KR20140148285A - Homo polymer nanoparticles by self-emulsion polymerization and preparation thereof - Google Patents

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KR20140148285A
KR20140148285A KR1020140001067A KR20140001067A KR20140148285A KR 20140148285 A KR20140148285 A KR 20140148285A KR 1020140001067 A KR1020140001067 A KR 1020140001067A KR 20140001067 A KR20140001067 A KR 20140001067A KR 20140148285 A KR20140148285 A KR 20140148285A
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Abstract

The present invention relates to a method for producing homo-polymer nanoparticles without using a surfactant. The homo-polymer nanoparticles can be used for a semiconductor metal oxide template, a drug delivery system (DDS), an electron transport layer, and a seed in a vertical structure. Moreover, the homo-polymer nanoparticles are expected to be used in a high precision field. For example, the homo-polymer can be used as a substitute for an organic device polystyrene bead film.

Description

자기유화중합반응에 의한 호모폴리머 나노입자 및 이의 제조방법{Homo polymer nanoparticles by self-emulsion polymerization and preparation thereof}[0001] Homo-polymer nanoparticles by self-emulsion polymerization and their preparation [

본 발명은 자기유화중합반응에 의한 호모폴리머 나노입자 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 계면활성제를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 자기유화중합반응에 의한 호모폴리머 나노입자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a homopolymer nanoparticle by a self-emulsion polymerization reaction and a method for producing the homopolymer nanoparticle. More specifically, the present invention relates to a method for producing homopolymer nanoparticles by a self-emulsion polymerization reaction will be.

또한, 상기 호모폴리머 나노입자를 포함하는 약물 전달 물질 및 이의 제조방법과 상기 호모폴리머 나노입자를 포함하는 전자 수송층에 관한 것이다.The present invention also relates to a drug delivery material comprising the homopolymer nanoparticles, a method for preparing the same, and an electron transport layer comprising the homopolymer nanoparticles.

단분산성이 우수한 나노 입자경의 고분자미립자는 ‘더 작게’, ‘더 똑똑하게’,‘더 빠르게’를 요구하는 나노 재료 분야에 있어서 다양한 공업적인 응용 때문에 많은 연구와 관심이 모아지고 있다. 이러한 입자들의 응용분야를 살펴보면, 페인트용 유기 안료, 칼라볼, 토너, 크로마토그래피용 충진제, 진단시약, 화학적·생물학적 센서, 마이크로일렉트로닉스, 광결정, 약물 수송 물질 등 산업적으로 대단히 중요한 고부가가치 소재에 사용될 수 있다. Polymer fine particles with nanoparticle size, which are excellent in monodispersity, have attracted much research and interest due to various industrial applications in the field of nanomaterials requiring 'smaller', 'smarter', and 'faster'. Applications of these particles can be used for high value added materials that are of great industrial importance, such as organic pigments for paints, color balls, toners, fillers for chromatography, diagnostic reagents, chemical and biological sensors, microelectronics, photonic crystals and drug transport materials. have.

이러한 단분산 고분자 미립자들의 제조방법 중 하나로 유화중합이 있다. 유화중합(emulsion polymerization)이란 물에 녹지 않는 단량체를 유화제와 함께 물속에서 유탁상태로 하여 수용성 중합친수성 개시제를 사용하는 방법으로서, 물속에서 반응이 일어나므로 중합열의 제거가 쉽고 점성이 없으며 중합체의 분자량이 크다. 그러나 유화제에 의해 쉽게 오염되며 이를 제거하는 단계에서 많은 비용이 필요하다는 문제점이 있다.Emulsion polymerization is one of the methods for producing such monodispersed polymer microparticles. Emulsion polymerization is a method in which water-insoluble monomers are emulsified in water together with an emulsifier to make a water-soluble polymerization hydrophilic initiator. Since the reaction takes place in water, the heat of polymerization is easily removed and there is no viscosity. Big. However, it is easily contaminated by the emulsifier, and there is a problem that a lot of cost is required in the step of removing it.

이를 극복하기 위한 종래기술로서 유화제를 사용하지 않고 중합하는 방법이 소개되었는데, 무유화제유화중합(soap-free emulsion polymerization)은 유화제, 즉 계면활성제를 첨가하지 않고 단량체와 이온성 친수성 개시제 또는 이온성 공단량체를 사용하는 방법으로서, 특히 단분산성이 우수하다. 그 메커니즘으로는 고분자가 입자 핵에 흡착한다는 이론이 있다. 이 메커니즘에서 입자의 성장 과정은 벌크에 있는 고분자 재료들의 deposition rate에 따라 달라지며 친수성 개시제의 농도가 높으면 벌크에 있는 고분자 재료들이 많아지면서 더 큰 입자의 합성으로 이어진다. 그러나 반응속도가 느리고 소수성 단량체만을 사용해야만 하는 한계점이 있다.As a conventional technique for overcoming this problem, there has been disclosed a method of polymerizing without using an emulsifier. Soap-free emulsion polymerization is a method in which an emulsifier, that is, an ionic hydrophilic initiator or an ionic hydrophilic initiator As a method of using a monomer, particularly excellent in a short dispersibility. The mechanism is that the polymer adsorbs to the particle nuclei. In this mechanism, the growth process of the particles depends on the deposition rate of the polymeric materials in the bulk, and when the concentration of the hydrophilic initiator is high, the polymeric materials in the bulk are increased, leading to the synthesis of larger particles. However, the reaction rate is slow and there is a limit to use only hydrophobic monomers.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 자기유화중합반응을 통하여 계면활성제를 사용하지 않으면서도 마이셀 형성이 가능한 호모폴리머 나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 호모폴리머 나노입자를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a method for preparing homopolymer nanoparticles capable of forming micelles without using a surfactant through self-emulsion polymerization, and a method for preparing homopolymer nanoparticles Polymer nanoparticles.

또한, 본 발명은 상기 호모폴리머 나노입자를 포함하는 약물 전달 물질 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a drug delivery material comprising the homopolymer nanoparticles and a method for producing the same.

또한, 본 발명은 상기 호모폴리머 나노입자를 포함하는 전자 수송층을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention also provides an electron transport layer comprising the homopolymer nanoparticles.

본 발명은 호모폴리머 나노입자 제조방법에 관한 것으로서, 하기 단계들을 제공한다:The present invention relates to a process for preparing homopolymer nanoparticles and provides the following steps:

(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계; 및(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphiphilic monomer, a hydrophilic initiator, and water; And

(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하는 단계를 포함하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.(b) performing a self-emulsion polymerization reaction in the surfactant-free emulsion.

상기 호모폴리머는 하기 식으로 표시될 수 있다.The homopolymer may be represented by the following formula.

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기서, A는 치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기, 알킬 할라이드기, 시아노기, 카복시기, 에스터기, 아마이드기, 시아네이트기, 싸이오시아네이트기, 포스페이트기, 설포기, 피롤리돈기이다.)(Wherein A represents a substituted aryl group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group, an alkyl halide group, a cyano group, a carboxy group, an ester group, an amide group, a cyanate group, a thiocyanate group, , Pyrrolidone group.)

상기 양친성 단량체는 하기 식으로 표시될 수 있다.The amphiphilic monomer may be represented by the following formula.

Figure pat00002
Figure pat00002

(여기서, A는 치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기, 알킬 할라이드기, 시아노기, 카복시기, 에스터기, 아마이드기, 피롤리돈기이다.)(Wherein A is a substituted aryl group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group, an alkyl halide group, a cyano group, a carboxy group, an ester group, an amide group or a pyrrolidone group)

본 발명의 일 구현에에 의하면, 상기 친수성 개시제는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the hydrophilic initiator is selected from the group consisting of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4- 1-azobis (1-methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate), ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate and 1,1-azobis Or more.

또한, 본 발명은 하기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 호모폴리머로 구성된 호모폴리머 나노입자를 제공한다(하기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수):The present invention also provides a homopolymer nanoparticle composed of a homopolymer represented by the following general formulas (1) to (8) (wherein n is an integer of 10-10,000)

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4][Chemical Formula 1] < EMI ID =

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8][Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고;The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm;

상기 호모폴리머 나노입자는 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며;Wherein the homopolymer nanoparticles are composed of 2 to 1,000 homopolymers;

상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있을 수 있다.Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% By volume of hydrophilic side chains.

또한, 본 발명은 상기 호모폴리머 나노입자 및 상기 호모폴리머 나노입자의 상기 내부층에 포집되어 있는 약학 활성 물질을 포함하는 약물 전달 물질을 제공한다.The present invention also provides a drug delivery material comprising the homopolymer nanoparticles and the pharmaceutically active material trapped in the inner layer of the homopolymer nanoparticles.

본 발명은 하기 단계를 포함하는 약물 전달 물질의 제조방법으로서:The present invention provides a method for preparing a drug delivery material comprising the steps of:

(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물, 약학 활성 물질을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계; 및(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphipathic monomer, a hydrophilic initiator, water, and a pharmaceutically active substance; And

(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하는 단계;(b) performing a self emulsion polymerization reaction in the surfactant-free emulsion;

상기 약물 전달 물질은 호모폴리머 나노입자 및 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층에 포집되어 있는 약학 활성 물질을 포함하고;Wherein the drug delivery material comprises homopolymer nanoparticles and a pharmaceutically active material trapped in an inner layer of the homopolymer nanoparticles;

상기 호모폴리머 나노입자는 하기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 호모폴리머로 이루어져 있으며(하기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수):The homopolymer nanoparticles are composed of homopolymers represented by the following general formulas (1) to (8) (wherein n is an integer of 10-10,000)

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4][Chemical Formula 1] < EMI ID =

Figure pat00005
Figure pat00005

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8][Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고;The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm;

상기 호모폴리머 나노입자는 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며;Wherein the homopolymer nanoparticles are composed of 2 to 1,000 homopolymers;

상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있으며;Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% % Hydrophilic side chains;

상기 양친성 단량체는 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴산, 메타크릴산, 스테렌 설폰산, 4-스티렌 설폰산, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴, 4-(4-비닐페닐)피리딘 및 6-비닐피리딘-3-카보니트릴 중에서 선택된 1종 이상이고;The amphiphilic monomer may be selected from the group consisting of vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Vinylpyridine-3-carbonitrile, hydroxybutyl methacrylate, methacrylamide, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, 4- (4-vinylphenyl) pyridine and 6-vinylpyridine-3-carbonitrile;

상기 친수성 개시제는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상이며;The hydrophilic initiator may be at least one selected from the group consisting of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4- azobis (4-cyanovaleric acid) , At least one selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate, and 1,1-azobis (1-methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate);

상기 자기유화중합반응은 55-95 ℃에서 50-160분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 물질의 제조방법을 제공한다.Wherein the self-emulsion polymerization reaction is carried out at 55-95 DEG C for 50-160 minutes.

또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 약물 전달 물질의 제조방법으로서:The present invention also provides a method for preparing a drug delivery material comprising the steps of:

(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계;(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphiphilic monomer, a hydrophilic initiator, and water;

(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하여 호모폴리머 나노입자를 제조하는 단계;(b) performing self-emulsion polymerization in the surfactant-free emulsion to prepare homopolymer nanoparticles;

(c) 상기 호모폴리머 나노입자를 스웰링(swelling)시키고 약학 활성 물질을 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층에 포집시키는 단계;(c) swelling the homopolymer nanoparticles and collecting the pharmaceutical active material in an inner layer of the homopolymer nanoparticles;

상기 호모폴리머 나노입자는 하기 화학식 1 내지 화학식 6 중에서 선택된 호모폴리머로 이루어져 있으며(하기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수):The homopolymer nanoparticles are composed of a homopolymer selected from the following general formulas (1) to (6), wherein n is an integer of 10 to 10,000:

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4][Chemical Formula 1] < EMI ID =

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8][Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고;The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm;

상기 호모폴리머 나노입자는 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며;Wherein the homopolymer nanoparticles are composed of 2 to 1,000 homopolymers;

상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있으며;Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% % Hydrophilic side chains;

상기 양친성 단량체는 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴산, 메타크릴산, 스테렌 설폰산, 4-스티렌 설폰산, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴, 4-(4-비닐페닐)피리딘 및 6-비닐피리딘-3-카보니트릴 중에서 선택된 1종 이상이고;The amphiphilic monomer may be selected from the group consisting of vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Vinylpyridine-3-carbonitrile, hydroxybutyl methacrylate, methacrylamide, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, 4- (4-vinylphenyl) pyridine and 6-vinylpyridine-3-carbonitrile;

상기 친수성 개시제는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상이며;The hydrophilic initiator may be at least one selected from the group consisting of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4- azobis (4-cyanovaleric acid) , At least one selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate, and 1,1-azobis (1-methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate);

상기 자기유화중합반응은 55-95 ℃에서 50-160분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 물질의 제조방법을 제공한다.Wherein the self-emulsion polymerization reaction is carried out at 55-95 DEG C for 50-160 minutes.

또한, 본 발명은 상기 호모폴리머 나노입자를 포함하는 전자수송층을 제공한다.The present invention also provides an electron transport layer comprising the homopolymer nanoparticles.

본 발명은 물, 양친성 단량체 및 친수성 개시제만을 이용하여 자기유화중합반응을 통해 호모폴리머 나노입자를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 호모폴리머 나노입자에 관한 것으로서, 양친성 단량체 또는 호모폴리머 자체가 계면활성제 역할을 하여 마이셀을 형성한다. 계면활성제를 사용하지 않으므로 제조 과정이 간편하고, 친환경적이어서 안전하게 나노입자를 제조할 수 있고, 이렇게 제조된 호모폴리머 나노입자는 약물 전달 물질 또는 전자 수송층 등 여러 분야에 사용할 수 있다.The present invention relates to a method for producing homopolymer nanoparticles through self-emulsion polymerization using only water, an amphiphilic monomer and a hydrophilic initiator, and homopolymer nanoparticles produced thereby, wherein the amphiphilic monomer or the homopolymer itself forms an interface Act as an activator to form micelles. Since a surfactant is not used, the nanoparticles can be safely manufactured because of a simple manufacturing process, environmentally friendly, and the homopolymer nanoparticles thus prepared can be used in various fields such as a drug delivery material or an electron transport layer.

도 1은 자기유화중합 반응 과정을 나타낸 메커니즘이다.
도 2는 자기유화중합 반응 시간에 따른 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자의 크기를 나타낸 그래프 및 사진이다.
도 3의 (a) 내지 (d)는 실시예 1에서 제조된 나노입자의 TEM(투사전자현미경) 사진이며, (e) 및 (f)는 실시예 1에서 제조된 나노입자의 SEM(주사전자현미경) 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 나노입자의 1H-NMR(nuclear magnetic resonance) 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 1에서 제조된 나노입자의 DSC(Differential scanning calorimetry)열 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 6는 실시예 2에서 제조된 나노입자의 DLS(Dynamic Light Scattering) 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 7a)는 실시예 3에서 제조된 나노입자의 DLS 사진이고, 도 7b)는 TEM 사진이다.
도 8a)는 실시예 4에서 제조된 나노입자의 DLS 측정값을 나타낸 그래프이고, 도 8b)는 SEM, 도 8c)는 TEM 사진이다.
도 9a)는 실시예 5에서 제조된 나노입자의 DLS 측정값을 나타낸 그래프이고, 도 9b)는 TEM 사진이다.
도 10은 실시예 6에서 제조된 나노입자의 친수성 개시제 농도에 따른 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 호모폴리머 나노입자 변환율을 측정한 그래프이다.
도 12는 실시예 7에서 제조된 나노입자의 DLS(Dynamic Light Scattering) 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 13는 실시예 8에서 제조된 나노입자의 DLS 측정값을 나타낸 그래프(a)이고, SEM 사진(b), TEM 사진(c)이다.
FIG. 1 is a mechanism showing a self-emulsion polymerization process.
FIG. 2 is a graph and photographs showing the sizes of the poly-4-vinylpyridine homopolymer nanoparticles according to the self-emulsion polymerization reaction time.
3 (a) to 3 (d) are TEM (Transmission Electron Microscope) photographs of the nanoparticles prepared in Example 1, and (e) and (f) Microscope) is a photograph.
FIG. 4 is a graph showing the 1 H-NMR (nuclear magnetic resonance) spectrum of the nanoparticles prepared in Example 1. FIG.
5 is a graph showing a DSC (differential scanning calorimetry) thermal curve of the nanoparticles prepared in Example 1. Fig.
6 is a graph showing DLS (Dynamic Light Scattering) measurement values of the nanoparticles prepared in Example 2. FIG.
FIG. 7A is a DLS photograph of the nanoparticles prepared in Example 3, and FIG. 7B is a TEM photograph.
FIG. 8A is a graph showing DLS measurement values of the nanoparticles prepared in Example 4, FIG. 8B is an SEM, and FIG. 8C is a TEM photograph.
FIG. 9A is a graph showing DLS measurement values of nanoparticles prepared in Example 5, and FIG. 9B is a TEM photograph.
10 is a graph showing the particle size according to the hydrophilic initiator concentration of the nanoparticles prepared in Example 6. FIG.
11 is a graph illustrating the conversion of homopolymer nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph showing DLS (Dynamic Light Scattering) measurement values of the nanoparticles prepared in Example 7. FIG.
13 is a graph (a) showing DLS measurement values of the nanoparticles prepared in Example 8, and is an SEM photograph (b) and a TEM photograph (c).

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, “양친성”이란 분자 중에 친수성과 소수성의 양쪽 성질을 다 가진 것을 의미하고, “소수성”은 물 분자와 쉽게 결합되지 못하는 성질을 의미하며, “친수성”은 물 분자와 잘 결합하는 성질을 의미한다.As used herein, unless otherwise defined, "amphiphilic" means having both hydrophilic and hydrophobic properties in a molecule, "hydrophobic" means a property that is not easily combined with a water molecule, and "hydrophilic" It means a property that binds well with water molecules.

본 발명은 자기유화중합반응을 이용하여 호모폴리머 나노입자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 자기유화중합반응(Self-emulsion polymerization; SEP)이란 친수성기와 소수성기를 모두 가지는 단량체를 사용함으로써 유화중합에 사용되는 계면활성제, 가교제 또는 유화제를 사용하지 않으며 따라서 이로 인한 세척(washing) 및 정제(purification) 등의 불순물 제거단계가 필요 없으며 이에 의해 제조된 호모폴리머 나노입자는 불순물이 존재하지 않는다.The present invention relates to a method for preparing homopolymer nanoparticles using a self-emulsion polymerization reaction. Self-emulsion polymerization (SEP) does not use a surfactant, a crosslinking agent or an emulsifier used in emulsion polymerization by using a monomer having both a hydrophilic group and a hydrophobic group. Therefore, washing and purification thereof, And the homopolymer nanoparticles produced by this method have no impurities.

본 발명은 하기의 단계를 포함하는 호모폴리머 나노입자의 제조방법을 제공한다한다.The present invention provides a method for producing homopolymer nanoparticles comprising the following steps.

(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계; 및(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphiphilic monomer, a hydrophilic initiator, and water; And

(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하는 단계.(b) performing a self emulsion polymerization reaction in the surfactant-free emulsion.

자기유화중합반응을 이용하여 호모폴리머를 만들기 위해서는 물과 친수성 개시제, 양친성 단량체만을 사용한다. 도 1에 자기유화중합반응 과정의 메커니즘을 나타내었다. 일정 온도에서 물에 친수성 개시제를 넣어주면 친수성 개시제는 양친성 단량체와 첨가중합을 하여 폴리머를 형성한다. 폴리머는 물에서 친수성 부분과 소수성 부분끼리 나열되어 마이셀(Micelle)을 형성한다. 계면활성제의 역할을 양친성 단량체 또는 폴리머가 함으로써 유화중합반응에서처럼 계면활성제를 사용할 필요가 없다. 마이셀 내에서 폴리머가 중합되면서 마이셀은 성장하게 되며 나노입자를 형성한다. 도 3a) 내지 도 3d)는 시간에 따른 자기유화중합반응에 의한 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자의 TEM(투사전자현미경) 사진이다. 도 3a)에서 볼 수 있듯이, 호모폴리머 사슬은 내부가 비어있는 마이셀을 만들기 시작한다. 도 3b)에서 몇몇 어두운 부분은 폴리머 사슬이 마이셀 안으로 들어가는 것을 나타낸다. 도 3c) 및 도 3d)에서 마이셀 및 마이셀 내의 폴리머가 성장하면서 나노입자를 형성하고, 반응 60분 후에는 더 이상의 성장이 없는 것을 확인할 수 있다.To make a homopolymer by self-emulsion polymerization, only water, a hydrophilic initiator, and an amphiphilic monomer are used. FIG. 1 shows the mechanism of the self-emulsion polymerization process. When a hydrophilic initiator is added to water at a certain temperature, the hydrophilic initiator undergoes addition polymerization with the amphiphilic monomer to form a polymer. The polymer forms micelles in water by arranging the hydrophilic and hydrophobic moieties together. The use of surfactants does not require the use of surfactants as in emulsion polymerization by the addition of amphiphilic monomers or polymers. As the polymer is polymerized in the micelle, the micelle grows and forms nanoparticles. FIGS. 3A to 3D) are TEM (projection electron microscopic) photographs of poly (4-vinylpyridine homopolymer nanoparticles) by self-emulsion polymerization over time. 3a), the homopolymer chain begins to make micelles with hollow interior. 3b), some dark areas indicate that the polymer chains enter the micelle. 3C) and FIG. 3D), nanoparticles were formed while growing the polymer in the micelles and the micelles, and it was confirmed that no further growth was observed after 60 minutes of reaction.

상기 방법으로 제조된 호모폴리머 나노입자는 계면활성제를 사용하지 않으므로 불순물이 포함되지 않아 고순수도를 요구하는 약물전달물질이나 전자수송층에 이용할 수 있다.The homopolymer nanoparticles prepared by the above method do not contain a surfactant and can be used for a drug delivery material or an electron transporting layer which does not contain impurities and requires a high-purity water.

상기 호모폴리머는 하기 식으로 표시되는 것일 수 있다.The homopolymer may be represented by the following formula.

Figure pat00009
Figure pat00009

(여기서, A는 치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기, 알킬 할라이드기, 시아노기, 카복시기, 에스터기, 아마이드기, 시아네이트기, 싸이오시아네이트기, 포스페이트기, 설포기, 피롤리돈기이며, n은 10-10,000의 정수이다.)(Wherein A represents a substituted aryl group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group, an alkyl halide group, a cyano group, a carboxy group, an ester group, an amide group, a cyanate group, a thiocyanate group, , Pyrrolidone group, and n is an integer of 10 to 10,000).

일 구현예에 있어서, 상기 호모폴리머는 하기 화학식 1 내지 화학식 8 중에서 선택된 1종일 수 있다.In one embodiment, the homopolymer may be one selected from the following formulas (1) to (8).

[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4][Chemical Formula 1] < EMI ID =

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8][Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수이다.In the above formula, n is an integer of 10-10,000.

일 구현예에 있어서, 상기 양친성 단량체는 친수성기와 소수성기를 모두 가지는 것으로서, 하기 식으로 표시될 수 있다.In one embodiment, the amphiphilic monomer has both a hydrophilic group and a hydrophobic group, and may be represented by the following formula.

Figure pat00012
Figure pat00012

(여기서, A는 치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기, 알킬 할라이드기, 시아노기, 카복시기, 에스터기, 아마이드기, 피롤리돈기이다.)(Wherein A is a substituted aryl group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group, an alkyl halide group, a cyano group, a carboxy group, an ester group, an amide group or a pyrrolidone group)

그 예로는 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴산, 메타크릴산, 스테렌 설폰산, 4-스티렌 설폰산, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴, 4-(4-비닐페닐)피리딘 및 6-비닐피리딘-3-카보니트릴 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Examples thereof include vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, Acrylonitrile, 4- (4-vinylphenyl) pyridine, and 6-vinylpyridine-3-carbonitrile may be used.

다른 구현예에 있어서, 상기 친수성 개시제는 물에 잘 녹아 양친성 단량체와 중합반응을 개시하는 것으로, 그 예로는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 구체적으로 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드일 수 있다.In another embodiment, the hydrophilic initiator is dissolved in water to initiate a polymerization reaction with an amphiphilic monomer such as, for example, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane ] Dihydrochloride, 4,4-azobis (4-cyanovaleric acid), ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate, Methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate), but are not limited thereto. Specifically, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 자기유화중합반응은 55-95 ℃에서 이루어질 수 있다. 상기 하한치 미만에서는 반응속도가 느려 반응시간이 오래 걸리며, 상기 상한치 초과에서는 용매인 물이 증발하여 반응이 어려울 수 있다. In another embodiment, the autolymopolymerization reaction may be conducted at 55-95 < 0 > C. Below the lower limit, the reaction rate is slow and the reaction takes a long time. In the case where the upper limit is above the upper limit, water may evaporate and the reaction may be difficult.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 자기유화중합반응은 50-160분 동안 이루어질 수 있다. 상기 하한치 미만에서는 중합반응이 종료되지 않아 나노입자가 성장 중이며, 상기 상한치 초과에서는 반응이 종료되어 더 이상 입자 크기의 성장이 없다. 도 2에서 알 수 있듯이, 자기유화중합반응 시작 60분 후에는 입자크기는 더 이상 성장하지 않는다.In another embodiment, the autolymopolymerization reaction may be performed for 50-160 minutes. Below the lower limit, the polymerization reaction is not terminated, and the nanoparticles are growing. When the upper limit is exceeded, the reaction is terminated and there is no further growth of the particle size. As can be seen from Fig. 2, after 60 minutes from the start of the self emulsion polymerization reaction, the particle size does not grow any further.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조되는 호모폴리머 나노입자를 제공한다. 상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고; 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며; The present invention also provides homopolymer nanoparticles prepared by the above method. The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm; 2 to 1,000 homopolymers;

상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있다. Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% % Hydrophilic side chain.

자기유화중합반응의 조건을 변화시키면 호모폴리머 나노입자의 크기를 조절할 수 있다. 자기유화중합반응에 의한 나노입자의 크기는 친수성 개시제 농도가 높을수록, 양친성 단량체 농도가 높을수록 나노입자의 크기는 증가하며, 반응온도가 증가할수록 크기는 감소하는 경향이 있다.The size of the homopolymer nanoparticles can be controlled by changing the conditions of the self emulsion polymerization reaction. The size of nanoparticles by self - emulsion polymerization tends to increase as the hydrophilic initiator concentration increases, as the concentration of amphiphilic monomer increases, and as the reaction temperature increases, the size decreases.

친수성 개시제와 양친성 단량체가 많을수록 계면활성제 역할을 할 수 있는 짧은 길이의 고분자가 많아지므로 마이셀이 많이 형성되고 이 안에서 성장할 수 있는 고분자의 수가 증가하면서 나노입자 크기 또한 커지게 된다.The more hydrophilic initiators and amphiphilic monomers are, the more short-length polymers that can act as a surfactant, and the more micelles are formed, the larger the number of polymers that can grow, and the larger the nanoparticle size.

표 3에서 알 수 있듯이, 자기유화중합반응에서는 온도가 증가할수록 나노입자 크기는 작아지는 경향이 있는데 이는 높은 온도에서, 급진적 종료를 줄이고, 개시 효율을 향상시키는 양친성 단량체의 전파 속도가 증가하기 때문이다. 그 결과 더 많은 이온 그룹이 나노입자의 안정성에 관여하며 입자 크기는 작아진다.As can be seen in Table 3, the nanoparticle size tends to decrease with increasing temperature in the self-emulsion polymerization reaction because the propagation rate of the amphiphilic monomer which improves the initiation efficiency is increased by reducing the radical termination at high temperature to be. As a result, more ionic groups are involved in the stability of the nanoparticles and the particle size becomes smaller.

또한, 본 발명은 상기 호모폴리머 나노입자 및 상기 호모폴리머 나노입자의 상기 내부층에 포집되어 있는 약학 활성 물질을 포함하는 약물 전달 물질을 제공한다.The present invention also provides a drug delivery material comprising the homopolymer nanoparticles and the pharmaceutically active material trapped in the inner layer of the homopolymer nanoparticles.

또한, 상기 약물 전달 물질의 제조방법으로서 본 발명은 하기 단계를 제공할 수 있다:In addition, as a method for producing the drug delivery material, the present invention can provide the following steps:

(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물, 약학 활성 물질을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계; 및(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphipathic monomer, a hydrophilic initiator, water, and a pharmaceutically active substance; And

(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하는 단계; 상기 약물 전달 물질은 본 발명에 따른 호모폴리머 나노입자 및 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층에 포집되어 있는 약학 활성 물질을 포함한다.(b) performing a self emulsion polymerization reaction in the surfactant-free emulsion; The drug delivery material includes homopolymer nanoparticles according to the present invention and a pharmaceutically active material trapped in the inner layer of the homopolymer nanoparticles.

또한, 상기 약물 전달 물질의 다른 제조방법으로서 상기 제조방법에 의해 제조된 호모폴리머 나노입자를 스웰링(swelling)시키는 단계를 제공할 수 있다.Further, as another method for producing the drug delivery material, a step of swelling the homopolymer nanoparticles produced by the above-mentioned preparation method may be provided.

또한, 본 발명은 상기 호모폴리머 나노입자를 포함하는 전자 수송층을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 호모폴리머 나노입자를 이용하여 전자 수송층을 형성하는 경우, 상기 전자 수송층 상부에 있는 활성층의 모폴로지(morphology)가 향상되어, 전체적인 소자 성능도 향상될 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
In addition, the present invention can provide an electron transport layer comprising the homopolymer nanoparticles. When the electron transport layer is formed using the homopolymer nanoparticles according to the present invention, the morphology of the active layer on the electron transport layer is improved, and the overall device performance can be improved.

이하, 도면, 실시예 및 실험예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, examples and experimental examples. It will be apparent to those skilled in the art, however, that these examples and experiments are intended to further illustrate the present invention and that the scope of the present invention is thereby not limited thereby.

실시예Example 1:  One: 폴리4Poly 4 -- 비닐피리딘Vinylpyridine 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

500 mL 플라스크에 4-비닐피리딘(4-VP)과 물을 넣고 30분 동안 아르곤으로 퍼징하면서 산소를 제거하였고, 65 ℃에서 5분 동안 400 rpm으로 교반하였다. 상기 교반용액에 친수성 개시제(VA-044)를 첨가하였다. 65 ℃에서 60분 동안 교반하여 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자를 제조하였다.4-vinylpyridine (4-VP) and water were added to a 500 mL flask, oxygen was removed by purging with argon for 30 minutes, and the mixture was stirred at 400 rpm for 5 minutes at 65 ° C. To the stirring solution was added a hydrophilic initiator (VA-044). Followed by stirring at 65 DEG C for 60 minutes to prepare poly-4-vinylpyridine homopolymer nanoparticles.

4-비닐피리딘(4-VP) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식1에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization of 4-vinylpyridine (4-VP) homopolymer is formed by the following Reaction Scheme 1.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00013
Figure pat00013

친수성 개시제 농도, 용매 농도 및 온도에 따른 실험 결과를 하기 표 1-3에 정리하였다.Experimental results according to hydrophilic initiator concentration, solvent concentration and temperature are summarized in Tables 1-3 below.

단량체
4VP
(mmol)
Monomer
4VP
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
H2O
(ml)
menstruum
H 2 O
(ml)
시간/온도
(분/℃)
Time / Temperature
(Minutes / C)
입자크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
4.75 4.75 0.475 0.475 60 60 60/65 60/65 290 290 4.75 4.75 0.237 0.237 60 60 60/65 60/65 230 230 4.75 4.75 0.158 0.158 60 60 60/65 60/65 192 192 4.75 4.75 0.118 0.118 60 60 60/65 60/65 183 183 4.75 4.75 0.016 0.016 60 60 60/65 60/65 8080

단량체
4VP
(mmol)
Monomer
4VP
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
H2O
(ml)
menstruum
H 2 O
(ml)
시간/온도
(min/℃)
Time / Temperature
(min / DEG C)
입자크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
4.75 4.75 0.475 0.475 30 30 60/65 60/65 316 316 4.75 4.75 0.475 0.475 60 60 60/65 60/65 200 200 4.75 4.75 0.475 0.475 90 90 60/65 60/65 180 180 4.75 4.75 0.475 0.475 120 120 60/65 60/65 140 140 4.75 4.75 0.475 0.475 150 150 60/65 60/65 90 90

온도 (℃) Temperature (℃) 입자크기 (by DLS in nm) Particle size (by DLS in nm) 65 65 190 190 75 75 180 180 85 85 160160

도 3a) 내지 도 3d)는 시간에 따른 실시예 1에서 제조된 나노입자의 TEM 사진이고, 도 3e) 및 도 3f)는 SEM 사진이다. 도 4는 실시예 1에서 제조된 나노입자의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도 5는 시차주사열계량법(DSC)에 의한 열 곡선을 나타낸 그래프이다. 유리전이온도가 145 ℃에서 관찰되었으므로 실시예 1에 따른 폴리4-비닐피리딘 나노입자의 제조되었음을 확인할 수 있다. 도 2는 자기유화중합 반응 시간에 따른 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자의 크기를 나타낸 그래프 및 사진이다.3a) to 3d) are TEM photographs of the nanoparticles prepared in Example 1 with time, and Figs. 3e) and 3f) are SEM photographs. FIG. 4 is a graph showing 1 H NMR spectra of the nanoparticles prepared in Example 1, and FIG. 5 is a graph showing a thermal curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). Since the glass transition temperature was observed at 145 캜, it can be confirmed that the poly-4-vinylpyridine nanoparticles according to Example 1 were prepared. FIG. 2 is a graph and photographs showing the sizes of the poly-4-vinylpyridine homopolymer nanoparticles according to the self-emulsion polymerization reaction time.

실시예Example 2:  2: 폴리메타크릴산Polymethacrylic acid 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

500 mL 플라스크에 메타크릴산(MAA)과 물 60 mL를 넣고 30분 동안 아르곤으로 퍼징하면서 산소를 제거하였고, 60 ℃에서 5분 동안 400 rpm으로 교반하였다. 상기 교반용액에 친수성 개시제(VA-044)를 첨가하여 아르곤 분위기하에서 65 ℃에서 60분 동안 교반하여 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자를 제조하였다.Methacrylic acid (MAA) and 60 mL of water were added to a 500 mL flask, oxygen was removed by purging with argon for 30 minutes, and the mixture was stirred at 400 rpm for 5 minutes at 60 ° C. A hydrophilic initiator (VA-044) was added to the stirring solution and stirred at 65 ° C for 60 minutes under an argon atmosphere to prepare poly-4-vinylpyridine homopolymer nanoparticles.

폴리메타크릴산(poly-MAA) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 2에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization of polymethacrylic acid (poly-MAA) homopolymer is formed by the following reaction formula (2).

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00014
Figure pat00014

메타크릴산(MAA) 및 친수성 개시제의 농도에 따른 실험 결과를 하기 표 4에 정리하였고, 도 6에 DLS 측정값을 나타내었다.Experimental results according to the concentration of methacrylic acid (MAA) and the hydrophilic initiator are summarized in Table 4, and the DLS measurement values are shown in FIG.

단량체
MAA
(mmol)
Monomer
MAA
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
H2O
(ml)
menstruum
H2O
(ml)
시간/온도
(min/℃)
Time / Temperature
(min / DEG C)
입자크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
1.21.2 0.150.15 70 70 120/75 120/75 6666 1.21.2 0.240.24 70 70 120/75 120/75 7878 1.21.2 0.080.08 125 125 120/90 120/90 5252

실시예Example 3:  3: 폴리아크릴로니트릴Polyacrylonitrile 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

실시예 1과 동일하되 4-비닐피리딘(4-VP) 대신 아크릴로니트릴(AN)을 사용하여 폴리아크릴로니트릴을 제조하였다.Polyacrylonitrile was prepared in the same manner as in Example 1 except that acrylonitrile (AN) was used instead of 4-vinylpyridine (4-VP).

아크릴로니트릴(AN) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 3에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization of acrylonitrile (AN) homopolymer is formed by the following reaction formula (3).

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

Figure pat00015
Figure pat00015

도 7a)는 실시예 3에서 제조된 나노입자의 DLS 사진이고, 도 7b)는 TEM 사진이다.FIG. 7A is a DLS photograph of the nanoparticles prepared in Example 3, and FIG. 7B is a TEM photograph.

실시예Example 4:  4: 폴리4Poly 4 -(4--(4- 비닐페닐Vinylphenyl )피리딘 ) Pyridine 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

실시예 1과 동일하되 4-비닐피리딘(4-VP) 대신 4-(4-비닐페닐)피리딘(P4VPPy)을 사용하여 진행하여 폴리4-(4-비닐페닐)피리딘을 제조하였다.4- (4-vinylphenyl) pyridine (P4VPPy) was used instead of 4-vinylpyridine (4-VP) in the same manner as in Example 1 to prepare poly 4- (4-vinylphenyl) pyridine.

4-(4-비닐페닐)피리딘(P4VPPy) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 4에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization of 4- (4-vinylphenyl) pyridine (P4VPPy) homopolymer is formed by the following reaction formula (4).

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

Figure pat00016
Figure pat00016

친수성 개시제, 용매 농도 및 온도에 따른 실험 결과를 하기 표 5에 정리하였다.Experimental results according to hydrophilic initiator, solvent concentration and temperature are summarized in Table 5 below.

단량체
P4VPPy
(mmol)
Monomer
P4VPPy
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
(H2O, in ml)
menstruum
(H 2 O, in ml)
시간/온도
(min/ °C)
Time / Temperature
(min / ° C)
입자 크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
1.21.2 0.150.15 7070 120/75120/75 6666 1.21.2 0.240.24 7070 120/75120/75 7878 1.21.2 0.080.08 125125 120/90120/90 5252

도 8a)는 실시예 4에서 제조된 나노입자의 DLS 측정값을 나타낸 그래프이고, 도 8b)는 SEM, 도 8c)는 TEM 사진이다.FIG. 8A is a graph showing DLS measurement values of the nanoparticles prepared in Example 4, FIG. 8B is an SEM, and FIG. 8C is a TEM photograph.

실시예Example 5:  5: 폴리Poly N-N- 비닐피롤리돈Vinylpyrrolidone 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

실시예 1과 동일하되 4-비닐피리딘(4-VP) 대신 N-비닐피롤리딘(N-VP)을 사용하여 진행하여 폴리N-비닐피롤리돈을 제조하였다.N-vinylpyrrolidine (N-VP) was used instead of 4-vinylpyridine (4-VP) as in Example 1 to prepare poly-N-vinylpyrrolidone.

N-비닐피롤리딘(N-VP) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 5에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization of N-vinylpyrrolidine (N-VP) homopolymer is formed by the following reaction formula (5).

[반응식 5][Reaction Scheme 5]

Figure pat00017
Figure pat00017

도 9a)는 실시예 5에서 제조된 나노입자의 DLS 측정값을 나타낸 그래프이고, 도 9b)는 TEM 사진이다.FIG. 9A is a graph showing DLS measurement values of nanoparticles prepared in Example 5, and FIG. 9B is a TEM photograph.

실시예Example 6:  6: 폴리2Poly 2 -- 히드록시에틸Hydroxyethyl 메타크릴레이트Methacrylate 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

실시예 1과 동일하되 4-비닐피리딘(4-VP) 대신 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)을 사용하여 폴리2-히드록시에틸 메타크릴레이트을 제조하였다.The procedure of Example 1 was repeated except that 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was used instead of 4-vinylpyridine (4-VP) to prepare poly-2-hydroxyethyl methacrylate.

2-히드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 6에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization reaction of the 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) homopolymer is formed by the following reaction formula (6).

[반응식 6][Reaction Scheme 6]

Figure pat00018
Figure pat00018

친수성 개시제의 농도에 따른 실험결과를 하기 표 6에 정리하였고, 도 10에 그래프로 나타내었다.Experimental results according to the concentration of the hydrophilic initiator are summarized in Table 6 and graphically shown in FIG.

단량체
HEMA
(mmol)
Monomer
HEMA
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
H2O
(ml)
menstruum
H 2 O
(ml)
시간/온도
(min/℃)
Time / Temperature
(min / DEG C)
입자크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
1.53 1.53 0.001 0.001 60 60 120/65 120/65 143 143 1.53 1.53 0.004 0.004 60 60 120/65 120/65 212 212 1.53 1.53 0.015 0.015 60 60 120/65 120/65 420 420 1.53 1.53 0.030 0.030 60 60 120/65 120/65 525 525 1.53 1.53 0.060 0.060 60 60 120/65 120/65 534534

실시예Example 7:  7: 폴리메틸메타크릴레이트Polymethyl methacrylate 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

실시예 1과 동일하되 4-비닐피리딘(4-VP) 대신 메틸메타크릴레이트를 사용하여 폴리메틸메타크릴레이트를 제조하였다. 도 12는 실시예 7에서 제조된 나노입자의 DLS(Dynamic Light Scattering) 측정값을 나타낸 그래프이다.Polymethylmethacrylate was prepared in the same manner as in Example 1 except that methyl methacrylate was used in place of 4-vinylpyridine (4-VP). 12 is a graph showing DLS (Dynamic Light Scattering) measurement values of the nanoparticles prepared in Example 7. FIG.

메틸메타크릴레이트 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 7에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization reaction of the methyl methacrylate homopolymer is formed by the following reaction formula (7).

[반응식 7][Reaction Scheme 7]

Figure pat00019
Figure pat00019

반응물질, 반응조건 및 생성된 호모폴리머 나노입자의 크기를 하기 표 7에 정리하였다.Reaction materials, reaction conditions and sizes of the homopolymer nanoparticles produced are summarized in Table 7 below.

단량체
MMA
(mmol)
Monomer
MMA
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
(H2O, in ml)
menstruum
(H 2 O, in ml)
시간/온도
(min/℃)
Time / Temperature
(min / DEG C)
입자크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
4.94.9 0.0490.049 6060 120/65120/65 160160

실시예Example 8:  8: 폴리6Poly 6 -- 비닐피리딘Vinylpyridine -3--3- 카보니트릴Carbonitrile 호모폴리머Homopolymer 나노입자의 제조 Manufacture of nanoparticles

실시예 1과 동일하되 4-비닐피리딘(4-VP) 대신 6-비닐피리딘-3-카보니트릴(VPyCN)을 사용하여 폴리6-비닐피리딘-3-카보니트릴을 제조하였다. 도 13는 실시예 8에서 제조된 호모폴리머 나노입자의 DLS 측정값을 나타낸 그래프(a)이고, SEM 사진(b), TEM 사진(c)이다.6-vinylpyridine-3-carbonitrile was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6-vinylpyridine-3-carbonitrile (VPyCN) was used instead of 4-vinylpyridine (4-VP). 13 is a graph (a) showing DLS measurement values of the homopolymer nanoparticles prepared in Example 8, and is a SEM photograph (b) and a TEM photograph (c).

6-비닐피리딘-3-카보니트릴(VPyCN) 호모폴리머의 자기유화중합반응은 하기 반응식 8에 의해 형성된다.The self-emulsion polymerization of 6-vinylpyridine-3-carbonitrile (VPyCN) homopolymer is formed by the following reaction formula (8).

[반응식 8][Reaction Scheme 8]

Figure pat00020
Figure pat00020

반응물질, 반응조건 및 생성된 호모폴리머 나노입자의 크기를 하기 표 8에 정리하였다. Reaction materials, reaction conditions and sizes of the homopolymer nanoparticles produced are summarized in Table 8 below.

단량체
VPyCN
(mmol)
Monomer
VPyCN
(mmol)
개시제
VA-044
(mmol)
Initiator
VA-044
(mmol)
용매
(H2O, in ml)
menstruum
(H 2 O, in ml)
시간/온도
(min/ ℃)
Time / Temperature
(min / DEG C)
입자크기
(by DLS in nm)
Particle size
(by DLS in nm)
1.531.53 0.0760.076 3030 120/65120/65 121121

개시제Initiator 농도와의 관계. Relationship with concentration.

표 1, 표 4 및 표 5에서 알 수 있듯이, 나노입자의 크기는 개시제의 농도와 거의 선형 함수 관계이다. 개시제 농도가 감소할수록, 긴 호모폴리머 사슬은 낮은 농도를 가진다. 이는 적은 중합 핵이 형성됨을 의미하고, 그 결과 작은 크기의 나노입자수를 갖게 된다.As can be seen in Tables 1, 4 and 5, the size of the nanoparticles is almost linearly related to the concentration of the initiator. As the initiator concentration decreases, long homopolymer chains have low concentrations. This means that less polymeric nuclei are formed, resulting in a smaller number of nanoparticles.

용매와의 관계.Relationship with solvent.

용매인 물의 부피를 증가시키면, 물에 용해된 단량체의 양은 증가하며 따라서 작은 크기의 입자를 만들면서 균질한 핵의 사이트(sites)는 커지며 이는 표 2에서 확인할 수 있다.Increasing the volume of water as a solvent increases the amount of monomer dissolved in water and therefore homogeneous nucleation sites become larger as small size particles are produced, which can be seen in Table 2.

온도와의 관계.Relation with temperature.

나노입자 크기에 대한 온도의 영향에 대해 연구하였다. 온도가 증가할수록 본 발명의 호모 폴리머 나노입자크기는 감소하는 경향이 있다. 이는 높은 온도에서는 개시제의 분해가 일어나며, 따라서 성장 사슬당 단량체의 수가 감소되는 것으로 보인다. 이 결과, 더 많은 이온 그룹이 작은 크기의 입자를 형성하면서 안정화에 관여하게 된다.The effect of temperature on nanoparticle size was studied. As the temperature increases, the size of the homopolymer nanoparticles of the present invention tends to decrease. This seems to be due to the decomposition of the initiator at high temperatures, thus reducing the number of monomers per growth chain. As a result, more ion groups are involved in stabilization while forming smaller sized particles.

평가예Evaluation example 1. 형상 계수 측정 1. Measurement of Shape Coefficient

성장 메커니즘을 더 관측하기위해, 마이셀과 같이 나노크기의 입자 구조를 분석하는데 유용한 형상 계수 ρ (Rg/Rh ; 상기 Rg은 선회 반경, Rh는 유체 역학 반경)를 측정하였다. Rg/Rh가 1에 가까우면, 중공 구조(hollow structure)가 형성되며, 0.7에 가까우면 고체 상(solid sphere)을 나타낸다. 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자 중합반응시간이 2분, 20분 및 60분 일 때의 형상 계수 ρ 값은 0.97, 0.76 및 0.73이었다.To further observe the growth mechanism, the shape factor ρ (R g / R h) useful for analyzing nanoscale particle structures such as micelles ; R g is the turning radius, and R h is the hydrodynamic radius). When R g / R h is close to 1, a hollow structure is formed, and when it is close to 0.7, it shows a solid sphere. Poly (4-vinylpyridine) homopolymer nanoparticles The shape factor ρ values at polymerization times of 2, 20 and 60 minutes were 0.97, 0.76 and 0.73, respectively.

평가예Evaluation example 2. 단량체 변환율 및  2. The monomer conversion rate and SEPSEP 분석 analysis

단량체의 %변환율을 계산하기 위해, 추가적인 중합반응이 수행되었고, 단량체 변환율은 중략측정으로 계산하였다. 다양한 반응중합시간에서의 폴리4-비닐피리딘 호모폴리머 나노입자의 샘플을 반응 플라스크에서 알루미늄 컵으로 옮겨 건조시키고, 무게를 측정하였다. 실온에서 컵 내 용매가 증발하였고, 남아있는 결과물을 일정 무게가 될 때까지 80 ℃에서 건조하였다.To calculate the percent conversion of the monomer, an additional polymerization reaction was performed and the monomer conversion was calculated by an abbreviated measurement. A sample of poly 4-vinylpyridine homopolymer nanoparticles at various reaction polymerization times was transferred to an aluminum cup in a reaction flask, dried and weighed. The solvent in the cups evaporated at room temperature and the remaining product was dried at 80 < 0 > C until a constant weight was reached.

반응시간 60분에서의 시료에서 호모폴리머 나노입자로의 합성율은 92%이었고, 대부분의 단량체는 200±5 ㎚의 크기의 나노입자로 중합되었다.The synthesis rate from the sample to the homopolymer nanoparticles at the reaction time of 60 minutes was 92%, and most of the monomers were polymerized into nanoparticles having a size of 200 ± 5 nm.

반응시간 60분에서의 시료를 이용하여 SEC(크기배제 크로마토그래피; size exclusion chromatography)를 수행하였다. 높은 수의 평균 분자량(high number average molecular weight) Mn은 209418 g/mol 이었고, 단봉형이지만 넓은 분자량분자량(unimodal but broad molecular weight) Mw/Mn은 1.52이었다. 이 값은 SEP 방법 또한 수계 매체에서 수행되는 자유 라디칼 중합반응과 같이 행동함을 보여준다.
SEC (size exclusion chromatography) was performed using a sample at a reaction time of 60 minutes. The high number average molecular weight M n was 209418 g / mol and the unimodal but broad molecular weight M w / M n was 1.52 though it was a single-rod type. These values show that the SEP method also behaves like a free radical polymerization in an aqueous medium.

Claims (15)

(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계; 및
(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하는 단계를 포함하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.
(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphiphilic monomer, a hydrophilic initiator, and water; And
(b) performing a self-emulsion polymerization reaction in the surfactant-free emulsion.
제1항에 있어서, 상기 호모폴리머는 하기 식으로 표시되는 것인 호모폴리머 나노입자 제조방법:
Figure pat00021

(여기서, A는 치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기, 알킬 할라이드기, 시아노기, 카복시기, 에스터기, 아마이드기, 시아네이트기, 싸이오시아네이트기, 포스페이트기, 설포기, 피롤리돈기이며, n은 10-10,000의 정수이다.)
The method of claim 1, wherein the homopolymer is represented by the following formula:
Figure pat00021

(Wherein A represents a substituted aryl group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group, an alkyl halide group, a cyano group, a carboxy group, an ester group, an amide group, a cyanate group, a thiocyanate group, , Pyrrolidone group, and n is an integer of 10 to 10,000).
제2항에 있어서, 상기 호모폴리머는 하기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 것인 호모폴리머 나노입자 제조방법:
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00022

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8]
Figure pat00023

상기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수이다.
3. The method of claim 2, wherein the homopolymer is represented by the following general formulas (1) to (8):
[Chemical Formula 1] < EMI ID =
Figure pat00022

[Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]
Figure pat00023

In the above formula, n is an integer of 10-10,000.
제1항에 있어서, 상기 양친성 단량체는 하기 식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.
Figure pat00024

(여기서, A는 치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기, 알킬 할라이드기, 시아노기, 카복시기, 에스터기, 아마이드기, 시아네이트기, 싸이오시아네이트기, 포스페이트기, 설포기, 피롤리돈기이다.)
2. The method of claim 1, wherein the amphiphilic monomer is represented by the following formula.
Figure pat00024

(Wherein A represents a substituted aryl group, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group, an alkyl halide group, a cyano group, a carboxy group, an ester group, an amide group, a cyanate group, a thiocyanate group, , Pyrrolidone group.)
제4항에 있어서, 상기 양친성 단량체는 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴산, 메타크릴산, 스테렌 설폰산, 4-스티렌 설폰산, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴, 4-(4-비닐페닐)피리딘 및 6-비닐피리딘-3-카보니트릴 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.5. The composition of claim 4 wherein said amphiphilic monomer is selected from the group consisting of vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Selected from the group consisting of hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, methacrylamide, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, 4- (4-vinylphenyl) pyridine and 6-vinylpyridine-3-carbonitrile Wherein the homopolymer nanoparticle is a homopolymer nanoparticle. 제1항에 있어서, 상기 친수성 개시제는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the hydrophilic initiator is selected from the group consisting of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4- (1-methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate), ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate, and 1,1-azobis By weight based on the total weight of the homopolymer nanoparticles. 제1항에 있어서, 상기 자기유화중합반응은 55-95 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the self-emulsion polymerization is performed at 55-95 ° C. 제1항에 있어서, 상기 자기유화중합반응은 50-160분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자 제조방법.The method of claim 1, wherein the self-emulsion polymerization is performed for 50-160 minutes. 하기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 호모폴리머로 구성된 호모폴리머 나노입자이며(하기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수):
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00025

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8]
Figure pat00026

상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고;
상기 호모폴리머 나노입자는 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며;
상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자.
Homopolymer nanoparticles composed of homopolymers represented by the following general formulas (1) to (8) (wherein n is an integer of 10 to 10,000):
[Chemical Formula 1] < EMI ID =
Figure pat00025

[Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]
Figure pat00026

The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm;
Wherein the homopolymer nanoparticles are composed of 2 to 1,000 homopolymers;
Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% By volume of hydrophilic side chains.
제9항에 있어서, 상기 호모폴리머 나노입자는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 호모폴리머 나노입자.The homopolymer nanoparticle according to claim 9, wherein the homopolymer nanoparticle is produced by the method of any one of claims 1 to 7. 제9항의 호모폴리머 나노입자 및 상기 호모폴리머 나노입자의 상기 내부층에 포집되어 있는 약학 활성 물질을 포함하는 약물 전달 물질.A drug delivery material comprising the homopolymer nanoparticles of claim 9 and a pharmaceutically active material trapped in the inner layer of the homopolymer nanoparticle. 하기 단계를 포함하는 약물 전달 물질의 제조방법으로서:
(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물, 약학 활성 물질을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계; 및
(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하는 단계;
상기 약물 전달 물질은 호모폴리머 나노입자 및 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층에 포집되어 있는 약학 활성 물질을 포함하고;
상기 호모폴리머 나노입자는 하기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 호모폴리머로 이루어져 있으며(하기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수):
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00027

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8]
Figure pat00028

상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고;
상기 호모폴리머 나노입자는 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며;
상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있으며;
상기 양친성 단량체는 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴산, 메타크릴산, 스테렌 설폰산, 4-스티렌 설폰산, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴, 4-(4-비닐페닐)피리딘 및 6-비닐피리딘-3-카보니트릴 중에서 선택된 1종 이상이고;
상기 친수성 개시제는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상이며;
상기 자기유화중합반응은 55-95 ℃에서 50-160분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 물질의 제조방법.
A method for preparing a drug delivery material comprising the steps of:
(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphipathic monomer, a hydrophilic initiator, water, and a pharmaceutically active substance; And
(b) performing a self emulsion polymerization reaction in the surfactant-free emulsion;
Wherein the drug delivery material comprises homopolymer nanoparticles and a pharmaceutically active material trapped in an inner layer of the homopolymer nanoparticles;
The homopolymer nanoparticles are composed of homopolymers represented by the following general formulas (1) to (8) (wherein n is an integer of 10-10,000)
[Chemical Formula 1] < EMI ID =
Figure pat00027

[Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]
Figure pat00028

The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm;
Wherein the homopolymer nanoparticles are composed of 2 to 1,000 homopolymers;
Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% % Hydrophilic side chains;
The amphiphilic monomer may be selected from the group consisting of vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Vinylpyridine-3-carbonitrile, hydroxybutyl methacrylate, methacrylamide, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, 4- (4-vinylphenyl) pyridine and 6-vinylpyridine-3-carbonitrile;
The hydrophilic initiator may be at least one selected from the group consisting of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4- azobis (4-cyanovaleric acid) , At least one selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate, and 1,1-azobis (1-methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate);
Wherein the self-emulsion polymerization reaction is carried out at 55-95 < 0 > C for 50-160 minutes.
하기 단계를 포함하는 약물 전달 물질의 제조방법으로서:
(a) 양친성 단량체, 친수성 개시제, 물을 포함하는 계면활성제 불포함 유화액을 수득하는 단계;
(b) 상기 계면활성제 불포함 유화액에서 자기유화중합반응을 수행하여 호모폴리머 나노입자를 제조하는 단계; 및
(c) 상기 호모폴리머 나노입자를 스웰링(swelling)시키고 약학 활성 물질을 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층에 포집시키는 단계;
상기 호모폴리머 나노입자는 하기 화학식 1 내지 화학식 6 중에서 선택된 호모폴리머로 이루어져 있으며(하기 화학식에서 n은 10-10,000의 정수):
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00029

[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] [화학식 8]
Figure pat00030

상기 호모폴리머 나노입자는 직경이 1-800 ㎚인 구형이고;
상기 호모폴리머 나노입자는 상기 호모폴리머 2개 내지 1,000개로 이루어져 있으며;
상기 호모폴리머 나노입자의 외각부는 상기 호모폴리머를 구성하는 소수성 주쇄와 친수성 측쇄(pendant) 중 친수성 측쇄로 이루어져 있고, 상기 호모폴리머 나노입자의 내부층은 70-95 부피%의 소수성 주쇄와 5-30 부피%의 친수성 측쇄로 이루어져 있으며;
상기 양친성 단량체는 비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 아크릴산, 메타크릴산, 스테렌 설폰산, 4-스티렌 설폰산, 메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 히드록시부틸 메타크릴레이트, 메타크릴아미드, N-비닐피롤리돈, 아크릴로니트릴, 4-(4-비닐페닐)피리딘 및 6-비닐피리딘-3-카보니트릴 중에서 선택된 1종 이상이고;
상기 친수성 개시제는 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 4,4-아조비스(4-시아노발레릭 산), 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 바이설페이트, 소듐 바이설페이트, 1,1-아조비스(1-메틸부티로니트릴-3-소듐 설포네이트) 중에서 선택된 1종 이상이며;
상기 자기유화중합반응은 55-95 ℃에서 50-160분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 약물 전달 물질의 제조방법.
A method for preparing a drug delivery material comprising the steps of:
(a) obtaining a surfactant-free emulsion comprising an amphiphilic monomer, a hydrophilic initiator, and water;
(b) performing self-emulsion polymerization in the surfactant-free emulsion to prepare homopolymer nanoparticles; And
(c) swelling the homopolymer nanoparticles and collecting the pharmaceutical active material in an inner layer of the homopolymer nanoparticles;
The homopolymer nanoparticles are composed of a homopolymer selected from the following general formulas (1) to (6), wherein n is an integer of 10 to 10,000:
[Chemical Formula 1] < EMI ID =
Figure pat00029

[Chemical Formula 6] [Chemical Formula 7] [Chemical Formula 8]
Figure pat00030

The homopolymer nanoparticles are spherical with a diameter of 1-800 nm;
Wherein the homopolymer nanoparticles are composed of 2 to 1,000 homopolymers;
Wherein an outer portion of the homopolymer nanoparticle is composed of a hydrophobic main chain constituting the homopolymer and a hydrophilic side chain of a hydrophilic side chain and the inner layer of the homopolymer nanoparticle comprises a hydrophobic main chain of 70-95% % Hydrophilic side chains;
The amphiphilic monomer may be selected from the group consisting of vinylpyridine, 4-vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, styrene sulfonic acid, 4-styrenesulfonic acid, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Vinylpyridine-3-carbonitrile, hydroxybutyl methacrylate, methacrylamide, N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, 4- (4-vinylphenyl) pyridine and 6-vinylpyridine-3-carbonitrile;
The hydrophilic initiator may be at least one selected from the group consisting of 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 4,4- azobis (4-cyanovaleric acid) , At least one selected from the group consisting of potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium bisulfate, sodium bisulfate, and 1,1-azobis (1-methylbutyronitrile-3-sodium sulfonate);
Wherein the self-emulsion polymerization reaction is carried out at 55-95 < 0 > C for 50-160 minutes.
제9항의 호모폴리머 나노입자를 포함하는 전자 수송층.An electron transport layer comprising the homopolymer nanoparticles of claim 9. 제10항의 호모폴리머 나노입자를 포함하는 전자 수송층.
An electron transport layer comprising the homopolymer nanoparticles of claim 10.
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