マレイミジル基含有材料
【課題】 水性媒体に対する分散性が良好なマレイミジル基含有材料を提供することである。
【解決手段】 少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有するマレイミジル基含有材料である。
【解決手段】 少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有するマレイミジル基含有材料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマレイミジル基含有材料に関し、特に、診断薬及び医薬品担体、抗原／抗体固定化用担体、クロマトグラフィ担体、粘性調整剤、樹脂成形材料、塗料添加剤、架橋／硬化剤、並びに化粧品添加剤として使用可能なマレイミジル基含有材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換樹脂やキレート樹脂のような機能性材料は、種々の化学物質の担体として従来から広く用いられている。このような機能性材料は、材料の表面に種々の反応性基を有する。従来からカルボキシル基、１級または２級アミノ基及び水酸基のような種々の活性水素含有基が導入された機能性材料が種々の用途に用いられてきた。特に近年では、核酸やペプチド、抗体のような生体分子あるいは生体分子類似の合成分子を、活性を保持したまま材料に固定し、アフィニティクロマトグラフィや診断薬、検査薬などに用いられるようになった。
【０００３】
このような用途では、担体としては、生体分子あるいは生体分子類似の合成分子中のＳＨ基との間に温和な反応条件で選択的にかつ安定な結合の形成が可能なマレイミジル基（マレイミド基、以下「マレイミド基」という場合がある）を有するものが望まれていた。また、選択性の高い担体として用いる場合は、所望量のマレイミド基を均一かつ確実に担持する必要があり、さらに親生体分子材料で、生体分子の可溶な水性媒体に対する良好な分散性を有する必要がある。
【０００４】
マレイミド基含有化合物として、Ｆｕｌｋａ社２００１／２００２製品カタログ（第９０９頁）には、マレイミド基を含有するポリスチレン粒子が掲載されている。しかしながらこの材料は、疎水性が高いため、水性媒体中での分散性が非常に悪いものであった。
【０００５】
このような中、生体分子の生理活性を低下させないためにマレイミド基を含有するリン脂質膜を表面に存在させた微粒子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この材料は、Ｎ−（６−マレイミドカプロイロキシ）サクシンイミドのような一分子中にサクシンイミド基とマレイミド基とを含有する二価性試薬をリン脂質と反応させ、カラムクロマトグラフィなどの方法で精製してマレイミド基含有リン脂質をあらかじめ作製し、さらに多段の処理を経てマレイミド基を含有するリン脂質膜を作製し、これを磁性粒子のごとき核粒子表面に形成するというものである。この材料は、核粒子とマレイミド基を含有するリン脂質膜とが化学結合していないため、耐溶剤性が低いなど物理的に弱いという欠点がある。また製造工程がきわめて複雑であり、原料である二価性試薬は高価な試薬であるためコストが高くなるという欠点もある。
【０００６】
また、他の製造方法としては、４，４’−ビスマレイミドジフェニルメタン、１，２−ビスマレイミドエタン、１，６−ビスマレイミドヘキサンなどのように、一分子中にマレイミド基を二分子含有する化合物とＳＨ基を含有する材料との反応によりマレイミジル基含有材料を製造する方法がある。
【０００７】
この方法によると、一分子のマレイミド基導入時にさらにもう一分子マレイミド基が導入されるため、水性媒体への分散性が悪い材料となる。また、一分子中にマレイミド基を二分子含有する化合物は高価な試薬であるため、コストが高くなり、加えて、化学的に不安定なＳＨ基を含有する材料を予め作製しなければならないという欠点がある。
【０００８】
さらに、ポリスチレンとＮ−クロロメチルマレイミドとの反応によりマレイミジル基含有材料を作製する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。この方法によると、一段階の反応によりマレイミド基の導入を行うことができるが、母材がポリスチレンであるため疎水性が高くなる。また、Ｎ−クロロメチルマレイミドは有毒な三塩化リンを使用して合成するため、製造上良い方法ではない。
【０００９】
このように、今までのマレイミジル基含有材料は、水性媒体に対する分散性が不十分であった。また、簡易な工程で、低コストのマレイミジル基含有材料を得ることができなかった。
【特許文献１】特開平１１−１０６３９１号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１７，３６７５−３６８５（１９７９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、水性媒体に対する分散性が良好なマレイミジル基含有材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記本発明により達成することができる。すなわち本発明は、
＜１＞ 少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有するマレイミジル基含有材料である。
【００１２】
＜２＞ 前記マレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａ（マレイミジル基／カルボキシル基、モル比）が、０．０００１＜Ａ＜１０である＜１＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【００１３】
＜３＞ マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を、少なくとも表面に有する粒子である＜１＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【００１４】
＜４＞ 前記ポリマー材料が、架橋体である＜３＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【００１５】
＜５＞ 前記粒子の体積平均粒径が、０．０１〜５００μｍの範囲である＜３＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水性媒体に対する分散性が良好なマレイミジル基含有材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のマレイミジル基含有材料は、少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有することを特徴とする。
【００１８】
マレイミジル基含有材料の構成を上記のようにすることにより、水性媒体（例えば、純水、緩衝液）に対する分散性を良好なものとすることができる。特に、親生体分子の母材を元に前記構成のマレイミジル基含有材料を作製すれば、生体分子と生体分子の可溶な水系媒体とに良好な分散性を有する材料を提供することができる。そして、診断薬及び医薬品担体、抗原／抗体固定化用担体、クロマトグラフィ担体、粘性調整剤、樹脂成形材料、塗料添加剤、架橋／硬化剤、並びに化粧品添加剤等のような用途に好適に使用することができる。
【００１９】
本発明のマレイミジル基含有材料は、少なくとも表面にマレイミジル基及びカルボキシル基を有していればよく、その態様としては、分子鎖中にマレイミジル基とカルボキシル基とを有するポリマーであってもよいし、分子鎖中にマレイミジル基を有するポリマーと分子鎖中にカルボキシル基を有するポリマーとのブレンドポリマーであってもよい。
【００２０】
また、あるポリマー中にマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する低分子化合物を混合させたものであってもよい。さらに、本発明のマレイミジル基含有材料としては、母材となる材料表面にこれらのポリマー材料をコーティングしたものであってもよい。
【００２１】
本発明のマレイミジル基含有材料においては、前記マレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａ（マレイミジル基／カルボキシル基、モル比）が、０．０００１＜Ａ＜１０であることが好ましく、０．０００１＜Ａ＜１．０であることがより好ましく、０．００１＜Ａ＜１．０であることがさらに好ましい。
【００２２】
前記含有比率Ａが０．０００１以下であると、後述するようなポリマー材料へのマレイミジル基の導入に際して、反応が十分に行われない場合がある。また、反応したとしても材料表面におけるマレイミジル基の量が十分でなく、前述の担体としての機能を発揮することができない場合がある。一方、含有比率Ａが１０以上となると、マレイミジル基量に対するカルボキシル基量が不足するため、マレイミジル基含有材料の水性媒体に対する分散性が低下する場合がある。
【００２３】
また、本発明のマレイミジル基含有材料は、マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を、少なくとも表面に有する粒子であることが、製造の容易性（官能基の導入のしやすさなど）や担体としての取り扱いやすさ等の点から好ましい。
【００２４】
ここで、上記マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料とは、ポリマーを構成する単位（モノマー由来単位）がマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有している場合、あるいは、ポリマー中にマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物がブレンドされている場合の双方を意味する。なお、ポリマー材料全体としては、必ずマレイミジル基とカルボキシル基とが含まれる。
また、前記「少なくとも表面に有する」とは、マレイミジル基含有材料が前記ポリマー材料単独で形成されていてもよく、母材粒子の表面に前記ポリマー材料がコートされたものであってもよいことを意味する。
【００２５】
なお、前記マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料は、架橋構造を有していなくてもかまわないが、架橋体であることが材料の耐溶剤性を上げることができる点で好ましい。なお、架橋体とは、分子鎖間を１箇所以上で化学結合させて結びつけ、網目構造を構成している重合体をいう。
【００２６】
前記粒子である本発明のマレイミジル基含有材料の形状は、球状、板状、針状、紡錘状、無定形のいずれでもよいが、表面積が大きい方が良い場合は、球状、板状、無定形であることが好ましい。また、粒子の大きさも特に制限されないが、実用性を考慮すると、体積平均粒径で０．０１μｍ〜５００μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜２００μｍの範囲がより好ましい。
【００２７】
体積平均粒径が０．０１μｍに満たないと、溶液からの材料の回収が困難となる場合がある。５００μｍを超えると、粒径の小さいものより表面積が小さいため所望の反応性を満たさない場合がある。
なお、前記粒子が針状、あるいは紡錘状のものの場合は、長軸長が０．０１μｍ〜５００μｍの範囲で、軸比（アスペクト比）が３〜２０の範囲であるものが好ましい。また、形状が球形であると製造しやすいため好ましい。
【００２８】
なお、上記体積平均粒径は、マレイミジル基含有材料についてコールターカウンターによる測定、あるいは、光学顕微鏡や電子顕微鏡を使用して観察し、その写真から測定することができる。具体的には、顕微鏡写真により４００個の粒子の直径を測定後、得られた半径より体積換算することにより求めることができる。
【００２９】
本発明のマレイミジル基含有材料は、少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有している必要がある。ここで、上記「少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有している」とは、マレイミジル基及びカルボキシル基が材料の「表面」または「表面及び内部」に存在することを意味する。
【００３０】
前記のように、本発明のマレイミジル基含有材料としては、マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を用いることが好ましい。上記ポリマー材料の製法は、特に制限されないが、カルボキシル基を有する重合体を中間原料として、これのカルボキシル基の一部分をマレイミジル基とすることで作製することができる。
【００３１】
上記中間原料（カルボキシル基を有する重合体）としては、カルボキシル基を有する（メタ）アクリレート重合体、スチレン重合体、ポリスチレン重合体、アクリルアミド重合体、（メタ）アクリレート−スチレン−アクリルアミド共重合体及びこれらの架橋体；コア・シェル型有機ポリマー；シリカゲル；シリコーン樹脂；アガロース；セルロースまたはデキストラン；ＫＬＨあるいはＢＳＡ、ＯＶＡなどのタンパク及びそれらの変性タンパク；等を挙げることができる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリレート」等の記載は、「メタアクリレート」または「アクリレート」等を意味するものとする。
【００３２】
これらの中でも、カルボキシル基を有する架橋（メタ）アクリレート重合体、架橋スチレン重合体、架橋アクリルアミド重合体、架橋（メタ）アクリレート−スチレン共重合体は、材料組成の制御が容易なのでより好ましい。
また、前記ポリマー材料そのもので前記粒子が形成されたもの（以下、「ポリマー粒子」、「架橋ポリマー粒子」という場合がある）の場合は、（メタ）アクリレート重合体、スチレン重合体、（メタ）アクリレートとスチレンとの共重合体、および、（メタ）アクリレートとアクリルアミドとの共重合体からなる群から選択される少なくとも１つであることが好ましい。
【００３３】
なお、重合体中にカルボキシル基を含有させる方法としては、例えば下記一般式（Ａ）または一般式（Ｂ）で示される（メタ）アクリレート重合体を加水分解することにより得る方法、カルボキシル基を有するラジカル重合性単量体を用いて重合体を得る方法などが挙げられる。
【００３４】
【化１】
【００３５】
上記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）において、Ｒ1は水素原子またはメチル基、Ｒ2〜Ｒ4は炭素数が１から１２のアルキル基もしくはアリール基、Ｒ5及びＲ6は水素原子またはメチル基、Ｒ7及びＲ8は水素原子またはハロゲン原子もしくは炭素数１から１２のアルキル基またはアルコキシ基を各々表す。また、ｐは１以上の整数を表す。
【００３６】
上記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される（メタ）アクリレート重合体を形成するためのラジカル重合性単量体としては、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メトキシベンジル（メタ）アクリレート、エトキシベンジル（メタ）アクリレート、ジメトキシベンジル（メタ）アクリレート、メチルベンジル（メタ）アクリレート、ジメチルベンジル（メタ）アクリレート、エチルベンジル（メタ）アクリレート、４−フルオロベンジル（メタ）アクリレートなどを用いることができる。これらの中でも、特にｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートが、単量体の入手性、価格、反応性の点で好ましい。
【００３７】
また、前記分子中にカルボキシル基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらのアルキルもしくはアルケニルモノエステル；フタル酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステルなどの芳香族ジカルボン酸モノエステル、コハク酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステル；アクリル酸；メタクリル酸；クロトン酸；けい皮酸；などを挙げることができる。
【００３８】
またこれらの単量体の重合体は、他のラジカル重合性単量体との共重合体であってもよく、該他のラジカル重合性単量体としては、分子中にヒドロキシル基、アミド基を有するラジカル重合性単量体及びその他の重合性ビニル単量体、並びに架橋性を有する単量体等を使用することができる。
【００３９】
前記分子中にヒドロキシル基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、１，６−ビス（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ヘキシルエーテル、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌル酸エステル（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。
【００４０】
前記分子中にアミド基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ペントキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのモノアルキロール（メタ）アクリルアミド；Ｎ，Ｎ−ジ（メチロール）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール−Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（メトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル−Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル−Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（プロポキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル−Ｎ−（プロポキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル−Ｎ−（メトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（ペントキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル−Ｎ−（ペントキシメチル）（メタ）アクリルアミドなどのジアルキロール（メタ）アクリルアミド；等を挙げることができる。
【００４１】
前記その他の重合性ビニル単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン等の芳香族モノマー；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、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキル基を有する（メタ）アクリレート；メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチレングリコール（メタ）アクリレート等のアルコキシ基、フェノキシ基を含む（メタ）アクリレート；などを挙げることができる。
【００４２】
前記架橋性を有する単量体としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、メチレンビス（メタ）アクリルアミド、グリシジル（メタ）アクリレート、メタクリル酸 ２−（［１'−メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ）エチルなどを挙げることができる。
【００４３】
前記各種単量体の重合法としては、公知の方法を用いることができるが、前述のように、本発明のマレイミジル基含有材料をポリマー粒子あるいは架橋ポリマー粒子として得る場合には、造粒重合法が好ましく用いられる。
上記造粒重合法としては、公知の方法が利用できる。すなわち、順相あるいは逆相懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法及びシード重合法などが好適に用いられる。さらに、膜乳化法と知られる乳化方法を使って懸濁重合することもできる。
【００４４】
重合には、必要に応じて、当業者には周知の重合開始触媒を用い得る。具体的には、ジアシルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド及びアルキルハイドロパーオキサイドのような有機過酸化物；過酸化水素及びオゾンのような無機過酸化物；アゾビスバレロニトリル（ＡＩＢＮ、和光純薬社より商品名Ｖ−６０として入手可能）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）（和光純薬社より商品名Ｖ−５９として入手可能）及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（和光純薬社より商品名Ｖ−６５として入手可能）のような油溶性アゾ系有機化合物；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二酸塩（和光純薬社より商品名Ｖ−５０として入手可能）、２，２’−アゾビス[２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド]（和光純薬社より商品名ＶＡ−０８６として入手可能）及び２，２’−アゾビス[２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン]二酸塩（和光純薬社より商品名ＶＡ−０４４として入手可能）のような水溶性アゾ系有機化合物；等が挙げられる。
【００４５】
上記重合開始剤を用いる場合は、それらは重合が良好に開始されるのに充分な量で用いられる。このような量は当業者に周知である。一般には、反応系全体の０．１〜５．０質量％の範囲の量で用いることが好ましい。
【００４６】
さらに前記重合体には、粒子の着色を目的に公知の染料、顔料、カーボンブラック、磁性粉などを添加することも可能である。また、単量体とともにトルエン、オクタン、シクロヘキサノン、ジブチルフタレート、ラウリルアルコール等の非重合性の添加剤を入れ、重合後に抽出除去して粒子を多孔質とすることも可能である。
【００４７】
このようにして得られた粒子の体積平均粒径の好ましい範囲は、前記粒子である本発明のマレイミジル基含有材料について説明した好適範囲と同様である。また、未架橋の重合体として得られる場合には、重合体の重量平均分子量は５０００〜１００００００の範囲であることが好ましい。
【００４８】
前記重合体のうち、（メタ）アクリレート重合体については、酸もしくはアルカリで加水分解し、エステル部を一旦カルボキシル基に変換することによりカルボキシル基を有する重合体を作製する。
ここで、カルボキシル基導入量の再現性を高める観点から、あらかじめ反応前に粒子を分級処理し、粒径をそろえてから反応させることが望ましい。こうして得られたカルボキシル基を有する重合体は、メタノール等の溶媒に希釈分散させ、濾別し、更に水洗及び／または溶剤洗浄の後、噴霧乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥等の通常の手段によって粉体として単離することができる。
【００４９】
本発明においては、例えば前記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される重合体におけるエステル基をすべてカルボキシル基に変換してもよいし、部分的に変換してもよい。
【００５０】
次に、カルボキシル基を有する重合体中にマレイミジル基を導入する方法について説明する。導入方法としては、例えば上記カルボキシル基を有する重合体中のカルボキシル基とヒドロキシル基を含有するマレイミド化合物とを、縮合剤の存在下でエステル化反応を行う方法が挙げられる。本発明においては、例えば上記ヒドロキシル基を含有するマレイミド化合物の反応系への添加量を変化させることにより、前記本発明におけるマレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａをコントロールすることができる。
【００５１】
前記ヒドロキシル基を含有するマレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基とヒドロキシル基とを含有しておればよく、具体的にはヒドロキシアルキルマレイミド類が挙げられる。中でも安価に得られるという点で、ヒドロキシメチルマレイミドが好ましい。
【００５２】
前記エステル化反応の縮合剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（通称ＤＣＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド（通称ＤＩＣ）、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミドｍｅｔｈｏ−ｐ−トルエンスルホナート（通称Ｍｏｒｐｈｏ−ＣＤＩ）、１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミドメチオジド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（通称Ｗａｔｅｒ−ｓｏｌｕｂｌｅカルボジイミド）等のカルボジイミド類が代表的であり、中でもＤＣＣやＤＩＣが好ましく使用される。
【００５３】
なお、本発明のマレイミジル基含有材料がポリマー粒子あるいは架橋ポリマー粒子である場合には、マレイミジル基は下記一般式（１）に示されるように、スペーサーとしてのエチレンオキシド鎖を介してポリマー粒子を構成する重合体に結合していることが好ましい。このように親水性のスペーサーを介することで、ポリマー粒子の水系媒体中での分散性をより高められるだけでなく、実際に担体として用いる場合に、生体分子との吸脱着の際に立体障害の影響を少なくすることができる。
【００５４】
【化２】
【００５５】
一般式（１）中、マレイミジル基はエチレンオキシド鎖を介してポリマー粒子、架橋ポリマー粒子に「＊」で化学結合しており、該エチレンオキシド鎖のｎは、１以上の整数を表す。また、前記エチレンオキシド鎖は、例えば（ポリ）エチレングリコールと前記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される重合体等とを反応させて化学的に結合することにより得ることができる。
【００５６】
以上説明したような製法により、マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を得ることができ、これを用いてポリマー粒子等の本発明のマレイミジル基含有材料を得ることができる。なお、前述のように、本発明のマレイミジル基含有材料は上記ポリマー粒子に限られるわけではなく、母材表面にマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料をコーティングしたもの等であってもよい。
【００５７】
このような本発明のマレイミジル基含有材料は、診断薬および医薬品担体、クロマトグラフィ担体、粘性調整剤、樹脂成形材料、塗料添加剤、架橋／硬化剤並びに化粧品添加剤のような用途に好適に使用可能である。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「質量部」を示す。
【００５９】
＜実施例１＞
（カルボキシル基を有する重合体の作製）
ｔ−ブチルメタクリレート（和光純薬（株）製）１００部にジビニルベンゼン（純度：５５％）１部を加え、混合した後、これに重合開始剤としてＡＩＢＮを２部混合した。一方、３Ｌフラスコ中で純水３５０質量部に燐酸カルシウム（和光純薬（株）製）２０部を添加し、ホモジナイザー（ウルトラタラックス：ＩＫＡ社製）で２５℃下、３分間分散したものに、前記混合物全量を添加し、５分間造粒した。その後、速やかに窒素置換を行いながら、反応系内を７０℃に保ち、１７時間懸濁重合反応を行なった。
【００６０】
得られた懸濁重合粒子について分級操作を施し、体積平均粒子径を前記の方法により求めたところ１５μｍであった。さらに、得られた粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、単離乾燥して架橋重合粒子を得た。
【００６１】
上記架橋重合粒子１０部を、ジオキサン（和光純薬（株）製）１２０部と塩酸（和光純薬（株）製）４０部との混合液に分散させ、８０℃で５時間反応させた。得られた粒子をイオン交換水に分散させ洗浄した後、単離乾燥してカルボキシル基を有する重合体の粒子を得た。
【００６２】
この重合体粒子のカルボキシル基量を、ＪＩＳ Ｋ００７０に従って酸価を測定し、それから換算して求めたところ９．８２３ｍｍｏｌ／ｇであり、前記架橋重合粒子における有効なエステル基の約９１．７モル％がカルボキシル変性されたことが確認された。
【００６３】
（ヒドロキシメチルマレイミドの合成）
２４部のマレイミド（アルドリッチ（株）製）及び２１部の３５％ＨＣＯＨ（和光純薬（株）製）の混合物に、５％ＮａＯＨ水溶液０．７部を加え、４０℃で２時間反応させたところ、ヒドロキシメチルマレイミドの白色結晶が析出した。この反応液を減圧濾過後、常温で真空乾燥し、得られたヒドロキシメチルマレイミドの粗結晶を酢酸エチルで再結晶し、２２部のヒドロキシメチルマレイミドを得た。
【００６４】
（マレイミジル基含有材料の作製（マレイミド化反応））
４．５部のヒドロキシメチルマレイミドを、２５部のＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中に分散させた。これを氷浴上に移し、１．６部のＮ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミドを入れて３０分攪拌した。そこへ、前記で得られたカルボキシル基を有する材料５部を入れ、２５℃で１８時間反応させた。反応後、得られた粒子をろ別し、塩化メチレンと２−プロパノールとで繰り返し洗浄を行い、架橋ポリマー粒子であるマレイミジル基含有材料（１）を得た。
【００６５】
得られたマレイミジル基含有材料（１）の方法により測定、算出した。また、カルボキシル基量は前記のようにＪＩＳ Ｋ００７０に記載の方法により得た値からにマレイミド基量を引くことにより得た。
【００６６】
−材料中のマレイミド基定量方法−
[操作]
（１）反応試薬の調製：１００ｍｌメスフラスコに、０．５ｍｍｏｌ／ｌの２−メルカプトエチルアミン溶液２０ｍｌと、０．１ｍｏｌ／ｌのりん酸二水素ナトリウム水溶液５ｍｌとを入れ、５０ｍｍｏｌ／ｌのＥＤＴＡ／２Ｎａ水溶液で目盛りまで満たした。
（２）測定サンプルを０．０５ｇ量り取り、３０ｍｌサンプル管に入れた。
（３）上記サンプル管に反応試薬２０ｍｌを入れ、２５℃でスターラーにて１時間攪拌した。
（４）反応後、サンプル管を遠心分離にかけて、粒子を遠枕沈殿させた。
（５）５０ｍｌメスフラスコに、遠心分離後の溶液の上澄み０．０８ｍｌを入れ、これに０．１ｍｏｌ／ｌのりん酸二水素ナトリウム水溶液２ｍｌ、５ｍｍｏｌ／ｌの４−ＰＤＳ（4,4'-Dithiodipyridine）エタノール溶液１ｍｌを加え、メスフラスコの線まで水を入れた。
（６）５０ｍｌメスフラスコから、５０ｍｌサンプル管に上記溶液を移し、２５℃で２０分間攪拌した。
（７）この溶液について、吸光光度計にて３２４ｎｍのピーク強度を計測し、この値を値１とした。また、測定サンプルを入れないで同様の操作、測定を行い、この値を値０とした。
【００６７】
[計算]
（１） 値０から、値１を差し引いた値Ａを算出した。
（２）（１）で算出した値Ａを、Ｂ＝（Ａ−０．０１９８）／２５８００に代入し、値Ｂを求めた。
（３）（２）で求めた値Ｂを、Ｃ＝Ｂ×（５０×１５／（０．０８×１０００））×１０００に代入し、Ｃを算出した。
（４）Ｃを使用したサンプル量（ｇ）で割った値を、材料中のマレイミド基量（ｍｍｏｌ／ｇ）とした。
【００６８】
上記方法によりマレイミジル基含有材料（１）におけるカルボキシル基量は９．７７３ｍｍｏｌ／ｇ、マレイミド基量は０．０５００ｍｍｏｌ／ｇであり、マレイミジル基とアミノ基との含有比率Ａは０．００５１となった。
【００６９】
（分散性の評価）
作製したマレイミジル基含有材料である架橋ポリマー粒子１部を１０部の純水に入れ、３０秒間超音波処理した。この分散液について顕微鏡観察を行い、以下の基準により純水中での分散性を判断した。
○：水中で粒子の凝集がみられず、分散が良好である。
×：水中で粒子が凝集し、分散が良好ではない。
結果を表１に示す。
【００７０】
＜参考例＞
実施例１のマレイミジル基含有材料の作製において、ヒドロキシメチルマレイミドを０．０１部、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミドの量を０．００３部とした以外は同様にしてマレイミジル基含有材料の作製を試みた。しかし、反応が十分に進行せず、目的とする材料が得られなかったため、以後の評価を行なわなかった。
【００７１】
＜比較例１＞
（マレイミジル基を有する重合体の作製）
スチレン（和光純薬（株）製）９５部にジビニルベンゼン（純度：５５％）５部を加え、混合した後、これに重合開始剤としてＡＩＢＮを２部混合した。一方、３Ｌフラスコ中で純水３５０質量部に燐酸カルシウム（和光純薬（株）製）２０部を添加し、ホモジナイザー（ウルトラタラックス：ＩＫＡ社製）で２５℃下、３分間分散したものに、前記混合物全量を添加し、５分間造粒した。その後、速やかに窒素置換を行いながら、反応系内を７０℃に保ち、１７時間懸濁重合反応を行なった。
【００７２】
得られた懸濁重合粒子について分級操作を施し、体積平均粒子径を前記の方法により求めたところ１５μｍであった。さらに、得られた粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、単離乾燥して架橋重合粒子を得た。
【００７３】
上記架橋重合粒子１０部、Ｎ−クロロメチルマレイミド３部及び三塩化鉄１部を塩化メチレン１００部中に混合し、室温で３日間反応させてマレイミド化を行なった。
この粒子のカルボキシル基量及びマレイミド基量を実施例１と同じ方法で測定を行ったところ、カルボキシル基量は０．００００ｍｍｏｌ／ｇ、マレイミド基量は０．２１００ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００７４】
（分散性評価）
上記マレイミジル基を有する重合体粒子について、実施例１と同様にして分散性の評価を行なった。
結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のマレイミジル基含有材料は、水分散性が良好である。一方、カルボキシル基を有していない比較例１の粒子では、所望の水分散性を得ることができなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明はマレイミジル基含有材料に関し、特に、診断薬及び医薬品担体、抗原／抗体固定化用担体、クロマトグラフィ担体、粘性調整剤、樹脂成形材料、塗料添加剤、架橋／硬化剤、並びに化粧品添加剤として使用可能なマレイミジル基含有材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン交換樹脂やキレート樹脂のような機能性材料は、種々の化学物質の担体として従来から広く用いられている。このような機能性材料は、材料の表面に種々の反応性基を有する。従来からカルボキシル基、１級または２級アミノ基及び水酸基のような種々の活性水素含有基が導入された機能性材料が種々の用途に用いられてきた。特に近年では、核酸やペプチド、抗体のような生体分子あるいは生体分子類似の合成分子を、活性を保持したまま材料に固定し、アフィニティクロマトグラフィや診断薬、検査薬などに用いられるようになった。
【０００３】
このような用途では、担体としては、生体分子あるいは生体分子類似の合成分子中のＳＨ基との間に温和な反応条件で選択的にかつ安定な結合の形成が可能なマレイミジル基（マレイミド基、以下「マレイミド基」という場合がある）を有するものが望まれていた。また、選択性の高い担体として用いる場合は、所望量のマレイミド基を均一かつ確実に担持する必要があり、さらに親生体分子材料で、生体分子の可溶な水性媒体に対する良好な分散性を有する必要がある。
【０００４】
マレイミド基含有化合物として、Ｆｕｌｋａ社２００１／２００２製品カタログ（第９０９頁）には、マレイミド基を含有するポリスチレン粒子が掲載されている。しかしながらこの材料は、疎水性が高いため、水性媒体中での分散性が非常に悪いものであった。
【０００５】
このような中、生体分子の生理活性を低下させないためにマレイミド基を含有するリン脂質膜を表面に存在させた微粒子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この材料は、Ｎ−（６−マレイミドカプロイロキシ）サクシンイミドのような一分子中にサクシンイミド基とマレイミド基とを含有する二価性試薬をリン脂質と反応させ、カラムクロマトグラフィなどの方法で精製してマレイミド基含有リン脂質をあらかじめ作製し、さらに多段の処理を経てマレイミド基を含有するリン脂質膜を作製し、これを磁性粒子のごとき核粒子表面に形成するというものである。この材料は、核粒子とマレイミド基を含有するリン脂質膜とが化学結合していないため、耐溶剤性が低いなど物理的に弱いという欠点がある。また製造工程がきわめて複雑であり、原料である二価性試薬は高価な試薬であるためコストが高くなるという欠点もある。
【０００６】
また、他の製造方法としては、４，４’−ビスマレイミドジフェニルメタン、１，２−ビスマレイミドエタン、１，６−ビスマレイミドヘキサンなどのように、一分子中にマレイミド基を二分子含有する化合物とＳＨ基を含有する材料との反応によりマレイミジル基含有材料を製造する方法がある。
【０００７】
この方法によると、一分子のマレイミド基導入時にさらにもう一分子マレイミド基が導入されるため、水性媒体への分散性が悪い材料となる。また、一分子中にマレイミド基を二分子含有する化合物は高価な試薬であるため、コストが高くなり、加えて、化学的に不安定なＳＨ基を含有する材料を予め作製しなければならないという欠点がある。
【０００８】
さらに、ポリスチレンとＮ−クロロメチルマレイミドとの反応によりマレイミジル基含有材料を作製する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。この方法によると、一段階の反応によりマレイミド基の導入を行うことができるが、母材がポリスチレンであるため疎水性が高くなる。また、Ｎ−クロロメチルマレイミドは有毒な三塩化リンを使用して合成するため、製造上良い方法ではない。
【０００９】
このように、今までのマレイミジル基含有材料は、水性媒体に対する分散性が不十分であった。また、簡易な工程で、低コストのマレイミジル基含有材料を得ることができなかった。
【特許文献１】特開平１１−１０６３９１号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．１７，３６７５−３６８５（１９７９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、水性媒体に対する分散性が良好なマレイミジル基含有材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記本発明により達成することができる。すなわち本発明は、
＜１＞ 少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有するマレイミジル基含有材料である。
【００１２】
＜２＞ 前記マレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａ（マレイミジル基／カルボキシル基、モル比）が、０．０００１＜Ａ＜１０である＜１＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【００１３】
＜３＞ マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を、少なくとも表面に有する粒子である＜１＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【００１４】
＜４＞ 前記ポリマー材料が、架橋体である＜３＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【００１５】
＜５＞ 前記粒子の体積平均粒径が、０．０１〜５００μｍの範囲である＜３＞に記載のマレイミジル基含有材料である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水性媒体に対する分散性が良好なマレイミジル基含有材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のマレイミジル基含有材料は、少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有することを特徴とする。
【００１８】
マレイミジル基含有材料の構成を上記のようにすることにより、水性媒体（例えば、純水、緩衝液）に対する分散性を良好なものとすることができる。特に、親生体分子の母材を元に前記構成のマレイミジル基含有材料を作製すれば、生体分子と生体分子の可溶な水系媒体とに良好な分散性を有する材料を提供することができる。そして、診断薬及び医薬品担体、抗原／抗体固定化用担体、クロマトグラフィ担体、粘性調整剤、樹脂成形材料、塗料添加剤、架橋／硬化剤、並びに化粧品添加剤等のような用途に好適に使用することができる。
【００１９】
本発明のマレイミジル基含有材料は、少なくとも表面にマレイミジル基及びカルボキシル基を有していればよく、その態様としては、分子鎖中にマレイミジル基とカルボキシル基とを有するポリマーであってもよいし、分子鎖中にマレイミジル基を有するポリマーと分子鎖中にカルボキシル基を有するポリマーとのブレンドポリマーであってもよい。
【００２０】
また、あるポリマー中にマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する低分子化合物を混合させたものであってもよい。さらに、本発明のマレイミジル基含有材料としては、母材となる材料表面にこれらのポリマー材料をコーティングしたものであってもよい。
【００２１】
本発明のマレイミジル基含有材料においては、前記マレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａ（マレイミジル基／カルボキシル基、モル比）が、０．０００１＜Ａ＜１０であることが好ましく、０．０００１＜Ａ＜１．０であることがより好ましく、０．００１＜Ａ＜１．０であることがさらに好ましい。
【００２２】
前記含有比率Ａが０．０００１以下であると、後述するようなポリマー材料へのマレイミジル基の導入に際して、反応が十分に行われない場合がある。また、反応したとしても材料表面におけるマレイミジル基の量が十分でなく、前述の担体としての機能を発揮することができない場合がある。一方、含有比率Ａが１０以上となると、マレイミジル基量に対するカルボキシル基量が不足するため、マレイミジル基含有材料の水性媒体に対する分散性が低下する場合がある。
【００２３】
また、本発明のマレイミジル基含有材料は、マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を、少なくとも表面に有する粒子であることが、製造の容易性（官能基の導入のしやすさなど）や担体としての取り扱いやすさ等の点から好ましい。
【００２４】
ここで、上記マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料とは、ポリマーを構成する単位（モノマー由来単位）がマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有している場合、あるいは、ポリマー中にマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物がブレンドされている場合の双方を意味する。なお、ポリマー材料全体としては、必ずマレイミジル基とカルボキシル基とが含まれる。
また、前記「少なくとも表面に有する」とは、マレイミジル基含有材料が前記ポリマー材料単独で形成されていてもよく、母材粒子の表面に前記ポリマー材料がコートされたものであってもよいことを意味する。
【００２５】
なお、前記マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料は、架橋構造を有していなくてもかまわないが、架橋体であることが材料の耐溶剤性を上げることができる点で好ましい。なお、架橋体とは、分子鎖間を１箇所以上で化学結合させて結びつけ、網目構造を構成している重合体をいう。
【００２６】
前記粒子である本発明のマレイミジル基含有材料の形状は、球状、板状、針状、紡錘状、無定形のいずれでもよいが、表面積が大きい方が良い場合は、球状、板状、無定形であることが好ましい。また、粒子の大きさも特に制限されないが、実用性を考慮すると、体積平均粒径で０．０１μｍ〜５００μｍの範囲が好ましく、１０μｍ〜２００μｍの範囲がより好ましい。
【００２７】
体積平均粒径が０．０１μｍに満たないと、溶液からの材料の回収が困難となる場合がある。５００μｍを超えると、粒径の小さいものより表面積が小さいため所望の反応性を満たさない場合がある。
なお、前記粒子が針状、あるいは紡錘状のものの場合は、長軸長が０．０１μｍ〜５００μｍの範囲で、軸比（アスペクト比）が３〜２０の範囲であるものが好ましい。また、形状が球形であると製造しやすいため好ましい。
【００２８】
なお、上記体積平均粒径は、マレイミジル基含有材料についてコールターカウンターによる測定、あるいは、光学顕微鏡や電子顕微鏡を使用して観察し、その写真から測定することができる。具体的には、顕微鏡写真により４００個の粒子の直径を測定後、得られた半径より体積換算することにより求めることができる。
【００２９】
本発明のマレイミジル基含有材料は、少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有している必要がある。ここで、上記「少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有している」とは、マレイミジル基及びカルボキシル基が材料の「表面」または「表面及び内部」に存在することを意味する。
【００３０】
前記のように、本発明のマレイミジル基含有材料としては、マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を用いることが好ましい。上記ポリマー材料の製法は、特に制限されないが、カルボキシル基を有する重合体を中間原料として、これのカルボキシル基の一部分をマレイミジル基とすることで作製することができる。
【００３１】
上記中間原料（カルボキシル基を有する重合体）としては、カルボキシル基を有する（メタ）アクリレート重合体、スチレン重合体、ポリスチレン重合体、アクリルアミド重合体、（メタ）アクリレート−スチレン−アクリルアミド共重合体及びこれらの架橋体；コア・シェル型有機ポリマー；シリカゲル；シリコーン樹脂；アガロース；セルロースまたはデキストラン；ＫＬＨあるいはＢＳＡ、ＯＶＡなどのタンパク及びそれらの変性タンパク；等を挙げることができる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリレート」等の記載は、「メタアクリレート」または「アクリレート」等を意味するものとする。
【００３２】
これらの中でも、カルボキシル基を有する架橋（メタ）アクリレート重合体、架橋スチレン重合体、架橋アクリルアミド重合体、架橋（メタ）アクリレート−スチレン共重合体は、材料組成の制御が容易なのでより好ましい。
また、前記ポリマー材料そのもので前記粒子が形成されたもの（以下、「ポリマー粒子」、「架橋ポリマー粒子」という場合がある）の場合は、（メタ）アクリレート重合体、スチレン重合体、（メタ）アクリレートとスチレンとの共重合体、および、（メタ）アクリレートとアクリルアミドとの共重合体からなる群から選択される少なくとも１つであることが好ましい。
【００３３】
なお、重合体中にカルボキシル基を含有させる方法としては、例えば下記一般式（Ａ）または一般式（Ｂ）で示される（メタ）アクリレート重合体を加水分解することにより得る方法、カルボキシル基を有するラジカル重合性単量体を用いて重合体を得る方法などが挙げられる。
【００３４】
【化１】
【００３５】
上記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）において、Ｒ1は水素原子またはメチル基、Ｒ2〜Ｒ4は炭素数が１から１２のアルキル基もしくはアリール基、Ｒ5及びＲ6は水素原子またはメチル基、Ｒ7及びＲ8は水素原子またはハロゲン原子もしくは炭素数１から１２のアルキル基またはアルコキシ基を各々表す。また、ｐは１以上の整数を表す。
【００３６】
上記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される（メタ）アクリレート重合体を形成するためのラジカル重合性単量体としては、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、メトキシベンジル（メタ）アクリレート、エトキシベンジル（メタ）アクリレート、ジメトキシベンジル（メタ）アクリレート、メチルベンジル（メタ）アクリレート、ジメチルベンジル（メタ）アクリレート、エチルベンジル（メタ）アクリレート、４−フルオロベンジル（メタ）アクリレートなどを用いることができる。これらの中でも、特にｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートが、単量体の入手性、価格、反応性の点で好ましい。
【００３７】
また、前記分子中にカルボキシル基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらのアルキルもしくはアルケニルモノエステル；フタル酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステルなどの芳香族ジカルボン酸モノエステル、コハク酸β−（メタ）アクリロキシエチルモノエステル；アクリル酸；メタクリル酸；クロトン酸；けい皮酸；などを挙げることができる。
【００３８】
またこれらの単量体の重合体は、他のラジカル重合性単量体との共重合体であってもよく、該他のラジカル重合性単量体としては、分子中にヒドロキシル基、アミド基を有するラジカル重合性単量体及びその他の重合性ビニル単量体、並びに架橋性を有する単量体等を使用することができる。
【００３９】
前記分子中にヒドロキシル基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、１，６−ビス（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ヘキシルエーテル、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌル酸エステル（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。
【００４０】
前記分子中にアミド基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ペントキシメチル（メタ）アクリルアミドなどのモノアルキロール（メタ）アクリルアミド；Ｎ，Ｎ−ジ（メチロール）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール−Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（メトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル−Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル−Ｎ−プロポキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（プロポキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル−Ｎ−（プロポキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル−Ｎ−（メトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ（ペントキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル−Ｎ−（ペントキシメチル）（メタ）アクリルアミドなどのジアルキロール（メタ）アクリルアミド；等を挙げることができる。
【００４１】
前記その他の重合性ビニル単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン等の芳香族モノマー；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、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−メチル−２−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキル基を有する（メタ）アクリレート；メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシエチレングリコール（メタ）アクリレート等のアルコキシ基、フェノキシ基を含む（メタ）アクリレート；などを挙げることができる。
【００４２】
前記架橋性を有する単量体としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、メチレンビス（メタ）アクリルアミド、グリシジル（メタ）アクリレート、メタクリル酸 ２−（［１'−メチルプロピリデンアミノ］カルボキシアミノ）エチルなどを挙げることができる。
【００４３】
前記各種単量体の重合法としては、公知の方法を用いることができるが、前述のように、本発明のマレイミジル基含有材料をポリマー粒子あるいは架橋ポリマー粒子として得る場合には、造粒重合法が好ましく用いられる。
上記造粒重合法としては、公知の方法が利用できる。すなわち、順相あるいは逆相懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法及びシード重合法などが好適に用いられる。さらに、膜乳化法と知られる乳化方法を使って懸濁重合することもできる。
【００４４】
重合には、必要に応じて、当業者には周知の重合開始触媒を用い得る。具体的には、ジアシルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド及びアルキルハイドロパーオキサイドのような有機過酸化物；過酸化水素及びオゾンのような無機過酸化物；アゾビスバレロニトリル（ＡＩＢＮ、和光純薬社より商品名Ｖ−６０として入手可能）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）（和光純薬社より商品名Ｖ−５９として入手可能）及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（和光純薬社より商品名Ｖ−６５として入手可能）のような油溶性アゾ系有機化合物；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二酸塩（和光純薬社より商品名Ｖ−５０として入手可能）、２，２’−アゾビス[２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド]（和光純薬社より商品名ＶＡ−０８６として入手可能）及び２，２’−アゾビス[２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン]二酸塩（和光純薬社より商品名ＶＡ−０４４として入手可能）のような水溶性アゾ系有機化合物；等が挙げられる。
【００４５】
上記重合開始剤を用いる場合は、それらは重合が良好に開始されるのに充分な量で用いられる。このような量は当業者に周知である。一般には、反応系全体の０．１〜５．０質量％の範囲の量で用いることが好ましい。
【００４６】
さらに前記重合体には、粒子の着色を目的に公知の染料、顔料、カーボンブラック、磁性粉などを添加することも可能である。また、単量体とともにトルエン、オクタン、シクロヘキサノン、ジブチルフタレート、ラウリルアルコール等の非重合性の添加剤を入れ、重合後に抽出除去して粒子を多孔質とすることも可能である。
【００４７】
このようにして得られた粒子の体積平均粒径の好ましい範囲は、前記粒子である本発明のマレイミジル基含有材料について説明した好適範囲と同様である。また、未架橋の重合体として得られる場合には、重合体の重量平均分子量は５０００〜１００００００の範囲であることが好ましい。
【００４８】
前記重合体のうち、（メタ）アクリレート重合体については、酸もしくはアルカリで加水分解し、エステル部を一旦カルボキシル基に変換することによりカルボキシル基を有する重合体を作製する。
ここで、カルボキシル基導入量の再現性を高める観点から、あらかじめ反応前に粒子を分級処理し、粒径をそろえてから反応させることが望ましい。こうして得られたカルボキシル基を有する重合体は、メタノール等の溶媒に希釈分散させ、濾別し、更に水洗及び／または溶剤洗浄の後、噴霧乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥等の通常の手段によって粉体として単離することができる。
【００４９】
本発明においては、例えば前記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される重合体におけるエステル基をすべてカルボキシル基に変換してもよいし、部分的に変換してもよい。
【００５０】
次に、カルボキシル基を有する重合体中にマレイミジル基を導入する方法について説明する。導入方法としては、例えば上記カルボキシル基を有する重合体中のカルボキシル基とヒドロキシル基を含有するマレイミド化合物とを、縮合剤の存在下でエステル化反応を行う方法が挙げられる。本発明においては、例えば上記ヒドロキシル基を含有するマレイミド化合物の反応系への添加量を変化させることにより、前記本発明におけるマレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａをコントロールすることができる。
【００５１】
前記ヒドロキシル基を含有するマレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基とヒドロキシル基とを含有しておればよく、具体的にはヒドロキシアルキルマレイミド類が挙げられる。中でも安価に得られるという点で、ヒドロキシメチルマレイミドが好ましい。
【００５２】
前記エステル化反応の縮合剤としては、例えばＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（通称ＤＣＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド（通称ＤＩＣ）、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリノエチル）カルボジイミドｍｅｔｈｏ−ｐ−トルエンスルホナート（通称Ｍｏｒｐｈｏ−ＣＤＩ）、１−（３−ジメチルアミノプロピル）−３−エチルカルボジイミドメチオジド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（通称Ｗａｔｅｒ−ｓｏｌｕｂｌｅカルボジイミド）等のカルボジイミド類が代表的であり、中でもＤＣＣやＤＩＣが好ましく使用される。
【００５３】
なお、本発明のマレイミジル基含有材料がポリマー粒子あるいは架橋ポリマー粒子である場合には、マレイミジル基は下記一般式（１）に示されるように、スペーサーとしてのエチレンオキシド鎖を介してポリマー粒子を構成する重合体に結合していることが好ましい。このように親水性のスペーサーを介することで、ポリマー粒子の水系媒体中での分散性をより高められるだけでなく、実際に担体として用いる場合に、生体分子との吸脱着の際に立体障害の影響を少なくすることができる。
【００５４】
【化２】
【００５５】
一般式（１）中、マレイミジル基はエチレンオキシド鎖を介してポリマー粒子、架橋ポリマー粒子に「＊」で化学結合しており、該エチレンオキシド鎖のｎは、１以上の整数を表す。また、前記エチレンオキシド鎖は、例えば（ポリ）エチレングリコールと前記一般式（Ａ）及び一般式（Ｂ）で示される重合体等とを反応させて化学的に結合することにより得ることができる。
【００５６】
以上説明したような製法により、マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を得ることができ、これを用いてポリマー粒子等の本発明のマレイミジル基含有材料を得ることができる。なお、前述のように、本発明のマレイミジル基含有材料は上記ポリマー粒子に限られるわけではなく、母材表面にマレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料をコーティングしたもの等であってもよい。
【００５７】
このような本発明のマレイミジル基含有材料は、診断薬および医薬品担体、クロマトグラフィ担体、粘性調整剤、樹脂成形材料、塗料添加剤、架橋／硬化剤並びに化粧品添加剤のような用途に好適に使用可能である。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「質量部」を示す。
【００５９】
＜実施例１＞
（カルボキシル基を有する重合体の作製）
ｔ−ブチルメタクリレート（和光純薬（株）製）１００部にジビニルベンゼン（純度：５５％）１部を加え、混合した後、これに重合開始剤としてＡＩＢＮを２部混合した。一方、３Ｌフラスコ中で純水３５０質量部に燐酸カルシウム（和光純薬（株）製）２０部を添加し、ホモジナイザー（ウルトラタラックス：ＩＫＡ社製）で２５℃下、３分間分散したものに、前記混合物全量を添加し、５分間造粒した。その後、速やかに窒素置換を行いながら、反応系内を７０℃に保ち、１７時間懸濁重合反応を行なった。
【００６０】
得られた懸濁重合粒子について分級操作を施し、体積平均粒子径を前記の方法により求めたところ１５μｍであった。さらに、得られた粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、単離乾燥して架橋重合粒子を得た。
【００６１】
上記架橋重合粒子１０部を、ジオキサン（和光純薬（株）製）１２０部と塩酸（和光純薬（株）製）４０部との混合液に分散させ、８０℃で５時間反応させた。得られた粒子をイオン交換水に分散させ洗浄した後、単離乾燥してカルボキシル基を有する重合体の粒子を得た。
【００６２】
この重合体粒子のカルボキシル基量を、ＪＩＳ Ｋ００７０に従って酸価を測定し、それから換算して求めたところ９．８２３ｍｍｏｌ／ｇであり、前記架橋重合粒子における有効なエステル基の約９１．７モル％がカルボキシル変性されたことが確認された。
【００６３】
（ヒドロキシメチルマレイミドの合成）
２４部のマレイミド（アルドリッチ（株）製）及び２１部の３５％ＨＣＯＨ（和光純薬（株）製）の混合物に、５％ＮａＯＨ水溶液０．７部を加え、４０℃で２時間反応させたところ、ヒドロキシメチルマレイミドの白色結晶が析出した。この反応液を減圧濾過後、常温で真空乾燥し、得られたヒドロキシメチルマレイミドの粗結晶を酢酸エチルで再結晶し、２２部のヒドロキシメチルマレイミドを得た。
【００６４】
（マレイミジル基含有材料の作製（マレイミド化反応））
４．５部のヒドロキシメチルマレイミドを、２５部のＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中に分散させた。これを氷浴上に移し、１．６部のＮ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミドを入れて３０分攪拌した。そこへ、前記で得られたカルボキシル基を有する材料５部を入れ、２５℃で１８時間反応させた。反応後、得られた粒子をろ別し、塩化メチレンと２−プロパノールとで繰り返し洗浄を行い、架橋ポリマー粒子であるマレイミジル基含有材料（１）を得た。
【００６５】
得られたマレイミジル基含有材料（１）の方法により測定、算出した。また、カルボキシル基量は前記のようにＪＩＳ Ｋ００７０に記載の方法により得た値からにマレイミド基量を引くことにより得た。
【００６６】
−材料中のマレイミド基定量方法−
[操作]
（１）反応試薬の調製：１００ｍｌメスフラスコに、０．５ｍｍｏｌ／ｌの２−メルカプトエチルアミン溶液２０ｍｌと、０．１ｍｏｌ／ｌのりん酸二水素ナトリウム水溶液５ｍｌとを入れ、５０ｍｍｏｌ／ｌのＥＤＴＡ／２Ｎａ水溶液で目盛りまで満たした。
（２）測定サンプルを０．０５ｇ量り取り、３０ｍｌサンプル管に入れた。
（３）上記サンプル管に反応試薬２０ｍｌを入れ、２５℃でスターラーにて１時間攪拌した。
（４）反応後、サンプル管を遠心分離にかけて、粒子を遠枕沈殿させた。
（５）５０ｍｌメスフラスコに、遠心分離後の溶液の上澄み０．０８ｍｌを入れ、これに０．１ｍｏｌ／ｌのりん酸二水素ナトリウム水溶液２ｍｌ、５ｍｍｏｌ／ｌの４−ＰＤＳ（4,4'-Dithiodipyridine）エタノール溶液１ｍｌを加え、メスフラスコの線まで水を入れた。
（６）５０ｍｌメスフラスコから、５０ｍｌサンプル管に上記溶液を移し、２５℃で２０分間攪拌した。
（７）この溶液について、吸光光度計にて３２４ｎｍのピーク強度を計測し、この値を値１とした。また、測定サンプルを入れないで同様の操作、測定を行い、この値を値０とした。
【００６７】
[計算]
（１） 値０から、値１を差し引いた値Ａを算出した。
（２）（１）で算出した値Ａを、Ｂ＝（Ａ−０．０１９８）／２５８００に代入し、値Ｂを求めた。
（３）（２）で求めた値Ｂを、Ｃ＝Ｂ×（５０×１５／（０．０８×１０００））×１０００に代入し、Ｃを算出した。
（４）Ｃを使用したサンプル量（ｇ）で割った値を、材料中のマレイミド基量（ｍｍｏｌ／ｇ）とした。
【００６８】
上記方法によりマレイミジル基含有材料（１）におけるカルボキシル基量は９．７７３ｍｍｏｌ／ｇ、マレイミド基量は０．０５００ｍｍｏｌ／ｇであり、マレイミジル基とアミノ基との含有比率Ａは０．００５１となった。
【００６９】
（分散性の評価）
作製したマレイミジル基含有材料である架橋ポリマー粒子１部を１０部の純水に入れ、３０秒間超音波処理した。この分散液について顕微鏡観察を行い、以下の基準により純水中での分散性を判断した。
○：水中で粒子の凝集がみられず、分散が良好である。
×：水中で粒子が凝集し、分散が良好ではない。
結果を表１に示す。
【００７０】
＜参考例＞
実施例１のマレイミジル基含有材料の作製において、ヒドロキシメチルマレイミドを０．０１部、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミドの量を０．００３部とした以外は同様にしてマレイミジル基含有材料の作製を試みた。しかし、反応が十分に進行せず、目的とする材料が得られなかったため、以後の評価を行なわなかった。
【００７１】
＜比較例１＞
（マレイミジル基を有する重合体の作製）
スチレン（和光純薬（株）製）９５部にジビニルベンゼン（純度：５５％）５部を加え、混合した後、これに重合開始剤としてＡＩＢＮを２部混合した。一方、３Ｌフラスコ中で純水３５０質量部に燐酸カルシウム（和光純薬（株）製）２０部を添加し、ホモジナイザー（ウルトラタラックス：ＩＫＡ社製）で２５℃下、３分間分散したものに、前記混合物全量を添加し、５分間造粒した。その後、速やかに窒素置換を行いながら、反応系内を７０℃に保ち、１７時間懸濁重合反応を行なった。
【００７２】
得られた懸濁重合粒子について分級操作を施し、体積平均粒子径を前記の方法により求めたところ１５μｍであった。さらに、得られた粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、単離乾燥して架橋重合粒子を得た。
【００７３】
上記架橋重合粒子１０部、Ｎ−クロロメチルマレイミド３部及び三塩化鉄１部を塩化メチレン１００部中に混合し、室温で３日間反応させてマレイミド化を行なった。
この粒子のカルボキシル基量及びマレイミド基量を実施例１と同じ方法で測定を行ったところ、カルボキシル基量は０．００００ｍｍｏｌ／ｇ、マレイミド基量は０．２１００ｍｍｏｌ／ｇであった。
【００７４】
（分散性評価）
上記マレイミジル基を有する重合体粒子について、実施例１と同様にして分散性の評価を行なった。
結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のマレイミジル基含有材料は、水分散性が良好である。一方、カルボキシル基を有していない比較例１の粒子では、所望の水分散性を得ることができなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有することを特徴とするマレイミジル基含有材料。
【請求項２】
前記マレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａ（マレイミジル基／カルボキシル基、モル比）が、０．０００１＜Ａ＜１０であることを特徴とする請求項１に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項３】
マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を、少なくとも表面に有する粒子であることを特徴とする請求項１に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項４】
前記ポリマー材料が、架橋体であることを特徴とする請求項３に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項５】
前記粒子の体積平均粒径が、０．０１〜５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項３に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項１】
少なくとも表面にマレイミジル基とカルボキシル基とを有することを特徴とするマレイミジル基含有材料。
【請求項２】
前記マレイミジル基とカルボキシル基との含有比率Ａ（マレイミジル基／カルボキシル基、モル比）が、０．０００１＜Ａ＜１０であることを特徴とする請求項１に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項３】
マレイミジル基及び／またはカルボキシル基を有する化合物を含有するポリマー材料を、少なくとも表面に有する粒子であることを特徴とする請求項１に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項４】
前記ポリマー材料が、架橋体であることを特徴とする請求項３に記載のマレイミジル基含有材料。
【請求項５】
前記粒子の体積平均粒径が、０．０１〜５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項３に記載のマレイミジル基含有材料。
【公開番号】特開２００７−２０４０（Ｐ２００７−２０４０Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８１６３９（Ｐ２００５−１８１６３９）
【出願日】平成１７年６月２２日（２００５．６．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２２日（２００５．６．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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