KR20160070797A - Metal nanoparticle-protecting polymer and metal colloidal solution, and method for producing same - Google Patents
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Abstract
금속 나노입자-보호 중합체는 폴리알킬렌이민 내의 1급 아민의 5 내지 95 mol%가 아세틸화되거나 또는 폴리알킬렌이민 내의 1급 아민의 5 내지 95 mol% 및 2급 아민의 5 내지 50 mol%가 아세틸화되고, 폴리알킬렌이민 내의 질소 원자의 총 개수의 0.5 내지 95 mol%가 산화된 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A); 및 친수성 세그먼트 (B)를 분자 내에 포함한다. 금속 나노입자-보호 중합체의 제조 방법; 매질 및 상기 매질 내에 분산된 복합체를 포함하며, 각각의 복합체는 금속 나노입자-보호 중합체로 보호된 금속 나노입자를 함유하는 것인 금속 콜로이드 용액; 및 금속 콜로이드 용액의 제조 방법이 또한 제공된다.The metal nanoparticle-protecting polymer is obtained by polymerizing 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine or from 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine and from 5 to 50 mol% (A) a polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) which is acetylated and oxidized with 0.5 to 95 mol% of the total number of nitrogen atoms in the polyalkyleneimine; And a hydrophilic segment (B) in the molecule. A method for producing a metal nanoparticle-protective polymer; A metal colloid solution comprising a medium and a complex dispersed in the medium, wherein each composite contains metal nanoparticles - metal nanoparticles protected with a protective polymer; And a method for producing a metal colloid solution are also provided.
Description
본 발명은 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 및 친수성 세그먼트를 함유하는 중합체 또는 상기 언급된 2종의 세그먼트 외에도 소수성 세그먼트를 함유하는 중합체를, 금속 나노입자를 위한 보호제로서 사용하는 금속 콜로이드 용액, 및 금속 콜로이드 용액의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 언급된 중합체 및 중합체의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer colloid solution for use as a protective agent for metal nanoparticles, a polymer containing a polyacetylalkyleneimine N-oxide segment and a hydrophilic segment, or a polymer containing a hydrophobic segment in addition to the two segments mentioned above, And a method for producing a metal colloid solution. The present invention also relates to a process for the preparation of the polymers and polymers mentioned above.
금속 나노입자는 1 내지 수백 나노미터의 입자 직경 및 상당히 큰 비표면적을 갖는 나노입자이다. 이러한 특성을 갖는 금속 나노입자는 다양한 분야에서 많은 관심을 끌고 있으며, 전자 재료, 촉매, 자기 재료, 광학 재료, 다양한 센서, 착색 재료, 및 의학적 검사에서 사용될 것으로 크게 기대되고 있다.The metal nanoparticles are nanoparticles having a particle diameter of 1 to several hundred nanometers and a significantly large specific surface area. Metal nanoparticles having such characteristics are attracting much attention in various fields and are expected to be used in electronic materials, catalysts, magnetic materials, optical materials, various sensors, coloring materials, and medical examinations.
인쇄배선판 및 반도체 디바이스는 주로 일련의 복잡한 제조 단계를 포함하는 포토리소그래피 공정을 통해 제조된다. 이러한 상황에서, 인쇄가능한 전자 디바이스 제조 기술이 관심을 끌고 있다. 인쇄가능한 전자 디바이스 제조 기술은 최근에 개발된 금속 나노입자를 매질 내에 분산시켜 잉크 조성물을 제조하고, 잉크 조성물을 사용하여 인쇄함으로써 패턴을 형성하고, 패턴을 디바이스로 조립하는 것을 포함한다.Printed circuit boards and semiconductor devices are fabricated through photolithography processes that primarily involve a series of complex manufacturing steps. In this situation, printable electronic device manufacturing technology is attracting attention. A printable electronic device manufacturing technique involves forming a pattern by dispersing recently developed metal nanoparticles in a medium to produce an ink composition, printing using an ink composition, and assembling the pattern into a device.
이러한 기술은 인쇄 전자공학이라고 불린다. 인쇄 전자공학은 전자 회로 패턴 및 반도체 소자의 롤-투-롤(roll-to-roll) 대량 제조에 대한 가능성 및 경제적 효율을 제공하는데, 왜냐하면 상기 기술은 주문형(on-demand) 제조, 공정의 단순화, 및 자원 보존에 적합하기 때문이다. 상기 기술은 또한 디스플레이 디바이스, 발광 디바이스, IC 태그 (RFID) 등의 저비용 제조 공정에 대한 방식을 제시할 것으로 기대된다. 인쇄 전자공학에 사용되는 전도성 재료 잉크는 금, 은, 백금, 구리 등의 금속 나노입자를 함유할 수 있다. 경제적인 이유 및 취급의 용이성 때문에, 은 나노입자 및 은 나노입자를 함유하는 잉크의 개발이 먼저 이루어졌다.This technique is called printing electronics. Print electronics provides the potential and economic efficiency for mass production of electronic circuit patterns and roll-to-roll semiconductor devices, because the technology can be used for on-demand manufacturing, , And resource conservation. The technology is also expected to provide a way for low cost manufacturing processes such as display devices, light emitting devices, and IC tags (RFID). The conductive material ink used in printing electronics may contain metal nanoparticles such as gold, silver, platinum, copper, and the like. Due to economical reasons and ease of handling, the development of inks containing silver nanoparticles and silver nanoparticles has been achieved first.
나노미터 수준의 입자 형태의 은은 벌크 은에 비해 상당히 큰 비표면적 및 증가된 표면 에너지를 나타낸다. 은 나노입자들은 표면 에너지를 저하시키기 위해 서로 융합하려는 경향이 강하다. 그 결과로, 입자들은 벌크 은의 융점보다 훨씬 더 낮은 온도에서 서로 융합한다. 이러한 현상은 양자 크기 효과 (쿠보(Kubo) 효과)라고 불리며, 한편으로는 전도성 재료로서 은 나노입자를 사용하는 것에 대한 이점을 나타낸다. 다른 한편으로는, 금속 나노입자들이 서로 융합하려는 강한 경향은 금속 나노입자의 안정성을 손상시키고, 저장 안정성을 저하시킨다. 금속 나노입자를 안정화시키기 위해, 금속 나노입자는 융합을 방지하는 보호제로 보호될 필요가 있다.Silver in particle form at the nanometer level exhibits significantly higher specific surface area and increased surface energy than bulk silver. Silver nanoparticles tend to fuse together to reduce surface energy. As a result, the particles fuse together at temperatures much lower than the melting point of the bulk silver. This phenomenon is called the quantum size effect (Kubo effect) and on the one hand shows the advantage of using silver nanoparticles as a conductive material. On the other hand, the strong tendency of the metal nanoparticles to fuse with each other compromises the stability of the metal nanoparticles and degrades the storage stability. To stabilize the metal nanoparticles, the metal nanoparticles need to be protected with a protecting agent that prevents fusion.
전형적으로, 나노재료 (일반적으로 나노미터 수준의 크기를 갖는 화합물)는 그의 크기 때문에 특수한 공정을 통해 제조되고 값비싼 경향이 있다. 이는 나노재료가 널리 사용되는 것을 억제해 왔다. 금속 나노입자를 저비용으로 제조하기 위해, 진공 공정 챔버와 같은 특수한 장비를 필요로 하지 않는 액체상 환원 공정이 유리하다. 액체상 환원 공정은 금속 화합물을 용매 중에서 환원제와 반응하도록 유발함으로써 금속 나노입자를 수득하는 공정이다. 공지된 기술에 따르면, 생성될 금속 나노입자의 형상 및 입자 크기를 제어하고 안정한 분산 상태를 달성하기 위해 분산 안정화제 또는 보호제라고 불리는 화합물의 존재 하에 환원을 수행한다. 보호제는 흔히는 금속 입자와 배위결합할 수 있는 관능기 (예컨대 3급 아미노 기, 4급 암모늄 기, 염기성 질소 원자를 갖는 헤테로시클릭 기, 히드록실 기, 또는 카르복실 기)를 갖도록 설계된 중합체 화합물이다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).Typically, nanomaterials (compounds with nanometer-scale dimensions in general) tend to be manufactured and costly through special processes due to their size. This has inhibited the widespread use of nanomaterials. In order to produce metal nanoparticles at low cost, a liquid phase reduction process that does not require special equipment such as a vacuum process chamber is advantageous. The liquid phase reduction process is a process for obtaining metal nanoparticles by causing a metal compound to react with a reducing agent in a solvent. According to the known technique, the reduction is carried out in the presence of a compound called a dispersion stabilizer or a protective agent to control the shape and particle size of the metal nanoparticles to be produced and achieve a stable dispersion state. The protective agent is usually a polymer compound designed to have a functional group capable of coordinating with metal particles (for example, a tertiary amino group, a quaternary ammonium group, a heterocyclic group having a basic nitrogen atom, a hydroxyl group, or a carboxyl group) (See, for example, Patent Document 1).
상기 논의된 바와 같이, 바람직한 저온 융합을 겪을 것으로 기대되는 금속 나노입자를 제조하기 위해, 금속 나노입자의 형상 및 입자 크기를 제어하고 분산액을 안정화시키는 적절한 보호제를 사용한다. 그러나, 보호제는 벌크 금속에 대한 저항 성분으로서 기능하고 전도 성능을 저하시킨다. 보호제의 사용량에 따라서는, 바람직한 저온 소결 특성 (금속-나노입자-함유 전도성 잉크의 박막을 100℃ 내지 150℃ 범위의 온도에서 소성시킴으로써 수득한 박막의 비저항이 10-6 옴·센티미터 수준인 특성)이 나타나지 않을 수 있다. 전도성 재료의 설계라는 관점에서 볼 때, 보호제는 작은 입자를 제조하는 능력, 이들 입자를 안정하게 분산시키는 능력, 및 소결 동안에 입자 표면으로부터 신속하게 탈착됨으로써 금속 나노입자들 사이의 융합을 방해하지 않는 능력을 나타낼 필요가 있다. 금속 나노입자의 제조라는 관점에서 볼 때, 보호제는 제조된 금속 나노입자의 정제 및 분리를 용이하게 하는 능력을 나타낼 필요가 있다. 보호제는 바람직하게는 이들 능력을 모두 나타낸다. 지금까지 개시된 보호제의 예는 상업적으로 입수가능한 중합체 안료 분산제, 예컨대 솔스퍼스(Solsperse) (상표, 제네카(Zeneca)에 의해 제조됨) 및 플로우렌(FLOWLEN) (상표, 교에이사 케미칼 캄파니 리미티드(Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)에 의해 제조됨), 주쇄/측쇄 내에 안료-상용성 기 (아민) 및 2종 이상의 보호 세그먼트를 갖는 중합체, 및 폴리에틸렌 이민 세그먼트 및 폴리에틸렌 옥시드 세그먼트를 갖는 공중합체를 포함한다. 그러나, 이들 분산제는 상기 기술된 요구되는 모든 능력을 거의 달성하지 못하며, 추가의 개선이 필요하다 (예를 들어, 특허문헌 2 내지 4 참조).As discussed above, suitable protective agents are used to control the shape and particle size of the metal nanoparticles and stabilize the dispersion, in order to prepare metal nanoparticles that are expected to undergo the desired low temperature fusion. However, the protective agent functions as a resistance component to the bulk metal and deteriorates conduction performance. Depending on the amount of the protective agent used, the desired low-temperature sintering property (the characteristic that the resistivity of the thin film obtained by baking the thin film of the metal-nanoparticle-containing conductive ink at a temperature in the range of 100 ° C to 150 ° C is on the order of 10 -6 ohm · cm) May not appear. From the viewpoint of the design of the conductive material, the protective agent is required to have the ability to produce small particles, the ability to stably disperse these particles, and the capability of not interfering with the fusion between metal nanoparticles by rapid desorption from the particle surface during sintering . In view of the preparation of metal nanoparticles, the protective agent needs to exhibit the ability to facilitate purification and separation of the prepared metal nanoparticles. The protective agent preferably exhibits both of these capabilities. Examples of the protectants disclosed so far include commercially available polymeric pigment dispersants such as Solsperse (trademark, manufactured by Zeneca) and FLOWLEN (trademark, Kyoei Chemical Co., Ltd. (Produced by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), a pigment-compatible group (amine) in the main chain / side chain and a polymer having two or more protective segments, and a copolymer having a polyethyleneimine segment and a polyethylene oxide segment . However, these dispersants hardly achieve all the required capabilities described above, and further improvement is required (see, for example, Patent Documents 2 to 4).
본 발명의 목적은 금속 나노입자를 제어하는 능력, 높은 분산 안정성, 우수한 저온 소결 특성, 및 금속 나노입자의 정제 및 분리의 용이성과 같은 다양한 특성이 의도적으로 조절되고 부여됨으로써 보다 실용적인 전기 전도성을 나타내는 금속 나노입자-보호 중합체를 제공하는 것이다. 금속 콜로이드 용액, 및 금속 나노입자-보호 중합체 및 금속 콜로이드 용액의 제조 방법이 또한 제공된다.It is an object of the present invention to provide a metal material which exhibits more practical electrical conductivity by intentionally controlling and imparting various properties such as ability to control metal nanoparticles, high dispersion stability, excellent low-temperature sintering property, and ease of purification and separation of metal nanoparticles. Nanoparticle-protecting polymer. Metal colloid solutions, and methods of making metal nanoparticle-protective polymers and metal colloidal solutions are also provided.
본 발명의 발명자들은 폴리에틸렌이민을 함유하는 폴리알킬렌이민 세그먼트가 폴리옥시알킬렌 쇄를 함유하는 친수성 세그먼트와 결합된 이성분 시스템 중합체 및 에폭시 수지와 같은 소수성 세그먼트가 이성분 시스템 중합체와 결합된 삼성분 시스템 중합체가 금속 나노입자의 제조에 유용하다는 것을 이미 개시한 적이 있다 (특허문헌 4 참조). 그러나, 특허문헌 4에서 개시된 기술에 따르면, 상기 기술된 특성은 충분히 달성되지 않았다. 추가의 연구에 근거해서, 발명자들은 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 1급 아민 부분 또는 1급 및 2급 아민 부분을 아세틸화하고, 이어서 3급 아민 부분을 산화시켜 N-옥시드로 전환시킴으로써 수득한 신규한 아세틸화 N-옥시드-기재의 중합체를 사용하는 것이 효과적이라는 것을 밝혀냈고 본 발명을 고안하였다.The inventors of the present invention have found that when a polyalkyleneimine segment containing a polyethyleneimine is combined with a hydrophilic segment containing a polyoxyalkylene chain, a hydrophobic segment such as an epoxy resin and an epoxy resin, It has already been disclosed that the system polymer is useful for the production of metal nanoparticles (see Patent Document 4). However, according to the technique disclosed in Patent Document 4, the above-described characteristics are not sufficiently achieved. On the basis of further studies, the inventors have found that a novel, novel process for the preparation of a novel polyalkyleneimine segment by acylation of a primary amine moiety or primary and secondary amine moiety in a polyalkyleneimine segment and subsequent conversion of the tertiary amine moiety to N- It has been found effective to use an acetylated N-oxide-based polymer and the present invention has been devised.
다시 말하면, 본 발명은 폴리알킬렌이민 내의 1급 아민 부분 또는 1급 및 2급 아민 부분을 아세틸화하고, 이어서 주로 3급 아민 부분을 산화시킴으로써 수득한 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A); 및 친수성 세그먼트 (B)를 분자 내에 포함하는 금속 나노입자-보호 중합체를 제공한다. 본 발명은 또한 금속 나노입자-보호 중합체의 제조 방법, 매질 내에 분산된 금속 나노입자-함유 복합체를 함유하며, 상기 복합체는 금속 나노입자-보호 중합체를 보호제로서 사용함으로써 제조된 것인 금속 콜로이드 용액, 및 금속 콜로이드 용액의 제조 방법을 제공한다.In other words, the present invention relates to a polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (also referred to as " polyacetylenealkylenimine N-oxide segment ") obtained by acetylating a primary amine moiety or primary and secondary amine moiety in a polyalkyleneimine, A); And a hydrophilic segment (B) in the molecule. The present invention also relates to a method for producing a metal nanoparticle-protective polymer, a metal colloid solution comprising a metal nanoparticle-containing complex dispersed in a medium, said composite being prepared by using a metal nanoparticle-protective polymer as a protective agent, And a process for producing a metal colloid solution.
본 발명에서 수득된 금속 콜로이드 용액은 우수한 저온 소결 특성을 나타낸다. 저온에서의 전도 성능은 매우 우수한데, 왜냐하면 본 발명에서 사용되는 보호 중합체는 저온에서 금속 나노입자의 표면으로부터 용이하게 탈착되기 때문이다. 더욱이, 이러한 특정한 보호 중합체의 존재 하에 수득된 금속 나노입자의 크기는 충분히 작고, 단분산성이고, 좁은 입자 크기 분포를 갖는다. 따라서, 저장 안정성이 또한 높다. 그 이유는 보호 중합체 내의 아세틸화 구조 단위 및 N-옥시드 구조 단위가 금속 나노입자를 보호할 뿐만 아니라 중합체 내의 친수성 세그먼트 또는 소수성 세그먼트가 입자로 하여금 매질 내에 분산되게 하기 때문이다. 따라서, 분산액의 분산 안정성은 손상되지 않고 분산액은 용매에서 오랫동안 안정한 분산 상태를 유지한다.The metal colloid solution obtained in the present invention exhibits excellent low-temperature sintering properties. Conduction performance at low temperatures is very good because the protective polymer used in the present invention is readily desorbed from the surface of the metal nanoparticles at low temperatures. Moreover, the size of the metal nanoparticles obtained in the presence of this particular protective polymer is sufficiently small, monodisperse, and has a narrow particle size distribution. Therefore, storage stability is also high. This is because not only the acetylated structural units and the N-oxide structural units in the protective polymer protect the metal nanoparticles, but also the hydrophilic or hydrophobic segments in the polymer cause the particles to be dispersed in the medium. Thus, the dispersion stability of the dispersion is not impaired and the dispersion remains stable for a long time in the solvent.
본 발명에서, 금속 콜로이드 용액의 제조에 있어서, 금속 나노입자는 환원에 의해 수득되고, 뒤이은 불순물의 제거를 위한 정제 및 분리 단계에서, 금속 나노입자 및 보호 중합체에 의해 구성된 보호 중합체는, 빈용매(poor solvent)를 복합체의 분산액에 첨가하는 단순한 작업에 의해 용이하게 침강하고 분리된다. 이는 보호 중합체의 강한 회합력에 의해 달성된다. 복잡한 단계 및 정교한 조건 설정이 거의 필요하지 않기 때문에, 이러한 방법은 공업적으로 유리하다.In the present invention, in the preparation of the metal colloid solution, the metal nanoparticles are obtained by reduction, and in the purification and separation step for removing the following impurities, the protective polymer constituted by the metal nanoparticles and the protective polymer is dissolved in a poor solvent is easily precipitated and separated by a simple operation of adding a poor solvent to the dispersion of the composite. This is achieved by the strong cohesive force of the protective polymer. This method is industrially advantageous because it requires little complex steps and fine condition setting.
더욱이, 본 발명에서 수득된 금속 콜로이드 용액 내의 금속 나노입자는 금속 나노입자의 특징인 큰 비표면적, 높은 표면 에너지, 및 플라스몬(plasmon) 흡수를 갖는다. 이들 특징 외에도, 중합체 분산액은 자체 조립체(self assembly) 유형이기 때문에 분산 안정성 및 저장 안정성을 효율적으로 나타낼 수 있다. 따라서, 금속 콜로이드 용액은 전도성 패이스트 등에서 필요한 다양한 화학적, 전기적, 및 자기적 특성을 갖고, 촉매, 전자 재료, 자기 재료, 광학 재료, 다양한 센서, 착색 재료, 및 의학적 검사 용도와 같은 매우 다양한 분야에서 사용될 수 있다.Furthermore, the metal nanoparticles in the metal colloid solution obtained in the present invention have large specific surface area, high surface energy, and plasmon absorption characteristic of metal nanoparticles. In addition to these features, polymer dispersions are self-assembled types, which can effectively exhibit dispersion stability and storage stability. Thus, the metal colloid solution has a variety of chemical, electrical, and magnetic properties required in conductive pastes and the like and can be used in a wide variety of fields such as catalysts, electronic materials, magnetic materials, optical materials, various sensors, coloring materials, Can be used.
본 발명의 금속 나노입자-보호 중합체는 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A) 및 친수성 세그먼트 (B)를 갖는 중합체 화합물, 또는 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A), 친수성 세그먼트 (B), 및 소수성 세그먼트 (C)를 갖는 중합체 화합물이다. 이러한 구조를 갖는 보호 중합체로 보호된 금속 나노입자의 분산액 (금속 콜로이드 용액)은 높은 분산 안정성 및 우수한 전도 특성을 갖고, 금속 나노입자로부터 유도된 금속-함유 기능성 분산액의 다양한 기능, 예컨대 착색, 촉매작용적 및 전기적 기능을 나타낸다.The metal nanoparticle-protecting polymer of the present invention is a polymer compound having a polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) and a hydrophilic segment (B), or a polymer compound having a polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) Segment (B), and hydrophobic segment (C). The dispersion of the metal nanoparticles protected with a protective polymer having such a structure (metal colloid solution) has high dispersion stability and excellent conduction characteristics and has various functions of the metal-containing functional dispersion derived from the metal nanoparticles, It shows enemy and electric functions.
본 발명의 보호 중합체 내의 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)는 금속 또는 금속 이온과 배위결합을 형성할 수 있는 아세틸알킬렌이민 단위 및 N-옥시드 단위를 함유하기 때문에, 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)는 나노입자로서 금속을 고정화할 수 있는 세그먼트이다. 본 발명에서 수득된 금속 나노입자가 보호 중합체로 보호되어 복합체를 형성하고 복합체가 친수성 용매에서 제조되고 저장되는 경우에, 수득된 금속 콜로이드 용액은 용매에서 친수성을 나타내는 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A) 및 친수성 세그먼트 (B)를 포함하기 때문에 매우 우수한 분산 안정성 및 저장 안정성을 나타낼 수 있다.The polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) in the protective polymer of the present invention contains an acetylalkyleneimine unit and an N-oxide unit capable of forming a coordination bond with a metal or a metal ion, The alkyleneimine N-oxide segment (A) is a segment capable of immobilizing metal as nanoparticles. When the metal nanoparticles obtained in the present invention are protected with a protective polymer to form a complex and the complex is prepared and stored in a hydrophilic solvent, the resulting metal colloid solution is a polyacetylalkyleneimine N-oxide It can exhibit very good dispersion stability and storage stability because it contains segment (A) and hydrophilic segment (B).
공업적 제조의 관점에서 볼 때, 금속 화합물을 매질 내에 용해 또는 분산시키고 금속 화합물을 매질 내에서 환원시킴으로써 제조한 금속 나노입자를 보호 중합체로 보호함으로써 제조한 복합체의 단순 정제 및 분리 방법은 중요한 공정이다. 바람직하게는, 이러한 정제 및 분리 방법은 반응 후에 아세톤과 같은 빈용매를 용액에 첨가함으로써 침강을 달성하는 것을 포함한다. 본 발명의 보호 중합체 내의 아세틸알킬렌이민 단위 및 N-옥시드 단위는 높은 극성을 갖고, 따라서 금속-나노입자-함유 복합체의 신속한 회합을 촉진한다. 그러므로, 회합된 큰 입자 덩어리가 형성되면서 침강이 용이하게 일어난다.From the viewpoint of industrial production, a simple purification and separation method of a complex prepared by protecting metal nanoparticles prepared by dissolving or dispersing a metal compound in a medium and reducing the metal compound in a medium is an important process . Preferably, such purification and separation methods involve achieving settling by adding a poor solvent, such as acetone, to the solution after the reaction. The acetyl alkyleneimine units and N-oxide units in the protective polymers of the present invention have a high polarity and thus promote rapid association of the metal-nanoparticle-containing complexes. Therefore, sedimentation occurs easily as large aggregates of aggregated particles are formed.
금속 나노입자-함유 복합체의 분산액인 금속 콜로이드 용액 또는 전도성 잉크를 형성하도록 금속 콜로이드 용액을 사용하여 수득한 전도성 재료를 기재에 인쇄 또는 도포한다. 후속되는 소결 단계에서, 보호 중합체 내의 아세틸알킬렌이민 단위 및 N-옥시드 단위는 심지어는 저온에서도 금속 나노입자 표면으로부터 용이하게 탈리되는데, 왜냐하면 단위와 금속 사이의 배위결합이 약하기 때문이다. 그 결과로, 우수한 저온 소결 특성이 나타난다.The conductive material obtained by using the metal colloid solution to form a metal colloid solution or a conductive ink, which is a dispersion of the metal nanoparticle-containing complex, is printed or applied to the substrate. In the subsequent sintering step, the acetylalkyleneimine units and the N-oxide units in the protective polymer are easily removed from the surface of the metal nanoparticles even at low temperatures, because the coordination between the units and the metal is weak. As a result, an excellent low-temperature sintering property is exhibited.
본 발명의 금속 콜로이드 용액에 있어서 분산체 (복합체)의 입자 크기는, 사용되는 보호 중합체의 분자량 및 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)의 중합도뿐만 아니라, 보호 중합체를 구성하는 성분들, 즉, 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A), 하기에 기술되는 친수성 세그먼트 (B), 및 하기에 기술되는 소수성 세그먼트 (C)의 구조 및 조성비에 따라 달라진다.In the metal colloid solution of the present invention, the particle size of the dispersion (composite) is determined not only by the molecular weight of the protective polymer used and the degree of polymerization of the polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) , That is, the structure and composition ratio of the polyacetyl alkyleneimine N-oxide segment (A), the hydrophilic segment (B) described below, and the hydrophobic segment (C) described below.
폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)의 중합도는 특히 제한되지는 않는다. 중합도가 지나치게 낮으면, 보호 중합체는 금속 나노입자 보호 능력을 충분히 나타내지 않을 수 있다. 중합도가 지나치게 높으면, 금속 나노입자 및 보호 중합체에 의해 구성된 복합체 입자의 크기가 지나치게 커질 수 있고, 이 때문에 저장 안정성이 저하될 수 있다. 그러므로, 금속 나노입자 고정화 능력을 향상시키고 거대한 분산 입자의 생성을 방지하기 위해, 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A) 내의 알킬렌이민 단위의 개수 (중합도)는 통상적으로 1 내지 10,000 범위, 바람직하게는 5 내지 2,500 범위, 가장 바람직하게는 5 내지 300 범위이다.The polymerization degree of the polyacetyl alkyleneimine N-oxide segment (A) is not particularly limited. If the polymerization degree is too low, the protective polymer may not sufficiently exhibit the ability to protect the metal nanoparticles. If the polymerization degree is too high, the size of the composite particles constituted by the metal nanoparticles and the protective polymer may become excessively large, and the storage stability may be deteriorated. Therefore, the number of alkyleneimine units (degree of polymerization) in the polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) is usually in the range of 1 to 10,000 in order to improve the metal nanoparticle immobilization ability and prevent the generation of a large dispersed particle , Preferably in the range of 5 to 2,500, and most preferably in the range of 5 to 300.
폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)의 전구체인 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 알킬렌이민 부분을 아세틸화제로 아세틸화하고, 이어서 아세틸화 부분을 산화제와 접촉시켜 아세틸화 부분을 산화시킴으로써 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)를 용이하게 수득할 수 있다. 폴리알킬렌이민으로 구성된 세그먼트는 임의의 상업적으로 입수가능한 또는 합성가능한 세그먼트일 수 있다. 공업적 입수 가능성의 관점에서 볼 때, 세그먼트는 바람직하게는 분지형 폴리에틸렌이민 또는 분지형 폴리프로필렌이민, 더 바람직하게는 분지형 폴리에틸렌이민으로 구성된다.By acetylating an alkyleneimine moiety in a polyalkyleneimine segment that is a precursor of a polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) with an acetylating agent, and then contacting the acetylated portion with an oxidizing agent to oxidize the acetylated portion, The acetyl alkyleneimine N-oxide segment (A) can be easily obtained. The segment comprised of the polyalkyleneimine may be any commercially available or synthesizable segment. In view of industrial availability, the segment preferably consists of a branched polyethylene imine or a branched polypropyleneimine, more preferably a branched polyethylene imine.
물과 같은 친수성 용매를 사용하여 금속 콜로이드 용액을 제조하는 경우에, 본 발명의 보호 중합체 내의 친수성 세그먼트 (B)는 용매와의 높은 상용성을 나타내고 콜로이드 용액의 저장 안정성을 유지한다. 소수성 용매를 사용하는 경우에, 강한 분자내 또는 분자간 회합력을 갖는 친수성 세그먼트 (B)는 분산 입자의 코어를 형성하는 것을 돕는다. 친수성 세그먼트(B)의 중합도는 특히 제한되지는 않는다. 친수성 용매를 사용하는 경우에, 중합도가 지나치게 낮으면 저장 안정성이 저하되고, 중합도가 지나치게 높으면 응집이 일어날 수 있다. 소수성 용매를 사용하는 경우에, 친수성 세그먼트 (B)의 중합도가 지나치게 낮으면 분산 입자들 사이의 회합력이 불충분해지고, 중합도가 지나치게 높으면 용매와의 상용성이 유지되지 않는다. 이들 관점에서 볼 때, 친수성 세그먼트 (B)의 중합도는 통상적으로 1 내지 10,000, 바람직하게는 3 내지 3,000이고, 제조의 용이성 때문에, 더 바람직하게는 5 내지 1,000이다. 친수성 세그먼트가 폴리옥시알킬렌 쇄인 경우에, 중합도는 특히 바람직하게는 5 내지 500이다.In the case of preparing a metal colloid solution using a hydrophilic solvent such as water, the hydrophilic segment (B) in the protective polymer of the present invention shows high compatibility with the solvent and maintains the storage stability of the colloidal solution. In the case of using a hydrophobic solvent, the hydrophilic segment (B) having a strong intramolecular or intermolecular cohesive force helps form the core of the dispersed particles. The polymerization degree of the hydrophilic segment (B) is not particularly limited. In the case of using a hydrophilic solvent, if the degree of polymerization is too low, the storage stability is lowered, and if the degree of polymerization is too high, flocculation may occur. In the case of using a hydrophobic solvent, if the degree of polymerization of the hydrophilic segment (B) is too low, the cohesive force between the dispersed particles becomes insufficient, and if the degree of polymerization is too high, compatibility with the solvent is not maintained. From these viewpoints, the degree of polymerization of the hydrophilic segment (B) is usually from 1 to 10,000, preferably from 3 to 3,000, and more preferably from 5 to 1,000 because of ease of production. When the hydrophilic segment is a polyoxyalkylene chain, the polymerization degree is particularly preferably from 5 to 500.
친수성 세그먼트 (B)는 상업적으로 입수가능한 또는 합성가능한 친수성 중합체 쇄로 이루어진 임의의 세그먼트일 수 있다. 친수성 용매가 사용되는 경우에, 친수성 세그먼트 (B)는 바람직하게는 비이온성 중합체로 이루어지는데, 왜냐하면 이러한 경우에 매우 안정한 콜로이드 용액이 수득되기 때문이다.The hydrophilic segment (B) may be any segment made up of commercially available or synthesizable hydrophilic polymer chains. In the case where a hydrophilic solvent is used, the hydrophilic segment (B) is preferably composed of a non-ionic polymer since in this case a very stable colloidal solution is obtained.
친수성 세그먼트 (B)의 예는 폴리옥시알킬렌 쇄, 예컨대 폴리옥시에틸렌 쇄 및 폴리옥시프로필렌 쇄, 폴리비닐 알콜로 이루어진 중합체 쇄, 예컨대 폴리비닐알콜 및 부분 비누화 폴리비닐알콜, 수용성 폴리(메트)아크릴산 에스테르로 이루어진 중합체 쇄, 예컨대 폴리히드록시에틸 아크릴레이트, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 및 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 친수성-치환기-함유 폴리아실알킬렌이민 쇄, 예컨대 폴리아세틸에틸렌이민, 폴리아세틸프로필렌이민, 폴리프로피오닐에틸렌이민, 및 폴리프로피오닐프로필렌이민, 및 폴리아크릴아미드로 이루어진 중합체 쇄, 예컨대 폴리아크릴아미드, 폴리이소프로필아크릴아미드, 및 폴리비닐피롤리돈을 포함한다. 이들 중에서, 폴리옥시알킬렌 쇄가 매우 안정한 콜로이드 용액을 제공하고 공업적 입수 가능성이 높기 때문에 바람직하다.Examples of the hydrophilic segment (B) include polyoxyalkylene chains such as polyoxyethylene chain and polyoxypropylene chain, polymer chains of polyvinyl alcohol such as polyvinyl alcohol and partially saponified polyvinyl alcohol, water soluble poly (meth) acrylic acid Ester-based polymer chains such as polyhydroxyethyl acrylate, polyhydroxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, and dimethylaminoethyl methacrylate, hydrophilic-substituent-containing polyacylalkyleneimine chains such as poly Polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, and polymer chains composed of polyvinylidene fluoride, polyvinyl pyrrolidone, acetylethyleneimine, polyacetylpropyleneimine, polypropionylethyleneimine, and polypropionylpropyleneimine, and polyacrylamide. do. Of these, polyoxyalkylene chains are preferable because they provide highly stable colloidal solutions and are highly industrially available.
본 발명에서, 보호 중합체는 소수성 세그먼트 (C)를 추가로 함유할 수 있다. 특히, 금속 콜로이드 용액을 위한 매질로서 유기 용매를 사용하는 경우에, 소수성 세그먼트 (C)를 함유하는 중합체를 보호제로서 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, the protective polymer may further contain a hydrophobic segment (C). Particularly, when an organic solvent is used as a medium for a metal colloid solution, it is preferable to use a polymer containing a hydrophobic segment (C) as a protective agent.
소수성 세그먼트 (C)는 상업적으로 입수가능한 또는 합성가능한 소수성 화합물의 잔기로 이루어진 임의의 세그먼트일 수 있다. 소수성 세그먼트 (C)의 예는 폴리스티렌, 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리메틸스티렌, 폴리클로로메틸스티렌, 및 폴리브로모메틸스티렌, 수-불용성 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 예를 들어, 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트), 및 폴리(2-에틸헥실 메타크릴레이트), 및 소수성-치환기-함유 폴리아실알킬렌이민, 예컨대 폴리벤조일에틸렌이민, 폴리벤조일프로필렌이민, 폴리(메트)아크릴로일에틸렌이민, 폴리(메트)아크릴로일프로필렌이민, 폴리[N-{3-(퍼플루오로옥틸)프로피오닐}에틸렌이민], 및 폴리[N-{3-(퍼플루오로옥틸)프로피오닐}프로필렌이민]과 같은 중합체의 잔기; 및 에폭시 수지, 폴리우레탄, 및 폴리카보네이트와 같은 수지의 잔기로 이루어진 것들을 포함한다. 소수성 세그먼트 (C)는 단독의 화합물의 잔기 또는 사전에 2종 이상의 상이한 유형의 화합물들을 반응시킴으로써 수득한 화합물의 잔기로 이루어질 수 있다. 소수성 세그먼트 (C)는 바람직하게는 에폭시 수지로부터 유도된 구조를 갖고, 더 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지로부터 유도된 구조를 갖는데, 왜냐하면 이를 사용하는 보호 중합체는 용이하게 공업적으로 합성될 수 있고 이를 사용하여 수득한 금속 콜로이드 용액은 인쇄 또는 도포 시 기재에 잘 부착되기 때문이다.The hydrophobic segment (C) may be any segment of residues of commercially available or synthesizable hydrophobic compounds. Examples of hydrophobic segment (C) are polystyrene, such as polystyrene, polymethylstyrene, polychloromethylstyrene, and polybromomethylstyrene, water-insoluble poly (meth) acrylic acid esters such as polymethyl acrylate , Poly (methyl methacrylate), poly (2-ethylhexyl acrylate), and poly (2-ethylhexyl methacrylate), and hydrophobic-substituent-containing polyacylalkyleneimines such as polybenzoylethyleneimine, (Perfluorooctyl) propionyl} ethylenimine], and poly [N- {3- (3-fluorophenyl) (Perfluorooctyl) propionyl} propyleneimine]; And residues of resins such as epoxy resins, polyurethanes, and polycarbonates. The hydrophobic segment (C) may consist of a residue of a single compound or a residue of a compound obtained by reacting two or more different types of compounds in advance. The hydrophobic segment (C) preferably has a structure derived from an epoxy resin, more preferably a structure derived from a bisphenol A type epoxy resin, because the protective polymer using it can be easily industrially synthesized This is because the metal colloid solution obtained by using it is well adhered to the substrate during printing or application.
소수성 세그먼트 (C)의 중합도는 특히 제한되지는 않지만, 소수성 세그먼트 (C)가 폴리스티렌, 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 소수성-치환기-함유 폴리아실알킬렌이민 등인 경우에, 통상적으로 1 내지 10,000, 바람직하게는 3 내지 3,000, 더 바람직하게는 10 내지 1,000이다. 소수성 세그먼트 (C)가 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리카르보네이트 등과 같은 수지의 잔기로 이루어진 경우에, 중합도는 통상적으로 1 내지 50, 바람직하게는 1 내지 30, 더 바람직하게는 1 내지 20이다.The degree of polymerization of the hydrophobic segment (C) is not particularly limited, but is usually from 1 to 10,000, and preferably from 1 to 10,000 when the hydrophobic segment (C) is a polystyrene, a poly (meth) acrylate, a hydrophobic- Preferably 3 to 3,000, more preferably 10 to 1,000. When the hydrophobic segment (C) is composed of a residue of a resin such as an epoxy resin, a polyurethane, a polycarbonate or the like, the degree of polymerization is usually 1 to 50, preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20.
아세틸화제를, 폴리알킬렌이민 세그먼트 및 친수성 세그먼트 (B)를 갖는 화합물이거나 폴리알킬렌이민 세그먼트, 친수성 세그먼트 (B) 및 소수성 세그먼트 (C)를 갖는 화합물인 전구체 화합물 (I)과 반응시키고, 이어서 생성된 생성물을 산화제로 처리함으로써, 본 발명의 금속 나노입자-보호 중합체를 제조할 수 있다. 대안으로서, 폴리알킬렌이민 세그먼트 및 친수성 세그먼트 (B)로부터 전구체 화합물 (I)을 제조하기 위한 반응을 수행하는 동안에 아세틸화제를 사용할 수 있고, 이어서 생성된 생성물을 산화제로 처리할 수 있다. 임의의 이들 방법에 따라, 설계된 바와 같은 보호 중합체를 용이하게 수득할 수 있다. 특허문헌 4 및 일본 비심사 특허 출원 공개 번호 2006-213887에 개시된 공정을 그대로 사용하여 전구체 화합물 (I)을 제조할 수 있다.The acetylating agent is reacted with a precursor compound (I) which is a compound having a polyalkyleneimine segment and a hydrophilic segment (B) or a compound having a polyalkyleneimine segment, a hydrophilic segment (B) and a hydrophobic segment (C) By treating the resulting product with an oxidizing agent, the metal nanoparticle-protecting polymer of the present invention can be produced. Alternatively, an acetylating agent can be used during the reaction for preparing the precursor compound (I) from the polyalkyleneimine segment and the hydrophilic segment (B), and then the resulting product can be treated with an oxidizing agent. According to any of these methods, a protective polymer as designed can be readily obtained. The precursor compound (I) can be produced using the process disclosed in Patent Document 4 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-213887 intact.
전구체 화합물 (I)을 수득한 후에, 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 1급 아민 부분 또는 1급 및 2급 아민 부분의 질소 원자를 아세틸화할 수 있다. 대안으로서, 폴리알킬렌이민 세그먼트 및 친수성 세그먼트 (B)를 사용하여 전구체 화합물 (I)을 제조하는 공정 동안에, 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 1급 아민 부분 또는 1급 및 2급 아민 부분의 질소 원자를 아세틸화할 수 있다. 아세틸 구조 (CH3-CO-)를 갖는 아세틸화제를 첨가함으로써 아세틸화 반응을 수행한다. 후속적으로, 아세틸화 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 질소 원자를 산화시킨다. 퍼옥시드 구조 (-O-O- 또는 -N-O-)를 갖는 화합물을 아세틸화 전구체 화합물 (I)의 수용액에 첨가함으로써 산화를 수행한다. 퍼옥시드 구조를 갖는 화합물의 예는 과산화수소, 금속 과산화물, 무기 과산화물 및 그의 염, 유기 퍼옥시 화합물, 및 유기 과산화물 및 그의 염을 포함한다.After the precursor compound (I) is obtained, the nitrogen atom of the primary amine moiety or the primary and secondary amine moieties in the polyalkyleneimine segment can be acetylated. Alternatively, during the process of preparing the precursor compound (I) using the polyalkyleneimine segment and the hydrophilic segment (B), the nitrogen atom of the primary amine moiety or the primary and secondary amine moieties in the polyalkyleneimine segment Can be acetylated. By the addition of acetyl agent having the structure acetyl (CH 3 -CO-) performs the acetylation reaction. Subsequently, the nitrogen atom in the acetylated polyalkyleneimine segment is oxidized. Oxidation is carried out by adding a compound having a peroxide structure (-OO- or -NO-) to an aqueous solution of the acetylation precursor compound (I). Examples of compounds having a peroxide structure include hydrogen peroxide, metal peroxides, inorganic peroxides and salts thereof, organic peroxy compounds, and organic peroxides and salts thereof.
통상적인 공업용 아세틸화제가 아세틸화제로서 사용될 수 있다. 아세틸화제의 예는 아세트산 무수물, 아세트산, 디메틸아세트아미드, 에틸 아세테이트, 및 염소화 아세트산을 포함한다. 이들 아세틸화제 중에서, 입수 가능성 및 취급의 용이성이라는 관점에서 볼 때, 아세트산 무수물, 아세트산, 및 디메틸아세트아미드가 특히 바람직하다.Conventional industrial acetylating agents can be used as the acetylating agent. Examples of the acetylating agent include acetic anhydride, acetic acid, dimethylacetamide, ethyl acetate, and chlorinated acetic acid. Among these acetylating agents, acetic anhydride, acetic acid, and dimethylacetamide are particularly preferable in view of availability and ease of handling.
폴리알킬렌이민 세그먼트가 분지형 폴리알킬렌이민 화합물로부터 유도된 경우에, 1급, 2급, 및 3급 아민이 균일하게 및 무작위적으로 함유된다. 이러한 폴리알킬렌이민 세그먼트가 상기 기술된 임의의 아세틸화제와 반응하는 경우에, 1급 아민 및/또는 2급 아민의 1개의 질소 원자에 대해 1개의 아세틸 기가 제공되고 3급 아민은 아세틸화되지 않는다. 다시 말하면, 아세틸화 반응은 사용된 아세틸화제와의 정량적 반응성이 더 높은 1급 아민 및 2급 아민 상에서 진행된다. 1급 아민 및 2급 아민의 아세틸화율과 관련해서, 아세틸화 반응에 대한 아세틸화율을 연구한다. 그 결과로, 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 1급 아민의 5 내지 95 mol% 또는 1급 아민의 5 내지 95 mol% 및 2급 아민의 5 내지 50 mol%가 아세틸화된 경우에, 우수한 전기 전도성, 분산 안정성, 및 정제 및 분리를 용이하게 하는 능력을 갖는 보호 중합체가 수득된다는 것이 밝혀졌다.When the polyalkyleneimine segment is derived from a branched polyalkyleneimine compound, primary, secondary, and tertiary amines are uniformly and randomly contained. When such a polyalkyleneimine segment is reacted with any of the acetylating agents described above, one acetyl group is provided for one nitrogen atom of the primary amine and / or secondary amine and the tertiary amine is not acetylated . In other words, the acetylation reaction proceeds on higher primary amines and secondary amines with quantitative reactivity with the acetylating agent used. With respect to the acetylation rates of primary and secondary amines, the acetylation rate for the acetylation reaction is studied. As a result, when 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine segment or 5 to 95 mol% of the primary amine and 5 to 50 mol% of the secondary amine are acetylated, It has been found that a protective polymer is obtained that has dispersion stability and ability to facilitate purification and separation.
이어서, 질소 원자를 산화시킨다. 과산화수소를 산화제로서 사용하는 경우에, 공업적으로 입수가능한 30 내지 50 mol% 과산화수소 용액을 통상적으로 사용한다. 금속 과산화물의 예는 과산화나트륨, 과산화칼륨, 과산화리튬, 과산화마그네슘, 및 과산화아연을 포함한다. 이들 과산화물은 쉽게 입수 가능하고, 산화제로서 사용될 수 있다. 무기 과산화물 및 그의 염의 예는 과황산, 과탄산, 과인산, 과염소산, 옥손(Oxone) (듀폰(DuPont)의 등록상표, 주로 과황산수소칼륨으로 이루어진 산화제), 과황산암모늄, 과황산나트륨, 과황산칼륨, 및 과탄산나트륨을 포함한다. 유기 퍼옥시 화합물 및 유기 과산화물 및 그의 염의 예는 과아세트산, 과벤조산, m-클로로퍼벤조산, 벤조일 퍼옥시드, tert-부틸 퍼옥시드, 1,2-디메틸디옥시란, 및 데이비스(Davis) 시약 (2-(페닐술포닐)-3-아릴옥사지리딘)을 포함한다. 이들은 또한 산화제로서 사용될 수 있다. 이들 산화제 중에서, 쉽게 입수 가능하고 취급이 용이하고 덜 비싼 30% 과산화수소 용액, 과황산암모늄, 옥손, 및 과아세트산이 바람직하다.The nitrogen atom is then oxidized. When hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent, an industrially available 30 to 50 mol% hydrogen peroxide solution is usually used. Examples of metal peroxides include sodium peroxide, potassium peroxide, lithium peroxide, magnesium peroxide, and zinc peroxide. These peroxides are readily available and can be used as oxidizing agents. Examples of inorganic peroxides and salts thereof include persulfates, percarbonates, superacids, perchloric acid, Oxone (a registered trademark of DuPont, an oxidizer mainly composed of potassium hydrogen sulfate), ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate , And sodium percarbonate. Examples of organic peroxy compounds and organic peroxides and salts thereof include peracetic acid, perbenzoic acid, m-chloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxide, 1,2-dimethyl dioxirane, and Davis reagent 2- (phenylsulfonyl) -3-aryloxaziridine). They can also be used as oxidizing agents. Among these oxidizers, 30% hydrogen peroxide solution, ammonium persulfate, oxone, and peracetic acid, which are readily available, easy to handle and less expensive, are preferred.
상기 기술된 산화제는 1개의 질소 원자에 대해 1개의 산소 원자를 제공할 수 있다. 3급 및 2급 아민의 경우에 일대일(one-on-one) 반응이 일어나는 것으로 가정된다. 그러나, 1급 아민과의 반응은 다소 복잡한 것으로 예측된다. 즉, 1급 아민은 1개의 산화제 분자와 반응하는데 그치지 않고 다음의 산화제 분자와 반응을 겪을 수 있다. 산화제의 첨가량은 이들 가정에 근거해서 고찰되었다. 그 결과로, 산화제를 전구체 화합물 (I) 내의 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 모든 질소 원자의 개수의 0.5% 내지 95%에 상응하는 양으로 첨가하면, 우수한 전도성, 분산 안정성, 및 정제 시 용이하게 분리되는 능력을 갖는 보호 중합체가 수득된다는 것이 밝혀졌다.The oxidizing agent described above can provide one oxygen atom for one nitrogen atom. It is assumed that a one-on-one reaction takes place in the case of tertiary and secondary amines. However, the reaction with primary amines is expected to be somewhat complicated. That is, primary amines do not only react with one oxidant molecule but can also react with the next oxidant molecule. The amount of oxidizing agent added was examined based on these assumptions. As a result, when the oxidizing agent is added in an amount corresponding to 0.5% to 95% of the number of all nitrogen atoms in the polyalkyleneimine segment in the precursor compound (I), excellent conductivity, dispersion stability, and ease of separation ≪ / RTI > is obtained.
특히 폴리알킬렌이민 세그먼트가 분지형 폴리알킬렌이민 화합물을 기재로 하는 경우에, 1급, 2급, 및 3급 아민은 균일하게 및 무작위적으로 함유된다. 이들 아민이 산화제와 반응하는 경우에, 3급 아민은 아민 옥시드 (C-N+(O-)(-C)-C)로만 전환된다. 2급 아민은 반응 조건에 따라 아민 옥시드 (C-HN+(O-)-C)와 추가로 반응하여 히드록실아민 (C-N(OH)-C) 및 그의 산화된 형태인 니트론 (C=C-N+(O-)-C)로 전환된다. 1급 아민은 히드록실아민, (C-NH(OH)), 니트로소 (C-NO), 및 니트로 (C-NO2)로 전환될 수 있다. 이들 가능성 때문에, 수득된 보호 중합체는 이들 구조를 소량으로라도 함유할 것으로 가정된다.In particular, when the polyalkyleneimine segment is based on a branched polyalkyleneimine compound, primary, secondary, and tertiary amines are uniformly and randomly contained. In the case of these amine is reacted with an oxidizing agent, a tertiary amine is an amine-oxide is converted only (CN + (O - C) -C -) (). The secondary amine reacts further with amine oxides (C-HN + (O - ) - C) according to the reaction conditions to form hydroxylamine (CN (OH) -C) and its oxidized form nitrone (C = CN + (O - ) - C). Primary amines can be converted to hydroxylamine, (C-NH (OH)), nitroso (C-NO), and nitro (C-NO 2 ). Because of these possibilities, it is assumed that the resulting protective polymers will contain small amounts of these structures.
본 발명의 금속 나노입자-보호 중합체는 금속 나노입자를 안정화시킬 수 있는 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A) 외에도, 친수성 세그먼트 (B) 및, 임의로, 소수성 세그먼트 (C)를 함유한다. 상기 논의된 바와 같이, 친수성 세그먼트 (B)는 소수성 용매에서의 강한 회합력 및 친수성 용매와의 높은 상용성을 나타내고, 소수성 세그먼트 (C)는 친수성 용매에서의 강한 회합력 및 소수성 용매와의 높은 상용성을 나타낸다. 더욱이, 소수성 세그먼트 (C)가 방향족 고리를 함유하는 경우에, 방향족 고리의 파이 전자는 금속과 상호작용하고 금속 나노입자의 안정화에 기여하는 것으로 생각된다.The metal nanoparticle-protective polymer of the present invention contains a hydrophilic segment (B) and, optionally, a hydrophobic segment (C) in addition to a polyacetyl alkyleneimine N-oxide segment (A) capable of stabilizing metal nanoparticles . As discussed above, the hydrophilic segment (B) exhibits strong cohesive forces in the hydrophobic solvent and high compatibility with the hydrophilic solvent, and the hydrophobic segment (C) exhibits strong synergism in the hydrophilic solvent and high compatibility with the hydrophobic solvent Indicates the surname. Furthermore, when the hydrophobic segment (C) contains an aromatic ring, the pi electrons of the aromatic ring are believed to interact with the metal and contribute to the stabilization of the metal nanoparticles.
폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)의 쇄를 구성하는 중합체의 몰수 대 친수성 세그먼트 (B)의 쇄를 구성하는 중합체의 몰수의 비, 즉, 몰비 (A):(B)는 특히 제한되지는 않는다. 상기 비는, 수득된 금속 콜로이드 용액의 분산 안정성 및 저장 안정성의 관점에서 볼 때, 통상적으로 1:(1 내지 100), 바람직하게는 1:(1 내지 30) 범위이다. 보호 중합체가 또한 소수성 세그먼트 (C)를 함유하는 경우에, 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A)의 쇄를 구성하는 중합체의 몰수 대 친수성 세그먼트 (B)의 쇄를 구성하는 중합체의 몰수 대 소수성 세그먼트 (C)의 쇄를 구성하는 중합체의 몰수의 비, 즉, 몰비 (A):(B):(C)는, 수득된 금속 콜로이드 용액의 분산 안정성 및 저장 안정성의 관점에서 볼 때, 통상적으로 1:(1 내지 100):(1 내지 100) 범위, 바람직하게는 1:(1 내지 30):(1 내지 30) 범위이다. 본 발명의 금속 나노입자-보호 중합체의 중량-평균 분자량은 바람직하게는 1,000 내지 500,000 범위, 더 바람직하게는 1,000 내지 100,000 범위이다.The ratio of the number of moles of the polymer constituting the chain of the polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) to the number of moles of the polymer constituting the chain of the hydrophilic segment (B), that is, the molar ratio (A) :( B) But is not limited to. The ratio is usually in the range of 1: (1 to 100), preferably 1: (1 to 30) in view of the dispersion stability and storage stability of the obtained metal colloid solution. When the protective polymer also contains the hydrophobic segment (C), the number of moles of the polymer constituting the chain of the hydrophilic segment (B) to the number of moles of the polymer constituting the chain of the polyacetylalkyleneimine N-oxide segment (A) The ratio of the number of moles of the polymer constituting the chain of the hydrophobic segment (C), that is, the molar ratio (A) :( B) :( C) is, from the viewpoint of dispersion stability and storage stability of the obtained metal colloid solution, (1 to 100): (1 to 100), preferably 1: (1 to 30): (1 to 30). The weight-average molecular weight of the metal nanoparticle-protective polymer of the present invention is preferably in the range of 1,000 to 500,000, more preferably in the range of 1,000 to 100,000.
본 발명의 보호 중합체는 다양한 매질에 분산되고 금속 콜로이드 용액의 제조에서 사용된다. 매질로서 사용되는 재료는 특히 제한되지는 않고, 분산액은 수중유 (O/W) 시스템 또는 유중수 (W/O) 시스템일 수 있다. 매질은 금속 콜로이드 용액의 제조 공정 및/또는 금속 콜로이드 용액의 용도에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 친수성 용매, 소수성 용매, 친수성 용매 및 소수성 용매를 함유하는 혼합 용매, 또는 상기 언급된 용매 외에도 하기에 기술되는 바와 같은 다른 용매를 함유하는 혼합 용매가 선택되고 사용될 수 있다. 혼합 용매가 사용될 때, O/W 시스템의 경우에 친수성 용매의 양은 소수성 용매의 양보다 더 많도록 조절되고, W/O 시스템의 경우에 소수성 용매의 양은 친수성 용매의 양보다 더 많도록 조절된다. 혼합비는 특히 제한되지는 않는데, 왜냐하면 상기 비는 사용된 용매의 유형에 따라 달라지기 때문이다. 일반적으로, O/W 시스템의 경우에 친수성 용매의 부피는 바람직하게는 소수성 용매의 것보다 5배 이상 더 크고, W/O 시스템의 경우에 소수성 용매의 부피는 바람직하게는 친수성 용매의 것보다 5배 이상 더 크다.The protective polymers of the present invention are dispersed in various media and used in the production of metal colloid solutions. The material used as the medium is not particularly limited, and the dispersion may be an oil-in-water (O / W) system or a wastewater (W / O) system. The medium can be selected depending on the process of preparing the metal colloid solution and / or the use of the metal colloid solution. For example, a mixed solvent containing a hydrophilic solvent, a hydrophobic solvent, a hydrophilic solvent and a hydrophobic solvent, or a mixed solvent containing other solvents as described below in addition to the above-mentioned solvents, may be selected and used. When a mixed solvent is used, the amount of the hydrophilic solvent in the O / W system is controlled to be greater than the amount of the hydrophobic solvent, and in the case of the W / O system, the amount of the hydrophobic solvent is controlled to be more than the amount of the hydrophilic solvent. The mixing ratio is not particularly limited, because the ratio depends on the type of solvent used. Generally, in the case of an O / W system, the volume of the hydrophilic solvent is preferably at least 5 times greater than that of the hydrophobic solvent, and in the case of a W / O system the volume of the hydrophobic solvent is preferably less than 5 More than twice as big.
친수성 용매의 예는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜, 테트라히드로푸란, 아세톤, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 디메틸 술폰 옥시드, 디옥시란, 및 N-메틸피롤리돈을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 조합으로서 사용될 수 있다.Examples of the hydrophilic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, tetrahydrofuran, acetone, dimethylacetamide, dimethylformamide, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, Propylene glycol dimethyl ether, dimethyl sulfone oxide, dioxirane, and N-methyl pyrrolidone. These may be used alone or in combination.
소수성 용매의 예는 헥산, 시클로헥산, 에틸 아세테이트, 부탄올, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 메톡시벤젠, 톨루엔, 및 크실렌을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 조합으로서 사용될 수 있다.Examples of hydrophobic solvents include hexane, cyclohexane, ethyl acetate, butanol, methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, nitrobenzene, methoxybenzene, toluene, and xylene. These may be used alone or in combination.
친수성 용매 또는 소수성 용매와 혼합됨으로써 사용될 수 있는 다른 용매의 예는 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트를 포함한다.Examples of other solvents that can be used by mixing with a hydrophilic solvent or a hydrophobic solvent include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene glycol monomethyl ether acetate.
금속 나노입자-보호 중합체를 임의의 방법을 사용하여 매질 내에 분산시킬 수 있다. 전형적으로, 중합체를 실온에서 정치시키거나 교반함으로써 금속 나노입자-보호 중합체를 용이하게 분산시킨다. 필요에 따라, 초음파 처리 또는 열 처리를 수행할 수 있다. 보호 중합체가 그의 결정화도 등으로 인해 매질과의 상용성이 낮은 경우에, 보호 중합체를 소량의 양용매(good solvent) 내에 분산시키거나 팽윤시키고, 이어서 요구되는 매질 내에 분산시킬 수 있다. 이러한 공정 동안에 초음파 처리 또는 열 처리를 수행하는 것이 효과적이다.The metal nanoparticle-protecting polymer may be dispersed in the medium using any method. Typically, the polymer is allowed to stand at room temperature or stirred to facilitate dispersion of the metal nanoparticle-protective polymer. If necessary, ultrasonic treatment or heat treatment can be performed. When the protective polymer is poorly compatible with the medium due to its crystallinity or the like, the protective polymer may be dispersed or swollen in a small amount of good solvent and then dispersed in the required medium. It is effective to perform ultrasonic treatment or heat treatment during such a process.
친수성 용매와 소수성 용매의 혼합물을 임의의 혼합 방법 및 혼합 순서 등을 사용하여 제조할 수 있다. 보호 중합체의 다양한 용매와의 상용성 및 보호 중합체의 분산성은 보호 중합체의 유형, 조성, 및 다른 인자에 따라 다르기 때문에, 용매 혼합비, 용매의 혼합 순서, 용매의 혼합 방법, 혼합 조건 등을 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.A mixture of a hydrophilic solvent and a hydrophobic solvent can be prepared using any mixing method and mixing sequence. Since the compatibility of the protective polymer with various solvents and the dispersibility of the protective polymer depend on the type, composition and other factors of the protective polymer, the solvent mixing ratio, the mixing order of the solvent, the mixing method of the solvent, It can be selected appropriately.
본 발명의 금속 콜로이드 용액의 제조 방법에 따라, 금속 나노입자를 형성하기 위해 금속 이온을 보호 중합체의 용액 또는 분산액 내에서 환원시킨다. 금속 이온의 공급원은 금속의 염 또는 이온성 용액일 수 있다. 금속 이온의 공급원은 임의의 수용성 금속 화합물, 예를 들어, 금속 양이온과 산 기 음이온의 염 또는 금속을 함유하는 산 기 음이온일 수 있다. 예를 들어, 전이 금속과 같은 금속 화학종을 갖는 금속 이온이 바람직하게 사용된다.According to the method for producing a metal colloid solution of the present invention, metal ions are reduced in a solution or dispersion of a protective polymer to form metal nanoparticles. The source of metal ions may be a salt of metal or an ionic solution. The source of the metal ion may be any water soluble metal compound, for example, an acid anion containing a metal cation and a salt of an acid group anion or a metal. For example, metal ions having metal species such as transition metals are preferably used.
전이 금속 이온은, 이것이 전이 금속 양이온 (Mn+)인지 할로겐 결합에 의해 구성된 음이온 (MLx n-)인지에 상관없이, 착물을 형성하도록 적당하게 배위결합할 수 있다. 이러한 설명에서, 전이 금속은 원소주기율표의 4 내지 12 족 및 4 내지 6 주기의 전이 금속 원소를 지칭한다.The transition metal ion can be appropriately coordinated to form a complex, regardless of whether it is a transition metal cation (M n + ) or an anion (ML x n- ) constituted by a halogen bond. In this description, the transition metal refers to the transition metal elements of Groups 4 to 12 and 4 to 6 cycles of the Periodic Table of the Elements.
전이 금속 양이온의 예는 전이 금속의 양이온 (Mn+), 예컨대, Cr, Co, Ni, Cu, Pd, Ag, Pt, Au 등의 1가, 2가, 3가 또는 4가 양이온을 포함한다. 금속 양이온의 상대 음이온은 Cl, NO3, SO4, 또는 카르복실산의 유기 음이온일 수 있다.Examples of the transition metal cation include monovalent, divalent, trivalent or tetravalent cations such as cations (M n + ) of transition metals, for example, Cr, Co, Ni, Cu, Pd, Ag, Pt and Au. The counter anion of the metal cation may be Cl, NO 3 , SO 4 , or an organic anion of a carboxylic acid.
금속이 할로겐과 배위결합한 음이온, 예컨대 금속-함유 음이온 (MLx n-), 예를 들어, AgNO3, AuCl4, PtCl4, 또는 CuF6이 또한 착물을 형성하도록 적당하게 배위결합할 수 있다.Anions such as metal-containing anions (ML x n- ) in which the metal is coordinated with a halogen, such as AgNO 3 , AuCl 4 , PtCl 4 , or CuF 6, can also be suitably coordinated to form a complex.
이들 금속 이온 중에서도, 은, 금, 및 백금의 이온이 바람직한데, 왜냐하면 이들은 실온 또는 가열 상태에서 자발적으로 환원되어 비이온성 금속 나노입자로 전환되기 때문이다. 수득된 금속 콜로이드 용액을 전도성 재료로서 사용하는 경우에, 전기 전도성을 발현시키고 금속 콜로이드 용액의 인쇄 또는 도포에 의해 수득된 도막의 산화를 방지하기 위해 바람직하게는 은 이온을 사용한다.Among these metal ions, silver, gold, and platinum ions are preferable because they are spontaneously reduced at room temperature or heated to be converted into nonionic metal nanoparticles. When the obtained metal colloid solution is used as a conductive material, silver ions are preferably used in order to develop electrical conductivity and prevent oxidation of a coating film obtained by printing or coating of a metal colloid solution.
함유될 금속 화학종의 수는 2개 이상일 수 있다. 이러한 경우에, 다수의 금속의 염 또는 이온을 동시에 또는 개별적으로 첨가하여, 상이한 화학종들의 금속 이온들을 매질에서 환원 반응시켜 상이한 화학종들의 금속 입자들을 생성한다. 따라서, 다수의 금속 화학종을 함유하는 콜로이드 용액을 수득할 수 있다.The number of metal species to be contained may be two or more. In such a case, salts or ions of a plurality of metals are added simultaneously or separately, so that metal ions of different chemical species are reduced in the medium to produce metal particles of different species. Thus, a colloidal solution containing a plurality of metal species can be obtained.
본 발명에서, 환원제를 사용하여 금속 이온을 환원시킬 수 있다.In the present invention, metal ions can be reduced using a reducing agent.
환원제는 임의의 다양한 환원제일 수 있다. 이는 수득된 금속 콜로이드 용액의 용도, 함유된 금속 화학종 등에 근거해서 선택될 수 있다. 환원제의 예는 수소, 붕소 화합물, 예컨대 수소화붕소나트륨 및 수소화붕소암모늄, 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알콜, 에틸렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜, 알데히드, 예컨대 포름알데히드, 아세트알데히드, 및 프로피온알데히드, 산, 예컨대 아스코르브산, 시트르산, 및 시트르산나트륨, 아민, 예컨대 프로필아민, 부틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디메틸에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 트리에틸렌테트라민, 메틸아미노에탄올, 디메틸아미노에탄올 및 트리에탄올아민, 및 히드라진, 예컨대 히드라진 및 히드라진 카르보네이트를 포함한다. 이들 중에서, 수소화붕소나트륨, 아스코르브산, 시트르산나트륨, 메틸아미노에탄올, 및 디메틸아미노에탄올이 높은 공업적 입수 가능성 및 취급의 용이성을 갖기 때문에 바람직하다.The reducing agent may be any of a variety of reducing agents. This can be selected based on the use of the obtained metal colloid solution, the contained metal species, and the like. Examples of reducing agents are hydrogen, boron compounds such as sodium borohydride and ammonium borohydride, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol and propylene glycol, aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, and propionaldehyde , An acid such as ascorbic acid, citric acid and sodium citrate, an amine such as propylamine, butylamine, diethylamine, dipropylamine, dimethylethylamine, triethylamine, ethylenediamine, triethylenetetramine, methylaminoethanol, Dimethylaminoethanol and triethanolamine, and hydrazines such as hydrazine and hydrazinecarbonate. Of these, sodium borohydride, ascorbic acid, sodium citrate, methylaminoethanol, and dimethylaminoethanol are preferred because of their high industrial availability and ease of handling.
본 발명의 금속 콜로이드 용액의 제조 방법에 있어서, 사용되는 금속 이온 공급원 대 보호 중합체 공급원의 비는 특히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 보호 중합체 내의 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트를 구성하는 총 질소 원자수가 100 mol인 것으로 가정될 때, 금속의 양은 통상적으로 1 내지 20,000 mol 범위, 바람직하게는 1 내지 10,000 mol 범위, 더 바람직하게는 50 내지 7,000 mol 범위이다.In the method for producing the metal colloid solution of the present invention, the ratio of the metal ion source to the protective polymer source used is not particularly limited. For example, when it is assumed that the total number of nitrogen atoms constituting the polyacetylalkyleneimine N-oxide segment in the protective polymer is 100 mol, the amount of metal is usually in the range of 1 to 20,000 mol, preferably 1 to 10,000 mol More preferably in the range of 50 to 7,000 mol.
본 발명의 금속 콜로이드 용액의 제조 방법에 있어서, 보호 중합체가 분산 또는 용해되어 있는 매질을 임의의 방법을 통해 금속 염 또는 이온성 용액과 혼합할 수 있다. 예를 들어, 금속 염 또는 이온성 용액을 보호 중합체가 분산 또는 용해되어 있는 매질에 첨가하거나 그 반대로 할 수 있고, 아니면 보호 중합체 및 금속 염 또는 이온성 용액을 동시에 별도의 용기에 공급하고 혼합할 수 있다. 혼합 방법은 특히 제한되지는 않고, 교반일 수 있다.In the method for producing the metal colloid solution of the present invention, the medium in which the protective polymer is dispersed or dissolved may be mixed with a metal salt or an ionic solution by any method. For example, a metal salt or an ionic solution may be added to the medium in which the protective polymer is dispersed or dissolved, or vice versa, or the protective polymer and the metal salt or ionic solution may be simultaneously fed into separate containers and mixed have. The mixing method is not particularly limited, and may be stirring.
환원제를 임의의 방법을 통해 첨가할 수 있다. 예를 들어, 환원제를 그대로 첨가하거나, 환원제를 수용액 또는 다른 용매에 용해 또는 분산시키고, 이어서 혼합할 수 있다. 환원제의 첨가 순서는 특히 제한되지는 않는다. 환원제를 사전에 보호 중합체의 분산액 또는 용액에 첨가하거나, 환원제를 금속 염 또는 이온성 용액과 함께 보호 중합체에 첨가할 수 있다. 그 밖의 대안으로서, 보호 중합체의 용액 또는 분산액을 금속 염 또는 이온성 용액과 혼합하고, 이어서 여기에 환원제를 수일 또는 수주일 후에 첨가할 수 있다.The reducing agent may be added by any method. For example, the reducing agent may be added as it is, or the reducing agent may be dissolved or dispersed in an aqueous solution or another solvent, and then mixed. The order of adding the reducing agent is not particularly limited. The reducing agent may be added to the dispersion or solution of the protective polymer in advance, or the reducing agent may be added to the protective polymer together with the metal salt or the ionic solution. As a further alternative, a solution or dispersion of the protective polymer may be mixed with a metal salt or an ionic solution, and then a reducing agent may be added thereto several days or a few weeks later.
본 발명의 제조 방법에서 사용되는 금속 염 또는 그의 이온성 용액을 보호 중합체가 분산 또는 용해되어 있는 매질에 첨가하는 경우에, 시스템이 O/W인지 W/O인지에 상관없이, 금속 염 또는 그의 이온성 용액을 바람직하게는 그대로 또는 수용액의 형태로 첨가한다. 은, 금, 팔라듐, 백금 등의 금속 이온의 경우에, 금속 이온은 중합체 내의 아세틸알킬렌이민 또는 N-옥시드 단위와 배위결합하고, 이어서 실온에서 또는 가열 상태에서 자발적으로 환원된다. 따라서, 실온에서 또는 가열 상태에서 금속 이온을 정치시키거나 금속 이온을 교반함으로써, 금속 나노입자, 및 보호 중합체로 보호된 금속 나노입자의 복합체의 분산액인 금속 콜로이드 용액을 얻는다. 그러나, 금속 이온을 효율적으로 환원시키기 위해, 바람직하게는 환원제를 상기 논의된 바와 같이 사용하며, 실온에서 또는 가열 상태에서 이온을 정치시키거나 이온을 교반함으로써 금속 콜로이드 용액을 수득할 수 있다. 이러한 공정 동안에, 환원제를 바람직하게는 그대로 사용하거나 미리 수용액으로서 제조해 둔다. 가열 온도는, 예를 들어, 보호 중합체의 유형, 및 사용되는 금속, 매질, 및 환원제의 유형에 따라 다르다. 일반적으로 말하면, 온도는 100℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하이다.When a metal salt or an ionic solution thereof used in the production method of the present invention is added to a medium in which a protective polymer is dispersed or dissolved, irrespective of whether the system is O / W or W / O, The solution is preferably added as it is or in the form of an aqueous solution. In the case of metal ions such as silver, gold, palladium, platinum, etc., the metal ions are coordinately bonded to an acetylalkyleneimine or N-oxide unit in the polymer, and then spontaneously reduced at room temperature or under heating. Thus, a metal colloid solution is obtained, which is a dispersion of metal nano-particles and a complex of metal nanoparticles protected with a protective polymer, by allowing metal ions to stand or stirring the metal ions at room temperature or in a heated state. However, in order to efficiently reduce the metal ion, a metal colloid solution can be obtained by preferably using a reducing agent as described above and allowing the ion to stand at room temperature or in a heated state or stirring the ions. During this process, the reducing agent is preferably used as it is, or it is prepared in advance as an aqueous solution. The heating temperature depends on, for example, the type of protective polymer and the type of metal, medium, and reducing agent used. Generally speaking, the temperature is 100 DEG C or less, preferably 80 DEG C or less.
상기 기술된 금속 이온의 환원의 결과로서, 금속 나노입자가 침전함과 동시에, 이들 입자의 표면은 입자를 안정화시키는 보호 중합체로 보호된다. 환원 후의 용액은 환원제, 금속 이온의 상대 이온, 및 금속 나노입자의 보호에 기여하지 않은 보호 중합체와 같은 불순물을 함유하고, 따라서 전도성 재료로서의 성능을 충분히 발휘할 수 없다. 그러므로, 불순물을 제거하는 정제 단계가 필요하다. 본 발명의 보호 중합체는 높은 보호 성능을 갖기 때문에, 빈용매를 반응 후의 용액에 첨가함으로써, 보호 중합체로 보호된 금속 나노입자로 구성된 복합체를 효율적으로 침강시킬 수 있다. 침강된 복합체를 원심분리 등을 통해 농축 또는 단리시킬 수 있다. 농축 후에, 적절한 매질을 첨가하여 비휘발성 물질의 함량 (농도)을 금속 콜로이드 용액의 용도에 맞게 제어하고, 생성된 생성물을 다양한 용도에서 사용한다.As a result of the reduction of the metal ions described above, as the metal nanoparticles precipitate, the surfaces of these particles are protected with a protective polymer that stabilizes the particles. The solution after reduction contains an impurity such as a reducing agent, a counter ion of a metal ion, and a protective polymer that does not contribute to the protection of the metal nanoparticles, and therefore, the performance as a conductive material can not be sufficiently exhibited. Therefore, a purification step to remove impurities is required. Since the protective polymer of the present invention has high protection performance, a poor solvent can be added to the solution after the reaction to efficiently precipitate the complex composed of the metal nanoparticles protected with the protective polymer. The precipitated complex can be concentrated or isolated by centrifugation or the like. After concentration, a suitable medium is added to control the content (concentration) of the non-volatile material according to the use of the metal colloid solution, and the resulting product is used in various applications.
본 발명에서 수득된 금속 콜로이드 용액 내 금속 나노입자의 함량은 특히 제한되지는 않는다. 그러나, 함량이 지나치게 낮으면, 콜로이드 용액 내의 금속 나노입자의 특성이 충분히 나타나지 않는다. 함량이 지나치게 높으면, 콜로이드 용액 내의 금속 나노입자의 상대 중량이 증가하고, 금속 나노입자의 지나치게 큰 상대 중량과 보호 중합체의 분산 능력 사이의 불균형 때문에 콜로이드 용액의 안정성이 나빠질 것이 예상된다. 더욱이, 보호 중합체 내의 아세틸알킬렌이민 N-옥시드 단위의 환원 능력 및 배위결합 능력의 관점에서 볼 때, 금속 콜로이드 용액 내의 비휘발성 물질의 함량은 바람직하게는 10 내지 80 질량% 범위 내, 더 바람직하게는 20 내지 70 질량% 범위 내이다. 전도성 재료로서 사용되는 콜로이드 용액이 만족스러운 전기 전도성을 나타내게 하기 위해, 비휘발성 물질 내의 금속 나노입자 함량은 바람직하게는 93질량% 이상, 더 바람직하게는 95질량% 이상이다.The content of the metal nanoparticles in the metal colloid solution obtained in the present invention is not particularly limited. However, if the content is too low, the characteristics of the metal nanoparticles in the colloidal solution are not sufficiently exhibited. If the content is too high, the relative weight of the metal nanoparticles in the colloid solution increases, and the stability of the colloidal solution is expected to deteriorate due to the imbalance between the excessively large relative weight of the metal nanoparticles and the dispersing ability of the protective polymer. Furthermore, in view of the reducing ability and the coordinating ability of the acetylalkyleneimine N-oxide unit in the protective polymer, the content of the non-volatile substance in the metal colloid solution is preferably in the range of 10 to 80 mass% By mass to 20% by mass to 70% by mass. The metal nanoparticle content in the nonvolatile material is preferably 93 mass% or more, more preferably 95 mass% or more, so that the colloidal solution used as the conductive material exhibits satisfactory electrical conductivity.
본 발명에서 수득된 금속 콜로이드 용액 내의 비휘발성 물질 내에 함유된 금속 나노입자의 크기는 특히 제한되지는 않는다. 금속 콜로이드 용액이 더 높은 분산 안정성을 나타내게 하기 위해, 금속 나노입자는 바람직하게는 1 내지 70 ㎚의 입자 크기, 더 바람직하게는 5 내지 50 ㎚의 입자 크기를 갖는 미립자이다.The size of the metal nanoparticles contained in the nonvolatile material in the metal colloid solution obtained in the present invention is not particularly limited. In order for the metal colloid solution to exhibit higher dispersion stability, the metal nanoparticles are preferably fine particles having a particle size of 1 to 70 nm, more preferably 5 to 50 nm.
일반적으로 말하면, 입자 크기가 수십 나노미터인 금속 나노입자는, 금속 화학종에 따라, 표면 플라스몬 여기에 의해 유도된 특징적인 광학 흡수를 갖는다. 그러므로, 금속이 용액 내에서 나노미터 수준의 미립자의 형태로 존재하는지 아닌지를, 본 발명에서 수득된 금속 콜로이드 용액의 플라스몬 흡수를 측정함으로써, 확인할 수 있다. 더욱이, 평균 입자 크기 및 분포폭을, 용액을 캐스팅함으로써 수득한 막의 투과전자현미경 (TEM) 이미지를 사용하여 결정할 수 있다.Generally speaking, metal nanoparticles with a particle size of tens of nanometers have characteristic optical absorption induced by surface plasmon excitation, depending on the metal species. Therefore, it can be confirmed whether or not the metal exists in the form of nanometer-scale fine particles in the solution by measuring the plasmon absorption of the metal colloid solution obtained in the present invention. Furthermore, the average particle size and distribution width can be determined using a transmission electron microscope (TEM) image of the film obtained by casting the solution.
본 발명에서 수득된 금속 콜로이드 용액은 모든 유형의 매질 내에서 오랫동안 안정한 분산 상태를 유지하고 따라서 그의 용도는 제한되지 않는다. 금속 콜로이드 용액은 촉매, 전자 재료, 자기 재료, 광학 재료, 다양한 센서, 착색 재료, 및 의학적 검사 용도를 포함하는 다양한 분야에서 사용된다. 함유될 금속 화학종 및 그의 비는 또한 용이하게 조절될 수 있기 때문에, 용도에서 요구되는 효과가 효율적으로 나타날 수 있다. 더욱이, 용액은 오랫동안 안정한 분산 상태를 유지하기 때문에, 용액은 장기 사용 및 장기 저장을 견뎌낼 수 있고, 이 때문에 용액은 매우 유용하다. 더욱이, 본 발명에 따른 금속 콜로이드 용액의 제조 방법은 복잡한 단계 및 정교한 조건 설정을 필요로 하지 않고, 따라서 매우 유리한 공업적 공정이다.The metal colloid solution obtained in the present invention maintains a long stable dispersion state in all types of media and therefore its use is not limited. The metal colloid solution is used in a variety of fields including catalysts, electronic materials, magnetic materials, optical materials, various sensors, coloring materials, and medical inspection applications. Since the metal species to be contained and the ratio thereof can also be easily adjusted, the effect required for the application can be efficiently exhibited. Moreover, because the solution remains stable for long periods of time, the solution can withstand long-term use and long-term storage, so the solution is very useful. Moreover, the process for preparing the metal colloid solution according to the present invention does not require complicated steps and precise conditions setting, and is therefore a very advantageous industrial process.
실시예Example
본 발명은 이제 실시예에 의해 더 상세하게 기술될 것이지만, 본 발명의 범주는 실시예에 의해 제한되지는 않는다. 달리 지시되지 않는 한, "%"는 "질량%"를 의미한다.The present invention will now be described in more detail by way of example, but the scope of the invention is not limited by the examples. Unless otherwise indicated, "%" means "mass% ".
하기 실시예에서 사용되는 기기 및 측정 방법은 하기와 같다:The equipment and measurement methods used in the following examples are as follows:
1H-NMR: 제올 리미티드(JEOL Ltd.)에 의해 제조된 AL300, 300 MHz & Lt; 1 > H-NMR: AL300, manufactured by JEOL Ltd., 300 MHz
입자 크기 측정: 오츠카 일렉트로닉스 캄파니 리미티드(Otsuka Electronics Co., Ltd.)에 의해 제조된 FPAR-1000Measurement of particle size: FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
플라스몬 흡수 스펙트럼: 히타치 리미티드(Hitachi Ltd.)에 의해 제조된 UV-3500.Plasmon absorption spectrum: UV-3500 manufactured by Hitachi Ltd.
1H-NMR을 통한 보호 중합체의 구조의 확인Identification of the structure of the protective polymer by 1 H-NMR
보호 중합체 용액 약 3 ㎖를 농축시키고, 감압에서 충분히 건조시켰다. 잔류물을, 예를 들어, 0.03% 테트라메틸실란-함유 중수소화 클로로포름과 같은 NMR 측정 용매 약 0.8 ㎖에 용해시키고, 생성된 용액을 외경 5 ㎜의 유리 NMR 측정 샘플관에 넣고, 핵자기 공명 흡수 스펙트럼 분석기인 제올 JNM-LA300을 사용하여 1H-NMR 스펙트럼을 취득하였다. 화학적 이동 델타는 기준물인 테트라메틸실란을 기준으로 하였다.About 3 ml of the protective polymer solution was concentrated and sufficiently dried at reduced pressure. The residue is dissolved in about 0.8 ml of an NMR measurement solvent such as, for example, 0.03% tetramethylsilane-containing deuterated chloroform, and the resulting solution is placed in a glass NMR measurement sample tube having an outer diameter of 5 mm and subjected to nuclear magnetic resonance absorption 1 H-NMR spectrum was obtained using a spectrum analyzer, Zeol JNM-LA300. The chemical transfer delta was based on the reference tetramethylsilane.
동적 광 산란에 의한 입자 크기의 측정Measurement of particle size by dynamic light scattering
금속 콜로이드 용액의 일부를 정제수로 희석하고, 오츠카 일렉트로닉스 캄파니 리미티드에 의해 제조된 FPAR-1000 농축 시스템 입자 분석기를 사용하여 입자 크기 분포 및 평균 입자 크기를 결정하였다.Part of the metal colloidal solution was diluted with purified water and the particle size distribution and average particle size were determined using FPAR-1000 Concentrated System Particle Analyzer manufactured by Otsuka Electronics,
열중량 분석에 의한 비휘발성 물질 내의 금속 함량의 측정Determination of metal content in nonvolatile materials by thermogravimetric analysis
금속 콜로이드 용액 약 1 ㎖를 유리 샘플 병에 넣고, 비등수 조 상에서 질소 기류 하에서 가열함으로써 농축시켰다. 잔류물을 50℃에서 8시간 동안 추가로 진공 건조시켜 비휘발성 물질을 수득하였다. 비휘발성 물질 2 내지 10 ㎎을 정확하게 계량하여, 열중량 분석을 위한 알루미늄 팬에 넣었다. 알루미늄 팬을 엑스타(EXSTAR) TG/DTA6300 열중량/시차 열 분석기 (세이코 인스트루먼츠 인크.(Seiko Instruments Inc.)에 의해 제조됨)에 넣고 공기 기류 하에서 실온으로부터 분당 10℃의 속도로 500℃까지 가열하여, 가열에 의해 유발된 질량 손실을 측정하였다. 비휘발성 물질 내의 은 함량을 하기 식에 따라 계산하였다:About 1 ml of the metal colloid solution was placed in a glass sample bottle and concentrated by heating in a boiling water bath under a stream of nitrogen. The residue was further vacuum dried at 50 < 0 > C for 8 hours to give a non-volatile material. 2 to 10 mg of nonvolatile material was accurately weighed and placed in an aluminum pan for thermogravimetric analysis. The aluminum pan was placed in an EXSTAR TG / DTA 6300 thermogravimetric / differential thermal analyzer (manufactured by Seiko Instruments Inc.) and heated from room temperature to 500 ° C at a rate of 10 ° C per minute , And the mass loss induced by heating was measured. The silver content in non-volatile materials was calculated according to the following equation:
금속 함량 (%) = 100 - 중량 손실 (%)Metal content (%) = 100 - Weight loss (%)
금속 콜로이드 용액으로부터 수득된 금속 박막의 저항률의 측정Measurement of Resistivity of Metal Thin Film Obtained from Metal Colloid Solution
금속 콜로이드 용액 약 0.5 ㎖를, 2.5 × 5 ㎝의 청정한 유리판의 상부에 적가하고, 바 코터(bar coater) 8번을 사용하여 도막을 형성하였다. 도막을 공기-건조시키고, 이어서 125℃ 및 180℃의 열풍 건조기 내에서 30분 동안 가열하여 소성 도막을 형성하였다. 소성 도막의 두께를 옵텔릭스 C130 리얼컬러 콘포컬 현미경(Optelics C130 Real Color Confocal microscope) (레이저테크 코포레이션(Lasertec Corporation)에 의해 제조됨)을 사용하여 측정하고, 표면 저항 (스퀘어당 옴)을 로레스타(Loresta)-EP MCP-T360 저저항률계 (미츠비시 케미칼 코포레이션(Mitsubishi Chemical Corporation)에 의해 제조됨)를 사용하여, 일본 공업 규격 (JIS) K7194 "4-점 탐침 어레이에 의한 전도성 플라스틱의 저항률 시험 방법(Testing method for resistivity of conductive plastics with a four-point probe array)"에 따라 측정하였다. 도막의 두께는 상기 기술된 조건에서 0.3 마이크로미터의 실질적으로 일정한 값을 나타내며, 부피 저항률 (옴·센티미터)을 하기 식에 따라 두께 및 표면 저항률 (스퀘어당 옴)로부터 계산하였다:About 0.5 ml of the metal colloid solution was dropped on top of a clean glass plate of 2.5 x 5 cm and a coating film was formed using a bar coater No. 8. The coated film was air-dried and then heated in a hot-air dryer at 125 캜 and 180 캜 for 30 minutes to form a fired film. The thickness of the plastic film was measured using an Optelics C130 Real Color Confocal microscope (manufactured by Lasertec Corporation) and the surface resistance (ohms per square) (JIS) K7194 "4-point probe array using a Loresta-EP MCP-T360 low resistivity meter (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) Quot; Testing method for resistivity of conductive plastics with a four-point probe array ". The thickness of the coating represents a substantially constant value of 0.3 micrometers under the conditions described above and the volume resistivity (ohm · cm) was calculated from the thickness and surface resistivity (ohms per square) according to the following formula:
부피 저항률 (옴·센티미터) = 표면 저항률 (스퀘어당 옴) × 두께 (㎝)Volume resistivity (ohm · centimeter) = surface resistivity (ohms per square) × thickness (cm)
합성 실시예 1: 토실화 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르의 합성Synthesis Example 1 Synthesis of Tosylated Polyethylene Glycol Monomethyl Ether
질소 분위기에서, p-톨루엔술폰산 클로라이드 9.6 g (50.0 mmol)을 함유하는 클로로포름 용액 (30 ㎖)을, 메톡시폴리에틸렌 글리콜 [Mn = 2,000] 20.0 g (10.0 mmol), 피리딘 8.0 g (100.0 mmol), 및 클로로포름 20 ㎖를 함유하는 혼합 용액에, 교반 및 얼음 냉각을 병행하면서, 30분 동안 적가하였다. 적가를 완결한 후에, 생성된 혼합물을 40℃에서 추가로 4시간 동안 교반하였다. 반응을 완결한 후에, 클로로포름 50 ㎖를 첨가하여 반응 용액을 희석하였다. 이어서, 희석된 반응 용액을, 5% 염산 수용액 100 ㎖, 포화 탄산수소나트륨 수용액 100 ㎖, 및 포화 식염수 100 ㎖로 순차적으로 세척하고, 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 여과하고, 감압에서 농축시켰다. 수득된 고체 물질을 헥산으로 여러 번 세척하고, 여과하고, 감압에서 80℃에서 건조시켰다. 그 결과로, 토실화 생성물 22.0 g을 수득하였다.A chloroform solution (30 ml) containing 9.6 g (50.0 mmol) of p-toluenesulfonic acid chloride was added to 20.0 g (10.0 mmol) of methoxypolyethylene glycol [Mn = 2,000], 8.0 g And 20 ml of chloroform was added dropwise for 30 minutes while stirring and ice cooling were carried out in parallel. After the addition is complete, the resulting mixture is stirred at 40 < 0 > C for a further 4 hours. After completion of the reaction, 50 ml of chloroform was added to dilute the reaction solution. Subsequently, the diluted reaction solution was washed sequentially with 100 ml of a 5% aqueous hydrochloric acid solution, 100 ml of a saturated aqueous sodium hydrogencarbonate solution and 100 ml of a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated under reduced pressure. The resulting solid material was washed several times with hexane, filtered and dried at 80 DEG C under reduced pressure. As a result, 22.0 g of a tosylated product was obtained.
수득된 생성물의 1H-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 측정 결과는 하기와 같다:The results of 1 H-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the obtained product are as follows:
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 7.8 (d, 2H, J = 7.8 Hz, 토실 기), 7.3 (d, 2H, J = 7.8, 토실 기), 4.2 (t, 2H, J = 4.2 Hz, 술폰산 에스테르 부근), 3.6-3.5 (m, PEGM 메틸렌), 3.4 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 2.4 (s, 3H, 토실 기 메틸)4.2 (t, 2H, J = 4.2 Hz, in the vicinity of the sulfonic ester), 7.3 (d, 2H, J = 7.8, 3.6-3.5 (m, PEGM methylene), 3.4 (s, 3H, methoxy group at the end of the PEGM chain), 2.4 (s, 3H, tosyl group methyl)
합성 실시예 2: 폴리에틸렌이민-b-폴리에틸렌 글리콜 공중합체의 합성Synthesis Example 2: Synthesis of polyethyleneimine-b-polyethylene glycol copolymer
질소 분위기에서, 합성 실시예 1에서 수득된 토실화 폴리에틸렌 글리콜 19.3 g (9.0 mmol)과, 분지형 폴리에틸렌이민 (니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드(Nippon Shokubai Co., Ltd.)에 의해 제조된 에포민(EPOMIN) SP200) 30.0 g (3.0 mmol)을 60℃에서 용해시키고 교반 혼합하였다. 생성된 용액에, 탄산칼륨 0.18 g을 첨가하고, 생성된 혼합물을 120℃의 반응 온도에서 6시간 동안 교반하였다. 반응 을 완결한 후에, 생성물을 THF 용매로 희석하고, 잔류물을 제거한 후에 감압에서 30℃에서 농축시켰다. 수득된 고체 생성물을 다시 THF 용매에 용해시키고 생성된 용액에 헵탄을 첨가하여 다시 잔류물을 침강시켰다. 잔류물을 여과하여 분리하고 감압에서 농축시켰다. 그 결과로, 담황색의 고체 생성물 48.1 g을 수득하였다 (수득률: 99%).In a nitrogen atmosphere, 19.3 g (9.0 mmol) of the tosylated polyethylene glycol obtained in Synthesis Example 1 and 18.3 g (9.0 mmol) of a branched polyethyleneimine (Epomin (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) EPOMIN SP200) 30.0 g (3.0 mmol) were dissolved at 60 占 폚 and mixed with stirring. To the resultant solution, 0.18 g of potassium carbonate was added and the resulting mixture was stirred at a reaction temperature of 120 캜 for 6 hours. After the reaction was complete, the product was diluted with THF solvent and the residue was removed and then concentrated at 30 < 0 > C under reduced pressure. The obtained solid product was dissolved again in THF solvent and heptane was added to the resultant solution to settle the residue again. The residue was separated by filtration and concentrated under reduced pressure. As a result, 48.1 g of a pale yellow solid product was obtained (yield: 99%).
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과 및 원소 분석의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL300, 300 MHz, produced by zeolite) and elemental analysis of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌).Delta (ppm) = 3.57 (br s, PEGM methylene), 3.25 (s, 3H, methoxy group at the end of the PEGM chain), 2.65-2.40 (m, branched PEI ethylene).
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (여기까지 분지형 PEI 에틸렌), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) (여기까지 PEGM 메틸렌 및 말단 메톡시 기).Delta (ppm) = 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 s), 70.5 (m), 71.8 (s) (up to now PEGM methylene and terminal methoxy groups).
원소 분석 결과: C (53.1%), H (10.4%), N (19.1%)Elemental analysis: C (53.1%), H (10.4%), N (19.1%)
합성 실시예 3: 폴리에틸렌이민-b-폴리에틸렌 글리콜-b-비스페놀 A 에폭시 수지의 합성Synthesis Example 3 Synthesis of Polyethyleneimine-b-Polyethylene Glycol-b-Bisphenol A Epoxy Resin
에피클론(EPICLON) AM-040-P (디아이씨 코포레이션에 의해 제조됨, 비스페놀A형 에폭시 수지, 에폭시 당량: 933) 37.4 g (20 mmol) 및 4-페닐페놀 2.72 g (16 mmol)을 N,N-디메틸아세트아미드 100 ㎖에 용해시키고 생성된 용액에 65% 에틸트리페닐포스포늄 아세테이트 에탄올 용액 0.52 ㎖를 첨가하였다. 반응을 질소 분위기에서 120℃에서 6시간 동안 수행하였다. 생성된 생성물을 냉각시키고 다량의 물에 적가하였다. 수득된 침착물을 다량의 물로 세척하였다. 잔류물을 감압에서 건조시키고 그 결과로 변성 비스페놀 A형 에폭시 수지를 수득하였다. 생성물의 수득률은 98%였다. 에폭시 기의 적분비를 1H-NMR 측정을 통해 연구하였다. 비스페놀 A형 에폭시 수지 분자당 0.95개의 에폭시 고리가 잔류하고 생성물은 비스페놀 A 골격을 갖는 일관능성 에폭시 수지라는 것이 밝혀졌다.37.4 g (20 mmol) of EPICLON AM-040-P (bisphenol A epoxy resin, epoxy equivalent: 933, produced by DIC Corporation) and 2.72 g (16 mmol) of 4-phenylphenol were dissolved in N, N -Dimethylacetamide and 0.52 ml of 65% ethyltriphenylphosphonium acetate ethanol solution was added to the resulting solution. The reaction was carried out in a nitrogen atmosphere at 120 < 0 > C for 6 hours. The resulting product was cooled and added dropwise to a large volume of water. The obtained deposit was washed with a large amount of water. The residue was dried under reduced pressure to obtain a modified bisphenol A type epoxy resin. The yield of the product was 98%. The integral ratio of epoxy groups was studied by 1 H-NMR measurement. It was found that 0.95 epoxy rings per bisphenol A epoxy resin molecule remained and the product was a monofunctional epoxy resin with a bisphenol A skeleton.
수득된 일관능성 에폭시 수지의 1H-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 측정 결과는 하기와 같다.The measurement results of 1 H-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the obtained monofunctional epoxy resin are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm): 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.33 (m), 2.89 (m), 2.73 (m), 1.62 (s)Delta (ppm): 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.33 (m), 2.89 (m), 2.73
합성 실시예 2에서 수득된 폴리에틸렌이민-b-폴리에틸렌 글리콜 공중합체 20 g (0.8 mmol)의 메탄올 (150 ㎖) 용액에, 변성 에폭시 수지 3.2 g (1.6 mmol)의 아세톤 (50 ㎖) 용액을 질소 분위기에서 적가하고, 혼합물을 50℃에서 2시간 동안 교반하였다. 반응을 완결한 후에, 용매를 감압에서 증류 제거하고, 생성물을 감압에서 추가로 건조시켰다. 그 결과로, 폴리에틸렌이민-b-폴리에틸렌글리콜-b-비스페놀 A형 에폭시 수지를 수득하였다. 수득률은 100%였다.To a solution of 20 g (0.8 mmol) of the polyethyleneimine-b-polyethylene glycol copolymer obtained in Synthesis Example 2 in 150 ml of methanol was added a solution of 3.2 g (1.6 mmol) of the modified epoxy resin in acetone (50 ml) And the mixture was stirred at 50 < 0 > C for 2 hours. After the reaction was complete, the solvent was distilled off under reduced pressure and the product was further dried under reduced pressure. As a result, a polyethyleneimine-b-polyethylene glycol-b-bisphenol A type epoxy resin was obtained. The yield was 100%.
수득된 생성물의 1H-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 측정 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the obtained product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.60 (m), 3.25 (s), 2.70-2.40 (m), 1.62 (s)(Ppm) = 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.60 (m), 3.25 (s), 2.70-2.40 (m), 1.62
실시예 1: 보호 중합체 (1-1)의 합성Example 1: Synthesis of protective polymer (1-1)
아세틸화 반응: 아세틸화 화합물 (1-1A)의 합성Acetylation reaction: Synthesis of acetylated compound (1-1A)
합성 실시예 1에서 수득된 토실화 폴리에틸렌 글리콜 19.3 g (9.0 mmol) 및 분지형 폴리에틸렌이민 (니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드에 의해 제조된 에포민 SP200) 30.0 g (3.0 mmol)을 질소 분위기에서 N,N-디메틸아세트아미드 270 ㎖에 용해시키고 여기에 탄산칼륨 0.18 g을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 120℃의 반응 온도에서 6시간 동안 교반하였다. 반응을 완결한 후에, 고체 물질을 제거하고, 생성물을 감압에서 70℃에서 농축시키고, 잔류물에 에틸 아세테이트 200 ㎖와 헥산 600 ㎖의 혼합물을 첨가하여 침착물을 수득하였다. 침착물을 분리하고 THF 용매로 희석하였다. 잔류물을 제거하고 생성물을 감압에서 30℃에서 농축시켰다. 수득된 고체 생성물을 다시 THF 용매에 용해시키고 여기에 헵탄을 첨가하여 잔류물을 다시 침강시켰다. 잔류물을 여과하여 분리하고 감압에서 농축시켰다. 그 결과로, 담황색의 고체 생성물 47.8 g을 수득하였다 (수득률: 98%).19.3 g (9.0 mmol) of tosylated polyethylene glycol obtained in Synthesis Example 1 and 30.0 g (3.0 mmol) of branched polyethyleneimine (Epomin SP200 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) were dissolved in N, N -Dimethylacetamide (270 ml), to which 0.18 g of potassium carbonate was added. The resulting mixture was stirred at a reaction temperature of 120 < 0 > C for 6 hours. After completion of the reaction, the solid material was removed, the product was concentrated at 70 ° C under reduced pressure, and a mixture of 200 ml of ethyl acetate and 600 ml of hexane was added to the residue to obtain a deposit. The precipitate was separated and diluted with THF solvent. The residue was removed and the product was concentrated at 30 < 0 > C under reduced pressure. The obtained solid product was dissolved again in THF solvent, and heptane was added thereto to precipitate the residue again. The residue was separated by filtration and concentrated under reduced pressure. As a result, 47.8 g of pale yellow solid product was obtained (yield: 98%).
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.25 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, methylene group adjacent to acetyl N), 2.65-2.40 (m, Branched PEI ethylene), 1.90 (br s, 3H, acetyl group of first order N).
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 22.9 (s) (1급 N의 아세틸 기), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (여기까지 분지형 PEI 에틸렌), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) (여기까지 PEGM 메틸렌 및 말단 메톡시 기), 173.4 (m) (아세틸 기).Delta (ppm) = 22.9 (s) (acetyl group of the first class N), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) up to now (PEGM methylene and terminal methoxy groups), 173.4 (m) (acetyl groups).
1H-NMR 측정에 있어서 분지형 폴리에틸렌이민 내의 아세틸화 1급 아민에 기인한 1.90 ppm 피크의 적분비를 계산함으로써, 분지형 폴리에틸렌이민 내의 1급 아민의 11 mol%가 아세틸화되었음을 알게 되었다. In the 1 H-NMR measurement, it was found that 11 mol% of the primary amine in the branched polyethyleneimine was acetylated by calculating the integral ratio of the 1.90 ppm peak due to the acetylated primary amine in the branched polyethyleneimine.
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
상기 기술된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g (N 당량: 531 mmol)을 순수한 물 100 ㎖에 용해시켰다. 생성된 혼합물에 35% 과산화수소 용액 5.16 g (53.1 mmol, N 당량으로서 10 mol%)을 서서히 첨가하면서 혼합물을 얼음 조에서 교반하고, 산화 반응을 5시간 동안 수행하였다. 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-1)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다.37.7 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-1A) obtained by the above-described synthesis example was dissolved in 100 ml of pure water. To the resulting mixture was slowly added 5.16 g (53.1 mmol, 10 mol% as N equivalent) of 35% hydrogen peroxide solution while stirring the mixture in an ice bath and performing the oxidation reaction for 5 hours. A protective polymer (1-1) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product.
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (DMSO-d6) 결과: 1 H-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 3.6 (br s, PEGM 메틸렌), 3.3-3.2 (m, N-옥시드 에틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.9 (m, N-옥시드 에틸렌), 2.7-2.4 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.26 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, acetyl (meth) acrylate) (Methylene group adjacent to N), 2.9 (m, N-oxide ethylene), 2.7-2.4 (m, branched PEI ethylene), 1.90 (br s, 3H,
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 36.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 39.0 (m), 41.8 (s), 43.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 46.0 (m), 48.0 (m), 51.0 (m), 53.0 (m), 56.0 (m), 59.0 (s), 63.0-68.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 70.0 (m), 71.5 (s), 173.4 (m) (아세틸 기).(Ppm) = 36.0 (m, N-oxide ethylene), 39.0 (m), 41.8 (s), 43.0 (m, N-oxide ethylene), 46.0 ), 53.0 (m), 56.0 (m), 59.0 (s), 63.0-68.0 (m, N-oxide ethylene), 70.0 (m), 71.5 (s), 173.4 (m) (acetyl group).
1H-NMR 측정에 따르면, 2.40 내지 2.70 ppm에서의 분지형 PEI 에틸렌 중에서 더 높은 자기장 쪽에 있는, 2.40 내지 2.55 ppm에서의 3급 아민 피크는 감소하였고 그의 적분비도 상응하게 감소하였다. 그러나, 2.55 내지 2.60 ppm에서의 2급 아민의 피크 및 2.60 내지 2.70 ppm에서의 1급 아민의 피크는 실질적으로 변하지 않았다. 13C-NMR 측정 결과를 보아, 51.0 내지 56.0 ppm에서의 3급 아민 피크는 감소했지만 39.0 내지 51.0 ppm에서의 1급 및 2급 아민 피크는 실질적으로 변하지 않았다는 것을 또한 알 수 있었다. NMR 측정의 적분비에 근거해서, 전구체 화합물 내의 모든 질소 (N) 원자의 약 10%가 산화되어 N-옥시드로 전환되었다고 가정된다. According to 1 H-NMR measurement, the tertiary amine peak at 2.40 to 2.55 ppm, which is on the higher magnetic field side among the branched PEI ethylene at 2.40 to 2.70 ppm, decreased and its integral ratio decreased correspondingly. However, the peak of the secondary amine at 2.55 to 2.60 ppm and the peak of the primary amine at 2.60 to 2.70 ppm were substantially unchanged. From the results of 13 C-NMR measurement, it was also found that the tertiary amine peak at 51.0 to 56.0 ppm was reduced, but the primary and secondary amine peaks at 39.0 to 51.0 ppm were substantially unchanged. Based on the integral ratio of the NMR measurements, it is assumed that about 10% of all nitrogen (N) atoms in the precursor compound are oxidized and converted to N-oxides.
실시예 2: 보호 중합체 (1-2)의 합성Example 2: Synthesis of protective polymer (1-2)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
실시예 1에서 수득된 아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g (N 당량: 531 mmol)을 순수한 물 100 ㎖에 용해시켰다. 생성된 혼합물에 35% 과산화수소 용액 25.8 g (265.5 mmol, N 당량으로서 50 mol%)을 서서히 첨가하면서 혼합물을 얼음 조에서 교반하고, 산화 반응을 5시간 동안 수행하였다. 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-2)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다.37.7 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-1A) obtained in Example 1 was dissolved in 100 ml of pure water. To the resulting mixture was slowly added 25.8 g of a 35% hydrogen peroxide solution (265.5 mmol, 50 mol% as N equivalent), the mixture was stirred in an ice bath and the oxidation reaction was carried out for 5 hours. A protective polymer (1-2) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product.
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (DMSO-d6) 결과: 1 H-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 3.6 (br s, PEGM 메틸렌), 3.3-3.2 (m, N-옥시드 에틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.9 (m, N-옥시드 에틸렌), 2.7-2.5 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.26 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, acetyl (meth) acrylate) (Methylene group adjacent to N), 2.9 (m, N-oxide ethylene), 2.7-2.5 (m, branched PEI ethylene), 1.90 (br s, 3H,
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 36.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 39.0 (m), 41.8 (s), 43.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 46.0 (m), 48.0 (m), 51.0 (m), 53.0 (m), 59.0 (s), 63.0-68.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 70.0 (m), 71.5 (s), 173.4 (m) (아세틸 기).(Ppm) = 36.0 (m, N-oxide ethylene), 39.0 (m), 41.8 (s), 43.0 (m, N-oxide ethylene), 46.0 ), 53.0 (m), 59.0 (s), 63.0-68.0 (m, N-oxide ethylene), 70.0 (m), 71.5 (s), 173.4 (m) (acetyl group).
1H-NMR 측정에 따르면, 2.40 내지 2.70 ppm에서의 분지형 PEI 에틸렌 중에서 더 높은 자기장 쪽에 있는, 2.40 내지 2.55 ppm에서의 3급 아민 피크는 소멸하였고, 2.55 내지 2.60 ppm에서의 2급 아민의 피크 및 2.60 내지 2.70 ppm에서의 1급 아민의 피크는 감소하였고 그의 적분비도 상응하게 감소하였다. 마찬가지로, 13C-NMR 측정에 있어서, 51.0 내지 56.0 ppm에서의 3급 아민 피크는 소멸하였고 39.0 내지 51.0 ppm에서의 1급 및 2급 아민 피크는 감소하였다. NMR 측정의 적분비에 근거해서, 전구체 화합물 내의 모든 질소 (N) 원자의 약 50%가 산화되어 N-옥시드로 전환되었다고 가정된다. According to 1 H-NMR measurement, the tertiary amine peak at 2.40 to 2.55 ppm, which is on the higher magnetic field side among the branched PEI ethylene at 2.40 to 2.70 ppm, disappeared and the peak of the secondary amine at 2.55 to 2.60 ppm And the peaks of the primary amine at 2.60 to 2.70 ppm decreased and correspondingly the integral ratios decreased. Likewise, in the 13 C-NMR measurement, the tertiary amine peak at 51.0 to 56.0 ppm disappeared and the primary and secondary amine peaks at 39.0 to 51.0 ppm decreased. Based on the integral ratio of the NMR measurements, it is assumed that about 50% of all nitrogen (N) atoms in the precursor compound have been oxidized and converted to N-oxides.
실시예 3: 보호 중합체 (1-3)의 합성Example 3: Synthesis of protective polymer (1-3)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
실시예 1에서 수득된 아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g (N 당량: 531 mmol)을 순수한 물 100 ㎖에 용해시켰다. 생성된 혼합물에 35% 과산화수소 용액 46.4 g (477.9 mmol, N 당량으로서 90 mol%)을 서서히 첨가하면서 혼합물을 얼음 조에서 교반하고, 산화 반응을 5시간 동안 수행하였다. 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-3)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다.37.7 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-1A) obtained in Example 1 was dissolved in 100 ml of pure water. To the resulting mixture was slowly added 46.4 g (477.9 mmol, 90 mol% as N equivalent) of 35% hydrogen peroxide solution while stirring the mixture in an ice bath and performing the oxidation reaction for 5 hours. Protective polymer (1-3) having hydrophilic segments and polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product.
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (DMSO-d6) 결과: 1 H-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 3.6 (br s, PEGM 메틸렌), 3.3-3.2 (m, N-옥시드 에틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.9 (m, N-옥시드 에틸렌), 2.7-2.6 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.26 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, acetyl (meth) acrylate) (Methylene group adjacent to N), 2.9 (m, N-oxide ethylene), 2.7-2.6 (m, branched PEI ethylene), 1.90 (br s, 3H,
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 36.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 39.0 (m), 43.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 46.0 (m), 48.0 (m), 53.0 (m), 59.0 (s), 63.0-68.0 (m, N-옥시드 에틸렌), 70.0 (m), 71.5 (s), 173.4 (m) (아세틸 기).(Ppm) = 36.0 (m, N-oxide ethylene), 39.0 (m), 43.0 (m, N-oxide ethylene), 46.0 (m), 48.0 (m), 53.0 ), 63.0-68.0 (m, N-oxide ethylene), 70.0 (m), 71.5 (s), 173.4 (m) (acetyl group).
1H-NMR 측정에 따르면, 2.40 내지 2.70 ppm에서의 분지형 PEI 에틸렌 중에서 더 높은 자기장 쪽에 있는, 2.40 내지 2.55 ppm에서의 3급 아민 피크는 소멸하였고, 2.55 내지 2.60 ppm에서의 2급 아민의 피크 및 2.60 내지 2.70 ppm에서의 1급 아민의 피크는 실질적으로 소멸하였다. 마찬가지로, 13C-NMR 측정에 있어서, 51.0 내지 56.0 ppm에서의 3급 아민 피크는 소멸하였고 39.0 내지 51.0 ppm에서의 1급 및 2급 아민 피크는 실질적으로 소멸하였다. NMR 측정의 적분비에 근거해서, 전구체 화합물 내의 모든 질소 (N) 원자의 약 90%가 산화되어 N-옥시드로 전환되었다고 가정된다. According to 1 H-NMR measurement, the tertiary amine peak at 2.40 to 2.55 ppm, which is on the higher magnetic field side among the branched PEI ethylene at 2.40 to 2.70 ppm, disappeared and the peak of the secondary amine at 2.55 to 2.60 ppm And the peaks of the primary amine at 2.60 to 2.70 ppm were substantially extinguished. Likewise, in the 13 C-NMR measurement, the tertiary amine peak at 51.0 to 56.0 ppm disappeared and the primary and secondary amine peaks at 39.0 to 51.0 ppm disappeared substantially. Based on the integral ratio of the NMR measurements, it is assumed that about 90% of all nitrogen (N) atoms in the precursor compound are oxidized and converted to N-oxides.
실시예 4: 보호 중합체 (1-4)의 합성Example 4: Synthesis of protective polymer (1-4)
산화 반응: 아세틸화 화합물 (1-4A)의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated compound (1-4A)
합성 실시예 1에서 수득된 토실화 폴리에틸렌 글리콜 19.3 g (9.0 mmol) 및 분지형 폴리에틸렌이민 (니폰 쇼쿠바이 캄파니 리미티드에 의해 제조된 에포민 SP200) 30.0 g (3.0 mmol)을 질소 분위기에서 N,N-디메틸아세트아미드 270㎖에 용해시키고, 여기에 탄산칼륨 0.18 g을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 140℃의 반응 온도에서 6시간 동안 교반하였다. 반응을 완결한 후에, 고체 물질을 제거하고, 생성물을 감압에서 70℃에서 농축시키고, 잔류물에 에틸 아세테이트 200 ㎖와 헥산 600 ㎖의 혼합물을 첨가하여 침착물을 수득하였다. 침착물을 분리하고, THF 용매로 희석하였다. 잔류물을 제거하고, 생성물을 감압에서 30℃에서 농축시켰다. 수득된 고체 생성물을 다시 THF 용매에 용해시키고 여기에 헵탄을 첨가하여 잔류물을 다시 침강시켰다. 잔류물을 여과하여 분리하고, 감압에서 농축시켰다. 그 결과로, 담황색의 고체 생성물 48.0 g을 수득하였다 (수득률: 98%).19.3 g (9.0 mmol) of tosylated polyethylene glycol obtained in Synthesis Example 1 and 30.0 g (3.0 mmol) of branched polyethyleneimine (Epomin SP200 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) were dissolved in N, N -Dimethylacetamide, to which 0.18 g of potassium carbonate was added. The resulting mixture was stirred at a reaction temperature of 140 DEG C for 6 hours. After completion of the reaction, the solid material was removed, the product was concentrated at 70 ° C under reduced pressure, and a mixture of 200 ml of ethyl acetate and 600 ml of hexane was added to the residue to obtain a deposit. The precipitate was separated and diluted with THF solvent. The residue was removed and the product was concentrated at 30 < 0 > C under reduced pressure. The obtained solid product was dissolved again in THF solvent, and heptane was added thereto to precipitate the residue again. The residue was separated by filtration and concentrated under reduced pressure. As a result, 48.0 g of a pale yellow solid product was obtained (yield: 98%).
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 N), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.25 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, methylene N adjacent to acetyl N), 2.65-2.40 (m, Branched PEI ethylene), 1.90 (br s, 3H, acetyl group of first order N).
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 22.9 (s) (1급 N의 아세틸 기), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (여기까지 분지형 PEI 에틸렌), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) (여기까지 PEGM 메틸렌 및 말단 메톡시 기), 173.4 (m) (아세틸 기).Delta (ppm) = 22.9 (s) (acetyl group of the first class N), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) up to now (PEGM methylene and terminal methoxy groups), 173.4 (m) (acetyl groups).
1H-NMR 측정에 있어서 분지형 폴리에틸렌이민 내의 아세틸화 1급 아민에 기인한 1.90 ppm 피크의 적분비를 계산함으로써, 분지형 PEI 에틸렌의 1급 아민의 30 mol%가 아세틸화되었음을 알게 되었다. In the 1 H-NMR measurement, it was found that 30 mol% of the primary amine of the branched PEI ethylene was acetylated by calculating the integral ratio of 1.90 ppm peak due to the acetylated primary amine in the branched polyethyleneimine.
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) 39.6 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 그 결과로, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-4)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다.Except that 39.6 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-4A) obtained by the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. As a result, a protective polymer (1-4) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product.
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 1의 결과와 동일한 결과가 수득되었다. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the resulting product were measured, and the same results as those of Example 1 were obtained.
실시예 5: 보호 중합체 (1-5)의 합성Example 5 Synthesis of Protecting Polymer (1-5)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) 39.6 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 그 결과로, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-5)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다. 생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 2의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Except that 39.6 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-4A) obtained by the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) in Example 2 Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. As a result, a protective polymer (1-5) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the resulting product were measured, and the same results as those of Example 2 were obtained.
실시예 6: 보호 중합체 (1-6)의 합성Example 6: Synthesis of protective polymer (1-6)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) 39.6 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 3에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 그 결과로, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-6)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 3의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Example 3 was repeated except that 39.6 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-4A) obtained according to the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. As a result, a protective polymer (1-6) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 3 were obtained.
실시예 7: 보호 중합체 (1-7)의 합성Example 7: Synthesis of protective polymer (1-7)
아세틸화 반응: 아세틸화 화합물 (1-7A)의 합성Acetylation reaction: Synthesis of acetylated compound (1-7A)
실시예 4에서 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) (1급 아민의 30 mol%가 아세틸화된 폴리에틸렌이민-b-폴리에틸렌 글리콜 공중합체) 9.98 g (N 당량: 145 mmol)을 클로로포름 45 g에 용해시켰다. 생성된 용액에 아세트산 무수물 1.48 g을 30℃에서 교반을 병행하면서 서서히 첨가하여 아세틸화 반응을 2시간 동안 수행하였다. 반응을 완결한 후에, 생성물을 강알칼리로 처리하고 이렇게 수득된 잔류물을 여과하였다. 생성물을 감압에서 농축시키고, 그 결과로 담황색의 고체 생성물 10.5 g을 수득하였다 (수득률: 99%).9.98 g (N equivalent: 145 mmol) of the acetylated compound (1-4A) (polyethyleneimine-b-polyethylene glycol copolymer in which 30 mol% of primary amine was acetylated) obtained in Example 4 was dissolved in 45 g of chloroform . To the resultant solution, 1.48 g of acetic anhydride was slowly added at 30 DEG C while stirring, and the acetylation reaction was carried out for 2 hours. After completion of the reaction, the product was treated with a strong alkali and the residue thus obtained was filtered. The product was concentrated under reduced pressure to give 10.5 g of a pale yellow solid product (yield: 99%).
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 2.11 (br s, 3H, 2급 N의 아세틸 기), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.25 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, methylene group adjacent to acetyl N), 2.65-2.40 (m, Branched PEI ethylene), 2.11 (br s, 3H, acetyl group of the class N), 1.90 (br s, 3H, acetyl group of the class N).
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 21.4 (s) (2급 N의 아세틸 기), 22.9 (s) (1급 N의 아세틸 기), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (여기까지 분지형 PEI 에틸렌), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) (여기까지 PEGM 메틸렌 및 말단 메톡시 기), 173.4 (m) (아세틸 기).(Ppm) = 21.4 (s) (acetyl group of the second class N), 22.9 (s) (acetyl group of the first class N), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m) , 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (branched PEI ethylene up to this point), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 173.4 (m) (acetyl group).
1H-NMR 측정에 있어서 각각 분지형 폴리에틸렌이민 내의 아세틸화 1급 아민 및 아세틸화 2급 아민에 기인한 1.90 ppm 피크 및 2.11 ppm 피크의 적분비를 계산함으로써, 분지형 폴리에틸렌이민 내의 1급 아민의 58 mol% 및 2급 아민의 11 mol%가 아세틸화되었음을 알게 되었다.By calculating the integral ratios of 1.90 ppm peak and 2.11 ppm peak due to the acetylated primary amine and acetylated secondary amine in the branched polyethyleneimine respectively in 1 H-NMR measurement, it was found that the ratio of the primary amine in the branched polyethyleneimine 58 mol% and 11 mol% of the secondary amine were acetylated.
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-7A) 43.4 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응을 24시간 동안 수행하였고, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-7)를 생성물로서 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 1의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Except that 43.4 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-7A) obtained by the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) in Example 1 Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. The reaction was carried out for 24 hours and a protective polymer (1-7) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was obtained as the product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 1 were obtained.
실시예 8: 보호 중합체 (1-8)의 합성Example 8: Synthesis of protective polymer (1-8)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-7A) 43.4 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응을 24시간 동안 수행하였고, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-8)를 생성물로서 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 2의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Except that 43.4 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-7A) obtained by the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) in Example 2 Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. The reaction was carried out for 24 hours and a protective polymer (1-8) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was obtained as the product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 2 were obtained.
실시예 9: 보호 중합체 (1-9)의 합성Example 9 Synthesis of Protecting Polymer (1-9)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-7A) 43.4 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 3에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응은 서서히 진행되었고 여기에는 24시간이 소요되었다. 그 결과로, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-9)를 생성물로서 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 3의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Example 3 was repeated except that 43.4 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-7A) obtained according to the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. The reaction proceeded slowly and took 24 hours. As a result, a protective polymer (1-9) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was obtained as a product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 3 were obtained.
실시예 10: 보호 중합체 (1-10)의 합성Example 10 Synthesis of Protecting Polymer (1-10)
아세틸화 반응: 아세틸화 화합물 (1-10A)의 합성Acetylation reaction: Synthesis of acetylated compound (1-10A)
실시예 4에서 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) (1급 아민의 30 mol%가 아세틸화된 분지형 PEI 에틸렌) 9.98 g (N 당량: 145 mmol)을 클로로포름 45 g에 용해시켰다. 생성된 용액에, 아세트산 무수물 2.96 g을 30℃에서 교반을 병행하면서 서서히 첨가하여 아세틸화 반응을 2시간 동안 수행하였다. 반응을 완결한 후에, 생성물을 강알칼리로 처리하고 이렇게 수득된 잔류물을 여과하였다. 생성물을 감압에서 농축시키고, 그 결과로 담황색의 고체 생성물 11.0 g을 수득하였다 (수득률: 98%).9.98 g (N equivalent: 145 mmol) of the acetylated compound (1-4A) obtained in Example 4 (30 mol% of the primary amine acetylated PEI ethylene) was dissolved in 45 g of chloroform. To the resulting solution, 2.96 g of acetic anhydride was slowly added at 30 DEG C while stirring and the acetylation reaction was carried out for 2 hours. After completion of the reaction, the product was treated with a strong alkali and the residue thus obtained was filtered. The product was concentrated under reduced pressure, and as a result, 11.0 g of a pale yellow solid product was obtained (yield: 98%).
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 2.11 (br s, 3H, 2급 N의 아세틸 기), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.25 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, methylene group adjacent to acetyl N), 2.65-2.40 (m, Branched PEI ethylene), 2.11 (br s, 3H, acetyl group of the class N), 1.90 (br s, 3H, acetyl group of the class N).
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 21.4 (s) (2급 N의 아세틸 기), 22.9 (s) (1급 N의 아세틸 기), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (여기까지 분지형 PEI 에틸렌), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) (여기까지 PEGM 메틸렌 및 말단 메톡시 기), 173.4 (m) (아세틸 기).(Ppm) = 21.4 (s) (acetyl group of the second class N), 22.9 (s) (acetyl group of the first class N), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m) , 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (branched PEI ethylene up to this point), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 173.4 (m) (acetyl group).
1H-NMR 측정에 있어서 각각 분지형 폴리에틸렌이민 내의 아세틸화 1급 아민 및 아세틸화 2급 아민에 기인한 1.90 ppm 피크 및 2.11 ppm 피크의 적분비를 계산함으로써, 분지형 폴리에틸렌이민 내의 1급 아민의 88 mol% 및 2급 아민의 22 mol%가 아세틸화되었음을 알게 되었다.By calculating the integral ratios of 1.90 ppm peak and 2.11 ppm peak due to the acetylated primary amine and acetylated secondary amine in the branched polyethyleneimine respectively in 1 H-NMR measurement, it was found that the ratio of the primary amine in the branched polyethyleneimine 88 mol% and 22 mol% of the secondary amine were acetylated.
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-10A) 47.4 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응은 서서히 진행되었고 여기에는 72시간이 소요되었다. 그 결과로, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-10)를 생성물로서 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 1의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Example 1 was repeated except that 47.4 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-10A) obtained according to the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. The reaction proceeded slowly and took 72 hours. As a result, a protective polymer (1-10) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was obtained as a product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 1 were obtained.
실시예 11: 보호 중합체 (1-11)의 합성Example 11: Synthesis of protective polymer (1-11)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-10A) 47.4 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응을 72시간 동안 수행하였고, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-11)를 생성물로서 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 2의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Example 2 was repeated except that 47.4 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-10A) obtained according to the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. The reaction was carried out for 72 hours and a protective polymer (1-11) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was obtained as the product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 2 were obtained.
실시예 12: 보호 중합체 (1-12)의 합성Example 12: Synthesis of protective polymer (1-12)
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1-10A) 47.4 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 3에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응은 서서히 진행되었고 여기에는 120시간이 소요되었다. 그 결과로, 친수성 세그먼트 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (1-12)를 생성물로서 수득하였다. 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)을 측정하였더니, 실시예 3의 결과와 동일한 결과가 수득되었다.Example 3 was repeated except that 47.4 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1-10A) obtained according to the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. The reaction proceeded slowly and took 120 hours. As a result, a protective polymer (1-12) having a hydrophilic segment and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was obtained as a product. 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the product were measured, and the same results as those of Example 3 were obtained.
비교 실시예 1: 보호 중합체 (1')의 합성COMPARATIVE EXAMPLE 1 Synthesis of Protecting Polymer (1 ')
아세틸화 반응: 아세틸화 화합물 (1'-A)의 합성Acetylation reaction: Synthesis of acetylated compound (1'-A)
실시예 4에서 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) (1급 아민의 30 mol%가 아세틸화된 폴리에틸렌이민-b-폴리에틸렌 글리콜 공중합체) 9.98 g (N 당량: 145 mmol)을 클로로포름 45 g에 용해시켰다. 생성된 용액에, 아세트산 무수물 7.40 g을 30℃에서 교반을 병행하면서 서서히 첨가하여 아세틸화 반응을 2시간 동안 수행하였다. 반응을 완결한 후에, 생성물을 강알칼리로 처리하고 이렇게 수득된 잔류물을 여과하였다. 생성물을 감압에서 농축시키고, 그 결과로 담황색의 고체 생성물 12.0 g을 수득하였다 (수득률: 92%).9.98 g (N equivalent: 145 mmol) of the acetylated compound (1-4A) (polyethyleneimine-b-polyethylene glycol copolymer in which 30 mol% of primary amine was acetylated) obtained in Example 4 was dissolved in 45 g of chloroform . To the resulting solution, 7.40 g of acetic anhydride was slowly added at 30 DEG C while stirring, and the acetylation reaction was carried out for 2 hours. After completion of the reaction, the product was treated with a strong alkali and the residue thus obtained was filtered. The product was concentrated under reduced pressure to give 12.0 g of a pale yellow solid product (yield: 92%).
생성된 생성물의 1H-NMR 및 13C-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR and 13 C-NMR (AL 300, manufactured by Zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 2.11 (br s, 3H, 2급 N의 아세틸 기), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기).3.25 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, methylene group adjacent to acetyl N), 2.65-2.40 (m, Branched PEI ethylene), 2.11 (br s, 3H, acetyl group of the class N), 1.90 (br s, 3H, acetyl group of the class N).
13C-NMR (DMSO-d6) 결과: 13 C-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 21.4 (s) (2급 N의 아세틸 기), 22.9 (s) (1급 N의 아세틸 기), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m), 49.5 (m), 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (여기까지 분지형 PEI 에틸렌), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 (s) (여기까지 PEGM 메틸렌 및 말단 메톡시 기), 173.4 (m) (아세틸 기).(Ppm) = 21.4 (s) (acetyl group of the second class N), 22.9 (s) (acetyl group of the first class N), 39.9 (s), 41.8 (s), 47.6 (m) , 52.6 (m), 54.7 (m), 57.8 (m) (branched PEI ethylene up to this point), 59.0 (s), 70.5 (m), 71.8 173.4 (m) (acetyl group).
1H-NMR 측정에 있어서 각각 분지형 폴리에틸렌이민 내의 아세틸화 1급 아민 및 아세틸화 2급 아민에 기인한 1.90 ppm 피크 및 2.11 ppm 피크의 적분비를 계산함으로써, 분지형 폴리에틸렌이민 내의 1급 아민의 96 mol% 및 2급 아민의 98 mol%가 아세틸화되었음을 알게 되었다.By calculating the integral ratios of 1.90 ppm peak and 2.11 ppm peak due to the acetylated primary amine and acetylated secondary amine in the branched polyethyleneimine respectively in 1 H-NMR measurement, it was found that the ratio of the primary amine in the branched polyethyleneimine 96 mol% and 98 mol% of the secondary amine were acetylated.
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (1'-A) 55.7 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 반응은 서서히 진행되었고 여기에는 120시간이 소요되었다. 생성된 생성물을 1H-NMR 및 13C-NMR 측정 (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)에 적용하였고, 그 결과를 보아 소량의 목표 아세틸레이트 N-옥시드가 수득되었다는 것을 알 수 있었다.Except that 55.7 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (1'-A) obtained by the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) Acetylated N-oxides were synthesized using the same oxidation reaction as in Example 1. < tb >< TABLE > The reaction proceeded slowly and took 120 hours. The resulting product was applied to 1 H-NMR and 13 C-NMR measurements (AL 300, 300 MHz, produced by Zeolite) and the results showed that a small amount of the target acetylate N-oxide was obtained.
실시예 13: 보호 중합체 (2-1)의 합성Example 13: Synthesis of protective polymer (2-1)
아세틸화 화합물 (2-1A)의 합성Synthesis of acetylated compound (2-1A)
실시예 4에서 수득된 아세틸화 화합물 (1-4A) (1급 아민의 30 mol%가 아세틸화된 분지형 PEI 에틸렌) 18.2 g (1.25 mmol)의 메탄올 (150 ㎖) 용액에, 합성 실시예 3에서 합성된 비스페놀 A 골격을 갖는 일관능성 에폭시 수지인 변성 에폭시 수지 3.2 g (1.6 mmol)의 아세톤 (50 ㎖) 용액을 질소 분위기에서 적가하고, 교반을 50℃에서 2시간 동안 수행하였다. 반응을 완결한 후에, 용매를 감압에서 증류 제거하고 잔류물을 진공-건조시켰다. 그 결과로, 폴리아세틸에틸렌이민-b-폴리에틸렌 글리콜-b-비스페놀 A형 에폭시 수지를 수득하였다. 수득률은 100%였다.To a methanol (150 ml) solution of 18.2 g (1.25 mmol) of the acetylated compound (1-4A) obtained in Example 4 (30 mol% of the primary amine acetylated with PEI ethylene) (50 ml) of 3.2 g (1.6 mmol) of a modified epoxy resin having a bisphenol A skeleton synthesized in Example 1 was added dropwise in a nitrogen atmosphere, and stirring was carried out at 50 DEG C for 2 hours. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure and the residue was vacuum-dried. As a result, a polyacetylethyleneimine-b-polyethylene glycol-b-bisphenol A type epoxy resin was obtained. The yield was 100%.
생성된 생성물의 1H-NMR (제올 리미티드에 의해 제조된 AL300, 300 MHz)의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR (AL300 produced by zeolite, 300 MHz) of the resulting product are as follows.
1H-NMR (CDCl3) 결과: 1 H-NMR (CDCl 3) Results:
델타 (ppm) = 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.57 (br s, PEGM 메틸렌), 3.33 (m), 3.25 (s, 3H, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.89 (m), 2.73 (m), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기), 1.62(s).(Ppm) = 7.55-6.75 m, 4.40-3.90 m, 3.57 (br s, PEGM methylene), 3.33 (m), 3.25 (s, 3H, the methoxy group at the end of the PEGM chain), 3.16 (m, 2H, methylene group adjacent to acetyl N), 2.89 (m), 2.73 (m), 2.65-2.40 (m, branched PEI ethylene), 1.90 (br s, 3H, 1.62 (s).
1H-NMR 측정에 있어서 분지형 폴리에틸렌이민 내의 아세틸화 1급 아민의 1.90 ppm 피크의 적분비를 계산함으로써, 분지형 폴리에틸렌이민의 1급 아민의 30 mol%가 아세틸화되었음을 알게 되었다. In the 1 H-NMR measurement, it was found that 30 mol% of the primary amine of the branched polyethyleneimine was acetylated by calculating the integral ratio of the 1.90 ppm peak of the acetylated primary amine in the branched polyethyleneimine.
산화 반응: 아세틸화 N-옥시드의 합성Oxidation reaction: Synthesis of acetylated N-oxide
아세틸화 화합물 (1-1A) 37.7 g 대신에 상기 언급된 합성 실시예에 의해 수득된 아세틸화 화합물 (2-1A) 43.9 g (N 당량: 531 mmol)을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 2에서와 동일한 산화 반응을 사용하여 아세틸화 N-옥시드를 합성하였다. 그 결과로, 친수성 세그먼트, 소수성 세그먼트, 및 폴리아세틸에틸렌이민 N-옥시드 쇄를 갖는 보호 중합체 (2-1)를 생성물로서 정량적으로 수득하였다.Except that 43.9 g (N equivalent: 531 mmol) of the acetylated compound (2-1A) obtained according to the above-mentioned synthesis example was used instead of 37.7 g of the acetylated compound (1-1A) in Example 2 Acetylated N-oxide was synthesized using the same oxidation reaction. As a result, a protective polymer (2-1) having a hydrophilic segment, a hydrophobic segment, and a polyacetylethyleneimine N-oxide chain was quantitatively obtained as a product.
생성된 생성물의 1H-NMR의 결과는 하기와 같다.The results of 1 H-NMR of the resulting product are as follows.
1H-NMR (DMSO-d6) 결과: 1 H-NMR (DMSO-d 6) results:
델타 (ppm) = 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.6 (m, PEGM 메틸렌), 3.30-3.20 (m, N-옥시드 에틸렌), 3.25 (s, PEGM 쇄 말단에 있는 메톡시 기), 3.16 (m, 2H, 아세틸 N에 인접한 메틸렌 기), 2.9 (m, N-옥시드 에틸렌), 2.73 (m), 2.65-2.40 (m, 분지형 PEI 에틸렌), 1.90 (br s, 3H, 1급 N의 아세틸 기), 1.62 (s).(Ppm) = 7.55-6.75 (m), 4.40-3.90 (m), 3.6 (m, PEGM methylene), 3.30-3.20 (m, N-oxide ethylene), 3.25 (Methylene group adjacent to acetyl N), 2.9 (m, N-oxide ethylene), 2.73 (m), 2.65-2.40 (m, branched PEI ethylene), 1.90 , 3H, acetyl group of primary N), 1.62 (s).
1H-NMR 측정에 따르면, 2.40 내지 2.65 ppm에서의 분지형 PEI 에틸렌 중에서 더 높은 자기장 쪽에 있는, 2.40 내지 2.55 ppm에서의 3급 아민 피크는 소멸하였고, 2.55 내지 2.60 ppm에서의 2급 아민의 피크 및 2.60 내지 2.70 ppm에서의 1급 아민의 피크는 감소하였고 그의 적분비도 상응하게 감소하였다. NMR 측정의 적분비에 근거해서, 전구체 화합물 내의 모든 질소 (N) 원자의 약 50%가 산화되어 N-옥시드로 전환되었다고 가정된다. According to 1 H-NMR measurement, the tertiary amine peak at 2.40 to 2.55 ppm, which is at the higher magnetic field side among the branched PEI ethylene at 2.40 to 2.65 ppm, disappeared and the peak of the secondary amine at 2.55 to 2.60 ppm And the peaks of the primary amine at 2.60 to 2.70 ppm decreased and correspondingly the integral ratios decreased. Based on the integral ratio of the NMR measurements, it is assumed that about 50% of all nitrogen (N) atoms in the precursor compound have been oxidized and converted to N-oxides.
실시예 14: 실시예 1의 보호 중합체 (1-1)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 14: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-1) of Example 1
1 ℓ의 반응기에, 순수한 물 180 g, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g, 및 N,N-디메틸아미노에탄올 113 g (1.27 mol)을 차례대로 첨가하고 교반하여, 보호 중합체와 환원제의 혼합 용액을 제조하였다. 별도의 용기에서, 질산은 72.0 g (0.424 mol)을 순수한 물 120 g에 용해시켰다. 생성된 질산은 수용액을 실온에서 약 30분 동안 반응기에 적가하고 혼합물을 40℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응을 완결시키고 냉각시킨 후에, 여기에 빈용매인 아세톤 1.4 ℓ(반응 혼합물의 부피의 약 3배)을 첨가하고 생성된 혼합물을 5분 동안 교반하고 약 1시간 동안 정치시켰다. 그 결과로, 침강에 의해, 은 나노입자와 보호 중합체에 의해 구성된 복합체가 분리되었다. 상층액을 제거한 후에, 생성된 침착물을 원심분리를 통해 분리하였다. 분리된 패이스트-유사 침착물을 순수한 물 80 g으로 세척하고 충분히 분산시켰다. 잔류한 아세톤을 증류 제거하였다. 비휘발성 물질의 함량이 약 60%가 될 때까지 생성물을 감압에서 농축시켰다. 그 결과로, 수성 은 콜로이드 용액 77.0 g (비휘발성 물질로서 46.2 g, 수득률: 96%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.3%라는 것을 알 수 있었다.180 g of pure water, 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, and 113 g (1.27 mol) of N, N-dimethylaminoethanol were added in succession to a 1 L reactor and stirred , A mixed solution of a protective polymer and a reducing agent was prepared. In a separate vessel, 72.0 g (0.424 mol) of silver nitrate was dissolved in 120 g of pure water. The resulting nitric acid silver solution was added dropwise to the reactor at room temperature for about 30 minutes and the mixture was stirred at 40 < 0 > C for 4 hours. After completion of the reaction and cooling, 1.4 L of acetone as a poor solvent (about 3 times the volume of the reaction mixture) was added thereto, and the resulting mixture was stirred for 5 minutes and allowed to stand for about 1 hour. As a result, the silver nanoparticles and the complex constituted by the protective polymer were separated by sedimentation. After removing the supernatant, the resulting supernatant was separated by centrifugation. The separated paste-like deposits were washed with 80 g of pure water and thoroughly dispersed. The remaining acetone was distilled off. The product was concentrated at reduced pressure until the nonvolatile content was about 60%. As a result, aqueous solution obtained 77.0 g of a colloidal solution (46.2 g as a nonvolatile material, yield: 96%). From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.3%.
실시예 15: 실시예 2의 보호 중합체 (1-2)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 15: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-2) of Example 2
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 2에서 수득된 보호 중합체 (1-2)의 수용액 14.7 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.5 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.2%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 13.7 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1 was used instead of 14.7 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-2) obtained in Example 2, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver colloidal solution having a nonvolatile content of about 60% (45.5 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.2%.
실시예 16: 실시예 3의 보호 중합체 (1-3)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 16: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-3) of Example 3
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 3에서 수득된 보호 중합체 (1-3)의 수용액 15.9 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.7 g (비휘발성 물질로서 46.0 g, 수득률: 95.8%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.8%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 15.9 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-3) obtained in Example 3 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.7 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (46.0 g as a nonvolatile material, yield: 95.8%) was obtained. From the results of the thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.8%.
실시예 17: 실시예 4의 보호 중합체 (1-4)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 17: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-4) of Example 4
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 4에서 수득된 보호 중합체 (1-4)의 수용액 14.2 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.8 g (비휘발성 물질로서 46.1 g, 수득률: 96%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.2%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 14.2 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-4) obtained in Example 4 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.8 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (46.1 g as a nonvolatile material, yield: 96%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.2%.
실시예 18: 실시예 5의 보호 중합체 (1-5)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 18: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-5) of Example 5
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 5에서 수득된 보호 중합체 (1-5)의 수용액 15.3 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.4%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except for using 15.3 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-5) obtained in Example 5 instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.4%.
실시예 19: 실시예 6의 보호 중합체 (1-6)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 19: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-6) of Example 6
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 6에서 수득된 보호 중합체 (1-6)의 수용액 16.5 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.9%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 16.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-6) obtained in Example 6 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of the thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.9%.
실시예 20: 실시예 7의 보호 중합체 (1-7)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 20: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-7) of Example 7
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 7에서 수득된 보호 중합체 (1-7)의 수용액 15.5 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.1%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except for using 15.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-7) obtained in Example 7 instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.1%.
실시예 21: 실시예 8의 보호 중합체 (1-8)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 21: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-8) of Example 8
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 8에서 수득된 보호 중합체 (1-8)의 수용액 16.7 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.4%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 16.7 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-8) obtained in Example 8 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.4%.
실시예 22: 실시예 9의 보호 중합체 (1-9)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 22: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-9) of Example 9
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 9에서 수득된 보호 중합체 (1-9)의 수용액 17.8 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.9%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 17.8 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-9) obtained in Example 9 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of the thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.9%.
실시예 23: 실시예 10의 보호 중합체 (1-10)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 23: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-10) of Example 10
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 10에서 수득된 보호 중합체 (1-10)의 수용액 16.9 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 75.1 g (비휘발성 물질로서 45.1 g, 수득률: 94%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.1%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 16.9 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-10) obtained in Example 10 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 75.1 g of an aqueous silver colloidal solution with a nonvolatile content of about 60% (45.1 g as a nonvolatile material, yield: 94%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.1%.
실시예 24: 실시예 11의 보호 중합체 (1-11)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 24: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-11) of Example 11
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 11에서 수득된 보호 중합체 (1-11)의 수용액 18.1 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 74.3 g (비휘발성 물질로서 44.6 g, 수득률: 93%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.9%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 18.1 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-11) obtained in Example 11 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 74.3 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (44.6 g as a nonvolatile material, yield: 93%) was obtained. From the results of the thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.9%.
실시예 25: 실시예 12의 보호 중합체 (1-12)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 25: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (1-12) of Example 12
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 12에서 수득된 보호 중합체 (1-12)의 수용액 19.3 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.1%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 19.3 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-12) obtained in Example 12 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 76.0 g of an aqueous silver silver colloid solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.1%.
실시예 26: 실시예 13의 보호 중합체 (2-1)를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Example 26: Synthesis of silver colloid solution using protective polymer (2-1) of Example 13
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 실시예 13에서 수득된 보호 중합체 (2-1)의 수용액 15.7 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 75.2 g (비휘발성 물질로서 45.1 g, 수득률: 94%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.6%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except that 15.7 g of the aqueous solution of the protective polymer (2-1) obtained in Example 13 was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 75.2 g of an aqueous silver colloidal solution with a nonvolatile content of about 60% (45.1 g as a nonvolatile material, yield: 94%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.6%.
비교 실시예 2: 비교 실시예 1의 보호 중합체 (1')를 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Comparative Example 2: Synthesis of a silver colloid solution using the protective polymer (1 ') of Comparative Example 1
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에 비교 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1')의 수용액 21.0 g을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 77.6 g (비휘발성 물질로서 46.6 g, 수득률: 97%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.5%라는 것을 알 수 있었다.In this example, except for using 21.0 g of the aqueous solution of the protective polymer (1 ') obtained in Comparative Example 1 instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1, As in 14, 77.6 g of an aqueous silver colloidal solution with a nonvolatile content of about 60% (46.6 g as a nonvolatile material, yield: 97%) was obtained. From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.5%.
비교 실시예 3: 합성 실시예 2의 화합물을 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Comparative Example 3: Synthesis of silver colloid solution using the compound of Synthesis Example 2
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에, 합성 실시예 2에서 수득된 화합물 3.5 g을 순수한 물 9.5 g에 용해시킴으로써 제조한 수용액을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.0 g (비휘발성 물질로서 45.6 g, 수득률: 95%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 96.2%라는 것을 알 수 있었다.In this example, an aqueous solution prepared by dissolving 3.5 g of the compound obtained in Synthesis Example 2 in 9.5 g of pure water was used instead of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1 76.0 g of an aqueous silver colloidal solution having a nonvolatile content of about 60% (45.6 g as a nonvolatile material, yield: 95%) was obtained, as in Example 14, From the results of thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 96.2%.
비교 실시예 4: 합성 실시예 3의 화합물을 사용한 은 콜로이드 용액의 합성Comparative Example 4: Synthesis of silver colloid solution using the compound of Synthesis Example 3
이러한 실시예에서는, 실시예 1에서 수득된 보호 중합체 (1-1)의 수용액 13.5 g 대신에, 합성 실시예 3에서 수득된 전구체 화합물 4.1 g을 순수한 물 9.5 g에 용해시킴으로써 제조한 수용액을 사용했다는 것을 제외하고는 실시예 14에서와 같이, 약 60%의 비휘발성 물질 함량을 갖는 수성 은 콜로이드 용액 76.8 g (비휘발성 물질로서 46.1 g, 수득률: 96%)을 수득하였다. 열분석 (Tg/DTA)의 결과를 보아, 비휘발성 물질 내의 은 함량이 95.8%라는 것을 알 수 있었다.In this example, an aqueous solution prepared by dissolving 4.1 g of the precursor compound obtained in Synthesis Example 3 in 9.5 g of pure water was used in place of 13.5 g of the aqueous solution of the protective polymer (1-1) obtained in Example 1 , 76.8 g of an aqueous silver colloidal solution having a nonvolatile content of about 60% (46.1 g as a nonvolatile material, yield: 96%) was obtained as in Example 14. From the results of the thermal analysis (Tg / DTA), it was found that the silver content in the nonvolatile material was 95.8%.
실시예 1 내지 13 및 비교 실시예 1의 보호 중합체를 NMR 측정에 적용함으로써 수득한, 1급 및 2급 아민의 아세틸화율 및 산화 반응으로부터 초래된 N-옥시드화율이 표 1에 제시되어 있다. 실시예 14 내지 26 및 비교 실시예 2 내지 4에서 수득된 은 콜로이드 용액을 사용하여 상기 기술된 바와 같이 금속 박막의 저항 및 평균 입자 크기를 측정하였다. 합성 동안에 침강 처리에서 사용된 아세톤의 양 및 처리에 소요된 시간이 표 3에 제시되어 있다. 수득된 은 콜로이드 용액을 실온 (25 내지 35℃)에서 1주일 동안 정치시키고 용액의 외관을 통해 그의 안정성을 평가하였다. 결과가 표 2 및 3에 제시되어 있다. 표 2에서, O.L.은 측정범위 초과를 의미한다.The acetylation rates of the primary and secondary amines obtained by applying the protective polymers of Examples 1 to 13 and Comparative Example 1 to NMR measurements are shown in Table 1 and the N-oxidation rates resulting from the oxidation reactions. The silver colloid solutions obtained in Examples 14 to 26 and Comparative Examples 2 to 4 were used to measure the resistance and average particle size of the metal foil as described above. The amount of acetone used in the sedimentation process during synthesis and the time spent in the treatment are shown in Table 3. [ The obtained silver colloidal solution was allowed to stand at room temperature (25 to 35 DEG C) for one week and its stability was evaluated through the appearance of the solution. The results are shown in Tables 2 and 3. In Table 2, O.L. means the measurement range is exceeded.
결과를 보아, 폴리알킬렌이민 세그먼트 내의 1급 아민의 아세틸화율이 5 내지 95 mol%이고/거나 2급 아민의 아세틸화율이 5 내지 50 mol%이고 N-옥시드화율이 0.5 내지 95%인 보호 중합체를 사용하는 경우에, 우수한 전기 전도성, 분산 안정성, 및 정제 및 분리의 용이성이 나타나는 것을 알 수 있다.From the results, it can be seen that the protection with a primary amine in the polyalkyleneimine segment of 5 to 95 mol% and / or an acetylation rate of secondary amine of 5 to 50 mol% and an N-oxidation rate of 0.5 to 95% In the case of using a polymer, it can be seen that excellent electrical conductivity, dispersion stability, and easiness of purification and separation appear.
<표 1><Table 1>
비교 실시예 1의 보호 중합체 (1급 아민 아세틸화율: 96%, 2급 아민 아세틸화율: 98%)의 경우에, 산화 반응은 오랫동안, 즉, 120시간 동안 수행되었지만, 산화 반응은 거의 진행되지 않았다. NMR 측정 결과, N-옥시드화율은 5% 이하였고 N-옥시드화는 비교 실시예 1의 것과 같이 높은 아세트화율을 갖는 중합체에서는 진행되지 않았다는 것이 밝혀졌다.In the case of the protective polymer of Comparative Example 1 (primary acetylation rate: 96%, secondary acetylation rate: 98%), the oxidation reaction was carried out for a long time, i.e. 120 hours, . As a result of NMR measurement, it was found that the N-oxidation rate was 5% or less and N-oxydation did not proceed in the polymer having a high acetal conversion ratio as in Comparative Example 1. [
<표 2><Table 2>
<표 3><Table 3>
Claims (13)
를 분자 내에 포함하는 금속 나노입자-보호 중합체.5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine is acetylated or 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine and 5 to 50 mol% of the secondary amine are acetylated, (A) a polyacetyl alkyleneimine N-oxide segment wherein 0.5 to 95 mol% of the total number of nitrogen atoms in the Reneimin is oxidized; And the hydrophilic segment (B)
In the molecule.
산화제를 사용하여 중합체를 산화시키는 것
을 포함하는, 금속 나노입자-보호 중합체의 제조 방법.Polymerizing a compound having a polyalkyleneimine segment and a compound having a hydrophilic segment (B) and acetylating the alkyleneimine unit with an acetylating agent to obtain a polymer;
Oxidizing agents to oxidize polymers
Wherein the metal nanoparticle-protecting polymer is a metal nanoparticle.
아세틸화제를 사용하여 전구체를 아세틸화하여 알킬렌이민 단위를 아세틸화하고;
생성된 아세틸화 생성물을 산화제를 사용하여 산화시키는 것
을 포함하는, 금속 나노입자-보호 중합체의 제조 방법.Preparing a compound having a polyalkyleneimine segment and a hydrophilic segment (B) in the molecule as a precursor;
Acetylating the alkylene imine unit by acetylating the precursor using an acetylating agent;
Oxidizing the resulting acetylated product with an oxidizing agent
Wherein the metal nanoparticle-protecting polymer is a metal nanoparticle.
상기 매질 내에 분산된 복합체
를 포함하며, 각각의 복합체는 금속 나노입자 및 상기 금속 나노입자를 보호하는 금속 나노입자-보호 중합체에 의해 구성되고,
상기 금속 나노입자-보호 중합체는 폴리알킬렌이민 내의 1급 아민의 5 내지 95 mol%가 아세틸화되거나 또는 폴리알킬렌이민 내의 1급 아민의 5 내지 95 mol% 및 2급 아민의 5 내지 50 mol%가 아세틸화되고, 폴리알킬렌이민 내의 질소 원자의 총 개수의 0.5 내지 95 mol%가 산화된 폴리아세틸알킬렌이민 N-옥시드 세그먼트 (A), 및 친수성 세그먼트 (B)를 포함하는 것인
금속 콜로이드 용액.medium; And
The complexes dispersed in the medium
Wherein each composite is comprised of metal nanoparticles and a metal nanoparticle-protective polymer that protects the metal nanoparticles,
The metal nanoparticle-protective polymer may be prepared by acetylating 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine or by reacting 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine and 5 to 50 mol% % Acetylated and 0.5 to 95 mol% of the total number of nitrogen atoms in the polyalkyleneimine is oxidized, and a hydrophilic segment (B).
Metal colloid solution.
을 포함하는, 금속 콜로이드 용액의 제조 방법.5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine is acetylated or 5 to 95 mol% of the primary amine in the polyalkyleneimine and 5 to 50 mol% of the secondary amine are acetylated, (A) in which 0.5 to 95 mol% of the total number of nitrogen atoms in the R-imine is oxidized, and the presence of a metal nanoparticle-protective polymer containing the hydrophilic segment (B) in the molecule , Reducing metal ions to metal nanoparticles in the medium
≪ / RTI >
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1180647A (en) | 1997-07-17 | 1999-03-26 | Nippon Paint Co Ltd | Colloidal solution of noble metal or copper and production thereof with paint composition and resin molded material |
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