TMPを側鎖に有するメタクリルアミド

メタクリルアミドモノマーは親水性が高いことから、親水性ナノゲルやハイドロゲル合成用のモノマーとして多用されています。TMPMA (1)は側鎖にテトラメチルピペリジン (TMP)を有するメタクリルアミドモノマーで、有機溶媒と水の両方に高い溶解性を示します。また、1のTMP部位は塩基としてだけではなく、抗酸化作用を示す官能基でもあります¹⁾。
1の利用例として、Riegerらによる二酸化炭素を吸着するナノゲル粒子の合成が挙げられます²⁾。1、NIPAAmおよびN,N'-メチレンビスアクリルアミドを共重合させることでナノゲル (NPs)が得られます。このナノゲルは、水中で温度変化によって可逆的に収縮と膨張を繰り返すことができます。すなわち、85 °Cに加熱すると粒子径が135 nmまで収縮し、室温に戻すと粒子径は340 nmまで膨張します。また、加熱による収縮に伴いナノゲルのpHも10.25から7.65へと大きく低下します。この特性を生かし、ナノゲルは室温では二酸化炭素を吸着し、加熱によって二酸化炭素を放出します。二酸化炭素の吸脱着も可逆的で、ナノゲル1 gあたり最大35 mLの二酸化炭素を吸脱着します。

文献

• 1) Antioxidant Properties of 2-Hydroxyethyl Methacrylate-Based Copolymers with Incorporated Sterically Hindered Amine
  • L. Poláková, V. Raus, L. Kostka, A. Braunová, J. Pilař, V. Lobaz, J. Pánek, Z. Sedláková, Biomacromolecules 2015, 16, 2726.
• 2) Thermo- and pH-Responsive Nanogel Particles Bearing Secondary Amine Functionalities for Reversible Carbon Dioxide Capture and Release
  • P. D. L. Werz, J. Kainz, B. Rieger, Macromolecules 2015, 48, 6433.

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