WO2009123191A1

WO2009123191A1 - ポリシロキサン、アクリル系化合物及びビニル系化合物

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Publication number: WO2009123191A1
Application number: PCT/JP2009/056657
Authority: WO
Inventors: 如光隅田; 和之宮沢
Original assignee: Shiseido Co Ltd
Current assignee: Shiseido Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2009-10-08
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Also published as: CN101977968A; EP2261274B1; KR20110008008A; EP2261274A4; US8242222B2; KR101539804B1; ES2566753T3; EP2261274A1; US20110040053A1; CN101977968B

Abstract

　ポリシロキサンは、一般式（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びケイ素原子が順次結合されている構成単位を有する。

Description

ポリシロキサン、アクリル系化合物及びビニル系化合物

　本発明は、ポリシロキサン、ポリシロキサンの製造方法、アクリル系化合物、アクリル系化合物の製造方法、アクリル系重合体、ビニル系化合物、ビニル系化合物の製造方法、表面改質剤及び表面改質方法に関する。

　従来、ホスホリルコリン基を有する高分子は、生体適合性高分子として知られており、このような高分子で各種樹脂材料を被覆した生体適合性材料が知られている。

　特許文献１には、２－メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンを単量体の１つとして、重合させることにより得られる重合体で粉体を被覆してなる化粧料用の粉体が開示されている。

　また、特許文献２には、基材の表面に、ホスホリルコリン類似基を側鎖に有する単量体と、ヘパリン又はヘパリン誘導体と結合可能な基を有する単量体とに基づく共重合体と、ヘパリン又はヘパリン誘導体から構成される被覆層が形成されている医療用材料が開示されている。

　さらに、特許文献３には、ホスホリルコリン類似基を少なくとも表面に有し、表面のＸ線光電子分光分析によって測定したスペクトルにおける、ホスホリルコリン類似基に由来するリン元素の量Ｐと、炭素元素の量Ｃとの比（Ｐ／Ｃ）が０．００２～０．３となる分離材が開示されている。

　一方、特許文献４には、ホスホリルコリン基を有するポリシロキサンが開示されている。しかしながら、このようなポリシロキサンは、ホスホリルコリン基とケイ素原子が、ｐＨ依存性を有するイミノ基を介して結合されているため、表面改質剤として用いる場合に、ホスホリルコリン基の効果が得られるｐＨに制限があるという問題がある。

　また、特許文献５には、２－メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）とメタクリル酸エステルの共重合体が開示されている。さらに、特許文献６には、ホスホリルコリン基含有重合体の製造方法が開示されている。

　なお、ＭＰＣは、例えば、２－クロロ－１，３，２－ジオキサホスホラン－２－オキシドとメタクリル酸２－ヒドロキシエチルを反応させた後、トリメチルアミンと反応させることにより得られる。しかしながら、このようにして得られるホスホリルコリン類似基を有するアクリル系化合物は、合成方法が煩雑であり、耐加水分解性も不十分である。
特開平７－１１８１２３号公報特開２０００－２７９５１２号公報特開２００２－９８６７６号公報特開２００４－１７５８３０号公報特開平９－３１３２号公報特開平１０－２９８２４０号公報

　本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、表面改質剤として用いる場合に、ｐＨの制限を抑制することが可能なホスホリルコリン類似基を有するポリシロキサン及び該ポリシロキサンの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、該ポリシロキサンを含有する表面改質剤及び該表面改質剤を用いる表面改質方法を提供することを目的とする。

　本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、合成方法が簡便であり、耐加水分解性に優れるホスホリルコリン類似基を有するアクリル系化合物、該アクリル系化合物の製造方法及び該アクリル系化合物を重合することにより得られるアクリル系重合体を提供することを目的とする。また、本発明は、該アクリル系化合物又は該アクリル系重合体を含有する表面改質剤及び該表面改質剤を用いる表面改質方法を提供することを目的とする。

　本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、合成方法が簡便であり、耐加水分解性に優れるホスホリルコリン類似基を有するビニル系化合物及び該ビニル系化合物の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、該ビニル系化合物を含有する表面改質剤及び該表面改質剤を用いる表面改質方法を提供することを目的とする。

　請求項１に記載の発明は、ポリシロキサンにおいて、一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びケイ素原子が順次結合されている構成単位を有することを特徴とする。

　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリシロキサンにおいて、前記構成単位は、一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基であり、Ｘは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表されることを特徴とする。

　請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のポリシロキサンの製造方法であって、グリセロホスホリルコリンを酸化させることによりカルボキシル基及びホスホリルコリン基を有する化合物を合成する工程を有することを特徴とする。

　請求項４に記載の発明は、表面改質剤において、請求項１に記載のポリシロキサンを含有することを特徴とする。

　請求項５に記載の発明は、表面改質方法において、請求項４に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする。

　請求項６に記載の発明は、アクリル系化合物において、一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー、エステル結合又はアミド結合及び一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基である。）
で表される基が順次結合されていることを特徴とする。

　請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアクリル系化合物において、一般式

（式中、Ｘは、オキシ基又はイミノ基であり、Ｙは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｚは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表されることを特徴とする。

　請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のアクリル系化合物の製造方法であって、グリセロホスホリルコリンを酸化させることによりカルボキシル基及びホスホリルコリン基を有する化合物を合成する工程を有することを特徴とする。

　請求項９に記載の発明は、表面改質剤において、請求項６に記載のアクリル系化合物を含有することを特徴とする。

　請求項１０に記載の発明は、表面改質方法において、請求項９に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする。

　請求項１１に記載の発明は、アクリル系重合体において、請求項６に記載のアクリル系化合物の単独重合体又は共重合体であることを特徴とする。

　請求項１２に記載の発明は、表面改質剤において、請求項１１に記載のアクリル系重合体を含有することを特徴とする。

　請求項１３に記載の発明は、表面改質方法において、請求項１２に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする。

　請求項１４に記載の発明は、ビニル系化合物において、一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及び一般式

　請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載のビニル系化合物において、一般式

（式中、Ｘは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表されることを特徴とする。

　請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載のビニル系化合物の製造方法であって、グリセロホスホリルコリンを酸化させることによりカルボキシル基及びホスホリルコリン基を有する化合物を合成する工程を有することを特徴とする。

　請求項１７に記載の発明は、表面改質剤において、請求項１４に記載のビニル系化合物を含有することを特徴とする。

　請求項１８に記載の発明は、表面改質方法において、請求項１７に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする。

　本発明によれば、表面改質剤として用いる場合に、ｐＨの制限を抑制することが可能なホスホリルコリン類似基を有するポリシロキサン及び該ポリシロキサンの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、該ポリシロキサンを含有する表面改質剤及び該表面改質剤を用いる表面改質方法を提供することができる。

　本発明によれば、合成方法が簡便であり、耐加水分解性に優れるホスホリルコリン類似基を有するアクリル系化合物、該アクリル系化合物の製造方法及び該アクリル系化合物を重合することにより得られるアクリル系重合体を提供することができる。また、本発明によれば、該アクリル系化合物又は該アクリル系重合体を含有する表面改質剤及び該表面改質剤を用いる表面改質方法を提供することができる。

　本発明によれば、合成方法が簡便であり、耐加水分解性に優れるホスホリルコリン類似基を有するビニル系化合物及び該ビニル系化合物の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、該ビニル系化合物を含有する表面改質剤及び該表面改質剤を用いる表面改質方法を提供することができる。

実施例１の化合物Ｂの^１Ｈ　ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例１の化合物ＢのＭＳスペクトルを示す図である。実施例の蛋白質吸着試験１の評価結果を示す図である。実施例２の化合物Ｃの^１Ｈ　ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例３のアミノ変性ポリシロキサンの^１Ｈ　ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例３の化合物Ｄの^１Ｈ　ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例の蛋白質吸着試験２の評価結果を示す図である。実施例４の化合物Ｅの^１Ｈ　ＮＭＲスペクトルを示す図である。実施例４の化合物ＥのＭＳスペクトルを示す図である。実施例の蛋白質吸着試験３の評価結果を示す図である。

　次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

　［ポリシロキサン］
　本発明のポリシロキサンは、一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１～６のアルキル基であり、ｍは、２～６の整数である。）
で表される基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びＳｉ原子が順次結合されている構成単位を有する。これにより、ｐＨの制限を抑制することが可能なホスホリルコリン類似基を有するポリシロキサンが得られる。なお、これらのポリシロキサンは、精製、非精製を問わず、材料の表面を改質することができ、タンパク質の吸着を抑制すること等の効果が得られる。

　本発明のポリシロキサンは、一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１～１８のアルキル基であり、Ｘは、炭素数が１～１８のアルキレン基、ユニット数が１～１８のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表される構成単位を有することが好ましい。このとき、ポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基、オキシフェニレン基、メチレンフェニレン基等が挙げられる。また、アルキレン基、ポリオキシアルキレン基及びアリーレン基は、他の炭化水素系の官能基で置換されていてもよい。

　本発明のポリシロキサンの全構成単位に対する一般式（２）で表される構成単位の比は、５モル％以上であることが好ましく、２０モル％以上がさらに好ましい。これにより、生体適合性や保湿性等のホスホリルコリン類似基の特性を十分に発現させることができる。

　本発明のポリシロキサンは、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びカルボキシル基を有する化合物と、ヒドロキシル基又はアミノ基及びＳｉ原子がスペーサーを介して結合されている構成単位を有するポリシロキサンを縮合させることにより得られる。

　また、本発明のポリシロキサンは、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物と、カルボキシル基及びＳｉ原子がスペーサーを介して結合されている構成単位を有するポリシロキサンを縮合させることにより得られる。

　このとき、例えば、ホスホリルコリン基及びカルボキシル基を有する化合物は、過ヨウ素酸及び三塩化ルテニウムを用いて、グリセロホスホリルコリンを酸化させることにより得られる。また、ホスホリルコリン基及びカルボキシル基を有する化合物をジオール又はジアミンと縮合させることにより、ホスホリルコリン基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物が得られる。

　さらに、本発明のポリシロキサンは、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及び一般式

（式中、Ｒ^５は、水素原子又は炭素数が１～１８のアルキル基である。）
で表される基が順次結合されているビニル系化合物と、一般式

で表される構成単位を有するポリシロキサンを付加（ヒドロシリル化）させることにより得られる。

　ビニル系化合物としては、一般式

（式中、Ｚは、一般式
　－ＣＨ_２ＣＨＲ^５－Ｚ－
で表される基又は一般式
　－Ｃ（ＣＨ_３）Ｒ^５－Ｚ－
で表される基がＸとなる基である。）
で表される化合物が好ましい。

　ビニル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びカルボキシル基を有する化合物と、一般式（３）で表される官能基及びヒドロキシル基又はアミノ基がスペーサーを介して結合されている化合物を縮合させることにより得られる。

　また、ビニル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物と、一般式（３）で表される官能基及びカルボキシル基がスペーサーを介して結合されている化合物を縮合させることにより得られる。

　本発明のポリシロキサンは、表面改質剤として用いることができ、材料の表面に、所望量のホスホリルコリン類似基を導入して改質する。このとき、表面を改質することが可能な材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテート、シリコーン樹脂、ガラス、セラミック、金属、ステンレススチール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

　本発明のポリシロキサンを用いて、材料の表面を改質する際には、ポリシロキサンの溶液又は分散液を材料の表面に塗布、乾燥することが好ましい。このとき、必要に応じて、減圧乾燥、加熱処理等を行ってもよい。ポリシロキサンの溶液又は分散液に用いられる溶媒は、特に限定されない。溶液又は分散液中のポリシロキサンの濃度は、０．０１～３０重量％であることが好ましく、０．１～２０重量％がさらに好ましい。この濃度が０．０１重量％未満であると、材料の表面に形成されるポリシロキサンの量が不十分となり、性能が発現されないことがある。また、濃度が３０重量％を超えると、ポリシロキサンの溶液又は分散液を塗布する際の作業性が悪くなり、塗膜の均一性が低下することがある。なお、塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ローラーコーティング法、スピンコーティング法等の公知の方法が挙げられる。

　［アクリル系化合物］
　本発明のアクリル系化合物は、一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１～６のアルキル基であり、ｍは、２～６の整数である。）
で表されるホスホリルコリン類似基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー、エステル結合又はアミド結合及び一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１～１８のアルキル基である。）
で表される官能基が順次結合されている。これにより、耐加水分解性に優れるアクリル系化合物が得られる。なお、これらのアクリル系化合物は、精製、非精製を問わず、材料の表面を改質することができ、タンパク質の吸着を抑制すること等の効果が得られる。

　また、本発明のアクリル系化合物としては、一般式

（式中、Ｘは、オキシ基又はイミノ基であり、Ｙは、炭素数が１～１８のアルキレン基、ユニット数が１～１８のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｚは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表される化合物が好ましい。このとき、ポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基、ヒドロキシフェニレン基、フェニレンメチレン基等が挙げられる。また、アルキレン基、ポリオキシアルキレン基及びアリーレン基は、他の炭化水素系の官能基で置換されていてもよい。

　本発明のアクリル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びカルボキシル基を有する化合物と、一般式（６）で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びヒドロキシル基又はアミノ基が順次結合されている化合物を縮合させることにより得られる。

　また、本発明のアクリル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物と、一般式（６）で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びカルボキシル基が順次結合されている化合物を縮合させることにより得られる。

　本発明のアクリル系化合物は、表面改質剤として用いることができ、材料の表面に、所望量のホスホリルコリン類似基を導入して改質する。このとき、表面を改質することが可能な材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテート、シリコーン樹脂、ガラス、セラミック、金属、ステンレススチール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

　本発明のアクリル系化合物を用いて、材料の表面を改質する際には、材料の表面をプラズマ処理、オゾン処理等により処理した後、アクリル系化合物の溶液又は分散液を材料の表面に塗布して、アクリル系化合物を重合し、グラフトすることが好ましい。このとき、必要に応じて、減圧乾燥、加熱処理等を行ってもよい。アクリル系化合物の溶液又は分散液に用いられる溶媒は、特に限定されない。溶液又は分散液中のアクリル系化合物の濃度は、０．０１～３０重量％であることが好ましく、０．１～２０重量％がさらに好ましい。この濃度が０．０１重量％未満であると、材料の表面に形成されるアクリル系化合物の量が不十分となり、性能が発現されないことがある。また、濃度が３０重量％を超えると、アクリル系化合物の溶液又は分散液を塗布する際の作業性が悪くなり、塗膜の均一性が低下することがある。なお、塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ローラーコーティング法、スピンコーティング法等の公知の方法が挙げられる。

　［アクリル系重合体］
　本発明のアクリル系重合体は、本発明のアクリル系化合物を、重合開始剤の存在下、溶媒中でラジカル重合させることにより得られる。溶媒としては、モノマーが可溶であれば、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ｔ－ブタノール、ベンゼン、トルエン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、クロロホルム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

　また、重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート、サクシニルパーオキサイド、グルタルパーオキサイド、サクシニルパーオキシグルタレート、ｔ－ブチルパーオキシマレート、ｔ－ブチルパーオキシピバレート、ジ－２－エトキシエチルパーオキシカーボネート、３－ヒドロキシ－１，１－ジメチルブチルパーオキシピバレート等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル－２，２－アゾビスイソブチレート、１－（（１－シアノ－１－メチルエチル）アゾ）ホルムアミド、２，２－アゾビス（２－メチル－Ｎ－フェニルプロピオンアミヂン）ジハイドロクロライド、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）、２，２－アゾビス（２－メチルプロピオンアミド）ジハイドレート、４，４－アゾビス（４－シアノペンタン酸）、２，２－アゾビス（２－（ヒドロキシメチル）プロピオニトリル）等のアゾ化合物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。重合開始剤は、モノマー溶液中に、０．００１～１０重量％添加することが好ましく、０．０１～５重量％がさらに好ましい。

　なお、本発明のアクリル系化合物を、他のモノマーと共重合してもよい。他のモノマーとしては、特に限定されないが、単官能モノマーが好ましく、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル等の（メタ）アクリル酸エステル；（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシプロピル等の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル；（メタ）アクリル酸アミド；スチレン、メチルスチレン、置換スチレン等のスチレン系モノマー；エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル；Ｎ－ビニルピロリドン；塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソブチレン等の不飽和炭化水素系モノマー又は置換不飽和炭化水素系モノマー；アクリロニトリル；グリコ－２－ヒドロキシエチルモノメタクリレート（ＧＥＭＡ）；オリゴエチレングリコールモノメタクリレート；ポリエチレングリコールモノメタクリレート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

　このとき、モノマーの総量に対する本発明のアクリル系化合物の比は、５モル％以上であることが好ましく、２０モル％以上がさらに好ましい。これにより、生体適合性や保湿性等のホスホリルコリン類似基の特性を十分に発現させることができる。

　また、溶媒中のモノマー濃度は、０．０１～２ｍｏｌ／ｌであることが好ましい。モノマー濃度を０．０１ｍｏｌ／ｌ以上とすることにより、開始剤効率を高めることができ、濃度を２ｍｏｌ／ｌ以下とすることにより、重合異常やゲル化を抑制することができる。

　重合温度は、通常、５～１００℃である。重合温度を５℃以上とすることにより、重合反応を速やかに進行させることができ、１００℃以下とすることにより、高温によるホスホリルコリン類似基の分解を抑制することができる。重合時間は、通常、１０分間～２４時間であり、３０分間～１２時間が好ましい。

　本発明のアクリル系重合体は、表面改質剤として用いることができ、材料の表面に、所望量のホスホリルコリン類似基を導入して改質する。このとき、表面を改質することが可能な材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテート、シリコーン樹脂、ガラス、セラミック、金属、ステンレススチール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

　本発明のアクリル系重合体を用いて、材料の表面を改質する際には、アクリル系重合体の溶液又は分散液を材料の表面に塗布、乾燥することが好ましい。このとき、必要に応じて、減圧乾燥、加熱処理等を行ってもよい。アクリル系重合体の溶液又は分散液に用いられる溶媒は、特に限定されない。溶液又は分散液中のアクリル系重合体の濃度は、０．０１～３０重量％であることが好ましく、０．１～２０重量％がさらに好ましい。この濃度が０．０１重量％未満であると、材料の表面に形成されるアクリル系重合体の量が不十分となり、性能が発現されないことがある。また、濃度が３０重量％を超えると、アクリル系重合体の溶液又は分散液を塗布する際の作業性が悪くなり、塗膜の均一性が低下することがある。なお、塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ローラーコーティング法、スピンコーティング法等の公知の方法が挙げられる。

　［ビニル系化合物］
　本発明のビニル系化合物は、一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１～６のアルキル基であり、ｍは、２～６の整数である。）
で表されるホスホリルコリン類似基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及び一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１～１８のアルキル基である。）
で表される官能基が順次結合されている。これにより、耐加水分解性に優れるビニル系化合物が得られる。なお、これらのビニル系化合物は、精製、非精製を問わず、材料の表面を改質することができ、タンパク質の吸着を抑制すること等の効果が得られる。

　また、本発明のビニル系化合物としては、一般式

（式中、Ｘは、炭素数が１～１８のアルキレン基、ユニット数が１～１８のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表される化合物が好ましい。このとき、ポリオキシアルキレン基としては、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基、オキシフェニレン基、メチレンフェニレン基等が挙げられる。また、アルキレン基、ポリオキシアルキレン基及びアリーレン基は、他の炭化水素系の官能基で置換されていてもよい。

　本発明のビニル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びカルボキシル基を有する化合物と、一般式（６）で表される官能基及びヒドロキシル基又はアミノ基がスペーサーを介して結合されている化合物を縮合させることにより得られる。

　また、本発明のビニル系化合物は、一般式（１）で表されるホスホリルコリン類似基及びヒドロキシル基又はアミノ基を有する化合物と、一般式（６）で表される官能基及びカルボキシル基がスペーサーを介して結合されている化合物を縮合させることにより得られる。

　本発明のビニル系化合物は、表面改質剤として用いることができ、材料の表面に、所望量のホスホリルコリン類似基を導入して改質する。このとき、表面を改質することが可能な材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロースアセテート、シリコーン樹脂、ガラス、セラミック、金属、ステンレススチール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

　本発明のビニル系化合物を用いて、材料の表面を改質する際には、材料の表面をプラズマ処理、オゾン処理等により処理した後、ビニル系化合物の溶液又は分散液を材料の表面に塗布して、ビニル系化合物を重合し、グラフトすることが好ましい。このとき、必要に応じて、減圧乾燥、加熱処理等を行ってもよい。ビニル系化合物の溶液又は分散液に用いられる溶媒は、特に限定されない。溶液又は分散液中のビニル系化合物の濃度は、０．０１～３０重量％であることが好ましく、０．１～２０重量％がさらに好ましい。この濃度が０．０１重量％未満であると、材料の表面に形成されるビニル系化合物の量が不十分となり、性能が発現されないことがある。また、濃度が３０重量％を超えると、ビニル系化合物の溶液又は分散液を塗布する際の作業性が悪くなり、塗膜の均一性が低下することがある。なお、塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ローラーコーティング法、スピンコーティング法等の公知の方法が挙げられる。

　［実施例１］
　Ｌ－α－グリセロホスホリルコリンの水溶液を氷水浴中で冷却した。次に、Ｌ－α－グリセロホスホリルコリンの４倍当量の過ヨウ素酸ナトリウムを添加した後、三塩化ルテニウムを触媒量添加し、３時間攪拌し、反応させた。次に、メタノールを添加して、さらに３０分間攪拌した後、ろ過することにより沈殿を除去した。さらに、減圧濃縮した後、減圧乾燥し、化学式

で表される化合物Ａを得た。

　次に、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）中に、化合物Ａと、化合物Ａの２倍当量のカルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）を添加して、室温で攪拌し、反応させた。さらに、アリルアミンを滴下して反応させ、化学式

で表される化合物Ｂ（分子量が２８１のホスホリルコリン基を有するビニル系化合物）を得た（図１及び図２参照）。

　ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）を、アルゴン雰囲気下でプラズマ処理した後、酸素ガスと反応させた。次に、化合物Ｂの５重量％メタノール溶液に浸漬し、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。

　［タンパク質吸着実験１］
　実施例１の表面処理ウェルプレート及び未処理のウェルプレートに蛋白質を吸着させ、直接ＢＣＡ法を用いて、蛋白質の吸着量を定量した。評価に用いた蛋白質は、アルブミン（Ｍｗ＝６９０００、ｐＩ＝４．９）、γ－グロブリン（Ｍｗ＝１５００００、５．０＜ｐＩ＜９．５）、リゾチーム（Ｍｗ＝１４０００、ｐＩ＝１１．０）（以上、Ｓｉｇｍａ社製）の三種類である。

　以下、実験方法を具体的に説明する。まず、各蛋白質を、濃度が０．１ｍｇ／ｍＬとなるように、リン酸バッファー（塩化ナトリウム８ｍｇ／ｍＬ、塩化カリウム０．２ｍｇ／ｍＬ、リン酸一水素ナトリウム１．１５ｍｇ／ｍＬ、リン酸二水素カリウム０．２ｍｇ／ｍＬ、ｐＨ＝７．４）に溶解させ、蛋白質溶液とした。次に、ウェルプレートのウェルに、蛋白質溶液１００μｌを入れ、２５℃で１時間静置した。さらに、リン酸バッファー２００μｌでウェルを５回洗浄した後、ＰＢＳ５０μｌ、ＢＣＡ溶液５０μｌを加え、６０℃で１時間静置して発色させた。次に、プレートリーダーのパワースキャンＨＴ（大日本住友製薬社製）を用いて、波長が５６２ｎｍの光の吸光度を測定した。なお、検量線を作成する際には、ウェルプレートのウェルに、各蛋白質溶液０、２、５、１０、２０、４０μｌを入れた後、ＰＢＳを加えて５０μｌとし、ＢＣＡ溶液５０μｌを加えた以外は、上記と同様にして、波長が５６２ｎｍの光の吸光度を測定した。評価結果を図３に示す。図３から、アルブミン、γ－グロブリン及びリゾチームのいずれにおいても、表面処理することにより、ウェルプレートへの蛋白質の吸着を抑制できることがわかる。

　［実施例２］
　脱水エタノール／脱水クロロホルム混合液中、白金触媒（Ｈ_２ＰｔＣｌ_６・６Ｈ_２Ｏ）の存在下で、化合物Ｂと、化学式

で表されるトリメチルシロキシ末端メチルＨシロキサン－ジメチルシロキサンコポリマーのＨＭ１５１（Ｇｅｌｅｓｔ社製）を反応させ、化学式

で表される化合物Ｃ（ホスホリルコリン基を有するポリシロキサン）を得た（図４参照）。

　化合物Ｃの１０重量％メタノール溶液を、ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）に塗布した。次に、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。

　［実施例３］
　アミン当量が１４４ｇ／ｍｏｌであるジアミンタイプのアミノ変性ポリシロキサン（図５参照）のメタノール溶液中に、アミノ変性ポリシロキサンの２倍当量の化合物Ａを添加した後、化合物Ａの１．２倍当量のトリアジン型脱水縮合剤ＤＭＴ－ＭＭ（国産化学社製）を添加し、室温で３時間攪拌して反応させ、化合物Ｄ（ホスホリルコリン基を有するポリシロキサン）を得た（図６参照）。

　化合物Ｄの１０重量％メタノール溶液を、ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）に塗布した。次に、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。

　［比較例１］
　特許文献４の実施例２のポリシロキサンの１０重量％メタノール溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、表面処理ウェルプレートを得た。

　［タンパク質吸着実験２］
　実施例１の表面処理ウェルプレートの代わりに、実施例２、３、比較例１の表面処理ウェルプレートを用いた以外は、タンパク質吸着実験１と同様にして、蛋白質の吸着量を定量した。評価結果を図７に示す。図７から、アルブミン、γ－グロブリン及びリゾチームのいずれにおいても、表面処理することにより、ウェルプレートへの蛋白質の吸着を抑制できることがわかる。また、実施例２、３の表面処理ウェルプレートは、比較例１の表面処理ウェルプレートよりも、非特異的に蛋白質の吸着を抑制できることがわかる。

　［実施例４］
　ＤＭＳＯ中に、化合物Ａと、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を添加して、室温で攪拌し、反応させ、化学式

で表される化合物Ｅ（分子量が３５４のホスホリルコリン基を有するアクリル系化合物）を得た（図８及び図９参照）。なお、化合物Ｅは、化合物Ｂと同様に、表面改質剤として、用いることができる。

　［実施例５］
　化合物Ａのメタノール溶液中に、化合物Ａの２０倍当量のエチレンジアミンを添加した後、化合物Ａの１．２倍当量のトリアジン型脱水縮合剤ＤＭＴ－ＭＭ（国産化学社製）を添加し、室温で３時間攪拌して反応させた。次に、ろ過することにより沈殿を除去し、減圧濃縮した後、減圧乾燥し、化学式

で表される化合物Ｆを得た。

　次に、ＤＭＳＯ中に、化合物Ｆと、メタクリル酸塩化物を添加して、室温で攪拌し、反応させ、化学式

で表される化合物Ｇ（ホスホリルコリン基を有するアクリル系化合物）を得た。なお、化合物Ｇは、化合物Ｂと同様に、表面改質剤として、用いることができる。

　メタノール中に、化合物Ｇと、メタクリル酸ブチルをモル比７：３の割合で添加した後、モノマーの全量に対して、０．０５モル％のペルオキソ二硫酸アンモニウム（ＮＨ_３）_２Ｓ_２Ｏ_８を添加して、５０℃で１時間重合し、化合物Ｈ（ホスホリルコリン基を有するアクリル系重合体）を得た。

　化合物Ｈの５重量％メタノール溶液を、ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）に塗布した。次に、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。

　［比較例２］
　メタノール中に、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）と、メタクリル酸ブチルを７：３の割合で添加した後、モノマーの全量に対して、０．０５モル％のペルオキソ二硫酸アンモニウム（ＮＨ_３）_２Ｓ_２Ｏ_８を添加して、５０℃で１時間重合し、化合物Ｉ（アクリル系重合体）を得た。

　化合物Ｉの５重量％メタノール溶液を、ポリスチレン製９６ウェルプレート（日本ＢＤ社製）に塗布した。次に、メタノールで洗浄した後、乾燥し、表面処理ウェルプレートを得た。

　［タンパク質吸着実験３］
　実施例１の表面処理ウェルプレートの代わりに、実施例５、比較例２の表面処理ウェルプレートを用いた以外は、タンパク質吸着実験１と同様にして、蛋白質の吸着量を定量した。評価結果を図１０に示す。図１０から、アルブミン、γ－グロブリン及びリゾチームのいずれにおいても、表面処理することにより、ウェルプレートへの蛋白質の吸着を抑制できることがわかる。また、実施例５の表面処理ウェルプレートは、比較例２の表面処理ウェルプレートよりも、アルブミン、γ－グロブリン及びリゾチームの吸着を抑制できることがわかる。

　本発明の表面改質剤により改質されている材料は、生体適合性及び親水性に優れた材料となる。このような材料は、化粧料、人工臓器、手術用器具等の医用材料、クロマト用充填剤、アフィニティー粒子、塗料等の幅広い用途に応用可能である。

　本国際出願は、２００８年３月３１日に出願された日本国特許出願第２００８－９２７６２号、日本国特許出願第２００８－９２７６３号及び日本国特許出願第２００８－９２７６４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２００８－９２７６２号、日本国特許出願第２００８－９２７６３号及び日本国特許出願第２００８－９２７６４号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims

　一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及びケイ素原子が順次結合されている構成単位を有することを特徴とするポリシロキサン。
　前記構成単位は、一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基であり、Ｘは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表されることを特徴とする請求項１に記載のポリシロキサン。
　請求項１に記載のポリシロキサンの製造方法であって、
　グリセロホスホリルコリンを酸化させることによりカルボキシル基及びホスホリルコリン基を有する化合物を合成する工程を有することを特徴とするポリシロキサンの製造方法。
　請求項１に記載のポリシロキサンを含有することを特徴とする表面改質剤。
　請求項４に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする表面改質方法。
　一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー、エステル結合又はアミド結合及び一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基である。）
で表される官能基が順次結合されていることを特徴とするアクリル系化合物。
　一般式

（式中、Ｘは、オキシ基又はイミノ基であり、Ｙは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｚは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表されることを特徴とする請求項６に記載のアクリル系化合物。
　請求項６に記載のアクリル系化合物の製造方法であって、
　グリセロホスホリルコリンを酸化させることによりカルボキシル基及びホスホリルコリン基を有する化合物を合成する工程を有することを特徴とするアクリル系化合物の製造方法。
　請求項６に記載のアクリル系化合物を含有することを特徴とする表面改質剤。
　請求項９に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする表面改質方法。
　請求項６に記載のアクリル系化合物の単独重合体又は共重合体であることを特徴とするアクリル系重合体。
　請求項１１に記載のアクリル系重合体を含有することを特徴とする表面改質剤。
　請求項１２に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする表面改質方法。
　一般式

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上６以下のアルキル基であり、ｍは、２以上６以下の整数である。）
で表される官能基、エステル結合又はアミド結合、スペーサー及び一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又は炭素数が１以上１８以下のアルキル基である。）
で表される官能基が順次結合されていることを特徴とするビニル系化合物。
　一般式

（式中、Ｘは、炭素数が１以上１８以下のアルキレン基、ユニット数が１以上１８以下のポリオキシアルキレン基又はアリーレン基であり、Ｙは、エステル結合又はアミド結合である。）
で表されることを特徴とする請求項１４に記載のビニル系化合物。
　請求項１４に記載のビニル系化合物の製造方法であって、
　グリセロホスホリルコリンを酸化させることによりカルボキシル基及びホスホリルコリン基を有する化合物を合成する工程を有することを特徴とするビニル系化合物の製造方法。
　請求項１４に記載のビニル系化合物を含有することを特徴とする表面改質剤。
　請求項１７に記載の表面改質剤を用いて、材料の表面を改質することを特徴とする表面改質方法。