JP4490657B2

JP4490657B2 - Water-soluble block copolymer and method for producing the same

Info

Publication number: JP4490657B2
Application number: JP2003197065A
Authority: JP
Inventors: 仁華金
Original assignee: Kawamura Institute of Chemical Research
Current assignee: Kawamura Institute of Chemical Research
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: JP2004162017A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アニオン性化合物とイオンコンプレックスを形成し得るカチオン性ブロックと、非イオン性ブロックとからなる分子鎖を有し、遺伝子キャリアーや、塗料あるいはインキの顔料分散剤など、幅広い用途に有用な水溶性ブロック共重合体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリ（エチレンイミン）が製紙、化粧品、水の純化などに使用されてきた。しかしながら、ここ数年来、カチオン性重合体であるポリ（エチレンイミン）が、アニオン性生体高分子、たとえばＤＮＡなどとの静電気的なイオン相互作用により、イオンコンプレックスを形成することから、遺伝子キャリアーとして注目を集めている。
【０００３】
ポリ（エチレンイミン）は本来カチオン性水溶性重合体であるが、ＤＮＡなどのアニオン性生体高分子とイオンコンプレックスを形成すると水に対して不溶となってしまうため、その用途は非常に限られたものとなる。
そのため二重親水性ブッロク共重合体が提案されている。かかる二重親水性ブッロク共重合体は、両ブロック共に水溶性であるが、両ブロックそれぞれが異なった機能を有する。その結果、イオンコンプレックスをコアとし、非イオン性ブロックをコロナとするナノミセルが形成され、水中に均一に分散する。このようにして得られるナノミセルは、広い用途に応用可能で、特にＤＮＡキャリアとして有用である。
【０００４】
例えば、ポリ（エチレンイミン）と、分子鎖片末端にエポキシ基を有するポリ（エチレングリコール）をカップリングさせて得られる水溶性ブロック共重合体が挙げられる（たとえば、非特許文献１参照。）。かかる水溶性ブロック共重合体はポリ（エチレングリコール）ブロックが非イオン性であるため、有機溶媒との親和性に乏しいという問題点があった。
【０００５】
また、ポリ（エチルオキサゾリン）の一部を加水分解して得られる、分子中にエチレンイミンを有するエチレンイミンとエチルオキサゾリンとのランダム共重合体も知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる共重合体については、ポリエチルオキサゾリンを単に加水分解してその程度を調整しているため、ランダム共重合体となっても決してブロック共重合体にはならない。このランダム共重合体は、アニオン性化合物とイオン結合体を形成するという特性を有していても、ブロック共重合体のような明確なコアとコロナ区分を有するイオンコンプレックスナノミセルを形成する特性を示すものではない。
【０００６】
さらに、線状のポリ（エチレンイミン）に２−エチル−２−オキサゾリンを反応させて得られるグラフト共重合体も提案されている（特許文献２参照）。この共重合体は、幹ポリマーがポリ（エチレンイミン）であるため、分子中の多数の窒素原子にポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）が結合したグラフト共重合体であって、所謂ブロック共重合体ではない。
【０００７】
【非特許文献１】
ミロス・セドラック（Milos Sedlak），外２名，「マクロモレキュラー・ケミストリー・アンド・フィジクス（Macromolecular Chemistry and Physics）」，１９９９年，第１９９巻，ｐ．２４７−２５４
【特許文献１】
特開２００２−１９４１１６号公報
【特許文献２】
特開平０８−１２００３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、線状のカチオン性ブロックと、水溶性であり、かつ有機溶媒への溶解性を有する線状の非イオン性ブロックとからなる線状の分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、分子中にポリ（エチレンイミン）ブロック単位とポリ（Ｎ−プロピオニルエチレンイミン）ブロック単位とを有し、質量平均分子量が２５００〜８０００００である水溶性ブロック共重合体を提供するものである。
また、本発明は、
一般式（１）
Ｘ−（Ａ−Ｂ）ｎ又はＸ−（Ｂ−Ａ）ｎ
一般式（２）
［Ｘ−（Ａ−Ｂ）ｎ］ｍ−Ｙ又は［Ｘ−（Ｂ−Ａ）ｎ］ｍ−Ｙ
（上式中、Ｘは１価以上の重合開始化合物残基、Ａはポリ（エチレンイミン）ブロック単位、Ｂはポリ（Ｎ−プロピオニルエチレンイミン）ブロック単位、Ｙは１価以上の末端化合物残基、ｎはＸの価数の範囲内で、少なくとも１の整数、ｍはＸの価数の範囲内で、少なくとも１の整数である。）で表される、質量平均分子量が２５００〜８０００００である水溶性ブロック共重合体を提供するものである。
更に、本発明は、分子中にポリ（Ｎ−ホルミルエチレンイミン）ブロック単位またはポリ（Ｎ−アセチルエチレンイミン）ブロック単位とポリ（Ｎ−プロピオニルエチレンイミン）ブロック単位とを有する水溶性ブロック共重合体を、水と、ポリ（Ｎ−プロピオニルエチレンイミン）を溶解するが水と非相溶の有機溶媒との混合溶媒中に分散させてエマルジョンを形成させ、酸またはアルカリ存在下に、該水溶性ブロック共重合体のポリ（Ｎ−ホルミルエチレンイミン）ブロックまたはポリ（Ｎ−アセチルエチレンイミン）ブロックを優先的に加水分解することを特徴とする水溶性ブロック共重合体の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の水溶性ブロック共重合体は、水系溶媒中でカチオン性を示す線状のポリ（エチレンイミン）ブロック単位（以下、単にエチレンイミンブロックという）と線状のポリ（Ｎ−プロピオニルエチレンイミン）ブロック単位（以下、単にプロピオニルエチレンイミンブロックという）とを有し、質量平均分子量が２５００〜８０００００のものである。
本発明の水溶性ブロック共重合体を構成するエチレンイミンブロックＡとプロピオニルエチレンイミンブロックＢとは、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｂ−Ａ、Ｂ−Ａ−Ｂ、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−・・・で結合しているものであり、特にＡ−ＢおよびＢ−Ａで結合しているのが好ましい。
【００１１】
本発明の水溶性ブロック共重合体の代表的なものを以下に示す。
一般式（１）
Ｘ−（Ａ−Ｂ）ｎ又はＸ−（Ｂ−Ａ）ｎ
一般式（２）
［Ｘ−（Ａ−Ｂ）ｎ］ｍ−Ｙ又は［Ｘ−（Ｂ−Ａ）ｎ］ｍ−Ｙ
（上式中、Ｘは１価以上の重合開始化合物残基、Ａはエチレンイミンブロック、Ｂはプロピオニルエチレンイミンブロック、Ｙは１価以上の末端化合物残基、ｎはＸの価数の範囲内で、少なくとも１の整数、ｍはＸの価数の範囲内で、少なくとも１の整数である。）で表される、質量平均分子量が２５００〜８０００００である水溶性ブロック共重合体が挙げられる。
【００１２】
上記式中の１価以上の重合開始剤としては、カチオン開環リビング重合の開始剤であり、低分子化合物と高分子化合物である。かかる重合開始剤としては、好ましくは１〜１２価のもので、その価数に応じてエチレンイミンブロックＡまたはプロピオニルエチレンイミンブロックＢと結合している。そのため、該重合開始剤の価数が１および２の場合には、直鎖状の水溶性ブロック共重合体となり、それ以上の価数であれば星型の水溶性ブロック共重合体、特にベンゼン骨格の６価では典型的な星型のものとなる。なお、重合開始剤の価数が大きく、しかも後述の末端化合物が結合している場合、水溶性ブロック共重合体がゲル化しないように１価の末端化合物を選択するのが好ましい。
【００１３】
かかる低分子化合物類の重合開始剤としては、分子中に塩化アルキル基、臭化アルキル基、ヨウ化アルキル基、トルエンスルホニルオキシ基、あるいはトリフルオロメチルスルホニルオキシ基などの官能基を有する化合物を用いることができる。具体的には、たとえば、塩化メチルベンゼン、臭化メチルベンゼン、ヨウ化メチルベンゼン、トルエンスルホン酸メチルベンゼン、トリフルオロメチルスルホン酸メチルベンゼン、臭化メタン、ヨウ化メタン、トルエンスルホン酸メタンまたはトルエンスルホン酸無水物、トリフルオロメチルスルホン酸無水物、５−（４−ブロモメチルフェニル）-１０，１５，２０-トリ（フェニル）ポルフィリン、ブロモメチルピレンなどの１価のもの、ジブロモメチルベンゼン、ジヨウ化メチルベンゼン、ジブロモメチルビフェニレン、ジブロモメチルアゾベンゼンなどの２価のもの、トリブロモメチルベンゼン、などの３価のもの、テトラブロモメチルベンゼン、テトラ（４−クロロメチルフェニル）ポルフィリン、テトラブロモエトキシフタロシアニンなどの４価のもの、ヘキサブロモメチルベンゼン、テトラ（３，５−ジトシリルエチルオキシフェニル）ポルフィリンなどの５価以上のものが挙げられる。
多くのアルコール類化合物をトシレート化、またはブロモ化することで、それらを簡便に重合開始剤として用いることができる。
これらの中でも、臭化アルキル、ヨウ化アルキル、トルエンスルホン酸アルキル、トリフルオロメチルスルホン酸アルキルは重合開始効率が高く、特に臭化アルキル、トルエンスルホン酸アルキルを使用するのが好ましい。
また、上記カチオン開環リビング重合開始能を有する官能基を有し、かつ光による発光機能、エネルギー移動機能、電子移動機能を有するポルフィリン骨格、フタロシアニン骨格、またはピレン骨格のいずれかの骨格を有する色素類は、得られる水溶性ブロック共重合体に特殊な機能を付与することができる。
【００１４】
高分子化合物の重合開始剤としては、たとえば、ポリ（エチレングリコール）の末端炭素原子に臭素原子あるいはヨウ素原子が結合したもの、末端酸素原子にトルエンスルホニル基が結合したものなどを使用することができる。その場合、ポリ（エチレングリコール）の分子量は８００〜１００００であればよく、１５００〜５０００であれば特に好適である。
【００１５】
上記式中の１価以上の末端化合物としては、実質的にエチレンイミンブロックＡまたはプロピオニルエチレンイミンブロックＢの末端を停止するものであり、好ましくは１〜１２価のもので、その価数に応じてエチレンイミンブロックＡまたはプロピオニルエチレンイミンブロックＢの末端で結合している。そのため、該化合物の価数が１および２の場合には、直鎖状の水溶性ブロック共重合体となり、それ以上の価数であれば星型やその複数の結合体である水溶性ブロック共重合体となる。なお、末端化合物の価数が大きい場合、水溶性ブロック共重合体がゲル化しないように１価の末端化合物を選択さするのが好ましい。
【００１６】
かかる末端化合物の具体的なものとしては、５−（４−アミノフェニル）-１０，１５，２０−トリ（フェニル）ポルフィリン、テトラ（４−アミノフェニル）ポルフィリン、アミノピレン、アミノメチルピレン、５−（４−ヒドロキシフェニル）-１０，１５，２０−トリ（フェニル）ポルフィリン、テトラ（４−ヒドロキシフェニル）ポルフィリン、テトラ（３，５−ジヒドロキシフェニル）ポルフィリン、テトラアミノフタロシアニンなどが挙げられ、これらの化合物は、置換基を有していてもよい。中でも、発光機能、エネルギー移動機能、電子移動機能を有するポルフィリン骨格、フタロシアニン骨格、またはピレン骨格のいずれかの骨格を有する色素類は、得られる水溶性ブロック共重合体に特殊な機能を付与することができる。
【００１７】
尚、本発明の水溶性ブロック共重合体は、重合開始剤残基を有しているが、必ずしも上記末端化合物の残基を有していなくともよく、その場合重合開始剤から解離した基や水素が結合している。
【００１８】
本発明の水溶性ブロック共重合体は、質量平均分子量が２５００〜８０００００、好ましくは５０００〜１０００００であり、エチレンイミンブロックＡとプロピオニルエチレンイミンブロックＢとのモル比が好ましくは０．１〜０．９５、より好ましくは０．３〜０．７である。かかる質量平均分子量が上記範囲であれば、良好な水溶性を示し、且つアニオン化合物と安定なイオン会合ミセル形成の特性を有することから好ましい。
かかる水溶性ブロック共重合体を構成するエチレンイミンブロックＡおよびプロピオニルエチレンイミンブロックＢの重合度は２０以上であるのが好ましい。各ブロックの重合度が２０未満であるときは、ブロック共重合体としての特徴が発現しにくい。一分子鎖中に含まれるブロック数は、用途によって適宜選択することができ特に限定されないが、イオンコンプレックス会合によってナノミセルを形成しやすいジブロック体またはトリブロック体とするのが好ましい。
また、水溶性ブロック共重合体の一分子鎖当たりの重合度は５０〜５０００であるのが好ましい。即ち、水溶性ブロック共重合体が星型である場合にはブロック鎖が複数本あり、一分子鎖当たりの重合度を上記範囲とするのが好ましい。
【００１９】
次に、本発明の水溶性ブロック共重合体の製造方法について述べる。以下に詳述する製造方法は、エチレンイミンブロックとプロピオニルエチレンイミンブロックとからなる線状の分子鎖を有する新規な水溶性ブロック共重合体をもたらす画期的なものである。
【００２０】
即ち、分子中に線状のポリ（Ｎ−ホルミルエチレンイミン）ブロック単位または線状のポリ（Ｎ−アセチルエチレンイミン）ブロック単位とプロピオニルエチレンイミンブロック（線状のポリ（Ｎ−プロピオニルエチレンイミン）ブロック単位）とを有する水溶性ブロック共重合体（以下、「ブロック前駆体」と称す）を、水と、該プロピオニルエチレンイミンブロックを溶解するが水と非相溶の有機溶媒との混合溶媒中に分散させてエマルジョンを形成させ、酸またはアルカリ存在下に、該ブロック前駆体のポリ（Ｎ−ホルミルエチレンイミン）ブロック単位（以下、「ホルミルエチレンイミンブロック」と称す）またはポリ（Ｎ−アセチルエチレンイミン）ブロック単位（以下、「アセチルエチレンイミンブロック」と称す）を優先的に加水分解することにより水溶性ブロック共重合体を製造することができる。
【００２１】
本発明では、ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロック、および、プロピオニルエチレンイミンブロックが、どちらも水溶性であるが、前者に比べて後者の方が有機溶媒に対して高い溶解性を有することに着目してなされたものである。ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有するブロック前駆体の水溶液に、プロピオニルエチレンイミンブロックを溶解するが水と非相溶の有機溶媒を加えて撹拌すると、ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックは水相に溶解し、プロピオニルエチレンイミンブロックは有機溶媒相に溶解してエマルジョンを形成する。
【００２２】
この系に、酸またはアルカリを加えて加熱することによって、水相に溶解したホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックが優先的に加水分解される結果、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる線状の分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体が得られる。該水溶性ブロック共重合体は、アニオン性化合物とイオンコンプレックスを形成した後も水溶性を保持し、かつ有機溶媒にも相溶性を示す。
【００２３】
本発明の、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体は、その前駆重合体である、ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有するブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することによって得られる。
【００２４】
前記ブロック前駆体は、２−オキサゾリンまたは２−メチル−２−オキサゾリンをカチオン開環リビング重合した後、得られたリビングポリマーに、さらに２−エチル−２−オキサゾリンを重合させることによって得られる。同様にして、２−オキサゾリンまたは２−メチル−２−オキサゾリンの重合と、２−エチル−２−オキサゾリンの重合を交互に繰り返すことによって、多ブロックのブロック前駆体が得られる。勿論、２−エチル−２−オキサゾリンの重合を先に行い、次いで２−オキサゾリンまたは２−メチル−２−オキサゾリンの重合を行うこともできる。このようなブロック前駆体の製法については、例えばアドバンセス・イン・ケミストリー・シリーズ１４２，３２０（１９７５）などで知られている。
【００２５】
カチオン開環リビング重合反応に使用する溶媒としては、非プロトン性不活性溶媒や非プロトン性極性溶媒など、公知慣用の溶媒を使用することができる。
ブロック前駆体の各ブロックの重合度は２０以上であるのが好ましい。各ブロックの重合度が２０未満であるときは、最終的に得られる水溶性ブロック共重合体としての特徴が発現しにくい。一分子鎖中に含まれるブロック数は、用途によって適宜選択することができ特に限定されないが、イオンコンプレックス会合によってナノミセルを形成しやすいジブロック体またはトリブロック体とするのが好ましい。
また、ブロック前駆体の一分子鎖当たりの重合度は５０〜５０００であるのが好ましい。
【００２６】
ブロック前駆体の一分子中のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックの重合度と、プロピオニルエチレンイミンブロックの重合度との比は、一分子鎖当たりのブロック数とは無関係に、２：８〜８：２の範囲にあるのが好ましい。
【００２７】
カチオン開環リビング重合の重合開始剤としては、前記したものが使用に供される。かかる重合開始剤として上記官能基を有し、かつ特殊な機能を有するものを使用すれば、連鎖末端の窒素原子に該開始剤の残基が結合したブロック前駆体が得られ、そのホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することによって、分子鎖末端の窒素原子に、特殊な機能を有する基が結合した水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００２８】
三官能性以上の多官能性重合開始剤である場合は、該開始剤を核（１）とする星型のブロック前駆体が得られ、そのホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することによって、分子鎖末端の窒素原子が、特殊な機能を有する核（１）に結合した星型の水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００２９】
カチオン開環リビング重合によって得られるブロック前駆体はリビングポリマーであり、分子鎖末端の炭素原子に活性点を有しているので、求核性の高い官能基、たとえば、アミノ基やフェノール性ヒドロキシ基などと容易に反応する。したがって、該求核性の高い官能基を３個以上有する化合物（前記末端化合物）を、リビングポリマーであるブロック前駆体と反応させれば、該化合物を核とする星型のブロック前駆体が得られる（上記求核性の高い官能基を３個以上有する化合物である核を、以下単に「核（２）」と略記する。）。すなわち、この場合は、分子鎖末端の炭素原子が核（２）に結合した星型のブロック前駆体が得られる。
【００３０】
ブロック前駆体の活性末端に、該活性点と反応する上記官能基を有し、かつ前記の特殊な機能を有する化合物（末端化合物）を反応させれば、分子鎖末端の炭素原子に該化合物の残基が結合したブロック前駆体が得られ、そのホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することによって、分子鎖末端の炭素原子に特殊な機能を有する基が結合した水溶性ブロック共重合体が得られる。星型のブロック前駆体の活性末端に末端化合物を反応させた場合は、自由鎖末端の炭素原子に特殊機能を有する基が結合した星型のブロック前駆体が得られ、上記と同様にして加水分解することによって自由鎖末端に特殊な機能を有する基が結合した星型の水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００３１】
末端化合物としては、前記したものであり、特に光による発光機能、エネルギー移動機能、電子移動機能を有するポルフィリン骨格、フタロシアニン骨格、またはピレン骨格のいずれかの骨格を有する色素類が特殊な機能を水溶性ブロック共重合体に付与することができる。また、該化合物が、三官能性以上の多官能性化合物である場合は、該化合物を核（２）とする星型のブロック前駆体が得られ、そのホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することによって、分子鎖末端の炭素原子が特殊な機能を有する核（２）に結合した星型の水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００３２】
カチオン開環リビング重合開始剤として一官能性の化合物を使用して得られたブロック前駆体のリビングポリマーに、さらに一官能性の化合物（末端化合物）を反応させ、得られたブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解すれば、分子鎖の両末端に特殊な機能を有する基が結合した水溶性ブロック共重合体が得られる。また、上記ブロック前駆体のリビングポリマーと、核（２）として三官能性以上の化合物（末端化合物）を反応させ、核（２）を有するブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解すれば、特殊機能を有する核（２）に結合した分子鎖の自由鎖末端の窒素原子に特殊機能を有する該化合物が結合した星型の水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００３３】
光による発光機能、エネルギー移動機能、電子移動機能など、特殊な機能を有するポルフィリン骨格、フタロシアニン骨格、またはピレン骨格のいずれかの骨格を有する、重合開始剤および末端化合物を使用し、またはこれらを組み合わせて得られるブロック前駆体の、ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することによって、上記機能を有する基が結合した水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００３４】
次に、ブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解して、水溶性ブロック共重合体を製造する方法について説明する。
【００３５】
ブロック前駆体から水溶性ブロック共重合体を得るためには、ブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックの優先的な加水分解反応を、エマルジョン状態で行わなければならない。該エマルジョンは、基本的にはブロック前駆体、水、および、プロピオニルエチレンイミンブロックを溶解するが水と非相溶の有機溶媒からなる。該混合物を撹拌すると、ブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックが水相に溶解し、一方、プロピオニルエチレンイミンブロックが有機溶媒相に溶解してエマルジョンを形成する。この場合、ブロック前駆体は乳化剤として作用する。該エマルジョンは、Ｏ／Ｗ型あるいはＷ／Ｏ型いずれであってもよい。
【００３６】
上記水と非相溶の有機溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、メトキシベンゼン、トルエンなど、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。
加水分解反応時、水相には、公知の加水分解触媒として酸またはアルカリを添加する。酸としては、塩酸、硫酸、硝酸など通常の無機酸類を、またアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなど通常の無機アルカリ類を使用することができる。
【００３７】
Ｏ／Ｗ型エマルジョンを反応場とする場合を例に挙げると、水相の酸またはアルカリの濃度は、加水分解されるホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを構成する単量体単位のモル数の少なくとも１倍相当量であればよく、５０倍以内とするのが好ましい。５０倍を超えると、プロピオニルエチレンイミンブロックが加水分解を受けやすくなる。最も好ましい範囲は１〜５倍である。
【００３８】
加水分解反応温度は１００℃以下が好ましく、使用する酸またはアルカリの濃度に合わせて設定するとよい。酸またはアルカリの濃度が高い場合は、温度を低く、たとえば室温程度に設定し、酸またはアルカリの濃度が低い場合は、反応温度を高めに設定するとよい。
【００３９】
酸を用いたＯ／Ｗ型エマルジョンの加水分解反応系では、反応の進行に伴って反応系内でのＯ／Ｗ型エマルジョンが水中ミセルに変換するので、そのミセルの形成を目安として、反応の終点を判断することができる。たとえば、反応の初期においては、ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックは水相に溶解してＯ／Ｗ型エマルジョンを形成するが、ホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックが塩酸存在下に加水分解されて生成するエチレンイミンブロックの塩酸塩は、酸性の水相ではポリマー結晶となる。該ポリマー結晶は酸性の水相に不溶であるためエマルジョンが破壊され、その結果、該ポリマー結晶がコアとなり、そのまわりを水溶性のプロピオニルエチレンイミンブロックが覆ったコア−コロナ型のミセルが形成される。水相は不透明なミセル分散液となり、有機溶媒は油滴ではなく、油相として水相から分離する。この現象は視覚によって明確に観測でき、反応の終点の目安とすることができる。
【００４０】
一般的に、加水分解反応は２〜４８時間が好適であるが、酸の濃度、反応温度などの条件によって異なる。
上記加水分解反応によって、ブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックが優先的に加水分解されてエチレンイミンブロックとなり、水溶性ブロック共重合体が得られるが、この際、加水分解で使用される酸の量が過剰となると、プロピオニルエチレンイミンブロックも加水分解を受けるホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックとの近傍部分でいくらか加水分解を受け、前記エチレンイミンブロックに組み込まれることもあり得る。
【００４１】
しかし、この加水分解反応は、プロピオニルエチレンイミンブロック中のランダムな位置で起こるのではなく、水と非相溶の有機溶媒中に溶解しているプロピオニルエチレンイミンブロックが、撹拌や分子鎖の熱運動によって水相に引き出された部分で起こる。すなわち、エチレンイミンブロックに隣接した部分のプロピオニルエチレンイミンブロックが加水分解された結果、プロピオニルエチレンイミンブロックが加水分解を受けなかった場合と比較して、単に、得られる水溶性ブロック共重合体のエチレンイミンブロックの分子鎖長が幾分長くなり、プロピオニルエチレンイミンブロックの分子鎖長が幾分短くなるにすぎない。
【００４２】
本発明において、Ｏ／Ｗ型エマルジョンを形成させるための好ましい配合例は、ブロック前駆体１ｇに対し、水５〜４０ｍｌ、水と非相溶の有機溶媒は０．５〜６ｍｌである。
【００４３】
本発明の水溶性ブロック共重合体の製造方法によれば、ブロック前駆体を、水と、プロピオニルエチレンイミンブロックを溶解するが水と非相溶の有機溶媒との混合溶媒中に分散させてエマルジョンを形成させ、酸またはアルカリ存在下で加水分解することによって、該ブロック前駆体のホルミルエチレンイミンブロックまたはアセチルエチレンイミンブロックを優先的に加水分解することができ、カチオン性ブロックである線状のエチレンイミンブロックと、線状のプロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００４４】
前記ブロック前駆体を、２−オキサゾリンまたは２−メチル−２−オキサゾリンと、２−エチル−２−オキサゾリンとのカチオン開環リビング重合によって合成する場合に、三官能性以上の多官能性の開始剤を使用すれば星型のブロック前駆体が得られ、これを加水分解して星型の水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００４５】
カチオン開環リビング重合開始剤が、ポルフィリン骨格、フタロシアニン骨格、またはピレン骨格など、特殊な機能を有する骨格をもっている場合は、最終的に得られる線状または星型の水溶性ブロック共重合体に、光による発光機能、エネルギー移動機能、電子移動機能などの特殊な機能を付与することができる。
【００４６】
カチオン開環リビング重合によって合成したブロック前駆体は、リビングポリマーであり、分子鎖末端の炭素原子上に活性点を有する。この活性点と反応する基を３個以上有する末端化合物を該リビングポリマーと反応させることによっても、星型のブロック前駆体、およびこれを加水分解した星型の水溶性ブロック共重合体が得られる。
【００４７】
前記分子鎖末端の活性点と反応させる末端化合物として、上記特殊な機能を有する骨格をもつ化合物を使用すれば、最終的に得られる線状および星型の水溶性ブロック共重合体に特殊な機能を付与することができる。
【００４８】
本発明の水溶性ブロック共重合体は、線状のカチオン性ブロックを有しており、生体高分子などとの水中ナノミセル形成に用いることができる。くわしくいえば、本発明での水溶性ブロック共重合体はアニオン性のDNA、タンパク質、ウイルス、ばい菌などとイオン結合し、それらを取り込んだキャリアーとして用いることができる。このようなキャリアーは医療またはナノ医療分野での、臨床用診断剤、治療剤、生体組織接着剤、保護剤として有用である。特に、本発明での水溶性ブロック共重合体はＤＮＡとのナノミセル形成に極めて有用であり、そのミセルは遺伝子治療用のベクター調製の重要な素材として用いることができる。ポルフィリンまたはフタロシアニンなどを含む水溶性ブロック共重合体は光線力学ガン治療のレーザー光線による色素型制ガン剤として用いることができる。また、光機能性を有するナノミセルをナノリアクター（nanoreactor）、またはナノ粒子型触媒として用いることもできる。
【００４９】
また、本発明の水溶性ブロック共重合体は、アニオン性の染料、顔料との水中ナノ分散体作製に有用であり、前記、医療またはナノ医療分野における用途、あるいは、ナノリアクター（nanoreactor）やナノ粒子型触媒などの用途以外に、各種水性塗料や水性インキ、中でも水性ジェットインキなどにも好適に使用することができる。特にアニオン性基を有する染料としては、コンゴーレッド、アシッドレッド、アシッドバイオレット、インジゴカルミン、フタロシアニンスルホン酸ナトリウム、フタロシアニンカルボン酸ナトリウム、クロロフィリンナトリウム、フェニルポルフィリンスルホン酸ナトリウム、フェニルポルフィリンカルボン酸ナトリウム、フェニルポルフィリンカルリン酸ナトリウム、ピロガロールレッド、ピロガロールバイオレット、ヘスペリジンなどが挙げられる。
【００５０】
【実施例】
以下、実施例および参考例によって本発明をさらに具体的に説明する。特に断らない限り、「％」は「質量％」を表す。
【００５１】
＜分子量測定法＞
東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフィー「ＨＬＣ−８０００」（ＲＩ検出器、ＴＳＫｇｅ１２０００ｘ１＋３０００Ｈｘｌ＋５０００Ｈｘｌ＋ｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎＨｘ１−Ｈ、溶媒ジメチルホルムアミド、流速１．０ｍｌ／分、温度４０℃）を使用して測定した。
【００５２】
＜粒径および粒径分布の測定法＞
日機装株式会社製ＵＰＡ粒度分析計「Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ９２０３」（レーザー光波長７８０ｎｍ、反射角１８０^o、温度２５℃）を使用して、動的光散乱（ＤＬＳ）法による粒径および粒径分布を測定した。
【００５３】
（合成例１）
＜ブロック前駆体（１−１）の合成＞
容積５０ｍｌの反応容器内部を窒素ガスで置換した後、カチオン開環リビング重合開始剤である臭化ベンジル０．１７１ｇ（１ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５ｍｌを加え、室温で攪拌した。この溶液に、２−メチル−２−オキサゾリン８．５１ｇ（０．１ｍｏｌ）を加えた後、１００℃で２４時間攪拌しながら２−メチル−２−オキサゾリンをカチオン開環リビング重合させた。重合率は９８％であった。
【００５４】
反応液温度を６０℃に下げた後、２−エチル−２−オキサゾリン４．９５ｇ（０．０５ｍｏｌ）を加えた後、１００℃に加熱し２４時間攪拌した。反応混合液の温度を室温に下げ、メタノール１０ｍｌを加えた後、反応混合液を減圧濃縮した。この濃縮液をジエチルエーテル１００ｍｌ中に注いで、重合体を沈殿させた。
得られた重合体のメタノール溶液を、ジエチルエーテル中に注いで再沈殿させ、吸引濾過後、濾過物を真空乾燥し、ブロック前駆体（１−１）１２．９５ｇを得た。収率は９５％であった。
【００５５】
得られたブロック前駆体（１−１）の分子量を測定した結果、数平均分子量（以下、「Ｍｎ」と略記する。）は１２０００であり、分子量分布は１．１５であった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（d_TMS = 0, CDCl₃）測定からアセチルエチレンイミンブロックにおける側鎖メチル基のシグナル（CH₃ 1.97ppm）と、プロピオニルエチレンイミンブロックにおける側鎖エチル由来のシグナル（CH₃ 1.13ppm, CH₂ 2.41ppm）および両ブッロクの主鎖エチレンシグナル(CH₂CH₂ 3.46ppm)を確認した。従って、両単位の¹Ｈ−ＮＭＲ測定による積分比から、アセチルエチレンイミンブロックとプロピオニルエチレンイミンブロックとのモル組成比は７０：３０であることがわかった。このことから、その平均モノマーの質量を８９．３と見積もることができる。
【００５６】
（合成例２）
＜星型のブロック前駆体（１−２）の合成＞
反応容器に、六官能性のカチオン開環リビング重合開始剤であり、星型のブロック前駆体の核（１）となるヘキサブロモメチルベンゼン０．０２１ｇ（０．０３３ｍｍｏｌ）を加え、窒素置換した。窒素気流中、２−メチル−２−オキサゾリン１．５３ｇ（１８ｍｍｏｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５ｍｌを順次加えた。撹拌しながら６０℃に加熱して１０分間保持し、次いで１００℃に昇温し、２０時間撹拌した。^１Ｈ−ＮＭＲの測定結果から、２−メチル−２−オキサゾリンがほぼ定量的に重合し、ポリ（Ｎ−アセチルエチレンイミン）が得られたことが確認できた。この重合体の分子量を測定した結果、その質量平均分子量は２１４００で、その分子量分布は１．６５であった。
【００５７】
上記反応液に、さらに２−エチル−２−オキサゾリン０．５９ｇ（６ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で２４時間撹拌した。反応混合液の温度を室温に下げ、メタノール１０ｍｌを加えた後、反応混合液を減圧濃縮した。この濃縮液をジエチルエーテル１００ｍｌ中に注いで、重合体を沈殿させた。
得られた重合体のメタノール溶液を、ジエチルエーテル中に注いで再沈殿させ、吸引濾過後、濾過物を真空乾燥し、水溶性の星型のブロック前駆体（１−２）２．１ｇを得た。収率は９７％であった。
分子量測定および^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、その質量平均分子量が２４４００、その分子量分布が１．７２であった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（d_TMS = 0, CDCl₃）測定からアセチルエチレンイミンブロックにおける側鎖メチル基のシグナル（CH₃ 1.99ppm）と、プロピオニルエチレンイミンブロックにおける側鎖エチル由来のシグナル（CH₃ 1.13ppm, CH₂ 2.41ppm）および両ブッロクの主鎖エチレンシグナル(CH₂CH₂ 3.46ppm)を確認した。従って、両単位の¹Ｈ−ＮＭＲ測定による積分比から、アセチルエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は８０：２０であることがわかった。
【００５８】
（合成例３）
＜星型のブロック前駆体（１−３）の合成＞
六官能性カチオン開環リビング重合開始剤であり、星型のブロック前駆体の核（１）となるヘキサブロモメチルベンゼン０．０３３ｇ（０．０５２ｍｍｏｌ）、２−メチル-２-オキサゾリン１．５３ｇ（１８ｍｍｏｌ）、２−エチル-２-オキサゾリン０．９９ｇ（１０ｍｍｏｌ）、およびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５ｍｌを使用した以外は、合成例１と同様の方法であるが、２−エチル−２−オキサゾリンを先に重合させ、その後２−メチル−２−オキサゾリンを重合させることで、水溶性の星型のブロック前駆体（１−３）２．４ｇを得た。収率は９４％であった。
その質量平均分子量は２９７００、分子量分布は１．８１であった。１Ｈ NMRでは、合成例２同様なシグナルが観測され、分子鎖中のアセチルエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は６８：３２であった。
【００５９】
（合成例４）
＜星型のブロック前駆体（１−４）の合成＞
内部をアルゴンガスで置換した反応容器に、四官能性のカチオン開環リビング重合開始剤であり、星型のブロック前駆体の核（１）となるテトラ（４−クロロメチルフェニル）ポルフィリン０．０２２ｇ（０．０２７ｍｍｏｌ）、ヨウ化ナトリウム０．１２ｇ、およびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド６ｍｌを加え、室温で３時間攪拌した。この溶液に、２-エチル-２-オキサゾリン０．９９ｇ（１０ｍｍｏｌ）を加え、１００℃に昇温し２４時間撹拌した。
【００６０】
反応液温度を６０℃に下げた後、２−メチル−２−オキサゾリン１．５３ｇ(１８ｍｍｏｌ)を加え、１００℃に昇温して２４時間攪拌した。得られた重合体を、合成例１と同様の方法で単離し、水溶性の星型のブロック前駆体（１−４）２．４ｇを得た。収率は９５％であった。
【００６１】
分子量測定および^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、その質量平均分子量が２５８００、その分子量分布が１．７２であった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（d_TMS = 0, CDCl₃）測定からアセチルエチレンイミンブロックにおける側鎖メチル基のシグナル（CH₃ 1.97ppm）と、プロピオニルエチレンイミンブロックにおける側鎖エチル由来のシグナル（CH₃ 1.14ppm, CH₂ 2.41ppm）および両ブッロクの主鎖エチレンシグナル(CH₂CH₂ 3.45ppm)を確認した。また、星型ポリマー中心に位置するポルフィリン骨格のピロール環のプロトンは8.82ppmに現れた。¹Ｈ−ＮＭＲ測定による積分比から、アセチルエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は７１：２９であることがわかった。
この星型のブロック前駆体（１−４）は、核にポルフィリン構造を有するため、該ブロック前駆体水溶液の吸収スペクトルにおいて、ポルフィリンに固有のソレー（Soret）帯に由来する４２０ｎｍ（free base）の強い吸収が観測された。
【００６２】
（合成例５）
＜星型のブロック前駆体（１−５）の合成＞
窒素ガスで置換した反応容器に、トルエンスルホン酸メチル０．０４４ｇ（０．２３６ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド５ｍｌ、２−エチル−２−オキサゾリン２．３４ｇ（０．０２３６ｍｏｌ）を加えた後、１００℃で１６時間攪拌した。
反応液温度を６０℃に下げた後、２−メチル−２−オキサゾリン２．０１ｇ（０．０２３６ｍｏｌ）を加えた、１００℃に加熱し、２４時間攪拌した。
【００６３】
反応液温度を室温に下げた後、四官能性の核（２）としてテトラ（４−アミノフェニル）ポルフィリン０．０３８ｇ（０．０５６ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で２４時間攪拌した。
合成例１と同様の方法によって生成物を単離し、水溶性の星型のブロック前駆体（１−５）４．２７ｇを得た。収率は９６％であった。
【００６４】
分子量測定および^１Ｈ−ＮＭＲ測定した結果、その質量平均分子量が５８７００、その分子量分布が１．２５であった。
¹Ｈ−ＮＭＲ（d_TMS = 0, CDCl₃）測定からアセチルエチレンイミンブロックにおける側鎖メチル基のシグナル（CH₃ 1.97ppm）と、プロピオニルエチレンイミンブロックにおける側鎖エチル由来のシグナル（CH₃ 1.14ppm, CH₂ 2.41ppm）および両ブッロクの主鎖エチレンシグナル(CH₂CH₂ 3.45ppm)を確認した。また、星型ポリマー中心に位置するポルフィリン骨格のピロール環のプロトンは8.79ppmに現れた。¹Ｈ−ＮＭＲ測定による積分比から、分子鎖中のアセチルエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は５１：４９であった。
この星型のブロック前駆体（１−５）は、核にポルフィリン構造を有するため、該ブロック前駆体水溶液の吸収スペクトルにおいて、ポルフィリンに固有のソレー（Soret）帯に由来する４１８ｎｍ（free base）の強い吸収が観測された。
【００６５】
（実施例１）
＜水溶性ブロック共重合体（２−１a）の合成＞
合成例１で得たブロック前駆体（１−１）０．５ｇを、１５mlのクロロホルム中に溶解させた後、それに５ｍｏｌ／ｌの塩酸水溶液0.８５ｍｌを加えた。この混合液を撹拌してW/O型エマルジョンを得た。該エマルジョンを５０℃に加熱し、４８時間攪拌した。反応液にアセトン５０ｍｌを加えて重合体を沈殿させた後、吸引濾過し、アセトンで洗浄した。得られた重合体を乾燥し、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体（２−１）０．４２ｇを得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（TMS外部標準、重水中）測定の結果、加水分解前のアセチルエチレンイミンブロックの側鎖メチルに由来した1.98ppm のピークは完全に消えた。ところが、プロピオニルエチレンイミンブロックの側鎖のエチル基に由来したピークは1.18ppm(CH₃)と2.25ppm(CH₂)は消えなかった。また、ポリマーの主鎖（ＣＨ_２ＣＨ_２）由来のピークは3.52ppmを中心に現れた。これらのピークの積分値から、分子鎖中の（エチレンイミン）単位と、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比はほぼ７０：３０であった。このことから、アセチルエチレンイミンブロックに於いて加水分解が進行したと判断された。
【００６６】
（実施例2）
＜水溶性ブロック共重合体（２−１b）の合成＞
合成例１で得た水溶性ブロック共重合体（１−１）０．５ｇを、５ｍｏｌ／ｌの塩酸２０ｍｌ（過剰量で添加）に溶解し、これにクロロホルム３ｍｌを加えて３０分間撹拌してエマルジョンを得た。該エマルジョンを５０℃に加熱し、１０時間攪拌した。反応液にアセトン５０ｍｌを加えて重合体を沈殿させた後、吸引濾過し、アセトンで洗浄した。得られた重合体を乾燥し、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体（２−１）０．４５ｇを得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ測定の結果、分子鎖中のエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は８０：２０であった。
（実施例3）
＜星型の水溶性ブロック共重合体（２−２）の合成＞
実施例２におけるブロック前駆体（１−１）の代わりに、合成例２で得た星型のブロック前駆体（１−２）を使用したこと以外は、すべて実施例２と同様にして、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する星型の水溶性ブロック共重合体（２−２）０．４３ｇを得た。
分子鎖中のエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は８５：１５であった。
【００６７】
（実施例4）
＜星型の水溶性ブロック共重合体（２−３）の合成＞
実施例２におけるブロック前駆体（１−１）の代わりに、合成例３で得た星型のブロック前駆体（１−３）を使用したこと以外は、すべて実施例２と同様にして、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する星型の水溶性ブロック共重合体（２−３）０．４７ｇを得た。
分子鎖中のエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は７２：２８であった。
【００６８】
（実施例5）
＜星型の水溶性ブロック共重合体（２−４）の合成＞
実施例２におけるブロック前駆体（１−１）の代わりに、合成例４で得た星型のブロック前駆体（１−４）を使用したこと以外は、すべて実施例２と同様にして、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する星型の水溶性ブロック共重合体（２−４）０．４５ｇを得た。
【００６９】
分子鎖中のエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は７９：２１であった。
この星型の水溶性ブロック共重合体は、核にポルフィリン構造を有するため、該ブロック共重合体水溶液の吸収スペクトルにおいて、ポルフィリンに固有のソレー（Soret）帯に由来する４２０ｎｍ（free base）の強い吸収が観測された。
【００７０】
（実施例6）
＜星型の水溶性ブロック共重合体（２−５）の合成＞
実施例２におけるブロック前駆体（１−１）の代わりに、合成例５で得た星型のブロック前駆体（１−５）を使用したこと以外は、すべて実施例２と同様にして、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する星型の水溶性ブロック共重合体（２−５）０．４２ｇを得た。
【００７１】
分子鎖中のエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックのモル組成比は６２：３８であった。
この星型の水溶性ブロック共重合体は、核にポルフィリン構造を有するため、該ブロック共重合体水溶液の吸収スペクトルにおいて、ポルフィリンに固有のソレー（Soret）帯に由来する４４２ｎｍ（プロトン化）の強い吸収が観測された。
【００７２】
（応用例１）
＜水溶性ブロック共重合体（２−１ａ）を用いた染料コンゴレッドの水中分散体の調製＞
実施例１で得た水溶性ブロック共重合体ポリマー（２−１ａ）１０ｍｇを３ｍＬの蒸留水に溶解した。攪拌しながら、その溶液にコンゴレッド（東京化成社製、アニオン性の赤染料）の水溶液（３．５ｍｇ／ｍＬ）２．０ｍＬを滴下した。それを一晩放置させた後、得られた分散体の粒径分布測定を行った結果、平均粒径１５０ｎｍの単分散を示した。この分散液を円心分離装置にて処理すると、上澄みは全く無色透明になった。即ち、液中には、フリーな染料はないと考えられる。
【００７３】
（応用例２）
＜星型の水溶性ブロック共重合体（２−４）とＤＮＡとのイオン会合によるナノ粒子の形成＞
実施例５で得た星型の水溶性ブロック共重合体（２−４）０．０１５ｇを１ｍｌの蒸留水に溶解し、この溶液を、サケの精子から抽出したＤＮＡを含む濃度２．２ｍｇ／ｍｌの水溶液４ｍｌ中に滴下し、１時間攪拌した。該分散液について、動的光散乱法によって、星型の水溶性ブロック共重合体（２−４）とＤＮＡとの会合粒子の形成を確認したところ、平均中心粒径が１７５ｎｍで、単分散状態のナノ粒子が観測された。さらに、この分散液に、０．２ｇの食塩を加え、塩濃度を０．６９ｍｏｌ／ｌに調製し、再び会合粒子の粒径を確認したところ、平均中心粒径は１７５ｎｍのままであった。ＤＮＡを含むナノ粒子は、これほどの高濃度の食塩中でも全く凝集することなく、これを半年間放置した後にも粒径変化は起こらず、きわめて高い安定性を保持した。この安定性の高さは、星型の水溶性ブロック共重合体（２−４）のプロピオニルエチレンイミンブッロクがイオン会合コアを取り囲む水溶性コロナ層を形成したことを強く示唆する。この中性のコロナ層が塩の静電気的な遮蔽効果を弱める働きをしたと推測できる。
【００７４】
上記実施例に示した本発明における加水分解反応の特徴は、アセチルエチレンイミンブロックが優先的に加水分解されることと、加水分解を受けるのが側基であるアシル基であり、分子鎖の主鎖構造は全く変化しないことである。したがって、加水分解反応前後で水溶性ブロック共重合体の重合度は変わらない。
実施例１〜６で得られた水溶性ブロック共重合体（２−１ａ）〜（２−５）の^１Ｈ−ＮＭＲ測定の結果、前駆重合体であるブロック前駆体（１−１）〜（１−５）で１．９７ｐｐｍに現れたアセチルエチレンイミンブロックのメチル基に由来するピークが完全に消失していた。一方、プロピオニルエチレンイミンブロックのメチル基に由来する１．１３ｐｐｍのピークは残存し、そのピークの積分強度は加水分解前よりはいくぶん減少するが、その減少の度合いは加水分解反応時間を変えることによって制御できることから、アセチルエチレンイミンブロックが優先的に加水分解されていることが明らかである。
【００７５】
尚、加水分解反応後の水溶性ブロック共重合体（２−１ｂ）〜（２−５）におけるエチレンイミンブロックのモル分率は、いずれもその前駆重合体であるブロック前駆体（１−１）〜（１−５）におけるアセチルエチレンイミンブロックのモル分率よりも増大している。これは、塩酸過剰系において、加水分解反応がアセチルエチレンイミンブロックだけではなく、プロピオニルエチレンイミンブロックにおいても起こり、その部分がエチレンイミンブロックに変化したことを意味している。
【００７６】
しかし、本発明におけるブロック前駆体の加水分解反応は、エマルジョン中で行うため、有機溶媒相に溶解したプロピオニルエチレンイミンブロックの大部分は加水分解を受けず、撹拌や熱運動によって該ブロックが水相にわずかに引き出された部分のみが加水分解されたと解するのが妥当である。すなわち、プロピオニルエチレンイミンブロックの加水分解は、該ブロックのランダムな位置で起こるのではなく、エチレンイミンブロックに連続した部分で起こっており、したがって、水溶性ブロック共重合体のブロック配列には、実質的な乱れはないと結論できる。
【００７７】
上記応用例２からも明らかなように、本発明の水溶性ブロック共重合体の製造方法によって得られる、エチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する水溶性ブロック共重合体は、エチレンイミンブロックがカチオン性ブロックであり、アニオン性の生体高分子であるＤＮＡとイオンコンプレックスを形成し、ナノ粒子となって水相に分散している。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、新規な、カチオン性ブロックであるエチレンイミンブロックと、プロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する線状または星型の水溶性ブロック共重合体を提供することができる。
また、本発明の水溶性ブロック共重合体の製造方法によれば、ブロック前駆体を、水と、プロピオニルエチレンイミンブロックを溶解するが水と非相溶の有機溶媒との混合溶媒中に分散させてエマルジョンを形成させ、酸またはアルカリ存在下で加水分解することによって、カチオン性ブロックであるエチレンイミンブロックとプロピオニルエチレンイミンブロックとからなる分子鎖を有する線状または星型の水溶性ブロック共重合体をもたらすことができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a molecular chain composed of a cationic block capable of forming an ion complex with an anionic compound and a nonionic block, and is useful for a wide range of applications such as a gene carrier, a pigment dispersant for paints or inks. The present invention relates to a water-soluble block copolymer and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, poly (ethyleneimine) has been used for papermaking, cosmetics, water purification and the like. However, since the last few years, poly (ethyleneimine), a cationic polymer, forms an ionic complex by electrostatic ionic interaction with anionic biopolymers such as DNA, and has attracted attention as a gene carrier. Collecting.
[0003]
Poly (ethyleneimine) is originally a cationic water-soluble polymer, but its use is very limited because it forms an ion complex with anionic biopolymers such as DNA and is insoluble in water. It will be a thing.
Therefore, a double hydrophilic block copolymer has been proposed. In such a double hydrophilic block copolymer, both blocks are water-soluble, but both blocks have different functions. As a result, nano micelles having an ion complex as a core and a nonionic block as a corona are formed and uniformly dispersed in water. The nanomicelle obtained in this way can be applied to a wide range of uses and is particularly useful as a DNA carrier.
[0004]
For example, a water-soluble block copolymer obtained by coupling poly (ethyleneimine) and poly (ethylene glycol) having an epoxy group at one end of a molecular chain (for example, see Non-Patent Document 1). Such a water-soluble block copolymer has a problem of poor affinity with an organic solvent because the poly (ethylene glycol) block is nonionic.
[0005]
A random copolymer of ethyleneimine having ethylenimine in the molecule and ethyloxazoline obtained by hydrolyzing a part of poly (ethyloxazoline) is also known (see, for example, Patent Document 1). With respect to such a copolymer, polyethyloxazoline is simply hydrolyzed to adjust the degree thereof, so even if it becomes a random copolymer, it never becomes a block copolymer. Although this random copolymer has the property of forming an ionic conjugate with an anionic compound, it exhibits the property of forming an ion complex nanomicelle having a distinct core and corona section like a block copolymer. It is not a thing.
[0006]
Furthermore, a graft copolymer obtained by reacting linear poly (ethyleneimine) with 2-ethyl-2-oxazoline has also been proposed (see Patent Document 2). This copolymer is a graft copolymer in which poly (2-ethyl-2-oxazoline) is bonded to a large number of nitrogen atoms in the molecule because the backbone polymer is poly (ethyleneimine). Not a polymer.
[0007]
[Non-Patent Document 1]
Milos Sedlak, two others, “Macromolecular Chemistry and Physics”, 1999, Vol. 199, p. 247-254
[Patent Document 1]
JP 2002-194116 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 08-120035
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is a water solution having a linear molecular chain comprising a linear cationic block and a linear nonionic block that is water-soluble and soluble in an organic solvent. It is in providing a property block copolymer and its manufacturing method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a water-soluble block copolymer having a poly (ethyleneimine) block unit and a poly (N-propionylethyleneimine) block unit in the molecule and having a mass average molecular weight of 2500 to 800,000. is there.
The present invention also provides:
General formula (1)
X- (AB) n or X- (BA) n
General formula (2)
[X- (AB) n] mY or [X- (BA) n] mY
(In the above formula, X is a monovalent or higher polymerization initiator compound residue, A is a poly (ethyleneimine) block unit, B is a poly (N-propionylethyleneimine) block unit, and Y is a monovalent or higher terminal compound residue. N is an integer of at least 1 within the range of the valence of X, and m is an integer of at least 1 within the range of the valence of X.), and the mass average molecular weight is 2500 to 800,000. A water-soluble block copolymer is provided.
Furthermore, the present invention relates to a water-soluble block copolymer having a poly (N-formylethyleneimine) block unit or a poly (N-acetylethyleneimine) block unit and a poly (N-propionylethyleneimine) block unit in the molecule. Is dissolved in water and a mixed solvent of poly (N-propionylethyleneimine) but water and an incompatible organic solvent to form an emulsion, and the water-soluble block is present in the presence of an acid or alkali. Provided is a method for producing a water-soluble block copolymer, wherein the poly (N-formylethyleneimine) block or poly (N-acetylethyleneimine) block of the copolymer is hydrolyzed preferentially. .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The water-soluble block copolymer of the present invention comprises a linear poly (ethyleneimine) block unit (hereinafter simply referred to as an ethyleneimine block) that exhibits cationic properties in an aqueous solvent and a linear poly (N-propionylethyleneimine). It has a block unit (hereinafter simply referred to as a propionylethyleneimine block) and has a mass average molecular weight of 2500 to 800,000.
The ethyleneimine block A and propionylethyleneimine block B constituting the water-soluble block copolymer of the present invention are AB, ABA, BABB, ABBABB, .., And it is particularly preferable that they are bonded by AB and BA.
[0011]
The typical thing of the water-soluble block copolymer of this invention is shown below.
General formula (1)
X- (AB) n or X- (BA) n
General formula (2)
[X- (AB) n] mY or [X- (BA) n] mY
(In the above formula, X is a monovalent or higher polymerization initiator compound residue, A is an ethyleneimine block, B is a propionylethyleneimine block, Y is a monovalent or higher terminal compound residue, and n is within the valence range of X. And an integer of at least 1 and m is an integer of at least 1 within the range of the valence of X.) and a water-soluble block copolymer having a mass average molecular weight of 2500 to 800,000.
[0012]
The monovalent or higher polymerization initiator in the above formula is an initiator for cationic ring-opening living polymerization, and is a low molecular compound and a high molecular compound. The polymerization initiator is preferably one having 1 to 12 valences, and is bonded to ethyleneimine block A or propionylethyleneimine block B depending on the valence. Therefore, when the valence of the polymerization initiator is 1 or 2, a linear water-soluble block copolymer is obtained. If the valence is higher than that, a star-shaped water-soluble block copolymer, particularly benzene is used. The hexavalent skeleton is a typical star shape. In addition, when the valence of a polymerization initiator is large and the terminal compound mentioned later has couple | bonded, it is preferable to select a monovalent terminal compound so that a water-soluble block copolymer may not gelatinize.
[0013]
As a polymerization initiator for such low molecular weight compounds, a compound having a functional group such as an alkyl chloride group, an alkyl bromide group, an alkyl iodide group, a toluenesulfonyloxy group, or a trifluoromethylsulfonyloxy group in the molecule is used. be able to. Specifically, for example, methylbenzene chloride, methylbenzene bromide, methylbenzene iodide, methylbenzene toluenesulfonate, methylbenzene trifluoromethylsulfonate, methane bromide, iodide methane, methane toluenesulfonate or toluenesulfone. Monohydric acids such as acid anhydride, trifluoromethylsulfonic acid anhydride, 5- (4-bromomethylphenyl) -10,15,20-tri (phenyl) porphyrin, bromomethylpyrene, dibromomethylbenzene, diiodination Divalent compounds such as methylbenzene, dibromomethylbiphenylene and dibromomethylazobenzene, trivalent compounds such as tribromomethylbenzene, tetrabromomethylbenzene, tetra (4-chloromethylphenyl) porphyrin, tetrabromoethoxyphthalocyanine Those tetravalent such emissions, hexabromo methylbenzene, tetra (3,5 Jito silyl ethyl oxyphenyl) from 5 or more valences such as porphyrin and the like.
Many alcohol compounds can be used as a polymerization initiator simply by tosylate or bromination.
Among these, alkyl bromide, alkyl iodide, alkyl toluenesulfonate, and alkyl trifluoromethylsulfonate have high polymerization initiation efficiency, and it is particularly preferable to use alkyl bromide and alkyl toluenesulfonate.
Further, a dye having a functional group having the ability to initiate cationic ring-opening living polymerization and having a skeleton of any one of a porphyrin skeleton, a phthalocyanine skeleton, and a pyrene skeleton having a light emission function, an energy transfer function, and an electron transfer function by light Can give special functions to the resulting water-soluble block copolymer.
[0014]
As a polymerization initiator for a polymer compound, for example, a compound in which a bromine atom or an iodine atom is bonded to a terminal carbon atom of poly (ethylene glycol), a compound in which a toluenesulfonyl group is bonded to a terminal oxygen atom, or the like can be used. . In that case, the molecular weight of poly (ethylene glycol) may be 800 to 10,000, and particularly preferably 1500 to 5000.
[0015]
The monovalent or higher terminal compound in the above formula is one that substantially stops the end of the ethyleneimine block A or propionylethyleneimine block B, and preferably 1 to 12 valences, depending on the valence. The ethyleneimine block A or propionylethyleneimine block B is bonded to the terminal. Therefore, when the valence of the compound is 1 and 2, it becomes a linear water-soluble block copolymer, and if it has a valence higher than that, the water-soluble block copolymer that is a star or a combination thereof is used. It becomes a polymer. In addition, when the valence of a terminal compound is large, it is preferable to select a monovalent terminal compound so that the water-soluble block copolymer does not gel.
[0016]
Specific examples of such terminal compounds include 5- (4-aminophenyl) -10,15,20-tri (phenyl) porphyrin, tetra (4-aminophenyl) porphyrin, aminopyrene, aminomethylpyrene, 5- ( 4-hydroxyphenyl) -10,15,20-tri (phenyl) porphyrin, tetra (4-hydroxyphenyl) porphyrin, tetra (3,5-dihydroxyphenyl) porphyrin, tetraaminophthalocyanine, and the like. , May have a substituent. Among them, dyes having any one of a porphyrin skeleton, a phthalocyanine skeleton, and a pyrene skeleton having a light emitting function, an energy transfer function, and an electron transfer function should give a special function to the obtained water-soluble block copolymer. Can do.
[0017]
Although the water-soluble block copolymer of the present invention has a polymerization initiator residue, it does not necessarily have the above-mentioned terminal compound residue, in which case the group dissociated from the polymerization initiator or Hydrogen is bonded.
[0018]
The water-soluble block copolymer of the present invention has a mass average molecular weight of 2500 to 800,000, preferably 5000 to 100,000, and the molar ratio of ethyleneimine block A to propionylethyleneimine block B is preferably 0.1 to 0.00. 95, more preferably 0.3 to 0.7. When the mass average molecular weight is in the above range, it is preferable because it exhibits good water solubility and has stable ion association micelle formation characteristics with an anionic compound.
The degree of polymerization of the ethyleneimine block A and propionylethyleneimine block B constituting the water-soluble block copolymer is preferably 20 or more. When the degree of polymerization of each block is less than 20, the characteristics as a block copolymer are hardly exhibited. The number of blocks contained in one molecular chain can be appropriately selected depending on the application and is not particularly limited, but is preferably a diblock or triblock that easily forms nanomicelles by ion complex association.
The degree of polymerization per one molecular chain of the water-soluble block copolymer is preferably 50 to 5000. That is, when the water-soluble block copolymer has a star shape, there are a plurality of block chains, and the degree of polymerization per molecular chain is preferably within the above range.
[0019]
Next, the manufacturing method of the water-soluble block copolymer of this invention is described. The production method described in detail below is an epoch-making process that provides a novel water-soluble block copolymer having a linear molecular chain composed of an ethyleneimine block and a propionylethyleneimine block.
[0020]
Namely, linear poly (N-formylethyleneimine) block unit or linear poly (N-acetylethyleneimine) block unit and propionylethyleneimine block (linear poly (N-propionylethyleneimine) block in the molecule A water-soluble block copolymer (hereinafter referred to as “block precursor”) having water and a mixed solvent of water and the incompatible organic solvent that dissolves the propionylethyleneimine block. In the presence of acid or alkali, the block precursor poly (N-formylethyleneimine) block unit (hereinafter referred to as “formylethyleneimine block”) or poly (N-acetylethyleneimine) is dispersed to form an emulsion. ) Priority is given to block units (hereinafter referred to as “acetylethyleneimine blocks”) It is possible to produce a water-soluble block copolymer by water splitting.
[0021]
In the present invention, the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block and propionylethyleneimine block are both water-soluble, but the latter has higher solubility in organic solvents than the former. It was made with attention. When the propionylethyleneimine block is dissolved in an aqueous solution of a block precursor having a molecular chain consisting of a formylethyleneimine block or an acetylethyleneimine block and a propionylethyleneimine block, an organic solvent incompatible with water is added and stirred. The formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block dissolves in the aqueous phase and the propionylethyleneimine block dissolves in the organic solvent phase to form an emulsion.
[0022]
By heating an acid or alkali to this system, the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block dissolved in the aqueous phase is preferentially hydrolyzed. As a result, from the ethyleneimine block and the propionylethyleneimine block. A water-soluble block copolymer having a linear molecular chain is obtained. The water-soluble block copolymer remains water-soluble even after forming an ion complex with an anionic compound and is compatible with an organic solvent.
[0023]
The water-soluble block copolymer having a molecular chain composed of an ethyleneimine block and a propionylethyleneimine block according to the present invention is a precursor polymer, a formylethyleneimine block or an acetylethyleneimine block, and a propionylethyleneimine block. It is obtained by preferentially hydrolyzing a formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block of a block precursor having a molecular chain consisting of
[0024]
The block precursor can be obtained by subjecting 2-oxazoline or 2-methyl-2-oxazoline to cationic ring-opening living polymerization and then further polymerizing 2-ethyl-2-oxazoline to the resulting living polymer. Similarly, a multi-block block precursor is obtained by alternately repeating the polymerization of 2-oxazoline or 2-methyl-2-oxazoline and the polymerization of 2-ethyl-2-oxazoline. Of course, 2-ethyl-2-oxazoline can be polymerized first, and then 2-oxazoline or 2-methyl-2-oxazoline can be polymerized. About the manufacturing method of such a block precursor, it is known, for example by Advances in Chemistry series 142,320 (1975).
[0025]
As the solvent used in the cationic ring-opening living polymerization reaction, known and commonly used solvents such as an aprotic inert solvent and an aprotic polar solvent can be used.
The degree of polymerization of each block of the block precursor is preferably 20 or more. When the degree of polymerization of each block is less than 20, the characteristics of the finally obtained water-soluble block copolymer are hardly exhibited. The number of blocks contained in one molecular chain can be appropriately selected depending on the application and is not particularly limited, but is preferably a diblock or triblock that easily forms nanomicelles by ion complex association.
The degree of polymerization per molecular chain of the block precursor is preferably 50 to 5,000.
[0026]
The ratio of the degree of polymerization of the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block in one molecule of the block precursor to the degree of polymerization of the propionylethyleneimine block is independent of the number of blocks per molecular chain. It is preferably in the range of 8: 2.
[0027]
As the polymerization initiator for the cationic ring-opening living polymerization, those described above are used. If a polymerization initiator having the above functional group and a special function is used, a block precursor in which the residue of the initiator is bonded to the nitrogen atom at the chain end can be obtained. The formylethyleneimine By preferentially hydrolyzing the block or acetylethyleneimine block, a water-soluble block copolymer in which a group having a special function is bonded to the nitrogen atom at the end of the molecular chain is obtained.
[0028]
In the case of a trifunctional or higher polyfunctional polymerization initiator, a star-shaped block precursor having the initiator as a core (1) is obtained, and the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block is preferentially used. By hydrolysis, a star-shaped water-soluble block copolymer in which the nitrogen atom at the end of the molecular chain is bonded to the nucleus (1) having a special function is obtained.
[0029]
The block precursor obtained by cation ring-opening living polymerization is a living polymer and has an active site at the carbon atom at the end of the molecular chain, so it has a highly nucleophilic functional group such as an amino group or a phenolic hydroxy group. It reacts easily with etc. Therefore, if a compound having three or more functional groups having high nucleophilicity (the terminal compound) is reacted with a block precursor that is a living polymer, a star-shaped block precursor having the compound as a nucleus is obtained. (Hereinafter, the nucleus which is a compound having three or more functional groups having high nucleophilicity is simply referred to as “nucleus (2)”). That is, in this case, a star-shaped block precursor in which the carbon atom at the end of the molecular chain is bonded to the nucleus (2) is obtained.
[0030]
When the compound having the above functional group that reacts with the active site and the above-mentioned special function (terminal compound) is reacted at the active end of the block precursor, the compound of the compound is bonded to the carbon atom at the end of the molecular chain. Residue-bonded block precursors are obtained, and the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block is preferentially hydrolyzed to form a water-soluble group with a special function attached to the carbon atom at the end of the molecular chain. A block copolymer is obtained. When a terminal compound is reacted with the active end of a star-shaped block precursor, a star-shaped block precursor in which a group having a special function is bonded to the carbon atom at the end of the free chain is obtained. By decomposition, a star-shaped water-soluble block copolymer in which a group having a special function is bonded to the free chain end is obtained.
[0031]
Examples of the terminal compound are those described above. In particular, pigments having any one of a porphyrin skeleton, a phthalocyanine skeleton, and a pyrene skeleton having a light emitting function, an energy transfer function, and an electron transfer function have special functions. It can be imparted to the functional block copolymer. In addition, when the compound is a trifunctional or higher polyfunctional compound, a star-shaped block precursor having the compound as a core (2) is obtained, and the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block is obtained. By preferentially hydrolyzing, a star-shaped water-soluble block copolymer in which the carbon atom at the end of the molecular chain is bonded to the nucleus (2) having a special function is obtained.
[0032]
A block precursor living polymer obtained by using a monofunctional compound as a cationic ring-opening living polymerization initiator and further reacting with a monofunctional compound (terminal compound), formyl block precursor obtained If the ethyleneimine block or acetylethyleneimine block is hydrolyzed preferentially, a water-soluble block copolymer in which groups having a special function are bonded to both ends of the molecular chain is obtained. Further, the living polymer of the block precursor is reacted with a trifunctional or higher functional compound (terminal compound) as the nucleus (2) to form a block precursor formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block having the nucleus (2). If preferentially hydrolyzed, a star-shaped water-soluble block copolymer in which the compound having a special function is bonded to the nitrogen atom at the free chain end of the molecular chain bonded to the nucleus (2) having a special function is obtained. .
[0033]
Using a polymerization initiator and a terminal compound having a skeleton of either a porphyrin skeleton, a phthalocyanine skeleton, or a pyrene skeleton having special functions such as a light emitting function by light, an energy transfer function, an electron transfer function, or a combination thereof By preferentially hydrolyzing the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block of the block precursor obtained in this way, a water-soluble block copolymer to which groups having the above functions are bonded is obtained.
[0034]
Next, a method for producing a water-soluble block copolymer by preferentially hydrolyzing a formylethyleneimine block or an acetylethyleneimine block as a block precursor will be described.
[0035]
In order to obtain a water-soluble block copolymer from the block precursor, a preferential hydrolysis reaction of the block precursor formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block must be carried out in an emulsion state. The emulsion basically consists of a block precursor, water, and an organic solvent that dissolves the propionylethyleneimine block but is incompatible with water. When the mixture is agitated, the block precursor formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block dissolves in the aqueous phase, while the propionylethyleneimine block dissolves in the organic solvent phase to form an emulsion. In this case, the block precursor acts as an emulsifier. The emulsion may be either O / W type or W / O type.
[0036]
Examples of the organic solvent incompatible with water include methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, nitrobenzene, methoxybenzene, toluene, and a mixed solvent thereof.
During the hydrolysis reaction, acid or alkali is added to the aqueous phase as a known hydrolysis catalyst. Usual inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid can be used as the acid, and ordinary inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia can be used as the alkali.
[0037]
Taking as an example a case where an O / W type emulsion is used as a reaction field, the concentration of acid or alkali in the aqueous phase is the number of moles of monomer units constituting the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block to be hydrolyzed. The amount corresponding to at least one time is sufficient, and is preferably within 50 times. If it exceeds 50 times, the propionylethyleneimine block is susceptible to hydrolysis. The most preferable range is 1 to 5 times.
[0038]
The hydrolysis reaction temperature is preferably 100 ° C. or lower, and may be set according to the concentration of the acid or alkali used. When the acid or alkali concentration is high, the temperature is set low, for example, about room temperature, and when the acid or alkali concentration is low, the reaction temperature is set high.
[0039]
In the hydrolysis reaction system of an O / W emulsion using acid, the O / W emulsion in the reaction system is converted into micelles in water as the reaction proceeds. The end point can be determined. For example, at the beginning of the reaction, the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block dissolves in the aqueous phase to form an O / W emulsion, but the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block is hydrolyzed in the presence of hydrochloric acid. The resulting ethyleneimine block hydrochloride becomes polymer crystals in the acidic aqueous phase. Since the polymer crystals are insoluble in the acidic aqueous phase, the emulsion is broken, resulting in the formation of core-corona type micelles around which the polymer crystals are cored and covered with a water-soluble propionylethyleneimine block. The The aqueous phase becomes an opaque micelle dispersion, and the organic solvent is separated from the aqueous phase as an oil phase, not as oil droplets. This phenomenon can be clearly observed visually and can be used as a measure of the end point of the reaction.
[0040]
In general, the hydrolysis reaction is preferably performed for 2 to 48 hours, but varies depending on conditions such as acid concentration and reaction temperature.
By the above hydrolysis reaction, the block precursor formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block is preferentially hydrolyzed to an ethyleneimine block to obtain a water-soluble block copolymer. If the amount of acid produced is excessive, the propionylethyleneimine block may also undergo some hydrolysis in the vicinity of the formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block that undergo hydrolysis and be incorporated into the ethyleneimine block. .
[0041]
However, this hydrolysis reaction does not occur at random positions in the propionylethyleneimine block, but the propionylethyleneimine block dissolved in water and an incompatible organic solvent is used for stirring and thermal movement of the molecular chain. Occurs in the part drawn out into the aqueous phase. That is, as a result of hydrolysis of the propionyl ethyleneimine block in the portion adjacent to the ethyleneimine block, the ethylene of the resulting water-soluble block copolymer is simply compared with the case where the propionylethyleneimine block was not hydrolyzed. The molecular chain length of the imine block is somewhat longer, and the molecular chain length of the propionylethyleneimine block is only somewhat shorter.
[0042]
In this invention, the preferable compounding example for forming O / W type | mold emulsion is 5-40 ml of water with respect to 1 g of block precursors, and 0.5-6 ml of organic solvents incompatible with water.
[0043]
According to the method for producing a water-soluble block copolymer of the present invention, a block precursor is dispersed in a mixed solvent of water and a propionylethyleneimine block but water and an incompatible organic solvent to obtain an emulsion. And formylethyleneimine block or acetylethyleneimine block of the block precursor can be preferentially hydrolyzed by the hydrolysis in the presence of acid or alkali, and linear ethylene that is a cationic block can be obtained. A water-soluble block copolymer having a molecular chain composed of an imine block and a linear propionylethyleneimine block is obtained.
[0044]
When the block precursor is synthesized by cationic ring-opening living polymerization of 2-oxazoline or 2-methyl-2-oxazoline and 2-ethyl-2-oxazoline, a multifunctional initiator having three or more functionalities Is used to obtain a star-shaped block precursor, which is hydrolyzed to obtain a star-shaped water-soluble block copolymer.
[0045]
When the cationic ring-opening living polymerization initiator has a skeleton having a special function such as a porphyrin skeleton, a phthalocyanine skeleton, or a pyrene skeleton, the linear or star-shaped water-soluble block copolymer finally obtained is Special functions such as a light emitting function by light, an energy transfer function, and an electron transfer function can be provided.
[0046]
The block precursor synthesized by cationic ring-opening living polymerization is a living polymer and has an active site on the carbon atom at the end of the molecular chain. A star-shaped block precursor and a star-shaped water-soluble block copolymer obtained by hydrolyzing the same can also be obtained by reacting a terminal compound having three or more groups reactive with the active site with the living polymer. .
[0047]
If a compound having a skeleton with the above special function is used as a terminal compound to be reacted with the active site at the end of the molecular chain, a special function is obtained in the finally obtained linear and star-shaped water-soluble block copolymer. Can be granted.
[0048]
The water-soluble block copolymer of the present invention has a linear cationic block, and can be used for forming an underwater nano micelle with a biopolymer or the like. More specifically, the water-soluble block copolymer of the present invention can be used as a carrier that ionically binds anionic DNA, protein, virus, bacterium, etc. and incorporates them. Such carriers are useful as clinical diagnostic agents, therapeutic agents, biological tissue adhesives, and protective agents in the medical or nanomedical field. In particular, the water-soluble block copolymer in the present invention is extremely useful for nano micelle formation with DNA, and the micelle can be used as an important material for preparing a vector for gene therapy. A water-soluble block copolymer containing porphyrin or phthalocyanine can be used as a dye-type anticancer agent using a laser beam for photodynamic cancer treatment. Moreover, the nano micelle which has optical functionality can also be used as a nanoreactor (nanoreactor) or a nanoparticle type catalyst.
[0049]
In addition, the water-soluble block copolymer of the present invention is useful for preparing an underwater nanodispersion with an anionic dye or pigment, and is used in the medical or nanomedicine field, or a nanoreactor or nanoreactor. In addition to applications such as a particulate catalyst, it can be suitably used for various water-based paints and water-based inks, especially water-based jet inks. Particularly, dyes having an anionic group include Congo Red, Acid Red, Acid Violet, Indigo Carmine, Sodium phthalocyanine sulfonate, Sodium phthalocyanine carboxylate, Chlorophyrin sodium, Sodium phenylporphyrin sulfonate, Sodium phenylporphyrin carboxylate, Phenylporphyrin carboxyl Examples thereof include sodium phosphate, pyrogallol red, pyrogallol violet, hesperidin and the like.
[0050]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Reference Examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”.
[0051]
<Molecular weight measurement method>
It was measured using a high performance liquid chromatography “HLC-8000” (RI detector, TSKge12000 × 1 + 3000Hxl + 5000Hxl + guardcolumnHx1-H, solvent dimethylformamide, flow rate 1.0 ml / min, temperature 40 ° C.) manufactured by Tosoh Corporation.
[0052]
<Measuring method of particle size and particle size distribution>
Nikkiso Co., Ltd. UPA particle size analyzer “Microtrac 9203” (laser beam wavelength 780 nm, reflection angle 180 ^o The temperature and the particle size distribution were measured by a dynamic light scattering (DLS) method.
[0053]
(Synthesis Example 1)
<Synthesis of Block Precursor (1-1)>
After replacing the inside of the reaction vessel having a volume of 50 ml with nitrogen gas, 0.171 g (1 mmol) of benzyl bromide and 5 ml of N, N-dimethylacetamide, which are cationic ring-opening living polymerization initiators, were added and stirred at room temperature. After adding 8.51 g (0.1 mol) of 2-methyl-2-oxazoline to this solution, 2-methyl-2-oxazoline was subjected to cationic ring-opening living polymerization while stirring at 100 ° C. for 24 hours. The polymerization rate was 98%.
[0054]
After lowering the reaction solution temperature to 60 ° C., 4.95 g (0.05 mol) of 2-ethyl-2-oxazoline was added, followed by heating to 100 ° C. and stirring for 24 hours. The temperature of the reaction mixture was lowered to room temperature, 10 ml of methanol was added, and the reaction mixture was concentrated under reduced pressure. This concentrated solution was poured into 100 ml of diethyl ether to precipitate a polymer.
The methanol solution of the obtained polymer was poured into diethyl ether for reprecipitation, and after suction filtration, the filtrate was vacuum dried to obtain 12.95 g of a block precursor (1-1). The yield was 95%.
[0055]
As a result of measuring the molecular weight of the obtained block precursor (1-1), the number average molecular weight (hereinafter abbreviated as “Mn”) was 12000, and the molecular weight distribution was 1.15.
¹ H-NMR (d _TMS = 0, CDCl _Three ) Signal from side chain methyl group in acetylethyleneimine block (CH) _Three 1.97 ppm) and the signal from the side chain ethyl in the propionylethyleneimine block (CH _Three 1.13ppm, CH ₂ 2.41ppm) and main chain ethylene signal (CH ₂ CH ₂ 3.46 ppm) was confirmed. Therefore, both units ¹ From the integration ratio by H-NMR measurement, it was found that the molar composition ratio of the acetylethyleneimine block to the propionylethyleneimine block was 70:30. From this, the mass of the average monomer can be estimated as 89.3.
[0056]
(Synthesis Example 2)
<Synthesis of star-shaped block precursor (1-2)>
To the reaction vessel, 0.021 g (0.033 mmol) of hexabromomethylbenzene, which is a hexafunctional cationic ring-opening living polymerization initiator and serves as the nucleus (1) of the star-shaped block precursor, was added and the atmosphere was replaced with nitrogen. In a nitrogen stream, 1.53 g (18 mmol) of 2-methyl-2-oxazoline and 5 ml of N, N-dimethylacetamide were sequentially added. The mixture was heated to 60 ° C. with stirring and held for 10 minutes, then heated to 100 ° C. and stirred for 20 hours. ¹ From the measurement result of H-NMR, it was confirmed that 2-methyl-2-oxazoline was polymerized almost quantitatively and poly (N-acetylethyleneimine) was obtained. As a result of measuring the molecular weight of this polymer, its mass average molecular weight was 21,400, and its molecular weight distribution was 1.65.
[0057]
To the reaction solution, 0.59 g (6 mmol) of 2-ethyl-2-oxazoline was further added and stirred at 100 ° C. for 24 hours. The temperature of the reaction mixture was lowered to room temperature, 10 ml of methanol was added, and the reaction mixture was concentrated under reduced pressure. This concentrated solution was poured into 100 ml of diethyl ether to precipitate a polymer.
The methanol solution of the obtained polymer is poured into diethyl ether to reprecipitate, and after suction filtration, the filtrate is vacuum-dried to obtain 2.1 g of a water-soluble star-shaped block precursor (1-2). It was. The yield was 97%.
Molecular weight measurement and ¹ As a result of H-NMR measurement, the mass average molecular weight was 24400, and the molecular weight distribution was 1.72.
¹ H-NMR (d _TMS = 0, CDCl _Three ) Signal from side chain methyl group in acetylethyleneimine block (CH) _Three 1.99ppm) and the signal from the side chain ethyl in the propionylethyleneimine block (CH _Three 1.13ppm, CH ₂ 2.41ppm) and main chain ethylene signal (CH ₂ CH ₂ 3.46 ppm) was confirmed. Therefore, both units ¹ From the integral ratio by H-NMR measurement, it was found that the molar composition ratio of the acetylethyleneimine block and the propionylethyleneimine block was 80:20.
[0058]
(Synthesis Example 3)
<Synthesis of star-shaped block precursor (1-3)>
Hexafunctional cationic ring-opening living polymerization initiator, 0.033 g (0.052 mmol) of hexabromomethylbenzene and 1.53 g of 2-methyl-2-oxazoline serving as the core (1) of the star-shaped block precursor ( 18 mmol), 2-ethyl-2-oxazoline 0.99 g (10 mmol), and N, N-dimethylacetamide 5 ml, except that 2-ethyl-2-oxazoline was synthesized. Polymerization was first performed, and then 2-methyl-2-oxazoline was polymerized to obtain 2.4 g of a water-soluble star-shaped block precursor (1-3). The yield was 94%.
The mass average molecular weight was 29700, and the molecular weight distribution was 1.81. In 1H NMR, a signal similar to that in Synthesis Example 2 was observed, and the molar composition ratio of the acetylethyleneimine block and the propionylethyleneimine block in the molecular chain was 68:32.
[0059]
(Synthesis Example 4)
<Synthesis of star-shaped block precursor (1-4)>
0.022 g of tetra (4-chloromethylphenyl) porphyrin, which is a tetrafunctional cationic ring-opening living polymerization initiator and serves as the nucleus (1) of the star-shaped block precursor, in a reaction vessel substituted with argon gas inside. (0.027 mmol), 0.12 g of sodium iodide, and 6 ml of N, N-dimethylacetamide were added, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. To this solution, 0.99 g (10 mmol) of 2-ethyl-2-oxazoline was added, heated to 100 ° C. and stirred for 24 hours.
[0060]
After the reaction solution temperature was lowered to 60 ° C., 1.53 g (18 mmol) of 2-methyl-2-oxazoline was added, the temperature was raised to 100 ° C., and the mixture was stirred for 24 hours. The obtained polymer was isolated in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain 2.4 g of a water-soluble star-shaped block precursor (1-4). The yield was 95%.
[0061]
Molecular weight measurement and ¹ As a result of H-NMR measurement, the mass average molecular weight was 25800, and the molecular weight distribution was 1.72.
¹ H-NMR (d _TMS = 0, CDCl _Three ) Signal from side chain methyl group in acetylethyleneimine block (CH) _Three 1.97 ppm) and the signal from the side chain ethyl in the propionylethyleneimine block (CH _Three 1.14ppm, CH ₂ 2.41ppm) and main chain ethylene signal (CH ₂ CH ₂ 3.45 ppm) was confirmed. The proton of the pyrrole ring of the porphyrin skeleton located at the center of the star polymer appeared at 8.82 ppm. ¹ From the integration ratio by H-NMR measurement, it was found that the molar composition ratio of the acetylethyleneimine block and the propionylethyleneimine block was 71:29.
Since this star-shaped block precursor (1-4) has a porphyrin structure in the nucleus, the absorption spectrum of the aqueous solution of the block precursor is 420 nm (free base) derived from the Soret band unique to porphyrin. Strong absorption was observed.
[0062]
(Synthesis Example 5)
<Synthesis of star-shaped block precursor (1-5)>
To a reaction vessel substituted with nitrogen gas, 0.044 g (0.236 mmol) of methyl toluenesulfonate, 5 ml of N, N-dimethylacetamide, and 2.34 g (0.0236 mol) of 2-ethyl-2-oxazoline were added, Stir at 100 ° C. for 16 hours.
After lowering the reaction solution temperature to 60 ° C., 2.01 g (0.0236 mol) of 2-methyl-2-oxazoline was added, and the mixture was heated to 100 ° C. and stirred for 24 hours.
[0063]
After the reaction solution temperature was lowered to room temperature, 0.038 g (0.056 mmol) of tetra (4-aminophenyl) porphyrin was added as a tetrafunctional nucleus (2), and the mixture was stirred at 80 ° C. for 24 hours.
The product was isolated in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain 4.27 g of a water-soluble star-shaped block precursor (1-5). The yield was 96%.
[0064]
Molecular weight measurement and ¹ As a result of H-NMR measurement, the mass average molecular weight was 58700, and the molecular weight distribution was 1.25.
¹ H-NMR (d _TMS = 0, CDCl _Three ) Signal from side chain methyl group in acetylethyleneimine block (CH) _Three 1.97 ppm) and the signal from the side chain ethyl in the propionylethyleneimine block (CH _Three 1.14ppm, CH ₂ 2.41ppm) and main chain ethylene signal (CH ₂ CH ₂ 3.45 ppm) was confirmed. The proton of the pyrrole ring of the porphyrin skeleton located at the center of the star polymer appeared at 8.79 ppm. ¹ From the integration ratio by H-NMR measurement, the molar composition ratio of the acetylethyleneimine block and the propionylethyleneimine block in the molecular chain was 51:49.
Since this star-shaped block precursor (1-5) has a porphyrin structure in the nucleus, in the absorption spectrum of the aqueous solution of the block precursor, 418 nm (free base) derived from the Soret band inherent to porphyrin. Strong absorption was observed.
[0065]
Example 1
<Synthesis of water-soluble block copolymer (2-1a)>
After 0.5 g of the block precursor (1-1) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 15 ml of chloroform, 0.85 ml of a 5 mol / l hydrochloric acid aqueous solution was added thereto. This mixture was stirred to obtain a W / O emulsion. The emulsion was heated to 50 ° C. and stirred for 48 hours. After adding 50 ml of acetone to the reaction solution to precipitate a polymer, the solution was suction filtered and washed with acetone. The obtained polymer was dried to obtain 0.42 g of a water-soluble block copolymer (2-1) having a molecular chain composed of an ethyleneimine block and a propionylethyleneimine block.
¹ As a result of 1 H-NMR (TMS external standard, heavy water) measurement, the 1.98 ppm peak derived from the side chain methyl of the acetylethyleneimine block before hydrolysis completely disappeared. However, the peak derived from the ethyl group in the side chain of the propionylethyleneimine block is 1.18 ppm (CH _Three ) And 2.25 ppm (CH ₂ ) Did not disappear. The main chain of the polymer (CH ₂ CH ₂ ) -Derived peak appeared centering on 3.52 ppm. From the integrated values of these peaks, the molar composition ratio of the (ethyleneimine) unit in the molecular chain to the propionylethyleneimine block was approximately 70:30. From this, it was judged that hydrolysis proceeded in the acetylethyleneimine block.
[0066]
(Example 2)
<Synthesis of water-soluble block copolymer (2-1b)>
0.5 g of the water-soluble block copolymer (1-1) obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in 20 ml of 5 mol / l hydrochloric acid (added in excess), and 3 ml of chloroform was added thereto and stirred for 30 minutes. An emulsion was obtained. The emulsion was heated to 50 ° C. and stirred for 10 hours. After adding 50 ml of acetone to the reaction solution to precipitate a polymer, the solution was suction filtered and washed with acetone. The obtained polymer was dried to obtain 0.45 g of a water-soluble block copolymer (2-1) having a molecular chain composed of an ethyleneimine block and a propionylethyleneimine block.
¹ As a result of 1 H-NMR measurement, the molar composition ratio of the ethyleneimine block and propionylethyleneimine block in the molecular chain was 80:20.
(Example 3)
<Synthesis of star-shaped water-soluble block copolymer (2-2)>
Except that the star-shaped block precursor (1-2) obtained in Synthesis Example 2 was used in place of the block precursor (1-1) in Example 2, all the same procedures as in Example 2 were carried out. 0.43 g of a star-shaped water-soluble block copolymer (2-2) having a molecular chain composed of an imine block and a propionylethyleneimine block was obtained.
The molar composition ratio of the ethyleneimine block in the molecular chain to the propionylethyleneimine block was 85:15.
[0067]
(Example 4)
<Synthesis of star-shaped water-soluble block copolymer (2-3)>
Except that the star-shaped block precursor (1-3) obtained in Synthesis Example 3 was used in place of the block precursor (1-1) in Example 2, all were the same as in Example 2, except that ethylene was used. 0.47 g of a star-shaped water-soluble block copolymer (2-3) having a molecular chain composed of an imine block and a propionylethyleneimine block was obtained.
The molar composition ratio of the ethyleneimine block and propionylethyleneimine block in the molecular chain was 72:28.
[0068]
(Example 5)
<Synthesis of star-shaped water-soluble block copolymer (2-4)>
Except that the star-shaped block precursor (1-4) obtained in Synthesis Example 4 was used instead of the block precursor (1-1) in Example 2, all were the same as in Example 2, except that ethylene was used. 0.45 g of a star-shaped water-soluble block copolymer (2-4) having a molecular chain composed of an imine block and a propionylethyleneimine block was obtained.
[0069]
The molar composition ratio of the ethyleneimine block and propionylethyleneimine block in the molecular chain was 79:21.
Since this star-shaped water-soluble block copolymer has a porphyrin structure in the nucleus, the absorption spectrum of the aqueous solution of the block copolymer has a strong 420 nm (free base) derived from the Soret band inherent to porphyrin. Absorption was observed.
[0070]
(Example 6)
<Synthesis of star-shaped water-soluble block copolymer (2-5)>
Except that the star-shaped block precursor (1-5) obtained in Synthesis Example 5 was used in place of the block precursor (1-1) in Example 2, all the same procedures as in Example 2 were carried out. 0.42 g of a star-shaped water-soluble block copolymer (2-5) having a molecular chain composed of an imine block and a propionylethyleneimine block was obtained.
[0071]
The molar composition ratio of the ethyleneimine block and propionylethyleneimine block in the molecular chain was 62:38.
Since this star-shaped water-soluble block copolymer has a porphyrin structure in the nucleus, the absorption spectrum of the aqueous solution of the block copolymer has a strong 442 nm (protonated) derived from the Soret band inherent to porphyrin. Absorption was observed.
[0072]
(Application 1)
<Preparation of Dye Congo Red Dispersion in Water Using Water-Soluble Block Copolymer (2-1a)>
10 mg of the water-soluble block copolymer polymer (2-1a) obtained in Example 1 was dissolved in 3 mL of distilled water. While stirring, 2.0 mL of an aqueous solution (3.5 mg / mL) of Congo Red (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., an anionic red dye) was added dropwise. As a result of measuring the particle size distribution of the obtained dispersion after allowing it to stand overnight, it showed monodispersion with an average particle size of 150 nm. When this dispersion was treated with a circular center separator, the supernatant became completely colorless and transparent. That is, it is considered that there is no free dye in the liquid.
[0073]
(Application example 2)
<Nanoparticle Formation by Ion Association between Star-shaped Water-soluble Block Copolymer (2-4) and DNA>
0.015 g of the star-shaped water-soluble block copolymer (2-4) obtained in Example 5 was dissolved in 1 ml of distilled water, and this solution was dissolved at a concentration of 2.2 mg / day containing DNA extracted from salmon sperm. The solution was dropped into 4 ml of an aqueous solution of ml and stirred for 1 hour. With respect to the dispersion, formation of association particles of the star-shaped water-soluble block copolymer (2-4) and DNA was confirmed by a dynamic light scattering method. Of nanoparticles were observed. Further, 0.2 g of sodium chloride was added to this dispersion to adjust the salt concentration to 0.69 mol / l. When the particle size of the associated particles was confirmed again, the average center particle size remained at 175 nm. Nanoparticles containing DNA did not aggregate at all even in such a high concentration of salt, and did not change in particle size even after being left for half a year, and maintained extremely high stability. This high stability strongly suggests that the propionylethyleneimine block of the star-shaped water-soluble block copolymer (2-4) formed a water-soluble corona layer surrounding the ion-associated core. It can be inferred that this neutral corona layer worked to weaken the electrostatic shielding effect of the salt.
[0074]
The characteristics of the hydrolysis reaction in the present invention shown in the above examples are that the acetylethyleneimine block is preferentially hydrolyzed and that the acyl group that undergoes hydrolysis is a side group, and the main chain of the molecular chain. The chain structure does not change at all. Therefore, the polymerization degree of the water-soluble block copolymer does not change before and after the hydrolysis reaction.
Of the water-soluble block copolymers (2-1a) to (2-5) obtained in Examples 1 to 6 ¹ As a result of H-NMR measurement, the peak derived from the methyl group of the acetylethyleneimine block that appeared at 1.97 ppm in the block precursors (1-1) to (1-5), which are the precursor polymers, has completely disappeared. It was. On the other hand, a peak at 1.13 ppm derived from the methyl group of the propionylethyleneimine block remains, and the integrated intensity of the peak is somewhat reduced from that before hydrolysis, but the degree of the decrease is changed by changing the hydrolysis reaction time. From the controllability, it is clear that the acetylethyleneimine block is preferentially hydrolyzed.
[0075]
The mole fraction of the ethyleneimine block in the water-soluble block copolymers (2-1b) to (2-5) after the hydrolysis reaction is the block precursor (1-1) which is the precursor polymer. It is larger than the molar fraction of the acetylethyleneimine block in (1-5). This means that in a hydrochloric acid excess system, the hydrolysis reaction occurred not only in the acetylethyleneimine block but also in the propionylethyleneimine block, and that part was changed to the ethyleneimine block.
[0076]
However, since the hydrolysis reaction of the block precursor in the present invention is carried out in an emulsion, most of the propionylethyleneimine block dissolved in the organic solvent phase is not hydrolyzed, and the block becomes an aqueous phase by stirring or thermal motion. It is reasonable to understand that only the slightly extracted portion was hydrolyzed. That is, the hydrolysis of the propionyl ethyleneimine block does not occur at random positions of the block, but occurs in a portion continuous to the ethyleneimine block. Therefore, the block sequence of the water-soluble block copolymer is substantially It can be concluded that there is no disruption.
[0077]
As apparent from Application Example 2, the water-soluble block copolymer having a molecular chain composed of an ethyleneimine block and a propionylethyleneimine block, obtained by the method for producing a water-soluble block copolymer of the present invention, is: The ethyleneimine block is a cationic block, forms an ion complex with DNA, which is an anionic biopolymer, and is dispersed in the aqueous phase as nanoparticles.
[0078]
【The invention's effect】
The present invention can provide a novel linear or star-shaped water-soluble block copolymer having a molecular chain composed of an ethyleneimine block which is a cationic block and a propionylethyleneimine block.
Further, according to the method for producing a water-soluble block copolymer of the present invention, the block precursor is dispersed in a mixed solvent of water and an organic solvent incompatible with water but incompatible with the propionylethyleneimine block. A linear or star water-soluble block copolymer having a molecular chain composed of a cationic block, an ethyleneimine block and a propionylethyleneimine block, by forming an emulsion and hydrolyzing in the presence of an acid or alkali Can bring.

Claims

The molecule has a linear poly (ethyleneimine) block unit having a polymerization degree of 20 or more and a linear poly (N-propionylethyleneimine) block unit having a polymerization degree of 20 or more, and a mass average molecular weight of 2500 to 500. A water-soluble block copolymer characterized by being 800000.

The water-soluble block polymer according to claim 1, which is a diblock body or a triblock body.

A method for producing the water-soluble block copolymer according to any one of claims 1 to 2 ,
Linear poly (N-formylethyleneimine) block unit having a polymerization degree of 20 or more in the molecule or linear poly (N-acetylethyleneimine) block unit having a polymerization degree of 20 or more and a line having a polymerization degree of 20 or more A copolymer having a poly (N-propionylethyleneimine) block unit is dispersed in a mixed solvent of water and poly (N-propionylethyleneimine) but water and an incompatible organic solvent. To form an emulsion and preferentially hydrolyze the poly (N-formylethyleneimine) block or poly (N-acetylethyleneimine) block of the copolymer in the presence of acid or alkali. A method for producing a water-soluble block copolymer.