶液（200 ml X 1）、飽和NaCl水溶
液（200 ml X 1）で洗浄後、無水MgSO₄にて乾燥、濾過
した。濾液の溶媒を減圧留去し粗生成物を得た。これを
n-ヘキサン、酢酸エチル（４：１）を展開溶媒としたシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーにて分取し、収率６
２％でN-メタクリロイル-L-ロイシンメチルエステル
（以下、MLM と略記することがある）を得た。

【００３７】得られたMLM の融点、比旋光度［α］_D、
ＩＲスペクトル、元素分析結果を以下に示す。融点：３９〜４１℃ ［α］_D：＋１．３°（c 1.00ｇ／dl、CHCl₃） IR (KBr)：3329, 3266, 2957, 1746, 1657, 1618, 153
5, 1204, 1152, 937 cm^-1 元素分析（計算値）：C, 61.95; H, 8.98 元素分析（測定値）：C, 61.64; H, 8.98 また得られたMLM の¹Ｈ−ＮＭＲおよび¹³Ｃ−ＮＭＲス
ペクトルを図１および図２に示す。

【００３８】

【実施例２】〔N-メタクリロイル-L-ロイシンメチルエステル（MLM）
の重合〕実施例１において得られたMLM ３ミリモルに、
2,2'-アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を１モ
ル％添加し、脱気封管し６０℃にて２０時間固相重合を
行なった。

【００３９】２０時間経過後、得られたポリマーをn-ヘ
キサンで洗浄し、減圧乾燥することによりポリマーを７
７％の収率で回収した。得られたポリマーの分子量およ
び分子量分布をＧＰＣによるポリスチレン換算から求め
た。またポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）をＤＳＣに
より測定した。ポリマーのＴｄ₁₀（１０％重量減少温
度）を、窒素気流中の熱重量分析により測定した。２７
℃（c 1.00 g/dl, CHCl₃) にて比旋光度［α］_Dを測定
した。これらの結果を表１に示す。

【００４０】

【実施例３および４】MLM ３ミリモルを、重合溶媒とし
てのクロロベンゼン（実施例３）およびジメチルホルム
アミド（実施例４）に、濃度１モル／リットルとなるよ
うに溶解し、液相重合を行なった以外は、実施例２と同
様の操作を行なった。結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【実施例５〜８】〔LeuMIとメチルメタクリレート(MMA) との共重合〕実
施例１において得られたMLM とメチルメタクリレート(M
MA) とを、表２に記載のモル比で、合計３ミリモルとな
るように重合系に供給した以外は、実施例２と同様の操
作を行なった。

【００４３】結果を表２に示す。なお、本実施例におい
て、共重合体組成は、¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルによって
測定した。

【００４４】

【表２】

【００４５】

【実施例９】〔N-アクリロイル-L-ロイシンメチルエステルの合成〕L
-ロイシンメチルエステル（21.6 g, 100ミリモル）、ト
リエチルアミン（29.2 ml, 210ミリモル）の塩化メチレ
ン（200 ml）溶液にアクリロイルクロライド（8.5 ml,
105ミリモル）を窒素気流下、０℃で滴下し、室温で一
日攪拌した。反応混合物を1M-HCl（200 ml X 2）、飽和
NaHCO₃水溶液（200 ml X 1）、飽和NaCl水溶液（200 ml
X 1）で洗浄後、無水MgSO₄にて乾燥、濾過した。濾液
の溶媒を減圧留去し粗生成物を得た。これをn-ヘキサ
ン、酢酸エチル（４：１）を展開溶媒としたシリカゲル
カラムクロマトグラフィーにて分取し、N-アクリロイル
-L-ロイシンメチルエステル（以下、ALM と略記するこ
とがある）を１８．１ｇ（収率８７％）得た。

【００４６】得られたALM の融点、比旋光度［α］_D、
ＩＲスペクトル、元素分析結果を以下に示す。融点：５９〜６１℃ ［α］_D：−１．６°（c 1.00ｇ／dl、CHCl₃） IR (KBr)：3291, 2957, 1752, 1657, 1626, 1545, 120
8, 1155 cm ^-1 元素分析（計算値）：C, 60.28; H, 8.60; N, 7.03 (C
₁₀H₁₇NO₃) 元素分析（測定値）：C, 59.82; H, 8.87; N, 6.81 また得られたALM の¹Ｈ−ＮＭＲおよび¹³Ｃ−ＮＭＲス
ペクトルを図３および図４に示す。¹ H-NMR (CDCl₃)(δ in ppm): 6.6-6.9 (m, 1H), 6.2-6.
4 (m, 2H), 5.6-5.8 (m,1H), 4.6-4.9 (m, 1H), 3.7
(s, 3H). 1.5-1.8 (m,3H), 0.8-1.0 (m, 6H)¹³ C-NMR (CDCl₃)(δ in ppm): 173.5, 165.3, 130.3, 1
26.6, 52.0, 50.6, 41.1, 24.6, 22.5, 21.6

【００４７】

【実施例１０】〔N-アクリロイル-L-ロイシンメチルエステル（ALM）の
重合〕実施例９において得られたALM ３ミリモル（０．
６ｇ）に、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢ
Ｎ）を１モル％添加し、脱気封管し６０℃にて２０時間
固相重合を行なった。

【００４８】２０時間経過後、得られたポリマーをn-ヘ
キサンで洗浄し、減圧乾燥することによりポリマーを９
４％の収率で回収した。得られたポリマーの分子量およ
び分子量分布をＧＰＣによるポリスチレン換算から求め
た。またポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）をＤＳＣに
より測定した。ポリマーのＴｄ₁₀（１０％重量減少温
度）を、窒素気流中の熱重量分析により測定した。２７
℃（c 1.00 g/dl, CHCl₃) にて比旋光度［α］_Dを測定
した。これらの結果を表３に示す。

【００４９】また得られたポリマーの¹Ｈ−ＮＭＲを図
５に示す。¹ H-NMR (CDCl₃)(δ in ppm): 7.5-8.0 (m, 1H), 4.2-4.
7 (m, 1H), 3.5-3.9 (m,3H), 1.3-2.5 (m, 3H), 1.3-2.
5 (m,6H), 0.7-1.1 (m, 6H)

【００５０】

【実施例１１〜１３】MLM ３ミリモルを、重合溶媒とし
てのクロロベンゼン（実施例１１）、ジメチルホルムア
ミド（実施例１２）およびメタノール（実施例１３）
に、濃度１モル／リットルとなるように溶解し、液相重
合を行なった以外は、実施例１０と同様の操作を行なっ
た。結果を表３に示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【発明の効果】本発明に係るＮ−（メタ）アクリロイル
−ロイシンアルキルエステル（共）重合体は、ロイシン
アルキルエステル構造に由来する光学活性、生理活性と
を合わせ持ち、液晶性、生体適合性、生分解性等の特性
を発現すると期待される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、N-メタクリロイル-L-ロイシンメチ
ルエステルの¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。

【図２】図２は、N-メタクリロイル-L-ロイシンメチ
ルエステルの¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す。

【図３】図３は、N-アクリロイル-L-ロイシンメチル
エステルの¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。

【図４】図４は、N-アクリロイル-L-ロイシンメチル
エステルの¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを示す。

【図５】図５は、N-アクリロイル-L-ロイシンメチル
エステル重合体の¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三田文雄東京都町田市南成瀬６−11−９ナルセニューハイム102 (72)発明者半田宏東京都世田谷区桜上水１−17−16 (72)発明者葛葉昇神奈川県足柄上郡開成町吉田島1433番地の６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ｉ）式にて示されるＮ−（メタ）
アクリロイル−ロイシンアルキルエステル。【化１】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ²は
炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【請求項２】ロイシンがL-ロイシンであることを特徴
とする請求項１に記載のＮ−（メタ）アクリロイル−ロ
イシンアルキルエステル。
【請求項３】ロイシンがD-ロイシンであることを特徴
とする請求項１に記載のＮ−（メタ）アクリロイル−ロ
イシンアルキルエステル。
【請求項４】下記（II）式にて示されるロイシン−ア
ルキルエステルと（メタ）アクリロイルクロライドとを
反応させることを特徴とする上記（Ｉ）式にて示される
Ｎ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステル
の製造方法。【化２】（式中、Ｒ²は炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【請求項５】下記（III）式にて示される繰り返し単
位からなるＮ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキ
ルエステル重合体。【化３】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ²は
炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【請求項６】下記（III）式にて示される繰り返し単
位と下記（IV）式にて示される繰り返し単位とからなる
Ｎ−（メタ）アクリロイル−ロイシンアルキルエステル
／アルキル（メタ）アクリレート共重合体。【化４】（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ²は
炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ³は水素原子また
はメチル基を示し、Ｒ⁴は炭素数１〜１０のアルキル基
を示す。）