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(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】2024-03-29
(45)【発行日】2024-04-08
(54)【発明の名称】シリコングリカンおよびその調製方法
(51)【国際特許分類】
C08G 81/00 20060101AFI20240401BHJP
【ＦＩ】
C08G81/00
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021537918
(86)(22)【出願日】2019-12-26
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-03
(86)【国際出願番号】 US2019068556
(87)【国際公開番号】W WO2020142344
(87)【国際公開日】2020-07-09
【審査請求日】2022-12-12
(31)【優先権主張番号】62/786,648
(32)【優先日】2018-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】590001418
【氏名又は名称】ダウ シリコーンズ コーポレーション
(73)【特許権者】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】クルトマンシェ、マルク－アンドレ
(72)【発明者】
【氏名】フェリット、マイケル、サルヴァトーレ
(72)【発明者】
【氏名】パーテイン、エメット
(72)【発明者】
【氏名】シュイ、ウェンディ
【審査官】小森 勇
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２２８１１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｇ ８１／００－８１／０２
Ｃ０８Ｌ １／００－１／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の式を有するシリコングリカンであって、【化1】
【請求項2】
（ｉ）各糖部分Ａが、ヘキソースであり、（ｉｉ）各Ｒ１が、ＨもしくはＣ１～Ｃ４ヒドロカルビル基であり、（ｉｉｉ）下付き文字ｏが、下付き文字ｙで示される各部分において１であり、（ｉｖ）下付き文字ｏが、下付き文字ｚで示される各部分において１であり、（ｖ）ｏが１である各部分において、前記エーテル部分Ｚが、式－（ＣｔＨ２ｔＯ）ｕ－を有するエーテルを含み、下付き文字ｔが、独立して、下付き文字ｕで示される各部分において２～４から選択され、下付き文字ｕが、１～５０であり、（ｖ）各Ｒが、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１８ヒドロカルビル基、ポリオキシアルキレン基、もしくは第三級アミノ基であるか、または（ｖｉ）（ｉ）～（ｖ）の任意の組み合わせである、請求項１に記載のシリコングリカン。
【請求項3】
各糖部分Ａが、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、またはそれらの組み合わせの成分であり、それらを集合的に形成する、請求項１または２に記載のシリコングリカン。
【請求項4】
各ベータ－アミノアルコール部分Ｗが、独立して式（ｉ）～（ｉｖ）であり、【化2】
【請求項5】
各有機ケイ素部分Ｙが、独立して、シリル部分および有機ポリシロキサンから選択され、前記シリル部分が、以下の式を有し、
【化3】
［Ｒ３ ３ＳｉＯ１／２］ａ［Ｒ３ ２ＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｃ［ＳｉＯ４／２］ｄ
式中、各Ｒ３が、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基およびシロキシ基から選択されるが、ただし、少なくとも１つのＲ３が、前記ベータ－アミノアルコール部分Ｗのうちの１つに結合したケイ素結合二価連結基であり、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄが、それぞれａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１となるようなモル分率であるが、ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＞０である、請求項１～４のいずれか一項に記載のシリコングリカン。
【請求項6】
シリコングリカンを調製する方法であって、前記方法が、（Ａ）アミノエチル多糖と（Ｂ）エポキシド官能性有機ケイ素化合物とを反応させて、シリコングリカンを得ることを含む、方法。
【請求項7】
前記アミノエチル多糖が、以下の式を有し、【化4】
【請求項8】
（ｉ）前記各部分Ａ内の糖類が、ヘキソースであり、（ｉｉ）各Ｒ１が、ＨまたはＣ１～Ｃ４ヒドロカルビル基であり、（ｉｉｉ）下付き文字ｏが、下付き文字ｙで示される各部分において１であり、（ｉｖ）ｏが１である各部分において、前記エーテル部分Ｚが、式－（ＣｔＨ２ｔＯ）ｕ－を有するエーテルを含み、式中、下付き文字ｔが、独立して、下付き文字ｕで示される各部分において２～４から選択され、下付き文字ｕが、１～５０であり、（ｖ）各Ｒが、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１８ヒドロカルビル基、ポリオキシアルキレン基、もしくは第三級アミノ基であるか、または（ｖｉ）（ｉ）～（ｖ）の任意の組み合わせである、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記アミノエチル多糖（Ａ）が、以下の式を有するアミノエチル官能性ヒドロキシエチル－グルコース部分を含み、【化5】
【化6】
［Ｒ３ ３ＳｉＯ１／２］ａ［Ｒ３ ２ＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｃ［ＳｉＯ４／２］ｄ
式中、各Ｒ３が、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基、シロキシ基、およびエポキシド官能基から選択されるが、ただし、少なくとも１つのＲ３が、エポキシド官能基を含み、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄが、それぞれａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１となるようなモル分率であるが、ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＞０である、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１２月３１日に出願された米国仮出願第６２／７８６，６４８号の優先権およびすべての利点を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年１２月３１日に出願された米国仮出願第６２／７８６，６４８号の優先権およびすべての利点を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、一般に、機能性ポリマー、より具体的には、シリコングリカンおよびその調製方法に関する。
【背景技術】
【0003】
レオロジー改質特性を示す化合物は、掘削流体などのさまざまな工業用組成物に使用されている。シリコーンポリマーおよび糖質ベースのポリマー（例えばセルロースエーテル）は、そのような化合物の２つのクラスである。シリコーンポリマーおよびセルロースエーテルは、非毒性の化合物であり、工業用組成物で広く使用されているが、多少とも互いに拮抗する特性を有する。シリコーンポリマーは、合成的に調製され、通常、柔軟で弾力性があり、無極性である。シリコーンポリマーは、一般に、低表面張力および低表面エネルギーに関連した高い拡散挙動とぬれ挙動を示す。比較例として、セルロースエーテルは、通常、自然源に由来する剛性の親水性水溶性ポリマーであり、レオロジー改質剤として頻繁に利用されている。
【発明の概要】
【0004】
シリコングリカンが提供される。シリコングリカンは、以下の式を有し、
式中、各Ａは、独立して選択された糖部分であり、各Ｗは、独立して選択されたベータ－アミノアルコール部分であり、各Ｙは、独立して選択された有機ケイ素部分であり、各Ｒは、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基、エーテル部分、アミン部分、およびＨから選択され、各Ｒ１は、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基およびＨから選択され、各Ｚは、独立して選択されたエーテル部分であり、各下付き文字ｏ、は独立して０または１であり、下付き文字ｘおよびｙは、それぞれ独立して≧０～＜１であり、下付き文字ｚは、＞０～１であるが、ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚで示される部分は、シリコングリカンにおいてランダム化形態またはブロック形態であり得る。
【化1】
【0005】
シリコングリカンを調製する方法も開示される。この方法は、（Ａ）アミノエチル多糖および（Ｂ）エポキシド官能性有機ケイ素化合物を反応させて、シリコングリカンを得ることを含む。
【発明を実施するための形態】
【0006】
シリコングリカンは、以下の一般式（Ｉ）を有し、
式中、各Ａは、独立して選択された糖部分であり、各Ｗは、独立して選択されたベータ－アミノアルコール部分であり、各Ｙは、独立して選択された有機ケイ素部分であり、各Ｒは、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基、エーテル部分、アミン部分、およびＨから選択され、各Ｒ１は、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基およびＨから選択され、各Ｚは、独立して選択されたエーテル部分であり、各下付き文字ｏは、独立して０または１であり、下付き文字ｘおよびｙは、それぞれ独立して≧０～＜１であり、下付き文字ｚは、＞０～１であるが、ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚで示される部分は、シリコングリカンにおいてランダム化形態またはブロック形態であり得る。
【化2】
【0007】
一般に、シリコングリカンは、次の部分（すなわち、「グリコシド部分」）に対応する一般式（Ｉ）の部分で表されるグリコシド（すなわち、グリコシド結合を介して互いに結合した少なくとも２つの糖類）を含み、
式中、各糖部分Ａは、糖類を含み、あるいは本質的に糖からなり、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚは、それぞれ、グリコシド部分内の特定の糖部分Ａのモル分率を表す。別の言い方をすれば、各糖部分Ａは、少なくとも１つの他の糖部分Ａに結合し（例えば、グリコシド結合を介して）、その結果、各糖部分Ａは、シリコングリカンのグリコシドの成分であり、集合的に形成される。さらに、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚで示される各糖部分Ａは、シリコングリカンにおいてランダム化形態またはブロック形態であり得る。本明細書でさらに詳細に記載されるように、ＺおよびＲは、シリコングリカンのグリコシド部分内の各糖部分Ａに特有のまたはそうでなければ付加される置換基を表す。
【化3】
【0008】
「糖」という用語は、一般的な状況下では「炭水化物」という用語と、ならびにさらに特定の状況下では「糖質」のような用語と同義的に使用され得ることを理解すべきである。特定の糖の命名法は、全体としてのシリコングリカンの組成、または特に糖部分Ａに関して排他的ではない。むしろ、当業者によって理解されるように、各糖部分Ａは、糖、炭水化物、糖質、デンプン、セルロースなど、またはそれらの誘導体もしくは改変、またはそれらの組み合わせとして説明することができる任意の部分を含み得る、あるいは任意の部分であり得る。同様に、シリコングリカン内の複数の糖部分Ａの任意の組み合わせは、より説明的な用語を使用して説明することができる。例えば、「多糖」という用語は、「グリコシド」という用語と同義的に使用することができ、両方の用語は、一般に、シリコングリカンにおける複数の糖部分Ａの組み合わせを指す（例えば、糖部分Ａの組み合わせにより、グリコシド結合（複数可）を介して互いに結合し、および集合的にグリコシド部分を形成する）。当業者は、「デンプン」および「セルロース」などの用語を使用して、特定の状況下での糖部分Ａのそのような組み合わせを指し得ることを理解されよう（例えば、シリコングリカンＡにおける複数の糖部分Ａの組み合わせが、「デンプン」または「セルロース」などとして当技術分野で知られている構造に適合する場合）。
【0009】
上で紹介したように、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚは、それぞれ、シリコングリカンのグリコシド部分内の特定の糖部分Ａのモル分率を表し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１となるように値が選択されている。より具体的には、式（Ｉ）によって表されるように、シリコングリカンのグリコシド部分内のすべての糖部分Ａを同様に置換する必要があるわけではない。したがって、シリコングリカンのグリコシド部分は、さまざまな方法で、例えば、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚで表されるモル分率を用いて全体組成に関して、糖部分Ａあたりの平均置換数に関して（すなわち、当業者によって理解されるような置換度（ＤＳ））など、またはそれらの組み合わせで説明され得る。
【0010】
一般に、下付き文字ｘは、≧０～＜１のモル分率である。特定の実施形態において、下付き文字ｘは、０～０．９９、例えば、０．１～０．９９、あるいは０．３～０．９９、あるいは０．５～０．９９、あるいは０．６～０．９９、あるいは０．７～０．９９、あるいは０．７～０．９、あるいは０．７～０．８５のモル分率である。一般に、下付き文字ｙは、≧０～＜１のモル分率である。特定の実施形態において、下付き文字ｙは、０～０．９、例えば、０．００１～０．７、あるいは０．００１～０．５、あるいは０．００２～０．５、あるいは０．００２～０．４、あるいは０．００２～０．３、あるいは０．００５～０．３、あるいは０．０１～０．２５のモル分率である。一般に、下付き文字ｚは、＞０～１のモル分率である。特定の実施形態において、下付き文字ｚは、０．００００１～０．９、例えば、０．００００１～０．７、あるいは０．００００１～０．５、あるいは０．００００１～０．３、あるいは０．００００１～０．２、あるいは０．００００１～０．１５、あるいは０．００００１５～０．１５、あるいは０．００００２～０．１５、あるいは０．００００２から０．１、あるいは０．００００５～０．０９、あるいは０．０００１～０．０９、あるいは０．０００５～０．０９、あるいは０．００１～０．０９のモル分率である。
【0011】
一般に、シリコングリカンは、糖部分Ａあたり０．００００１～０．９９の有機ケイ素部分の平均有機ケイ素部分置換度（ＤＳ）（すなわち、糖部分の平均数［Ａ］ｚ）を有する（すなわち、糖部分の総数［Ａ］ｘ＋［Ａ］ｙ＋［Ａ］ｚに基づく）。例えば、特定の実施形態において、シリコングリカンの有機ケイ素部分置換度は、０．００００１～０．５、あるいは０．００００１～０．２、あるいは０．００００１～０．１５、あるいは０．０００１～０．５、あるいは０．０００１～０．２、あるいは０．０００１～０．１５である。
【0012】
アミノエチル多糖（Ａ）のアミノエチル置換度（すなわち、糖部分の総数［Ａ］Ｘ＋［Ａ］Ｙ＋［Ａ］ｚに基づいて、糖部分［Ａ］あたりの糖部分の平均数［Ａ］ｙ）は、当業者に知られている様々な技術によって決定することができる。例えば、アミノエチル多糖（Ａ）の窒素含有量（例えば、Ｋｊｅｌｄａｈｌ法で決定される）を直接利用することも、または特定の調製方法に基づいて調整することもできる。例えば、以下の方法を考慮して説明するように、アミノエチル多糖（Ａ）の窒素含有量は、アミノエチル多糖（Ａ）を調製するために利用されるヒドロキシル官能性多糖の窒素含有量に基づいて選択／制御することができる。
【0013】
下付き文字ｘ、ｙおよびｚによって記述される特定の比率に関係なく、シリコングリカンにおける糖部分Ａの総数（例えば、その重合度）は、変わることがあり、一般に１０～１０，０００である。例えば、特定の実施形態において、シリコングリカンは、合計１０～１０，０００の糖部分Ａ、例えば、１００～８０００、あるいは２５０～６０００、あるいは４００～３６００の糖部分Ａを含む。
【0014】
各糖部分Ａは、シリコングリカンにおける他の糖部分Ａと同じであっても異なっていてもよい。例えば、特定の実施形態において、各糖部分Ａは、同じである（例えば、同じ糖を含む、あるいは本質的にそれからなる）。他の実施形態において、シリコングリカンは、少なくとも１つの他の糖部分Ａとは異なる（例えば、その糖に関して）少なくとも１つの糖部分Ａを含む。糖部分Ａに適した特定の糖の一般的な例には、従来単糖および／または糖質と呼ばれていたものが含まれる。そのような単糖には、リボース、キシロース、アラビノース、リキソース、フルクトースなどのようなペントース（すなわち、フラノース）、およびグルコース、ガラクトース、マンノース、グロース、イドーゼ、タロース、アロース、アルトローズなどのヘキソース（すなわち、ピラノース）が含まれる。したがって、当業者は、シリコングリカンのグリコシド部分が、二糖（例えば、スクロース、ラクトース、マルトース、トレハロースなど）を含み、および／またはそれらとして定義され得ることを理解するであろう。オリゴ糖（例えば、マルトデキストリン、ラフィノース、スタキオース、フルクトオリゴ糖などのマルトオリゴ糖）、多糖（例えば、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、グリコーゲン、親水コロイド、アミロースなどのデンプン、アミロペクチン、修飾デンプン等）等、またはそれらの組み合わせ。
【0015】
特定の実施形態において、シリコングリカンは、ヘキソースである少なくとも１つの糖部分Ａを含む。いくつかのそのような実施形態において、ヘキソースは、一般式を有する：
当業者によって理解されるように、これは、そこから形成されるグリコシド部分の内部モノマーならびに末端モノマーの両方を包含する。そのような実施形態において、各Ｒは独立して選択され、本明細書に記載されている通りである。特定の実施形態において、シリコングリカンのグリコシド部分は、あるいは本質的にグルコースモノマーを含み、したがって一般式に対応する：
これは、当業者によって理解されるように、そこから形成されるグリコシド部分の内部および末端モノマーの両方も包含する。このような特定の実施形態において、各Ｒは、独立して選択され、本明細書に記載されている。
【化4】
【化5】
【0016】
いくつかの実施形態において、シリコングリカンのグリコシド部分は、プルラン、マンナン、ガラクトマンナン、キシログルカン、キサンタン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースなど、ならびにそれらの組み合わせから選択される多糖を含み、および／またはそれらとして定義され得る。
【0017】
特定の実施形態において、シリコングリカンのグリコシド部分は、上記のオリゴ糖または多糖のうちの１つの誘導体（例えば、改質バージョンおよび／または改変バージョン）を含む。例えば、グリコシド部分は、疎水性改質多糖、カチオン性改質多糖、親水性改質多糖、共重合多糖、またはそれらの組み合わせであり得る。そのような改質は、一般的には、それに置換基を付加する（例えば、糖部分Ａがヘキソースを含む場合、Ｃ２、Ｃ３、および／またはＣ６位にあるものなどの天然のヒドロキシル部分を介して）ことによって、グリコシド内の糖部分Ａを改変する。特に、式（Ｉ）に関して上に紹介し、示したように、シリコングリカンの下付き文字ｘによって示された糖部分Ａは、以下に記載されるように、置換基Ｒ、および任意選択でエーテル部分Ｚを含む。例えば、Ｒは、グリコシド部分で下付き文字ｘによって示される任意の糖部分ＡにおいてＨであり得る。Ｒは、一般的に、特定の糖部分Ａが少なくとも１つの遊離ヒドロキシル置換基を有するように、任意の特定の糖部分Ａの各天然（すなわち、天然に存在するおよび／または非置換）糖のＨである。
【0018】
シリコングリカンのグリコシド部分が上記のような多糖誘導体を含む場合、少なくとも１つのＲは、置換または非置換のヒドロカルビル基、エーテル部分、およびアミン部分から選択される。しかし、本明細書の説明を考慮して、当業者によって理解されるように、シリコングリカンは、そのように定義された任意の数の置換基Ｒを含むことができ、グリコシド部分の糖部分Ａ、グリコシド部分のＤＳなどによってのみ限定される。
【0019】
Ｒのヒドロカルビル基に関して、「置換された」という用語は、炭化水素部分であって、１つまたは複数の水素原子のいずれかが、水素以外の原子（例えば、塩素、フッ素、臭素などのハロゲン原子）で置き換えられており、炭化水素の鎖内の炭素原子が、炭素以外の原子（すなわち、Ｒは、鎖内の１つまたは複数のヘテロ原子（例えば、酸素、硫黄、窒素など）を含む）で置き換えられている、または両方である、炭化水素部分を記述する。したがって、Ｒは、その炭素鎖／骨格内におよび／またはその上に（すなわち、付加され、および／または一体になって）置換基を有し得る炭化水素部分を含み、その結果Ｒがエーテル、アミンなどを含み得るか、またはそれらであり得ることが理解されよう。
【0020】
一般に、Ｒに適したヒドロカルビル基は、独立して、線状、分枝状、環状、またはそれらの組み合わせであり得る。環状ヒドロカルビル基は、アリール基、ならびに飽和環状基または非共役環状基を包含する。環状ヒドロカルビル基は、独立して、単環式または多環式であり得る。線状および分枝状ヒドロカルビル基は、独立して、飽和または不飽和であり得る。線状と環状ヒドロカルビル基との組み合わせの一例は、アラルキル基がある。ヒドロカルビル基の一般的な例として、アルキル基、アリール基、アルケニル基、ハロカーボン基など、ならびにそれらの誘導体、改質物、および組み合わせが挙げられる。適切なアルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル（例えば、イソ－プロピルおよび／またはｎ－プロピル）、ブチル（例えば、イソ－ブチル、ｎ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、および／またはｓｅｃ－ブチル）、ペンチル（例えば、イソペンチル、ネオペンチル、および／またはｔｅｒｔ－ペンチル）、ヘキシル、ドデシル、ヘキサデシルなど、ならびに６～１８個の炭素原子を有する他の線状もしくは分枝状の飽和炭化水素基が挙げられる。適切なアリール基の例としては、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ベンジル、およびジメチルフェニルが挙げられる。好適なアルケニル基としては、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、ヘプテニル、ヘキセニル、およびシクロヘキセニル基が挙げられる。適切な一価ハロゲン化炭化水素基（すなわち、ハロカーボン基）の例としては、ハロゲン化アルキル基、アリール基、およびそれらの組み合わせが挙げられる。好適なハロゲン化アルキル基の例としては、１つまたは複数の水素原子がＦまたはＣｌなどのハロゲン原子で置き換えられている上記のアルキル基が挙げられる。例えば、ハロゲン化アルキル基の特定の例としては、フルオロメチル基、２－フルオロプロピル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、４，４，４－トリフルオロブチル基、４，４，４，３，３－ペンタフルオロブチル基、５，５，５、４，４，３，３－ヘプタフルオロペンチル基、６，６，６，５，５，４，４，３，３－ノナフルオロヘキシル基、８，８，８，７，７－ペンタフルオロオクチル基、２，２－ジフルオロシクロプロピル基、２，３－ジフルオロシクロブチル基、３，４－ジフルオロシクロヘキシル基、３，４－ジフルオロ－５－メチルシクロヘプチル基、クロロメチル基、クロロプロピル基、２－ジクロロシクロプロピル基、および２，３－ジクロロシクロペンチル基、ならびにそれらの誘導体が挙げられる。好適なハロゲン化アリール基の例としては、１つまたは複数の水素原子がＦまたはＣｌなどのハロゲン原子で置き換えられている上記のアリール基が挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン化アリール基の具体例としては、クロロベンジル基およびフルオロベンジル基が挙げられる。
【0021】
特定の実施形態において、Ｒは、平均式－（ＯＣｎＨ２ｎ）ｍ－を有するエーテル部分を含みことができ、式中、下付き文字ｎは、独立して、下付き文字ｍで示される各部分において２～４から選択され、下付き文字ｍは、１～２００である。当業者は、さらなる基および／または代替基がエーテル部分に存在し得、それがシリコングリカンのグリコシド部分の有用性または特性を実質的に減少させないことを容易に理解する。特定の実施形態において、Ｒは、平均式－（ＯＣ２Ｈ４）ｑ（ＯＣ３Ｈ６）ｒ（ＯＣ４Ｈ８）ｓ－を有するポリエーテルを含むことができ、式中、下付き文字ｑ、ｒ、およびｓは、それぞれ独立して０～２００であるが、１≦ｑ＋ｒ＋ｓ≦６００であり、下付き文字ｑ、ｒ、およびｓで示される単位は、ポリエーテルにおいてランダム化形態またはブロック形態であり得る。特定の実施形態において、下付き文字ｑ、ｒ、およびｓのそれぞれは、４、独立して、０～１００、あるいは０～５０、あるいは０～２０であるが、ただし、上記を条件とする。特定の実施形態において、下付き文字ｑ、ｒ、およびｓは、それぞれ独立して、１≦ｑ＋ｒ＋ｓ≦３００、あるいは１≦ｑ＋ｒ＋ｓ≦２００、あるいは１≦ｑ＋ｒ＋ｓ≦６０になるように選択される。当業者は、上記の下付き文字ｍ、ｑ、ｒ、およびｓで示される部分が、任意の２つ以上のそのような部分がその中に存在する場合、Ｒがポリオキシアルキレンを含むようなオキシアルキレン単位であることを理解するであろう。したがって、Ｒは、ポリオキシアルキレン基、すなわち、複数のオキシアルキレン単位を含む部分から選択され得る。特定の実施形態において、下付き文字ｑ、ｒ、およびｓで示される各オキシアルキレン単位は、Ｒに存在する場合、独立して分枝状または線状であり得る。
【0022】
特定の実施形態において、Ｒは、第三級アミン部分、第四級アンモニウム部分（例えば、トリメチルアンモニウム部分）などのアミン部分、またはそれらの組み合わせを含み得る。第三級アミンは、式－ＮＲ’２を有し、式中、各Ｒ’が、独立して、置換および非置換のヒドロカルビル基ならびにエーテル部分（例えば、本明細書に記載のヒドロカルビル基およびエーテル部分のいずれか）から選択され、または各Ｒ’が、アミン部分が複素環（例えば、Ｎ－置換ピペリジン、モルホリンなど）を含むように、環状部分の一部であり、共に環状部分を形成する。そのような第三級アミン部分のカチオンは、そのプロトン化またはアルキル化形態であり、一般式－［Ｎ（Ｒ’）２Ｈ］＋または－［Ｎ（Ｒ’）３］＋を有し、式中、各Ｒ’は、独立して選択され、上記で定義されている。そのような実施形態において、選択された特定のＲ’に応じて、シリコングリカンのグリコシド部分は、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルアミノエチルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ－エチルピペリジンヒドロキシエチルセルロース、Ｎ－エチルモルホリンヒドロキシエチルセルロース、Ｎ－エチルピロリジンヒドロキシエチルセルロース、もしくはそれらの組み合わせを含み得る、および／またはそれらとして定義され得る。
【0023】
各Ｒは、シリコングリカンにおいて他のＲと同じであっても異なっていてもよいことを理解されたい。さらに、各Ｒは、その中に同じまたは異なる機能部分を含み得る。例えば、特定の実施形態において、各Ｒは、Ｈおよびアルキル基から選択され、各アルキル基は、必要に応じて、１つまたは複数の第三級アミノ部分および／または上記のポリオキシアルキレン基で（例えば、末端でおよび／またはペンダント状に）置換される。これらの実施形態において、各Ｒは、置換または非置換ヒドロカルビル基、エーテル部分、アミン部分、およびＨから選択されると言うことができ、当業者は、この説明を考慮して、Ｒに適した置換ヒドロカルビル基が、エーテルおよび／またはアミン部分を含み得ることを理解されよう。特定の実施形態において、各Ｒは、独立して、Ｈ、Ｃ１～Ｃ１８ヒドロカルビル基、ポリオキシアルキレン基、および第三級アミノ基から選択される。
【0024】
シリコングリカンは、置換基Ｚを含み得る。より具体的には、式（Ｉ）を参照すると、各下付き文字ｏは、独立して０または１であり、その結果、下付き文字ｘ、ｙ、およびｚで示される各糖部分Ａは、独立して置換基Ｚで置換され得る。これについては、以下でさらに詳しく説明する。特定の実施形態において、シリコングリカンは、下付き文字ｘで示される少なくとも１つの糖部分Ａを含み、ここでは下付き文字ｏは、１である。これらまたは他の実施形態において、シリコングリカンは、下付き文字ｘで示される少なくとも１つの糖部分Ａを含み、ここでは下付き文字ｏは、０である。これらまたは他の実施形態において、シリコングリカンは、下付き文字ｙで示される少なくとも１つの糖部分Ａを含み、ここでは下付き文字ｏは、１である。いくつかのそのような実施形態において、下付き文字ｏは、下付き文字ｙで示される各部分において１である。これらまたは他の実施形態において、本明細書の説明を考慮して理解されるように、下付き文字ｏは、下付き文字ｚで示される各部分において１である。
【0025】
一般に、各Ｚは、エーテル部分（以下、「エーテル部分Ｚ」という）を含む二価の連結基である。より具体的には、各エーテル部分Ｚは、独立して選択され、少なくとも１つ、あるいは少なくとも２つのエーテル基を含む任意のエーテル部分であり得る。各エーテル部分Ｚは、いずれかまたは他のエーテル部分Ｚと同じであり得る。一般的には、各エーテル部分Ｚのエーテル基（複数可）は、式－（ＣｔＨ２ｔＯ）ｕ－を有し、式中、下付き文字ｔは、下付き文字ｕで示される各部分において、独立して２～４で選択され、下付き文字ｕは、１～５０である。特定の実施形態において、下付き文字ｕは、１～２５、あるいは１～１０、あるいは１～５である。特定の実施形態において、各下付き文字ｔは、２であり、各下付き文字ｕは、１であり、その結果、各エーテル部分Ｚは、エチルエーテルを含み、シリコングリカンのグリコシド部分は、ヒドロキシエチルセルロースを含み得る、および／またはそのように定義され得る。いくつかの実施形態において、下付き文字ｏおよびエーテル部分Ｚは、シリコングリカンのグリコシド部分が、カルボキシメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなど、またはそれらの組み合わせとして含み得るか、またはそのように定義され得るように、集合的に選択され得る。これらの例を考慮して、当業者は、エーテル部分Ｚが、二価炭化水素連結基（例えば、メチレン、エチレン、およびプロピレン連結基など）などのエーテル基（複数可）に加えて基を含み得ることを理解されよう。
【0026】
シリコングリカンのグリコシド部分は、アミノエチルサッカライド部分を含み得る。特に、式（Ｉ）を参照すると、シリコングリカンは、下付き文字ｙで示される糖部分Ａを含むことができ、それぞれ、サブ式－ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｈ）Ｒ１のアミノエチル部分を含み、式中、Ｒ１は、ヒドロカルビル基またはＨである。より具体的には、各Ｒ１は、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基およびＨから選択される。適切なヒドロカルビル基の例としては、置換基Ｒに関して上記記載のものが挙げられる。特定の実施形態において、各Ｒ１は、Ｒ１がアルキルである場合、アミノエチル部分が、さらにＮ－アルキルアミノエチル部分として定義されるように、独立して、Ｈおよびアルキル基から選択される。特定の実施形態において、各Ｒ１は互いに同じである。例えば、いくつかのそのような実施形態において、各Ｒ１は、ＨまたはＣ１～Ｃ４ヒドロカルビル基である。特定の実施形態において、各Ｒ１は、Ｈである。いくつかの実施形態において、各Ｒ１は、エチルまたはメチルである。
【0027】
特定の実施形態において、アミノエチル部分のいくつかはプロトン化され、したがってサブ式－ＣＨ２ＣＨ２－［Ｎ（Ｈ）２Ｒ１］＋になる。シリコングリカンにおいてプロトン化されたアミノエチル部分の比率は、アミノエチル置換度によってのみ限定され、当業者が選択することができる（例えば、シリコングリカンの調製中、酸とそれとを組み合わせてシリコングリカンを調製した後など）。
【0028】
式（Ｉ）を引き続き参照すると、上で紹介したように、下付き文字ｚで示される糖部分Ａは、サブ式－ＣＨ２ＣＨ２－Ｗ－Ｙの部分を含み、式中、Ｗは、二価のベータ－アミノアルコール部分（以下「ベータ－アミノアルコール部分Ｗ」）であり、Ｙは、有機ケイ素部分（以下「有機ケイ素部分Ｙ」）である。
【0029】
各ベータ－アミノアルコール部分Ｗは、任意のベータ－アミノアルコール部分Ｗが、シリコングリカンに存在する他のベータ－アミノアルコール部分Ｗと同じであっても異なっていてもよいように、独立して選択される。特に、各ベータ－アミノアルコール部分Ｗは、そのアルコール基の位置に関して線状または分枝状であり得、アミン基でプロトン化または非プロトン化され得る（すなわち、アミンカチオンまたはアンモニウムカチオンを含む）。例えば、各ベータ－アミノアルコール部分Ｗは、独立して、以下の式のうちの１つを有することができ、
式中、各Ｒ１は、独立して選択され、上記で定義されている。
【化6】
【0030】
各有機ケイ素部分Ｙは、各有機ケイ素部分Ｙがいずれの、または他の有機ケイ素部分Ｙのいずれかと同じであり得るように、独立して選択される。特定の実施形態において、各有機ケイ素部分Ｙは、少なくとも１つ、あるいはそれぞれ、他の有機ケイ素部分Ｙと同じである。有機ケイ素部分Ｙは、一般に、構造および／または組成に関して限定されることはなく、少なくとも１つ、あるいは少なくとも２つの有機ケイ素基を含む任意の部分であり得る。例えば、有機ケイ素部分Ｙは、有機シリル基、有機シロキサン基、またはそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態において、有機ケイ素部分Ｙは、それ自体が有機ケイ素基と見なされる。
【0031】
いくつかの実施形態において、少なくとも１つ、あるいは少なくとも２つ、あるいはそれぞれの有機ケイ素部分Ｙは、シラン部分を含むか、あるいはシラン部分である。そのような実施形態において、シラン部分は、一般的には、以下の一般式を有し、
式中、Ｄ１は、２価の連結基であり、各Ｒ２は、独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基、アルコキシ基、およびシロキシ基から選択される。
【化7】
【0032】
一般に、Ｄ１は、独立して、任意の有機ケイ素部分Ｙに存在する各シラン部分において選択される。一般的には、Ｄ１は、任意選択で、例えば、アルコキシ基、シロキシ基、シリル基、アミノ基、アミド基、アセトキシ基、およびアミノキシ基で改質または置換され得る二価の置換または非置換の炭化水素基から選択される。Ｄ１は、線状でも分枝状であってもよい。分枝状の場合、Ｄ１は、シロキサンセグメントまたはシラン部分（すなわち、上記の一般的なシラン部分の式において、サブ式－ＳｉＲ２
３で表されるシラン以外）に任意選択で結合（例えば、架橋）され得る。いくつかの実施形態において、Ｄ１は、Ｃ１～Ｃ２０炭化水素基である。しかし、Ｄ１は、少なくとも１つのヘテロ原子を有する骨格を含む炭化水素基であり得る（例えば、Ｏ、Ｎ、Ｓなど）。例えば、いくつかの実施形態において、Ｄ１は、エーテル部分を含む骨格を有する炭化水素である。
【0033】
各Ｒ２は、独立して選択され、線状、分枝状、環状、またはそれらの組み合わせであり得る。独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基、アルコキシおよびシロキシ基から選択されるが、各Ｒ２は、本明細書の説明から理解されるように、ヒドロカルビル基およびシロキシ基の組み合わせなどのそれらの組み合わせを含み得る。Ｒ２として使用するための適切な置換または非置換のヒドロカルビル基の例は、一般式（Ｉ）のＲに関して上に記載されている。適切なアルコキシ基の例としては、一般式－Ｏ－Ｒを有するものが挙げられ、式中、Ｒは、上記で定義されている。適切なアルコキシ基の特定の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、フェノキシなどが挙げられる。適切なシロキシ基の例としては、［Ｍ］、［Ｄ］、［Ｔ］、および［Ｑ］単位が挙げられ、これらは、当技術分野で理解されるように、それぞれ、有機ポリシロキサンに存在する個々の官能性の構造単位を表す。より具体的には、以下の一般的な構造部分で示すように、［Ｍ］は、一般式Ｒ３
３ＳｉＯ１／２の単官能単位を表し、［Ｄ］は、一般式Ｒ３
２ＳｉＯ２／２の二官能性単位を表し、［Ｔ］は、一般式Ｒ３ＳｉＯ３／２の三官能性単位を表し、［Ｑ］は、一般式ＳｉＯ４／２の四官能性単位を表す：
【化8】
【0034】
これらの一般的な構造部分において、各Ｒ３は、独立して一価または多価の置換基である。当技術分野で理解されるように、各Ｒ３に適した特定の置換基は、限定されるものではなく、単原子または多原子、有機または無機、線状または分枝状、置換または非置換、芳香族、脂肪族、飽和または不飽和、およびそれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されるものではない。
【0035】
通常、各Ｒ３は、独立して、ヒドロカルビル基およびシロキシ基から選択される。Ｒ３によって表されるヒドロカルビル基（複数可）は、存在する場合、置換または非置換であり得、Ｒに適したヒドロカルビル基の例に関して上述したように、脂肪族、芳香族、環状、脂環式などであり得、Ｒ３に関して使用するのに適したものの同様の例示である。Ｒ３によって表されるシロキシ基は、存在する場合、置換または非置換であり得、あるいは、［Ｍ］、［Ｄ］、［Ｔ］、および［Ｑ］単位の任意の組み合わせを含み得る（すなわち、シラン部分は、分枝状および／またはデンドリマー状シロキサンを含み得る）。
【0036】
いくつかの実施形態において、シリコングリカンの少なくとも１つの、あるいは少なくとも２つの、あるいはそれぞれの有機ケイ素部分Ｙは、有機ポリシロキサンを含むか、あるいは、有機ポリシロキサンである。そのような実施形態において、有機ポリシロキサンは、一般的に、以下の式を有し、
［Ｒ３ ３ＳｉＯ１／２］ａ［Ｒ３ ２ＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｃ［ＳｉＯ４／２］ｄ
式中、各Ｒ３は、上記で定義されているが、ただし、少なくとも１つのＲ３は、ベータ－アミノアルコール部分Ｗに結合したシリコン結合二価連結基であり、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、それぞれａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１となるようなモル分率であるが、ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＞０である。
［Ｒ３ ３ＳｉＯ１／２］ａ［Ｒ３ ２ＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｃ［ＳｉＯ４／２］ｄ
式中、各Ｒ３は、上記で定義されているが、ただし、少なくとも１つのＲ３は、ベータ－アミノアルコール部分Ｗに結合したシリコン結合二価連結基であり、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、それぞれａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１となるようなモル分率であるが、ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＞０である。
【0037】
上記で紹介し、説明したように、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄで示されるシロキシ部分は、それぞれ、［Ｍ］、［Ｄ］、［Ｔ］、および［Ｑ］シロキシ単位に対応することを当業者は理解されよう。いくつかの実施形態において、有機ポリシロキサンは、繰り返し［Ｄ］単位を含む、すなわち、下付き文字ｂ＞０である。これらの実施形態において、下付き文字ｂは、一般的には、０．３～１（例えば、０．３≦ｂ≦１）、例えば、０．３～０．９９９９、あるいは０．３～０．９９９、あるいは０．３～０．９９、あるいは０．３～０．９、あるいは０．５～０．９９９、あるいは０．６～０．９９９、あるいは０．７～０．９９、あるいは０．８～０．９９、あるいは０．８５～０．９９、あるいは０．９～０．９９の値である。下付き文字ａは一般的に、０～０．１（０≦ａ≦０．１）、例えば、０～０．０９９、あるいは０～０．０９、あるいは０～０．０８５、あるいは０～０．０８、あるいは０～０．０７５、あるいは０～０．０７、あるいは０～０．０６５、あるいは０～０．０６、あるいは０～０．０５５、あるいは０～０．０５、あるいは０．００１～０．０５、あるいは０．００２～０．０５、あるいは０．００５～０．０１の値である。下付き文字ｃおよびｄは一般的に、それぞれ独立して選択された０～０．１の値（例えば、０≦ｃ≦０．１および０≦ｄ≦０．１）、例えば、０～０．０９、あるいは０～０．０７５、あるいは０～０．０５、あるいは０～０．０２５、あるいは０～０．００９、あるいは０～０．００１、あるいは０～０．０００１である。特定の実施形態において、有機ポリシロキサンは、線状シロキサンセグメントを含み、下付き文字ｂが０．９～１であり、下付き文字ａが０～０．１であり、下付き文字ｃおよびｄがそれぞれ０である。有機ポリシロキサンが繰り返し［Ｄ］単位を含む場合、任意の１つのシロキサンセグメント中の特定の［Ｄ］単位の数（すなわち、重合度、ＤＰ）は限定されない。一般的には、そのようなシロキサンセグメントは、１～７００の繰り返し［Ｄ］単位、例えば２～６００、あるいは２～５００、あるいは５～４００、あるいは５～３００、あるいは１０～２５０、あるいは１０～２００、あるいは１５～１５０、あるいは１５～１００、あるいは１５～５０の繰り返し［Ｄ］単位を含む。
【0038】
上記のシラン部分および有機ポリシロキサンの両方に関して（すなわち、いずれかまたは両方が有機ケイ素部分Ｙにおいてまたは有機ケイ素部分Ｙとして利用される場合）、［Ｍ］、［Ｄ］、［Ｔ］、および［Ｑ］単位の存在および比率は、独立して、シラン部分の各シリル置換基の各Ｒ３の特定の置換基として、ならびに任意の特定のシロキシ単位（例えば、下付き文字ａ、ｂ、およびｃで示されるもの）の各Ｒ３の特定の置換基として選択される。例えば、有機ポリシロキサンが線状有機ポリシロキサンである場合など、有機ポリシロキサンの直線性を高めるために、一般的に、０またはその付近の［Ｔ］および［Ｑ］単位の比率が選択される。このような有機ポリシロキサンは、一般的に線状、または実質的に線状であるが、［Ｔ］および／または［Ｑ］単位（例えば、ｃ＋ｄ＞０の場合）に起因するいく分かの分枝を含み得る。逆に、有機ポリシロキサンが樹脂である場合、［Ｔ］および／または［Ｑ］単位の比率は、０より大きくなるように選択される。したがって、当業者は、シロキサンセグメントの組成を選択して、例えば、特定の有機ポリシロキサンの所望の特性と、シリコングリカン、それと共に調製されるエマルジョンの特定の相（例えば、非水相、連続相、および／もしくはシリコーン相）および／またはエマルジョン自体、シリコングリカンを含む配合物、そのような配合物から形成されるコーティング、ならびにそれらの組み合わせのいずれの所望の特性／意図される特性ならびに／または特徴（例えば、物理的、化学的、美的など）とに基づいて、有機ポリシロキサンの組成、したがってシリコングリカンを制御することになる。例えば、シリコングリカンが高い融点および／または軟化点を有すること、またはそれを用いて調製された配合物が特定の形態（例えば、固体、ゲルなどの形態）であることが望ましいことがあり、シリコングリカンの有機ポリシロキサンの組成を選択することにより、当業者がそのような望ましい特性の範囲を達成することが可能になり得る。一般に、線状シロキサンセグメントが有機ケイ素部分Ｙで利用される場合、本開示によるシリコングリカンを含む組成物から形成される層またはコーティングは、一般的に、有機ポリシロキサンが［Ｔ］および／または［Ｑ］単位に起因する分枝形成の増加を含む実施形態と比較して、感触の改善（例えば、快適な堆積物）および柔軟性を有する。樹脂状有機ポリシロキサンが有機ケイ素部分Ｙにおいて、または有機ケイ素部分Ｙとして使用される場合、本開示によるシリコングリカンを含む組成物で／から形成される生成物は、一般的には、より線状のシロキサンセグメントが利用される実施形態と比較して、硬度および移動抵抗が増加する。
【0039】
シリコングリカンを調製する方法も提供し、以下、一般に「調製方法」と呼ぶこととする。調製方法は、（Ａ）アミノエチル多糖と、（Ｂ）エポキシド官能性有機ケイ素化合物とを反応させてシリコングリカンを得ることを含む。
【0040】
本明細書の説明を考慮して当業者によって理解されるように、調製方法で利用されるアミノエチル多糖（Ａ）は、上記のグリコシド部分に対応するシリコングリカンの一部を形成する。同様に、調製方法で利用されるエポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、有機ケイ素部分Ｙに対応するシリコングリカンの一部を形成する。以下でさらに詳細に説明するように、ベータ－アミノアルコール部分Ｗは、一般に、成分（Ａ）と（Ｂ）との反応によって形成される。
【0041】
アミノエチル多糖（Ａ）は、以下の一般式（ＩＩ）を有し、
式中、各Ａ、Ｚ、Ｒ、Ｒ１、および下付き文字ｏは、独立して選択され、式（Ｉ）に関して上記で定義されており、下付き文字ｘは、≧０～＜１であり、下付き文字ｙ’は、＞０～１であるが、ただしｘ＋ｙ’＝１であり、下付き文字ｘおよびｙ’で示される部分は、アミノエチル多糖（Ａ）においてランダム化形態またはブロック形態であり得る。
【化9】
【0042】
アミノエチル多糖（Ａ）は、特に限定されることはなく、一般に上記の式（Ｉ）のグリコシド部分に対応する。例えば、式（Ｉ）の下付き文字ｙで示される糖部分Ａに関して上記のとおり、式（ＩＩ）のアミノエチル多糖（Ａ）の各Ｒ１は、独立して、ヒドロカルビル基およびＨから選択される。同様に、特定の実施形態において、少なくとも１つのＲ１は、アミノエチル多糖（Ａ）がＮ－アルキルアミノエチル多糖としてさらに定義され得るように、アルキル基（例えば、Ｃ１～Ｃ４アルキル基）である。
【0043】
特定の実施形態において、アミノエチル多糖（Ａ）のアミノエチル部分のいくつか（すなわち、上記の一般式（ＩＩ）のサブ式－ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｈ）Ｒ１によって表されるもの）は、プロトン化されており、したがって、サブ式－ＣＨ２ＣＨ２－［Ｎ（Ｈ）２Ｒ１］＋である。アミノエチル多糖（Ａ）においてプロトン化されたアミノエチル部分の比率は、アミノエチル置換度によってのみ限定され、当業者が選択することができる（例えば、アミノエチル多糖（Ａ）の調製中、その中和量を限定することによって、アミノエチル多糖（Ａ）調製後、酸との組み合わせによって）。
【0044】
成分（Ａ）および（Ｂ）のそれぞれは、得られるか、または形成され得る。特定の実施形態において、調製方法は、アミノエチル多糖（Ａ）を調製することを含む。特に、調製方法は、（Ａ１）ヒドロキシル官能性多糖と、（Ａ２）ハロゲン化アジリジニウム化合物とを反応させてアミノエチル多糖（Ａ）を得ることを含み得る。そのような実施形態において、アミノエチル多糖（Ａ）は、シリカングリカンの調製方法における中間体として定義され得るか、さもなければ考慮され得る。
【0045】
本明細書の説明を考慮して当業者によって理解されるように、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、アミノエチル多糖（Ａ）の多糖部分を、最終的にはシリカングリカンのグリコシド部分を形成する。したがって、グリコシド部分に関する上記の説明は、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）が、上記のオリゴ糖または多糖のいずれかを含み得るように、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）に同様に適用される。例えば、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、グリコーゲン、親水コロイド、デンプン、加工デンプンなど、またはそれらの組み合わせを含み得るか、あるいは本質的にそれらからなる。いくつかの実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、ヒドロキシアルキルセルロースエーテルを含む。そのような実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、単一種類のヒドロキシアルキル基、または２種類以上のヒドロキシアルキル基を含み得る。例えば、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、２－ヒドロキシエチル基、２－ヒドロキシプロピル基、３－ヒドロキシプロピル基など、またはそれらの組み合わせを含み得る。特定の実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、プルラン、マンナン、ガラクトマンナン、キシログルカン、キサンタン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースなど、ならびにそれらの組み合わせを含むか、あるいはそれらである。
【0046】
ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、疎水性改質多糖、カチオン性改質多糖、親水性改質多糖、共重合多糖、またはそれらの組み合わせなど、上記で定義されたオリゴ糖または多糖のうちの１つの改質／誘導体（例えば、改質バージョンおよび／または改変バージョン）を含み得る、あるいはそれらであり得る。そのような多糖の特定の例としては、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルアミノエチルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノプロピルヒドロキシエチルセルロース、Ｎ－エチルピペリジンヒドロキシエチルセルロース、Ｎ－エチルモルホリンヒドロキシエチルセルロース、Ｎ－エチルピロリジン、ヒドロキシエチルセルロースなど、ならびにそれらの誘導体、改質物、および組み合わせが、挙げられる。
【0047】
特定の実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、ヒドロキシルエチルセルロースである。そのような実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、例えば炭化水素部分、ポリオキシアルキレン部分、および／またはそれに付加されるアミン部分を介して、カチオン性、疎水性、および／または親水性に改質され得る。
【0048】
ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）の置換度（例えば、その中の糖部分Ａあたりのヒドロキシル官能性、ヒドロキシアルキル基の数、第四級アンモニウム基の数などに関して）は、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）の分析によって決定される。当業者によって理解されるように、そのような分析としては、例えば、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４７９４－９４（２０１７）に概説されているＺｅｉｓｅｌガスクロマトグラフィー（ＧＣ）技術を介したエトキシルおよび／またはヒドロキシエトキシル置換（例えば、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）がセルロースエーテルである場合）を決定すること、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ３８７６－９６（２０１３）などに概説されているＺｅｉｓｅｌ ＧＳ技術を介してメトキシルおよび／またはヒドロキシプロポキシル置換（例えば、ヒドロキシル官能性多糖Ａ１がセルロースエーテルである場合）を決定すること、またはそれらの組み合わせを含み得る。そのような技術は、当技術分野で知られており、例えば、利用されるヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）の種類、それに付加される官能基、その置換度などに基づいて、当業者によって独立して選択される。
【0049】
特定の実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、糖部分Ａあたり０．５０～４．０ Ｃ１～Ｃ６アルキルエーテル基、例えば、０．５～２．５、あるいは０．５～３．５、あるいは１．０～２．５、あるいは１．５～２．５の平均置換度を有するヒドロキシルアルキルセルロースエーテルである。
【0050】
ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、一般的に、少なくとも約２５００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。特定の実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、少なくとも２５００、あるいは少なくとも５０００、あるいは少なくとも１０，０００、あるいは少なくとも２５，０００、あるいは少なくとも５０，０００、あるいは少なくとも７５，０００のＭｗを有する。これらまたは他の実施形態において、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）は、７０，０００～３，０００，０００、例えば、１００，０００～１，５００，０００、あるいは１５０，０００～１，０００，０００のＭｗを有し得る。重量平均分子量は、Ｗ．Ｇａｏ，Ｘ．Ｍ．Ｌｉｕ，およびＲ．Ａ．Ｇｒｏｓｓ，Ｐｏｌｙｍ．Ｉｎｔ．，５８，１１１５－１１１９（２００９）に記述されているように、多角度光散乱（ＭＡＬＬＳ）検出技術を備えたゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して容易に決定できる。
【0051】
ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、以下の一般式を有し、
式中、Ｒ１は、上記で定義されており、－Ｘは、塩化物または臭化物である。当業者によって理解されるように、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、アミノエチル多糖（Ａ）のサブ式－ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｈ）Ｒ１のアミノエチル部分を形成する。したがって、Ｒ１の範囲および限定に関する上記の説明は、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）に関しても同様に適用可能である。特定の実施形態において、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、アジリジニウム、Ｎ－メチルアジリジニウム、Ｎ－エチルアジリジニウム、Ｎ－プロピルアジリジニウム、Ｎ－ブチルアジリジニウム、およびそれらの組み合わせから選択されるカチオンの塩化物および／または臭化物塩から選択される。特定の実施形態において、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、塩化アジリジニウムまたは塩化Ｎ－メチルアジリジニウムを含むか、あるいはそれらである。
【化10】
【0052】
ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、当業者が既知の任意の方法によって調製され得るか、または別の方法で得られ得る。例えば、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、対応するベータハロエチルアミンのハロゲン化物塩を化学量論量の塩基（例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）で中和することによってその場で形成され得る。
【0053】
ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）およびハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、様々な量で反応して、アミノエチル多糖（Ａ）を形成し得る。一般的には、成分（Ａ２）は、アルキル化される（Ａ１）のヒドロキシル基の数に基づいて、少なくとも１：１の化学量論比で利用される。したがって、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）の量は、一般的には、当業者によって理解されるように、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）の量、重合度、および／または置換度に基づいて選択される。アミノエチル多糖（Ａ）のアミノエチル置換度を最大化するために、成分（Ａ２）の過剰または総過剰を利用することができる。例えば、成分（Ａ１）および（Ａ２）は、１：≧１の化学量論比（Ａ１：Ａ２）で、成分（Ａ１）の遊離ヒドロキシル置換度が≦１の場合でも、利用することができる。より高いまたはより低い比も利用することができる。
【0054】
ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）およびハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）は、（例えば、利用されている特定のヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）および／またはハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）、形成される特定のアミノエチル多糖（Ａ）などを考慮して）独立して選択される様々な条件下で反応し得る。例えば、成分（Ａ１）および（Ａ２）の反応の温度および／または雰囲気は、独立して選択され得る。より具体的には、成分（Ａ１）および（Ａ２）は、周囲条件下で、制御された雰囲気下で（例えば、Ｎ２下、アルゴン下、など）、高温で（例えば、＞２５℃で、例えば、３０～１５０、あるいは３０～１００、あるいは５０～１００、あるいは７０～１００、あるいは５０～８５℃などで）、またはそれらの組み合わせで反応し得る。特定の実施形態において、反応成分（Ａ１）および（Ａ２）は、３０分～２４時間、例えば１～１２時間、あるいは２～６時間の時間で行われる。しかし、当業者によって理解されるように、利用される特定の時間は、これらの範囲とは異なる場合があり、反応のサイズ／規模、反応が行われる特定の成分、および利用される他の反応条件に基づいて選択される。
【0055】
成分（Ａ１）および（Ａ２）は、反応が溶液、エマルジョン、懸濁液、スラリー、二相混合物中で、またはそれらの組み合わせで行われるように、担体液（例えば、溶媒、希釈剤、ビヒクル、またはそれらの組み合わせ）の存在下で反応され得る。利用される特定の溶媒、担体、および／または希釈剤、ならびに使用されるそれらのそれぞれの量は、独立して、例えば、利用される特定のヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）および／またはハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）、形成される特定のアミノエチル多糖（Ａ）などに基づいて、当業者によって選択される。例えば、多糖の反応は、例えば、多糖が極性の有機希釈液に懸濁されているが溶解されていない状態で不均質に行われ得ることを当業者は理解されよう。しかし、反応の様々な成分は、均質な混合物として（すなわち、それと不均質な反応混合物を形成する前に）使用することができる。
【0056】
成分（Ａ１）および（Ａ２）の反応における希釈剤中で、または希釈剤としての使用など、担体液中でまたは担体液としての使用に適した成分の例としては、一般に水溶性極性有機溶媒が挙げられる。特定の実施形態において、希釈剤は、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、２－メチル－２－プロパノール、２－ブタノン、テトラヒドロフラン、アセトン、またはそれらの組み合わせを含む。しかし、本明細書でさらに詳細に記載されているもののいずれなど、追加のおよび／または代替の担体液および／または希釈剤も利用することができる。
【0057】
反応中の特定の溶媒（例えば、水、プロトン化溶媒など）の含有量は、特に希釈剤を使用する場合（例えば、不均一反応において）、多糖の膨潤をもたらすように調整することができる。したがって、反応内の希釈剤、水などの量は、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）の十分な膨潤を達成するように特定の成分（例えば、成分（Ａ１）、（Ａ２）、塩基など）を考慮して選択され、その結果、ハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）によるそのアルキル化がそれに応じて進行し得る。
【0058】
アミノエチル多糖（Ａ）のアミノエチル置換度は、変化し得、例えば、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）のヒドロキシル置換度、利用されるハロゲン化アジリジニウム化合物（Ａ２）の均等物、成分（Ａ１）と（Ａ２）とを反応せる条件などによって、選択され、および／または制御され得る。一般的に、アミノエチル多糖（Ａ）は、糖部分Ａあたり０．０５～１のアミノエチル基の平均置換度、例えば、０．０７５～０．７５、あるいは、０．０７５～０．６、あるいは０．０９～０．６、あるいは０．１～０．６、あるいは０．１～０．５、あるいは０．１５～０．４５を有する。アミノエチル多糖（Ａ）のアミノエチル置換度は、当技術分野で知られている様々な技術によって決定することができる。例えば、アミノエチル多糖（Ａ）の窒素含有量（例えば、Ｋｊｅｌｄａｈｌ法で決定される）を直接利用するか、または（例えば、ヒドロキシル官能性多糖（Ａ１）の窒素含有量に基づいて）調整して、アミノエチル多糖（Ａ）のアミノエチル置換度を確認することができる。
【0059】
エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、以下の一般式を有し、
式中、Ｙは、独立して選択された有機ケイ素部分であり、Ｄ２は、２価の連結基である。
【化11】
【0060】
一般に、Ｄ２は、任意選択で、例えば、アルコキシ基、シロキシ基、シリル基、アミノ基、アミド基、アセトキシ基、およびアミノキシ基で改質または置換され得る二価の置換または非置換炭化水素基から選択される。Ｄ２は、線状でも分枝状であってもよい。いくつかの実施形態において、Ｄ２は、Ｃ１～Ｃ２０炭化水素基である。しかし、Ｄ２は、少なくとも１つのヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、Ｓなど）を有する骨格を含む炭化水素基であり得る。例えば、いくつかの実施形態において、Ｄ２は、エーテル部分を含む骨格を有する炭化水素である。いくつかのそのような実施形態において、Ｄ２は、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）がグリシジルエーテルを含むように選択される。
【0061】
エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）の有機ケイ素部分Ｙは、すなわち、式（Ｉ）に関して上記したように、シリコングリカンの有機ケイ素部分Ｙに等しい。したがって、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）の有機ケイ素部分Ｙは、シリル部分、有機ケイ素部分、またはその両方を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、以下の式を有し、
式中、各Ｄ２およびＲ２は、独立して選択され、上記で定義されている。特定の実施形態において、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、以下の式を有し、
［Ｒ３ ３ＳｉＯ１／２］ａ［Ｒ３ ２ＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｃ［ＳｉＯ４／２］ｄ
式中、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄ、ならびに各Ｒ３は、独立して選択され、上記で定義されているが、ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、少なくとも１つのＲ３がエポキシド官能基を含む。特定の実施形態において、例えば、少なくとも１つのＲ３は、上記の二価連結基Ｄ２である。
【化12】
［Ｒ３ ３ＳｉＯ１／２］ａ［Ｒ３ ２ＳｉＯ２／２］ｂ［Ｒ３ＳｉＯ３／２］ｃ［ＳｉＯ４／２］ｄ
式中、下付き文字ａ、ｂ、ｃ、およびｄ、ならびに各Ｒ３は、独立して選択され、上記で定義されているが、ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、少なくとも１つのＲ３がエポキシド官能基を含む。特定の実施形態において、例えば、少なくとも１つのＲ３は、上記の二価連結基Ｄ２である。
【0062】
アミノエチル多糖（Ａ）およびエポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、様々な量で反応して、シリコングリカンを形成することができる。一般的に、成分（Ｂ）は、例えば、成分（Ｂ）のエポキシドへの成分（Ａ）のエチルアミノ基アミンの開環付加を介して、アルキル化される成分（Ａ）のエチルアミノ基の数に基づいて、少なくとも１：１の化学量論比で利用され、それにより上記のベータ－アミノアルコールＷ部分が形成される。したがって、当業者によって理解されるように、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）の量は、一般的に、アミノエチル多糖（Ａ）の量、重合度、および／または置換度に基づいて選択される。シリコングリカンのシリコン置換度を最大化するために、成分（Ｂ）の過剰または総過剰を利用することができる。例えば、成分（Ａ）および（Ｂ）は、１：≧１の化学量論比（Ａ：Ｂ）で、成分（Ａ）のアミノエチル置換度が≦１の場合でも、利用することができる。より高いまたはより低い比も利用され得る。例えば、いくつかの実施形態において、成分（Ａ）および（Ｂ）を、≧１：１の化学量論比（Ａ：Ｂ）で利用して、例えば、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）のアミノエチル多糖（Ａ）への相対的なグラフト効率を高めることができる。
【0063】
アミノエチル多糖（Ａ）およびエポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、当業者によって理解されるように、様々な条件下で反応させることができ、独立して選択されることができる（例えば、利用される特定の化合物（Ａ）および／または（Ｂ）を考慮して、形成される特定のシリコングリカン、反応のサイズなど）。例えば、成分（Ａ）および（Ｂ）の反応の温度および／または雰囲気は、独立して選択され得る。より具体的には、成分（Ａ）および（Ｂ）は、周囲条件下で、制御された雰囲気（例えば、Ｎ２、アルゴンなど）下で、高温で（例えば、＞２５℃、例えば、３０～１５０、あるいは３０～１００、あるいは５０～１００、あるいは５０～９０、あるいは６０～８０℃）、またはそれらの組み合わせで、反応させることができる。反応温度は、反応の特定の成分に基づいて選択され、したがって、蒸発損失（例えば、揮発性成分の）を最小限に抑えるため、還流を達成するため（すなわち、適切な反応器内で行われる場合）、揮発性成分を追い出すため、またはそれらを組み合わせるために（例えば、温度ランピングを使用することにより）選択することができる。特定の実施形態において、反応は、周囲温度および／または室温（例えば、２０～約３０、あるいは２２～２８、あるいは２４～２６℃）で行われる。
【0064】
アミノエチル多糖（Ａ）およびエポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）は、３０分～１００時間などの任意の時間で反応させることができる。例えば、特定の実施形態において、成分（Ａ）と（Ｂ）との反応は、４時間～４８時間、例えば５、８、１２、１６、２０、２４、２８、３２、３６、４０、４４、または４７時間の間、行われる。いくつかの実施形態において、５０、６０、７０、８０、または９０時間など、４８～１００時間の間利用される。しかし、当業者によって理解されるように、使用される特定の時間は、これらの範囲とは異なる場合があり、反応のサイズ／規模、使用される特定の成分（Ａ）および（Ｂ）、および選択される他の反応条件に基づいて選択されることになる。特定の実施形態において、反応成分（Ａ）および（Ｂ）は、０．５～２４時間、例えば１～１８時間、あるいは１～１２時間、あるいは１～６時間の間行われる。
【0065】
成分（Ａ）および（Ｂ）は、例えば、多相（例えば、二相性）反応などの不均一な条件下で反応させることができる。一般的に、成分（Ａ）および（Ｂ）は、多成分希釈剤であり得る希釈剤の存在下で不均一に反応される。一般に、希釈剤は、アミノエチル多糖（Ａ）を膨潤させるが溶解しないように、成分（Ｂ）の担体として機能するように、またはその両目的で選択される。したがって、希釈剤の特定の成分は、利用される特定のアミノエチル多糖（Ａ）（例えば、その溶解性、膨潤性、および／または反応性に依存する）および／または利用される特定の有機ケイ素化合物（Ｂ）（例えば、溶解性および／またはそのシラン部分の官能性）に基づいて選択される。
【0066】
希釈剤は通常、有機溶媒を含む。有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、およびｎ－プロパノールなどのアルコール；アセトン、メチルエチルケトン、およびメチルイソブチルケトンなどのケトン；ベンゼン、トルエン、およびキシレンなどの芳香族炭化水素；ヘプタン、ヘキサン、およびオクタンなどの脂肪族炭化水素；プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ－ブチルエーテル、プロピレングリコールｎ－プロピルエーテル、およびエチレングリコールｎ－ブチルエーテルなどのグリコールエーテル；ジクロロメタン、１，１，１－トリクロロエタン、および塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素；クロロホルム；ジメチルスルホキシド；ジメチルホルムアミド、アセトニトリル；テトラヒドロフラン；揮発油；ミネラルスピリット；ナフサ；ｎ－メチルピロリドンなど、ならびにそれらの誘導体、改質物、およびそれらの組み合わせを含むものが挙げられる。一般的に、有機溶媒は、水と親和性のある溶媒などの極性有機溶媒である。特定の実施形態で利用されるそのような極性有機溶媒の特定の例としては、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、２－メチル－２－プロパノール、２－ブタノン、テトラヒドロフラン、アセトン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【0067】
いくつかの実施形態において、希釈剤は、シリコーン流体を含む。そのような実施形態において、シリコーン流体は、一般的に、低粘度および／または揮発性シロキサンであり、例えば、低粘度有機ポリシロキサン、揮発性メチルシロキサン、揮発性エチルシロキサン、揮発性メチルエチルシロキサンなど、またはそれらの組み合わせである。一般的に、シリコーン流体は、２５℃で１～１，０００ｍｍ２／秒の範囲の粘度を有する。いくつかの実施形態において、シリコーン流体は、一般式（Ｒ４Ｒ５ＳｉＯ）ｅを有するシリコーンを含み、式中、各Ｒ４およびＲ５は、独立して、Ｈ、および置換または非置換ヒドロカルビル基から選択され、下付き文字ｅは、３～８である。好適なシリコーン流体の具体例としては、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、ドデカメチルペンタシロキサン、テトラデカメチルヘキサシロキサン、ヘキサデメチルヘプタシロキサン、ヘプタメチル－３－｛（トリメチルシリル）オキシ）｝トリシロキサン、ヘキサメチル－３，３、ビス｛（トリメチルシリル）オキシ｝トリシロキサンペンタメチル｛（トリメチルシリル）オキシ｝シクロトリシロキサン、ならびにポリジメチルシロキサン、ポリエチルシロキサン、ポリメチルエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、カプリリルメチコン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘプタメチルオクチルトリシロキサン、ヘキシルトリメチコンなど、ならびにそれらの誘導体、改質物、およびそれらの組み合わせが挙げられる。適切なシリコーン流体のさらなる例としては、５ｘ１０－７～１．５ｘ１０－６ｍ２／秒などの適切な蒸気圧を有するポリ有機シロキサンが挙げられる。希釈剤は、一般的に、極性成分をさらに含み、これは、一般的に、水または別の極性化合物（例えば、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサフルオロイソプロパノール、ジメチルスルホキシドなど）が挙げられる。希釈剤の極性成分の特定の含有量は、成分（Ａ）の多糖の膨潤をもたらするように調整される。したがって、希釈剤の量、希釈剤の極性対非極性または他の有機溶媒の比率、および反応内の成分（Ａ）および／または（Ｂ）などに対する極性成分の比率は、有機ケイ素化合物（Ｂ）のそれへのグラフト化を容易にするためにアミノエチル多糖（Ａ）の十分な膨潤を達成するために独立してまたは集合的に選択される。同様に、希釈剤は、１つまたは複数の添加剤を含み得、これらは、独立して、希釈剤との反応の任意の成分の溶解度および／または適合性を増加させるおよび／または減少させるために選択され得る。特定の実施形態において、極性成分は水を含む。これらまたは他の実施形態において、極性成分は、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサフルオロイソプロパノール、および／またはジメチルスルホキシドを含む。
【0068】
特定の実施形態において、アミノエチル多糖（Ａ）と、エポキシド官能性有機ケイ素化合物（Ｂ）とを反応させて、シリコングリカンを含む反応生成物を得、この調製方法は、反応生成物からシリコングリカンを単離することを含む。そのような実施形態において、単離のための任意の適切な技術および／またはプロトコルを利用することができる。適切な単離技術の例としては、デカンテーション、蒸留、蒸発、抽出、濾過、凍結乾燥、イオン交換クロマトグラフィー（例えば吸着）、擬似移動床クロマトグラフィー、分配、相分離、ストリッピング、および洗浄が挙げられる。当業者によって理解されるように、これらの技術の多くは、シリコングリカンを単離するために互いに組み合わせて（すなわち、順次）使用され得る。単離は、シリコングリカンを精製することを含み得、したがって、シリコングリカンの精製と呼ばれ得ることが理解されるべきである。本明細書で使用される場合、シリコングリカンを単離することは、一般的に、それと組み合わせた他の化合物と比較して、シリコングリカンの相対濃度を増加させることとして定義される。したがって、当技術分野で理解されるように、単離／精製は、そのような組み合わせから他の化合物を除去すること（すなわち、シリコングリカンと混ぜ合わされる不純物の量を減らすこと）および／または混ぜ合わせからシリコングリカン自体を除去することを含み得る。選択された特定の技術（複数可）に関係なく、シリコングリカンの精製は、反応自体と順次（すなわち、一列に）行なわれることができ、したがって、自動化され得る。他の例において、精製は、シリコングリカンを含む反応生成物がさらされる独立した手順であり得る。
【0069】
特定の実施形態において、シリコングリカンを単離することは、例えば、追加の有機溶媒（例えば、アセトン）をそれに添加して、反応生成物を分配するおよび／または相分離することによって、希釈剤の溶解度プロファイルを変えることを含む。これらまたは他の実施形態において、シリコングリカンを単離することは、反応生成物の他の成分を濾過して取り除く（すなわち、シリコングリカンが残留物／固体中に存在する場合）ことを含む。これらまたは他の実施形態において、シリコングリカンを単離することは、反応生成物の他の成分をシリコングリカンから洗い流す（例えば、有機および／または水性溶媒を用いて）ことを含む。特定の実施形態において、シリコングリカンを単離することは、それから溶媒および／または他の揮発性成分をストリッピングすることを含み、これは、シリコングリカンを乾燥させる（例えば、水が除去されているときに）ことを包含する。
【0070】
本明細書の実施例を考慮して理解されるように、シリコングリカンは、そのレオロジーを改質するために、掘削流体などの工業用組成物に使用することができる。
【0071】
添付の特許請求の範囲は、「発明を実施するための形態」に記載される表現および特定の化合物、組成物、または方法に限定されないことが理解されるべきであり、添付の特許請求の範囲の範疇にある特定の実施形態間で異なる場合がある。様々な実施形態の特定の特徴または態様を説明するための本明細書に依拠する任意のマーカッシュグループに関して、他のすべてのマーカッシュメンバーから独立した各々のマーカッシュグループの各メンバーから異なる、特別な、かつ／または予期しない結果が得られる可能性がある。マーカッシュグループの各メンバーは、個別に、およびまたは組み合わせて依拠され得、添付の特許請求の範囲の範疇の特定の実施形態に適切なサポートを提供する。
【0072】
さらに、本発明の様々な実施形態の説明に依拠する任意の範囲および部分範囲は、添付の特許請求の範囲の範疇に独立してかつ集合的に含まれ、かかる値が本明細書に明示的に書かれていない場合であっても、それらの全体および／または小数値を含むすべての範囲を説明および企図すると理解される。当業者は、列挙された範囲および部分範囲が本発明の様々な実施形態を十分に説明し、有効にし、かつかかる範囲および部分範囲が関連する半分、３分の１、４分の１、５分の１などにさらに詳しく説明され得ることを容易に認識する。単なる一例として、「０．１～０．９の」範囲は、下３分の１、すなわち０．１～０．３、中３分の１、すなわち０．４～０．６、および上３分の１、すなわち０．７～０．９にさらに詳しく説明され、これは、個別および集合的に添付の特許請求の範囲の範疇にあり、個別および／または集合的に依拠され、添付の特許請求の範囲の範疇の特定の実施形態に適切なサポートを提供する。さらに、「少なくとも」、「より大きい」、「未満」、「以下」などの範囲を定義または改質する文言に関して、かかる文言は部分範囲、および／または上限もしくは下限を含むことを理解されたい。別の例として、「少なくとも１０」という範囲には、少なくとも１０～３５の部分範囲、少なくとも１０～２５の部分範囲、２５～３５の部分範囲などが本質的に含まれ、各部分範囲は、個別および／または集合的に依拠され、添付の特許請求の範囲の範疇の特定の実施形態に適切なサポートを提供する。最後に、開示された範囲内の個別の数字は、依拠され、添付の特許請求の範囲の範疇の特定の実施形態に適切なサポートを提供する。例えば、「１～９」という範囲には、３などのさまざまな個別の整数、ならびに４．１などの小数点（または小数）を含む個別の数値が含まれ、これは、依拠され、添付の特許請求の範囲の範疇の特定の実施形態に適切なサポートを提供する。
【0073】
以下の実施例は、本発明を例示することを意図しており、決して本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではない。
【0074】
蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）：
すべての試料を、Ｒｉｇａｋｕ Ｐｒｉｍｕｓ Ｉ波長分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＷＤＸＲＦ）分光計（「ＸＲＦ装置」）を使用して分析する。
すべての試料を、Ｒｉｇａｋｕ Ｐｒｉｍｕｓ Ｉ波長分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＷＤＸＲＦ）分光計（「ＸＲＦ装置」）を使用して分析する。
【0075】
フルスキャン－相対的存在量
ＸＲＦ装置には、一次ビームフィルターを備えた最大４ｋＷのＲｈターゲットＸ線源、Ｒｈ Ｋ－ラインオーバーラップ（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、およびＳｎ Ｋ－ライン）用のＮｉ４００、Ｒｈ Ｌ－ラインオーバーラップ（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、およびＳｎ Ｌ－ライン）用のＡｌ２５、およびデリケートな試料のＸ線管保護用のＢｅ３０が装備されている。結晶の分析としては、ＬｉＦ２００（Ｋ－Ｕ）、ＰＥＴ（Ａｌ－Ｓｉ）、Ｇｅ（Ｐ－Ｃｌ）、ＲＸ２５（Ｆ－Ｍｇ）、ＲＸ３５（Ｏ）、ＲＸ４５（Ｎ）、ＲＸ６１Ｆ（Ｃ）、およびＲＸ７５（Ｂ）が挙げられる。検出器には、Ｔｉ－Ｕ用のシンチレーションカウンター（ＳＣ）およびＢ－Ｃａ用のガス（フロー）比例計数管が含まれる。
ＸＲＦ装置には、一次ビームフィルターを備えた最大４ｋＷのＲｈターゲットＸ線源、Ｒｈ Ｋ－ラインオーバーラップ（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、およびＳｎ Ｋ－ライン）用のＮｉ４００、Ｒｈ Ｌ－ラインオーバーラップ（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、およびＳｎ Ｌ－ライン）用のＡｌ２５、およびデリケートな試料のＸ線管保護用のＢｅ３０が装備されている。結晶の分析としては、ＬｉＦ２００（Ｋ－Ｕ）、ＰＥＴ（Ａｌ－Ｓｉ）、Ｇｅ（Ｐ－Ｃｌ）、ＲＸ２５（Ｆ－Ｍｇ）、ＲＸ３５（Ｏ）、ＲＸ４５（Ｎ）、ＲＸ６１Ｆ（Ｃ）、およびＲＸ７５（Ｂ）が挙げられる。検出器には、Ｔｉ－Ｕ用のシンチレーションカウンター（ＳＣ）およびＢ－Ｃａ用のガス（フロー）比例計数管が含まれる。
【0076】
特に指定のない限り、試料を、６μｍポリプロピレン薄膜窓を含む試料カップに充填し、ヘリウム環境下で３０ｍｍの試料マスクを使用して分析する。試料中で検出された各元素の相対存在量を、特定されたマトリックス化合物を使用した１点キャリブレーションに対して計算する。メーカーによって特定された膜不純物には、Ａｌ、Ｐ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、およびＺｒが含まれる。試料を、３０ｍｍの試料マスクおよび上記の条件を使用して真空中で分析する。
【0077】
減衰全反射赤外線（ＡＴＲ－ＩＲ）：
すべての試料を、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｎｉｃｏｌｅｔ ６７００フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計を使用して分析する。
すべての試料を、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｎｉｃｏｌｅｔ ６７００フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計を使用して分析する。
【0078】
試料を、ダイヤモンド結晶を備えたシングルバウンス減衰全反射アタッチメントを使用するＩＲ分光法（４ｃｍ－１の解像度で６４スキャンを使用）によって検査する。表面分析中の浸透の深さは、１０００ｃｍ－１付近で２ミクロンと推定される。
【0079】
核磁気共鳴（ＮＭＲ）
すべての試料を、Ａｇｉｌｅｎｔ４００ＭＨｚ ＮＭＲ分光計を使用して分析する。
すべての試料を、Ａｇｉｌｅｎｔ４００ＭＨｚ ＮＭＲ分光計を使用して分析する。
【0080】
各試料（１０ｍｇ）を０．６ｍＬのＤ２Ｏに溶解し、この混合物を分析のためにＮＭＲ管（１Ｈ ＮＭＲ）に移す前に、勢いよく撹拌する。取得パラメータを、以下の表１にまとめる。
【0081】
【表1】
【0082】
レオロジー
レオロジー測定は、カップとボブセンサーを備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＤＨＲ－３レオメーターを使用し、２５℃で４０ｍｍのコーンとプレートを使用して行う。
レオロジー測定は、カップとボブセンサーを備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＤＨＲ－３レオメーターを使用し、２５℃で４０ｍｍのコーンとプレートを使用して行う。
【0083】
各試料（０．２ｇ）をＨ２Ｏ（９．８ｇ）に溶解して２％溶液を生成し、これを７０℃で１８時間撹拌し、次いで自然に冷却させる。試料がＨ２Ｏに不溶性である場合、８５℃ まで数時間加熱する。試料が不溶性のままである場合、酢酸（１当量）を溶液に加え、次いで２４時間静置する。
【0084】
次いで、溶液をせん断する（超音波ソニケーター；１００Ｗの電力で６０秒間）。試料を予備せん断し（せん断速度１ｓ－１で４０秒）、粘度を４０秒間にわたって１秒間隔で測定する。粘度は、６．３１ｓ－１のせん断速度で測定されたすべてのデータポイントの平均値として、ｍＰａ・ｓで報告される。
【0085】
調製例１：一般的なアミノエチル多糖の調製（Ｎ－メチルアミノエチル改質ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ））
調製：
１０００ｍＬの４つ口丸底フラスコには、攪拌パドルとモーター、ゴム製血清キャップ、窒素注入口、およびクライゼンアダプターが取り付けられている。クライゼンアダプターには、Ｊ－ＫＥＭコントローラに接続された地下熱電対と、鉱油バブラーに接続されたフリードリッヒコンデンサーとが取り付けられている。フラスコに、ヒドロキシル官能性多糖（５６．７５ｇのＣＥＬＬＯＳＩＺＥ（商標）ＨＥＣＥＰ－３００、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ ＭＩ製；５０．２３ｇのＨＥＣ含有量、０．２００９モル、ＤＳ２．０）、ハロゲン化アジリジニウム前駆体（Ｎ－メチルアミノエチルクロリド塩酸塩）；３１．６８ｇ、０．２４３７モル）、およびイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）（２８０．４ｇ）と脱イオン水（３２．４ｇ）との混合物を充填して、スラリーを形成する。窒素（毎秒約１気泡）でパージしながら、スラリーを１時間撹拌（撹拌モーターを７０ｒｐｍに設定）して、混入した酸素を除去する。
調製：
１０００ｍＬの４つ口丸底フラスコには、攪拌パドルとモーター、ゴム製血清キャップ、窒素注入口、およびクライゼンアダプターが取り付けられている。クライゼンアダプターには、Ｊ－ＫＥＭコントローラに接続された地下熱電対と、鉱油バブラーに接続されたフリードリッヒコンデンサーとが取り付けられている。フラスコに、ヒドロキシル官能性多糖（５６．７５ｇのＣＥＬＬＯＳＩＺＥ（商標）ＨＥＣＥＰ－３００、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ ＭＩ製；５０．２３ｇのＨＥＣ含有量、０．２００９モル、ＤＳ２．０）、ハロゲン化アジリジニウム前駆体（Ｎ－メチルアミノエチルクロリド塩酸塩）；３１．６８ｇ、０．２４３７モル）、およびイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）（２８０．４ｇ）と脱イオン水（３２．４ｇ）との混合物を充填して、スラリーを形成する。窒素（毎秒約１気泡）でパージしながら、スラリーを１時間撹拌（撹拌モーターを７０ｒｐｍに設定）して、混入した酸素を除去する。
【0086】
塩基（５０％水酸化ナトリウム水溶液；１９．０１ｇ、０．２３７６モル）を窒素下で１分間かけて攪拌中のスラリーに滴下（プラスチックシリンジを介して）する。スラリーを５分間攪拌し、次いで８０℃に加熱し、（８０℃に設定されたＪ－ＫＥＭコントローラに接続された加熱マントルを介して）４時間保持する。次いで、加熱マントルを取り外し、フラスコ内の窒素圧を正に維持しながら、スラリーを冷水浴で冷却する。周囲温度で、酸（氷酢酸；６．０ｇ）を加えることによってスラリーを中和して、アミノエチル多糖を含む反応混合物を得る。
【0087】
アミノエチル多糖を、ブフナー漏斗（金属、粗フリット）を介した真空濾過によって固体として反応混合物から単離し、次いで、ブフナー漏斗において以下の洗浄液で洗浄する：アセトン（６００ｇ）と脱イオン水（２００ｇ）の混合物で１回；アセトン（６００ｇ）と脱イオン水（１６０ｇ）の混合物で３回、アセトン（６００ｇ）と脱イオン水（８０ｇ）の混合物で１回、純粋なアセトン（６００ｇ）で２回。次いで、アミノエチル多糖を５０℃で一晩真空乾燥させて、単離し、乾燥したアミノエチル多糖（Ｎ－メチルアミノエチル改質ヒドロキシエチルセルロース）をオフホワイトの粉末（５３．３４ｇ）として得る。
【0088】
分析
アミノエチル多糖類を手作業で粉砕し（乳鉢と乳棒）、スクリーニングし（＃３０米国標準ふるい）、上記の手順に従って分析して、次の結果が得られた。
アミノエチル多糖類を手作業で粉砕し（乳鉢と乳棒）、スクリーニングし（＃３０米国標準ふるい）、上記の手順に従って分析して、次の結果が得られた。
【0089】
揮発性物質の含有量：１．１５％。
【0090】
灰分：３．６８％（塩化ナトリウムとして）。
【0091】
Ｋｊｅｌｄａｈｌ窒素含有量：０．６６３％、０．１２３のＮ－メチルアミノエチル置換度に対応する。
【0092】
２．０％溶液粘度：６．３１ｓ－１のせん断速度で３３７ｍＰａ・ｓ（２５．０℃；揮発性物質および灰分を修正）。
【0093】
調製例２～６：中和されたアミノエチル多糖（アミノエチル－およびＮ－メチルアミノエチル改質ヒドロキシエチルセルロース）
アミノエチル多糖の調製
５つのアミノエチル多糖ＨＣｌ塩（調製例２～６）は、以下の表２に記載のように、様々なハロゲン化アジリジニウム前駆体を使用して、上記の調製例１の手順に従って調製される。
アミノエチル多糖の調製
５つのアミノエチル多糖ＨＣｌ塩（調製例２～６）は、以下の表２に記載のように、様々なハロゲン化アジリジニウム前駆体を使用して、上記の調製例１の手順に従って調製される。
【0094】
【表2】
【0095】
次いで、調製例２～６のアミノエチル多糖ＨＣｌ塩のそれぞれを、以下の中和手順に従って、５つの中和されたアミノエチル多糖（ＡＰ１～ＡＰ５）を調製する。
【0096】
中和
アミノエチル多糖ＨＣｌ塩を、還流冷却器および窒素入口を備えた３つ口フラスコ内の８０：２０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２００ｇ）に懸濁する。混合物を窒素ガスで１時間フラッシュする。次いで、ＮａＯＨ溶液（水中５０重量％；Ｋｊｅｌｄａｈｌ窒素値に基づいて１当量）を一度に加える。溶液混合物を加熱して、７０℃で４時間保持し、次いで自然冷却させる。反応混合物を室温で１８時間激しく撹拌している。
アミノエチル多糖ＨＣｌ塩を、還流冷却器および窒素入口を備えた３つ口フラスコ内の８０：２０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２００ｇ）に懸濁する。混合物を窒素ガスで１時間フラッシュする。次いで、ＮａＯＨ溶液（水中５０重量％；Ｋｊｅｌｄａｈｌ窒素値に基づいて１当量）を一度に加える。溶液混合物を加熱して、７０℃で４時間保持し、次いで自然冷却させる。反応混合物を室温で１８時間激しく撹拌している。
【0097】
溶液を濾過（Ｗｈａｔｍａｎ（登録商標）＃４４濾紙とともにブフナー漏斗）し、固形物を除去して、３つ口フラスコに戻し、さらに８０：２０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２００ｍＬ）とともに１～４時間撹拌した。次いで、固形物をもう一度除去（Ｗｈａｔｍａｎ（登録商標）＃４４濾紙とともにブフナー漏斗）し、次いで８０：２０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２００ｍＬ）、次いで９０：１０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２００ｍＬ）、次いで純粋のＩＰＡ（２００ｍＬ）ですすいだ。次いで、固形物をドラフトにおいて７２時間自然乾燥させた後、さらに真空オーブンにおいて、５０℃で４時間乾燥させる。固形物を細かく粉砕して（乳鉢と乳棒）、中和されたアミノエチル多糖を粉末として得る。
【0098】
以下の表３は、中和されたアミノエチル多糖（ＡＰ）１～５を調製するために調製例２～６のアミノエチル多糖ＨＣｌ塩の中和に利用される特定のパラメータを示す。
【0099】
【表3】
【0100】
実施例１～６１および比較例１：シリコングリカン調製（シリコーン改質ヒドロキシエチルセルロース）
調製：
アミノエチル多糖（中和された）を、マグネチックスターラーを備えた２０ｍＬのシンチレーションバイアルで秤量した。シロキサン重合度（ＤＰ）（すなわち、分子あたりのケイ素中心の数）を有するエポキシド官能性有機ケイ素化合物を一度に添加し、反応混合物を多成分希釈剤（ＩＰＡ／Ｈ２Ｏ）に懸濁させるバイアルを７０℃の加熱ブロック内に置き、反応時間（Ｔ）の間攪拌する。反応混合物を自然に室温に冷却し、アセトン（１０ｍＬ）を充填して、シリコングリカンを含む反応生成物を得る。
調製：
アミノエチル多糖（中和された）を、マグネチックスターラーを備えた２０ｍＬのシンチレーションバイアルで秤量した。シロキサン重合度（ＤＰ）（すなわち、分子あたりのケイ素中心の数）を有するエポキシド官能性有機ケイ素化合物を一度に添加し、反応混合物を多成分希釈剤（ＩＰＡ／Ｈ２Ｏ）に懸濁させるバイアルを７０℃の加熱ブロック内に置き、反応時間（Ｔ）の間攪拌する。反応混合物を自然に室温に冷却し、アセトン（１０ｍＬ）を充填して、シリコングリカンを含む反応生成物を得る。
【0101】
シリコングリカンは、濾過（Ｗｈａｔｍａｎ（登録商標）＃４４濾紙を使用したブフナー漏斗）によって反応生成物から固形物として分離され、次いで、ブフナー漏斗において以下の洗浄液で洗浄する：トルエン（２０ｍＬ）；８０：２０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２０ｍＬ）；９０：１０のＩＰＡ／Ｈ２Ｏ混合物（２０ｍＬ）；ＩＰＡ（２０ｍＬ）；トルエン（２０ｍＬ）；およびアセトン（２ｘ２０ｍＬ）。次いで、シリコングリカンをブフナー漏斗で５分間乾燥させ、風袋を量ったガラスバイアルに収集し、５５℃の真空オーブンで４時間乾燥させ、単離され乾燥されたシリコングリカンを得る。
【0102】
分析
シリコンの取り込みはＮＭＲで確認し、シリコングリカンを上記の手順に従ってＡＴＲ－ＩＲおよびＸＲＦで分析する。
シリコンの取り込みはＮＭＲで確認し、シリコングリカンを上記の手順に従ってＡＴＲ－ＩＲおよびＸＲＦで分析する。
【0103】
シリコーン置換度（Ｓｉ－ＤＳ）は、Ｋｊｅｌｄａｈｌ窒素値に基づいてアミノ－ＤＳを決定するために通常使用される方法に類似の方法を使用して計算され、これは当業者によって容易に理解される。より具体的には、Ｓｉ－ＤＳは、すべてのアミノ官能基が中性であり、すべてのシリコン含有量がセルロース骨格にグラフトされていると仮定して、以下の式（Ｉ）に従って計算される。
【0104】
式（Ｉ）
【数1】
【0105】
上記の式（Ｉ）において、％Ｓｉは、上記のようにＸＲＦによって決定される値を指し、＃Ｓｉは、エポキシド官能性有機ケイ素化合物中のケイ素原子の数を指す。
【0106】
以下の表４～１４に、実施例１～６１および比較例１のパラメータと結果を示す。
【0107】
【表4】
【0108】
【表5】
【0109】
【表6】
【0110】
【表7】
【0111】
【表8】
【0112】
【表9】
【0113】
【表10】
【0114】
【表11】
【0115】
【表12】
【0116】
【表13】
【0117】
【表14】
【0118】
比較例１では、有機ケイ素化合物はエポキシド官能性ではない。
【0119】
特定の試料の２％溶液粘度（水中）は、上記の手順に従って６．３１ｓ－１の一定のせん断速度で取得し、以下の表１５に示す。
【0120】
【表15】
【0121】
本発明を例示的に説明してきたが、使用されている用語は、限定ではなく説明の言葉の性質であることを意図していることを理解されたい。上記の教示に照らして、本発明の多くの修正および変形が可能である。本発明は、具体的に記載された以外の方法で実施され得る。