(57)【要約】【課題】ジクロロメタンを使用せず、安全にポリアミノ酸またはポリアミノ酸−ポリジエンブロック共重合体を製造する方法及びポリアミノ酸系共重合体を提供する。【解決手段】本発明のポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法においては、ジクロロメタンよりも安全性の高いアミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒を用いる。本発明では、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒中で、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を反応させるので、ジクロロメタンを使用する方法よりも安全性に優れる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミド系溶媒と、下記一般式（１）で表される芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒中で、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を反応させることを特徴とするポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法。
【化１】
2009173809.tif 000006
［式（１）中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、ｎは０〜６を示す。］
【請求項２】
前記アミド系溶媒が炭素数３〜１０のアミド系化合物であることを特徴とする請求項１に記載のポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法。
【請求項３】
前記アミド系溶媒が、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチル−２−ピロリドンのうちの一種以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法。
【請求項４】
前記芳香族炭化水素系溶媒がベンゼン、トルエン、キシレンのうちの一種以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法。
【請求項５】
前記ポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法において、前記混合溶媒中での前記Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の反応をアミン化合物の存在下に行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法。
【請求項６】
前記アミン化合物が、アミノ基を末端に有するポリジエン化合物であることを特徴とする請求項５に記載のポリアミノ酸系共重合体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のポリアミノ酸系共重合体の製造方法により得られるポリアミノ酸ブロックとポリジエンブロックとを有するポリアミノ酸系共重合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法、及びポリアミノ酸系共重合体に関する。更に詳しくは、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒系でのポリアミノ酸の製造方法、またはポリアミノ酸ブロック[d1]−ポリジエンブロック共重合体の製造方法、及びポリアミノ酸系共重合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミノ酸（Ａ）とポリジエン（Ｂ）とから構成される、Ａ−Ｂ−Ａ型ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体は、ポリアミノ酸ブロックが生体適合性に優れ、かつポリジエンブロックが破断・伸び等の物理的性質を向上させることから、医療材料等に使用可能な樹脂として、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００３】
Ａ−Ｂ−Ａ型ポリアミノ酸−ポリジエンブロック共重合体の製造方法の一例としては、例えば、特許文献３に記載の製造方法が知られている。特許文献３においては、ポリイソプレンの両末端に、アミノ基を導入したポリイソプレン誘導体と、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物とを反応させ、ポリイソプレン誘導体の両アミノ末端をポリアミノ酸として伸張する製造方法が開示されている。
この製造方法では、ポリアミノ酸−ポリジエンブロック共重合体を合成する際に、溶剤として、ジオキサンやジクロロメタン等を必要とする。
【特許文献１】特開平５−３１７４０３号公報
【特許文献２】特開平７−８００５７号公報
【特許文献３】国際公開第９３／２３４５３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献３に記載の製造方法において使用されるジクロロメタン等は、変異原対象物質に指定されており、極めて毒性が高く、地球環境問題の観点からその取り扱いには厳重な注意が必要である。
そのため、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を反応させて、ポリアミノ酸またはポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を製造する際に使用する溶媒としては、ジクロロメタン等よりも毒性の低い溶媒が求められている。
【０００５】
そこで、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物と反応させる溶媒として、アミド系溶媒や炭化水素系溶媒などのジクロロメタンよりも毒性の低い溶媒について検討を行ったところ、アミド系溶媒を単独で使用すると、非極性であるポリジエンブロックが溶解し難く、炭化水素系溶剤を単独で使用すると、極性の高いポリアミノ酸ブロックが溶解し難いため、反応が進みにくいという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ジクロロメタンを使用しない安全な方法で、ポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体を製造する方法及びポリアミノ酸系共重合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物と反応させる溶媒として、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを使用することにより、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、アミド系溶媒と、下記一般式（１）で表される芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒中で、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を反応させることを特徴とするポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法である。
【０００９】
【化２】
2009173809.tif 000002
【００１０】
［式（１）中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、ｎは０〜６を示す。］
本発明において用いられる溶媒は、アミド系溶媒と一般式（１）で表される芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒であるから、ジクロロメタンなどと比較すると毒性が低い。
また、本発明の方法を用いて、ポリアミノ酸系共重合体の一種であるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を作製すると、アミド系溶媒に溶け難いポリジエンブロックは芳香族炭化水素系溶媒に溶解し、炭化水素系溶媒に溶解し難いポリアミノ酸ブロックはアミド系溶媒に溶解するから、反応が速やかに進み効率が良い。
【００１１】
本発明は以下の構成とすることもできる。
（１）前記アミド系溶媒は炭素数３〜１０のアミド系化合物であってもよい。
このような構成とすると、アミド系溶媒として極性の高いものを使用するから、ポリアミノ酸や、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体に含まれるポリアミノ酸ブロックの溶解性が高まり好ましい。
【００１２】
（２）前記アミド系溶媒は、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチル−２−ピロリドンのうちの一種以上であってもよい。
これらのアミド系溶媒は入手が容易である上に、ポリアミノ酸またはポリアミノ酸ブロックの溶解性が高いので、好ましい。
【００１３】
（３）前記芳香族炭化水素系溶媒は、ベンゼン、トルエン、キシレンのうちの一種以上であってもよい。
ベンゼン、トルエン、キシレンは、ポリジエンブロックの溶解性が高く、安価かつ入手が容易であるので好ましい。
【００１４】
（４）前記ポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法において、前記混合溶媒中での前記Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の反応をアミン化合物の存在下に行うこととしてもよい。
ポリアミノ酸およびポリアミノ酸系共重体は、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の重縮合により得られるが、アミン化合物がＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の重縮合の際に、重合開始剤として作用し、リビング的に重合が進むので分子量の制御の観点からＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物と開始剤との仕込みモル比により容易に制御可能である点で好ましい。
【００１５】
（５）ポリアミノ酸系共重合体の製造方法において、アミン化合物がアミノ基を末端に有するポリジエン化合物であってもよい。
ポリアミノ酸系共重合体は、例えば、塩基性基を末端に有するポリジエンを重合開始剤として用い、その存在下にＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を重縮合することにより得られる。
【００１６】
塩基性基の導入の方法としてはポリジエンの末端に塩基性基以外の官能基を導入し、化学反応により導入した官能基を塩基性基に置換する方法もあるが、この方法によると副反応によるゲル化が懸念される。
そこで、上記構成とすると、アミノ基を末端に有するポリジエンが重合開始剤として作用し、重合反応時に塩基性基であるアミノ基がポリジエンの末端に導入されるので、副反応に起因するゲル化の心配がない。また、副生成物がＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物由来の二酸化炭素のみであり、重合反応後のポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体の単離精製が容易である。
【００１７】
また、本発明は、上記製造方法により得られるポリアミノ酸ブロックとポリジエンブロックとを有するポリアミノ酸系共重合体である。
本発明によれば、ジクロロメタンを使用せず安全な方法によりポリアミノ酸系共重合体が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジクロロメタンを使用しない安全な、ポリアミノ酸またはポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体の製造方法と、当該方法により得られるポリアミノ酸系共重合体と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】
【００１９】
本発明は、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒中で、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を反応させることを特徴とするポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体の製造方法である。
【００２０】
すなわち、本発明の方法は、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒中において、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の重縮合反応を行うことにより、ポリアミノ酸またはポリアミノ酸系共重合体を製造する方法である。
【００２１】
本発明においては、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを別々にＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物に添加しても良いし、混合してから添加してもよい。
まず、アミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒とを含む混合溶媒について説明する。
【００２２】
＜混合溶媒＞
Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の重縮合反応に用いるアミド系溶媒としては、ポリアミノ酸の溶解性や、ポリアミノ酸系共重合体に含まれるポリアミノ酸ブロックの溶解性が高いという観点から、極性の高いもの、具体的には、炭素数３〜１０のアミド化合物が好ましい。これらのうち、特にＳＰ値（溶解度パラメータ）が２２〜２５ＭＰａ1／２のものが好ましい。
【００２３】
アミド系溶媒としては、具体的には、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが好適に用いられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上を用いてもよい。
Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物の重縮合反応に用いる芳香族炭化水素系溶媒としては、下記一般式（１）に記載のものなどが挙げられる。
【００２４】
【化３】
2009173809.tif 000003
【００２５】
［式（１）中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、ｎは０〜６を示す。］
式（１）中のＲとしては、メチル基、エチル基などの直鎖アルキル基のみならず、イソプロピル基やｔｅｒｔブチル基などの分岐を有するアルキル基なども含まれる。ｎが２以上の場合、Ｒは同一でもよいし、相違していてもよい。
【００２６】
芳香族炭化水素系溶媒としては、具体的には、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどが挙げられる。これらの溶媒は、ポリジエンブロックの溶解性が高く、安価かつ入手が容易であるので好ましい。これらは単独で用いても良いし二種以上を用いてもよい。
【００２７】
なお、ポリアミノ酸を作製する場合には、アミド系溶媒だけでも重縮合反応を行うことができるが、他の成分を添加した場合の溶解性に優れるという観点から、芳香族炭化水素系溶媒を共に用いるのが好ましい。
【００２８】
混合溶媒の使用量は、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物１０質量部に対し、通常３０質量部〜５００質量部であり、４０質量部〜５００質量部であることが好ましい。この混合溶媒の使用量は、作製するポリマーの種類によって適宜選択される。
【００２９】
ポリアミノ酸を作製する場合に使用する混合溶媒の量は、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物１０質量部に対し、３０質量部〜５００質量部であることが好ましく、４０質量部〜４００質量部であることが更に好ましい。混合溶媒の使用量が３０質量部未満であると、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物が十分に溶解しない場合がある。一方、混合溶媒の使用量が５００質量部を超えると、反応速度が著しく低下する場合がある。
【００３０】
ポリアミノ酸系共重合体の一種であるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を作製する場合に使用する混合溶媒の使用量は、塩基性基を末端に有するポリジエンの分子量にもよるが、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物１０質量部に対し、１００質量部〜５００質量部であることが好ましく、３５０質量部〜４５０質量部であることが更に好ましい。溶媒の使用量が１００質量部未満であると、塩基性基を末端に有するポリジエン及びＮ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物が十分に溶解しない場合がある。一方、溶媒の使用量が５００質量部を超えると、反応速度が著しく低下し、反応が十分に進行しない場合がある。
【００３１】
混合溶媒中のアミド系溶媒の配合割合は、混合溶媒全体に対して通常１０質量％以上であり、好ましくは１０〜４０質量％であり、使用するアミド系溶媒の種類や作製するポリマーの種類によって適宜選択される。
【００３２】
ポリアミノ酸を作製する場合のアミド系溶媒の配合割合は、ジメチルホルムアミドをアミド系溶媒及びジメチルアセトアミドをアミド系溶媒として用いた場合には、１０〜９５質量％が望ましく、Ｎ−メチル−２−ピロリドンをアミド系溶媒として用いた場合は、２０〜９５質量％が望ましい。それぞれ下限未満ではポリアミノ酸の溶解性が低下し、反応が進行しない可能性がある。
【００３３】
ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を作製する場合のアミド系溶媒の配合割合は、ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミドをアミド系溶媒として用いた場合は、１０質量％〜３０質量％が望ましく、Ｎ−メチルピロリドンをアミド系溶媒として用いた場合は、２０質量％〜４０質量％が望ましい。それぞれ下限未満ではポリアミノ酸部位の溶解性が低下し、上限を超えると、ポリイソプレン部の溶解性が低下するため、十分に反応が進行しない。
【００３４】
＜ポリアミノ酸の製造方法＞
ポリアミノ酸は、例えば、アミン化合物の存在下に、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を重縮合させるとアミン化合物が重合開始剤として作用し、ポリアミノ酸を作製することができる。
ポリアミノ酸の製造に用いるアミン化合物としては、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミンなどが用いられる。
【００３５】
ポリアミノ酸を構成するアミノ酸及びアミノ酸誘導体としては、天然及び非天然由来のアミノ酸類が挙げられる。具体的には、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、グルタミン酸−γ−ベンジル、グルタミン酸−γ−メチル、ε−カルボベンゾキシ−リジン、β−ベンジルアスパラギン酸等の天然アミノ酸及びその活性水素置換アミノ酸；前述の天然アミノ酸のＤ−異性体である非天然アミノ酸等が挙げられる。
【００３６】
生体適合性に優れるという観点から、ポリアミノ酸を構成するアミノ酸又はアミノ酸誘導体としては、Ｌ−グルタミン酸−γ−ベンジル、Ｌ−グルタミン酸−γ−メチル、ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン、Ｌ−アラニン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−イソロイシン等を用いることが好ましい。これらＬ体のアミノ酸又はアミノ酸誘導体を用いたポリアミノ酸では、生体適合性に優れたα−へリックス構造をとりやすいからである。
【００３７】
アミノ酸及びアミノ酸誘導体が複数個のカルボキシル基又はアミノ基を有する場合には、反応に関与するカルボキシル基又はアミノ基以外を保護することが好ましい。保護方法は周知の方法で良く、カルボキシル基を保護する際には、メチル基、エチル基、ベンジル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等でエステル化する方法等がある。アミノ基を保護する際には、カルボベンジルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、アセチル基等で保護する方法がある。
【００３８】
本発明の製造方法によって得られる、ポリアミノ酸のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ分析によるポリスチレン換算の数平均分子量は、通常５０００〜３００００である。ポリアミノ酸の数平均分子量は、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物と開始剤の仕込みモル比により、容易に調整することができる。
【００３９】
＜ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体＞
ポリアミノ酸系共重合体の一種であるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体は、塩基性基を末端に有するポリジエンの存在下に、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物を重縮合させることにより作製することができる。
【００４０】
すなわち塩基性基を末端に有するポリジエンと、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物とを混合し加熱すると、塩基性基を末端に有するポリジエンが重合開始剤として作用して、二酸化炭素を脱離して、アミド結合（ペプチド結合）を生成しながら、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体が作製される。
【００４１】
塩基性基を両末端に有するポリジエンを用いた場合には、効率的にポリジエンブロックの両側にポリアミノ酸ブロックを形成することができる。
【００４２】
ポリジエンを構成するモノマーである共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエン等があげられる。これらの中でも、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体の強度や柔軟性等の物理的性質が優れるという点でイソプレンを用いることが好ましい。共役ジエン化合物は１種単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、塩基性基としては、例えば、アミノ基、水酸基、チオール基等があげられる。これらのうち、アミノ基が好ましい。
【００４３】
ポリジエンのゲルパーミエーションクロマトグラフィによるポリスチレン換算数平均分子量は１，０００〜１００，０００であることが好ましく、１，０００〜６０，０００であることが更に好ましい。ポリジエンの数平均分子量が１，０００未満であると、得られるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体の破断伸び等の物理的性質が劣るという場合がある。
【００４４】
一方、ポリジエンの数平均分子量が１００，０００を超えると、得られるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体のアミド系溶媒と芳香族炭化水素系溶媒の混合溶媒系に対する溶解性が低下し、設計どおりのブロック共重合体が得られない場合がある。また、共役ジエン化合物としてイソプレンを用いた場合には、柔軟性の点から、イソプレン単位の結合の内、シス１，４結合とトランス１，４結合の合計の割合は２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることが更に好ましい。
【００４５】
ポリジエンは、例えば、ラジカル重合反応、アニオン重合反応、カチオン重合反応等を行うことで合成することができる。これらの中でも、ポリジエンの末端に塩基性基を導入する必要があるため、アニオン重合反応を行うことが好ましい。アニオン重合反応の開始剤としては、例えば、１官能性アニオン重合反応開始剤や２官能性アニオン重合反応開始剤等があげられる。１官能性アニオン重合反応開始剤としては、具体的には、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属；ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム等のアルキル化アルカリ金属等を挙げることができる。２官能性アニオン重合反応開始剤は、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン又はトルエン等の非極性溶媒中、ジビニルベンゼンやメチルビニルベンゼン等の官能基を２つ有する芳香族炭化水素化合物を、ｎ−ブチルリチウムやｓｅｃ−ブチルリチウム等のアルキルモノリチウムと反応させることで合成することができる。なお、２官能性アニオン重合反応開始剤の析出を防止する目的として、トリエチルアミン等のアミン類やエーテル類等の極性溶媒を添加することも好ましい。
【００４６】
ポリジエンの末端に塩基性基を導入する方法としては、例えば、ポリジエンの末端に塩基性基以外の官能基を導入し、化学反応により導入した官能基を塩基性基に変換する方法や、重合反応時に塩基性基をポリジエンの末端に導入する方法等がある。化学反応の際に起きる副反応の問題から、重合反応時に塩基性基をポリジエンの末端に導入する方法、すなわち塩基性基を有するポリジエンの存在下に重縮合を行うのが好ましい。
【００４７】
重合反応時に塩基性基をポリジエンの末端に導入する方法としては、例えば、２官能性アニオン重合反応開始剤を用いて共役ジエン化合物を重合させた後、得られたポリジエンの末端に塩基性基を導入する方法や、塩基性基を有する１官能性アニオン重合反応開始剤を用いて共役ジエン化合物を重合させて、一方の末端にのみ塩基性基を有するポリジエンを得た後、当該ポリジエン同士をカップリングさせる方法等がある。製造方法の簡便さから、２官能性アニオン重合反応開始剤を用いて共役ジエン化合物を重合させた後、得られたポリジエンの末端に塩基性基を導入する方法が好ましい。
【００４８】
塩基性基として、アミノ基を導入する方法としては、例えば、ポリジエンの重合末端と、アミノ基又は保護化アミノ基を有するアニオン反応性化合物とを反応させる方法がある。アミノ基を有するアニオン反応性化合物としては、具体的には、３−ブロモプロピルアミン、３−クロロプロピルアミン、２−ブロモエチルアミン等が挙げられる。保護化アミノ基を有するアニオン反応性化合物としては、具体的には、２，２，５，５−テトラメチル−１−（３−ブロモプロピル）−１−アザ−２，５−ジシラシクロペンタン、２，２，５，５−テトラメチル−１−（３−クロロプロピル）−１−アザ−２，５−ジシラシクロペンタン等が挙げられる。副反応を防止し、収率を向上する等の観点から、保護化アミノ基を有するアニオン反応性化合物を用いることが好ましい。なお、保護化アミノ基を有するアニオン反応性化合物を用いた場合には、ポリジエンの重合末端に保護化アミノ基を導入した後、脱保護を行う必要がある。
【００４９】
ポリジエンの末端に導入した保護化アミノ基を脱保護するには、周知の方法を用いることができる。例えば、上記の保護化アミノ基を有するアニオン反応性化合物を用いた際には、水又はアルコール類を添加することで脱保護を行うことができる。
【００５０】
ポリアミノ酸ブロックを構成するアミノ酸及びアミノ酸誘導体としては、ポリアミノ酸を構成するアミノ酸及びアミノ酸誘導体と同様に、天然及び非天然由来のアミノ酸類が挙げられる。具体的には、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、メチオニン、グルタミン酸−γ−ベンジル、グルタミン酸−γ−メチル、ε−カルボベンゾキシ−リジン、β−ベンジルアスパラギン酸等の天然アミノ酸及びその活性水素置換アミノ酸；前述の天然アミノ酸のＤ−異性体である非天然アミノ酸等が挙げられる。
【００５１】
生体適合性に優れるという観点から、ポリアミノ酸を構成するアミノ酸又はアミノ酸誘導体としては、Ｌ−グルタミン酸−γ−ベンジル、Ｌ−グルタミン酸−γ−メチル、ε−カルボベンゾキシ−Ｌ−リジン、Ｌ−アラニン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−イソロイシン等を用いることが好ましい。これらＬ体のアミノ酸又はアミノ酸誘導体を用いたポリアミノ酸では、生体適合性に優れたα−へリックス構造をとりやすいからである。
【００５２】
アミノ酸及びアミノ酸誘導体が複数個のカルボキシル基又はアミノ基を有する場合には、反応に関与するカルボキシル基又はアミノ基以外を保護することが好ましい。保護方法は周知の方法で良く、カルボキシル基を保護する際には、メチル基、エチル基、ベンジル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等でエステル化する方法等がある。アミノ基を保護する際には、カルボベンジルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、アセチル基等で保護する方法がある。
【００５３】
本発明の製造方法によって得られる、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体のポリアミノ酸ブロック（A）とポリジエンブロック（B）との質量比は、通常、９５：５〜１０：９０であり、７０：３０〜４０：６０の範囲内であることが好ましい。この範囲外では生体適合性が低下する。また（A）の比率が高すぎる場合にはブロック共重合体が樹脂状となり十分な伸びが得られず、（A）の比率が高すぎる場合には物理的強度が低下する。ポリアミノ酸−ポリジエンブロック共重合体のポリアミノ酸ブロック（A）とポリジエンブロック（B）との質量比は、Ｎ−カルボキシ−α−アミノ酸無水物と開始剤の仕込みモル比により、容易に調整することができる。
【００５４】
＜ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体の成膜＞
本発明により得られるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を用いた成膜の作製方法としては、例えば、溶液流延法などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
溶液流延法による成膜において、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を調製するのに用いられる溶媒は、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体を溶解するものであれば特に限定されるものではないが、ポリジエン類の良溶媒であり、ポリアミノ酸ブロックにα−へリックス構造をとらせやすい溶媒を用いることが好ましい。このような溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ベンゼン、トリフルオロエタノール等が挙げられる。
【００５５】
溶液流延法においては、一般に、ガラスや金属等の板上に、ポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体溶液を流延して、高圧環境下等で溶媒を留去する。流延の際の、溶液濃度は、通常０．１質量％〜５質量％である。溶液濃度が５質量％を超えると、均一な厚さで成膜することが困難だったり、操作性が悪くなったりする場合がある。一方、溶液濃度が０．１質量％未満であると、十分な厚さの膜を得るのが困難になる場合がある。また、溶媒の除去方法は特に限定されないが、通常、室温で溶媒を揮散させた後、減圧下で十分に乾燥させる。
【００５６】
上記方法などにより得られるポリアミノ酸ブロック−ポリジエンブロック共重合体の成膜は、生体親和性と柔軟性に優れるという特性を有することから、生体に接触する医療用の材料、例えば、絆創膏などの創傷被覆材、結腸栄養チューブ、高カロリー輸液カテーテルなどのカテーテル類、人工肺などの体外循環回路、人工補填物、および人工血管などに使用することが可能である。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、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、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【００５８】
＜試験法および評価方法＞
各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
［アミノ基を末端に有するポリイソプレン中の１，４結合含有率、１，２結合含有率、３，４結合含有率、数平均分子量（Ｍｎ）、及び1級アミノ基導入率（変性率）］
５００ＭＨｚ核磁気共鳴スペクトル分析装置（商品名「ＥＣＸ−５００」、日本電子社製）を使用し、アミノ基を末端に有するポリイソプレン（乾燥後のもの）１００ｍｇを重クロロホルム０．７５ｍＬに溶解して得た測定用資料を分析することにより、１，４結合含有率（％）、１，２結合含有率（％）、３，４結合含有率（％）、数平均分子量（Ｍｎ（ｇ／ｍｏｌ））、及び１級アミノ基導入率（変性率（％））を測定した。
【００５９】
［アミノ基を末端に有するポリイソプレンの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）］
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）（カラム：商品名「ＨＬＣ−８１２０」、東ソー・ファインケム社製）を使用し、４０℃の温度条件下、テトラヒドロフランを溶媒として使用し、流速１．０ｍＬ／分におけるポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ）を測定した。測定したＭｗとＭｎの値から、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出した。
【００６０】
［ポリアミノ酸の数平均分子量（Ｍｎ）］
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）（カラム：商品名「ＴＳＫ−ｇｅｌ α−２５００」、東ソー・ファインケム社製）を使用し、３５℃の温度条件下、臭化リチウム３０ｍＭ、リン酸１０ｍＭを添加したジメチルホルムアミドを溶媒として使用し、流速０．５ｍＬ／分におけるポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）を測定した。
【００６１】
［引張強度試験］
クロロホルム１００部に、ポリアミノ酸系共重合体３部を溶解して得た溶液をガラス板上に流延した後、室温でクロロホルムを揮散させ、減圧下で十分に乾燥させることで、厚さ約３０μｍのフィルムを得た。得られたフィルムを用いて、ＪＩＳ  Ｋ−７１１３−１９８１に準じて引張試験を行い、引張強度（ＭＰａ）及び伸び（％）を測定した。引張強度が１０ＭＰａ以上で、かつ、伸びが１５０％以上であれば物理的強度に優れると判断した。
【００６２】
［赤外スペクトル測定］
堀場製作所社製の「ＦＴ−７２０」を用いて測定した。
【００６３】
［元素分析］
Ｊ−サイエンスラボ社製の「ＪＭ１０」を用いて測定した。
【００６４】
＜合成例１：アミノ基を末端に有するポリイソプレンの合成＞
３００ｍｌのガラス製反応容器に１，３−ビス（ジフェニルエテニル）ベンゼン３．０ｇと脱水したシクロヘキサン−ヘプタン混合溶液１００ｍＬを加え、ｓｅｃ−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液（１．３ｍｏｌ／Ｌ）１８．５ｍＬを添加した。これを３時間攪拌して、アニオン重合反応開始剤溶液を調製した。
【００６５】
５００ｍＬの耐圧ガラス製反応容器に脱水したシクロヘキサン−ヘプタン混合溶液３２３ｍＬとテトラヒドロフラン９．１２ｍＬを加えた後、調製したアニオン重合反応開始剤溶液を少量用いて溶媒中の微量の水分を除去し、さらに１３．７ｍＬ加えた。反応溶液が赤褐色になった後、脱水したイソプレン３６．０ｇを加え、５０℃で３０分振蕩し重合させた。この反応溶液に、Ｎ−（トリメチルシリル)ベンズアルジミン０．５３ｇを加え、さらに７５℃以上で３時間振蕩させてポリマー末端に保護化アミノ基を導入した。
【００６６】
脱気したメタノール２ｍＬを添加したところ、反応液は暗赤色から緑色へと変化したため、系中の不活性化を確認することができた。反応後の上澄み液を濃縮し、シクロヘキサンとメタノールを用いて再沈殿操作を数回行った後、濃塩酸を用いてｐＨ１とし、室温下で３時間攪拌することによりポリマー末端上の保護化アミノ基の脱シリル化反応を行った後、水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和した。
【００６７】
シクロヘキサンとメタノールとを用いて、中和後のポリマーの再沈殿操作を数回繰り返して精製した後、減圧下で溶媒を留去し、さらに６０℃で十分に乾燥することで、アミノ基を末端に有するポリイソプレン２９．８ｇを得た。
【００６８】
アミノ基を末端に有するポリイソプレンの、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィによる、ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（分子量分布：Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．３４であった。
【００６９】
また、核磁気共鳴スペクトル分析による、数平均分子量は３４，２００であり、１２７個のイソプレン単位から成るものであることが判明した。なお、平均するとポリイソプレン両末端に対し１級アミノ基導入率（変性率）が９６％であった。また、ポリイソプレンブロックでのイソプレン同士の結合含有率は１，４結合含有率が２７％、１，２結合含有率が９％、３，４結合含有率が６４％であった。
【００７０】
＜実施例１＞
ｎ−ブチルアミン０．５ｍＬを添加したトルエン溶液１２ｍＬを調製し、開始剤溶液とした。１１０ｍＬのガラス製反応容器にベンジル-Ｌ−グルタメート−Ｎ−カルボキシ無水物（以下ＢＬＧ−ＮＣＡ）１．６０ｇを仕込み、ジメチルアセトアミド（以下ＤＭＡｃ：SP値２２．１ＭＰａ1／２）８．３ｇに溶解させた後、トルエン３０．３ｇを添加し、開始剤溶液０．２０ｇを加え、窒素下２５℃で２４時間重合させた。
【００７１】
重合後の試料溶液を、ジエチルエーテル１Ｌ中に加えて沈殿物を生じさせ、室温、３０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離することにより生成物を得た。得られた生成物を室温、減圧下で十分に乾燥させることで、ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）１．３１ｇ（収率９８％）（本発明のポリアミノ酸）を得た。
得られたポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）の、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ分析による、ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は２６，２００であった。
【００７２】
＜実施例２＞
ＤＭＡｃの代わりにＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰ：SP値２３．１ＭＰａ1／２）１３．６ｇを用い、トルエンの添加量を２６．５ｇとしたこと以外は実施例１と同様に実験操作を行い、ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）１．２５ｇ（収率９４％）（本発明のポリアミノ酸）を得た。
得られたポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）の、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ分析による、ポリスチレン換算の数平均分子量は２５，２００であった。
【００７３】
＜実施例３＞
ＤＭＡｃの代わりにジメチルホルムアミド（以下ＤＭＦ：SP値２４．８ＭＰａ1／２）８．３ｇを用いたこと以外は実施例１と同様に実験操作を行い、ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）１．２１ｇ（収率９２％）（本発明のポリアミノ酸）を得た。
得られたポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）の、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ分析による、ポリスチレン換算の数平均分子量は２３，６００であった。
【００７４】
＜実施例４＞
１１０ｍＬのガラス製反応容器にベンジル-Ｌ−グルタメート−Ｎ−カルボキシ無水物（以下ＢＬＧ−ＮＣＡ）１．６０ｇを仕込み、ジメチルアセトアミド（以下ＤＭＡｃ）８．３ｇに溶解させた。その後、トルエン１３．２ｇを添加し、さらに合成例１で作製した、アミノ基を末端に有するポリイソプレンを２．０７ｇ含有するトルエン溶液１９．４ｇを加え、窒素下２５℃で２４時間重合させた。
【００７５】
重合後の試料溶液を、メタノール１Ｌ中に加えて沈殿物を生じさせ、室温、３０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離することにより粗生成物を得た。粗生成物を室温、減圧下で十分に乾燥させた後、再度ジクロロメタンに溶解し、ヘキサン１Ｌ中に加えて再沈殿を行った。室温、３５００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離することにより生成物を取り出し、室温、減圧下で十分に乾燥させることで、ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物（本発明のポリアミノ酸系共重合体）２．４ｇを得た。
【００７６】
得られたポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物を用いて元素分析、赤外スペクトル測定及び引張強度試験を行った。元素分析値によれば、このポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物中のＬ−グルタミン酸−γ−ベンジル（ポリアミノ酸ブロック）とイソプレン（ポリジエンブロック）との質量比は５１．１／４８．９であった。
【００７７】
また、赤外スペクトル分析により、このポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物中のポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）ブロックがα−へリックス構造をとっていることが確認された。表1に引張強度試験の結果を示した。
【００７８】
（実施例５）
ＤＭＡｃの代わりにＮＭＰ１８．１ｇ、トルエンの添加量を５．５ｇとする以外は実施例４と同様に実験操作を行い、ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物（本発明のポリアミノ酸系共重合体）２．２ｇを得た。
【００７９】
得られたポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物を用いて元素分析、赤外スペクトル測定及び引張強度試験を行った。元素分析値によれば、このポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物中のＬ−グルタミン酸−γ−ベンジル（ポリアミノ酸ブロック）とイソプレン（ポリジエンブロック）との質量比は４９．８／５０．２であった。また、赤外スペクトル分析により、このポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物中のポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）ブロックがα−へリックス構造をとっていることが確認された。表1に引張強度試験の結果を示した。
【００８０】
（比較例１）
ｎ−ブチルアミン０．５ｍＬを添加したシクロヘキサン溶液１２ｍＬを調製し、開始剤溶液とした。その後の操作についてはトルエンの代わりにシクロヘキサン２７．２ｇを用いる以外は実施例１と同様に実験操作を行った。しかし反応開始直後に系が白濁し、極少量の生成物しか得られなかった。
【００８１】
（比較例２）
ＤＭＡｃの代わりにアセトン７．０ｇを用いる、トルエンの添加量を２２．７ｇとする以外は実施例１と同様に実験操作を行った。しかし反応開始直後に系が白濁し、極少量の生成物しか得られなかった。
【００８２】
表１には引張強度試験の結果以外に、製造に使用した材料、反応温度、反応時間なども合わせて記載した。なお、表２には比較例で使用した材料、反応温度、反応時間などについての詳細を示した。
表1および表２中「アミノ基を有するポリジエンの数平均分子量」とは「アミノ基を末端に有するポリイソプレンの数平均分子量」を示し、「ポリアミノ酸／ポリジエン（質量比）」とは「ポリ（γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート）−ポリイソプレン共重合高分子化合物中のＬ−グルタミン酸−γ−ベンジル（ポリアミノ酸ブロック）とイソプレン（ポリジエンブロック）との質量比」を示す。
【００８３】
【表１】
2009173809.tif 000004
【００８４】
【表２】
2009173809.tif 000005
【００８５】
表１および表２から明らかなように、本発明の方法により製造したポリアミノ酸系共重合体（実施例４および５）を用いたフィルムは物理的強度に優れる。
【００８６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例ではポリアミノ酸を作製するための重合開始剤としてｎ−ブチルアミンを使用したが、他のアミン化合物例えばｓｅｃ−ブチルなどを用いても良い。
【００８７】
（２）上記実施例では、芳香族炭化水素系溶媒としてトルエンを用いたが、ベンゼンやキシレン等を用いてもよい。
【００８８】
（３）上記実施例では塩基性基としてアミノ基を導入したポリイソプレンを用いた例を示したが、水酸基、チオール基等の塩基性基を導入したポリジエンを用いてもよい。