包含交联聚轮烷的材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有更高溶胀性的包含交联聚轮烷的材料，特别是提供一种溶胀性随着ｐＨ变化发生变化的包含交联聚轮烷的材料。此外，本发明专利技术提供了一种在环境的电场变化的情况下，对该电场具有响应性，特别是具有高速响应性的包含交联聚轮烷的材料。本发明专利技术提供一种包含交联聚轮烷的材料，该交联聚轮烷具有至少２分子的聚轮烷，且该至少２分子的聚轮烷的环状分子通过化学键彼此结合而形成交联聚轮烷，所述聚轮烷中直链状分子以穿刺状包接在环状分子的开口部分且在所述直链状分子的两个末端配置有封端基以防止该环状分子脱离，其中，所述环状分子具有羟基（－ＯＨ），且该羟基的一部分被具有离子性基团的基团取代。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含聚轮烷彼此交联而成的交联聚轮烷的材料及其制造方法。本专利技术特别涉及，其中，聚轮烷中所含的环状分子所具有的OH基取代成具有离子性基团的基团。
技术介绍
聚轮烷为如下构成在环状分子(转轮ratator)的开口部分通过直链状分子(轴axis)以穿刺状包接而成的准聚轮烷的两个末端(直链状分子的两个末端)配置有封端基以防止环状分子脱离。例如，使用α-环糊精(以下，有时将环糊精简称为“CD”)作为环状分子、使用聚乙二醇(以下，有时简称为“PEG”)作为直链状分子的聚轮烷(例如参照专利文献1)由于具有各种特性，所以近年来广泛进行其研究。此外，专利文献2公开了所谓具有作为滑移凝胶或滑动凝胶的特性或作为粘弹性材料的特性的包含交联聚轮烷的化合物。特别是专利文献2具体公开了直链状分子PEG包接在环状分子α-CD分子上所形成的聚轮烷通过化学键彼此交联(结合)的交联聚轮烷。其中，包含交联聚轮烷的材料要求更高的溶胀性。例如，要求交联聚轮烷的溶胀性伴随着交联聚轮烷所存在的环境的变化、特别是环境的pH和/或离子强度的变化有较大变化的材料。此外，在交联聚轮烷所存在的环境的电场发生变化的情况下，要求对该电场具有响应性、特别是具有高速响应性的材料。专利文献1日本专利特许第2810264号公报。专利文献2日本专利特许第3475252号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题因此，本专利技术的目的在于解决上述问题。具体而言，本专利技术的目的在于提供一种具有更高溶胀性的包含交联聚轮烷的材料。特别是提供一种溶胀性随着pH和/或离子强度的变化发生变化的包含交联聚轮烷的材料。此外，除了上述目的以外，本专利技术的目的还在于提供一种在环境的电场变化的情况下对该电场具有响应性、特别是具有高速响应性的包含交联聚轮烷的材料。用于解决课题的方法本专利技术者为了实现上述目的而进行了精心的研究，结果发现通过将构成聚轮烷的环状分子的羟基的至少一部分取代成具有离子性基团的基团，从而可以控制交联聚轮烷的特性，特别是控制溶胀性，即溶剂吸收特性，由pH和/或离子强度导致的溶胀性(体积)的变化，在电场氛围气中的行为变化等。更具体而言，本专利技术者发现通过以下专利技术可以解决上述课题。<1>一种包含交联聚轮烷的材料，其中，该交联聚轮烷具有至少2分子的聚轮烷，且该至少2分子的聚轮烷的环状分子通过化学键彼此结合而形成交联聚轮烷，所述聚轮烷中直链状分子以穿刺状包接在环状分子的开口部分且在所述直链状分子的两个末端配置有封端基以防止该环状分子脱离，其中，所述环状分子具有羟基(-OH)，且该羟基的一部分被具有至少1种选自下组中的离子性基团的基团所取代-COOX基(X表示氢(H)、碱金属及其它1价金属)、-SO3X基(X与前述同样定义)、-NH2基、-NH3X’基(X’表示1价的卤素离子)、-PO4基和-HPO4基。<2>在上述<1>中，具有离子性基团的基团可以取代全部环状分子的全部羟基中的10～90％，优选取代20～80％，更优选取代30～70％。<3>在上述<1>或<2>中，每1g绝对干燥状态的交联聚轮烷，该材料可以吸收1000g以上的溶剂，优选为2000g以上，更优选为4000g以上。<4>在上述<1>～<3>任一项中，材料吸收含水溶剂，伴随着该溶剂的pH和/或离子强度的变化，材料的体积可以发生变化，例如材料在pH为2时，每1g绝对干燥的交联聚轮烷吸收5g以上的溶剂，优选为10g以上，更优选为50g以上，另一方面，在pH为10时，每1g绝对干燥的交联聚轮烷吸收500g以上的溶剂，优选为1000g以上，更优选为2000g以上。此外，在离子强度为10-1mol/L时，每1g绝对干燥的交联聚轮烷吸收5g以上的溶剂，优选为10g为以上，更优选为50g以上，另一方面，在离子强度为10-3mol/L时，每1g绝对干燥的交联聚轮烷吸收200g以上的溶剂，优选为500g以上，更优选为1000g以上。<5>在上述<1>～<4>任一项中，材料吸收含水溶剂，吸收了溶剂的材料，其形状和/或体积根据电场可以发生变化。具体而言，如果离子性基团是阳离子性，则具有阳离子性的环状分子因电场而局部存在于负极一侧，从而材料的形状和/或体积可以发生变化，例如弯曲；或者如果离子性基团是阴离子性，则具有阴离子性的环状分子因电场而局部存在于正极一侧，从而材料的形状和/或体积发生可以变化，例如弯曲。<6>在上述<1>～<5>任一项中，环状分子可以为环糊精分子。<7>在上述<1>～<5>任一项中，环状分子为环糊精分子，且该环糊精分子可以选自α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精所组成的组中。<8>在上述<1>～<7>任一项中，直链状分子选自聚乙二醇、聚异戊二烯、聚异丁烯、聚丁二烯、聚丙二醇、聚四氢呋喃、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、以及聚丙烯所组成的组中。<9>在上述<1>～<8>任一项中，封端基选自二硝基苯基类、环糊精类、金刚烷基类、三苯甲基类、荧光素类、芘类、取代苯类(作为取代基，可以列举烷基、烷氧基、羟基、卤素、氰基、磺酰基、羧基、氨基、苯基等，但不限于这些。取代基可以存在1个或者多个。)可以被取代的多核芳族类(作为取代基，可以列举与上述相同的取代基，但不限于这些。取代基可以存在1个或者多个。)以及甾体类所组成的组中。另外，优选选自二硝基苯基类、环糊精类、金刚烷基类、三苯甲基类、荧光素类以及芘类所组成的组中，特别优选为金刚烷基类或三苯甲基类。<10>在上述<1>～<9>任一项中，环状分子为α-环糊精分子，所述直链状分子为聚乙二醇。<11>在上述<1>～<10>任一项中，将所述环糊精分子通过直链状分子以穿刺状包接时被最大限度包接的环糊精分子的量设为1时，所述环糊精分子以0.001～0.6、优选为0.01～0.5、更加优选为0.05～0.4的量穿刺状包接在直链状分子上。<12>在上述<1>～<9>任一项中，至少2分子的聚轮烷可以通过交联剂化学结合。<13>在上述<1>～<12>任一项中，交联剂的分子量可以小于2000、优选为小于1000、更加优选为小于60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含交联聚轮烷的材料，该交联聚轮烷具有至少２分子的聚轮烷，且该至少２分子的聚轮烷的环状分子通过化学键彼此结合而形成交联聚轮烷，所述聚轮烷中直链状分子以穿刺状包接在环状分子的开口部分且在所述直链状分子的两个末端配置有封端基以防止该环状分子脱离，其中，所述环状分子具有羟基（－ＯＨ），且该羟基的一部分被具有至少１种选自下组中的离子性基团的基团所取代：－ＣＯＯＸ基（Ｘ表示氢（Ｈ）、碱金属及其它１价金属）、－ＳＯ↓［３］Ｘ基（Ｘ与前述同样定义）、－ＮＨ↓［２］基、－ＮＨ↓［３］Ｘ’基（Ｘ’表示１价的卤素离子）、－ＰＯ↓［４］基和－ＨＰＯ↓［４］基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤耕三，荒木润，
申请(专利权)人：国立大学法人东京大学，
类型：发明
国别省市：JP[日本]