(57)【要約】【課題】生体適合性材料として有用な糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含有する新規重合体およびその製造方法を提供すること。【解決手段】下記式（Ｘ）で表される基を側鎖に有する重合体。2014218560.tif 000021〔式（Ｘ）中、Ｒ2は２価の有機基を示し、Ｒ3は炭素数１〜３のアルカンジイル基を示し、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立して、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示す。〕【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ｘ）で表される基を側鎖に有する重合体。
【化１】
2014218560.tif 000014
〔式（Ｘ）中、Ｒ2は２価の有機基を示し、Ｒ3は炭素数１〜３のアルカンジイル基を示し、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立して、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示す。〕
【請求項２】
下記式（１）で表される繰り返し単位を有する重合体。
【化２】
2014218560.tif 000015
〔式（１）中、Ｒ1は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ2は２価の有機基を示し、Ｒ3は炭素数１〜３のアルカンジイル基を示し、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立して、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示す。〕
【請求項３】
Ｒ2が、基＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ6−（Ｒ6は、炭素数１〜２０の２価の炭化水素基または下記式（２）で表される２価の基を示し、＊は、式（１）中のＲ1が結合している炭素原子と結合する位置を示す）、または炭素数１〜２０の２価の炭化水素基である請求項１又は２に記載の重合体。
【化３】
2014218560.tif 000016
〔式（２）中、Ｒ7は炭素数２〜４のアルカンジイル基を示し、ｎは平均値で１〜６を示す。〕
【請求項４】
Ｒ4が、糖に由来する構造を含む基である請求項１〜３のいずれか１項に記載の重合体。
【請求項５】
Ｒ4が、下記式（３）で表されるものである請求項４に記載の重合体。
【化４】
2014218560.tif 000017
〔式（３）中、Ｒ8は炭素数１〜２０の２価の炭化水素基を示し、Ｇ1は、単糖残基、アミノ糖残基またはオリゴ糖残基を示し、＊＊は、式（１）中の窒素原子と結合する位置を示す。〕
【請求項６】
Ｒ5が、糖に由来する構造を含む基である請求項１〜５のいずれか１項に記載の重合体。
【請求項７】
Ｒ5が、下記式（４）で表されるものである請求項６に記載の重合体。
【化５】
2014218560.tif 000018
〔式（４）中、Ｇ2は、２価の単糖残基、２価のアミノ糖残基または２価のオリゴ糖残基を示し、Ｇ3は、単糖残基、アミノ糖残基またはオリゴ糖残基を示し、＊＊＊は、式（１）中のイオウ原子と結合する位置を示す。〕
【請求項８】
下記式（Ｙ）で表される基を側鎖に有する重合体と、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造及び電子吸引性基が隣接する二重結合を含む化合物とを反応させる工程を含むことを特徴とする下記式（Ｘ）で表される基を側鎖に有する重合体の製造方法。
【化６】
2014218560.tif 000019
〔式（Ｙ）中、Ｒ2は２価の有機基を示し、Ｒ3は炭素数１〜３のアルカンジイル基を示し、Ｒ4は、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示す。〕
【化７】
2014218560.tif 000020
〔式（Ｘ）中、Ｒ5は、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示し、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は前記と同義である。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規重合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
糖鎖は構造が複雑であり、同じ生体分子であるＤＮＡやタンパク質よりも応用の為の開発が遅れている。しかし、近年、糖鎖の研究が急速に進展し、種々の分野への模索も進められてきている。例えば、種々のレクチン等のタンパク質や細胞と特異的に相互作用する糖鎖が明らかになりつつある。
斯かる糖鎖の機能の解明に伴い、種々の高分子の開発もなされており、例えば糖鎖高分子で修飾した細胞培養基材（特許文献１）や抗血栓性材料（特許文献２）、コンタクトレンズの表面親水化剤（特許文献３）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１７７８６号公報
【特許文献２】特許第２７５３６１７号公報
【特許文献３】特開２００７−７２４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、生体適合性材料として有用な、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含有する新規重合体およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を繰り返し単位当たり２つ有する特定の重合体が生体適合性材料として有用であることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、下記式（Ｘ）で表される基を側鎖に有する重合体を提供するものである。
【０００７】
【化１】
2014218560.tif 000002
【０００８】
〔式（Ｘ）中、Ｒ2は２価の有機基を示し、Ｒ3は炭素数１〜３のアルカンジイル基を示し、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立して、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示す。〕
【０００９】
また、本発明は、下記式（Ｙ）で表される基を側鎖に有する重合体と、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造及び電子吸引性基が隣接する二重結合を含む化合物とを反応させる工程を含むことを特徴とする上記式（Ｘ）で表される基を側鎖に有する重合体の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【化２】
2014218560.tif 000003
【００１１】
〔式（Ｙ）中、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は前記と同義である。〕
【発明の効果】
【００１２】
本発明の重合体は、生体適合性材料として有用である。
また、本発明の製造方法によれば、簡便且つ容易に生体適合性材料として有用な上記重合体を製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の重合体は、式（Ｘ）で表される基を側鎖に有する重合体である。斯かる重合体は、上記式（Ｘ）で表される基を側鎖に有していればよく、その主鎖の構造は特に限定されない。主鎖は、例えば、炭素原子と水素原子から構成されるものやポリカルボシランのようなケイ素原子を含むものであってもよいが、上記重合体としては、下記式（１）で表される繰り返し単位を有するものが好ましい。
以下、式（１）で表される繰り返し単位を有する重合体を例に挙げて本発明の重合体を説明する。
【００１４】
【化３】
2014218560.tif 000004
【００１５】
〔式（１）中、Ｒ1は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ2は２価の有機基を示し、Ｒ3は炭素数１〜３のアルカンジイル基を示し、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立して、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示す。〕
【００１６】
式（１）中、Ｒ1は水素原子またはメチル基を示すが、好ましくはメチル基である。
【００１７】
また、式（１）中、Ｒ2は２価の有機基を示すが、基＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ6−、炭素数１〜２０の２価の炭化水素基が好ましい。この中でも、生体材料としての親水性の観点から、基＊−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ6−が好ましい。
また、上記Ｒ6は、炭素数１〜２０の２価の炭化水素基または下記式（２）で表される２価の基を示し、＊は、式（１）中のＲ1が結合している炭素原子と結合する位置を示す。
【００１８】
【化４】
2014218560.tif 000005
【００１９】
〔式（２）中、Ｒ7は炭素数２〜４のアルカンジイル基を示し、ｎは平均値で１〜６を示す。〕
【００２０】
上記Ｒ6で示される２価の炭化水素基の炭素数としては、後述する糖、蛋白質等の機能性物質を固定化する際の反応効率を向上させる観点から、１〜１２が好ましく、１〜８がより好ましく、１〜４が更に好ましく、１または２が特に好ましい。
また、上記２価の炭化水素基としては、２価の脂肪族炭化水素基、２価の脂環式炭化水素基、２価の芳香族炭化水素基が挙げられるが、効率よく得る観点から、２価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
斯かる２価の脂肪族炭化水素基は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、例えば、メタン−１，１−ジイル基、エタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，２−ジイル基、ブタン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基等のアルカンジイル基が挙げられる。
【００２１】
また、Ｒ7で示されるアルカンジイル基の炭素数としては、２または３が好ましく、２がより好ましい。また、該アルカンジイル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよいが、好適な具体例としては、エタン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基が挙げられる。
【００２２】
また、Ｒ2で示される炭素数１〜２０の２価の炭化水素基は、上記Ｒ6で示される炭素数１〜２０の２価の炭化水素基と同様である。
【００２３】
また、式（１）中、Ｒ3で示されるアルカンジイル基の炭素数は、好ましくは１または２であり、より好ましくは１である。また、該アルカンジイル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよいが、好適な具体例としては、メタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基が挙げられる。
【００２４】
また、式（１）中、Ｒ4およびＲ5は、それぞれ独立して、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造を含む基を示すが、常温における安定性の観点から、糖に由来する構造を含む基が好ましい。
【００２５】
ここで、上記糖に由来する構造としては、単糖、アミノ糖又はオリゴ糖由来の構造が挙げられる。
上記単糖としては、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、キシロース、アラビノース等が挙げられ、アミノ糖としては、Ｎ−アセチルグルコサミン、グルコサミン、Ｎ−アセチルガラクトサミン、ガラクトサミン、ラミナリビオース等が挙げられる。
また、上記オリゴ糖（二糖を含む）としては、トレハロース、ネオトレハロース、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、メリビオース、ルチノース、スクロース、ツラノース、ビシアノース、セロトリオース、ゲンチアノース、イソパノース、マルトトリオース、ラフィノース、リコテトラオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオース、マンノビオース等が挙げられる。なお、オリゴ糖は、２〜１０糖を示す。
【００２６】
また、上記Ｒ4の好適な具体例としては、下記式（３）で表されるものが挙げられる。
【００２７】
【化５】
2014218560.tif 000006
【００２８】
〔式（３）中、Ｒ8は炭素数１〜２０の２価の炭化水素基を示し、Ｇ1は、単糖残基、アミノ糖残基またはオリゴ糖残基を示し、＊＊は、式（１）中の窒素原子と結合する位置を示す。〕
【００２９】
式（３）中、Ｒ8で示される２価の炭化水素基の炭素数としては、重合体の親水性および安定性を向上させる観点から、１〜１４が好ましく、２〜１２がより好ましく、２〜９が更に好ましく、３〜６が特に好ましい。
また、上記２価の炭化水素基としては、２価の脂肪族炭化水素基、２価の脂環式炭化水素基、２価の芳香族炭化水素基が挙げられるが、効率よく得る観点から、２価の脂肪族炭化水素基が好ましい。
斯かる２価の脂肪族炭化水素基は直鎖状でも分岐鎖状でもよいが、アルカンジイル基が好ましい。斯かるアルカンジイル基としては、例えば、上記Ｒ6で例示したもの等が挙げられる。
【００３０】
また、上記Ｒ5の好適な具体例としては、下記式（４）で表されるものが挙げられる。
【００３１】
【化６】
2014218560.tif 000007
【００３２】
〔式（４）中、Ｇ2は、２価の単糖残基、２価のアミノ糖残基または２価のオリゴ糖残基を示し、Ｇ3は、単糖残基、アミノ糖残基またはオリゴ糖残基を示し、＊＊＊は、式（１）中のイオウ原子と結合する位置を示す。〕
【００３３】
上記式（３）中のＧ1、式（４）中のＧ3は、単糖残基、アミノ糖残基またはオリゴ糖残基を、上記式（４）中のＧ2は、２価の単糖残基、２価のアミノ糖残基または２価のオリゴ糖残基を示すが、これら残基における単糖、アミノ糖、オリゴ糖としては上記と同様のものが挙げられる。
【００３４】
また、上記繰り返し単位の合計含有量は重合体中、４０〜１００質量％が好ましく、６０〜８０質量％がより好ましく、８０〜１００質量％が特に好ましい。
なお、繰り返し単位（Ａ）の含有量は13Ｃ−ＮＭＲ等により測定可能である。
【００３５】
また、本発明の重合体の数平均分子量（Ｍn）としては、７，０００〜１、０００，０００が好ましく、１５，０００〜２００，０００がより好ましい。
また、本発明の重合体の重量平均分子量（Ｍw）としては、８，０００〜１．５００，０００が好ましく、１８，０００〜３００，０００がより好ましい。
また、分子量分布（Ｍw／Ｍn）としては、１．１〜４．０が好ましく、１．２〜３．０がより好ましい。
なお、上記数平均分子量、重量平均分子量および分子量分布は、常法に従い測定すればよい。
【００３６】
本発明の重合体は、下記式（Ｙ）で表される基を側鎖に有する重合体と、糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体に由来する構造及びα，β−不飽和カルボニル基等の電子吸引性基が隣接する二重結合を含む化合物とを反応させることにより製造できる。
上記反応は、常法のマイケル付加反応と同様にして行えばよい。
【００３７】
【化７】
2014218560.tif 000008
【００３８】
〔式（Ｙ）中、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は前記と同義である。〕
【００３９】
上記式（Ｙ）で表される基を側鎖に有する重合体としては、下記式（５）で表される繰り返し単位を有する重合体が挙げられる。斯かる重合体を用いることにより式（１）で表される繰り返し単位を有する重合体を製造できる。
【００４０】
【化８】
2014218560.tif 000009
【００４１】
〔式（５）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は前記と同義である。〕
【００４２】
上記製造方法について、式（１）中のＲ5が式（４）で表されるものである重合体の製造を例に挙げ、以下に具体的に示す。
【００４３】
【化９】
2014218560.tif 000010
【００４４】
＜工程１＞
工程１は、繰り返し単位（６）を有する重合体と化合物（７）を反応させ、化合物（５−１）を得る工程である。
【００４５】
工程１で用いる繰り返し単位（６）を有する重合体としては、（メタ）アクリル酸（２−チオキソ−１，３−オキサチオラン−５−イル）メチルのポリマー等が挙げられる。
また、化合物（７）としては、ラクトビオンアミドヘキシルアミン、ラクトビオンアミドプロピルアミン等が挙げられ、その合計使用量としては、繰り返し単位（６）１モルに対し、通常、０．１〜３モル当量であり、好ましくは１．０〜１．５モル当量であり、より好ましくは１．０〜１．２モル当量である。
【００４６】
また、工程１は溶媒存在下で行うのが好ましい。該溶媒としては、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒；テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒が挙げられ、これら溶媒は１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。これら溶媒の合計使用量は、繰り返し単位（６）を有する重合体に対し、通常、２５〜４５０質量倍程度であり、好ましくは４５〜９０質量倍である。
【００４７】
また、工程１の反応時間は特に限定されないが、通常０．５〜２４時間程度であり、反応温度は、溶媒の沸点以下で適宜選択すればよいが、通常０〜８０℃程度である。なお、常温でも反応は進行する。
【００４８】
なお、工程１で用いる繰り返し単位（６）を有する重合体は、以下の経路で合成可能である。
【００４９】
【化１０】
2014218560.tif 000011
【００５０】
＜工程２＞
工程２は、工程１で得た繰り返し単位（５−１）を有する重合体のメルカプト基を化合物（８）のα，β−不飽和結合に付加させ、繰り返し単位（１−１）を有する重合体を得る工程である。
【００５１】
工程２で用いる化合物（８）としては、ラクトースマレイミド、マルトースマレイミド等が挙げられ、その合計使用量としては、繰り返し単位（５−１）１モルに対し、通常、０．１〜３モル当量であり、好ましくは１．０〜１．４モル当量であり、より好ましくは１．０〜１．１モル当量である。
【００５２】
また、工程２は、塩基性触媒の存在下で行うのが好ましい。該塩基性触媒としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン等が挙げられる。
塩基性触媒の合計使用量は、繰り返し単位（５−１）１モルに対し、通常、０．８〜２．５モル当量であり、好ましくは１．１〜１．５モル当量である。
【００５３】
また、工程２は、溶媒存在下で行うのが好ましい。該溶媒の具体例は上記と同様である。溶媒の合計使用量は、繰り返し単位（５−１）を有する重合体に対し、通常、２５〜４５０質量倍程度であり、好ましくは４５〜９０質量倍である。
【００５４】
また、工程２の反応時間は特に限定されないが、通常１〜９６時間程度であり、反応温度は、溶媒の沸点以下で適宜選択すればよいが、通常０〜８０℃程度である。なお、常温でも反応は進行する。
【００５５】
なお、前記各工程において、各反応生成物の単離は、必要に応じて、ろ過、洗浄、乾燥、再結晶、再沈殿、透析、遠心分離、各種溶媒による抽出、中和、クロマトグラフィー等の通常の手段を適宜組み合わせて行えばよい。
【００５６】
そして、上記のようにして得られる本発明の重合体は、生体適合性材料として有用である。また、重合体に含まれる糖、核酸、タンパク質、抗原または抗体の残基が難溶性である場合でも高い親水性を示す。また、これら残基として異なるものを導入した場合には、異なる残基それぞれによる作用が期待される。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５８】
〔分析条件〕
実施例における各分析条件は以下に示すとおりである。
【００５９】
＜分子量測定＞
分子量は、東ソー株式会社製ＨＬＣ−８２２０を用いて、ＬｉＢｒのジメチルホルムアミド溶液を溶離液としてＧＰＣ測定を行いポリスチレン換算で求めた。
【００６０】
＜ＮＭＲスペクトル＞
1Ｈ−ＮＭＲスペクトルは、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）を内部標準物質として、ジメチルスルホキシドを溶媒としてそれぞれ用いて、日本電子株式会社製ＪＥＯＬ  ＥＣＳ−４００／ＳＳにより測定した。
【００６１】
＜ＩＲスペクトル＞
Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＳＭＡＲＴｉＴＲサンプリングユニット付ＮＩＣＯＬＥＴ  ｉＳ１０を用いてＡＴＲ法により測定した。
【００６２】
実施例１  重合体の合成
（１）以下の合成経路に従い重合反応を行った。
【００６３】
【化１１】
2014218560.tif 000012
【００６４】
モレキュラーシーブ４Ａで脱水したジメチルスルホキシド９．１６ｍＬにメタクリル酸（２−チオキソ−１，３−オキサチオラン−５−イル）メチル１ｇを溶解させ、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル０．０２３ｇを添加した。この溶液を窒素条件下で６０℃に加熱して４時間反応させた。反応終了後、メタノール５０ｍＬに滴下したところ、分散液中に黄色の固体が沈殿した。この黄色固体をろ過によって採取し、真空乾燥してポリマー８９０ｍｇ（収率８９％、Ｍn＝６１０００、Ｍw＝２１６０００）を得た。
1Ｈ−ＮＭＲによって、環状ジチオカーボナート由来のピーク（５．５５ｐｐｍ、３．９１ｐｐｍ、３．６３ｐｐｍ）を確認した。また、ＩＲ測定により、環状ジチオカーボナートのＣ＝Ｓ伸縮由来の振動バンド（１１８０ｃｍ-1）を確認した。
【００６５】
1HNMR(400MHz,DMSO)δ=5.55(s, dithiocarbonate, -CH)、4.27(CO-CH2-)、3.91(s, dithiocarbonate, -CH2-proR)、3.63(s, dithiocarbonate, -CH2-proS)、1.87(-CH2-C(CH3)-)、1.00-0.75(-CH2-C(CH3)-)
IR(ATR) 1750(C=O)、1180(C=S)
【００６６】
（２）以下の合成経路に従い、糖由来の構造を導入した。
【００６７】
【化１２】
2014218560.tif 000013
【００６８】
上記で得られたポリマー５０ｍｇをジメチルスルホキシド２．７ｍＬに溶解し、これにラクトビオンアミドヘキシルアミン（ＬＡＨＡ）１０５ｍｇを加えた後、窒素条件下、室温で３時間撹拌した。反応の進行を1ＨＮＭＲで観察したところ、環状ジチオカーボナート由来のピーク（５．５ｐｐｍ）が完全に消失したことから、反応が定量的に進行したことが確認された。
反応終了後、さらにラクトースマレイミド４０ｍｇとトリエチルアミン１１．６ｍｇを加え、窒素条件下で２４時間撹拌した。反応終了時には、反応溶液は赤色を呈していた。反応液をメタノール２０ｍＬに滴下し、沈殿物をろ過によって採取し、真空乾燥して目的生成物３７ｇを得た。
ＩＲ測定により糖由来であるヒドロキシル基部位に由来する幅広い振動バンド（３３１０ｃｍ-1）、ＬＡＨＡのアミノ基に由来する振動バンド（１６３０（ａｍｉｄｅ  Ｉ）、１５２０（ａｍｉｄｅ  ＩＩ））を確認し、さらに、環状ジチオカーボナートのＣ＝Ｓ伸縮由来の振動バンド（１１８０ｃｍ-1）が完全に消失したことから反応が定量的に進行していることが示された。
【００６９】
1HNMR(400MHz,DMSO)δ= 6.00 (lactose-anomer), 4.85 (CO-CH2-), 4.40-3.90 (-CH-O, S-CH-CO), 3.75-2.80 (lactose, NH-CH2-C4H8-CH2-NH, CH-CH2-CO, CH-CH2-S), 1.90-1.02 (-CH2-C(CH3)-, NH-CH2-C4H8-CH2-NH-), 1.00-0.75 (-CH2-C(CH3)-)
IR (ATR, cm-1) = 3260 (wide, hydroxyl group), 1630 (amide I), 1520 (amide II)