KR20060136444A - 가교 폴리로탁산 및 그의 제조 방법 - Google Patents

가교 폴리로탁산 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20060136444A
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마사또시 기도와끼
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도꾜 다이가꾸
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Abstract

본 발명은 안전성, 즉 생체 적합성을 갖고, 저온측에서 비겔 상태, 고온측에서 가교 상태, 예를 들면 겔 상태가 되는 비겔-겔 전이를 나타내는 화합물 또는 재료를 제공한다. 또한, 본 발명은 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지는 가교 폴리로탁산이며, 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되는 것을 특징으로 하는 가교 폴리로탁산에 의해 상기 과제를 해결한다.
시클로덱스트린, 비겔-겔 전이, 폴리로탁산, 가교 폴리로탁산, 수산기

Description

가교 폴리로탁산 및 그의 제조 방법 {Crosslinked Polyrotaxane and Process for Producing the Same}
본 발명은 폴리로탁산끼리를 가교시킨 가교 폴리로탁산 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 폴리로탁산에 포함되는 시클로덱스트린의 OH기를 비이온성기로 치환한 가교 폴리로탁산이며, 물리 결합을 통해 복수의 폴리로탁산이 가교되어 이루어지는 가교 폴리로탁산 및 그의 제조 방법, 및 상기 가교 폴리로탁산을 갖는 외부 응답성 재료에 관한 것이다.
종래부터 열가역성을 나타내는 하이드로 겔로서 한천이나 젤라틴 등이 잘 알려져 있다. 이들은 가열에 의해 유동성이 있는 졸 상태, 냉각에 의해 유동성을 잃은 겔 상태를 나타낸다.
이들 하이드로 겔과는 반대의 온도 특성, 즉 저온측에서 졸 상태, 고온측에서 겔 상태가 되는 졸-겔 전이를 나타내는 공지 화합물로서 N,N-디이소프로필아크릴아미드계 고분자, 폴리프로필렌글리콜계 고분자 등이 알려져 있다. 이들은 세포 배양 담체, 창상 피복재, 생체 접착제 등을 포함하는 의료나 바이오테크놀로지 분야에서의 응용이 기대되고 있다.
일본 특허 공개 (평)9-301893호 공보.
그러나, 저온측에서 졸 상태, 고온측에서 겔 상태가 되는 졸-겔 전이를 나타내는 공지 화합물은 의료나 바이오테크놀로지 등에 응용하는 경우, 그 안전성, 즉 생체 적합성이 염려된다.
따라서, 본 발명의 목적은 안전성, 즉 생체 적합성을 갖고, 저온측에서 비겔 상태(예를 들면, 졸 상태, 용액 상태 등), 고온측에서 가교 상태, 예를 들면 겔 상태가 되는 비겔-겔 전이를 나타내는 화합물 또는 재료를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 목적에 추가하여, 또는 상기 목적 이외에 비겔-겔 전이점을 제어할 수 있는 화합물 또는 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지는 가교 폴리로탁산을 사용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하였다.
구체적으로는, 본 발명자들은 이하의 발명에 의해 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하였다.
<1> 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지는 가교 폴리로탁산이며, 상기 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되는 것을 특징으로 하는 가교 폴리로탁산.
<2> 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지는 가교 폴리로탁산이며, 상기 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되고, 외부 자극의 유무에 의해 미가교 상태 또는 가교 상태로부터 가교 상태 또는 미가교 상태로 가역적으로 변화하는 가역적인 외부 자극 응답성을 나타내는 가교 폴리로탁산.
<3> 상기 <2>에 있어서, 상기 외부 자극이 열이고, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 미가교 상태로부터 가교 상태인 겔 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
<4> 상기 <3>에 있어서, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 가교 상태인 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
<5> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -OR기이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<6> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-R'-X기이고, 상기 R'는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기이며, X는 OH, NH2 또는 SH인 것이 바람직하다.
<7> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-NH-R1기이고, 상기 R1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<8> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-R2기이고, 상기 R2는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<9> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-Si-R3기이고, 상기 R3은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<10> 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-O-R4기이고, 상기 R4는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<11> 상기 <1> 내지 <10> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 전체 시클로덱스트린 분자의 전체 수산기 중 10 % 내지 100 %, 바람직하게는 20 내지 100 %, 보다 바람직하게는 30 내지 100 %가 치환되는 것이 바람직하다.
<12> 상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
<13> 상기 <1> 내지 <12> 중 어느 하나에 있어서, 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라히드로푸란, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
<14> 상기 <1> 내지 <13> 중 어느 하나에 있어서, 봉쇄기가 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류, 피렌류, 치환 벤젠류(치환기로서 알킬, 알킬옥시, 히드록시, 할로겐, 시아노, 술포닐, 카르복실, 아미노, 페닐 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음), 치환될 수도 있는 다핵 방향족류(치환기로서 상기와 동일한 것을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음), 및 스테로이드류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류 및 피렌류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 아다만탄기류 또는 트리틸기류인 것이 보다 바람직하다.
<15> 상기 <1> 내지 <14> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린이고, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜인 것이 바람직하다.
<16> 상기 <1> 내지 <15> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 직쇄상 분자에 의해 꼬챙이 형태로 포접될 때 시클로덱스트린 분자가 최대한 포접되는 양을 1이라고 했을 경우, 상기 시클로덱스트린 분자가 0.001 내지 0.6, 바람직하게는 0.01 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.4의 양으로 직쇄상 분자에 꼬챙이 형태로 포접되는 것이 바람직하다.
<17> 상기 <1> 내지 <16> 중 어느 하나에 있어서, 직쇄상 분자는 그 분자량이 1만 이상, 바람직하게는 2만 이상, 보다 바람직하게는 3.5만 이상이다.
<18> 가교 폴리로탁산의 제조 방법이며, 1) 시클로덱스트린 분자와 직쇄상 분자를 혼합하여 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되는 의사 폴리로탁산을 제조하는 의사 폴리로탁산 제조 공정; 2) 상기 CD 분자가 꼬챙이 상태로부터 이탈하지 않도록 의사 폴리로탁산의 양쪽 말단을 봉쇄기로 봉쇄하여 폴리로탁산을 제조하는 폴리로탁산 제조 공정; 3) A) 상기 1) 의사 폴리로탁산 제조 공정 전, B) 상기 1) 의사 폴리로탁산 제조 공정 후이며, 상기 2) 폴리로탁산 제조 공정 전; 및(또는) C) 상기 2) 폴리로탁산 제조 공정 후에 시클로덱스트린 분자의 OH기의 일부를 비이온성기로 치환하는 치환 공정; 4) 얻어진 2분자 이상의 폴리로탁산을 친수성 용매에 용해하는 용해 공정; 및 5) 친수성 용매 중의 폴리로탁산에 외부 자극을 제공함으로써, 물리 결합을 통해 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 가교하는 물리 가교 공정을 갖는 가교 폴리로탁산의 제조 방법.
<19> 상기 <18>에 있어서, 외부 자극이 열이고, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 미가교 상태로부터 가교 상태인 하이드로 겔 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
<20> 상기 <19>에 있어서, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 가교 상태인 하이드로 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
<21> 상기 <18> 내지 <20> 중 어느 하나의 용해 공정에 있어서, 폴리로탁산과 친수성 용매의 중량 비율이 0.1:99.9 내지 70:30, 바람직하게는 1:99 내지 50:50, 바람직하게는 3:97 내지 30:70이 되도록 폴리로탁산을 용해하는 것이 바람직하다.
<22> 상기 <18> 내지 <21> 중 어느 하나에 있어서, 치환 공정을 2) 폴리로탁산 제조 공정 후에 구비하는 것이 바람직하다.
<23> 상기 <18> 내지 <22> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -OR기이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<24> 상기 <18> 내지 <22> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-R'-X기이고, 상기 R'는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기이며, X는 OH, NH2 또는 SH인 것이 바람직하다.
<25> 상기 <18> 내지 <22> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-NH-R1기이고, 상기 R1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<26> 상기 <18> 내지 <22> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-R2기이고, 상기 R2는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<27> 상기 <18> 내지 <22> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-Si-R3기이고, 상기 R3은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<28> 상기 <18> 내지 <22> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-O-R4기이고, 상기 R4는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<29> 상기 <18> 내지 <28> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 전체 시클로덱스트린 분자의 전체 수산기 중 10 % 내지 100 %, 바람직하게는 20 내지 100 %, 보다 바람직하게는 30 내지 100 %가 치환되는 것이 바람직하다.
<30> 상기 <18> 내지 <29> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
<31> 상기 <18> 내지 <30> 중 어느 하나에 있어서, 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라히드로푸란, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
<32> 상기 <18> 내지 <31> 중 어느 하나에 있어서, 봉쇄기가 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류, 피렌류, 치환 벤젠류(치환기로서 알킬, 알킬옥시, 히드록시, 할로겐, 시아노, 술포닐, 카르복실, 아미노, 페닐 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음), 치환될 수도 있는 다핵 방향족류(치환기로서 상기와 동일한 것을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음) 및 스테로이드류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류 및 피렌류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 아다만탄기류 또는 트리틸기류인 것이 보다 바람직하다.
<33> 상기 <18> 내지 <32> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린이고, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜인 것이 바람직하다.
<34> 상기 <18> 내지 <33> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 직쇄상 분자에 의해 꼬챙이 형태로 포접될 때 시클로덱스트린 분자가 최대한 포접되는 양을 1이라고 했을 경우, 상기 시클로덱스트린 분자가 0.001 내지 0.6, 바람직하게는 0.01 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.4의 양으로 직쇄상 분자에 꼬챙이 형태로 포접되는 것이 바람직하다.
<35> 상기 <18> 내지 <34> 중 어느 하나에 있어서, 직쇄상 분자는 그 분자량이 1만 이상, 바람직하게는 2만 이상, 보다 바람직하게는 3.5만 이상이다.
<36> 가교 폴리로탁산 및 용매를 갖는 외부 자극 응답성 재료이며, 상기 가교 폴리로탁산은 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지고, 상기 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되고, 외부 자극의 유무에 의해 미가교 상태 또는 가교 상태로부터 가교 상태 또는 미가교 상태로 가역적으로 변화하는 가역적인 외부 자극 응답성을 나타내는 외부 자극 응답성 재료.
<37> 상기 <36>에 있어서, 외부 자극이 열이고, 용매가 물이며, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 미가교 상태로부터 가교 상태인 하이드로 겔 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
<38> 상기 <37>에 있어서, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 가교 상태인 하이드로 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
<39> 상기 <36> 내지 <38> 중 어느 하나에 있어서, 가교 폴리로탁산과 상기 용매의 중량 비율이 0.1:99.9 내지 70:30, 바람직하게는 1:99 내지 50:50, 보다 바람직하게는 3:97 내지 30:70이다.
<40> 상기 <36> 내지 <39> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -OR기이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<41> 상기 <36> 내지 <39> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-R'-X기이고, 상기 R'는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기이며, X는 OH, NH2 또는 SH인 것이 바람직하다.
<42> 상기 <36> 내지 <39> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-NH-R1기이고, 상기 R1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<43> 상기 <36> 내지 <39> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-R2기이고, 상기 R2는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<44> 상기 <36> 내지 <39> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-Si-R3기이고, 상기 R3은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<45> 상기 <36> 내지 <39> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 -O-CO-O-R4기이고, 상기 R4는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
<46> 상기 <36> 내지 <45> 중 어느 하나에 있어서, 비이온성기는 전체 시클로덱스트린 분자의 전체 수산기 중 10 % 내지 100 %, 바람직하게는 20 내지 100 %, 보다 바람직하게는 30 내지 100 %가 치환되는 것이 바람직하다.
<47> 상기 <36> 내지 <46> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
<48> 상기 <36> 내지 <47> 중 어느 하나에 있어서, 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라히드로푸란, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
<49> 상기 <36> 내지 <48> 중 어느 하나에 있어서, 봉쇄기가 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류, 피렌류, 치환 벤젠류(치환기로서 알킬, 알킬옥시, 히드록시, 할로겐, 시아노, 술포닐, 카르복실, 아미노, 페닐 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음), 치환될 수도 있는 다핵 방향족류(치환기로서 상기와 동일한 것을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음) 및 스테로이드류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류 및 피렌류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 아다만탄기류 또는 트리틸기류인 것이 보다 바람직하다.
<50> 상기 <36> 내지 <49> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린이고, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜인 것이 바람직하다.
<51> 상기 <36> 내지 <50> 중 어느 하나에 있어서, 시클로덱스트린 분자가 직쇄상 분자에 의해 꼬챙이 형태로 포접될 때 시클로덱스트린 분자가 최대한 포접되는 양을 1이라고 했을 경우, 상기 시클로덱스트린 분자가 0.001 내지 0.6, 바람직하게는 0.01 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.4의 양으로 직쇄상 분자에 꼬챙이 형태로 포접되는 것이 바람직하다.
<52> 상기 <36> 내지 <51> 중 어느 하나에 있어서, 직쇄상 분자는 그 분자량이 1만 이상, 바람직하게는 2만 이상, 보다 바람직하게는 3.5만 이상이다.
<발명의 효과>
본 발명에 의해 안전성, 즉 생체 적합성을 갖고, 저온측에서 비겔 상태(예를 들면, 졸 상태, 용액 상태 등), 고온측에서 가교 상태, 예를 들면 겔 상태가 되는 비겔-겔 전이를 나타내는 화합물 또는 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 상기 효과에 추가하여, 또는 상기 효과 이외에 비겔-겔 전이점을 제어할 수 있는 화합물 또는 재료를 제공할 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 가교 폴리로탁산은 폴리로탁산 분자를 구성하는 CD의 수산기 중 일부 또는 모두를 비이온성기로 치환하고, 2 이상의 상기 폴리로탁산 분자를 물리 결합에 의해 가교시켜 이루어진다.
본 발명은 완전한 이론에 기초하는 것은 아니지만, 다음과 같은 작용에 의해 발생한다고 여겨진다. 도 1을 참조하면서 작용을 설명한다. 비이온성기로 치환되지 않은 CD를 사용한 폴리로탁산 (101)은 CD (103)의 상호 작용, 특히 수소 결합에 의해 동일한 직쇄상 분자 (105) 상에서 CD (103)이 응집하여 물에 불용이 된다. 그러나, 비이온성기로 치환된 CD (104)로 형성되는 폴리로탁산 (102)는 CD (104)가 동일한 직쇄상 분자 (106) 상에서 분산되어 물에 가용이 된다.
상기 물에 가용인 폴리로탁산 (102)의 수용액 또는 폴리로탁산 (102)의 졸을 가열하면, CD (104)가 동일한 직쇄상 분자 (106) 상에서 응집함과 동시에, 폴리로탁산간의 CD (104)도 응집한다. 따라서, 복수의 폴리로탁산에 의해 물리 가교가 형성되고, 하이드로 겔 (110)이 형성된다.
물에 가용인 폴리로탁산 (102)의 수용액 또는 폴리로탁산 (102)의 졸과 하이드로 겔 (110)의 형성은 외부 자극, 예를 들면 열의 유무에 의해 가역적으로 발생한다. 또한, 외부 자극은 사용하는 가교 폴리로탁산의 특성에 의존하는데, 예를 들어 열, pH, 방사선을 포함하는 광, 음파 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 겔화란 용액이 유동성을 잃은 상태를 말한다.
또한, 본 발명의 「외부 자극의 유무에 의해 미가교 상태 또는 가교 상태로부터 가교 상태 또는 미가교 상태로 가역적으로 변화한다」란, 외부 자극의 변화에 의해 미가교 상태로부터 가교 상태로 가역적으로 변화하는 경우 또는 그 반대, 즉 외부 자극의 변화에 의해 가교 상태로부터 미가교 상태로 가역적으로 변화하는 경우 모두를 포함한다.
또한, 본 발명의 「물리 결합을 통해 결합하여 이루어지는 가교 폴리로탁산」에는, 상술한 겔 상태(예를 들면, 하이드로 겔 상태)의 것이 포함되는 것 외에, 입경이 나노미터 오더 내지 미크로미터 오더의 나노 입자, 미셀 및 응집체 등도 포함된다.
본 발명의 가교 폴리로탁산에 있어서, CD 분자의 수산기를 치환하는 비이온성기는 CD간의 수소 결합에 의한 응집을 저해하는 기이다. 구체적으로는, 비이온성기는 -OR기인 것이 바람직하다. 여기서, R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다. 또한, R로서 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 1-메틸프로필, 이소아밀, 네오펜틸, 1,1-디메틸프로필, 4-메틸펜틸, 2-메틸부틸, 2-에틸헥실 등의 분지쇄상 알킬기; 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 아다만틸 등의 환상 알킬기; 에틸렌옥시드, 옥세탄, 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 옥세판, 디옥산, 디옥솔란 등의 환상 알킬에테르기; 티이란, 티에탄, 테트라히드로티오펜, 티안, 디티올란, 티티안 등의 환상 알킬티오에테르기를 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다. 이 중, R로서 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실이 바람직하고, 메틸, 에틸, 프로필인 것이 보다 바람직하다.
또한, 복수의 폴리로탁산이 물리 가교하는 경우, 복수의 폴리로탁산이 모두 동일한 비이온성기로 치환될 수도 있다. 또한, 복수의 폴리로탁산 중 일부가 비이온성기 A로 치환되고, 나머지가 비이온성기 B(B는 A와는 상이함)로 치환될 수도 있다. 또한, 복수종의 비이온성기로 치환된 복수종의 폴리로탁산이 물리 가교할 수도 있다. 복수종의 비이온성기로 치환된 복수종의 폴리로탁산을 사용함으로써 외부 자극의 응답성, 예를 들면 비겔-겔 전이 온도를 제어할 수 있다.
또한, 비이온성기는 -O-R'-X기인 것이 바람직하다. 여기서, R'는 상기 R로부터 수소가 1개 제거된 기이고, X는 OH, NH2 또는 SH인 것이 바람직하다. 또한, R'는 R과는 독립적으로 규정된다. 또한, R'로서 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 또는 헥실로부터 수소를 1개 제거한 기가 바람직하며, 메틸, 에틸 또는 프로필로부터 수소를 1개 제거한 기인 것이 보다 바람직하다. X로서 OH 또는 NH2가 바람직하고, OH인 것이 보다 바람직하다.
또한, 비이온성기는 -O-CO-NH-R1기, -O-CO-R2기, -O-Si-R3기 또는 -O-CO-O-R4기인 것이 바람직하다.
여기서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것이 바람직하다.
비이온성기는 가교 폴리로탁산에 포함되는 전체 CD 분자의 전체 수산기 중 10 % 내지 100 %, 바람직하게는 20 내지 100 %, 보다 바람직하게는 30 내지 100 %가 치환되는 것이 바람직하다.
본 발명의 가교 폴리로탁산은 그것을 구성하는 CD 분자가 α-CD, β-CD 및 γ-CD의 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 특히 α-CD인 것이 바람직하다.
본 발명의 가교 폴리로탁산에 있어서, 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라히드로푸란, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 특히 폴리에틸렌글리콜이 바람직하다.
직쇄상 분자의 분자량은 1만 이상일 수 있으며, 바람직하게는 2만 이상, 보다 바람직하게는 3.5만 이상이다. 또한, 직쇄상 분자의 분자량의 상한은 특별히 한정되는 것이 아니며, 적어도 분자량 10만의 직쇄상 분자를 이용한 가교 폴리로탁산을 본 발명에서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 가교 폴리로탁산은 그 부피 밀도가 높은 봉쇄기가 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류 및 피렌류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 특히 아다만탄기류 또는 트리틸기류인 것이 바람직하다.
또한, 그 밖의 부피 밀도가 높은 봉쇄기를 사용할 수 있다. 예를 들면, 크레졸 등의 치환 벤젠류(치환기로서 알킬, 알킬옥시, 히드록시, 할로겐, 시아노, 술포닐, 카르복실, 아미노, 페닐 등을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음), 예를 들면 안트라센 등의 치환될 수도 있는 다핵 방향족류(치환기로서 상기와 동일한 것을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않으며, 치환기는 1개 또는 복수개 존재할 수도 있음) 및 스테로이드류를 들 수 있다.
본 발명의 가교 폴리로탁산에서의 CD 분자와 직쇄상 분자의 조합으로서는 CD 분자가 α-CD이고, 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 가교 폴리로탁산에 있어서, CD 분자가 직쇄상 분자에 의해 꼬챙이 형태로 포접될 때 CD 분자가 최대한 포접되는 양을 1이라고 했을 경우, 상기 CD 분자가 0.001 내지 0.6, 바람직하게는 0.01 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.4의 양으로 직쇄상 분자에 꼬챙이 형태로 포접되는 것이 바람직하다. CD 분자의 포접량의 값이 지나치게 크면, 즉 CD 분자가 직쇄상 분자에 치밀하게 충전되면, CD 분자가 직쇄상 분자 위를 상대적으로 이동하는 슬라이딩 모드 기능을 충분히 발휘할 수 없는 경향이 생긴다.
또한, 본 발명은 상술한 폴리로탁산 및 용매를 갖는 외부 자극 응답성 재료를 제공한다.
용매는 친수성 용매인 것이 바람직하고, 물이 보다 바람직하다. 외부 자극 응답성 재료는 폴리로탁산과 친수성 용매, 특히 물과의 중량 비율이 0.1:99.9 내지 70:30, 바람직하게는 1:99 내지 50:50, 바람직하게는 3:97 내지 30:70이 되도록 배합하는 것이 바람직하다.
외부 자극은 가열이며, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서, 외부 자극 응답성 재료는 미가교 상태로부터 가교 상태, 즉 물리 가교한 하이드로 겔 상태로 전이하는 것이 바람직하다. 또한, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 하이드로 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 것도 본 발명의 외부 자극 응답성 재료에 포함된다.
외부 자극 응답성 재료는, 상술한 폴리로탁산 및 용매 이외에 외부 자극 응답성을 저해하지 않는 한 각종 성분을 가질 수도 있다. 예를 들면, 본 발명의 외부 자극 응답성 재료를 의료 또는 바이오테크놀로지 분야에서 응용하는 경우, 각종 성분으로서 생리 활성 물질을 예시할 수 있다. 예를 들면, 생리 활성 물질로서 콜라겐, 젤라틴, 알부민, 글로불린, 피브리노겐, 인슐린, 글루카곤 등의 단백질이나 펩티드류, 전분, 글리코겐, 히알루론산, 셀룰로오스, 헤파린 등의 다당류, RNA, DNA 등의 핵산을 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다.
본 발명의 가교 폴리로탁산은, 예를 들면 다음과 같이 제조할 수 있다. 즉, 1) 시클로덱스트린 분자와 직쇄상 분자를 혼합하여 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되는 의사 폴리로탁산을 제조하는 의사 폴리로탁산 제조 공정; 2) 상기 CD 분자가 꼬챙이 상태로부터 이탈하지 않도록 의사 폴리로탁산의 양쪽 말단을 봉쇄기로 봉쇄하여 폴리로탁산을 제조하는 폴리로탁산 제조 공정; 3) A) 상기 1) 의사 폴리로탁산 제조 공정 전; B) 상기 1) 의사 폴리로탁산 제조 공정 후이며, 상기 2) 폴리로탁산 제조 공정 전; 및(또는) C) 상기 2)폴리로탁산 제조 공정 후에 시클로덱스트린 분자의 OH기의 일부를 비이온성기로 치환하는 치환 공정; 4) 얻어진 2분자 이상의 폴리로탁산을 친수성 용매에 용해하는 공정; 및 친수성 용매 중의 폴리로탁산에 외부 자극을 제공함으로써, 물리 결합을 통해 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 가교하는 물리 가교 공정을 갖는 방법에 의해 본 발명의 가교 폴리로탁산을 제조할 수 있다.
시클로덱스트린 분자의 OH기의 일부를 비이온성기로 치환하는 치환 공정은, 상기 A) 내지 C) 중 어느 하나의 시기에 구비되거나, 또는 A) 내지 C)의 2 이상의 시기에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제조 방법에 있어서, 사용하는 CD 분자, 직쇄상 분자, 봉쇄기 등은 상기의 것을 사용할 수 있다.
특히, 상기 방법에 있어서, 외부 자극이 가열이고, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 외부 자극 응답성 재료가 미가교 상태로부터 가교 상태, 즉 물리 가교한 하이드로 겔 상태로 전이하는 것이 바람직하다. 또한, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 15 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 하이드로 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 것이 바람직하다.
또한, 용해 공정에 있어서, 폴리로탁산의 농도를 일정치로 하는 것이 바람직하다. 농도는 비이온성기의 종류, 그 치환 정도, 포접량 등에 의존하지만, 예를 들면 폴리로탁산과 친수성 용매, 특히 물과의 중량 비율이 0.1:99.9 내지 70:30, 바람직하게는 1:99 내지 50:50, 바람직하게는 3:97 내지 30:70이 되도록 용해하는 것이 바람직하다.
특히, 치환 공정은 2) 폴리로탁산 제조 공정 후에 구비되는 것이 바람직하다.
치환 공정에서 이용되는 조건은 치환되는 비이온성기에 의존하지만, 특별히 한정되지 않으며, 여러가지 반응 방법, 반응 조건을 이용할 수 있다. 예를 들면, 비이온성기로서 상기 -OR기를 사용하는 경우, 즉 에테르 결합을 생성시키는 수법으로서 다음의 것을 들 수 있다. 일반적으로는 디메틸술폭시드나 디메틸포름아미드 등의 극성 용매 중에서 적당한 염기를 촉매로서 할로겐화물과 공존시키는 방법이 이용된다. 염기로서 나트륨메톡시드, 나트륨에톡시드, 칼륨ㆍt-부톡시드, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화세슘, 수산화리튬, 탄산칼륨, 탄산세슘, 산화은, 수산화바륨, 산화바륨, 수소화나트륨, 수소화칼륨 등의 알칼리 또는 알칼리 토금속염을 사용할 수 있다. 또한, p-톨루엔술포닐기나 메탄술포닐기 등의 이탈기를 도입한 후, 적당한 알코올과 치환하는 방법도 들 수 있다.
또한, 상기 에테르 결합에 의해 비이온성기로서 -OR기를 도입하는 방법 외에, 다음에 예시하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 이소시아네이트 화합물 등에 의한 카르바메이트 결합 형성에 의한 방법; 카르복실산 화합물, 산 클로라이드 화합물 또는 산 무수물 등에 의한 에스테르 결합 형성에 의한 방법; 실란 화합물 등에 의한 실릴에테르 결합 형성에 의한 방법; 클로로탄산 화합물 등에 의한 카르보네이트 결합 형성에 의한 방법 등을 들 수 있다.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 본 실시예로 한정되는 것이 아니다.
<실시예 1>
<PEG의 TEMPO 산화에 의한 PEG-카르복실산의 제조>
PEG(분자량 3.5만) 10 g, TEMPO(2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시 라디 칼) 100 mg 및 브롬화나트륨 1 g을 물 100 ㎖에 용해하였다. 얻어진 용액에 시판 중인 차아염소산나트륨 수용액(유효 염소 농도 약 5 %) 5 ㎖를 첨가하고, 실온에서 교반하면서 반응시켰다. 반응이 진행되면 첨가 직후부터 계의 pH는 급격하게 감소하지만, 될 수 있는 한 pH 10 내지 11을 유지하도록 1 N NaOH를 첨가하여 제조하였다. pH의 저하는 대략 3 분 이내에 보이지 않게 되었지만, 10 분간 더 교반하였다. 에탄올을 최대 5 ㎖까지의 범위에서 첨가하여 반응을 종료시켰다. 염화메틸렌 50 ㎖에서의 추출을 3회 반복하여 무기염 이외의 성분을 추출한 후, 증발기로 염화메틸렌을 증류 제거하였다. 따뜻한 에탄올 250 ㎖에 용해시킨 후, -4 ℃의 냉동고에 하룻밤 두어 PEG-카르복실산만을 석출시켰다. 석출된 PEG-카르복실산을 원심 분리로 회수하였다. 이 따뜻한 에탄올 용해-석출-원심 분리의 사이클을 몇회 반복하고, 마지막으로 진공 건조로 건조시켜 PEG-카르복실산을 얻었다. 수율 95 % 이상. 카르복실화율 95 % 이상.
<PEG-카르복실산과 α-CD를 이용한 의사 폴리로탁산의 제조>
상기에서 제조한 PEG-카르복실산 3 g 및 α-CD 12 g을 각각 별개로 준비한 70 ℃의 온수 50 ㎖에 용해시킨 후 양자를 혼합하고, 그 후 냉장고(4 ℃) 중에서 밤새 정치하였다. 크림상으로 석출된 의사 폴리로탁산을 동결 건조하여 회수하였다. 수율 90 % 이상(수량 약 14 g).
<아다만탄아민과 BOP 시약 반응계를 이용한 폴리로탁산의 제조>
실온에서 디메틸포름아미드(DMF) 50 ㎖에 BOP 시약(벤조트리아졸-1-일-옥시-트리스(디메틸아미노)포스포늄ㆍ헥사플루오로포스페이트) 3 g, HOBt(1-히드록시- 1H-벤조트리아졸ㆍ모노히드레이트) 1 g, 아다만탄아민 1.4 g, 디이소프로필에틸아민 1.25 ㎖를 이 순서대로 용해시키고, 상기에서 얻어진 의사 폴리로탁산 14 g을 첨가한 후, 신속하게 잘 흔들어 혼합하였다. 슬러리상이 된 시료를 냉장고 중에서 밤새 정치하였다. 그 후, DMF/메탄올=1:1 혼합 용액 50 ㎖를 첨가하여 잘 혼합하고, 원심 분리하여 상등액을 제거하였다. 상기 DMF/메탄올 혼합 용액에 의한 세정을 2회 반복한 후, 추가로 메탄올 100 ㎖를 사용한 세정을 동일한 원심 분리에 의해 2회 반복하였다. 얻어진 침전을 진공 건조로 건조시킨 후, DMSO 50 ㎖에 용해하고, 얻어진 투명한 용액을 물 700 ㎖ 중에 적하하여 폴리로탁산을 석출시켰다. 석출된 폴리로탁산을 원심 분리로 회수하고, 진공 건조 또는 동결 건조시켰다. 상기 DMSO 용해-수중에서 석출-회수-건조의 사이클을 2회 반복하여 최종적으로 정제 폴리로탁산을 얻었다. 첨가한 의사 폴리로탁산을 기재로 한 수율 약 65 %(포접 착체 14 g으로부터의 수량은 9.2 g)였다.
<폴리로탁산 중의 α-CD량>
NMR측정에 의해, 상기 폴리로탁산 중에는 약 111개의 α-CD가 포접되어 있다는 것을 그 결과로서 얻었다. 한편, 사용한 PEG에 α-CD를 조밀하게 채운 경우, 최대 포접량은 398개라는 것을 계산으로 구할 수 있다. 이 계산치와, NMR의 측정치로부터 본 실시예에서 사용한 폴리로탁산의 α-CD의 양은 최대 포접량의 0.28이라는 것을 알았다.
<α-CD의 옥시메틸화>
상기에서 얻어진 폴리로탁산 5 g을 탈수 DMSO 100 ㎖에 용해하고, 수소화나 트륨 1.7 g(폴리로탁산 중의 α-CD 분자의 수산기 18 등량에 대하여 18 등량에 상당)을 첨가하여 현탁액을 3 시간 교반하였다. 요오드화메틸 10 g을 첨가하여 20 시간 교반한 후, 반응 용액을 정제수로 300 ㎖로 희석하고, 상기 희석액을 투석 튜브(분획 분자량: 12,000)로 48 시간, 수돗물의 유수하에서 투석하였다. 또한, 정제수 500 ㎖ 중에서 3 시간의 투석을 2회 행하여 동결 건조하고, α-CD의 OH기가 OCH3 기로 치환된 메틸화 폴리로탁산을 얻었다. 수량은 3.5 g이었다.
Figure 112006056441325-PCT00001
또한, 출발 원료인 폴리로탁산이 DMSO에만 용해하고 수용성이 없었던 것에 대하여, α-CD를 화학 수식한 상기의 메틸화 폴리로탁산은 DMSO 뿐만 아니라, 물에도 가용이었다. 이것은 폴리로탁산의 α-CD간의 수소 결합이 상기 화학 수식에 의해 억제된 것을 시사하고 있다.
얻어진 폴리로탁산을 그 농도가 5 중량%가 되도록 순수한 물 0.5 ㎖에 용해하였다. 이 용액은 5 ℃에서는 무색 투명하였지만, 실온으로 하면 백탁이 관찰되었다. 또한, 가열했더니 40 ℃ 이상에서는 겔화가 관찰되었다. 또한, 가열하여 얻어진 겔을 냉각하면, 실온에서는 백탁 상태에서 유동성을 나타내고, 또한 5 ℃까지 냉각하면 가열 전과 동일한 상태의 용액을 얻을 수 있었다.
상기 폴리로탁산을 1 중량%가 되도록 순수한 물에 용해하고, 얻어진 용액의 가열에 의한 투과율 변화를 파장 700 nm의 가시광에 의해 관측하였다. 관찰 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 용액의 투과율은 25 ℃ 근방에서 감소하고, 45 ℃ 이상에서 0 %에 근접하였다. 이것은 열 자극에 의해 폴리로탁산이 응집체를 형성했기 때문에, 폴리로탁산이 용해 상태로부터 비용해 상태로 변화하고, 그에 따라 용액을 백탁시킨 것을 나타낸다.
<실시예 2>
<PEG의 TEMPO 산화에 의한 PEG-카르복실산의 제조>
PEG(분자량 3.5만) 100 g, TEMPO(2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시 라디칼) 100 mg 및 브롬화나트륨 2.5 g을 물 250 ㎖에 용해하였다. 얻어진 용액에 시판 중인 차아염소산나트륨 수용액(유효 염소 농도 약 5 %) 25 ㎖를 첨가하고, 실온에서 교반하면서 반응시켰다. 반응이 진행되면 첨가 직후부터 계의 pH는 급격하게 감소하지만, 될 수 있는 한 pH 10 내지 11을 유지하도록 1 N NaOH를 첨가하여 제조하였다. 메탄올을 25 ㎖ 첨가하여 반응을 종료시켰다. 염화메틸렌 400 ㎖에서의 추출을 3회 반복하여 무기염 이외의 성분을 추출한 후, 증발기로 염화메틸렌을 증류 제거하였다. 따뜻한 에탄올 3000 ㎖에 용해시킨 후, -4 ℃의 냉동고에 하룻밤 두어 PEG-카르복실산만을 석출시켰다. 석출된 PEG-카르복실산을 원심 분리로 회수하였다. 이 따뜻한 에탄올 용해-석출-원심 분리의 사이클을 몇회 반복하고, 마지막으로 진공 건조로 건조시켜 PEG-카르복실산을 얻었다. 수율 95 % 이상. 카르복실화율 95 % 이상.
<PEG-카르복실산과 α-CD를 이용한 의사 폴리로탁산의 제조>
상기에서 제조한 PEG-카르복실산 19 g 및 α-CD 67 g을 각각 별개로 준비한 70 ℃의 온수 300 ㎖에 용해시킨 후 양자를 혼합하고, 그 후 냉장고(4 ℃) 중에서 밤새 정치하였다. 크림상으로 석출된 의사 폴리로탁산을 동결 건조하여 회수하였다.
<아다만탄아민과 BOP 시약 반응계를 이용한 폴리로탁산의 제조>
실온에서 디메틸포름아미드(DMF) 200 ㎖에 BOP 시약(벤조트리아졸-1-일-옥시-트리스(디메틸아미노)포스포늄ㆍ헥사플루오로포스페이트) 0.6 g, 아다만탄아민 2.2 g, 디이소프로필에틸아민 0.25 ㎖를 이 순서대로 용해시켜 두고, 상기에서 얻어진 의사 폴리로탁산을 첨가한 후, 신속하게 잘 흔들어 혼합하였다. 슬러리상이 된 시료를 냉장고 중에서 밤새 정치하였다. 그 후, DMF/메탄올=1:1 혼합 용액 200 ㎖를 첨가하여 잘 혼합하고, 원심 분리하여 상등액을 제거하였다. 상기 DMF/메탄올 혼합 용액에 의한 세정을 2회 반복한 후, 추가로 메탄올 200 ㎖를 사용한 세정을 동일한 원심 분리에 의해 2회 반복하였다. 얻어진 침전을 진공 건조로 건조시킨 후, DMSO 460 ㎖에 용해하고, 얻어진 투명한 용액을 물 4600 ㎖ 중에 적하하여 폴리로탁산을 석출시켰다. 석출된 폴리로탁산을 원심 분리로 회수하고, 진공 건조 또는 동결 건조시켰다. 상기 DMSO 용해-수중에서 석출-회수-건조의 사이클을 2회 반복하여 최종적으로 정제 폴리로탁산을 얻었다. 수량은 44 g이었다.
<폴리로탁산 중의 α-CD량>
NMR측정에 의해, 상기 폴리로탁산 중에는 약 107개의 α-CD가 포접되어 있다는 것을 그 결과로서 얻었다. 한편, 사용한 PEG에 α-CD를 조밀하게 채운 경우, 최대 포접량은 398개라는 것을 계산으로 구할 수 있다. 이 계산치와, NMR의 측정치로부터 본 실시예에서 사용한 폴리로탁산의 α-CD의 양은 최대 포접량의 0.27이 라는 것을 알았다.
<α-CD의 옥시메틸화>
상기에서 얻어진 폴리로탁산 5.0 g을 탈수 DMSO 100 ㎖에 용해하고, 수소화나트륨 1.4 g(폴리로탁산 중의 α-CD 분자의 수산기 18 등량에 대하여 14.4 등량에 상당)을 첨가하여 현탁액을 3 시간 교반하였다. 요오드화메틸 8 g을 첨가하여 20 시간 교반한 후, 반응액을 정제수로 200 ㎖로 희석하고, 상기 희석액을 투석 튜브(분획 분자량: 12,000)로 48 시간 수돗물의 유수하에서 투석하였다. 또한, 정제수 500 ㎖ 중에서 3 시간의 투석을 2회 행하여 동결 건조하고, α-CD의 OH기의 일부가 OCH3기로 치환된 메틸화 폴리로탁산을 얻었다. 수량은 4.3 g이었다.
Figure 112006056441325-PCT00002
(겔화의 관찰)
얻어진 폴리로탁산을 그 농도가 5 중량%가 되도록 순수한 물 0.5 ㎖에 용해하였다. 이 용액은 실온에서는 무색 투명하였지만, 가열에 의해 백탁하고, 60 ℃ 이상에서 겔화가 관찰되었다. 또한, 가열하여 얻어진 겔을 실온까지 냉각했더니 가열 전과 동일한 상태의 용액을 얻을 수 있었다.
(투과율 변화의 측정)
상기 폴리로탁산 용액의 가열에 의한 투과율 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 관찰하였다. 관찰 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 용액의 투과율은 55 ℃ 근방에서부터 급격하게 감소하고, 60 ℃ 이상에서 0 %가 되었다. 이것은 열 자극에 의해 폴리로탁산이 응집체를 형성했기 때문에 폴리로탁산이 용해 상태로부터 비용해 상태로 변화하고, 그에 따라 용액을 백탁시킨 것을 나타낸다.
<실시예 3>
<α-CD의 옥시에틸화>
실시예 2와 동일한 방법으로 얻어진 폴리로탁산 1.0 g을 탈수 DMSO 20 ㎖에 용해하고, 수소화나트륨 0.3 g(폴리로탁산 중의 α-CD 분자의 수산기 18 등량에 대하여 14 등량에 상당)을 첨가하여 현탁액을 3시간 교반하였다. 브롬화에틸 1.4 g을 첨가하여 20 시간 교반한 후, 반응액을 정제수로 100 ㎖로 희석하고, 상기 희석액을 투석 튜브(분획 분자량: 12,000)로 48 시간, 수돗물의 유수하에서 투석하였다. 또한, 정제수 1000 ㎖ 중에서 6 시간 투석을 3회 행하여 동결 건조하고, α-CD의 OH기의 일부가 OCH2CH3기로 치환된 에틸화 폴리로탁산을 얻었다. 수량은 0.7 g이었다.
Figure 112006056441325-PCT00003
또한, 출발 원료인 폴리로탁산이 DMSO에만 용해하고 수용성이 없었던 것에 대하여, α-CD를 화학 수식한 상기 에틸화 폴리로탁산은 DMSO 뿐만 아니라, 물에도 가용이었다. 이것은 폴리로탁산의 α-CD간의 수소 결합이 상기 화학 수식에 의해 억제된 것을 시사하고 있다.
(겔화의 관찰)
얻어진 폴리로탁산을 그 농도가 2 중량%가 되도록 순수한 물 0.5 ㎖에 용해하였다. 이 용액은 5 ℃에서는 무색 투명하였지만, 20 ℃ 이상으로 하면 백탁하고, 겔화가 관찰되었다. 또한, 상기 겔을 냉각하면, 가열 전과 동일한 상태의 용액을 얻을 수 있었다.
<실시예 4>
<α-CD의 옥시 n-프로필카르바모일화>
실시예 2와 동일한 방법으로 얻어진 폴리로탁산 1.0 g을 탈수 DMSO 10 ㎖에 용해하고, 프로필이소시아네이트 0.27 g(폴리로탁산 중의 α-CD 분자의 수산기 18 등량에 대하여 4 등량에 상당)과 디부틸주석디라우레이트 0.01 g을 첨가하여 20 시간 교반하였다. 반응액을 정제수로 100 ㎖로 희석하고, 상기 희석액을 투석 튜브(분획 분자량: 12,000)로 48 시간, 수돗물의 유수하에서 투석하였다. 또한, 정제수 1000 ㎖ 중에서 6 시간 투석을 3회 행하여 동결 건조하고, α-CD의 OH기의 일부가 OC=ONHCH2CH2CH3기로 치환된 n-프로필카르바모일화 폴리로탁산을 얻었다. 수량은 1.2 g이었다.
Figure 112006056441325-PCT00004
또한, 출발 원료인 폴리로탁산이 DMSO에만 용해하고 수용성이 없었던 것에 대하여, α-CD를 화학 수식한 상기 n-프로필카르바모일화 폴리로탁산은 DMSO 뿐만 아니라, 물에도 가용이었다. 이것은 폴리로탁산의 α-CD간의 수소 결합이 상기 화 학 수식에 의해 억제된 것을 시사하고 있다.
(온도 특성의 관찰)
얻어진 폴리로탁산을 그 농도가 5 중량%가 되도록 순수한 물 0.5 ㎖에 용해하였다. 상기 용액은 5 ℃에서는 무색 투명하였지만, 9.5 ℃ 이상으로 가열하면 백탁하고, 침전이 발생하였다. 또한, 상기 용액을 냉각하면, 가열 전과 동일한 상태의 용액을 얻을 수 있었다.
<실시예 5>
<α-CD의 아세틸화>
실시예 2와 동일한 방법으로 얻어진 폴리로탁산 0.5 g을 5 ㎖의 탈수 DMSO:탈수피리딘=1:1의 혼합 용매에 용해하고, 무수 아세트산 0.2 g 및 4-디메틸아미노피리딘 0.02 g을 첨가하여 20 시간 교반하였다. 반응액을 정제수로 30 ㎖로 희석하고, 상기 희석액을 투석 튜브(분획 분자량: 12,000)로 24 시간, 수돗물의 유수하에서 투석하였다. 또한, 5000 ㎖ 정제수에서 24 시간 투석을 행하여 동결 건조하고, α-CD의 OH기의 일부가 -O-CO-CH3기로 치환된 아세틸화 폴리로탁산을 얻었다. 수량은 0.5 g이었다.
Figure 112006056441325-PCT00005
또한, 출발 원료인 폴리로탁산이 DMSO에만 용해하고 수용성이 없었던 것에 대하여, α-CD를 화학 수식한 상기 아세틸화 폴리로탁산은 DMSO 뿐만 아니라, 10 ℃ 이하의 냉수에도 가용이었다. 이것은 폴리로탁산의 α-CD간의 수소 결합이 상 기 화학 수식에 의해 억제된 것을 시사하고 있다.
(온도 특성의 관찰)
얻어진 폴리로탁산을 그 농도가 3 중량%가 되도록 순수한 물 0.3 ㎖에 용해하였다. 상기 용액은 5 ℃에서는 무색 투명하였지만, 실온에서는 백탁하고, 침전이 발생하였다. 또한, 상기 용액을 냉각하면, 가열 전과 동일한 상태의 용액을 얻을 수 있었다.
도 1은 본 발명의 가교 폴리로탁산의 생성 메카니즘을 설명하는 도면이다.
도 2는 실시예 1 및 실시예 2의 폴리로탁산 용액(PR 용액)의 투과율이 온도에 의해 변화하는 것을 나타내는 도면이다.

Claims (37)

  1. 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지며,
    상기 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되는 것을 특징으로 하는 가교 폴리로탁산.
  2. 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지며,
    상기 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되고, 외부 자극의 유무에 의해 미가교 상태 또는 가교 상태로부터 가교 상태 또는 미가교 상태로 가역적으로 변화하는 가역적인 외부 자극 응답성을 나타내는 가교 폴리로탁산.
  3. 제2항에 있어서, 상기 외부 자극이 가열이고, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 미가교 상태로부터 가교 상태인 겔 상태로 전이하는 가교 폴리로 탁산.
  4. 제3항에 있어서, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 가교 상태인 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 가교 폴리로탁산.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -OR기이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 가교 폴리로탁산.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-R'-X기이고, 상기 R'는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기이며, X는 OH, NH2 또는 SH인 가교 폴리로탁산.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-CO-NH-R1기이고, 상기 R1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 가교 폴리로탁산.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-CO-R2기이고, 상기 R2는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 가교 폴리로탁산.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-Si-R3기이고, 상기 R3은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 가교 폴리로탁산.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-CO-O-R4기이고, 상기 R4는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 가교 폴리로탁산.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 전체 시클로덱스트린 분자의 전체 수산기 중 10 % 내지 100 %가 치환되는 가교 폴리로탁산.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 가교 폴리로탁산.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라히드로푸란, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 가교 폴리로탁산.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 봉쇄기가 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류, 피렌류, 치환 벤젠류, 치환될 수도 있는 다핵 방향족류 및 스테로이드류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 가교 폴리로탁산.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린이고, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜인 가교 폴리로탁산.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시클로덱스트린 분자가 직쇄상 분자에 의해 꼬챙이 형태로 포접될 때 시클로덱스트린 분자가 최대한 포접되는 양을 1이라고 했을 경우, 상기 시클로덱스트린 분자가 0.001 내지 0.6의 양으로 직쇄상 분자에 꼬챙이 형태로 포접되는 가교 폴리로탁산.
  17. 1) 시클로덱스트린 분자와 직쇄상 분자를 혼합하여 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되는 의사 폴리로탁산을 제조하는 의사 폴리로탁산 제조 공정; 2) 상기 CD 분자가 꼬챙이 상태로부터 이탈하지 않도록 의사 폴리로탁산의 양쪽 말단을 봉쇄기로 봉쇄하여 폴리로탁산을 제조하는 폴리로탁산 제조 공정; 3) A) 상기 1) 의사 폴리로탁산 제조 공정 전, B) 상기 1) 의사 폴리로탁산 제조 공정 후이며, 상기 2) 폴리로탁산 제조 공정 전; 및(또는) C) 상기 2) 폴리로탁산 제조 공정 후에 시클로덱스트린 분자의 OH기의 일부를 비이온성기로 치환하는 치환 공정; 4) 얻어진 2분자 이상의 폴리로탁산을 친수성 용매에 용해하는 용해 공정; 및 5) 친수성 용매 중의 폴리로탁산에 외부 자극을 제공함으로써, 물리 결합을 통해 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 가교하는 물리 가교 공정을 갖는, 가교 폴리로탁산의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 외부 자극이 열이고, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 미가교 상태로부터 가교 상태인 하이드로 겔 상태로 전이하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 가교 상태인 하이드로 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용해 공정에 있어서, 상기 폴리로탁산과 친수성 용매의 중량 비율이 0.1:99.9 내지 70:30이 되도록 폴리로탁산을 용해하는 방법.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치환 공정을 2) 폴리로탁산 제조 공정 후에 구비하는 방법.
  22. 가교 폴리로탁산 및 용매를 갖는 외부 자극 응답성 재료이며,
    상기 가교 폴리로탁산은 시클로덱스트린 분자의 개구부에 직쇄상 분자가 꼬챙이 형태로 포접되고, 상기 시클로덱스트린 분자가 이탈하지 않도록 상기 직쇄상 분자의 양쪽 말단에 봉쇄기가 배치되는 폴리로탁산을 2분자 이상 가지며, 상기 2분자 이상의 폴리로탁산이 물리 결합을 통해 가교되어 이루어지고, 상기 시클로덱스트린 분자의 수산기(-OH) 중 일부 또는 전부가 비이온성기로 치환되고, 외부 자극의 유무에 의해 미가교 상태 또는 가교 상태로부터 가교 상태 또는 미가교 상태로 가역적으로 변화하는 가역적인 외부 자극 응답성을 나타내는 외부 자극 응답성 재료.
  23. 제22항에 있어서, 상기 외부 자극이 열이고, 상기 용매가 물이며, 온도 5 내지 90 ℃의 제1의 온도 범위에 있어서 미가교 상태로부터 가교 상태인 하이드로 겔 상태로 전이하는 것인 재료.
  24. 제23항에 있어서, 제1의 온도 범위보다 고온인 제2의 온도 범위이며, 온도 10 내지 100 ℃의 제2의 온도 범위에 있어서 가교 상태인 하이드로 겔 상태로부터 미가교 상태로 전이하는 것인 재료.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가교 폴리로탁산과 용매의 중량 비율이 0.1:99.9 내지 70:30인 것인 재료.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -OR기이고, 상기 R은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것인 재료.
  27. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-R'-X기이고, 상기 R'는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기로부터 수소가 1개 제거된 기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기, 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기로부터 수소가 1개 제거된 기이며, X는 OH, NH2 또는 SH인 것인 재료.
  28. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-CO-NH-R1기이고, 상기 R1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것인 재료.
  29. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-CO-R2기이고, 상기 R2는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것인 재료.
  30. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-Si-R3기이고, 상기 R3은 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것인 재료.
  31. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 -O-CO-O-R4기이고, 상기 R4는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 1개 이상의 에테르기를 포함하는 탄소수 2 내지 12의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 환상 알킬기, 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬에테르기 또는 탄소수 2 내지 12의 환상 알킬티오에테르기인 것인 재료.
  32. 제22항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이온성기가 전체 시클로덱스트린 분자의 전체 수산기 중 10 % 내지 100 %가 치환되는 것인 재료.
  33. 제22항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린, β-시클로덱스트린 및 γ-시클로덱스트린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 재료.
  34. 제22항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라히드로푸란, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 재료.
  35. 상기 봉쇄기가 디니트로페닐기류, 시클로덱스트린류, 아다만탄기류, 트리틸기류, 플루오레세인류, 피렌류, 치환 벤젠류, 치환될 수도 있는 다핵 방향족류 및 스테로이드류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제22항 내지 제34항 중 어느 한 항에 기재된 가교 폴리실록산.
  36. 제22항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시클로덱스트린 분자가 α-시클로덱스트린이고, 상기 직쇄상 분자가 폴리에틸렌글리콜인 것인 재료.
  37. 제22항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시클로덱스트린 분자가 직쇄상 분자에 의해 꼬챙이 형태로 포접될 때 시클로덱스트린 분자가 최대한 포접되는 양을 1이라고 했을 경우, 상기 시클로덱스트린 분자가 0.001 내지 0.6의 양으로 직쇄상 분자에 꼬챙이 형태로 포접되는 것인 재료.
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