JPH0931057A

JPH0931057A - プロリン骨格を有するビニルエーテル、その製法およびその重合体ならびに共重合体

Info

Publication number: JPH0931057A
Application number: JP7185129A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Endo; 藤剛遠; Fumio Mita; 田文雄三; Noboru Kuzuha; 葉昇葛
Original assignee: Eiweiss KK
Current assignee: Eiweiss KK
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【解決手段】下記（Ｉ）式にて示されるプロリン骨格
を有するビニルエーテルから導かれる構成単位を含有す
る（共）重合体。【化１】（式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン基であり、Ｘ
は、アミノ基保護基である。）【効果】本発明に係る（共）重合体は、プロリン構造
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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、新規化合物であるプロリ
ン骨格を有するビニルエーテル、これらの製造方法、お
よびこれら化合物の（共）重合体ならびに該（共）重合
体を加水分解して得られる不整誘導型（共）重合体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】合成ペプチドは生体高分子である蛋白質
のモデルとして、その合成、構造、物性に関する検討、
ならびに生化学的、医化学的研究が広く行われてきた。
ペプチドの構成成分であるアミノ酸は、医薬品、食品等
に幅広く用いられており、近年の醗酵法、化学合成法の
目覚ましい発展により光学純度の極めて高いものが、大
量かつ安価に入手可能になっている。本発明者らはこの
ような情況を鑑み、アミノ酸、ペプチドを生体関連機能
のみならず、光学、電気、磁気、化学的機能を発現する
機能性高分子の材料として位置づけ種々検討を行ってい
る。

【０００３】このような一連の研究において、本発明者
らはプロリン骨格を有するビニルエーテルの合成に成功
し、その（共）重合体ならびに該（共）重合体を加水分
解して得られる不整誘導型（共）重合体をも包含する本
発明を完成するに至った。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、生体適合性、生分解性等の生
体関連特性、液晶性等の光学的特性、さらには電気、磁
気、化学的機能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プロリン
骨格を有するビニルエーテルは、下記（Ｉ）式にて示さ
れる構造を有する。

【０００６】

【化５】

【０００７】（式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン
基であり、Ｘは、アミノ基保護基である。）ここで、Ｒはエチレン基であることが好ましく、またプ
ロリンは、L-体であってもよく、またD-体であってもよ
い。

【０００８】本発明に係るプロリン骨格を有するビニル
エーテルは、下記（II）式にて示される保護プロリン
と、

【０００９】

【化６】

【００１０】（式中、Ｘは、アミノ基保護基である。）ビニルオキシアルキルアルコール（ＨＯ−Ｒ−Ｏ−ＣＨ
＝ＣＨ₂：Ｒは炭素数１〜３のアルキレン基である）と
を脱水縮合させることにより得られる。

【００１１】本発明に係る重合体は、下記（III）式に
て示される繰り返し単位からなる。本発明に係る共重合
体は、下記（III）式および（IV）にて示される繰り返
し単位からなる。

【００１２】

【化７】

【００１３】（式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン
基であり、Ｒ’は、炭素数１〜６のアルキル基または炭
素数３〜６のシクロアルキル基であり、Ｘは、アミノ基
保護基である。）本発明に係る不整誘導型（共）重合体は、上記の重合体
または共重合体を加水分解することにより得られる。

【００１４】

【発明の具体的説明】本発明に係るプロリン骨格を有す
るビニルエーテルは下記（Ｉ）式にて示される構造を有
している。

【００１５】

【化８】

【００１６】式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン基
であり、具体的には、メチレン、エチレン、プロピレ
ン、イソプロピレンであり、これらの中でも好ましくは
エチレンである。

【００１７】Ｘは、アミノ基保護基である。アミノ基保
護基としては、汎用のものが特に制限なく用いられ、た
とえば、Ｂｏｃ、Ｚ、Ｔｏｓ、Ｂｚｌ等が挙げられる。
このような保護基は、後述するような所要の反応に先立
ち、アミノ基を保護するために導入され、所要の反応の
途中または終了後に、必要に応じ脱保護される。保護基
の導入／脱保護には、汎用の試薬類が特に制限なく用い
られる。

【００１８】上記プロリンは、L-プロリンであってもよ
く、またD-プロリンであってもよく、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、生分解性の観点からは、L-体であること
が好ましい。

【００１９】このような本発明に係るプロリン骨格を有
するビニルエーテルの構造は、核磁気共鳴分析（ＮＭ
Ｒ）、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。

【００２０】本発明のプロリン骨格を有するビニルエー
テルは、下記（II）式にて示されるプロリンまたは保護
プロリンと、

【００２１】

【化９】

【００２２】（式中、Ｘは、前記と同様である。）ビニルオキシアルキルアルコール（ＨＯ−Ｒ−Ｏ−ＣＨ
＝ＣＨ₂：Ｒは前記と同様である）とを脱水縮合させる
ことにより得られる。

【００２３】ビニルオキシアルキルアルコールとして
は、具体的には、ビニルオキシメタノール、ビニルオキ
シエタノール、ビニルオキシプロパノール、ビニルオキ
シイソプロパノール等が用いられる。

【００２４】脱水縮合には、従来より公知の手法が特に
制限なく用いられ、たとえば、ＤＣＣ法、ＤＣＣ−アデ
ィティブ法、カルボニルイミダゾール法等が採用され
る。これの中でも、特に1-エチル-3-ジメチルアミノプ
ロピル塩酸塩（ＥＤＣ・ＨＣｌ）を用いた縮合法が好ま
しい。脱水縮合は、通常は、０〜２５℃にて、１〜１０
０時間程度行われる。

【００２５】本発明に係る重合体は、上記のプロリン骨
格を有するビニルエー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。なお、本発明における重合体
は、上記のプロリン骨格を有するビニルエーテルを２種
以上適宜に組み合わせて得られる共重合体をも包含す
る。このような本発明の重合体は、下記（III）式にて
示される繰り返し単位からなる。

【００２６】

【化１０】

【００２７】（式中、ＲおよびＸは、前記と同様であ
る。）重合開始剤としては、ＢＦ₃・ＯＥｔ₂、ＡｌＣｌ₃、Ｔ
ｉＣｌ₃、ＳｎＣｌ₄、硫酸、リン酸、過塩素酸等の従来
より公知のカチオン重合開始剤が好ましく用いられる。

【００２８】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、ジクロロメタン、クロロ
ベンゼン、ジメチルホルムアミド等を用い液相にて重合
を行なうこともできる。

【００２９】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が、通常−１００℃〜１
００℃程度である。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
燥することにより本発明の重合体が得られる。得られる
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１０，０００〜８００，０
００程度である。

【００３０】かくして得られる重合体は、プロリン構造
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。本発明に係る共重合体は、上記（Ｉ）式にて示さ
れるプロリン骨格を有するビニルエーテルと、これとカ
チオン重合可能な、アルキルビニルエーテルまたはシク
ロアルキルビニルエーテルとをカチオン重合開始剤の存
在下でカチオン重合して得られる。

【００３１】このような本発明の共重合体は、下記（II
I）式および（IV）にて示される繰り返し単位からな
る。

【００３２】

【化１１】

【００３３】（式中、ＲおよびＸは前記と同様であり、
Ｒ’は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６
のシクロアルキル基である。）ここで、プロリン骨格を有するビニルエーテルとカチオ
ン重合可能な、アルキルビニルエーテルまたはシクロア
ルキルビニルエーテルとしては、メチルビニルエーテ
ル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、
イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、
イソブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、
ヘキシルビニルエーテル、シクロプロピルビニルエーテ
ル、シクロブチルビニルエーテル、シクロペンチルビニ
ルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等が挙げら
れる。

【００３４】これらの中でも特に好ましくはイソブチル
ビニルエーテル、エチルビニルエーテル等が用いられ
る。共重合は、前述した本願重合体の調製と同様の条件
下で行なわれる。

【００３５】このような本発明の共重合体は、前述した
構成単位（III) および（IV）からなる。本発明の共重
合体中における、構成単位（III）と構成単位（IV）と
の比は、特に限定はされないが、通常（III）／（IV）
（モル比）で、９９／１〜１／９９、好ましくは９５／
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、プロリン骨格を有するビニ
ルエーテルから誘導される構成単位（III）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５，０００〜１，０００，００
０程度であり、好ましくは１０，０００〜８００，００
０程度である。

【００３６】また、本発明の共重合体には、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。本発明に係る不整誘導型（共）重合体は、前
記した重合体または共重合体を加水分解することにより
得られる。加水分解は水酸化ナトリウム水溶液、水酸化
カリウム水溶液等を用い、通常０〜５０℃、１〜１００
時間程度で行われる。

【００３７】このような加水分解により、以下のよう
に、プロリンが脱離し、ビニルオキシアルコール単位
（III'）を与える。

【００３８】

【化１２】

【００３９】したがって、加水分解生成物中には、光学
活性を発現する不整炭素が存在しない。このため、上記
のような加水分解生成物は、本来、光学活性を喪失する
はずであるが、驚くべきことに、不整誘導が起こり、若
干の光学活性を有することが確認された。

【００４０】このような不整誘導型（共）重合体は、生
体適合性の高い水酸基を要することから、各種生体適合
性材料、生分解性材料等への応用が期待される。

【００４１】

【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。

【００４２】なお、以下の実施例において、¹Ｈ−ＮＭ
Ｒの測定は、ＴＭＳを溶媒とし、４００ＭＨｚにて行っ
た。

【００４３】

【実施例１】〔プロリン骨格を有するビニルエーテルの合成〕N-ベン
ジルオキシカルボニル-L-プロリン（Ｚ−保護プロリ
ン）（３４.６ｇ,１３９ミリモル）と、2-ビニルオキシ
エタノール（１２.２ｇ, １３９ミリモル）とを、ジク
ロロメタン溶液中で、縮合剤（ＥＤＣ・ＨＣｌ，１６０
ミリモル，３０.６ｇ）を用い、２５℃にて１２時間脱
水縮合を行った。得られた粗生成物をシリカゲルカラム
クロマトグラフィーにて精製し、Ｚ−保護プロリン骨格
を有するビニルエーテル（以下、「ＺＰｒｏＶＥ」と略
記する）を得た（収率７３％）。

【００４４】得られたＺＰｒｏＶＥの２３℃での比旋光
度［α］_Dおよび元素分析結果を以下に示す。［α］_D：−４６．４°（c 1.00ｇ／dl、CHCl₃）元素分析：計算値（Ｃ₁₇Ｈ₂₁ＮＯ₅）；C=63.94, H=6.6
3, N=4.39 実測値；C=64.13, H=6.69, N=4.49

【００４５】

【実施例２】〔ＺＰｒｏＶＥの重合〕実施例１において得られたＺＰ
ｒｏＶＥ２ミリモルを、重合溶媒としてのジクロロメタ
ン２mlに、濃度１モル／リットルとなるように溶解し、
重合開始剤としてＢＦ₃・ＯＥｔ₂を３モル％（６ミリ
モル）添加し、−５０℃にて２０時間液相重合を行なっ
た。

【００４６】２０時間経過後、メタノールに再沈澱する
ことにより単離、精製を行ない、減圧乾燥することによ
りポリマーを回収した（収率９９％）。¹Ｈ−ＮＭＲに
より測定したＺＰｒｏＶＥの転化率は１００％であっ
た。

【００４７】得られたポリマーの¹Ｈ−ＮＭＲスペクト
ルを図１に示す。ま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。２３℃（c 1.00g/
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。

【００４８】

【実施例３、４】〔ＺＰｒｏＶＥの重合〕実施例２において、重合温度を
−２０℃（実施例３）、室温（実施例４）とした以外
は、実施例２と同様の操作を行った。結果を表１に示
す。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【実施例５】〔ＺＰｒｏＶＥとイソブチルビニルエーテルの共重合〕
ＺＰｒｏＶＥ７.５ミリモルとイソブチルビニルエー
テル（以下、ＩＢＶＥと略記する）２.５ミリモルと
を、重合溶媒としてのジクロロメタンに、濃度１モル／
リットルとなるように溶解し、重合開始剤としてＢＦ₃
・ＯＥｔ₂を３モル％（０.３ミリモル）添加し、−５
０℃にて２０時間液相重合を行なった。

【００５１】２０時間経過後、メタノールに再沈澱する
ことにより単離、精製を行ない、減圧乾燥することによ
りポリマーを回収した（収率７６％）。得られたポリマ
ーを実施例２と同様にして評価した。結果を表２に示
す。

【００５２】

【実施例６、７および比較例１】〔ＺＰｒｏＶＥとＩＢＶＥの共重合〕実施例５におい
て、ＺＰｒｏＶＥとＩＢＶＥの比〔ＺＰｒｏＶＥ／ＩＢ
ＶＥ（モル比）〕を５０／５０（実施例６）、７５／２
５（実施例７）、０／１００（比較例１）とした以外
は、実施例５と同様の操作を行った。結果を表２に示
す。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【実施例８】〔ＺＰｒｏＶＥ重合体の加水分解〕実施例２で得た重合
体を、水／アセトン混合溶媒（２ml／２０ml）にＮａＯ
Ｈ（４００mg）を溶解した溶液中に投入し、室温にて５
日間攪拌した。五日間経過後、アセトンを減圧留去し、
５Ｍ塩酸５ｍＬを添加し、析出したポリマーを１Ｍ塩酸
で洗浄後、減圧乾燥することによりポリマーを回収した
（収率９０％）。

【００５５】得られたポリマーの２３℃での比旋光度
［α］_Dを以下に示す。［α］_D：＋６．５°（c 1.00ｇ／dl、CF₃CO₂H）

【００５６】

【発明の効果】本発明に係るプロリン骨格を有するビニ
ルエーテルの（共）重合体は、プロリン構造に由来する
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、実施例２で得られた重合体の¹Ｈ−
ＮＭＲスペクトルである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（Ｉ）式にて示されるプロリン骨格
を有するビニルエーテル。【化１】（式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン基であり、Ｘ
は、アミノ基保護基である。）
【請求項２】下記（II）式にて示される保護プロリン
と、【化２】（式中、Ｘは、アミノ基保護基である。）ビニルオキシアルキルアルコール（ＨＯ−Ｒ−Ｏ−ＣＨ
＝ＣＨ₂：Ｒは炭素数１〜３のアルキレン基である）と
を脱水縮合することを特徴とするプロリン骨格を有する
ビニルエーテルの製造方法。
【請求項３】下記（III）式にて示される繰り返し単
位からなる重合体。【化３】（式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン基であり、Ｘ
は、アミノ基保護基である。）
【請求項４】下記（III）式にて示される繰り返し単
位と、下記（IV）にて示される繰り返し単位とからなる
共重合体。【化４】（式中、Ｒは、炭素数１〜３のアルキレン基であり、
Ｒ’は、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６
のシクロアルキル基であり、Ｘは、アミノ基保護基であ
る。）
【請求項５】請求項３または４に記載の重合体または
共重合体を加水分解して得られる不整誘導型重合体また
は共重合体。