特許 7161657 新規の高分子化合物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-19

(45)【発行日】2022-10-27

(54)【発明の名称】新規の高分子化合物

(51)【国際特許分類】

   C08F 283/06 20060101AFI20221020BHJP

   C08G 81/02 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

C08F283/06

C08G81/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018048302

(22)【出願日】2018-03-15

(65)【公開番号】P2019157038

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504143441

【氏名又は名称】国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学

(74)【代理人】

【識別番号】100118131

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 渉

(74)【代理人】

【識別番号】100188064

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 真衣

(72)【発明者】

【氏名】中井 祐賀子

(72)【発明者】

【氏名】味村 裕

(72)【発明者】

【氏名】福嶋 將行

(72)【発明者】

【氏名】加藤 禎宏

(72)【発明者】

【氏名】網代 広治

(72)【発明者】

【氏名】チェ ジェヨン

【審査官】中村 英司

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０３３９６５２１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０１２８４８８５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００２－３７０００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２２１５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１５８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｇ ８１／００

Ｃ０８Ｆ ２８３／０６

Ｃ０８Ｇ ６９／００

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

包摂能を有する環状ユニットと、該環状ユニットに化学的に結合した両親媒性高分子ユニットとを有する高分子化合物であって、
前記環状ユニットが、内側に疎水的な場を有し、且つ外側に親水性基を有し、
前記両親媒性高分子ユニットが、Ｎ－ビニル－ε－カプロラクタム及びＮ－ビニルピロリドンから選択される少なくとも一種のモノマーのみが重合してなるポリマー由来である、高分子化合物。

【請求項2】

包摂能を有する環状ユニットと、該環状ユニットに化学的に結合した両親媒性高分子ユニットとを有する高分子化合物であって、
前記環状ユニットが、内側に疎水的な場を有し、且つ外側に親水性基を有し、
前記両親媒性高分子ユニットが、Ｎ－ビニル－ε－カプロラクタムが重合してなるポリマー由来である、高分子化合物。

【請求項3】

前記環状ユニットが、シクロデキストリン、カリックスアレーン、ククルビットウリル及びこれらの誘導体から選択される少なくとも一種の環状化合物由来である、請求項１又は２に記載の高分子化合物。

【請求項4】

前記両親媒性高分子ユニットが、前記環状ユニット１単位に対し、１単位以上８単位以下結合してなる、請求項１～３のいずれか１項に記載の高分子化合物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、新規の高分子化合物に関する。

【背景技術】

【0002】

両親媒性高分子は、１つの分子内に水（水相）になじむ「親水基」と、油（有機相）になじむ「親油基」（疎水基）の両方を併せ持つ高分子化合物であり、親水性と疎水性の両立が求められる使用環境において広く用いられている（例えば特許文献１～４）。

【0003】

一方、包摂能を有する環状化合物は、他の分子をゲストとして包摂する機能を有する化合物である。このような環状化合物によれば、通常、ある環境下で安定に分散させることが困難な化合物についても、ゲストとして選択的に取り込ませることにより、該化合物を単独で使用する場合に比べて分散の安定性を向上できること等が知られている（例えば特許文献５）。

【0004】

このような特殊な機能を有する両親媒性高分子と環状化合物とを化学的な結合で一体化させた新規の高分子化合物は、更なる機能の向上や、特異な機能の発揮により、新たな用途の開拓等が期待できる。
しかしながら、そのような高分子化合物を新たに合成する、あるいは既存の高分子化合物を修飾して新たな高分子化合物を作製するということは、容易ではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００－３５６０８８号公報

【文献】特開２００２－３０８９４６号公報

【文献】特開２００６－０９６９３３号公報

【文献】特開２０１５－２２４２２３号公報

【文献】特開２０１７－０１４４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで本発明は、両親媒性高分子と包摂能を有する環状化合物とを化学的な結合で一体化させた新規の高分子化合物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、鋭意検討した結果、環状化合物の親水性基を利用することで、包摂能を有する環状ユニットと、該環状ユニットに化学的に結合した両親媒性高分子ユニットとを有する高分子化合物であって、前記環状ユニットが、内側に疎水的な場を有し、且つ外側に親水性基を有する、新規の高分子化合物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【0008】

すなわち、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
［１］ 包摂能を有する環状ユニットと、該環状ユニットに化学的に結合した両親媒性高分子ユニットとを有する高分子化合物であって、
前記環状ユニットが、内側に疎水的な場を有し、且つ外側に親水性基を有する、
高分子化合物。
［２］ 前記環状ユニットが、シクロデキストリン、カリックスアレーン、ククルビットウリル及びこれらの誘導体から選択される少なくとも一種の環状化合物由来である、上記［１］に記載の高分子化合物。
［３］ 前記両親媒性高分子ユニットが、Ｎ－ビニル－ε－カプロラクタム及びＮ－ビニルピロリドンから選択される少なくとも一種のモノマーが重合してなるポリマー由来である、上記［１］又は［２］に記載の高分子化合物。
［４］ 前記両親媒性高分子ユニットが、前記環状ユニット１単位に対し、１単位以上８単位以下結合してなる、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の高分子化合物。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、両親媒性高分子と包摂能を有する環状化合物とを化学的な結合で一体化させた新規の高分子化合物を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明に従う高分子化合物の実施形態について、以下で詳細に説明する。

【0011】

本発明の高分子化合物は、包摂能を有する環状ユニットと、該環状ユニットに化学的に結合した両親媒性高分子ユニットとを有し、前記環状ユニットが、内側に疎水的な場を有し、且つ外側に親水性基を有する。
以下、高分子化合物の構成について、各ユニット毎に詳しく説明する。

【0012】

（環状ユニット）
本発明の高分子化合物は、包摂能を有する環状ユニットをもつ。このような環状ユニットは、内側に疎水的な場を有し、且つ外側に親水性基を有する。ここでいう「包摂能」とは、環状ユニットの内側にある疎水的な場に、疎水性の分子を取り込み、環状ユニットの内部に包摂する機能を指す。

【0013】

環状ユニットは、その内側に疎水的な場を有し、且つその外側に親水性基を有する、環状化合物由来のものであれば特に限定されないが、例えば次のような環状化合物が挙げられる。
環状化合物としては、シクロデキストリン、カリックスアレーン、レゾルシンアレーン、ピラーアレーン、ククルビットウリル、及びこれらの誘導体等が挙げられる。中でも、シクロデキストリン、カリックスアレーン、ククルビットウリル及びこれらの誘導体から選択される少なくとも一種が好ましい。

【0014】

シクロデキストリン（環状オリゴ糖）は、Ｄ－グルコースが連なってできたオリゴ糖の両端がつながって輪（環）になった構造をもち、Ｄ－グルコースの連結数（環員数）は５以上のものが知られており、Ｄグルコースが６つ結合してなるα－シクロデキストリン（環員数６）、Ｄ－グルコースが７つ結合してなるβ－シクロデキストリン（環員数７）、ブドウ糖が８つ結合してなるγ－シクロデキストリン（環員数８）が一般的である。中でも、β－シクロデキストリンが好ましい。

【0015】

カリックスアレーンは、フェノールの２，６位がメチレン基を介して、数個環状につながった構造を持つオリゴマーである。カリックスアレーンは、一般にカリックス［ｎ］アレーンと表記され、ここで［ｎ］はフェノール単位の数（環員数）を表す。フェノール単位［ｎ］は３～２０程度が知られており、好ましくは３～１０である。

【0016】

レゾルシンアレーンは、カリックスアレーンのフェノールをレゾルシノール（１，３－ジヒドロキシベンゼン）に置き換えた環状分子である。レゾルシンアレーンは、一般にレゾルシン［ｎ］アレーンと表記され、ここで［ｎ］はレゾルシノール単位の数（環員数）を表す。レゾルシノール単位［ｎ］は４，６が知られている。

【0017】

ピラーアレーンは、一般的にピラー［ｎ］アレーンと表記され、ここで［ｎ］はアレーン単位の数（環員数）を表す。アレーン単位［ｎ］は、５、６が知られており、より高次なピラーアレーンも合成可能であるが、本発明においては好ましくは５～６である。例えば、ジアルコキシピラーアレーンは、１，４－ジアルコキシベンゼン同士を、それぞれの２及び５位をメチレンで架橋した環状縮合体である。ここでアルコキシ基の炭素数は、１～８が好ましい。

【0018】

ククルビットウリルは、メチレン基（－ＣＨ_２－）でつなげられたグリコールウリル（＝Ｃ_４Ｈ_２Ｎ_４Ｏ_２）モノマーからなる大環状分子である。ククルビットウリルは、一般的にククルビット［ｎ］ウリルと表記され、ここで［ｎ］はグリコールウリル単位の数（環員数）を表す。グリコールウリル単位［ｎ］は、５、６、７、８、１０、１４個が知られており、好ましくは６～８である。

【0019】

環状化合物の環員数は、特に限定されないが、環員数によって疎水的な場の空間的な大きさが異なるため、包摂対象とするゲストの大きさに応じて、所定の環員数の環状化合物を選択することが好ましい。

【0020】

（両親媒性高分子ユニット）
本発明の高分子化合物は、両親媒性高分子ユニットをもつ。このような両親媒性高分子ユニットは、両親媒性高分子由来のものであればよい。

【0021】

上記のような両親媒性高分子としては、以下のようなモノマーが重合してなるポリマーであることが好ましい。
両親媒性高分子を構成するモノマーとしては、例えば、Ｎ－ビニルアミド誘導体（Ｎ－ビニルラクタム、Ｎ－ビニル－ε－カプロラクタム、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルピペリドン、Ｎ－ビニルアセトアミド、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－アルキル－Ｎ－ビニルアルキルアミド等）、アクリルアミド及びその誘導体（Ｎ－アルキルアクリルアミド等）等が挙げられる。

【0022】

Ｎ－ビニルアミド誘導体としては、例えば下記式（１）で表されるものが挙げられる。

【化1】

上記式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数１～８の炭化水素基を表す。ただし、Ｒ^１とＲ^２とは互いに連結して炭素数２～６のアルキレン基を構成してもよい。また、具体例としては、Ｒ^１が水素原子でＲ^２がイソプロピル基、Ｒ^１が水素原子でＲ^２がプロピル基、Ｒ^１が水素原子でＲ^２が２－ブテニル基、Ｒ^１がイソプロピル基でＲ^２が水素原子、Ｒ^１及びＲ^２が共に水素原子、Ｒ^１がメチル基でＲ^２がプロピル基、Ｒ^１がメチル基でＲ^２がイソブチル基、Ｒ^１がメチル基でＲ^２がイソペンチル基、Ｒ^１がメチル基でＲ^２がメチル基、Ｒ^１がメチル基でＲ^２がエチル基、Ｒ^１が水素原子でＲ^２がシクロヘキシルメチル基、Ｒ^１が水素原子でＲ^２が２－シクロペンチルエチル基であるものが挙げられる。

【0023】

特に、両親媒性高分子を構成するモノマーとしては、Ｎ－ビニル－ε－カプロラクタム及びＮ－ビニルピロリドンから選択される少なくとも一種が好ましい。

【0024】

また、上記のような両親媒性高分子としては、重量平均分子量が５００～３００００であるものが好ましく、１０００～１００００のものがより好ましい。

【0025】

このような両親媒性高分子ユニットは、環状ユニットに化学的に結合している。環状ユニットとの化学的な結合は、特に限定されず、共有結合又はイオン結合が挙げられ、高分子化合物としての安定性の観点で共有結合であることが好ましい。

【0026】

また、本発明の高分子化合物は、両親媒性高分子ユニットが、環状ユニット１単位に対し、１単位以上８単位以下結合してなることが好ましく、１単位以上５単位以下結合してなることがより好ましい。ここで、各単位数は、各構造ユニットにあたる部分ごとにカウントする。例えば、本発明の高分子化合物が、１分子中に、環状ユニットに当たる部分を１つと、両親媒性高分子ユニットにあたる部分を２つと、を含んでいる場合、この高分子化合物は、環状ユニット１単位に対し、両親媒性高分子ユニットが２単位結合してなる、とみる。なお、このような構成ユニットの単位数は、例えば公知の方法で、本発明の高分子化合物の各構造ユニット間の結合部分を切断し、環状ユニットに由来する化合物と両親媒性高分子ユニットに由来する高分子化合物のそれぞれについて分子量を求め、そこから各構造ユニットのモル数を算出し、それらの比として見積もることができる。

【0027】

本発明の高分子化合物の重量平均分子量は、１０００～３００００であることが好ましく、１５００～１００００であることがより好ましい。上記範囲とすることにより、高分子ユニットの絡み合い等による失活が起きにくく、目的物質の包摂に十分な長さの高分子鎖を確保することができる。

【0028】

（効果・用途）
本発明の高分子化合物は、両親媒性の機能を維持しつつ、疎水性の分子をゲストとして包摂する機能を発揮する。このような高分子化合物は、例えば従来、両親媒性高分子や、環状化合物が用いられてきた分野において好適に用いることができる。
具体的には、両親媒性高分子は、例えば、ガスハイドレート生成阻害剤、難水溶性薬物担持剤、増粘剤、保水剤、ＤＤＳ、細胞シート等に用いられてきた。
また、環状化合物は、薬物担持剤、吸着材、分子基認識材料、テンプレート重合、ロタキサン高分子等に用いられてきた。
中でも、本発明の高分子化合物はガスハイドレート生成阻害剤として好適に用いることができる。

【0029】

＜ガスハイドレート生成阻害剤＞
従来、両親媒性を有する高分子は、ガスハイドレートの生成阻害剤として広く用いられてきた（特開２００１－１３９９６６号公報参照）。
ガスハイドレートは、メタン、エタン等の炭化水素や炭酸ガス等の種々の気体分子が溶解した水性媒体を特定の温度と圧力下におくことによって、溶解している気体分子を水分子が取り囲んだ氷状の結晶として生成することが知られている。このようなガスハイドレートの生成は、例えば天然ガス等の輸送管に詰まりを発生させる等の問題を引き起こすとして、その生成の抑制が望まれている。

【0030】

このようなガスハイドレートの生成を抑制する上では、疎水性であるガス分子と水分子との間の相互作用の制御が重要となる。両親媒性高分子は、その親水性と疎水性の両方の性質を活かすことにより、ガス分子と水分子間との相互作用をより適当にコントロールすることができることが知られている。しかし、両親媒性高分子は、ガスハイドレートの結晶成長部位に接近しても離れやすい問題があり、ガスハイドレートの生成阻害の効果は未だ十分ではなかった。そのため、近年、より生成阻害効果に優れた高分子化合物の開発が求められていた。

【0031】

これに対し、本発明の高分子化合物は、従来の両親媒性高分子由来の両親媒性を活かしつつ、さらに、環状ユニットの包摂能により、さらに優れたガスハイドレートの生成阻害効果を発揮し得る。このような効果が発揮される詳しい機構は明らかではないが、本発明者らは以下のように考察する。

【0032】

まず、本発明の高分子化合物を構成する環状ユニットは、その内側に疎水的な場を有し、且つその外側に親水性基を有しているため、外側の親水性基により水溶液中では安定に存在でき、且つその内側にある疎水的な場により、ガスハイドレートの生成核となる疎水性のガス分子（例えばメタンやエタン等）に容易に接近できる。さらに、近くに接近したガス分子を環状ユニットの疎水的な場において包摂することで、ガスハイドレートの結晶成長部位に本発明の高分子化合物を固定でき、離れ難くすることができると考えられる。その結果、このような環状ユニットに化学的に結合した両親媒性高分子ユニットは、ガスハイドレートの結晶成長部位において、ガスハイドレートの生成阻害効果を十分に発揮できると考えられる。

【0033】

このような本発明の高分子化合物は、従来の両親媒性高分子に比べ、少量の使用で同等以上の生成阻害効果を発揮し得る。

【0034】

特に、ガスハイドレートの生成阻害剤として用いられる本発明の高分子化合物は、環状ユニットが、シクロデキストリン、カリックスアレーン、ククルビットウリル及びこれらの誘導体から選択される少なくとも一種の環状化合物由来であることが好ましく、中でもシクロデキストリン由来であることがより好ましい。また、このような高分子化合物は、両親媒性高分子ユニットが、Ｎ－ビニル－ε－カプロラクタム及びＮ－ビニルピロリドンから選択される少なくとも一種のモノマーが重合してなるポリマー由来であることが好ましく、中でもＮ－ビニル－ε－カプロラクタムが重合してなるポリマー由来であることがより好ましい。

【0035】

（高分子化合物の合成方法）
本発明の高分子化合物の合成方法は、特に限定されないが、例えば次のような方法により合成することができる。
なお、以下では、環状化合物としてはシクロデキストリン（ＣＤ）を、両親媒性高分子としてはポリビニルカプロラクタム（ＰＶＣａｐ）をそれぞれ用いて説明するが、いずれもこれらに限定されるものではなく、上述の各種環状化合物及び両親媒性高分子を用いても、基本的には同様に行うことができる。

【0036】

＜方法１：ＣＤとエステル結合を形成する方法＞
まず、下記式（Ｉ）で示されるように、アゾ系ラジカル重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、重合用溶媒であるジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）及び連鎖移動剤としてのメルカプト酢酸の存在下で、ビニルカプロラクタム（ＶＣａｐ）を重合反応させ、末端にカルボキシ基を有するＰＶＣａｐ［高分子（Ａ）］を合成する。
次に、下記式（II）で示されるように、チオニルクロライド（ＳＯＣｌ_２）を用いて、高分子（Ａ）のカルボキシ基を塩素化し、末端に酸クロライド構造を有するＰＶＣａｐ［高分子（Ｂ）］を得る。
さらに、下記式（III）で示されるように、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）及びＤＭＦの存在下で、高分子（Ｂ）とＣＤとを反応させ、エステル結合を形成して、新規の高分子化合物（Ｘ）を得る。なお、ＣＤの複数（２～５箇所）の６位の水酸基が修飾される場合は、該修飾はランダムに行われてもよいし、ブロックで行われてもよい（以下のＣＤの修飾においても同じ。）。

【0037】

【化2】

【0038】

＜方法２：ＣＤとアミド結合を形成する方法＞
まず、下記式（IV）～（Ｖ）で示されるように、ＣＤの６位の水酸基をアミノ基に置換した化合物（Ｅ）を得る。
さらに、下記式（VI）で示されるように、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）及び水溶性カルボジイミド（ＷＳＣ）の存在下で、化合物（Ｅ）と、上記式（Ｉ）で得た末端にカルボキシ基を有するＰＶＣａｐ［高分子（Ａ）］を反応させ、アミド結合を形成させ、新規の高分子化合物（Ｙ）を得る。

【0039】

【化3】

【0040】

＜方法３：ＣＤを連鎖移動剤に変換して使用する方法＞
例えば、以下のいずれかの方法で行うことができる。
＜方法３－１＞
下記式（VII）で示されるように、上記式（Ｖ）で得た化合物（Ｅ）と、ジチオグリコール酸とを反応させ化合物（Ｆ）を作製し、下記式（VIII）で示されるように、化合物（Ｆ）を還元して－ＳＨを有するＣＤ［化合物（Ｇ）］を得る。
そして、下記式（IX）で示されるように、アゾ系ラジカル重合開始剤であるＡＩＢＮの存在下で、化合物（Ｇ）を連鎖移動剤として用いて、ＶＣａｐを重合反応させ、新規の高分子化合物（Ｙ）を得る。

【0041】

【化4】

【0042】

＜方法３－２＞
下記式（Ｘ）で示されるように、上記式（IV）の化合物（Ｃ）と、チオ尿素とを反応させ化合物（Ｈ）を作製し、下記式（XI）で示されるように、化合物（Ｈ）を還元して－ＳＨを有するＣＤ［化合物（Ｉ）］を得る。
そして、下記式（XII）で示されるように、アゾ系ラジカル重合開始剤であるＡＩＢＮの存在下で、化合物（Ｉ）を連鎖移動剤として用いて、ＶＣａｐを重合反応させ、新規の高分子化合物（Ｚ）を得る。

【0043】

【化5】

【0044】

なお、本発明の化合物は、例えば上記のような方法により合成することができるが、上記以外の方法で合成してもよい。

【0045】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

【実施例】

【0046】

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

【0047】

（製造例１）
反応容器にβ－シクロデキストリン（東京化成工業株式会社製）１２ｇを入れ、１７２ｍＬのイオン交換水に溶解させ、反応溶液を得た。０℃にて、反応溶液に、水酸化ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）４．５ｍｏｌ／Ｌ水溶液１２ｍＬを、２分かけてゆっくりと加えた。続けて、この反応溶液に、ｐ－トルエンスルホニルクロライド（東京化成工業株式会社製）２．８９ｇをアセトニトリル（ナカライテスク株式会社製）６．６ｍＬに溶解させた溶液を、滴下させながらゆっくりと加えた。この反応溶液を、室温にて４時間反応させた後、塩酸（和光純薬工業株式会社製）３ｍｏｌ／Ｌ溶液を用いて、反応溶液のｐＨを６に調製した。その後、沈殿物を回収し、トシル化ＣＤ（上記化合物（Ｃ））を得た。

【0048】

合成した上記トシル化ＣＤ３．０１ｇと、チオ尿素（ナカライテスク株式会社製）１．７８ｇとを、ＤＭＦ（関東化学株式会社製、無水）１２０ｍＬに溶解させ、窒素ガス雰囲気下、７５℃で４８時間撹拌させた。この反応溶液を空冷後、ジエチルエーテル（ナカライテスク株式会社製）に、生成物を再沈殿させ、沈殿物を回収し、さらにアセトンを用いた再結晶により、沈殿物を回収した。得られた沈殿物を、ピロ亜硫酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_５、ナカライテスク株式会社製）を用いて還元し、凍結乾燥法により精製し、ＣＤ誘導体である連鎖移動剤（上記化合物（Ｉ））を得た。

【0049】

合成した上記連鎖移動剤１０３ｍｇと、Ｎ－ビニルカプロラクタム（東京化成工業株式会社製）１．１０６ｇと、ＤＭＦ１．１１ｍＬと、ＡＩＢＮ（和光純薬工業株式会社製）３．６８ｍｇとをフラスコに入れ、窒素ガスバブリングを２分間行った後、８０℃にて、反応を開始した。１６時間後、反応溶液を空冷させ、ジエチルエーテルに再沈殿させ、遠心分離により、目的物である高分子化合物を分離精製した。

【0050】

得られた化合物の同定は、核磁共鳴装置（株式会社ＪＥＯＬ ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ製、ＪＮＭ－ＥＣＸ４００）を用いた^１Ｈ－ＮＭＲ測定と、ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ／ＭＳ装置（ＢＲＵＫＥＲ社製、ＡｕｔｏｆｌｅｘＩＩ）を用いた質量分析と、ＧＰＣ測定装置（株式会社島津製作所、ＰｒｏｍｉｎｅｎｃｅＧＰＣシステム、検出器：ＲＩ、ＵＶ）を用いた分子量測定とにより行った。同定の結果、ＣＤに分子量が約１３００～４０００のＰＶＣａｐが直接結合した、本発明の高分子化合物（上記化合物（Ｚ））の合成を確認した。

【0051】

［評価］ガスハイドレートの生成阻害性能の評価方法
阻害剤のガスハイドレートの生成阻害性能は、以下の方法で評価した。
（１）まず、食塩（ＮａＣｌ）２６．２８ｇと、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、９９．９％、関東化学株式会社製）１７０ｇとを混合し、更に水を加えて、最終的に９００ｍＬになるようにＴＨＦ／ＮａＣｌ水溶液を調製する。このＴＨＦ／ＮａＣｌ水溶液８０ｍＬを１００ｍＬのガラス製のビーカーに入れる。
（２）次に、阻害剤０．１６ｇを上記ビーカーのＴＨＦ／ＮａＣｌ水溶液に加え、阻害剤の濃度が０．２質量％の溶液を調製する。なお、阻害剤は、下記実施例１、比較例１及び２のとおりである。
（３）上記（２）で調製した阻害剤／ＴＨＦ／ＮａＣｌ水溶液のビーカーを、－０．５℃（±０．０５℃）に設定された冷却槽内に設置する。
（４）そして５分おきに溶液を攪拌し、２０分間冷却する。

【0052】

（５）次に、ガラスチューブ（径７ｍｍ）に、－１０℃に保たれた氷を充填する。
（６）このガラスチューブの先を、上記冷却された阻害剤／ＴＨＦ／ＮａＣｌ水溶液の少なくとも半分まで浸して、３０分間冷却する。冷却槽としては、高低温サーキュレーター（Ｆ１２－ＥＤ、ユラボ社製）を使用した。

【0053】

（７）そして、チューブの端で、３０分間、ＴＨＦハイドレートを結晶成長させる。その後、チューブを取り出し、ＴＨＦハイドレートの形態の確認とその生成量を測定し、生成速度（ｇ／分）を算出する。生成速度が小さいほど、阻害剤の阻害効果が大きいことを意味する。

【0054】

（実施例１）
評価１の阻害剤として、製造例１で作製した高分子化合物を使用した。このとき、生成物の形態はシャーベット状で、生成速度は０．８９ｇ／分であった。

【0055】

ここで、シャーベット状とは、完全に固形化した結晶物ではなく、細かな結晶の集まりで、流動性のある状態を指す（以下においても同じ）。通常、阻害剤を用いない場合は、生成物の結晶成長が進み、生成物は塊となって固形化し、ガスパイプ等の詰まりの要因となる。しかし、生成物がシャーベット状であれば、適度な流動性を確保できるため、ガスパイプ等のつまりが抑制される。

【0056】

なお、シャーベット状の生成物は、固形の結晶物と違い、結晶と水とを完全に分離することはできない。そのため、生成速度を算出した際の生成量は、シャーベット状の生成物を回収した際に、薬さじを用いてビーカーの淵で適度に水切りを行い、そのまま水を含んだ状態で測定した値を用いた（以下においても同じ）。

【0057】

（比較例１）
評価１の阻害剤として、下記の方法で合成したＰＶＣａｐを使用した。このとき、生成物はシャーベット状で生成速度は１．４０ｇ／分であった。

【0058】

比較例１で用いたＰＶＣａｐは、以下の方法で合成した。
まず、メルカプト酢酸（和光純薬工業株式会社製）１．２６ｍLと、Ｎ－ビニルカプロラクタム２１．０ｇと、ＤＭＦ１０２ｍＬと、ＡＩＢＮ０．３４２ｇとをフラスコに入れ、窒素ガスバブリングを２分間行った後、８０℃にて、反応を開始した。８時間後、反応溶液を空冷させ、ジエチルエーテルに再沈殿させ、遠心分離により、ＰＶＣａｐを分離精製した。
なお、上記と同様の方法で化合物の同定を行った結果、分子量が約２０００のＰＶＣａｐ（上記化合物（Ａ））の合成を確認した。

【0059】

（比較例２）
評価１の阻害剤として、比較例１で用いたＰＶＣａｐとβ－シクロデキストリンの混合物（混合比は、重量比で１：１）を使用した。このとき、生成物はシャーベット状で生成速度は１．６１ｇ／分であった。

【0060】

本発明の高分子化合物は、ＴＨＦハイドレートの生成を抑制する阻害剤として効果的であることが確認された（実施例１）。これに対し、従来阻害剤として用いられていたＰＶＣａｐは、本発明の高分子化合物に比べて、ＴＨＦハイドレートの生成を抑制する効果が劣ることが確認された（比較例１及び２）。

【0061】

特に、実施例１と比較例２との対比からもわかるように、ＴＨＦハイドレートの生成阻害効果は、ＰＶＣａｐとβ－シクロデキストリンとが化学的な結合により一体となっている場合の方が、ＰＶＣａｐとβ－シクロデキストリンとを単に混ぜ合わせただけの場合に比べて、大きくなることが確認された。