KR20190133684A - 술포베타인기 함유 반응성 화합물, 그 중합체, 및 중합체의 제조 방법 - Google Patents

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다이스케 나카무라
다츠야 이노우에
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나가세케무텍쿠스가부시키가이샤
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Abstract

하기 식 (2)
Figure pct00033

(식 (2) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인 중합체는, 생체와 접촉시켜 사용하기에 적합한 여러 특성을 갖고, 또한 용이하게 제조할 수 있다.

Description

술포베타인기 함유 반응성 화합물, 그 중합체, 및 중합체의 제조 방법
본 발명은, 주로 의료 분야에서 사용되는 생체 적합성을 갖는 중합체, 그 제조 방법, 및 그 중합체를 구성하는 모노머 화합물에 관한 것이다.
인공 장기, 인공 조직, 의료용 디바이스 등을 체내에 매설하거나, 생체와 접촉시킨 상태에서 사용하면, 이들 인공 이물질에 대한 방어 반응이 일어난다. 인공 재료가 생체와 최초로 접촉했을 때에 일어나는 것은, 혈장 단백질의 흡착으로, 흡착된 단백질을 개재하여 인공 재료 표면에 세포가 접착된다. 그 결과, 혈액 중에서는 혈전이 형성되어 인공 재료 표면에 부착되거나, 결합 조직 중에서는 콜라겐 섬유성 캡슐에 의해 인공 재료가 피복되거나 한다. 이 때문에, 인공 재료 본래의 생체 대체 기능을 발휘할 수 없게 된다. 또, 인공 재료가 생체와 접촉하면, 혈장 중의 보체 (補體) 가 활성화되고, 그것이 계기가 되어 일련의 면역 반응이 일어나, 자기의 세포를 살상한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 단백질이나 혈구 등의 생체 성분과의 상호 작용이 없거나, 또는 작은 생체 적합성 재료의 개발이 진행되고 있다. 생물 의학 분야에 있어서는, 폴리에틸렌글리콜 (PEG) 이나, PEG 를 부가한 재료가, 그 높은 생체 적합성, 친수성 등의 특성으로부터 범용되고 있다. 그러나, PEG 는 35 ℃ 이상에서는 단백질에 대한 반발 특성을 잃어, 단백질이 흡착되기 쉬워진다는 문제가 있었다.
또, 생체막 지질이 인 지질 극성기인 포스포릴콜린 (PC) 기를 갖는 점에서, PC 기를 담지시킨, 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린 (MPC) 의 폴리머가 개발되고 있다 (비특허문헌 1). MPC 폴리머는, 중합성이 우수한 메타크릴로일기를 가지므로, 다양한 비닐 모노머와 공중합시킴으로써, 용도에 따른 자유로운 분자 설계를 실시할 수 있다. 예를 들어, MPC 의 단독 중합체는 수용성이기 때문에, 생체 내에서 사용하는 의료 재료로서 적합하지 않지만, 공중합시키는 비닐 모노머를 선택함으로써, 비수용성으로 할 수 있다.
그러나, 이와 같은 비수용성의 MPC 공중합체여도, 의료 현장에서 다용되는 알코올류에 의해 폴리머가 결락되거나, 용출되거나 하는 문제가 있었다. 또, 유연한 주사슬 구조의 영향에 의해, 오토클레이브 멸균에 견딜 수 있는 내열성이 없고, 또, 내가수 분해성, 기계적 강도도 불충분하였다.
또, PC 기를 갖는 모노머와 폴리우레탄 예비 중합체를 중합시킨 폴리머도 개발되고 있다 (특허문헌 1, 2). 그러나, PC 기를 갖는 모노머는 흡습성이 높기 때문에, 비수 환경하가 아니면, 그 합성이나 취급이 용이하지 않다.
따라서, 생체와 접촉시켜 사용하기에 적합한 여러 특성을 갖는 생체 적합성 재료이고, 또한 용이하게 제조할 수 있는 재료의 개발이 요구되고 있다.
국제 공개 2008/029744호 (일본 특허 제5276443호) 국제 공개 2004/074298호 (일본 특허 제4628951호)
Polymer Journal 지, 22권, 355페이지, 1990년
본 발명은, 생체와 접촉시켜 사용하기에 적합한 여러 특성을 갖는 생체 적합성 재료이고, 또한 용이하게 제조할 수 있는 재료를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명자는 예의 검토를 거듭하여, 하기 식 (2)
[화학식 1]
Figure pct00001
(식 (2) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수 (整數) 를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인 중합체는, 높은 생체 적합성을 갖고, 또한 실용상 충분한 내열성 및 기계적 강도를 구비하는 것을 알아내었다.
본 발명은, 상기 지견에 기초하여 완성된 것으로, 이하의〔1〕∼〔13〕을 제공한다.
〔1〕하기 식 (1)
[화학식 2]
Figure pct00002
(식 (1) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, A 는, 동일하거나 또는 상이하고, 아미노기, 수산기, 에폭시기, 또는 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는 화합물.
〔2〕2 개의 A 가 모두 아미노기를 함유하는 치환기인,〔1〕에 기재된 화합물.
〔3〕n 이 3 ∼ 5 의 정수인,〔1〕또는〔2〕에 기재된 화합물.
〔4〕하기 식 (2)
[화학식 3]
Figure pct00003
(식 (2) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인 중합체.
〔5〕주사슬 골격에, 아미드 결합, 우레탄 결합, 우레아 결합, 및 이미드 결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 결합을 갖는,〔4〕에 기재된 중합체.
〔6〕상기 식 (2) 로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 와, 디이소시아네이트 화합물과 디올 화합물을 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체로 이루어지는 구조 단위를 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인,〔4〕에 기재된 중합체.
〔7〕주사슬 골격에, 우레탄 결합, 및 우레아 결합을 갖는,〔6〕에 기재된 중합체.
〔8〕n 이 3 ∼ 5 의 정수인,〔4〕∼〔7〕중 어느 하나에 기재된 중합체.
〔9〕〔4〕∼〔8〕중 어느 하나에 기재된 중합체를 포함하는 필름, 시트, 섬유, 또는 피막.
〔10〕〔4〕∼〔8〕중 어느 하나에 기재된 중합체를 포함하는 의료 용품.
〔11〕상기 식 (1) 로 나타내는 화합물과 다른 중합성 모노머를, 중축합 반응, 중부가 반응, 혹은 라디칼 중합 반응시키거나, 또는 상기 식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 중합성 모노머와, 이것과 반응할 수 있는 관능기 말단 함유 예비 중합체를 반응시키는 공정을 포함하는,〔4〕에 기재된 중합체의 제조 방법.
〔12〕제조되는 중합체가, 주사슬 골격에, 아미드 결합, 우레탄 결합, 우레아 결합, 및 이미드 결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 결합을 갖는 것인,〔11〕에 기재된 제조 방법.
〔13〕상기 식 (1) 에 있어서의 치환기 A 가 아미노기 또는 수산기를 함유하고, 식 (1) 로 나타내는 화합물과 반응할 수 있는 관능기 말단 함유 예비 중합체가, 디이소시아네이트 화합물과 디올 화합물을 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체인,〔11〕에 기재된 제조 방법.
술포베타인기를 갖는 폴리머는, 포스포릴콜린기를 갖는 폴리머와 비교하여 생체 적합성이 낮은 것으로 생각되어 왔다. 그러나, 술포베타인기를 갖는 본 발명의 중합체는, 충분한 생체 적합성을 갖고, 또한 우수한 내열성과 기계적 강도를 겸비한다.
생체 내에 매설하거나 생체와 접촉시켜 사용되는 의료용 재료는, 범용의 멸균 방법인 오토클레이브 멸균 (120 ℃·1 기압) 에 견디는 것이 요구되는데, 본 발명의 중합체는, 오토클레이브 멸균에 견디는 것이다.
또, 생체 내에 매설하거나 생체와 접촉시켜 사용되는 의료용 재료는, 생체에 역학적인 스트레스를 주지 않기 위해, 적당한 신축성이 요구되는 경우가 많다. 게다가, 신장시켜도 파단되지 않을 만큼의 강도가 필요하다. 특히, 피복재로서 사용하는 재료는, 높은 파단 강도와 신장률이 요구된다. 이 점에 대해, 본 발명의 중합체는, 충분한 파단 강도와 신장률을 겸비하기 때문에, 넓은 용도에 사용할 수 있다.
또, 일반적으로, 흡습성이 높은 모노머는, 비수 환경하가 아니면 중합 반응시에 주입하기 어렵거나, 주입량이 불균해지기 쉽다는 문제가 발생하지만, 본 발명의 중합체의 제조에 제공하는 본 발명의 모노머 화합물은, 포스포릴콜린기를 갖는 모노머에 비해 흡습성이 낮기 때문에 취급이 용이하다. 또, 본 발명의 모노머 화합물은, 포스포릴콜린기를 갖는 모노머보다 짧은 공정으로 합성할 수 있다. 또한, 포스포릴콜린기를 갖는 모노머의 합성에서는 필요해지는 가열 밀폐계에서의 반응을 필요로 하지 않기 때문에, 염가로 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 중합체도, 포스포릴콜린기를 갖는 중합체에 비해, 간단하게 또한 염가로 제조할 수 있다.
도 1 은, PET 필름, 비교예 1, 실시예 4, 및 실시예 6 의 각 시험편에 대한 혈소판 흡착의 정도를 나타내는 주사형 전자 현미경 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
(1) 술포베타인기를 갖는 반응성 화합물
본 발명의 화합물
본 발명의 화합물은, 하기 식 (1)
[화학식 4]
Figure pct00004
(식 (1) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, A 는, 동일하거나 또는 상이하고, 아미노기, 수산기, 에폭시기, 또는 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는, 술포베타인기를 갖는 반응성 화합물이다.
R1 로 나타내는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. 2 개의 R1 은, 동일하고, 수소 원자인 것이 바람직하다.
치환기 A 에 함유되는 반응성 기는, 수산기 또는 아미노기인 것이 바람직하다. 수산기는 이소시아네이트기와 우레탄 결합을 형성할 수 있고, 아미노기는 이소시아네이트기와 우레아 결합을 형성할 수 있고, 그것에 의해, 각각, 기계적 강도가 높은 중합체를 얻을 수 있다. 치환기 A 에 함유되는 반응성 기가 아미노기인 경우에는, 특히 기계적 강도가 높은 중합체를 얻을 수 있다.
2 개의 치환기 A 에 함유되는 관능기는 동일한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 2 개의 치환기 A 가, 모두 아미노기, 수산기, 에폭시기, 또는 (메트)아크릴로일기를 갖는 것이 바람직하다. 2 개의 치환기 A 는, 동일한 것이 보다 바람직하다.
X 는, -COO- 또는 -CONH- 인 것이 바람직하고, -COO- 인 것이 보다 바람직하다. X 가 -COO- 이면, 식 (1) 의 화합물을 간단하게 합성할 수 있고, 또, 생분해성이 높은 중합체를 얻을 수 있다. 또, X 가 -CONH- 이면, 식 (1) 의 화합물 및 얻어지는 중합체의 산 및 알칼리에 대한 내성이 높아진다.
X 가 -NR3- 인 경우의 R3 으로 나타내는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. R3 은, 입체 장해가 작은 점에서, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기인 것이 바람직하고, 메틸기인 것이 보다 바람직하다.
Y 로 나타내는 올리고옥시알킬렌기는, 탄소수 2 ∼ 12 또한 산소수 1 ∼ 3 의 옥시알킬렌기, 구체적으로는, -(CH2CH2O)q-, -(CH2CH2CH2O)q-, 또는 -(CH2CH2CH2CH2O)q- (q 는 모두 1 ∼ 3 의 정수) 를 의미한다. Y 는, 단결합인 것이 바람직하다. 2 개의 R2 는, 동일하고, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기인 것이 바람직하고, 메틸기인 것이 보다 바람직하다.
m 은, 2 ∼ 6 의 정수인 것이 바람직하고, 2 인 것이 보다 바람직하다. n 은, 2 ∼ 6 의 정수인 것이 바람직하고, 3 ∼ 5 의 정수인 것이 보다 바람직하고, 4 인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 화합물의 제조 방법
식 (1) 의 화합물은, 예를 들어, 이하에 서술하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
(a) A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우
A 가 아미노기를 함유하는 치환기일 때, A 가 아미노기인 경우를 예로 들어 설명하면, 예를 들어, 먼저, 하기 식 (3)
[화학식 5]
Figure pct00005
으로 나타내는 디니트로 화합물과, 하기 식 (4)
[화학식 6]
Figure pct00006
로 나타내는 화합물을 반응시켜, 하기 식 (5)
[화학식 7]
Figure pct00007
로 나타내는 화합물을 합성한다. 이어서, 식 (5) 로 나타내는 화합물과 하기 식 (6)
[화학식 8]
Figure pct00008
으로 나타내는 술톤 화합물을 반응시켜, 하기 식 (7)
[화학식 9]
Figure pct00009
로 나타내는 술포베타인기를 갖는 화합물을 합성한다. 마지막으로, 식 (7) 로 나타내는 화합물의 2 개의 니트로기를 환원시켜 아미노기로 하면, 하기 식 (8) 로 나타내는 화합물이 얻어진다.
[화학식 10]
Figure pct00010
식 (3) ∼ (8) 중, R1, R2, m, n 의 정의는 식 (1) 과 동일하다.
식 (3) 으로 나타내는 화합물은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 준하여, 시판되는 화합물로부터 공지된 반응을 이용하여 합성할 수 있다.
상기 합성 방법은, X 가 -COO-, Y 가 단결합인 경우의 식 (1) 의 화합물의 합성 방법이다. 상기 합성 방법에서는, 식 (3) 의 화합물의 -COOH 와 식 (4) 의 화합물의 -Cl 사이에서 HCl 의 탈리 반응을 실시하고 있다. 식 (1) 의 X, Y 가 그 밖의 기인 경우에는, 예를 들어, 식 (4) 의 화합물의 -Cl 과의 사이에서 HCl 의 탈리 반응을 실시할 수 있는 치환기를 갖도록, 식 (3) 의 화합물을 변경하면 된다.
식 (3) 의 화합물과 식 (4) 의 화합물의 반응은, 식 (3) 의 화합물 : 식 (4) 의 화합물이 1 : 1 ∼ 1 : 5 몰이 되도록 주입하고, 발생되는 염화수소를 트랩하기 위해서 트리에틸아민 등의 제 3 급 아민의 존재하에서 실시하거나, 불활성 가스를 반응계 내에 불어넣고, 염화수소를 계 외로 제거하면서 실시하는 것이 바람직하다.
식 (5) 의 화합물과 식 (6) 의 술톤 화합물의 개환 부가 반응에서는, 식 (5) 의 화합물 : 술톤 화합물이 1 : 1 ∼ 1 : 10 몰이 되도록 주입하는 것이 바람직하다.
식 (5) 의 화합물을 식 (6) 의 술톤 화합물과 반응시키는 것 대신에, 식 (5) 의 화합물을 1,3-디할로겐화알칸 (탄소수 2 ∼ 10) 과 반응시켜 제 4 급 암모늄염으로 하고, 이어서, 아황산염과 반응시킴으로써도, 식 (7) 의 화합물을 얻을 수 있다. 이 반응의 상세한 것은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평10-87601호에 기재되어 있다.
식 (7) 의 화합물의 니트로기의 환원 반응은, 수소 가스 분위기하에서, 니켈, 백금, 팔라듐, 로듐 등의 금속을 촉매로 한 접촉 환원에 의해 실시할 수 있다. 혹은, 다이보레인, 수소화붕소리튬, 수소화붕소나트륨, 수소화알루미늄나트륨, 수소화디알콕시알루미늄나트륨, 수소화디에틸알루미늄나트륨 등의 환원제와 식 (7) 의 화합물을 반응시킴으로써도 실시할 수 있다. 이 경우, 염화주석 등의 촉매 존재하에서 실시함으로써 반응이 진행되기 쉬워진다.
식 (3) 의 화합물로부터 식 (8) 의 화합물을 합성하는 상기 어느 반응도 용매 중에서 실시하는 것이 바람직하다. 용매는 반응에 관여하지 않는 것이면 되고, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올과 같은 알코올 ; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜과 같은 글리콜류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤과 같은 케톤류 ; 디에틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 디메톡시에탄과 같은 알킬에테르류 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 화합물 ; n-헥산과 같은 지방족 탄화수소 화합물 ; 시클로헥산과 같은 지환식 탄화수소 화합물 ; 아세트산메틸, 아세트산에틸과 같은 아세트산에스테르 ; 디메틸아세트아미드 ; 디메틸술폭사이드 ; 디옥산 ; N-메틸피롤리돈 ; 디메틸포름아미드 ; 클로로포름 등을 들 수 있다.
또, 반응 온도는, 약 -100 ∼ 150 ℃ 가 바람직하고, 약 -50 ∼ 100 ℃ 가 보다 바람직하고, 약 0 ∼ 50 ℃ 가 보다 더 바람직하다.
(b) A 가 수산기를 함유하는 치환기인 경우
A 가 수산기를 함유하는 치환기일 때, A 가 수산기인 경우를 예로 들어 설명하면, 예를 들어, 먼저, 하기 식 (9)
[화학식 11]
Figure pct00011
로 나타내는 화합물과, 상기 식 (4) 로 나타내는 화합물을 반응시켜, 하기 식 (10)
[화학식 12]
Figure pct00012
으로 나타내는 화합물을 합성한다. 이어서, 식 (10) 으로 나타내는 화합물과 상기 식 (6) 으로 나타내는 술톤 화합물을 반응시켜, 하기 식 (11)
[화학식 13]
Figure pct00013
로 나타내는 술포베타인기를 갖는 화합물을 합성한다. 마지막으로, 식 (11) 로 나타내는 화합물의 2 개의 페녹시 부위를 환원시켜 수산기로 하면, 하기 식 (12) 로 나타내는 화합물이 얻어진다.
[화학식 14]
Figure pct00014
식 (9) ∼ (12) 중, R1, R2, m, n 의 정의는 식 (1) 과 동일하다.
또, 식 (9) 의 화합물로부터 식 (12) 로 나타내는 화합물에 이르기까지의 모든 반응은, 식 (3) 으로 나타내는 화합물 내지 식 (8) 로 나타내는 화합물을 합성하는 조건을 적용할 수 있다.
(c) A 가 에폭시기를 함유하는 치환기인 경우
A 가 에폭시기를 함유하는 치환기일 때, A 가 에폭시기인 경우를 예로 들어 설명하면, 예를 들어, 상기 식 (12) 로 나타내는 화합물에 대해, 에피클로로히드린을 작용시킴으로써, 하기 식 (13)
[화학식 15]
Figure pct00015
으로 나타내는 화합물이 얻어진다.
또, 예를 들어, 상기 식 (8) 로 나타내는 화합물에 대해, 에피클로로히드린을 작용시킴으로써, 하기 식 (14) 로 나타내는 화합물이 얻어진다.
[화학식 16]
Figure pct00016
식 (13), 식 (14) 중, R1, R2, m, n 의 정의는 식 (1) 과 동일하다.
(d) A 가 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기인 경우
A 가 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기일 때, A 가 (메트)아크릴로일기인 경우를 예로 들어 설명하면, 예를 들어, 상기 식 (12) 로 나타내는 화합물에 대해, 염화(메트)아크릴로일을 작용시킴으로써, 하기 식 (15) 로 나타내는 화합물이 얻어진다.
[화학식 17]
Figure pct00017
식 (15) 중, R1, R2, m, n 의 정의는 식 (1) 과 동일하다.
(2) 술포베타인기를 갖는 중합체
본 발명의 중합체
본 발명의 중합체는, 하기 식 (2)
[화학식 18]
Figure pct00018
(식 (2) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인 중합체이다.
R1, R2, R3, X, Y, m, 및 n 의 예시와 바람직한 것은, 식 (1) 의 화합물에 대해 설명한 바와 같다.
본 발명의 중합체의 수평균 분자량은, 통상, 5,000 이상이지만, 10,000 이상, 30,000 이상, 또는 50,000 이상으로 할 수도 있다. 이 범위이면, 충분한 내열성, 기계적 강도, 및 내용제성을 갖는 중합체가 된다. 또, 수평균 분자량은, 5,000,000 이하, 1,000,000 이하, 500,000 이하, 또는 100,000 이하로 할 수 있다. 일반적으로, 용해성이 낮은 중합체는 겔화되기 쉽고, 중합체를 코팅했을 때에 도포면이 거칠어지는 등의 디메리트가 있지만, 수평균 분자량이 이 범위이면, 겔화되지 않고, 안정적인 중합체가 된다.
본 발명의 중합체의 수평균 분자량으로는, 5,000 ∼ 5,000,000, 5,000 ∼ 1,000,000, 5,000 ∼ 500,000, 5,000 ∼ 100,000, 10,000 ∼ 5,000,000, 10,000 ∼ 1,000,000, 10,000 ∼ 500,000, 10,000 ∼ 100,000, 30,000 ∼ 5,000,000, 30,000 ∼ 1,000,000, 30,000 ∼ 500,000, 30,000 ∼ 100,000, 50,000 ∼ 5,000,000, 50,000 ∼ 1,000,000, 50,000 ∼ 500,000, 및 50,000 ∼ 100,000 을 들 수 있다.
또, 본 발명의 중합체의 중량 평균 분자량은, 5,000 이상, 10,000 이상, 또는 50,000 이상으로 할 수 있다. 이 범위이면, 충분한 내열성, 기계적 강도, 및 내용제성을 갖는 중합체가 된다. 또, 중량 평균 분자량은, 2,000,000 이하, 1,000,000 이하, 또는 500,000 이하로 할 수 있다. 이 범위이면, 겔화되지 않고, 안정적인 중합체가 된다.
본 발명의 중합체의 중량 평균 분자량으로는, 5,000 ∼ 2,000,000, 5,000 ∼ 1,000,000, 5,000 ∼ 500,000, 10,000 ∼ 2,000,000, 10,000 ∼ 1,000,000, 10,000 ∼ 500,000, 50,000 ∼ 2,000,000, 50,000 ∼ 1,000,000, 및 50,000 ∼ 500,000 을 들 수 있다.
수평균 분자량, 및 중량 평균 분자량은, 폴리스티렌을 표준 물질로 한, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정한 값이다.
본 발명의 중합체는, 식 (2) 로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 함유함으로써 실용할 수 있을 만큼의 생체 적합성을 갖는 것이 된다. 식 (2) 로 나타내는 구조 단위의 함유율이 높을수록 생체 적합성이 향상된다. 식 (2) 로 나타내는 구조 단위의 함유율은, 5 몰％ 이상이 바람직하고, 10 몰％ 이상이 보다 바람직하고, 30 몰％ 이상이 보다 더 바람직하다. 이 범위이면, 광범위한 의료 용도에 사용할 수 있다. 식 (2) 로 나타내는 구조 단위의 함유율의 상한은, 통상 70 몰％ 정도이다.
본 발명의 중합체에 있어서의 식 (2) 로 나타내는 구조 단위의 함유율로는, 5 ∼ 70 몰％, 10 ∼ 70 몰％, 및 30 ∼ 70 몰％ 를 들 수 있다.
식 (2) 로 나타내는 구조 단위의 함유율은, 중합에 제공하는 원료 화합물 (모노머 및/또는 예비 중합체를 포함한다) 중의 식 (1) 로 나타내는 화합물의 비율을 조절함으로써 원하는 값으로 할 수 있다.
본 발명의 중합체는, 식 (2) 로 나타내는 구조 단위의 함유율이 낮아도, 충분한 생체 적합성을 발휘한다. 따라서, 염가의 모노머나 예비 중합체의 비율을 많게 하여, 염가로 제조할 수 있다.
본 발명의 중합체의 제조 방법
식 (2) 로 나타내는 구조 단위를 갖는 중합체는, 식 (1) 로 나타내는 화합물과 다른 중합성 모노머, 또는 반응성 관능기를 갖는 예비 중합체를 중합시킴으로써 제조할 수 있다.
다른 중합성 모노머는, 식 (1) 의 화합물의 치환기 A 에 함유되는 관능기와 중축합 반응, 중부가 반응, 또는 라디칼 중합 반응에 의해 결합을 생성시킬 수 있는 관능기를 갖는 것을 사용할 수 있다. 다른 중합성 모노머 중의 이 관능기의 수는, 식 (1) 의 치환기 A 가 아미노기, 수산기, 또는 에폭시기를 함유하는 경우에는, 2 개 이상이면 되고, 식 (1) 의 치환기 A 가 (메트)아크릴로일기를 함유하는 경우에는, 1 개 이상이면 된다.
또, 이와 같은 다른 중합성 모노머에 더하여, 추가로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 포스포릴콜린기를 갖는 모노머나, 술포베타인기를 갖는 모노머로서 식 (1) 의 화합물 이외의 모노머를 사용해도 된다.
또, 반응성 관능기를 갖는 예비 중합체는, 식 (1) 의 화합물의 관능기 A 와 중축합 반응, 중부가 반응, 또는 라디칼 중합 반응에 의해 결합을 생성시킬 수 있는 반응성 관능기를 말단에 가지고 있으면 된다. 말단은, 주사슬 말단, 또는 측사슬 말단 중 어느 것이어도 된다. 예비 중합체 중의 이 반응성 관능기의 수는, 식 (1) 의 치환기 A 가 아미노기, 수산기, 또는 에폭시기를 함유하는 경우에는, 2 개 이상이면 되고, 식 (1) 의 치환기 A 가 (메트)아크릴로일기를 함유하는 경우에는, 1 개 이상이면 된다.
또, 예비 중합체와 반응시키는 경우에도, 추가로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 포스포릴콜린기를 갖는 모노머나, 술포베타인기를 갖는 모노머로서 식 (1) 의 화합물 이외의 모노머를 사용해도 된다.
(다른 중합성 모노머와 중합시키는 경우)
(a) A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우
식 (1) 의 화합물에 있어서 A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우, 다른 중합성 모노머로서, 디카르복실산 또는 그 유도체, 테트라카르복실산 2무수물, 디이소시아네이트 등을 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머로서, 디카르복실산 또는 그 유도체를 사용하면, 주사슬 골격에 아미드 결합을 갖는 폴리아미드가 얻어진다.
다른 중합성 모노머로서 사용되는 디카르복실산 또는 그 유도체로는, 예를 들어, 하기 식 (16)
[화학식 19]
Figure pct00019
(식 중, Y1 은 2 가의 유기기, 바람직하게는 디카르복실산 잔기인 2 가의 유기기를 나타내고, X1 은 수산기, 할로겐 원자, 또는 알콕시기를 나타낸다.)
으로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
이 경우, 얻어지는 폴리아미드의 반복 단위는, 하기 식 (17)
[화학식 20]
Figure pct00020
(식 중, Y1 은 2 가의 유기기, 바람직하게는 디카르복실산 잔기인 2 가의 유기기를 나타내고, A' 는 식 (1) 의 A 로부터 아미노기를 제외한 잔기를 나타내고, R1, R2, R3, X, Y, m, n 은, 식 (2) 와 동일하다.)
로 나타내는 반복 단위가 된다.
식 (16) 으로 나타내는 디카르복실산 또는 그 유도체의 구체예로는, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,6-나프탈렌디카르복실산, 2,6-안트라센디카르복실산, 1,6-안트라센디카르복실산, 4,4'-비페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐메탄디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르디카르복실산, 2,2-비스(4-카르복시페닐)프로판, 2,2-비스[4-(4-카르복시페닐페녹시)페닐]프로판과 같은 방향족 디카르복실산 ; 2,5-푸란디카르복실산과 같은 복소 고리를 갖는 디카르복실산 ; 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 타르타르산과 같은 포화 지방족 디카르복실산 ; 푸마르산, 말레산, 이타콘산과 같은 불포화 지방족 디카르복실산 ; 1,9-노난디카르복실산, 1,10-데칸디카르복실산과 같은 시클로알칸디카르복실산 ; cis-4-시클로헥센-1,2-디카르복실산과 같은 시클로알켄디카르복실산 ; 아스파르트산, 글루탐산과 같은 디카르복실산인 아미노산 ; 그리고 이것들의 산무수물, 산할로겐화물, 및 알킬에스테르화물 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 방향족 디카르복실산이 바람직하고, 2,2-비스[4-(4-클로로카르보닐페닐옥시)페닐]프로판이 보다 바람직하다.
디카르복실산 또는 그 유도체는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머로서, 테트라카르복실산 2무수물을 사용하여 폴리아미드산을 얻은 후, 가열 처리, 또는 아민계 촉매 등의 촉매를 사용한 탈수 및 고리화에 의해 이미드화 반응을 실시하면, 주사슬 골격에 이미드 결합을 갖는 폴리이미드가 얻어진다.
다른 중합성 모노머로서 사용되는 테트라카르복실산 2무수물로는, 예를 들어, 하기 식 (18)
[화학식 21]
Figure pct00021
(식 중, Y2 는 4 가의 유기기, 바람직하게는 테트라카르복실산 잔기인 4 가의 유기기를 나타낸다.)
로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
이 경우, 일단 폴리아미드산을 얻고, 이 폴리아미드산의 이미드화에 의해 폴리이미드를 얻을 수 있지만, 얻어지는 폴리이미드의 반복 단위는, 하기 식 (19)
[화학식 22]
Figure pct00022
(식 중, Y2 는 4 가의 유기기, 바람직하게는 테트라카르복실산 잔기인 4 가의 유기기를 나타내고, A' 는 식 (1) 의 A 로부터 아미노기를 제외한 잔기를 나타내고, R1, R2, R3, X, Y, m, n 은, 식 (2) 와 동일하다.)
로 나타내는 반복 단위가 된다.
식 (18) 로 나타내는 테트라카르복실산 2무수물의 구체예로는, 피로멜리트산 2무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복실산 2무수물, 1,2,5,6-나프탈렌테트라카르복실산 2무수물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 2무수물, 2,3,6,7-안트라센테트라카르복실산 2무수물, 1,2,5,6-안트라센테트라카르복실산 2무수물, 3,3',4,4'-디페닐테트라카르복실산 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 2무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)술폰 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)디메틸실란 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)디페닐실란 2무수물, 2,3,5,6-피리딘테트라카르복실산 2무수물, 2,6-비스(3,4-디카르복시페녹시)피리딘 2무수물, 시클로부탄테트라카르복실산 2무수물, 시클로펜탄테트라카르복실산 2무수물, 시클로헥산테트라카르복실산 2무수물, 3,4-디카르복시-1,2,3,4-테트라하이드로-1-나프탈렌숙신산 2무수물 등을 들 수 있다.
테트라카르복실산 2무수물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머로서, 디이소시아네이트 화합물을 사용하면, 주사슬 골격에 우레아 결합을 갖는 폴리우레아가 얻어진다.
다른 중합성 모노머로서 사용되는 디이소시아네이트 화합물로는, 예를 들어, 하기 식 (20)
[화학식 23]
Figure pct00023
(식 중, Y3 은 2 가의 유기기, 바람직하게는 디이소시아네이트 화합물 잔기인 2 가의 유기기를 나타낸다.)
으로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
이 경우, 얻어지는 폴리우레아의 반복 단위는, 하기 식 (21)
[화학식 24]
Figure pct00024
(식 중, Y3 은 2 가의 유기기, 바람직하게는 디이소시아네이트 화합물 잔기인 2 가의 유기기를 나타내고, A' 는 식 (1) 의 A 로부터 아미노기를 제외한 잔기를 나타내고, R1, R2, R3, X, Y, m, n 은, 식 (2) 와 동일하다.)
로 나타내는 반복 단위가 된다.
식 (20) 으로 나타내는 디이소시아네이트 화합물의 구체예로는, 1,4-페닐렌디이소시아네이트, 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-자일릴렌디이소시아네이트, 1,3-자일릴렌디이소시아네이트, 2,4-톨루일렌디이소시아네이트, 2,5-톨루일렌디이소시아네이트, 4,4'-비페닐렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에테르디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-(2,2-디페닐프로판)디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 헵타메틸렌디이소시아네이트, 옥타메틸렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트가 바람직하고, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 보다 바람직하다.
디이소시아네이트 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(b) A 가 수산기를 함유하는 치환기인 경우
식 (1) 의 화합물에 있어서 A 가 수산기를 함유하는 치환기인 경우, 다른 중합성 모노머로서, 디이소시아네이트 화합물, 디카르복실산 또는 그 유도체 등을 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머로서, 디이소시아네이트 화합물을 사용하면, 주사슬 골격에 우레탄 결합을 갖는 폴리우레탄이 얻어진다. 디이소시아네이트 화합물의 구조식, 구체예, 및 바람직한 것은, 관능기 A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우와 동일하다.
또, 얻어지는 폴리우레탄의 반복 단위는, 하기 식 (22)
[화학식 25]
Figure pct00025
(식 중, Y3 은 2 가의 유기기, 바람직하게는 디이소시아네이트 화합물 잔기인 2 가의 유기기를 나타내고, A' 는 식 (1) 의 A 로부터 수산기를 제외한 잔기를 나타내고, R1, R2, R3, X, Y, m, n 은, 식 (2) 와 동일하다.)
로 나타내는 반복 단위가 된다.
디이소시아네이트 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머로서, 디카르복실산 또는 그 유도체를 사용하면, 주사슬 골격에 에스테르 결합을 갖는 폴리에스테르가 얻어진다. 디카르복실산 또는 그 유도체의 구조식, 구체예, 및 바람직한 것은, 관능기 A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우와 동일하다.
또, 얻어지는 폴리우레탄의 반복 단위는, 하기 식 (23)
[화학식 26]
Figure pct00026
(식 중, Y1 은 2 가의 유기기, 바람직하게는 디카르복실산 잔기인 2 가의 유기기를 나타내고, A' 는 식 (1) 의 A 로부터 수산기를 제외한 잔기를 나타내고, R1, R2, R3, X, Y, m, n 은, 식 (2) 와 동일하다.)
으로 나타내는 반복 단위가 된다.
디카르복실산 또는 그 유도체는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(c) A 가 에폭시기를 함유하는 치환기인 경우
식 (1) 의 화합물에 있어서 A 가 에폭시기를 함유하는 치환기인 경우, 다른 중합성 모노머로서, 식 (1) 의 화합물 이외의 에폭시 화합물, 디카르복실산 또는 그 유도체, 폴리올 화합물, 디이소시아네이트 화합물 등을 사용할 수 있다.
다른 중합성 모노머로서, 디카르복실산 또는 그 유도체를 사용하면, 폴리에스테르 타입의 에폭시 중합체가 얻어진다. 다른 중합성 모노머로서, 폴리올 화합물을 사용하면, 폴리에테르 타입의 에폭시 중합체가 얻어진다. 다른 중합성 모노머로서, 디이소시아네이트 화합물을 사용하면, 폴리우레탄 타입의 에폭시 중합체가 얻어진다.
식 (1) 의 화합물 이외의 에폭시 화합물의 구체예로는, 이소소르비드디글리시딜에테르, 이소만니드디글리시딜에테르, 이소이디드디글리시딜에테르, 스피로글리콜디글리시딜에테르, 2,4:3,5-디-O-메틸렌-만니톨디글리시딜에테르 등의 복소 고리를 갖고, 축환 구조 또는 스피로환 구조를 분자 내에 갖는 디글리시딜에테르류 ; 1,4-디옥산-2,5-디글리시딜에테르, 2,3:4,5-디-O-메틸렌-갈락토오스디글리시딜에테르 등의 복소 고리를 갖는 디글리시딜에테르류 ; 에틸렌글리콜, 글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등과의 글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
식 (1) 의 화합물 이외의 에폭시 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
디카르복실산 또는 그 유도체의 구체예는, 치환기 A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우와 동일하다. 디카르복실산 또는 그 유도체는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
폴리올 화합물의 구체예로는, 비스페놀 F, 비스페놀 C, 비스페놀 K, 비스페놀 Z, 비스페놀 S, 테트라메틸비스페놀 A, 테트라메틸비스페놀 F, 테트라메틸비스페놀 S, 테트라메틸비스페놀 Z, 디하이드록시디페닐술파이드, 4,4'-티오비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀) 등의 내분비 교란 물질이 아닌 비스페놀류 ; 카테콜, 레조르신, 메틸레조르신, 하이드로퀴논, 모노메틸하이드로퀴논, 디메틸하이드로퀴논, 트리메틸하이드로퀴논, 모노-tert-부틸하이드로퀴논, 디-tert-부틸하이드로퀴논 등의 디하이드록시벤젠류 ; 디하이드록시나프탈렌, 디하이드록시메틸나프탈렌, 디하이드록시디메틸나프탈렌 등의 디하이드록시나프탈렌류 ; 디하이드록시안트라센, 디하이드록시메틸안트라센, 디하이드록시디메틸안트라센 등의 디하이드록시안트라센류 ; 9,9'-비스(4-하이드록시페닐)플루오렌, 9,9'-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)플루오렌 등의 디하이드록시플루오렌류 ; 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 폴리올류 ; 이소소르비드, 이소만니드, 이소이디드, 스피로글리콜, 2,4:3,5-디-O-메틸렌-만니톨, 2,3:4,5-디-O-메틸렌-갈락토오스 등의 복소 고리를 갖는 폴리올류 ; 소르비톨, 만니톨, 갈락토오스, 에틸렌글리콜, 글리콜 등의 지방족 폴리올류 등을 들 수 있다.
폴리올 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
디이소시아네이트 화합물의 구체예는, 치환기 A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 경우와 동일하다. 디이소시아네이트 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(d) A 가 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기인 경우
식 (1) 의 화합물에 있어서 A 가 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기인 경우, 다른 중합성 모노머로서, (메트)아크릴계 화합물 ((메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트) 등을 사용할 수 있다.
(메트)아크릴계 화합물로는, 예를 들어, 하기 식 (24)
[화학식 27]
Figure pct00027
(식 중, R4 는 수소 원자, 또는 메틸기를 나타내고, R5 는 유기기를 나타낸다.)
로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
이 경우, 얻어지는 중합체의 반복 단위는, 하기 식 (25)
[화학식 28]
Figure pct00028
(식 중, R4 는 수소 원자, 또는 메틸기를 나타내고, R5 는 유기기를 나타내고, A' 는 식 (1) 의 A 로부터 (메트)아크릴로일기를 제외한 잔기를 나타내고, R1, R2, R3, X, Y, m, n 은, 식 (2) 와 동일하다.)
로 나타내는 반복 단위가 된다.
식 (24) 로 나타내는 (메트)아크릴계 화합물의 구체예로는, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산n-부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산네오펜틸, (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산옥틸, (메트)아크릴산라우릴, (메트)아크릴산스테아릴, (메트)아크릴산세틸, (메트)아크릴산에틸카르비톨, (메트)아크릴산하이드록시에틸, (메트)아크릴산하이드록시프로필, (메트)아크릴산하이드록시부틸, (메트)아크릴산메톡시에틸, (메트)아크릴산메톡시부틸, N-메틸(메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N-프로필(메트)아크릴아미드, N-이소프로필(메트)아크릴아미드, N-부톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-t-부틸(메트)아크릴아미드, N-옥틸(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴로일모르폴린, 디아세톤(메트)아크릴아미드, 스티렌, 이타콘산메틸, 이타콘산에틸, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐 등의 단관능 모노머 ;
1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, 2-n-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 메틸렌비스아크릴아미드, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트 등의 다관능 모노머 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴계 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(반응성 관능기를 말단에 갖는 예비 중합체와 중합시키는 경우)
반응성 관능기를 말단에 갖는 예비 중합체로는, 과잉량의 디이소시아네이트 화합물과 디올 화합물을 공지된 방법으로 반응시켜 얻어지는, 이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체를 들 수 있다.
이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체와, 관능기 A 가 아미노기를 함유하는 치환기인 식 (1) 의 화합물을 반응시킴으로써 우레아 결합이 형성되어, 주사슬 골격에 우레탄 결합과 우레아 결합을 갖는 폴리(우레탄-우레아) 를 제조할 수 있다.
또, 이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체와, 관능기 A 가 수산기를 함유하는 치환기인 식 (1) 의 화합물을 반응시킴으로써 우레탄 결합이 형성되어, 폴리우레탄을 제조할 수 있다.
여기서 사용할 수 있는 디올 화합물로는, 하이드로퀴논, 1,3-페닐렌디올, 1,4-자일릴렌디올, 1,3-자일릴렌디올, 2,4-톨루일렌디올, 2,5-톨루일렌디올, 4,4'-비페닐렌디올, 4,4'-디페닐에테르디올, 4,4'-디페닐메탄디올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헵타메틸렌글리콜, 옥타메틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라에틸렌옥사이드, α,ω-비스(하이드록시프로필)폴리디메틸실록산, α,ω-비스(하이드록시에톡시프로필)폴리디메틸실록산, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리카보네이트디올 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 폴리카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜이 바람직하고, 폴리카보네이트디올이 보다 바람직하다.
디올 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체의 합성에 사용할 수 있는 디이소시아네이트 화합물로는, 식 (1) 의 화합물과 공중합시키는 중합성 모노머로서 예시한 것을 들 수 있다.
그 중에서도, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트가 바람직하고, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트가 보다 바람직하다.
디이소시아네이트 화합물은, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
우레탄 예비 중합체의 합성에 사용한 디올 화합물은, 식 (1) 의 화합물과 중합시킨 후에 얻어지는 본 발명의 중합체 중에서 소프트 세그먼트가 된다. 따라서, 이 디올 화합물의 수평균 분자량은 800 이상이 바람직하고, 1,000 이상이 보다 바람직하다. 이 범위이면, 본 발명의 중합체가 충분한 유연성을 갖는 것이 된다. 또, 이 디올 화합물의 수평균 분자량은 3,000 이하가 바람직하고, 2,000 이하가 보다 바람직하다. 이 범위이면, 본 발명의 중합체가 충분한 기계적 강도를 갖는 것이 된다. 우레탄 예비 중합체의 합성에 사용하는 디올 화합물의 수평균 분자량으로는, 800 ∼ 3,000, 800 ∼ 2,000, 1,000 ∼ 3,000, 및 1,000 ∼ 2,000 을 들 수 있다.
또, 우레탄 예비 중합체의 합성에 사용하는 디올 화합물과 식 (1) 의 화합물의 사용 비율은, 몰비로, 디올 화합물과 식 (1) 의 화합물이 4 : 6 ∼ 8 : 2 정도로 할 수 있고, 그 중에서도 5 : 5 ∼ 7 : 3 정도가 바람직하다.
(공존시키는 중합성 모노머)
식 (1) 로 나타내는 화합물은 강직한 화합물이기 때문에, 다른 중합성 모노머 또는 반응성 관능기를 갖는 예비 중합체의 종류에 따라서는, 얻어지는 중합체도 강직한 것으로 되기 쉽다. 의료 재료는, 생체에 역학적 스트레스를 주지 않기 위해, 어느 정도 유연한 것이 바람직한 경우가 있고, 그러한 용도에 있어서는, 식 (1) 로 나타내는 화합물을 중합시킬 때에, 식 (1) 의 화합물의 치환기 A 에 함유되는 관능기와 동일한 관능기를 2 개 이상 갖는 중합성 모노머를 공존시켜 중합체의 유연성을 조절하는 것이 바람직하다.
이 경우의 식 (1) 의 화합물의 사용 비율은, 식 (1) 의 화합물과 공존시키는 중합성 모노머의 합계량에 대해, 1 몰％ 이상이 바람직하고, 5 몰％ 이상이 보다 바람직하다. 이 범위이면, 충분한 내열성, 기계적 강도가 얻어진다. 또, 이 비율의 상한은 50 몰％ 정도로 하면 된다. 이 범위이면, 적당한 유연성을 갖는 중합체가 얻어진다. 식 (1) 의 화합물과 공존시키는 중합성 모노머의 합계량에 대한 식 (1) 의 화합물의 사용 비율로는, 1 ∼ 50 몰％, 및 5 ∼ 50 몰％ 를 들 수 있다.
식 (1) 의 화합물의 치환기 A 에 함유되는 관능기와 동일한 관능기를 2 개 이상 갖는 중합성 모노머로는, 식 (1) 의 화합물의 A 에 함유되는 관능기가 아미노기이면 디아민 화합물 등을 사용하면 되고, 식 (1) 의 화합물의 A 에 함유되는 관능기가 수산기이면 디올 화합물 등을 사용하면 되고, 식 (1) 의 화합물의 A 에 함유되는 관능기가 에폭시기이면 디에폭시 화합물 등을 사용하면 되고, 식 (1) 의 화합물의 A 에 함유되는 관능기가 (메트)아크릴로일기이면, (메트)아크릴로일기를 양 말단 (주사슬 말단, 측사슬 말단 중 어느 것이어도 된다) 에 갖는 (메트)아크릴계 화합물을 사용하면 된다. 이들 공존 중합성 모노머는, 각각, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 중합체의 유연성을 향상시키기 위해서, 공존 중합성 모노머는, 유리 전이점이 0 ℃ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
식 (1) 로 나타내는 화합물과 공존시키는 디아민 화합물로는, 1,4-페닐렌디아민, 1,3-페닐렌디아민, 2,5-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디메톡시-4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디메틸디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노벤조페논, 1,4-비스(4-아미노페닐)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페닐옥시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페닐옥시)디페닐술폰, 2,2-비스[4-(4-아미노페닐옥시)페닐]프로판, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 피페라진, 2-메틸피페라진, 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민 등을 들 수 있다.
(본 발명의 중합체의 용도)
본 발명의 중합체는, 인공 혈관, 인공 심장 판막, 인공 관절, 인공 피부, 인공 조직 또는 인공 뼈의 세포 증식용의 족장 (足場), 치과 재료, 조직 접착재, 심장 페이스메이커, 스텐트, 수술용 봉합사와 같은 생체에 매설하여 사용되는 의료 용품, 카테터, 콘택트 렌즈, 약물 서방 (徐放) 송달용 기재, 내시경과 같은 생체에 접촉하여 사용되는 의료 용품, 혈액 투석막, 혈액 보존 팩과 같은 생체 분리 재료와 접촉하여 사용되는 의료 용품, 이들 의료 용품의 피복재 등의 재료로서 사용할 수 있다.
본 발명의 중합체는, 단독으로 사용해도 되고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 중합체와 혼합하여 사용해도 된다.
본 발명의 중합체는, 높은 파단 강도와 신장률을 겸비하기 ?문에, 특히, 필름, 시트, 섬유, 또는 피막과 같은 형상으로 성형하는 것에 적합하다.
실시예
이하, 실시예를 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
(1) 술포베타인기 함유 디아민의 합성
하기 스킴에 따라, 술포베타인기 함유 디아민을 합성하였다.
Figure pct00029
화합물 (a) 의 합성
가지형 플라스크 중에서 3,5-디하이드록시벤조산메틸 (30.0 g, 148.5 m㏖) 을 디메틸아세트아미드 (300 ㎖) 에 교반, 용해시키고, 얻어진 용액에 4-플루오로니트로벤젠 (50.3 g, 357 m㏖) 과 탄산칼륨 (49.3 g, 357 m㏖) 을 첨가하고, 85 ℃ 에서 16 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응 혼합물을 증류수에 쏟고, 얻어진 침전물을 흡인 여과하였다. 고체를 40 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써, 화합물 (a) 에 있어서, 카르복실기가 메틸화된 화합물을 백색 고체로서 61.1 g 얻었다 (수율 100 ％).
가지형 플라스크 중에서 상기 반응에 의해 얻어진 화합물 (72.8 g, 177.7 m㏖), 아세트산 (525 ㎖), 황산 (525 ㎖), 증류수 (140 ㎖) 를 교반·혼합하고 120 ℃ 에서 18 시간 환류하였다. 반응 종료 후, 반응 혼합물을 증류수에 쏟고, 얻어진 침전물을 흡인 여과하였다. 고체를 40 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써, 화합물 (a) 을 백색 고체로서 66.3 g 얻었다 (수율 94 ％).
화합물 (b) 의 합성
가지형 플라스크 중에서 화합물 (a) (41 g, 103.5 m㏖), 2-(디메틸아미노)에틸클로라이드염산염 (17.9 g, 124.2 m㏖), 탄산칼륨 (28.6 g, 207 m㏖) 을 디메틸아세트아미드 (400 ㎖) 에 교반, 용해시키고, 110 ℃ 에서 24 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 디메틸아세트아미드를 감압하에서 증류 제거하고, 클로로포름으로 추출하여, 0.5 N 염산, 탄산수소나트륨 수용액으로 세정한 후, 유기상을 황산나트륨으로 탈수, 여과 후, 용매를 감압하에서 증류 제거하여, 화합물 (b) 를 황색 고체로서 46 g 얻었다 (수율 95 ％).
이 화합물의 구조는, 하기의 LC-MS 스펙트럼으로부터 확인하였다.
LC-MS(ES) : C23H22N3O8 에 대한 계산치 468.1 [M+H]+, 관측치 : 468.3
화합물 (c) 의 합성
가지형 플라스크 중에서 화합물 (b) (6.0 g, 12.8 m㏖) 를 클로로포름 (75 ㎖) 에 교반, 용해시키고, 1,3-프로판술톤 (9.4 g, 76.8 m㏖) 을 첨가하고, 45 ℃ 에서 13 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 석출된 백색 고체를 흡인 여과하였다. 고체를 40 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써, 화합물 (c) 을 백색 고체로서 7.2 g 얻었다 (수율 95 ％).
이 화합물의 구조는 하기의 LC-MS 스펙트럼으로부터 확인하였다.
LC-MS(ES) : C26H28N3O11S 에 대한 계산치 590.1 [M+H]+, 관측치 : 590.5
술포베타인기 함유 디아민 (d) 의 합성
가지형 플라스크 중에서 화합물 (c) (300 ㎎, 0.51 m㏖) 를 메탄올 (15 ㎖) 에 분산시키고, 5 ％ 팔라듐-카본 분말 (30 ㎎) 을 첨가하고, 계 내를 수소 치환하여 25 ℃ 에서 16 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 메탄올을 감압하에서 체적비 10 분의 1 정도까지 농축시키고, 디에틸에테르 중에 침전시켜, 흡인 여과하였다. 고체를 40 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써, 술포베타인기 함유 디아민 (d) 을 갈색 고체로서 240 ㎎ 얻었다 (수율 89 ％).
이 화합물의 구조는 하기의 LC-MS 스펙트럼으로부터 확인하였다.
LC-MS(ES) : C26H32N3O7S 에 대한 계산치 530.2 [M+H]+, 관측치 : 530.6
(2) 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSB) 의 합성
실시예 1
질소 분위기하, 3 구 플라스크 중에 폴리카보네이트디올 (수평균 분자량 1,000) (3.3 g, 3.3 m㏖) 과 디메틸술폭사이드 (1 ㎖) 를 첨가하고, 70 ℃ 로 승온하여, 용해시켰다. 그 용액에 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 (1.6 g, 6.6 m㏖) 를 디메틸술폭사이드 (2 ㎖) 에 용해시킨 것을 실온에서 적하하였다. 적하 종료 후, 70 ℃ 에서 1 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 술포베타인기 함유 디아민 (d) (1.7 g, 3.3 m㏖) 를 디메틸술폭사이드 (10 ㎖) 에 용해시킨 것을 실온에서 적하하였다. 적하 종료 후, 70 ℃ 에서 24 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 과잉한 메탄올 중에 반응 용액을 쏟아 넣고, 생성된 침전물을 흡인 여과하였다. 얻어진 고체를 40 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써, 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSB) 를 갈색 고체로서 6.2 g 얻었다 (수율 91.8 ％).
실시예 2
실시예 1 에 있어서, 폴리카보네이트디올의 사용량을 4.66 g (4.66 m㏖) 으로 하고, 술포베타인기 함유 디아민 (d) 의 사용량을 1.06 g (2.0 m㏖) 으로 한 것 외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSB30) 를 갈색 고체로서 6.5 g 얻었다 (수율 88.8 ％).
실시예 3
실시예 1 에 있어서, 화합물 (b) 와 반응시키는 프로판술톤 대신에 부탄술톤을 사용하여 합성한 술포베타인기 함유 디아민을 실시예 1 과 동일한 모노머 비율로 사용한 것 외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSBB) 를 갈색 고체로서 2.48 g 얻었다 (수율 86.1 ％).
실시예 4
실시예 3 에 있어서, 폴리카보네이트디올의 사용량을 3.7 g (3.7 m㏖) 으로 하고, 술포베타인기 함유 디아민 (d) 의 사용량을 0.87 g (1.6 m㏖) 으로 한 것 외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여, 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSBB30) 를 갈색 고체로서 5.32 g 얻었다 (수율 89.3 ％).
실시예 5
실시예 3 에 있어서, 수평균 분자량 1,000 의 폴리카보네이트디올 대신에, 수평균 분자량 2,000 의 폴리카보네이트디올을 실시예 3 과 동일한 모노머 비율로 사용한 것 외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여, 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSBBR) 를 갈색 고체로서 8.6 g 얻었다 (수율 84.8 ％).
실시예 6
실시예 3 에 있어서, 화합물 (a) 과 반응시키는 2-(디메틸아미노)에틸클로라이드염산염 대신에, 2-(디메틸아미노)헥실클로라이드염산염을 사용하여 합성한 술포베타인기 함유 디아민을 실시예 3 과 동일한 모노머 비율로 사용한 것 외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여, 술포베타인기 함유 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUUSBB6) 를 갈색 고체로서 2.74 g 얻었다 (수율 51.6 ％).
(3) 술포베타인기를 갖지 않는 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUU) 의 합성
비교예 1
질소 분위기하, 3 구 플라스크 중에 폴리카보네이트디올 (1.1 g, 1.11 m㏖) 과 디메틸술폭사이드 (1 ㎖) 를 첨가하고, 70 ℃ 로 승온하여, 용해시켰다. 그 용액에 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 (0.5 g, 2.2 m㏖) 를 디메틸술폭사이드 (2 ㎖) 에 용해시킨 것을 실온에서 적하하였다. 적하 종료 후, 70 ℃ 에서 1 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠 (0.33 g, 1.1 m㏖) 을 디메틸술폭사이드 (10 ㎖) 에 용해시킨 것을 실온에서 적하하였다. 적하 종료 후, 70 ℃ 에서 24 시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 과잉한 메탄올 중에 반응 용액을 쏟아 넣고, 생성된 침전물을 흡인 여과하였다. 얻어진 고체를 40 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써, 세그먼트화 폴리우레탄우레아 (SPUU) 를 갈색 고체로서 1.69 g 얻었다 (수율 87.3 ％).
(4) 중합체의 분자량 측정
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에서 얻은 각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지의 중량 평균 분자량, 및 수평균 분자량을, 하기 조건의 겔 퍼미에이션 크로마토그래피에 의해 표준 폴리스티렌 환산으로 구하였다.
(GPC 조건)
·장치 : Shodex GPC-104 시스템 (쇼와 전공 주식회사 제조)
·칼럼 : Shodex GPC KD-806M (쇼와 전공 주식회사 제조)
·가드 칼럼 : KF-G (쇼와 전공 주식회사 제조)
·샘플 농도 : 1 중량％ 가 되도록 THF 로 희석시켰다.
·이동상 용매 : 테트라하이드로푸란 (THF)
·유량 : 1.0 ㎖/분
·칼럼 온도 : 40 ℃
(5) 중합체의 열 물성의 평가
(5 ％ 중량 감소 온도)
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에서 얻은 각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지의 분해 개시 온도를 이하의 조건에서 측정하였다.
·장치 : 열중량 분석 장치 TG/DTA (세이코 전자 공업 주식회사 제조)
·측정 범위 : 40 ℃ 내지 550 ℃
·승온 속도 : 10 ℃/분
·분위기 : 질소
(유리 전이 온도)
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에서 얻은 각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지의 유리 전이 온도를 이하의 조건에서 측정하였다.
·장치 : 시차 주사 열량계 DSC-6200 (세이코 전자 공업 주식회사 제조)
·측정 범위 : -100 ℃ 내지 200 ℃
·승온 속도 : 10 ℃/분
(6) 폴리머 필름의 강도의 평가
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에서 얻은 각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지를, 10 wt％ 의 DMF 용액으로 하여 조제하고, 용매 캐스트법에 의해 막을 형성하였다.
얻어진 막의 파단 강도와 최대 신장률을, 인장 시험기를 사용하여 이하의 조건에서 측정하였다.
·장치 : 스트로그래프 VG20E (주식회사 도요 정기 제작소 제조)
·인장 속도 : 12 ㎜/분
·시험편의 형상 : 폴리머 필름을 장방형 (길이 : 40 ㎜, 폭 : 10 ㎜, 두께 : 0.2 ㎜) 으로 가공하여, 시험편으로 하였다.
(7) 생체 적합성의 평가
(단백질 흡착성)
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에서 얻은 각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지를, 2.0 중량％ 가 되도록 N,N-디메틸포름아미드에 용해시켜, 각 폴리머 용액을 얻었다. 각 용액으로부터 용매 캐스트법에 의해 막을 형성시키고, 이것을 원형(직경 : 14 ㎜, 두께 : 0.2 ㎜) 으로 잘라내어, 각 폴리머 막에 의한 시험편을 얻었다.
시험편을 인산 완충액에 침지시키고, 37 ℃ 에서 24 시간 진탕시켰다. 이어서, 시험편을 꺼내어, 1 ㎎/㎖ 소 혈청 알부민 (BSA) 수용액에 침지시키고, 37 ℃ 에서 24 시간 진탕시켰다. 이어서, 물에 침지, 37 ℃ 에서 5 분간, 3 회 세정하였다. 1 ％ SDS 수용액에 침지시키고, 37 ℃ 에서 24 시간 진탕시키고, 시험편 표면에 흡착된 단백질을 용리시켜, 회수하였다. 또한, BCA 단백질 어세이 키트 (Thermo Fisher Scientific 사 제조) 로 처리하여, 마이크로플레이트 리더로 562 ㎚ 의 흡광도를 측정하였다.
562 ㎚ 에 있어서의 흡광도는 시험편에 흡착된 소 혈청 알부민의 양에 비례한다.
(혈액 적합성)
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 에서 얻은 각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지를, 2.0 중량％ 가 되도록 N,N-디메틸포름아미드에 용해시켜, 각 폴리머 용액을 얻었다. 각 용액으로부터 용매 캐스트법에 의해 막을 형성시키고, 이것을 정방형 (8 ㎜ × 8 ㎜, 두께 : 0.2 ㎜) 으로 잘라내어, 각 폴리머 막에 의한 시험편을 얻었다.
또, 정방형 (8 ㎜ × 8 ㎜, 두께 : 0.2 ㎜) 으로 잘라낸 PET 필름도 참고예의 시험편으로 하였다.
이어서, 이들 시험편을, 인산 완충 생리 식염수에 실온에서 24 시간 침지시킨 후, 인산 완충 생리 식염수를 빼내고, 추가로 인간의 혈액으로부터 채취한 인간 혈소판다(多) 혈장에 37 ℃ 에서 2 시간 침지시켰다. 그 후, 그 시험편의 폴리머 박막 표면을, 인산 완충 생리 식염수로 3 회 세정하였다. 이어서, 25 ％ 글루타르알데히드를 인산 완충 생리 식염수로 희석시킨 것을 첨가하고, 2 시간 방치하여 혈소판을 고정시켰다. 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의해, 제작된 샘플의 표면 관찰을 실시하였다.
혈소판 흡착이 없거나 또는 거의 확인되지 않는 경우를 ◎, 약간 혈소판 흡착이 확인되는 경우를 ○, 혈소판 흡착이 많이 확인되는 경우를 △, 혈소판 흡착이 매우 많아, 응집되어 있는 경우를 × 로 평가하였다.
각 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지의 구조의 특징과 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00030
표 1 이 나타내는 바와 같이, 술포베타인기를 갖지 않는 비교예 1 의 세그먼트화 폴리우레탄우레아 수지는, 단백질 흡착량이 현저하게 많아 생체에 적용할 수 있는 것은 아니었다. 또, 파단 강도가 불충분하였다.
이에 반해, 표 1 이 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 6 의 중합체는, 실용상 충분한 내열성, 기계적 강도, 및 생체 적합성을 겸비하고 있었다. 특히, 기계적 강도에 대해서는, 실용상 충분한 파단 강도와 신장률을 겸비하고 있었다. 또, 식 (1) 에 있어서 n 이 4 인 실시예 3 ∼ 5 의 중합체는, 특히, 기계적 강도가 높고, 또, 혈소판의 흡착이 적어 우수한 생체 적합성을 갖고 있었다.
또, PET 필름, 비교예 1, 실시예 4, 및 실시예 6 의 각 시험편을 혈액 적합성 시험에 제공하여 얻은 샘플의 주사형 전자 현미경 사진을 도 1 에 나타낸다. 실시예 4 및 실시예 6 의 각 시험편에 대한 혈소판의 흡착은, 비교예 1 의 시험편에 비해 매우 적었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 중합체는, 충분한 생체 적합성을 갖고, 또한 우수한 내열성과 기계적 강도를 겸비한다. 따라서, 생체 내에 매설하거나, 생체 또는 생체 분리 재료와 접촉시켜 사용하는 의료용 재료로서 폭 넓은 용도에 사용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 하기 식 (1)
    Figure pct00031

    (식 (1) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, A 는, 동일하거나 또는 상이하고, 아미노기, 수산기, 에폭시기, 또는 (메트)아크릴로일기를 함유하는 치환기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
    로 나타내는 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2 개의 A 가 모두 아미노기를 함유하는 치환기인, 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    n 이 3 ∼ 5 의 정수인, 화합물.
  4. 하기 식 (2)
    Figure pct00032

    (식 (2) 중, 2 개의 R1 은, 동일하거나 또는 상이하고, 수소 원자, 또는 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, X 는 단결합, 산소 원자, 또는 -COO-, -OOC-, -CONH-, -NH-, -NHCO-, -NR3-, 혹은 -CH2O- 로 나타내는 어느 기를 나타내고, Y 는 단결합, 또는 올리고옥시알킬렌기를 나타내고, 2 개의 R2 는, 동일하거나 또는 상이하고, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, R3 은 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 나타내고, m 은 1 ∼ 10 의 정수를 나타내고, n 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타낸다.)
    로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인 중합체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    주사슬 골격에, 아미드 결합, 우레탄 결합, 우레아 결합, 및 이미드 결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 결합을 갖는, 중합체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 식 (2) 로 나타내는 구조 단위를 적어도 1 몰％ 와, 디이소시아네이트 화합물과 디올 화합물을 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체로 이루어지는 구조 단위를 함유하고, 수평균 분자량이 5,000 이상인, 중합체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    주사슬 골격에, 우레탄 결합, 및 우레아 결합을 갖는, 중합체.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    n 이 3 ∼ 5 의 정수인, 중합체.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 중합체를 포함하는 필름, 시트, 섬유, 또는 피막.
  10. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 중합체를 포함하는 의료 용품.
  11. 상기 식 (1) 로 나타내는 화합물과 다른 중합성 모노머를, 중축합 반응, 중부가 반응, 혹은 라디칼 중합 반응시키거나, 또는 상기 식 (1) 로 나타내는 화합물을 함유하는 중합성 모노머와, 이것과 반응할 수 있는 관능기 말단 함유 예비 중합체를 반응시키는 공정을 포함하는, 제 4 항에 기재된 중합체의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제조되는 중합체가, 주사슬 골격에, 아미드 결합, 우레탄 결합, 우레아 결합, 및 이미드 결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 결합을 갖는 것인, 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 식 (1) 에 있어서의 치환기 A 가 아미노기 또는 수산기를 함유하고, 식 (1) 로 나타내는 화합물과 반응할 수 있는 관능기 말단 함유 예비 중합체가, 디이소시아네이트 화합물과 디올 화합물을 반응시켜 얻어지는 이소시아네이트기 말단 함유 우레탄 예비 중합체인, 제조 방법.
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