[发明专利]含多胺的单分散性硅石微粒及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及单分散性的硅石微粒，其含有：具有直链状聚乙烯亚胺链的聚合物、具有酸性基团的化合物和硅石。更详细地说，涉及单分散性微粒及其制造方法，其中，该聚合物与具有酸性基团的化合物、特别是具有有机酸基的发光性等功能性分子物理结合，其与硅石复合化而成为单分散性微粒。

背景技术

硅石微粒被用于以各种添加剂、催化剂等用途为首的从工业用途到日常生活用途的极其广泛的用途。此外，对于这样的硅石微粒，相应于在各种用途中所要求的特性，对功能性分子、有机材料的导入等进行了各种研究。

对于在硅石微粒中导入功能性分子、有机材料而成的复合微粒的应用而言，所导入的功能性分子、有机材料的选择、其导入量以及该微粒的单分散性等是极其重要的要素。作为导入有功能性分子、有机材料的单分散性硅石微粒，公开了例如以硅烷偶联剂进行表面处理的硅石微粒与功能性分子结合得到的微粒(例如，参照专利文献1)。但是，前述专利文献1中得到的该微粒尽管在颗粒表面具有功能性基团，但其结构体自身仅由硅石构成，并非是导入了有机材料的微粒。

此外，作为导入了有机材料的微粒，提出了例如在硅石微粒中引入具有多个氨基的有机化合物得到的微粒(例如，参照专利文献2)。但是，前述专利文献2中得到的微粒只由具有氨基的有机化合物和硅石组成，难以引入其它功能性分子，此外，其制造方法也如后述那样复杂，难以控制粒径，还没有显示充分的单分散性。

此外，提出了一种球状体，其通过在荧光性分子残基中导入非离子性的链，合成可自乳化的化合物，并向其中导入硅石而得到(例如，参照非专利文献1)。但是，前述非专利文献1所公开的球状体中，硅石只存在于其表面，此外，由于在O/W型的乳液状态下与硅石复合化，因此制造工序复杂，难以控制粒径、难以均质化，单分散性也差。进而，该球状体(微粒)为以乳液颗粒为基础的球状体，无法取出微粒并粉末化。

另一方面，对于复合微粒的应用而言，重要的是如何制造单分散性好的微粒。现有的硅石微粒，特别是大部分单分散性硅石微粒是通过在醇、高浓度的氨和水的混合状态下使烷氧基硅烷反应而得到球状微粒的Stober方法来制造(例如，参照专利文献2。)。对于得到导入有功能性分子、有机材料的硅石微粒的方法而言，其还使用对该Stober方法进行改进后的方法。公开了例如，合成烷氧基硅烷衍生物与功能性分子残基结合得到的化合物，并将其与四烷氧基硅烷混合，然后通过Stober方式使其反应的方法；以Stober方式合成硅石微粒，用硅烷偶联剂处理其表面，进而使该偶联剂与功能性分子反应的方法(参照非专利文献3)；或者，在Stober方法中的高浓度氨介质中加入少量多支链聚乙烯亚胺，从而在硅石中导入该多支链聚乙烯亚胺的方法(参照专利文献2)等。但是，在这些对Stober方法改进后的方法中，尽管可使硅石微粒中含有功能性分子，但其制造流程复杂，生产率也低。此外，这些方法均非同时导入功能性分子和有机材料。进而，这些方法的反应时间长、或者要求高氨浓度反应条件等，环境负荷大。

此外，近年来，正进行以生物硅石(Biosilica)为开端的硅石的合成研究，研究了通过将多胺类用作模板(template)，从而在水性介质中、温和条件下合成球状硅石。例如，研究了使用从生物体系生物硅石中提取的多肽、聚丙烯亚胺类、合成聚烯丙胺、或者聚氨基酸的嵌段共聚物体等，在水性介质中合成球状硅石(例如，参照非专利文献4～6。)。但是，这些方法中，难以得到一个一个颗粒的分散体，主要是生成颗粒被粘接的状态下的网络，即便得到独自的颗粒，这些颗粒也是粒径不一致的大小不均匀的颗粒的混合体。

专利文献1：日本特开平6-100313号公报

专利文献2：日本特开平2-263707号公报

非专利文献1：R.H.Jin，Chem.Commun.，2002年，第198页；R.H.Jin.，J.Mater.Chem.，2004年，第14卷，第320页

非专利文献2：W.Stober et al.，J.Colloid&Interface Sci.，1968年，第26卷，第62页

非专利文献3：A.Blaaderen et al.，Langmuir，1992年，第8卷，第2921页

非专利文献4：N.Kroger et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，(2000)，97，p14133

非专利文献5：M.Sumper，Angew.Chem.Int.Ed.2003年，第42卷，第5192页