モノマー一覧と構造分類
アクリルモノマーおよびメタクリルモノマーの種類
アクリルモノマーとメタクリルモノマーは、医療分野で最も重要な基本モノマーです 。アクリルモノマーは、アクリルアミド系、アクリロニトリル、アクリル酸、そしてそれらのエステル誘導体に分類されます。これらは塗料、コーティング、接着剤、樹脂・ゴム・繊維改質剤として利用され、特にメタクリル酸メチル（MMA）は透明性や耐候性に優れ、環境にやさしい素材として注目されています 。
参考）https://labchem-wako.fujifilm.com/jp/category/synthesis/polymerization/monomer/index.html
メタクリル酸系では、HEMA（2-Hydroxyethyl Methacrylate）やNIPAAm（N-isopropylacrylamide）といった生体材料用途に特化した製品が開発されており、これらは医療機器の製造において中心的な役割を果たしています 。メタクリル酸とアルコール類の反応で合成される機能性モノマーは、重合可能な特性を活かして電子部品などの分野でも広く活用されています 。
参考）https://www.tcichemicals.com/JP/ja/c/13257
塗料用途では、アクリル樹脂の主成分として多様な化学構造を持つモノマーが使用されており、用途に応じて最適な性能を発揮するよう設計されています 。
参考）https://coataz.com/article/clkbvw1jabqyl0b12o2313dg5
機能性モノマーの特殊構造と応用
機能性モノマーは、従来のモノマーにはない特殊な化学的性質を持つ化合物群です 。（メタ）アクリロイル基を持つイソシアネートモノマー、2級多官能チオール、低塩素エポキシ、フェノール系水酸基を持つメタクリレートモノマー、N-ビニルアセトアミドなど、独自性の高い機能性を持つモノマーが製造されています 。
参考）https://www.resonac.com/jp/products/innovation-materials/264
これらのモノマーは電子材料向けを中心に幅広い用途で採用されており、特にフェノール性水酸基を有するメタクリレートモノマーは、単独重合または他のモノマーとの共重合が可能で、独特の機能を発揮します 。エポキシモノマーでは、独自製法によりハロゲン含有量を大幅に低減した製品が開発されており、安全性と機能性を両立させています 。
非イオン性のラジカル重合性ビニルモノマーは、電子材料の極性や密着性を向上させるためにポリマーに共重合される用途で使用されており、材料の性能向上に貢献しています 。
バイオマテリアル用モノマーの生体適合性設計
医療応用を目的としたバイオマテリアル用モノマーは、生体適合性を最重要視して設計されています 。双性イオン型モノマーは、カチオン部位とアニオン部位を同一分子内に持つ特殊な構造で、ホスホベタイン型、スルホベタイン型、カルボキシベタイン型に分類されます 。
参考）https://phar.u-gifu-ms.ac.jp/study/1184.html
ホスホベタイン型のMPC（2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine）は最も研究例が多く、日用品やソフトコンタクトレンズへの実用化が進んでいます 。カルボキシメチルベタインモノマー（GLBT）やグルコサミンモノマー（GUMA）は、生体適合性に優れた特性を持ち、工業化・低コスト化が容易な効率的な合成方法が確立されています 。
参考）https://www.ooc.co.jp/research/conference/pdf/2008_01.pdf
これらのモノマーで表面処理した材料は、タンパク質や細胞の非特異的吸着を大幅に抑制する効果があり、人工血管、人工臓器、カテーテル、バイオチップ、細胞培養シートなどの医療機器に有用です 。
エポキシモノマーおよびビニルモノマーの特殊反応
エポキシモノマーは、特殊な化学構造により独特の反応性を示すモノマー群です 。エポキシビニルエステル樹脂（VER）は、α-β不飽和カルボン酸をエポキシ樹脂に添加することにより製造され、高性能熱硬化性成形樹脂として利用されています 。
参考）https://www.jushiplastic.com/epoxy-vinyl-ester-resins
ビスフェノールAジグリシジルエーテル（DGEBA）とエポキシフェノールノボラック（EPN）は、エポキシ樹脂の主要な2つのタイプで、完全硬化により耐久性の高いラミネートとコーティングを形成します 。エポキシエステルは、エポキシ樹脂とメタクリル酸またはアクリル酸を反応させたオリゴマーで、耐候性、耐薬品性、耐屈曲性に優れるため、塗料・電気・接着・複合材料などに応用されています 。
参考）https://kyoeisha.co.jp/product/kinou/epoxyesterTechnology.php
酢酸ビニルやテトラヒドロフランなどのビニルモノマーは、それぞれ異なる重合機構により特定の高分子を形成し、ラジカル重合やカチオン開環重合などの多様な反応パターンを示します 。
参考）https://entropy.jp/2024/6-2/
モノマー重合における生体内分子との関連性分析
モノマーと高分子の関係性を理解する上で、生体内の分子システムとの類似性が注目されています 。タンパク質は20種以上のアミノ酸をモノマーとする天然の高分子で、繰り返し単位の主構造は1種類でありながら、複数の側鎖を組み合わせて完全に制御された配列を形成しています 。
参考）https://www.jst.go.jp/pr/announce/20200115/index.html
合成高分子の分野では、1種類のモノマー単位で交互共重合体を合成する技術が開発されており、異なる側鎖の特定配列制御により、天然高分子に近い精密な構造制御が可能になっています 。この技術により、モノマーAとモノマーBの特性を併せ持った高分子材料の設計が実現されています 。
バイオマスベースの機能性ポリマー開発では、性質の異なる2つのバイオマス原料からなる縮合体をモノマーとして用い、ヒドロキシ桂皮酸骨格とリシノール酸骨格が規則的に交互配列したコポリマーが合成されています 。このような精密分子設計により、医療分野での新たな応用可能性が広がっています 。
参考）https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2020/pr20201012_2/pr20201012_2.html