KR20200035195A - Block copolymer of lactone and poly (propylene fumarate) - Google Patents

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KR20200035195A
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KR1020187022185A
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매튜 벡커
제임스 윌슨
샤넌 피터센
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더 유니버시티 오브 아크론
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Abstract

다양한 구현예에서, 본 발명은 마그네슘 2,6-디-3급-부틸-4-메틸페녹사이드(Mg(BHT)2(THF)2)를 이용하여 사이클릭 에스테르의 ROP로부터 말레산 무수물 (MAn) 및 프로필렌 옥사이드 (PO)의 ROCOP로 "스위치"시켜 적층 가공 및 환자 특이적인 재생 의약에 적용하기 위한 PPF 계 블록 공중합체를 생산하는 신규의 1-포트, 확장가능한 개환 블록-순서 공중합(ROBOCOP) 기술을 사용하여 형성된 잘-정의된 생체분해가능한 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 디블록 및 트리블록 중합체를 제공한다. 이들 블록 공중합체는 완전히 재흡수될 수 있으며 3D 프린팅을 포함하는, 다수의 적용에서 광화학적으로 가교결합될 수 있다. 락톤 블록을 PPF 중합체에 첨가함으로써, 작업 온도에서 수득되는 블록 공중합체의 점도는 정밀하게 조절될 수 있으며 프린트가능한 수지 속에서 반응성 희석제의 양은 감소되거나 제거될 수 있다.In various embodiments, the present invention provides maleic anhydride (MAn) from ROP of cyclic esters using magnesium 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxide (Mg (BHT) 2 (THF) 2 ). ) And a new 1-port, expandable ring-opening block-sequence copolymerization (ROBOCOP) to produce a PPF-based block copolymer for application to additive processing and patient-specific regenerative medicine by "switching" with ROCOP of propylene oxide (PO). Provided are well-defined biodegradable poly (lactone- b -propylene fumarate) diblock and triblock polymers formed using techniques. These block copolymers can be fully reabsorbed and photochemically crosslinked in many applications, including 3D printing. By adding the lactone block to the PPF polymer, the viscosity of the block copolymer obtained at working temperature can be precisely controlled and the amount of reactive diluent in the printable resin can be reduced or eliminated.

Description

락톤 및 폴리(프로필렌 푸마레이트)의 블록 공중합체Block copolymer of lactone and poly (propylene fumarate)

관련 출원의 교차 참조Cross reference of related applications

본 출원은 2017년 2월 2일자로 출원된 "락톤 및 폴리(프로필렌 푸마레이트)의 블록 공중합체"라는 명칭의 미국 가특허원 일련 번호 제62/543,786호, 2017년 2월 2일자로 출원된 "Mg 촉매를 사용한 프로필렌 옥사이드 및 말레산 무수물의 작용 개시제와의 공중합 방법"이란 명칭의 미국 가특허원 제62/453,724호, 2017년 5월 3일자로 출원된, "향상된 생물활성을 위한 3D 프린팅 후 작용화 중합체 스캐폴드(scafold)"라는 명칭의 미국 가특허원 일련번호 제62/500,777호, 2017년 5월 22일자로 출원된 "작용화된 폴리(프로필렌 푸마레이트) 중합체 및 이의 제조 방법"이란 명칭의 미국 가특허원 일련 번호 제62/509,340호, 2017년 8월 7일자로 출원된 "잘 정의된 폴리(프로필렌 푸마레이트) 및 폴리(에틸렌 글리콜) 블록 공중합체의 합성 및 특성화"라는 명칭의 미국 가특허원 일련번호 제62/541,889호, 2017년 9월 22일자로 출원된 "헥산 속에서 폴리(프로필렌 푸마레이트)의 Mg 촉매된 생산"이란 명칭의 미국 가특허원 일련 번호 제62/561,722호, 및 2018년 2월 2일자로 본 출원인에 의해 본원과 함께 출원된 "마그네슘 촉매를 사용한 개환 중합으로 제조된 작용화된 폴리(프로필렌 푸마레이트) 중합체"라는 명칭의 미국 특허원의 이익을 주장하며, 이들 모두는 본원에 이의 전문이 참고로 포함된다.This application is filed on February 2, 2017, United States Provisional Patent Application Serial No. 62 / 543,786 entitled "Block copolymer of lactone and poly (propylene fumarate)", filed February 2, 2017 United States Provisional Patent Application No. 62 / 453,724 entitled "Method for Copolymerization with Action Initiators of Propylene Oxide and Maleic Anhydride Using Mg Catalyst," filed May 3, 2017, "3D printing for improved bioactivity U.S. Provisional Patent Serial No. 62 / 500,777 entitled Post-functionalized polymer scaffold, "Functionalized poly (propylene fumarate) polymer filed May 22, 2017 and method for manufacturing same" United States Provisional Patent Application Serial No. 62 / 509,340, titled "Synthesis and Characterization of Well-Defined Poly (propylene Fumarate) and Poly (ethylene Glycol) Block Copolymers," filed August 7, 2017 US Provisional Patent Serial Number 62/5 No. 41,889, US Provisional Patent Serial No. 62 / 561,722 entitled "Mg Catalyzed Production of Poly (propylene Fumarate) in Hexane," filed September 22, 2017, and February 2, 2018 Claims the benefit of the US patent application entitled "Functionalized poly (propylene fumarate) polymers prepared by ring-opening polymerization using magnesium catalyst" filed by the applicant with the present application, all of which are incorporated herein in their entirety. This is incorporated by reference.

공동 연구 계약에 관한 단체명Group name about joint research contract

본 출원은 오하이오주 아크론(Akron) 소재의 아크론 대학과 오하이오주 아크론 소재의 21st Century Medical Technologies, Inc. 사이의 공동 연구 계약에 속한다.This application is based on Akron University, Akron, Ohio and 21st Century Medical Technologies, Inc., Akron, Ohio. Belongs to the joint research agreement between.

발명의 분야Field of invention

본 발명의 하나 이상의 구현예는 신규한 블록 공중합체(block copolymer) 및, 다양한 폴리(락톤) 및 폴리(프로필렌 푸마레이트) (PPF) 중합체를 합성하기 위한 방법에 관한 것이다. 특정 구현예에서, 본 발명은 잘-정의된 생분해가능한 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체 및 이를 제조하고 작용화하기 위한 확장가능한 방법에 관한 것이다.One or more embodiments of the present invention relate to novel block copolymers and methods for synthesizing various poly (lactone) and poly (propylene fumarate) (PPF) polymers. In certain embodiments, the present invention relates to well-defined biodegradable poly (lactone- b -propylene fumarate) polymers and scalable methods for making and functionalizing them.

발명의 배경Background of invention

지방족 폴리에스테르는 이들의 손쉬운 가수분해성 분해, 생체적합성, 및 재생가능한 근본적인 전구체의 결과로서 석유계 제품 및 생의학 장치용의 전문화된 물질에 대한 지속가능한 대체제용으로 집중적으로 연구되어 온 유일한 부류의 물질이다. 지방족 폴리에스테르를 수득하기 위한 가장 일반적인 합성 방법들 중 하나는 락톤의 개환 중합(ROP)이며, 이는 분자량, 분자량 분포의 손쉬운 조절을 제공하며, 소-분자 부산물(small-molecule byproduct)이 생산되지 않는다는 점에서 경제적인 원자이다. 그러나, 락톤 단량체 계열내 제한된 작용적 다양성 및 중합 후 변형에 대해 거의 없는 선택사항은 포장 및 수동적인 생체의학 장치에서 적은 예에 대한 상업적 사용으로 제한되어 왔다. 지난 수년 동안 실질적인 관심을 끌어온 지방족 폴리에스테르에 대한 대안적 쇄-성장 경로는 에폭사이드 및 무수물의 개환 공중합이다. 2개의 명백한 단량체 종의 도입은 락톤의 ROP에 의해 접근 불가능한 특성 및 기능성의 조율을 허용하였다.Aliphatic polyesters are the only class of materials that have been intensively studied as sustainable replacements for specialized materials for petroleum products and biomedical devices as a result of their easy hydrolytic decomposition, biocompatibility, and renewable precursors. . One of the most common synthetic methods for obtaining aliphatic polyesters is ring-opening polymerization (ROP) of lactones, which provides easy control of molecular weight and molecular weight distribution, and that small-molecule byproducts are not produced. It is an economical atom in that respect. However, limited functional diversity in the lactone monomer family and few options for post-polymerization modifications have been limited to commercial use for small examples in packaging and passive biomedical devices. An alternative chain-growth route to aliphatic polyesters that has attracted substantial interest in the past few years is the ring-opening copolymerization of epoxides and anhydrides. The introduction of two distinct monomeric species allowed tuning of properties and functionality not accessible by ROP of lactones.

접근가능한 중합체 및 이들의 관련 특성의 범위를 추가로 확장시키기 위하여, 지방족 테르폴리에스테르의 합성이 최근에 특히 관심을 이끌고 있다. 혼합된 단량체 공급물의 사용은 중합체 특성의 범위를 확장시킬 잠재능을 가지지만, 이는 또한 순서 선택성(sequence selectivity)에 대한 필요성을 도입한다. 특히, 폴리에스테르의 블록 공중합체는 의약, 나노기술, 석판 인쇄술, 포토닉스(photonics), 및 전자공학에서의 적용이 발견되었다. 실증적 반응성 비를 기준으로 한 다수의 1-포트(one-pot) ROP 시스템을 이용하여 락톤으로부터 블록 공중합체를 생산하여 왔으며, 역학적 제어에 의존한 몇가지 1-포트 개환 공중합(ROCOP) 시스템이 특히, 에폭사이드, 무수물, 및 카보네이트를 사용하여 블록 순서(sequencing)를 수득하기 위해 보고되어 왔다. 블록 공폴리에스테르를 생산하는 다른 방법은 ROP 및 ROCOP를 연결하는 것을 포함하며, 당해 기술은 전형적으로 순차적인 첨가 및 나란한 촉매작용(tandem catalysis)에 의존한다. 예를 들면, 금속 살렌 촉매(metal Salen catalyst)가 1-포트 공정에서 물 및 락타이드 ROP에 대한 오가노-촉매의 첨가에 의한 쇄 전달 전에 CO2를 사용하여 에폭사이드의 ROCOP를 위해 사용되어 왔다(참고: 예컨대, Wu, G-P,; Darensbourg, D. J.; Mechanistic Insights into Water-Mediated Tandem Catalysis of Metal-Coordination CO2/Epoxide copolymerization and Organocatalytic Ring-Opening Polymerization: One-Pot, Two Steps, and Three Catalysis Cycles for Triblock Copolymers Synthesis. Macromolecules, 2016, 49 (3), pp 807-814, 이의 개시내용은 본원에 이의 전문이 참고로 포함된다). 그러나, 2회의 명백한 중합 주기를 연결시켜 수득된 화학적 복잡성에도 불구하고, 2개의 별개의 촉매의 필요성은 비용을 증가시키므로 산업적 실행가능성을 제한한다.To further extend the range of accessible polymers and their related properties, the synthesis of aliphatic terpolyesters has been of particular interest in recent years. The use of mixed monomer feeds has the potential to expand the range of polymer properties, but it also introduces the need for sequence selectivity. In particular, block copolymers of polyesters have been found to be applied in medicine, nanotechnology, lithography, photonics, and electronics. Block copolymers have been produced from lactones using a number of one-pot ROP systems based on empirical reactivity ratios, and several 1-port ring-opening copolymerization (ROCOP) systems that rely on mechanical control, in particular, It has been reported to obtain block sequencing using epoxides, anhydrides, and carbonates. Other methods of producing block copolyesters include linking ROP and ROCOP, and the technology typically relies on sequential addition and tandem catalysis. For example, metal salen catalysts have been used for ROCOP of epoxides using CO 2 before chain transfer by addition of organo-catalysts to water and lactide ROP in a 1-port process. (See, e.g. Wu, GP ,; Darensbourg, DJ; Mechanistic Insights into Water-Mediated Tandem Catalysis of Metal-Coordination CO 2 / Epoxide copolymerization and Organocatalytic Ring-Opening Polymerization: One-Pot, Two Steps, and Three Catalysis Cycles for Triblock Copolymers Synthesis. Macromolecules, 2016, 49 (3), pp 807-814, the disclosure thereof is incorporated by reference its entirety herein). However, despite the chemical complexity obtained by linking two distinct polymerization cycles, the need for two separate catalysts increases the cost and limits industrial viability.

이에 촛점을 맞추어, "스위치(switch)" 촉매 시도가 개발되어 ROP 및 ROCOP가 균질한, 디-아연 촉매(di-zinc catalyst)를 사용한 1-포트 시스템에서 조합되는 순서 정의된 블록 공중합체를 생산하였다. 표준 삼원공중합과는 달리, 이들 "스위치" 방법은 단일 촉매를 사용한 명백한 중합 주기 사이의 기계적 스위치(mechanistic switch)를 포함한다. 당해 방법을 사용하여, 교호하는 폴리카보네이트 블록 및 락톤 단독중합체 블록으로 구성된 중합체가 사이클로헥산 옥사이드(CHO), ε-카프롤락톤(εCL), 및 CO2의 혼합물부터 생산되었다. 이후로, 순서 정의된 블록 공중합체의 작은 라이브러리(library)가 에폭사이드, 무수물, 및 락톤 단량체와 CO2의 수개의 상이한 조합을 사용하여 개발되었으며, 당해 방법은 에폭사이드 및 무수물의 공중합으로부터 폴리에스테르를 함유하는 보다 고 차원의 블록 공중합체의 유일한 예를 생산하기 위해 사용되어 왔다. "스위치" 촉매 시스템의 다른 예가 최근에 보고되었는데, 여기서 블록 공중합체는 β-디이미네이트 리간드에 의해 배위된 디-아연 촉매를 사용하여 CHO, CO2, 및 β-부티롤락톤(βBL)의 혼합물로부터 합성되었다. 이들 시스템에서, CHO 및 CO2의 선택적인 ROCOP는 βBL의 ROP 전에 일어나지만, 순서는 매우 높은 CO2 압력(40 atm)에 의존하였으며, 보다 낮은 압력에서 무작위 혼입이 일어났다. 그러나, 비 "스위치" 시스템이 부가적인 제작 및 재생 기계에서의 적용으로 폴리에스테르의 생산을 위해 성공적으로 개발되었다.Focusing on this, "switch" catalyst trials have been developed to produce ordered block copolymers that are combined in a 1-port system using a di-zinc catalyst with a homogeneous ROP and ROCOP. Did. Unlike standard ternary copolymerization, these “switch” methods involve a mechanical switch between the apparent polymerization cycles using a single catalyst. Using this method, a polymer composed of alternating polycarbonate blocks and lactone homopolymer blocks was produced from a mixture of cyclohexane oxide (CHO), ε -caprolactone ( ε CL), and CO 2 . Subsequently, a small library of order-defined block copolymers was developed using several different combinations of epoxide, anhydride, and lactone monomers with CO 2 , the method being a polyester from the copolymerization of epoxide and anhydride. It has been used to produce unique examples of higher dimensional block copolymers containing. Another example of a “switch” catalyst system has been reported recently, where the block copolymer of CHO, CO 2 , and β-butyrolactone (βBL) using a di-zinc catalyst coordinated by a β-diiminate ligand. It was synthesized from the mixture. In these systems, selective ROCOP of CHO and CO 2 occurs prior to ROP of βBL, but the order is dependent on very high CO 2 pressure (40 atm) and random incorporation occurs at lower pressure. However, non- "switch" systems have been successfully developed for the production of polyesters in applications in additional manufacturing and recycling machines.

부가적인 제작 기술에 있어서의 진전은 환자 특이적인 스캐폴드 및 장치의 개발을 가능하도록 한다. 그러나, 이러한 진전은 특수 적용의 화학적, 기계적 및 생물학적 요건을 충족시키는 인쇄가능한 물질의 이용가능성에 크게 의존할 것이다. 3D 프린팅으로 보다 흔히 알려진, 부가적인 제작의 다양한 형태가 문헌에서 입증되었다. 융합된 침적 모델링(Fused deposition modelling: FDM)은 폴리(우레탄)(PU), 폴리(l-락트산)(PLLA) 또는 폴리(에스테르 우레아)(PEU)와 같은 압출 성형 고체 필라멘트의 자기 조립 방법(layer-by-layer method)이다. 중합체성 수지는 또한 연속적인 디지탈 광 프로세싱(cDLP)을 사용하여 인쇄할 수 있으며, 여기서 특정 영역내 광-가교결합은 고 해상도 스테레오리쏘그래피(high resolution stereolithography)를 통해 달성된다. cDLP와 같은, 스테레오리쏘그래피 방법은 사용된 물질보다는 프린터의 광원에 의해 제한되는 것들과 같은, FDM 기술과 비교하여 훨씬 더 높은 해상도를 나타내는 것으로 입증되었다. 이는 3D 스캐폴드가 생리학적 상태와 조화하도록 조절될 수 있는 조절된 다공성으로 프린트되도록 할 수 있다. 잉크젯 방법이 또한 3D 프린팅에서 입증되었으며 분말 또는 수지와 함께 사용될 수 있다.Advances in additional fabrication techniques enable the development of patient-specific scaffolds and devices. However, this progress will depend heavily on the availability of printable materials that meet the chemical, mechanical and biological requirements of special applications. Various forms of additional fabrication, more commonly known as 3D printing, have been demonstrated in the literature. Fused deposition modeling (FDM) is a self-assembly method of extruded solid filaments such as poly (urethane) (PU), poly ( l -lactic acid) (PLLA) or poly (ester urea) (PEU) layer -by-layer method). The polymeric resin can also be printed using continuous digital light processing (cDLP), where photo-crosslinking in a specific region is achieved through high resolution stereolithography. Stereolithography methods, such as cDLP, have been demonstrated to exhibit much higher resolution compared to FDM technology, such as those restricted by the light source of the printer rather than the materials used. This allows the 3D scaffold to be printed with controlled porosity that can be adjusted to match the physiological state. Inkjet methods have also been demonstrated in 3D printing and can be used with powders or resins.

그러나, 환자 특이적인 장치는 용이하게 기능적으로 될 수 있고 기계적 및 분해 특성 둘 다를 위해 광범위하게 조율될 수 있는 고도로 구체화된 중합체를 필요로 할 것이다. 폴리(ε-카프로락톤) (PCL), 폴리(l-락트산)(PLLA), 및 폴리(프로필렌 푸마레이트)(PPF)와 같은 폴리에스테르 모두가 조직 가공 스케폴드로서 시험되었지만, 각각은 이들을 재생 기계용으로 광범위하게 사용할 수 있기 전에 열적, 기계적, 유동학적, 및 분해 특성의 조율을 필요로 한다. 더욱이, 생물학적 시스템과 상용성인 3D 스캐폴드를 생산하는데 사용되기 위해서는, 중합체가 무독성이고, 거부없이 이식될 수 있어야 하며 분해시 완전히 재흡수될 수 있어야 한다. 처음 2개의 기준은 다수의 중합체 시스템에서 달성되지만, 또한 생체재흡수가능한(bioresorbable) 비교적 아주 적은 예들이 존재한다: 폴리락타이드, 폴리(ε-카프로락톤) (PCL) 및 폴리(프로필렌 푸마레이트)(PPF).However, patient-specific devices will require highly specified polymers that can be easily functionalized and widely tuned for both mechanical and decomposition properties. Polyesters such as poly ( ε -caprolactone) (PCL), poly ( l -lactic acid) (PLLA), and poly (propylene fumarate) (PPF) have all been tested as tissue processing scaffolds, but each of them is recycled It requires the tuning of thermal, mechanical, rheological, and decomposition properties before it can be used extensively for applications. Moreover, in order to be used to produce 3D scaffolds that are compatible with biological systems, the polymer must be non-toxic, implantable without rejection and fully resorbable upon degradation. The first two criteria are achieved in a number of polymer systems, but there are also relatively few bioresorbable examples: polylactide, poly ( ε -caprolactone) (PCL) and poly (propylene fumarate). (PPF).

이들 예 각각은 폴리에스테르이므로, 생체내(in vivo)에서 효소적으로 또는 가수분해를 통해 분해될 수 있다. 그러나, PLLA의 신속한 분해의 결과로서, 주변 조직의 산독증 및 염증이 일반적으로 관찰된다. 역으로, 사람 체내에서 PCL의 느린 분해는 조직 복구, 특히 혈관 조직의 재생성과 관련하여 이의 사용을 제한한다. 또한, PLLA 및 PCL 둘 다를 FDM을 통해 압출하여 시험관내(in vitro) 분해될 수 있는 3D 스캐폴드를 생산할 수 있지만, 이들 물질은 단지 중간의 기계적 및 인장 특성을 나타내며, 당해 물질 속의 결함의 대부분은 침착된 층들 사이의 계면에서 관찰된다. 그리고, FDM에서 압출 노즐의 달성가능한 너비의 결과로서, 이들 중합체를 사용하여 제조된 3D 프린팅된 스캐폴드의 해상도는 제한된다.Since each of these examples is a polyester, it can be degraded in vivo enzymatically or through hydrolysis. However, as a result of the rapid degradation of PLLA, acidosis and inflammation of surrounding tissues are generally observed. Conversely, slow degradation of PCL in the human body limits its use in relation to tissue repair, particularly regeneration of vascular tissue. In addition, both PLLA and PCL can be extruded through FDM to produce 3D scaffolds that can be degraded in vitro , but these materials exhibit only moderate mechanical and tensile properties, and most of the defects in the material It is observed at the interface between the deposited layers. And, as a result of the achievable width of the extrusion nozzle in FDM, the resolution of 3D printed scaffolds made using these polymers is limited.

PPF는 PPF 시스-알켄 이성체 폴리(프로필렌 말레이트)(PPM)을 생산하는 것으로 이미 보고된 프로필렌 옥사이드(PO) 및 말레산 무수물(MAn)의 개환 (공)중합(ROCOP)에 의해 형성될 수 있는 불포화된 폴리에스테르이며, 이는 낮은(60℃) 온도에서 약산을 사용하여 PPF로 전환시킬 수 있다. 유리하게는, ROCOP는 단량체(들) 대 알코올 개시제의 비의 다양성을 통해 분자량 분포 및 말단 그룹 충실성(fidelity)에 대하여 고도의 제어를 허용한다. 접촉 세포독성 검정 및 세포 배양 결과를 포함하는, ROP를 통한 PPF 합성의 최근 연구는 ROP에 의해 생산된 PPF 중합체가 무독성이며 세포가 이의 박 필름(thin film) 상에 부착되어 잘 증식함이 입증되었다.PPF can be formed by ring-opening (co) polymerization (ROCOP) of propylene oxide (PO) and maleic anhydride (MAn), which have been reported to produce PPF cis -alkene isomer poly (propylene maleate) (PPM). It is an unsaturated polyester, which can be converted to PPF using a weak acid at low (60 ° C) temperature. Advantageously, ROCOP allows a high degree of control over molecular weight distribution and terminal group fidelity through the diversity of ratios of monomer (s) to alcohol initiator. A recent study of PPF synthesis via ROP, including contact cytotoxicity assays and cell culture results, demonstrated that the PPF polymer produced by ROP is non-toxic and cells adhere to its thin film and proliferate well. .

또한, PPF는 생체내에서 분해되어 푸마르산 및 프로필렌 글리콜을 형성하며, 이는 자연적으로 배출되어, PLLA를 사용하여 규칙적으로 관찰된 주변 조직 부위의 산독증 및 염증을 유발하지 않는다. PPF는 혈관 스텐트(stent), 신경 이식, 연골, 약물 방출 비히클(vehicle), 혈관 공학, 및 골 조직 공학과 같은 다양한 의학적 적용을 위해 사용되어 왔다. 중합체 골격 내에서 불포화된 알켈의 결과로서, 물질의 기계적 특성을 강화시켜 통상의 PLLA 및 PCL에서 관찰된 것들보다 더 우수한 조율가능한 기계적 특성을 제공하기 위해 분자간 가교결합이 달성될 수 있다.In addition, PPF decomposes in vivo to form fumaric acid and propylene glycol, which is naturally released, and does not cause acidosis and inflammation of surrounding tissue sites that are regularly observed using PLLA. PPF has been used for a variety of medical applications such as vascular stents, neurotransplantation, cartilage, drug release vehicles, vascular engineering, and bone tissue engineering. As a result of the unsaturated alkels in the polymer backbone, intermolecular crosslinking can be achieved to enhance the mechanical properties of the material to provide better tunable mechanical properties than those observed in conventional PLLA and PCL.

통상의 PPF 중합체는 실온에서 액체가 아니며 이들을 용매 및 가교결합제 둘 다로서 작용하는 반응성 희석액 디에틸 푸마레이트(DEF) 내로 용해시킴으로써 프린트가능한 PPF 수지로 형성되어 왔다. 이들 수지는 골(bone)과 비교가능한 압출율(compressive modulus)을 지닌 3D 스캐폴드를 생산할 수 있는 것으로 연구되고 입증되었다. 이들 시스템에서 PPF 중합체의 사용에 대한 주요 단점은 어떠한 과량의 DEF(즉, 어떠한 DEF도 PPF 중합체 쇄를 실제로 가교결합시키지 않는다)도 프린트된 구조가 생물학적 시스템에서 사용될 수 있기 전에 제거되어야 한다는 것이다.Conventional PPF polymers have not been liquid at room temperature and have been formed into printable PPF resins by dissolving them into reactive diluent diethyl fumarate (DEF), which acts as both a solvent and a crosslinking agent. These resins have been researched and proven to be capable of producing 3D scaffolds with compressive modulus comparable to bone. The main drawback to the use of PPF polymer in these systems is that any excess DEF (ie, no DEF actually crosslinks the PPF polymer chain) must be removed before the printed structure can be used in biological systems.

따라서, 당해 분야에서 필요로 하는 것은 사이클릭 에스테르의 ROP를 촉매하는 것으로부터 말레산 무수물(MAn) 및 프로필렌 옥사이드(PO)의 ROCOP를 촉매하는 것까지 "스위치"함으로써 부가적인 제작 및 환자 특이적인 재생 의약에서 적용하기 위한 용매가 거의 필요없고 선행 기술의 시스템의 한계를 피하는 보다 낮은 점도의 PPF계 블록 공중합체를 생산할 수 있는 촉매를 이용하는 1-포트, 확장가능한 개환 대량 주문 공중합(one-pot, scalable ring-opening block-order copolymerization: ROBOCOP)이다.Thus, what is needed in the art is additional fabrication and patient specific regeneration by "switching" from catalyzing the ROP of cyclic esters to catalyzing ROCOP of maleic anhydride (MAn) and propylene oxide (PO). One-port, scalable, open-open bulk order copolymerization using a catalyst capable of producing lower viscosity PPF-based block copolymers that require little solvent for application in medicine and avoid the limitations of prior art systems ring-opening block-order copolymerization (ROBOCOP).

발명의 요약Summary of the invention

하나 이상의 구현예에서, 본 발명은 마그네슘 2,6--3급-부틸-4-메틸페녹사이드(Mg(BHT)2(THF)2)를 이용하여 사이클릭 에스테르의 ROP로부터 말레산 무수물(MAn)과 프로필렌 옥사이드(PO)의 ROCOP까지 "스위치"시킴으로써 부가적인 제작 및 환자 특이적인 재생 의약에 적용하기 위한 PPF계 블록 공중합체를 생산하는 신규한 1-포트, 확장가능한 개환 대량주문 공중합(ROBOCOP) 기술을 사용하여 형성된 잘 정의된 생체분해가능한 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체를 제공한다. 이들 블록 공중합체는 완전히 재흡수 가능하며 PPF 계 물질은 이들이 3D 프린팅을 포함하는, 다수의 적용에서 가교결합된 광화학물질일 수 있다는 점에서 유일하다. 특이한 락톤 블록의 유형 및 조성은 특정 적용을 위한 물리적, 화학적 및 분해 특성을 조율하는 능력을 부여한다. 특히, 락톤 블록을 PPF 중합체에 첨가함으로써, 작업 온도에서 수득되는 블록 공중합체의 점도가 정밀하게 조절될 수 있으며 프린트가능한 수지를 형성하는데 사용된, 용매 및 가교결합제 둘 다로서 작용하는, 반응성 희석액 디에틸 푸마레이트(DEF)의 양이 감소될 수 있고 일부 경우에 제거될 수 있다.In one or more embodiments, the present invention provides maleic anhydride from ROP of cyclic esters using magnesium 2,6- di - tert -butyl-4-methylphenoxide (Mg (BHT) 2 (THF) 2 ). MAn) and a novel 1-port, expandable ring-opening bulk order copolymerization (ROBOCOP) that produces PPF-based block copolymers for application to additional manufacturing and patient-specific regenerative medicines by "switching" to ROCOP of propylene oxide (PO). ) Technology to provide a well-defined biodegradable poly (lactone- b -propylene fumarate) polymer. These block copolymers are completely resorbable and PPF based materials are unique in that they can be crosslinked photochemicals in many applications, including 3D printing. The unique type and composition of lactone blocks confers the ability to tune physical, chemical and decomposition properties for specific applications. In particular, by adding a lactone block to the PPF polymer, the viscosity of the block copolymer obtained at working temperature can be precisely controlled and used as a solvent and a crosslinking agent used to form a printable resin, a reactive diluent di. The amount of ethyl fumarate (DEF) can be reduced and can be removed in some cases.

제1 국면에서, 본 발명은 폴리(락톤) 분절(segment) 및 폴리(프로필렌 푸마레이트) 분절을 포함하는 블록 공중합체에 관한 것이다. 하나 이상의 이들 구현예에서, 폴리(락톤) 분절은 δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤(멘티드), 2,5-옥세판디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, 알킬-치환된 락톤, γ-메틸-ε-카프로락톤, ε-헵타락톤, ε-데카락톤 마크로락톤, ω-펜타데카락톤(PDL), 작용성 락톤, θ-프로파길-ε-노나락톤 (θpεNL), α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL), 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 락톤의 잔기를 포함한다.In a first aspect, the present invention relates to block copolymers comprising poly (lactone) segments and poly (propylene fumarate) segments. In one or more of these embodiments, the poly (lactone) segment is δ-valerolactone, ε-caprolactone, α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl -ε-caprolactone (mented), 2,5-oxepandione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxephanone (dihydrocarbide), 7- (pro P-2-ynyl) oxepan-2-one, alkyl-substituted lactone, γ -methyl- ε -caprolactone, ε -heptalactone, ε -decalactone macrolactone, ω-pentadecaractone (PDL), functional lactone, θ- propargyl - ε - no hell tone (θp ε NL), α - propargyl - ε - caprolactone (CL ε α p), and includes a residue of a lactone selected from the group consisting of a combination thereof do.

하나 이상의 구현에에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤지오사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차(tertiary) 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 작용성 말단 그룹을 추가로 포함하는 본 발명의 제1 국면의 상기 참조된 구현예들 중 어떠한 하나 이상을 포함한다.In one or more embodiments, the block co-polymers of the invention are benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenziocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, 3 Any one or more of the above-referenced embodiments of the first aspect of the present invention further comprising a functional end group selected from the group consisting of tertiary halogen groups and poly (ethylene glycol) groups, and combinations thereof. do.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서, 폴리(프로필렌 푸마레이트) 분절은 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 폴리(락톤) 분절은 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함한다.In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention include any one or more of the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention, wherein the poly (propylene fumarate) segment is from about 0.1 mole percent to about 99 Mole percent terminal functionalized block co-polymer. In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention include any one or more of the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention, wherein the poly (lactone) segment is from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent. Block functionalized block co-polymers.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 양성자 NMR에 의해 측정된 것으로서 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 GPC로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명은 블록 공-중합체는 약 1.1 내지 약 2.3의 다분산 지수(Ð m )를 갖는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예 중 어느 하나 이상을 포함한다.In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention are the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa as measured by proton NMR. Any one or more of these. In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention are among the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa as measured by GPC. It includes any one or more. In one or more embodiments, the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention, wherein the block co-polymer has a polydispersity index ( Ð m ) from about 1.1 to about 2.3.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 하기 식을 갖는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예 중 어느 하나 이상을 포함한다:In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention include any one or more of the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention having the formula:

Figure pct00001
Figure pct00001

상기식에서, In the above formula,

n은 약 1 내지 약 500의 정수이고; m은 약 1 내지 약 500의 정수이며; x는 약 1 내지 약 20의 정수이고; R은 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹, 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 말단 작용성 그룹이고; R1은 수소 원자, 프로파르길 그룹, 또는 C1-C10 알킬 그룹이며; R2는 수소 원자, 메틸 그룹, 부틸 그룹, 프로파르길 그룹 또는 C1-C10 알킬 그룹이다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 다음 식을 갖는 본 발명의 제1 국면의 상기 언급된 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함한다:n is an integer from about 1 to about 500; m is an integer from about 1 to about 500; x is an integer from about 1 to about 20; R is a benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group, poly (ethylene glycol) group, and A terminal functional group selected from the group consisting of combinations thereof; R 1 is a hydrogen atom, a propargyl group, or a C 1 -C 10 alkyl group; R 2 is a hydrogen atom, a methyl group, a butyl group, a propargyl group or a C 1 -C 10 alkyl group. In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention include any one or more of the above-mentioned embodiments of the first aspect of the present invention having the formula:

Figure pct00002
,
Figure pct00003
,
Figure pct00004
,
Figure pct00005
,
Figure pct00006
또는
Figure pct00007
Figure pct00002
,
Figure pct00003
,
Figure pct00004
,
Figure pct00005
,
Figure pct00006
or
Figure pct00007

상기식에서, In the above formula,

n은 약 1 내지 약 500의 정수이고; m은 약 1 내지 약 의 정수이며; k는 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 말단 작용성 그룹(end functional group)이다.n is an integer from about 1 to about 500; m is an integer from about 1 to about; k is an integer from about 1 to about 500; R is an end functional group.

제2 국면에서, 본 발명은 폴리(락톤), 말레산 무수물, 및 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함하는 블록 공-중합체에 관한 것이다. 이들 구현예들 중 하나 이상에서, 폴리(락톤)은 말단 작용화된 폴리(락톤)이다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 본 발명의 제2 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 상기 말단 작용화된 폴리(락톤)은 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 말단 작용성 그룹을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 본 발명의 제2 국면의 상기 언급된 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 폴리(락톤)은 δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤(멘티드), 2,5-옥세파네디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, 알킬-치환된 락톤, γ-메틸-ε-카프로락톤, ε-헵타락톤, ε-데카락톤 마크로락톤, ω-펜타데카락톤(PDL), 작용성 락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(θpεNL), α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL), 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.In a second aspect, the present invention relates to a block co-polymer comprising a reaction product of poly (lactone), maleic anhydride, and propylene oxide. In one or more of these embodiments, the poly (lactone) is a terminal functionalized poly (lactone). In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention include any one or more of the above-mentioned embodiments of the second aspect of the present invention, wherein the terminal functionalized poly (lactone) is a benzyl group, an alkyne Group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group and poly (ethylene glycol) group, and combinations thereof Selected terminal functional groups. In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention include any one or more of the above-mentioned embodiments of the second aspect of the present invention, wherein the poly (lactone) is δ-valerolactone, ε-capro. Lactone, α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl-ε-caprolactone (mented), 2,5-oxepanedione (OPD), 7 -Methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxepanone (dihydrocarbide), 7- (prop-2-ynyl) oxepan-2-one, alkyl-substituted lactone, γ -methyl - ε - caprolactone, ε - heptyl fallen tone, ε - deca-lactone macro lactone, ω- penta deca-lactone (PDL), functional lactone, θ- propargyl - ε - no hell tone θp NL), α -Propargyl- ε -caprolactone ( α p ε CL), and combinations thereof.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 말단 작용화된 폴리(락톤)의 잔기를 포함하는 본 발명의 제2 국면의 상기 언급한 구현예 중 어느 한 이상을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 NMR로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 본 발명의 제2 국면의 상기 언급한 구현예 중 어느 하나 이상을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 GPC로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 100 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 본 발명의 제2 국면의 상기 언급한 구현예중 어느 하나 이상을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 약 1.1 내지 약 2.3의 다분산성 지수(Ð m )를 갖는 본 발명의 제2 국면의 상기 언급한 구현예중 어느 하나 이상을 포함한다.In one or more embodiments, the block co-polymer of the present invention comprises from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent of the terminally functionalized poly (lactone) residue of the above-mentioned embodiment of the second aspect of the invention. It includes any one or more. In one or more embodiments, the block co-polymers of the invention have any of the above-mentioned embodiments of the second aspect of the invention having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa, as measured by NMR. It contains one or more. In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention are any of the above-mentioned embodiments of the second aspect of the present invention having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 100 kDa as measured by GPC. Includes above. In one or more embodiments, the block co-polymers of the present invention comprise any one or more of the above-mentioned embodiments of the second aspect of the present invention having a polydispersity index ( Ð m ) of about 1.1 to about 2.3.

제3 국면에서, 본 발명은 개시 알코올을 제조하는 단계; 개시 알코올, 마그네슘 촉매, 및 락톤을 적합한 반응 용기 속에서 배합하는 단계; 반응 용기의 내용물을 적합한 용매로 용해시키는 단계; 밀봉한 후 용액을 가열하여 개시 알코올에 의해 개시된 락톤의 개환 중합을 유발하거나 유지시킴으로써, 폴리(락톤) 중합체를 형성시키는 단계; 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드를 적합한 용매 속에 용해하고 이들을 반응 용기에 가하는 단계; 용액을 가열하여 폴리(락톤) 분절 및 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절을 포함하는 블록 공-중합체를 형성시키는 단계; 및 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절을 이성체화시켜 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체를 형성시키는 단계를 포함하는 상술된 블록 공-중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이들 구현예들 중 하나 이상에서, 개시 알코올은 벤질 알코올, 프로파르길 알코올, 알릴 알코올, 4-디벤질사이클로옥티놀, 4-하이드록시부탄-2-온, 3-하이드룩시프로판-2-온, 5-하이드록시펜탄-2-온, 6-하이드록시헥산-2-온, 6-하디드록시헥산-2-온, 7-하이드록시헵탄-2-온, 8-하이드록시옥탄-2-온, 5-노르보르넨-2-올, PEG 디올, α-브로모이소부티릴 4-메탄올 벤질메타노에이트, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.In a third aspect, the present invention provides a method for preparing a starting alcohol; Combining the starting alcohol, magnesium catalyst, and lactone in a suitable reaction vessel; Dissolving the contents of the reaction vessel with a suitable solvent; Heating the solution after sealing to induce or maintain ring-opening polymerization of the lactone initiated by the starting alcohol, thereby forming a poly (lactone) polymer; Dissolving maleic anhydride and propylene oxide in a suitable solvent and adding them to the reaction vessel; Heating the solution to form a block co-polymer comprising poly (lactone) segments and poly (propylene maleate) segments; And isomerizing the poly (propylene maleate) segment to form a poly (lactone-b-propylene fumarate) polymer. In one or more of these embodiments, the starting alcohol is benzyl alcohol, propargyl alcohol, allyl alcohol, 4-dibenzylcyclooctinol, 4-hydroxybutan-2-one, 3-hydroxypropane-2- ON, 5-hydroxypentan-2-one, 6-hydroxyhexan-2-one, 6-hardidoxyhexan-2-one, 7-hydroxyheptan-2-one, 8-hydroxyoctan-2- On, 5-norbornene-2-ol, PEG diol, α-bromoisobutyryl 4-methanol benzylmethanoate, and combinations thereof.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급된 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 개시 알코올은 말단 작용화되고, 형성된 폴리(락톤) 중합체는 말단 작용화된 락톤 중합체이며, 폴리(락톤) 분절 및 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절을 포함하는 블록 공-중합체는 말단 작용화되고 생산된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체는 말단 작용화된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체이다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하고, 여기서 말단 작용화된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체는 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 말단 작용성 그룹을 포함한다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 락톤은 δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤 (멘티드), 2,5-옥세판디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, 알킬-치환된 락톤, γ-메틸-ε-카프로락톤, ε-헵타락톤, ε-데카락톤 마크로락톤, ω-펜타데카락톤(PDL), 작용성 락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(θpεNL), α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL), 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the starting alcohol is end functionalized, and the formed poly The (lactone) polymer is a terminal functionalized lactone polymer, and a block co-polymer comprising poly (lactone) fragments and poly (propylene maleate) fragments is terminal functionalized and produced poly (lactone-b-propylene fumarate) The polymer is a terminal functionalized poly (lactone-b-propylene fumarate) polymer. In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the terminal functionalized poly (lactone-b- Propylene fumarate) polymers include benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group and poly (ethylene glycol) ) Groups and combinations thereof. In one or more embodiments, the method of making a block co-polymer of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the lactone is δ-valerolactone, ε- Caprolactone, α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl-ε-caprolactone (mented), 2,5-oxepandione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxepanone (dihydrocarbide), 7- (prop-2-ynyl) oxepan-2-one, alkyl-substituted lactone, γ- Methyl- ε -caprolactone, ε -heptalactone, ε -decaractone macrolactone, ω-pentadecaractone (PDL), functional lactone, θ-propargyl- ε -nonaractone (θp ε NL), α -propargyl- ε -caprolactone ( α p ε CL), and combinations thereof.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 마그네슘 촉매는 Mg(BHT)2(THF)2이다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 용액 속의 락톤의 농도는 약 0.5M 내지 약 10M이다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 용액 속의 말레산 무수물과 프로필렌 옥사이드의 총 농도는 약 0.5M 내지 약 10M이다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 락톤 용액은 약 40℃ 내지 약 100℃의 온도로 가열된다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 이의 락톤 용액은 약 1 시간 내지 약 96 시간 동안 가열된다.In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the magnesium catalyst is Mg (BHT) 2 (THF ) 2 . In one or more embodiments, the method for preparing the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the concentration of lactone in solution is from about 0.5M to It is about 10M. In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the total of maleic anhydride and propylene oxide in solution The concentration is about 0.5M to about 10M. In one or more embodiments, the method of making a block co-polymer of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the lactone solution is from about 40 ° C to about 100 ° C. It is heated to the temperature. In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the lactone solution thereof is from about 1 hour to about 96 Heat for an hour.

하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 폴리(락톤) 중합체, 말레산 무수물, 프로필렌 옥사이드 용액은 약 40℃ 내지 약 100℃의 온도로 가열된다. 하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체를 제조하는 방법은 본 발명의 제3 국면의 상기 언급한 구현예들 중 어느 하나 이상을 포함하며, 여기서 폴리(락톤) 중합체, 말레산 무수물, 프로필렌 옥사이드 용액은 약 1 시간 내지 약 96 시간 동안 가열된다.In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the poly (lactone) polymer, maleic anhydride, The propylene oxide solution is heated to a temperature of about 40 ° C to about 100 ° C. In one or more embodiments, the method of making the block co-polymers of the present invention comprises any one or more of the above-mentioned embodiments of the third aspect of the present invention, wherein the poly (lactone) polymer, maleic anhydride, The propylene oxide solution is heated for about 1 hour to about 96 hours.

도면의 간단한 설명
본 발명의 특징 및 장점의 보다 완전한 이해를 위하여, 이제 첨부된 도면과 함께 본 발명의 상세한 설명을 참고하며 여기서:
도 1은 DP 50 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)(하단) 및 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트)(상단)(300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 2는 DP 100 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)(500 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 3은 DP 100 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 공명 피크를 나타내는 13C NMR 스펙트럼이다.
도 4는 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 확산 정렬된 NMR 분광법("DOSY" 또는 "DOSY NMR") 스펙트럼(500 MHz, 298 K, CDCl3)이다.
도 5는 [εCL]0: [MAn]0 : [PO]0 : [BnOH]0 : [Cat.]0 = 50 : 50 : 50 : 1 : 1, 총 초기 단량체 농도 = 2 M을 사용하여 톨루엔 속에서 80℃에서 수행된, 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 DP 50 폴리(ε-카프로락톤)에 대한 공중합에 대한 역학적 플롯(kinetic plot)이다.
도 6은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 SEC로 측정된, 동일한 공중합에 대한 MAn 전환이 증가하는 M nÐ M에 있어서의 증가를 나타내는 그래프이다.
도 7은 폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 8은 폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 9는 폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 10은 폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 11은 폴리(γ-메틸-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 12는 폴리(γ-메틸-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 13은 폴리(α-프로파르길-ε-카프로락-b-θ-프로파르길-ε-노나락톤-b-ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)이 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 14는 폴리(α-프로파르길-ε-카프로락-b-θ-프로파르길-ε-노나락톤-b-ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 15는 폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 16은 폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 17은 폴리(ω-펜타데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 18은 폴리(ω-펜타데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 19는 폴리(δ-발레로락톤-코-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)의 카보닐 디아드 영역의 13C NMR 스펙트럼이다.
도 20은 폴리(δ-발레로락톤-코-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 298 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼이다.
도 21은 폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 22는 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 23은 폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도 (2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 24는 폴리(γ-메틸-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 25는 폴리(α-프로파르길-ε-카프로락-b-θ-프로파르길-ε-노나락톤-b-ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 26은 폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 27은 폴리(ω-펜타데카락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50 내지 150℃)이다.
도 28은 폴리(δ-발레로락톤-코-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 DSC 온도기록도(2차 가열 곡선, -50℃ 내지 150℃)이다.
도 29는 폴리(프로필렌 말레에이트-b-ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)에 대한 1H NMR 스펙트럼이다.
도 30은 폴리(프로필렌 말레에이트-b-ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (125 MHz, CDCl3, 303 K)에 대한 13C NMR 스펙트럼이다.
도 31은 폴리(α-프로파르길-ε-카프로락-b-θ-프로파르길-ε-노나락톤-b-ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)에 대한 1H NMR 스펙트럼이다.
도 32는 폴리(α-프로파르길-ε-카프로락-b-θ-프로파르길-ε-노나락톤-b-ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다.
도 33은 α-프로파르길-ε-카프로락톤 및 θ-프로파르길-ε-노나락톤 (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 이성체 혼합물의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 34는 폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 35는 폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다.
도 36은 폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 37은 폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다..
도 38은 폴리(γ-메틸-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 39는 폴리(γ-메틸-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다.
도 40은 폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 41은 폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다..
도 42는 폴리(ω-펜타데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 43은 폴리(ω-펜타데카락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다..
도 44는 폴리(δ-발레로락톤-co-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) (300 MHz, CDCl3, 303 K)의 1H NMR 스펙트럼이다.
도 45는 폴리(δ-발레로락톤-코-ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다.
도 46은 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)에 대한 SEC 크로마토그램이다. 분자량은 폴리(스티렌) 표준물에 대해 측정하였다.
예시적인 구현예의 상세한 설명
본 발명의 하나 이상의 구현예는 3D 프린팅 및 다른 재생 의약 적용에 적합한 제한되고 예측가능한 물질 특성을 갖는 잘-정의된, 무-독성의, 재흡수성 말단 작용화된 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체(및 이들의 제조 및 사용에 대한 관련 방법)을 제공한다. 이들 블록 공중합체는 완전히 재흡수가능하고 PPF 계 물질은 이들이 3D 프린팅을 포함하는 다수의 적용에서 가교결합된 광화학물질일 수 있다는 점에서 유일하다. 특수한 락타이드 블록의 유형 및 조성은 특정 적용을 위한 물리적, 화학적 및 분해 특성을 조율하는 능력을 부여한다. 특히, 락톤 블록을 PPF 중합체에 첨가함으로써, 수득되는 블록 공중합체의 점도가 정밀하게 조절될 수 있음이 발견되었다. 더욱이, 3D 프린팅할 수 있는 수지를 제형화하는데 요구되는 DEF의 양은, PPF를 희석시키는데 DEF가 거의 요구되지 않고 락톤 블록의 존재가 보다 긴 PPF 블록을 허용하여, 가교결합에 필요한 DEF의 양을 감소시키기 때문에, 현저히 감소됨이 밝혀졌다. 특정 구현예에서, 본 발명은 잘-정의된 생체분해가능한 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체 및 이를 제조하고 작용화하는 확장가능한 방법에 관한 것이다.
다양한 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 폴리(락톤) 분절(블록) 및 폴리(프로필렌 푸마레이트) 분절(블록)을 가질 것이며, 임의로 개시 알코올을 통해 도입된 말단 작용성 그룹 및/또는 작용화된 락톤 단량체를 통해 도입된 하나 이상의 다른 작용성 그룹을 임의로 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체의 폴리(락톤) 분절(블록)은 개시 알코올로부터의 하나 이상의 락톤 단량체의 개환 중합을 통해 형성되며, 이는 후술되는 바와 같이, 말단 작용성 그룹을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 폴리(락톤) 분절(블록)은 이로부터 형성되어 개시 알콜의 잔기에 대해 한쪽 말단에 및 폴리(프로필렌 푸마레이트) 분절(블록)에 대해 다른 말단에 결합될 락톤의 잔기로 형성된 중합체 쇄를 포함할 것이다. 본원에 사용된 바와 같은, 용어 "잔기(들)"은 일반적으로 중합체 또는 다른 거대 분자내로 도입된 단량체 또는 다른 화학 단위의 부분을 말한다. 적합한 촉매를 사용하여 알코올로부터 개환 중합할 수 있는 어떠한 락톤도 사용될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, 폴리(락톤) 분절(블록)은 δ-발레로락톤(δVL), ε-카프로락톤 (εCL), α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤(멘티드), 2,5-옥세판디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, γ-메틸-ε- 카프로락톤(γmεCL)을 포함하나, 이에 한정되지 않는 알킬-치환된 락톤, ε-헵타락톤(εHL), ω-펜타데카락톤 (PDL)을 포함하나, 이에 한정되지 않는 ε-데카락톤(εDL) 마크로락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(θpεNL)을 포함하나, 이에 한정되지 않는 작용성 락톤, α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL), 및 이의 이성체 혼합물과 같은 락톤의 잔기를 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 폴리(락톤) 분절은 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 상기 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함할 것이다. 일부 구현예에서, 폴리(락톤) 분절은 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 90 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 75 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 50 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 40 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 25 몰 퍼센트, 및 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 10 몰 퍼센트의 상기 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함한다.
상기 설정된 바와 같이, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 또한 폴리(프로필렌 푸마레이트)(PPF) 분절(블록)을 포함한다. 당해 분야의 숙련가에게 익숙할 바와 같이, PPF 분절(블록)은 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 폴리(락톤) 분절(블록)의 말단으로 개환 중합체 의해 형성된 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절의 이성체화에 의해 형성되며 이들 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드 단량체의 이성체화된 잔기를 포함할 것이다. 다양한 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체의 PPF 분절은 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 상기 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함할 것이다. 일부 구현예에서, PPF 분절은 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 90 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 75 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 50 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 40 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 25 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 10 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 10 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 25 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 상기 말단 작용화된 블록 공-중합체, 다른 구현예에서, 약 50 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트, 다른 구현예에서, 약 75 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트를 포함할 것이다.
또한, 본 발명의 블록 공중합체는 적어도 하나의 락톤 분절 및 적어도 하나의 PPF 분절을 가질 것이나, 일부 다른 구현예에서, 본 발명의 블록 공중합체는 하나 이상의 락톤 블록 및/또는 하나 이상의 PPF 블록을 가질 수 있다. 또한, 하나 이상의 이들 구현예에서, 락톤 블록의 하나 이상의 유형이 동일한 블록내에서 테르몰리머(termolymer)로서 또는 별도의 락톤 블록내에서 사용될 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 단일 락톤 블록은 하나 이상의 상이한 락톤의 잔기의 혼합물을 함유할 수 있다. 이들 구현예의 일부에서, 본 발명의 블록 공중합체는 2개 이상의 락톤 또는 상이한 쇄 길이를 갖는 2개 이상의 PPF 블록을 가질 수 있다.
위에 설정된 바와 같이, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 일부 구현예에서, 생물활성 물질 또는 다른 작용성 종과 같은 바람직한 물질의 중합체에 대한 중합 후 첨가를 촉진시키는 하나 이상의 작용성 그룹을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은, 용어 "생체활성 분자(들)" 및 "생체활성 물질(들)"은 세포 작용에 영향을 미치는 물질을 언급하기 위해 상호교환적으로 사용되며 펩타이드, 탄수화물, 단백질, 올리고뉴클레오타이드 및 소 분자 약물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 작용화된 PPF 중합체에 부착될 수 있는 물질의 내용에 사용된 바와 같은, 용어 "작용성 종"은 본 발명의 작용화된 PPF 중합체에 첨가되어 첨가된 이점을 제공할 수 있고 형광성 및 다른 마커, 소 분자 염료, 및/또는 약물과 같은 것을 포함할 수 있는 생체활성 물질 이외의 물질을 지칭한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 개시 알코올을 통해 도입된 말단 작용성 그룹을 포함할 수 있다. 이들 말단 작용성 그룹은, 이들이 하기 토의된 중합 및 이성체화 반응 후 이들의 반응성 중 적어도 일부를 유지하는 것을 제외하고는 특별히 제한되지 않으며, 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 또는 이의 조합을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체의 PPF 블록은 또한 작용화된 단량체를 통해 도입된 하나 이상의 단량체 그룹을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, PPF 분절(블록)은 말레산 무수물 단량체의 이성체화된 잔기 및 이의 형성에 사용된 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체의 잔기를 포함할 것이다. 명백할 바와 같이, 말레산 무수물 단량체 및 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체가 반응하여 중합체를 형성하는 경우, 말레산 무수물 단량체 및 작용화된 프로필렌 옥사이드는 활성 측쇄를 형성하는 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체의 작용성 그룹과 함께 PPM/PPF 중합체의 골격을 형성할 것이다. 다양한 구현예에서, 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체의 잔기 상의 작용성 그룹은 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알켄 그룹, 하이드록실 그룹, 케톤 그룹, 티올 그룹, 할라이드 그룹, 니트로벤질 그룹, 또는 할라이드 그룹, 또는 니트로벤질 그룹과 같은 이러한 작용성 그룹으로 용이하게 전환될 수 있는 그룹을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 동일한 방식으로, 다른 구현예에서, 작용성 그룹은 락톤 단량체를 통해 본 발명의 블록 공중합체내로 도입될 수 있으며, 이는 추가의 작용성 그룹을 함유할 수 있거나, 이를 함유하도록 작용화될 수 있다.
본원에 사용된 것으로서, 용어 "잔기(들)"은 일반적으로 중합체 또는 거대 분자내로 혼입된 단량체 또는 다른 화학 단위의 일부를 언급하는데 사용된다. 확장시, 용어 "말레산 무수물 단량체의 잔기" 및 "작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체의 잔기"는 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체의 PPM 및 PPF 블록내로 도입된, 말레산 무수물 단량체 및 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체, 각각을 지칭하기 위해 사용된다. 용어 "말레산 무수물 단량체의 이성체화된 잔기"는 구체적으로 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체의 PPF 블록내 말레산 무수물 단량체의 잔기를 말하며, 여기서 이중 결합은 작용화된 PPF 중합체의 형성과 함께 시스 구조에서 트랜스 구조로 이성체화된다.
다양한 구현예에서, 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체의 잔기 상의 작용성 그룹은 알킬 그룹, 프로파르길 그룹, 알켄 그룹, 하이드록실 그룹, 케톤 그룹, 티올 그룹, 할라이드 그룹, 니트로벤질 그룹, 또는 할라이드 그룹 또는 니트로벤질 그룹과 같은 작용성 그룹으로 용이하게 전환될 수 있는 그룹을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 단량체 작용화 방법을 사용하는 것은 작용성 그룹이 거의 생존하지 않는 공정을 사용하는 경우에도, 단지 말단-그룹 작용화와 비교하여 이용가능한 작용성 그룹의 양을 증가시킴이 밝혀졌다. 본 발명의 PPF 중합체의 단량체는 중합체의 요구되는 기계적, 열적, 분해, 및/또는 독성 특성에 유의적으로 영향을 미치지 않음이 또한 밝혀졌다.
일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체에 첨가된 작용성 그룹은 중합체에 생체활성 화합물과 같은 요구되는 물질의 중합 후 첨가를 촉진시키기 위한 잘 공지된 "클릭(click)" 반응을 할 수 있는 그룹일 것이다. 본원에 사용된 바와 같은, 용어 "클릭 반응", "클릭 화학", "클릭 화학 방법", "클릭 화학 반응"은 다음의 예비요건을 충족시키는, "클릭" 반응으로 당해 분야에서 일반적으로 지칭되는 직교 접합 반응의 그룹을 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용된다: (i) 고 수율, 거의 정량적인 전환; (ii) 생물학적으로 양성 조건(benign condition)(수용액, 주위 온도, 및 거의 생리학적 pH); (iii) 제한되거나 존재하지 않는 부산물. 이들 반응은 전형적으로 수행하기에 단순하고, 고 효율이며, 입체특이적이고, 범주가 광범위하며, 크로마토그래피없이 제거될 수 있는 부산물만을 생성하고, 용이하게 제거가능하거나 양성인 용매 속에서 수행될 수 있다. 유사하게, 용어 "클릭가능한(clickable)"은 클릭 반응을 통해 결합할 수 있는 분자 또는 작용성 그룹을 지칭한다.
"클릭" 화학 개념은 현재 다수의 직교 반응을 나타내며, 이는 풍부하고, 선택적이고, 효율적이며 고 수율적이고, 구리(I) 촉매된 아지드-알킨 사이클로첨가(cycloaddition)(CuAAC) 반응(후이스겐 사이클로첨가 반응(Huisgen cycloaddition reactions)으로도 알려짐), 티올-엔 라디칼 첨가 반응, 옥심 연결 반응, 마이클-첨가 반응(Michael-addition reaction), 티올-미카엘-첨가 반응(thiol-Michael-addition reaction), 만니히-유형 첨가 반응(Mannich-type addition reaction), "말단-유형" 첨가 반응, 티올-엔 라디칼 첨가, 응력 증진된 아지드-알킨 사이클로첨가(SPAAC) 반응, 비-무흔적 슈타우딩거 연결(non-traceless Staudinger ligation), 무흔적 스타우딩거 연결(traceless Staudinger ligation), 디엘스-앨더 반응(Diels-Alder reaction), 헤테로 디엘스-앨더 반응(hetero Diels-Alder reaction), 역 전자 요구 디엘스-앨더 반응(inverse electron demand Diels-Alder reaction), 탄뎀(tandem) [3+2] 사이클로첨가-레트로-디엘스-앨더(cycloaddition-retro-Diels-Alder)(탐뎀 crD-A) 반응, 티올-알킨 반응, 티올-피리딜 디설파이드 반응, 티올-할로겐 연결, 천연 화학적 연결, 및 티아졸리딘 연결 반응을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 하나 이상의 구현예에서, 적합한 "클릭가능한" 모이어티(moiety)는 알킨 그룹, 알켄 그룹, 아지드 그룹, 케톤 또는 억압된 사이클로옥틴 그룹을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이들 구현예들 중 하나 이상에서, 중합체에 부착될 생체활성 또는 다른 물질은 클릭 반응을 통해 사용된 작용성 그룹을 결합시키는 것으로 알려진 모이어티로 작용화된다. 선택된 클릭가능한 모이어티 및 이의 부착 수단은 물론, 부착될 생체활성 또는 다른 물질 및 사용될 특정 클릭 반응에 의존할 것이다. 당해 분야의 통상의 기술자는 과도한 실험없이 적절한 클릭가능한 모이어티를 부착될 생체활성 또는 다른 물질에 부착할 수 있을 것이다.
하나 이상의 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 다음 식을 가질 것이다:

Figure pct00008

상기식에서,
n은 약 1 내지 약 500의 정수이고; m은 약 1 내지 약 500의 정수이며; x는 약 1 내지 약 20의 정수이고; R은 개시 알콜의 잔기를 포함하는 말단 그룹이며 바람직하게는 말단 작용성 그룹을 포함하고; R1은 수소 원자, 프로파르길 그룹, 또는 C1-C10 알킬 그룹이며; R2는 수소 원자, 메틸 그룹, 부틸 그룹, 프로파르길 그룹 또는 C1-C10 알칸이다.
이들 구현예들 중 하나 이상에서, R은 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤지오사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합일 수 있다. 이들 구현예들 중 일부에서, n은 약 1 내지 약 400, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 300, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 200, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 100, 다른 구현예에서, 약 500 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 150 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 250 내지 약 500, 및 다른 구현예에서, 약 350 내지 약 500의 정수이다. 이들 구현예들 중 일부에서, m은 약 1 내지 약 400, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 300, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 200, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 100, 다른 구현예에서, 약 500 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 150 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 250 내지 약 500, 및 다른 구현예에서, 약 350 내지 약 500의 정수이다.
이들 구현예들 중 일부에서, x는 약 1 내지 약 20, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 15, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 10, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 5, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 3의 정수이다. 이들 구현예들 중 일부에서, R1은 수소 원자, 프로파르길 그룹 또는 C1-C10 알킬 그룹일 수 있다. 이들 구현예들 중 일부에서, R2는 수소 원자, 메틸 그룹, 부틸 그룹, 프로파르길 그룹 또는 C1-C10 알킬 그룹일 수 있다.
일부 구현예에서, 본 발명의 블록 공-중합체는 다음 식을 가질 수 있다:
Figure pct00009
,
Figure pct00010
,
Figure pct00011
,
Figure pct00012
,
Figure pct00013
또는
Figure pct00014

상기식에서,
n은 약 1 내지 약 500의 정수이고; m은 약 1 내지 약 500의 정수이며; k는 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 개시 알코올의 잔기를 포함하는 말단 그룹이고, 바람직하게는 상술한 바와 같이, 말단 작용성 그룹을 포함한다.
이들 구현예들 중 하나 이상에서, R은 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤지오사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 또는 이의 조합일 수 있다. 이들 구현예들 중 일부에서, n은 약 1 내지 약 400, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 300, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 200, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 100, 다른 구현예에서, 약 500 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 150 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 250 내지 약 500, 및 다른 구현예에서, 약 350 내지 약 500의 정수이다. 이들 구현예들 중 일부에서, m은 약 1 내지 약 400, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 300, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 200, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 100, 다른 구현예에서, 약 500 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 150 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 250 내지 약 500, 및 다른 구현예에서, 약 350 내지 약 500의 정수이다. 이들 구현예들 중 일부에서, k는 약 1 내지 약 400, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 300, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 200, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 100, 다른 구현예에서, 약 500 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 150 내지 약 500, 다른 구현예에서, 약 250 내지 약 500, 및 다른 구현예에서, 약 350 내지 약 500의 정수이다.
일부 구현예에서, 본 발명의 블록 공중합체는 1H NMR 분광 분석을 사용하는 말단-그룹 분석으로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는다. 일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 1H NMR 분광 분석을 사용한 말단-그룹 분석으로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 400 kDa, 다른 구현예에서, 약 0.5 kDa 내지 약 300 kDa, 다른 구현예에서, 약 0.5 kDa 내지 약 200 kDa, 다른 구현예에서, 약 0.5 kDa 내지 약 100 kDa, 다른 구현예에서, 약 50 kDa 내지 약 500 kDa, 다른 구현예에서, 약 150 kDa 내지 약 500 kDa, 및 다른 구현예에서, 약 250 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는다.
일부 구현예에서, 본 발명의 블록 공중합체는 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF 속에서 크기 배제 크로마토그래피(SEC)로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF 속에서 크기 배제 크로마토그래피(SEC)로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 400 kDa, 다른 구현예에서, 약 0.5 kDa 내지 약 300 kDa, 다른 구현예에서, 약 0.5 kDa 내지 약 200 kDa, 다른 구현예에서, 약 0.5 kDa 내지 약 100 kDa, 다른 구현예에서, 약 50 kDa 내지 약 500 kDa, 다른 구현예에서, 약 150 kDa 내지 약 500 kDa, 및 다른 구현예에서, 약 250 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는다.
일부 구현예에서, 본 발명의 블록 공중합체는 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF 속에서 SEC로 측정하는 경우 약 2 kDa 내지 약 500 kDa의 중량 평균 분자량(M w )을 갖는다. 일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF 속에서 크기 배제 크로마토그래피(SEC)로 측정하는 경우 약 2 kDa 내지 약 250 kDa, 다른 구현예에서, 약 2 kDa 내지 약 100 kDa, 다른 구현예에서, 약 2 kDa 내지 약 50 kDa, 다른 구현예에서, 약 2 kDa 내지 약 25 kDa, 다른 구현예에서, 약 2 kDa 내지 약 10 kDa의 중량 평균 분자량(M w )을 가질 것이다.
다양한 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF 속에서 SEC로 측정하는 경우 약 1.1 내지 약 2.3의 다분산성(Ð M)을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF 속에서 SEC로 측정하는 경우 약 1.1 내지 약 2.1, 다른 구현예에서, 약 1.1 내지 약 1.8, 다른 구현예에서, 약 1.1 내지 약 1.5, 다른 구현예에서, 약 1.3 내지 약 2.3, 다른 구현예에서, 약 1.5 내지 약 2.3, 다른 구현예에서, 약 1.8 내지 약 2.3, 및 다른 구현예에서, 약 2.0 내지 약 2.3의 다분산성(Ð M)을 가질 것이다.
명백해지는 바와 같이, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 이들을 조직 스캐폴드와 같은 중합체 구조의 생산에 유용하도록 만드는 다른 폴리(프로필렌 푸마레이트) 중합체과 동일한 방식으로 디에틸 푸마레이트(DEF)를 사용하여 광화학적으로 가교결합될 수 있다. 이들 구현예들 중 하나 이상에서, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 3-D 프린트가능한 수지로 형성될 수 있다. 이들 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 디에틸 푸마레이트(DEF) 내로 용해되며 통상의 광개시제 및 광 산란제(light scattering agent)가 수지 전체에 균일하게 혼합된다. 3D 프린트가능한 수지를 제형화하는데 요구되는 DEF의 양은 PPF를 희석시키는데 DEF가 거의 필요하지 않고 락톤 블록의 존재는 보다 긴 PPF 블록을 허용하여, 가교결합에 필요한 DEF의 양을 감소시키므로, 본 발명의 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체의 경우 현저히 감소되는 것으로 밝혀졌다. 수지는 이후에 3-D 프린트되며 cDLP 프린터 또는 다른 적합한 3-D 프린터와 광-가교결합하여 스캐폴드 또는 다른 중합체 구조물을 형성한다.
다른 구현예에서, 본 발명은 상술한 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 다양한 구현예에서, 본 발명의 말단 작용화된 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 3개의 단계 공정을 사용하여 제조된다: (i) 출발 알코올 및 마그네슘 촉매를 사용한 락톤의 개환 중합을 통한 말단 작용화된 폴리(락톤) 분절(블록)(이는 말단 작용화될 수 있거나 말단 작용화되지 않을 수 있다)의 형성; (ii) 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 개환 중합을 통한 말단 작용화된 폴리(락톤) 분절(블록)의 말단에서 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절(블록)의 형성; 및 (iii) 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체를 형성하기 위한 이러한 목적을 위해 당해 분야에 공지된 어떠한 방법을 사용하는 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절(블록)의 이의 트랜스-이성체(폴리(프로필렌 푸마레이트)) 형태로의 이성체화.
제1 단계에서, 락톤 알코올, 락톤 단량체, 및 마그네슘 촉매, 바람직하게 Mg(BHT)2(THF)2는 앰플(ampule) 또는 다른 적합한 반응 용기 용해 위치하여 톨루엔과 같은 적합한 용매 속에 용해된다. 용매의 선택은 특별히 제한되지 않으며 당해 분야의 통상의 기술자는 과도한 실험없이 적합한 용매를 선택할 것이다.
위에 설정된 바와 같이, 어떠한 락톤도 이것이 Mg(BHT)2(THF)2와 같은 적합한 촉매를 사용하여 알코올 개시제로부터 개환중합할 수 있으면 락톤 단량체로서 사용될 수 있다. 적합한 락톤 단량체는 δ-발레로락톤(δVL), ε-카프로락톤(εCL), α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤(멘티드), 2,5-옥세판디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, γ-메틸-ε- 카프로락톤 (γmεCL)을 포함하나, 이에 한정되지 않는 알킬-치환된 락톤, ε-헵타락톤(εHL), ε-데카락톤 (εDL), ω-펜타데카락톤(PDL)을 포함하나, 이에 한정되지 않는 마크로락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(θpεNL)을 포함하나, 이에 한정되지 않는 작용성 락톤, α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL) 및 이의 이성체 혼합물, 또는 이의 어떠한 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
개시 알코올은 특별히 제한되지 않지만, 상이한 개시 알코올은 상이한 속도 상수를 가질 것이며 상이한 속도에서 반응을 구동할 것임을 주목하여야 한다. 하나 이상의 구현예에서, 적합한 개시 알코올은 벤질 알코올, 에탄올, 이소프로판올, 글리세롤, 프로파르길 알코올, 알릴 알코올, 4-디벤지오사이클로옥티놀, 4-하이드록시부탄-2-온, 3-하이드록시프로판-2-온, 5-하이드록시펜탄-2-온, 6-하이드록시헥산-2-온, 7-하이드록시헵탄-2-온, 8-하이드록시옥탄-2-온, 5-노르보르넨-2-올, α-브로모이소부티릴 4-메탄올 벤질메타노에이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 또는 이의 조합을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 설정된 바와 같이, 작용성 말단 그룹은 개시 알코올을 통해 중합체에 첨가될 수 있다. 이들 물질은 개환 중합 반응을 개시하는 하이드록실 그룹 및 중합 및 이성체화 반응 둘 다에서 생존하는 중합후 반응에 유용한 작용 말단 그룹을 갖는다. 이들 작용 말단 그룹은, 이들이 중합 및 이성체화 반응 후 이들의 반응성 중 적어도 일부를 유지하는 한 특별히 제한되지 않으며, 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 및 3차 할로겐 그룹 또는 이의 조합을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
다양한 구현예에서, 마그네슘 촉매는 어떠한 마그네슘 또는 실질적으로 무-독성이고 소비되지 않고 락톤의 ROP 및 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드 단량체의 ROP를 촉매할 수 있는 다른 유기금속성 촉매일 수 있으나, 바람직하게는 Mg(BHT)2(THF)2이다.
사용된 반응 용매는 특별히 제한되지 않으며 단계 1에서 락톤 단량체뿐만 아니라, 단계 2의 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드 단량체도 용해할 수 있고 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드 단량체를 용해하는데 사용된 용매와 혼화성인 어떠한 적합한 용매 또는 용매 조합일 수 있다. 다양한 구현예에서, 적합한 용매는 톨루엔, 헥산, 헵탄, 헥산, 옥탄, 또는 이의 조합을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 당해 분야의 통상의 기술자는 과도한 실험없이 적합한 용매를 선택할 수 있을 것이다.
다양한 구현예에서, 출발 용액 속의 락톤 단량체의 농도는 약 0.5M 내지 약 10 M일 것이다. 락톤 단량체 농도는 일부 구현예에서 약 1M 내지 약 7M, 다른 구현예에서, 약 2M 내지 약 5M, 다른 구현예에서, 약 3M 내지 약 5M, 다른 구현예에서, 약 0.5M 내지 약 4M, 다른 구현예에서, 약 0.5M 내지 약 3M, 및 다른 구현예에서, 약 0.5M 내지 약 2M이다. 이후에, 반응 용기를 밀봉하고 락톤 용액을 약 40℃ 내지 약 100℃의 온도로 가열하여 개시 알코올에 의해 개시되고 마그네슘 촉매에 의해 촉매되는, 락톤의 개환 중합 반응을 개시하고/하거나 유지시켜 폴리(락톤) 중합체 중간체를 수득한다. 일부 구현예에서, 락톤 용액은 약 40℃ 내지 약 50℃, 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 60℃, 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 70℃, 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 80℃, 및 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 90℃의 온도로 가열된다. 명백해지는 바와 같이, 이들 폴리(락톤) 중합체 중간체는 경우에 따라, 하나의 말단에 개시 알코올로부터의 작용 말단 그룹 및 다른 말단에 하이드록실(OH) 그룹을 가질 것이다. 일부 구현예에서, 락톤 용액은 락톤 모두(98% 이상)이 반응할 때까지 가열된다.
다양한 구현예에서, 락톤 용액은 약 1 시간 내지 약 96 시간 동안 가열된다. 일부 구현예에서, 락톤 용액은 약 1 시간 내지 약 84 시간, 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 72 시간, 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 60 시간, 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 48 시간, 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 36 시간, 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 24 시간, 및 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 12 시간 동안 가열된다.
제2 단계에서, 말레산 무수물 단량체 및 프로필렌 옥사이드 단량체는 톨루엔과 같은 적합한 용매 속에 약 0.5M 내지 약 10M의 총 단량체 농도로 용해되어 폴리(락톤) 중합체 중간체를 함유하는 반응 용기에 첨가된다. 일부 구현예에서, 총 단량체 농도는 약 1M 내지 약 7M, 다른 구현예에서, 약 2M 내지 약 5M, 다른 구현예에서, 약 3M 내지 약 5M, 다른 구현예에서, 약 0.5M 내지 약 4M, 다른 구현예에서, 약 0.5M 내지 약 3M, 및 다른 구현예에서, 약 0.5M 내지 약 2M이다.
명백해지는 바와 같이, 폴리(락톤) 중합체 중합체가 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드 단량체의 ROP를 위한 개시 알코올로 작용하고 마그네슘 촉매가 락톤의 ROP로부터 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드 단량체의 ROP로 촉매하는 것을 단순히 스위칭하기 때문에 당해 단계에서 추가의 촉매 또는 개시 알코올이 필요하지 않다. 일부 구현예에서, 작용화된 프로필렌 옥사이드 단량체를 사용하여 블록 공-중합체의 PPF 블록으로 단량체 작용성 그룹을 도입할 수 있다.
수득되는 용액을 이후에 약 40℃ 내지 약 100℃의 온도로 가열하여 폴리(락톤) 중합체 중간체 상의 말단 OH 그룹에 대한 말레산 무수물 단량체 및 프로필렌 옥사이드 단량체의 개환 중합 잔응을 개시하고/하거나 유지시켜 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체를 형성한다. 일부 구현예에서, 용액은 약 40℃ 내지 약 50℃, 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 60℃, 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 70℃, 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 80℃, 및 다른 구현예에서 약 40℃ 내지 약 90℃의 온도로 가열된다. 일부 구현예에서, 용액은 실질적으로 모든(80% 이상) 단량체가 반응할 때까지 가열된다. 일부 구현예에서, 용액은 약 1 시간 내지 약 96 시간, 다른 구현예에서, 약 12 시간 내지 약 96 시간, 다른 구현예에서, 약 24 시간 내지 약 96 시간, 다른 구현예에서, 약 48 시간 내지 약 96 시간, 다른 구현예에서, 약 62 시간 내지 약 96 시간, 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 62 시간, 및 다른 구현예에서, 약 1 시간 내지 약 48 시간 동안 가열된다.
하나 이상의 구현예에서, 말단 작용화된 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이 형성될 수 있다;
반응식 1
락톤 및 폴리(프로필렌 말레에이트)를 함유하는 블록 공중합체에 대한 제안된 합성 방법
Figure pct00015

여기서, R은 상술한 바와 같은 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이고; n은 약 1 내지 약 20의 정수이며; m은 약 1 내지 약 500의 정수이고; k는 약 1 내지 약 100의 정수이다. 다양한 구현예에서, R은 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알켄 그룹, 하이드록실 그룹, 케톤 그룹, 티올 그룹, 할라이드 그룹, 니트로벤질 그룹, 또는 할라이드 그룹 또는 니트로벤질 그룹과 같은 이러한 작용성 그룹으로 용이하게 전환될 수 있는 그룹일 수 있다.
일부 구현예에서, n은 약 1 내지 약 15, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 10, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 8, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 6, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 4, 다른 구현예에서, 약 5 내지 약 20, 및 다른 구현예에서, 약 10 내지 약 20의 정수일 수 있다. 일부 구현예에서, m은 약 1 내지 약 400, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 300, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 200, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 100, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 50, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 25, 다른 구현예에서, 약 100 내지 약 400, 및 다른 구현예에서, 약 200 내지 약 400의 정수일 수 있다. 일부 구현예에서, k는 약 1 내지 약 80, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 60, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 40, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 20, 다른 구현예에서, 약 1 내지 약 10, 다른 구현예에서, 약 20 내지 약 80, 다른 구현예에서, 약 40 내지 약 80, 다른 구현예에서, 약 50 내지 약 80, 및 다른 구현예에서, 약 60 내지 약 100의 정수일 수 있다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다.
반응식 2
Figure pct00016

여기서, m 및 n은 각각 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 상술한 바와 같은 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다:
반응식 3
Figure pct00017

여기서 m 및 n은 각각 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 후술한 바와 같이 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 하기 반응식 4에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다:
반응식 4
Figure pct00018

여기서, m 및 n은 각각 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 후술된 바와 같이 말단 그룹 또는 말단 작용 그룹이다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 하기 반응식 5에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다:
반응식 5
Figure pct00019

여기서, m 및 n은 각각 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 후술된 바와 같이 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 하기 반응식 6에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다.
반응식 6
Figure pct00020

여기서, m 및 n은 각각 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 후술된 바와 같이 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-락톤-b-프로필렌 말레에이트) 트리블록 중합체 중간체는 하기 반응식 7에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다:
반응식 7
Figure pct00021

여기서, m, n 및 k는 각각 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 후술된 바와 같이 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이다.
일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-락톤-b-프로필렌 말레에이트) 트리블록 중합체 중간체는 하기 반응식 8에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다:
반응식 8
Figure pct00022

여기서, m, n 및 k는 각각 약 1 내지 약 1000의 정수이고; R은 후술된 바와 같이 말단 그룹 또는 말단 작용성 그룹이다.
폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 및/또는 폴리(락톤-b-락톤-b-프로필렌 말레에이트) 트리블록 중합체 중간체는 어떠한 공지된 방법을 사용하여서도 분리하여 정제할 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 및/또는 폴리(락톤-b-락톤-b-프로필렌 말레에이트) 트리블록 중합체 중간체는 과도한 디에틸 에테르 속에 침전시켜 회수할 수 있다.
제3 단계에서, 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 및/또는 폴리(락톤-b-락톤-b-프로필렌 말레에이트) 트리블록 중합체 중간체의 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절(블록)은 이의 트랜스-이성체(폴리(프로필렌 푸마레이트))로 이성체화되어 본 발명의 구현예에 따른 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체를 형성한다(참고: 도 1). 용어 이성체화는 본원에서 시스-이성체(PPM)를 트랜스-이성체(PPF) 형태로 전환하는 반응을 언급하기 위해 사용된다. 이성체화 단계가 중합체로의 일부 다른 변화를 초래할 수 있지만, 대략적인 M n, Ð M, 및 T g 범위와 같은, 본 발명의 구현예의 말단 작용화된 PPF 중합체의 가장 일반적인 국면은 이성체화 단계 전에 측정된다. 그러나, 심지어 비교적 소량의 PPM 중합체 쇄가 중합체 속에 남아있다고 해도, 이는 3D 프린팅 및 다른 유사한 적용에 이를 부적절하도록 하는 가교 결합에 대한 중합체의 능력에 부정적으로 영향을 미칠 것이다. 따라서, 중합체가 이들 적용에 사용되어야 하는 경우 필수적으로 모든 폴리(프로필렌 말레에이트)를 폴리(프로필렌 푸마레이트)로 전환시키는 것이 중요하다.
폴리(프로필렌 말레에이트) 분절(블록)은 이의 개시내용이 본원에 이의 전문으로 참고로 포함된, 제WO 2016/081587호로서 공개된, 국제 출원 제PCT/US2015/061314호에 기술된 방법을 포함하나, 이에 한정되지 않는 어떠한 통상의 방법을 사용하여서도 이성체화할 수 있다. 일부 구현예에서, 이들 블록 공중합체의 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절(블록)은 하기 실시예 11에 나타낸 바와 같이 이성체화될 수 있다.
다양한 구현예에서, 말단 작용화된 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 블록 공중합체 중간체는 환저 플라스크와 같은 적합한 용기 속에 두며, 클로로포름, 테트라하이드로푸란(THF), 디옥산, 디에틸 에테르, 또는 이의 조합과 같은 적합한 용매 속에서, 불활성 대기 하에 용해시킨다. 선택되는 용매에 상관없이 과도한 곤란성 또는 비용없이, 이를 제거할 수 있다는 것이 고려되며, 일부 구현예에서, 용매는 클로로포름이다. 일단 PPM 중간체가 용해되면, 촉매, 바람직하게는 디에틸아민을 첨가하고 용기를 응축기에 연결하여 약 5℃ 내지 약 80℃의 반응 온도로 가열한다. 일부 구현예에서, 반응 온도는 약 5℃ 내지 약 70℃, 다른 구현예에서, 약 5℃ 내지 약 65℃, 다른 구현예에서, 약 5℃ 내지 약 55℃, 다른 구현예에서, 약 20℃ 내지 약 80℃, 다른 구현예에서, 약 40℃ 내지 약 80℃, 및 다른 구현예에서, 약 60℃ 내지 약 80℃이다. 일부 구현예에서, 반응 온도는 약 55℃ 내지 약 65℃이다.
이들 구현예에서, 용액은 약 5 내지 약 100 시간, 약 5 시간 내지 약 80 시간, 다른 구현예에서, 약 5 시간 내지 약 60 시간, 다른 구현예에서, 약 5 시간 내지 약 50 시간, 다른 구현예에서, 약 5 시간 내지 약 40 시간, 다른 구현예에서, 약 20 시간 내지 약 100 시간, 다른 구현예에서, 약 40 시간 내지 약 100 시간, 및 다른 구현예에서, 약 60 시간 내지 약 100 시간 동안 가열하여 이성체화된 중합체를 생산한다(참고: 도 1). 일부 구현예에서, 용액은 약 24 내지 약 48 시간 동안 가열한다. 이성체화 반응이 완료되면, 본 발명의 말단 작용화된 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체를 당해 목적을 위해 당해 분야에 공지된 어떠한 적합한 방법으로도 분리하여 정제할 수 있다.
본 발명의 방법이 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 디블록 공중합체를 참고로 주로 논의되었지만, 이들 방법은 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 디블록 공중합체에 대해 상기 설정된 바와 같이, 블록 전에 형성시키기 위해 사용된 시약이 고갈되는 경우 락톤 단량체(추가의 락톤 블록을 형성하기 위한) 또는 프로필렌 옥사이드/말레산 무수물 단량체(추가의 PPF 블록을 형성하기 위한)의 순차적인 첨가에 의해 3개 이상을 블록을 지닌 블록 공중합체를 형성하는데 사용될 수 있다. 상기 논의된 디블록 공중합체를 사용함으로써, 앞서의 블록의 말단에서의 하이드록실 그룹이 다음의 락톤 또는 말레산 무수물/프로필렌 옥사이드 ROP에 대한 개시제로서 작용하고, 마그네슘 촉매가 새로운 블록에 대한 ROP를 촉매하기 위해 스위치되므로 추가의 촉매 또는 개시 알코올이 요구되지 않는다. 일부 다른 구현예에서, ABA 블록 공중합체는 이-작용성 개시 알코올을 사용하여 형성시킬 수 있다. 이들 구현예에서, 제1 블록(B)은 2개의 활성 작용성 그룹을 가질 것이고 2개(A)의 블록은 상술한 바와 같이 첨가되어 ABA 블록 공중합체를 형성할 수 있다.
다양한 구현예에서, 본 발명의 폴리(락톤-b- 프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체는 3D 프린팅가능한 수지, 의료 장치, 조직 가공, 상처 치유, 화장품, 및 약물 및 단백질 전달과 같은 다수의 적용에서 사용될 수 있다. Brief description of the drawing
For a more complete understanding of the features and advantages of the present invention, reference is now made to the detailed description of the invention in conjunction with the accompanying drawings, where:
1 shows DP 50 poly (ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (bottom) and poly (ε-Caprolactone-b-Propylene fumarate) (top) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
Figure 2 DP 100 poly (ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (500 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
3 shows DP 100 poly (ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) represents the carbonyl diad resonance peak13C NMR spectrum.
Figure 4 is polyε-Caprolactone-b-Diffusion ordered NMR spectroscopy ("DOSY" or "DOSY NMR") spectrum for propylene maleate (500 MHz, 298 K, CDCl3)to be.
Figure 5 [εCL]0: [MAn]0 : [PO]0 : [BnOH]0 : [Cat.]0 = 50: 50: 50: 1: 1, total initial monomer concentration = DP 50 poly of maleic anhydride and propylene oxide, performed at 80 ° C. in toluene using 2 Mε-Caprolactone) for the copolymerization (kinetic plot).
FIG. 6 shows an increase in MAn conversion for the same copolymerization, measured by SEC for poly (styrene) standards.M n AndÐ MIt is a graph showing the increase in.
Figure 7 is a poly (δ-Valerolactone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of the carbonyl diad region13C NMR spectrum.
Figure 8 is polyδ-Valerolactone-b-Propylene maleate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
Figure 9 is polyε-Heptalactone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of the carbonyl diad region13C NMR spectrum.
10 is a poly (ε-Heptalactone-b-Propylene maleate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
11 is a poly (γ-methyl-ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of the carbonyl diad region13C NMR spectrum.
12 is a poly (γ-methyl-ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
13 is a poly (α-Propargyl-ε-Caprolactton-b-θ-Propargyl-ε-Nonnalactone-b-ε-caprolactton-b-Propylene fumarate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of this carbonyl diad region13C NMR spectrum.
Figure 14 is a poly (α-Propargyl-ε-Caprolactton-b-θ-Propargyl-ε-Nonnalactone-b-ε-caprolactton-b-Propylene fumarate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
15 is a poly (ε-Decaractone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of the carbonyl diad region13C NMR spectrum.
16 is a poly (ε-Decaractone-b-Propylene maleate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
Fig. 17 shows poly (ω-pentadecaractone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of the carbonyl diad region13C NMR spectrum.
Figure 18 is poly (ω-pentadecaractone-b-Propylene maleate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
Figure 19 is a poly (δ-Valerolactone-nose-Caprolactone-b-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, 303 K) of the carbonyl diad region13C NMR spectrum.
Figure 20 is poly (δ-Valerolactone-Nose-ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (500 MHz, 298 K, CDCl3) Is the DOSY NMR spectrum.
Figure 21 is a poly (δ-Valerolactone-bDSC thermogram (secondary heating curve, -50 to 150 ° C) for -propylene maleate).
Figure 22 is a poly (ε-Caprolactone-bDSC thermogram (secondary heating curve, -50 to 150 ° C) for -propylene maleate).
23 is a poly (ε-Heptalactone-bDSC temperature records for (propylene maleate) (secondary heating curve, -50 to 150 ° C).
24 is a poly (γ-methyl-ε-Caprolactone-bDSC thermogram (secondary heating curve, -50 to 150 ° C) for -propylene maleate).
25 is a poly (α-Propargyl-ε-Caprolactton-b-θ-Propargyl-ε-Nonnalactone-b-ε-caprolactton-bDSC thermogram (secondary heating curve, -50 to 150 ° C) for -propylene fumarate).
26 is a poly (ε-Decaractone-bDSC thermogram (secondary heating curve, -50 to 150 ° C) for -propylene maleate).
Figure 27 shows poly (ω-pentadecaractone-bDSC thermogram (secondary heating curve, -50 to 150 ° C) for -propylene maleate).
28 is a poly (δ-Valerolactone-Nose-ε-Caprolactone-b-DSC thermogram for (propylene maleate) (secondary heating curve, -50 ° C to 150 ° C).
29 is poly (propylene maleate)-b-ε-Decalactoneb-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, For 303 K)OneH NMR spectrum.
30 is poly (propylene maleate)-b-ε-Decalactoneb-Propylene maleate) (125 MHz, CDCl3, For 303 K)13C NMR spectrum.
Figure 31 is a poly (α-Propargyl-ε-Caprolactton-b-θ-Propargyl-ε-Nonnalactone-b-ε-caprolactton-b-Propylene fumarate) (300 MHz, CDCl3, For 303 K)OneH NMR spectrum.
32 is a poly (α-Propargyl-ε-Caprolactton-b-θ-Propargyl-ε-Nonnalactone-b-ε-caprolactton-b-SEC chromatogram for propylene fumarate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Figure 33α-Propargil-ε-Caprolactone and θ-propargyl-ε-Nonalactone (300 MHz, CDCl3, 303 K) of the isomer mixtureOneH NMR spectrum.
34 is a poly (δ-Valerolactone-b-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
35 is a poly (δ-Valerolactone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Figure 36 is a poly (ε-Heptalactone-b-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
37 is poly (ε-Heptalactone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
38 is a poly (γ-methyl-ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
Figure 39 is a poly (γ-methyl-ε-Caprolactone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Figure 40 is poly (ε-Decaractone-b-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
Figure 41 is polyε-Decaractone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Figure 42 is poly (ω-pentadecaractone-b-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
Figure 43 is poly (ω-pentadecaractone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Figure 44 is a poly (δ-Valerolactone-co-ε-Caprolactone-b-Propylene maleate) (300 MHz, CDCl3, 303 K)OneH NMR spectrum.
Figure 45 is polyδ-Valerolactone-Nose-ε-Caprolactone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Figure 46 is poly (ε-Caprolactone-b-SEC chromatogram for propylene maleate). Molecular weights were measured against poly (styrene) standards.
Detailed description of exemplary embodiments
One or more embodiments of the present invention are well-defined, non-toxic, resorbable end functionalized poly (lactone-) with limited and predictable material properties suitable for 3D printing and other regenerative pharmaceutical applications.b-Propylene fumarate) block copolymers (and related methods for their preparation and use). These block copolymers are completely resorbable and PPF based materials are unique in that they can be crosslinked photochemicals in many applications, including 3D printing. The type and composition of special lactide blocks confers the ability to tune physical, chemical and decomposition properties for specific applications. In particular, it has been found that by adding the lactone block to the PPF polymer, the viscosity of the resulting block copolymer can be precisely controlled. Moreover, the amount of DEF required to formulate a 3D printable resin reduces the amount of DEF required for crosslinking, allowing little PPF to dilute PPF and allowing longer PPF blocks with the presence of a lactone block. It was found to be significantly reduced. In certain embodiments, the present invention is a well-defined biodegradable poly (lactone-b-Propylene fumarate) polymers and scalable methods of making and functionalizing them.
In various embodiments, the poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers will have poly (lactone) segments (blocks) and poly (propylene fumarate) segments (blocks), with terminal functional groups and / or functionalized lactones optionally introduced through the starting alcohol It may optionally include one or more other functional groups introduced through the monomer.
In various embodiments, the poly (lactone-) of the inventionb-The poly (lactone) segment (block) of the propylene fumarate) block copolymer is formed through ring-opening polymerization of one or more lactone monomers from the starting alcohol, which may or may contain terminal functional groups, as described below. You may not. The poly (lactone) segment (block) will comprise a polymer chain formed from it and consisting of residues of lactone to be bound at one end to the residue of the starting alcohol and to the other end to the poly (propylene fumarate) segment (block). will be. As used herein, the term “residue (s)” generally refers to a portion of a monomer or other chemical unit introduced into a polymer or other macromolecule. Any lactone capable of ring-opening polymerization from alcohols using a suitable catalyst can be used. In one or more embodiments, the poly (lactone) segment (block) is δ-valerolactone (δVL), ε-caprolactone (εCL), α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl-ε-caprolactone (mented), 2,5-oxepandione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxepanone (dihydrocarbide), 7- (prop-2-ynyl) oxepan-2-one,γ-methyl-ε-Caprolactone (γmεCL) alkyl-substituted lactones, including but not limited to,ε-Heptalactone (εHL), ω-pentadecaractone (PDL).ε-Decaractone (εDL) Macrolactone, θ-propargyl-ε-Nonalactone (θpεNL), functional but not limited to,α-Propargil-ε-Caprolactone (αpεCL), and isomer mixtures thereof.
In various embodiments, the poly (lactone) segment will include from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent of the terminal functionalized block co-polymer. In some embodiments, the poly (lactone) segment is from about 0.1 mole percent to about 90 mole percent, in other embodiments from about 0.1 mole percent to about 75 mole percent, in other embodiments from about 0.1 mole percent to about 50 mole percent , In other embodiments, from about 0.1 mole percent to about 40 mole percent, in other embodiments from about 0.1 mole percent to about 25 mole percent, and in other embodiments, from about 0.1 mole percent to about 10 mole percent of the terminal action Block copolymers.
As set forth above, the poly (lactone-) of the present inventionb-Propylene fumarate) block copolymers also include poly (propylene fumarate) (PPF) segments (blocks). As will be familiar to those skilled in the art, PPF segments (blocks) are formed by isomerization of poly (propylene maleate) segments formed by ring-opening polymers at the ends of poly (lactone) segments (blocks) of maleic anhydride and propylene oxide. Formed and will contain isomerized residues of these maleic anhydride and propylene oxide monomers. In various embodiments, the poly (lactone-) of the inventionb-PPF segments of propylene fumarate) block copolymers will comprise from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent of the terminal functionalized block co-polymer. In some embodiments, the PPF segment is from about 0.1 mole percent to about 90 mole percent, in other embodiments from about 0.1 mole percent to about 75 mole percent, in other embodiments from about 0.1 mole percent to about 50 mole percent, in other embodiments In examples, from about 0.1 mole percent to about 40 mole percent, in other embodiments, from about 0.1 mole percent to about 25 mole percent, in other embodiments, from about 0.1 mole percent to about 10 mole percent, in other embodiments, about 10 Mole percent to about 99 mole percent, in other embodiments, about 25 mole percent to about 99 mole percent of the terminal functionalized block co-polymer, in other embodiments, about 50 mole percent to about 99 mole percent, other embodiments In an example, from about 75 mole percent to about 99 mole percent.
Further, the block copolymer of the present invention will have at least one lactone segment and at least one PPF segment, but in some other embodiments, the block copolymer of the present invention may have one or more lactone blocks and / or one or more PPF blocks. You can. Also, in one or more of these embodiments, one or more types of lactone blocks can be used as termolymers in the same block or in separate lactone blocks. In some other embodiments, a single lactone block can contain a mixture of residues of one or more different lactones. In some of these embodiments, the block copolymers of the present invention may have two or more lactones or two or more PPF blocks having different chain lengths.
As set out above, the poly (lactone-) of the present inventionb-Propylene fumarate) block copolymers, in some embodiments, may include one or more functional groups to promote post-polymerization addition of the desired material, such as a bioactive material or other functional species, to the polymer. As used herein, the terms "bioactive molecule (s)" and "bioactive substance (s)" are used interchangeably to refer to substances that affect cellular function and are used as peptides, carbohydrates, proteins, oligos. Nucleotides and small molecule drugs. The term “functional species”, as used in the content of a substance that can be attached to the functionalized PPF polymer of the present invention, can be added to the functionalized PPF polymer of the present invention to provide added advantages and provide fluorescence and Refers to substances other than bioactive substances, which may include other markers, small molecule dyes, and / or drugs.
In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers may contain terminal functional groups introduced through the starting alcohol. These terminal functional groups are not particularly limited except that they retain at least some of their reactivity after the polymerization and isomerization reactions discussed below, and benzyl groups, alkyne groups, propargyl groups, allyl groups, alkenes Group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group, or combinations thereof.
In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionbThe PPF block of the -propylene fumarate) block copolymer can also include one or more groups of monomers introduced via functionalized monomers. In these embodiments, the PPF segment (block) will contain isomerized residues of maleic anhydride monomers and functionalized propylene oxide monomer residues used in its formation. As will be apparent, when the maleic anhydride monomer and the functionalized propylene oxide monomer react to form a polymer, the maleic anhydride monomer and the functionalized propylene oxide functionality of the functionalized propylene oxide monomer forming an active side chain Together with the groups it will form the backbone of the PPM / PPF polymer. In various embodiments, the functional group on the residue of the functionalized propylene oxide monomer is an alkyne group, propargyl group, alkene group, hydroxyl group, ketone group, thiol group, halide group, nitrobenzyl group, or halide group, Or groups that can be readily converted to such functional groups, such as nitrobenzyl groups. In the same way, in other embodiments, functional groups can be introduced into the block copolymers of the present invention via lactone monomers, which may contain or be functionalized to contain additional functional groups.
As used herein, the term “residue (s)” is generally used to refer to a portion of a monomer or other chemical unit incorporated into a polymer or macromolecule. Upon expansion, the terms "residues of maleic anhydride monomer" and "residues of functionalized propylene oxide monomer" refer to the poly (lactone-b-Propylene fumarate) maleic anhydride monomer and functionalized propylene oxide monomer, which are introduced into the PPM and PPF blocks of the block copolymer, respectively. The term "isomerized residue of the maleic anhydride monomer" specifically refers to the poly (lactone-b-Propylene fumarate) refers to the residue of a maleic anhydride monomer in the PPF block of the block copolymer, where the double bond is accompanied by the formation of a functionalized PPF polymer.Sheath In the rescueTrans Isomerized into a structure.
In various embodiments, the functional group on the residue of the functionalized propylene oxide monomer is an alkyl group, propargyl group, alkene group, hydroxyl group, ketone group, thiol group, halide group, nitrobenzyl group, or halide group, or It may include a group that can be easily converted to a functional group such as a nitrobenzyl group, but is not limited thereto. It has been found that using a monomer functionalization method increases the amount of functional groups available compared to only end-group functionalization, even when using a process in which the functional groups rarely survive. It has also been found that the monomers of the PPF polymers of the present invention do not significantly affect the required mechanical, thermal, decomposition, and / or toxic properties of the polymer.
In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionbThe functional group added to the -propylene fumarate) block copolymer will be a group capable of a well-known "click" reaction to promote post-polymerization addition of the required material, such as bioactive compounds, to the polymer. . As used herein, the terms “click reaction”, “click chemistry”, “click chemistry method”, “click chemistry reaction” are generally referred to in the art as “click” reactions that meet the following prerequisites: Used interchangeably to refer to a group of orthogonal conjugation reactions: (i) high yield, almost quantitative conversion; (ii) biologically benign conditions (aqueous solution, ambient temperature, and near physiological pH); (iii) Restricted or non-existent by-products. These reactions are typically simple to perform, highly efficient, stereospecific, broad in scope, produce only byproducts that can be removed without chromatography, and can be carried out in a solvent that is easily removable or positive. Similarly, the term “clickable” refers to a molecule or functional group capable of binding through a click reaction.
The "click" chemistry concept currently represents a number of orthogonal reactions, which are rich, selective, efficient, high yield, copper (I) catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) reactions (Huisgen Cycloaddition reactions (also known as Huisgen cycloaddition reactions), thiol-ene radical addition reactions, oxime linkage reactions, Michael-addition reactions, thiol-Michael-addition reactions, Mannich-type addition reaction, "end-type" addition reaction, thiol-ene radical addition, stress-enhanced azide-alkyne cycloaddition (SPAAC) reaction, non-unstable Stadinger connection (non-traceless Staudinger ligation), traceless Staudinger ligation, Diels-Alder reaction, hetero Diels-Alder reaction, reverse electron demand di Els-Alder reaction (inverse electro n demand Diels-Alder reaction, tandem [3 + 2] cycloaddition-retro-Diels-Alder (tamdem crD-A) reaction, thiol-alkyne reaction, thiol- Pyridyl disulfide reactions, thiol-halogen linkages, natural chemical linkages, and thiazolidine linkage reactions. In one or more embodiments, suitable “clickable” moieties may include, but are not limited to, alkyne groups, alkene groups, azide groups, ketones or repressed cyclooctin groups.
In one or more of these embodiments, the bioactive or other substance to be attached to the polymer is functionalized with a moiety known to bind the functional group used through a click reaction. The clickable moiety selected and the means of attachment thereof will, of course, depend on the bioactive or other material to be attached and the specific click reaction to be used. Those skilled in the art will be able to attach appropriate clickable moieties to the bioactive or other material to be attached without undue experimentation.
In one or more embodiments, the block co-polymers of the invention will have the formula:
Figure pct00008

In the above formula,
n is an integer from about 1 to about 500; m is an integer from about 1 to about 500; x is an integer from about 1 to about 20; R is a terminal group comprising residues of the starting alcohol and preferably includes a terminal functional group; ROneSilver hydrogen atom, propargyl group, or COne-C10 Alkyl group; R2Is a hydrogen atom, methyl group, butyl group, propargyl group or COne-C10 Alkanes.
In one or more of these embodiments, R is a benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenziocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group And poly (ethylene glycol) groups, and combinations thereof. In some of these embodiments, n is from about 1 to about 400, in other embodiments, from about 1 to about 300, in other embodiments, from about 1 to about 200, in other embodiments, from about 1 to about 100, other In embodiments, from about 500 to about 500, in other embodiments, from about 150 to about 500, in other embodiments, from about 250 to about 500, and in other embodiments, from about 350 to about 500. In some of these embodiments, m is from about 1 to about 400, in other embodiments, from about 1 to about 300, in other embodiments, from about 1 to about 200, in other embodiments, from about 1 to about 100, other In embodiments, from about 500 to about 500, in other embodiments, from about 150 to about 500, in other embodiments, from about 250 to about 500, and in other embodiments, from about 350 to about 500.
In some of these embodiments, x is from about 1 to about 20, in other embodiments, from about 1 to about 15, in other embodiments, from about 1 to about 10, in other embodiments, from about 1 to about 5, other In embodiments, an integer from about 1 to about 3. In some of these embodiments, ROneSilver hydrogen atom, propargyl group or COne-C10 It may be an alkyl group. In some of these embodiments, R2Is a hydrogen atom, methyl group, butyl group, propargyl group or COne-C10 It may be an alkyl group.
In some embodiments, block co-polymers of the present invention may have the following formula:
Figure pct00009
,
Figure pct00010
,
Figure pct00011
,
Figure pct00012
,
Figure pct00013
 or
Figure pct00014

In the above formula,
n is an integer from about 1 to about 500; m is an integer from about 1 to about 500; k is an integer from about 1 to about 500; R is a terminal group containing the residue of the starting alcohol, and preferably includes a terminal functional group, as described above.
In one or more of these embodiments, R is a benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenziocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group And poly (ethylene glycol) groups, or combinations thereof. In some of these embodiments, n is from about 1 to about 400, in other embodiments, from about 1 to about 300, in other embodiments, from about 1 to about 200, in other embodiments, from about 1 to about 100, other In embodiments, from about 500 to about 500, in other embodiments, from about 150 to about 500, in other embodiments, from about 250 to about 500, and in other embodiments, from about 350 to about 500. In some of these embodiments, m is from about 1 to about 400, in other embodiments, from about 1 to about 300, in other embodiments, from about 1 to about 200, in other embodiments, from about 1 to about 100, other In embodiments, from about 500 to about 500, in other embodiments, from about 150 to about 500, in other embodiments, from about 250 to about 500, and in other embodiments, from about 350 to about 500. In some of these embodiments, k is from about 1 to about 400, in other embodiments, from about 1 to about 300, in other embodiments, from about 1 to about 200, in other embodiments, from about 1 to about 100, other In embodiments, from about 500 to about 500, in other embodiments, from about 150 to about 500, in other embodiments, from about 250 to about 500, and in other embodiments, from about 350 to about 500.
In some embodiments, the block copolymers of the present inventionOneNumber average molecular weight (about 0.5 kDa to about 500 kDa) as measured by end-group analysis using H NMR spectroscopyM n ). In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymerOneAbout 0.5 kDa to about 400 kDa, in other embodiments, from about 0.5 kDa to about 300 kDa, in other embodiments, from about 0.5 kDa to about 200 kDa, other implementations, as measured by end-group analysis using H NMR spectroscopy In examples, from about 0.5 kDa to about 100 kDa, in other embodiments, from about 50 kDa to about 500 kDa, in other embodiments, from about 150 kDa to about 500 kDa, and in other embodiments, from about 250 kDa to about 500 kDa The number average molecular weight ofM n ).
In some embodiments, the block copolymers of the present invention have a number average molecular weight (about 0.5 kDa to about 500 kDa) as measured by size exclusion chromatography (SEC) in THF against poly (styrene) standards.M n ). In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers from about 0.5 kDa to about 400 kDa, as measured by size exclusion chromatography (SEC) in THF for poly (styrene) standards, in other embodiments, from about 0.5 kDa to about 300 kDa, in other embodiments, from about 0.5 kDa to about 200 kDa, in other embodiments, from about 0.5 kDa to about 100 kDa, in other embodiments, from about 50 kDa to about 500 kDa, in other embodiments, from about 150 kDa to From about 500 kDa, and in other embodiments, from about 250 kDa to about 500 kDa, a number average molecular weight (M n ).
In some embodiments, the block copolymers of the present invention have a weight average molecular weight (about 2 kDa to about 500 kDa as measured in SEC in THF for poly (styrene) standards)M w ). In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers from about 2 kDa to about 250 kDa, as measured by size exclusion chromatography (SEC) in THF for poly (styrene) standards, in other embodiments, from about 2 kDa to about 100 kDa, in other embodiments, from about 2 kDa to about 50 kDa, in other embodiments, from about 2 kDa to about 25 kDa, in other embodiments, from about 2 kDa to about 10 kDa, weight average molecular weight (M w ).
In various embodiments, the poly (lactone-) of the inventionbPropylene fumarate) block copolymers have a polydispersity of about 1.1 to about 2.3 when measured in SEC in THF for poly (styrene) standards (Ð M). In some embodiments, poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers from about 1.1 to about 2.1, in other embodiments, from about 1.1 to about 1.8, in other embodiments, from about 1.1 to about 1.1, as measured in SEC in THF for poly (styrene) standards. Polydispersity of about 1.5, in other embodiments, from about 1.3 to about 2.3, in other embodiments, from about 1.5 to about 2.3, in other embodiments, from about 1.8 to about 2.3, and in other embodiments, from about 2.0 to about 2.3 (Ð M).
As will be apparent, the poly (lactone-) of the present inventionb-Propylene fumarate) block copolymers are photochemically crosslinked using diethyl fumarate (DEF) in the same way as other poly (propylene fumarate) polymers that make them useful for the production of polymer structures such as tissue scaffolds. You can. In one or more of these embodiments, the poly (lactone-b-Propylene fumarate) block copolymers can be formed from 3-D printable resins. In these embodiments, poly (lactone-b-Propylene fumarate) block copolymer is dissolved in diethyl fumarate (DEF) and a conventional photoinitiator and light scattering agent are uniformly mixed throughout the resin. The amount of DEF required to formulate a 3D printable resin requires little DEF to dilute PPF, and the presence of a lactone block allows for a longer PPF block, reducing the amount of DEF required for crosslinking. Poly (lactone-b-Propylene fumarate) has been found to be significantly reduced for block copolymers. The resin is then 3-D printed and photo-crosslinked with a cDLP printer or other suitable 3-D printer to form a scaffold or other polymer structure.
In another embodiment, the present invention is a poly (lactone-b-Propylene fumarate). In various embodiments, the terminal functionalized poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers are prepared using a three step process: (i) terminal functionalized poly (lactone) segments (blocks) (opening end) through ring-opening polymerization of lactones using starting alcohol and magnesium catalyst Formation, which may or may not be functionalized); (ii) formation of a poly (propylene maleate) segment (block) at the end of the terminal functionalized poly (lactone) segment (block) through ring-opening polymerization of maleic anhydride and propylene oxide; And (iii) poly (lactone-b-Its trans-isomer (poly (propylene fumarate)) form of poly (propylene maleate) segments (blocks) using any method known in the art for this purpose to form propylene fumarate) block copolymers Isomerization of furnaces.
In the first step, lactone alcohol, lactone monomer, and magnesium catalyst, preferably Mg (BHT)2(THF)2Is placed in the dissolution of an ampule or other suitable reaction vessel and dissolved in a suitable solvent such as toluene. The choice of solvent is not particularly limited and those skilled in the art will select a suitable solvent without undue experimentation.
As set out above, any lactone has Mg (BHT)2(THF)2It can be used as a lactone monomer if it can be ring-opened polymerized from an alcohol initiator using a suitable catalyst such as. Suitable lactone monomers are δ-valerolactone (δVL), ε-caprolactone (εCL), α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl-ε-caprolactone (mented), 2,5-oxepandione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxepanone (dihydrocarbide), 7- (prop-2-ynyl) oxepan-2-one, γ-methyl-ε-Caprolactone (γmεCL) alkyl-substituted lactones, including but not limited to,ε-Heptalactone (εHL),ε-Decaractone (εDL), ω-pentadecaractone (PDL), but not limited to macrolactone, θ-propargyl-ε-Nonalactone (θpεNL), functional but not limited to,α-Propargil-ε-Caprolactone (αpεCL) and isomer mixtures thereof, or any combination thereof.
It should be noted that the starting alcohol is not particularly limited, but different starting alcohols will have different rate constants and will drive the reaction at different rates. In one or more embodiments, suitable starting alcohols are benzyl alcohol, ethanol, isopropanol, glycerol, propargyl alcohol, allyl alcohol, 4-dibenziocyclooctinol, 4-hydroxybutan-2-one, 3-hydroxypropane -2-one, 5-hydroxypentan-2-one, 6-hydroxyhexan-2-one, 7-hydroxyheptan-2-one, 8-hydroxyoctan-2-one, 5-norbornene -2-ol, α-bromoisobutyryl 4-methanol benzylmethanoate, poly (ethylene glycol), or combinations thereof.
As set out above, functional end groups can be added to the polymer via the starting alcohol. These materials have hydroxyl groups that initiate ring-opening polymerization reactions and functional end groups useful for post-polymerization reactions that survive both polymerization and isomerization reactions. These functional end groups are not particularly limited as long as they retain at least some of their reactivity after polymerization and isomerization reactions, and benzyl groups, alkyne groups, propargyl groups, allyl groups, alkene groups, 4-dibenzocyclo Octin groups, cyclooctin groups, ketone groups, aldehyde groups, and tertiary halogen groups or combinations thereof.
In various embodiments, the magnesium catalyst can be any magnesium or other organometallic catalyst capable of catalyzing the ROP of lactone and maleic anhydride and propylene oxide monomers that are substantially non-toxic and not consumed, but are preferably Mg. (BHT)2(THF)2to be.
The reaction solvent used is not particularly limited and any suitable that is capable of dissolving the lactone monomer in step 1 as well as the maleic anhydride and propylene oxide monomer of step 2 and is miscible with the solvent used to dissolve the maleic anhydride and propylene oxide monomer. It can be a solvent or a combination of solvents. In various embodiments, suitable solvents include, but are not limited to, toluene, hexane, heptane, hexane, octane, or combinations thereof. Those skilled in the art will be able to select a suitable solvent without undue experimentation.
In various embodiments, the concentration of lactone monomer in the starting solution will be from about 0.5M to about 10M. The lactone monomer concentration is from about 1M to about 7M in some embodiments, from about 2M to about 5M in other embodiments, from about 3M to about 5M in other embodiments, from about 0.5M to about 4M in other embodiments, other embodiments In examples, from about 0.5M to about 3M, and in other embodiments, from about 0.5M to about 2M. Thereafter, the reaction vessel is sealed and the lactone solution is heated to a temperature of about 40 ° C. to about 100 ° C. to initiate and / or maintain the ring-opening polymerization reaction of the lactone, initiated by the starting alcohol and catalyzed by the magnesium catalyst, and / or Lactone) to obtain a polymer intermediate. In some embodiments, the lactone solution is from about 40 ° C to about 50 ° C, in other embodiments from about 40 ° C to about 60 ° C, in other embodiments from about 40 ° C to about 70 ° C, in other embodiments from about 40 ° C to about 80 ° C. ° C, and in other embodiments, to a temperature of about 40 ° C to about 90 ° C. As will be apparent, these poly (lactone) polymer intermediates will, if desired, have functional end groups from the starting alcohol at one end and hydroxyl (OH) groups at the other end. In some embodiments, the lactone solution is heated until all of the lactones (98% or more) have reacted.
In various embodiments, the lactone solution is heated for about 1 hour to about 96 hours. In some embodiments, the lactone solution is from about 1 hour to about 84 hours, in other embodiments from about 1 hour to about 72 hours, in other embodiments from about 1 hour to about 60 hours, in other embodiments from about 1 hour To about 48 hours, in other embodiments, from about 1 hour to about 36 hours, in other embodiments, from about 1 hour to about 24 hours, and in other embodiments, from about 1 hour to about 12 hours.
In the second step, maleic anhydride monomer and propylene oxide monomer are dissolved in a suitable solvent such as toluene at a total monomer concentration of about 0.5M to about 10M and added to the reaction vessel containing poly (lactone) polymer intermediate. In some embodiments, the total monomer concentration is from about 1M to about 7M, in other embodiments from about 2M to about 5M, in other embodiments from about 3M to about 5M, in other embodiments from about 0.5M to about 4M, other In embodiments, from about 0.5M to about 3M, and in other embodiments, from about 0.5M to about 2M.
As will be evident, simply switching the poly (lactone) polymer polymer acting as the starting alcohol for the ROP of maleic anhydride and propylene oxide monomer and the magnesium catalyst catalyzing the ROP of lactone to maleic anhydride and propylene oxide monomer. No additional catalyst or starting alcohol is needed at this stage. In some embodiments, functionalized propylene oxide monomers can be used to introduce monomer functional groups into the PPF block of the block co-polymer.
The resulting solution is then heated to a temperature of about 40 ° C. to about 100 ° C. to initiate and / or maintain the ring-opening polymerization reaction of maleic anhydride monomers and propylene oxide monomers to the terminal OH groups on the poly (lactone) polymer intermediate, and / or (Lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates. In some embodiments, the solution is from about 40 ° C to about 50 ° C, in other embodiments from about 40 ° C to about 60 ° C, in other embodiments from about 40 ° C to about 70 ° C, in other embodiments from about 40 ° C to about 80 ° C. , And in other embodiments, to a temperature of about 40 ° C to about 90 ° C. In some embodiments, the solution is heated until substantially all (80% or more) monomer has reacted. In some embodiments, the solution is from about 1 hour to about 96 hours, in other embodiments from about 12 hours to about 96 hours, in other embodiments from about 24 hours to about 96 hours, in other embodiments from about 48 hours to Heated for about 96 hours, in other embodiments, from about 62 hours to about 96 hours, in other embodiments, from about 1 hour to about 62 hours, and in other embodiments, from about 1 hour to about 48 hours.
In one or more embodiments, the terminal functionalized poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates can be formed as shown in Scheme 1 below;
Scheme 1
LactoneAnd proposed synthesis method for block copolymers containing poly (propylene maleate)
Figure pct00015

Where R is an end group or end functional group as described above; n is an integer from about 1 to about 20; m is an integer from about 1 to about 500; k is an integer from about 1 to about 100. In various embodiments, R is easy with such functional groups such as alkyne groups, propargyl groups, alkene groups, hydroxyl groups, ketone groups, thiol groups, halide groups, nitrobenzyl groups, or halide groups or nitrobenzyl groups. It can be a group that can be switched.
In some embodiments, n is from about 1 to about 15, in other embodiments, from about 1 to about 10, in other embodiments, from about 1 to about 8, in other embodiments, from about 1 to about 6, in other embodiments , From about 1 to about 4, in other embodiments, from about 5 to about 20, and in other embodiments, from about 10 to about 20. In some embodiments, m is from about 1 to about 400, in other embodiments, from about 1 to about 300, in other embodiments, from about 1 to about 200, in other embodiments, from about 1 to about 100, in other embodiments , From about 1 to about 50, in other embodiments, from about 1 to about 25, in other embodiments, from about 100 to about 400, and in other embodiments, from about 200 to about 400. In some embodiments, k is from about 1 to about 80, in other embodiments, from about 1 to about 60, in other embodiments, from about 1 to about 40, in other embodiments, from about 1 to about 20, in other embodiments , From about 1 to about 10, in other embodiments, from about 20 to about 80, in other embodiments, from about 40 to about 80, in other embodiments, from about 50 to about 80, and in other embodiments, from about 60 to about It may be an integer of 100.
In some embodiments, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 2 below.
Scheme 2
Figure pct00016

Where m and n are each integers from about 1 to about 500; R is a terminal group or a terminal functional group as described above.
In some embodiments, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 3 below:
Scheme 3
Figure pct00017

Where m and n are each integers from about 1 to about 500; R is a terminal group or a terminal functional group as described below.
In some embodiments, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 4 below:
Scheme 4
Figure pct00018

Where m and n are each integers from about 1 to about 500; R is a terminal group or terminal functional group as described below.
In some embodiments, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 5 below:
Scheme 5
Figure pct00019

Where m and n are each integers from about 1 to about 500; R is a terminal group or a terminal functional group as described below.
In some embodiments, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 6 below.
Scheme 6
Figure pct00020

Where m and n are each integers from about 1 to about 500; R is a terminal group or a terminal functional group as described below.
In some embodiments, poly (lactone-b-Lactone-b-Propylene maleate) triblock polymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 7 below:
Scheme 7
Figure pct00021

Where m, n and k are each integers from about 1 to about 500; R is a terminal group or a terminal functional group as described below.
In some embodiments, poly (lactone-b-Lactone-b-Propylene maleate) triblock polymer intermediates can be synthesized as shown in Scheme 8 below:
Scheme 8
Figure pct00022

Where m, n and k are each integers from about 1 to about 1000; R is a terminal group or a terminal functional group as described below.
Poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer and / or poly (lactone-b-Lactone-b-Propylene Maleate) Triblock polymer intermediates can be isolated and purified using any known method. In some embodiments, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer and / or poly (lactone-b-Lactone-b-Propylene maleate) Triblock polymer intermediates can be recovered by precipitating in excess diethyl ether.
In the third step, poly (lactone-b-Propylene maleate) block copolymer and / or poly (lactone-b-Lactone-b-The poly (propylene maleate) segment (block) of the propylene maleate) triblock polymer intermediate isomerized to its trans-isomer (poly (propylene fumarate)) to form a poly (lactone-) according to an embodiment of the invention.b-Propylene fumarate) to form a block copolymer (reference: Fig. 1). The term isomerization is used hereinSheath-Isomer (PPM)Trans-Used to refer to a reaction that converts to isomer (PPF) form. The isomerization step may result in some other change to the polymer, but the approximateM n,Ð M, AndT g The most common aspect of the end functionalized PPF polymer of embodiments of the invention, such as the range, is measured prior to the isomerization step. However, even if a relatively small amount of PPM polymer chains remain in the polymer, this will negatively affect the polymer's ability to crosslink, making it unsuitable for 3D printing and other similar applications. Therefore, it is important to essentially convert all poly (propylene maleate) to poly (propylene fumarate) when the polymer must be used for these applications.
Poly (propylene maleate) segments (blocks) include the methods described in International Application PCT / US2015 / 061314, published as WO 2016/081587, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. However, isomerization can be carried out using any conventional method, not limited to this. In some embodiments, poly (propylene maleate) segments (blocks) of these block copolymers can be isomerized as shown in Example 11 below.
In various embodiments, the terminal functionalized poly (lactone-bThe propylene maleate) block copolymer intermediate is placed in a suitable container such as a round bottom flask and dissolved in an inert atmosphere in a suitable solvent such as chloroform, tetrahydrofuran (THF), dioxane, diethyl ether, or combinations thereof. . It is contemplated that, regardless of the solvent selected, it can be removed without excessive difficulty or cost, and in some embodiments, the solvent is chloroform. Once the PPM intermediate is dissolved, a catalyst, preferably diethylamine, is added and the vessel is connected to a condenser and heated to a reaction temperature of about 5 ° C to about 80 ° C. In some embodiments, the reaction temperature is from about 5 ° C to about 70 ° C, in other embodiments from about 5 ° C to about 65 ° C, in other embodiments from about 5 ° C to about 55 ° C, in other embodiments, from about 20 ° C To about 80 ° C, in other embodiments, from about 40 ° C to about 80 ° C, and in other embodiments, from about 60 ° C to about 80 ° C. In some embodiments, the reaction temperature is between about 55 ° C and about 65 ° C.
In these embodiments, the solution is about 5 to about 100 hours, about 5 hours to about 80 hours, in other embodiments, about 5 hours to about 60 hours, in other embodiments, about 5 hours to about 50 hours, other embodiments In examples, from about 5 hours to about 40 hours, in other embodiments, from about 20 hours to about 100 hours, in other embodiments, from about 40 hours to about 100 hours, and in other embodiments, from about 60 hours to about 100 hours During heating, an isomerized polymer is produced (see Figure 1). In some embodiments, the solution is heated for about 24 to about 48 hours. Upon completion of the isomerization reaction, the terminal functionalized poly (lactone-b-Propylene fumarate) block copolymers can be isolated and purified by any suitable method known in the art for this purpose.
The method of the present invention is poly (lactone-b-Propylene fumarate) diblock copolymers were mainly discussed with reference, but these methods are poly (lactone-b-Propylene fumarate) As set out above for diblock copolymers, lactone monomers (to form additional lactone blocks) or propylene oxide / maleic anhydride monomers (addition) when the reagents used to form before the block are depleted Can be used to form block copolymers with three or more blocks by sequential addition of (to form a PPF block of). By using the diblock copolymers discussed above, the hydroxyl group at the end of the preceding block acts as an initiator for the next lactone or maleic anhydride / propylene oxide ROP, and the magnesium catalyst catalyzes the ROP for the new block. In order to switch, no additional catalyst or starting alcohol is required. In some other embodiments, ABA block copolymers can be formed using bi-functional starting alcohols. In these embodiments, the first block (B) will have two active functional groups and the two (A) blocks can be added as described above to form an ABA block copolymer.
In various embodiments, the poly (lactone-) of the inventionb-Propylene fumarate) block copolymers can be used in many applications such as 3D printable resins, medical devices, tissue processing, wound healing, cosmetics, and drug and protein delivery.

실시예Example

실시하기 위한 본 발명의 구현예를 추가로 정의하고 정리하기 위해, εCL의 ROP 및 MAn 및 PO의 등몰 혼합물의 후속적인 ROCOP를 조사하였다. 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2 및 1급 알코올 개시제로서 벤질 알코올(BnOH)을 사용하여 εCL의 단독중합을 밀봉된, N2 대기 속에서 80℃에서 톨루엔 중 2M의 농도에서 수행하였다. 단독중합을 톨루엔 중 MAn 및 PO의 2M 용액을 반응물에 투입하기 전에 1시간 동안 지속하였다. MAn 및 PO 용액의 제조 및 PCL 용액내로 이의 후속적인 주입 둘 다를 무수 N2 환경 속에서 수행하여 초기 반응의 대기를 유지시켰다. 중합을 주입 후 5일 동안 지속한 후, 중합체를 냉 헥산 속에서 침전시켜 회수하였다. εCL 및 MAn의 단량체 전환을 중합 종결 즉시 취한 조 반응 용액의 1H NMR 분광 분석을 사용하여 측정하였다. PO의 낮은 증기압 및 비등점은 반응 온도에서 공명 피크(resonance peak)의 신뢰할 수 없는 통합을 생성하므로, PO 전환은 기록되지 않는다. 회수된 물질의 1H NMR 분광 분석은 PCL, PPM, 및 BnOH 개시제에 상응하는 양성자 공명을 나타내었다. 단독 중합된 PO의 메틸렌 양성자에 상응하는 공명은 관찰되지 않았으며(δ = 3.3-3.5 ppm), MAn 및 PO의 교호하는 공중합에 대한 선호도는 Mg(BHT)2(THF)2를 제공하였음을 입증한다(참고: 도 2-4).To further define and organize the embodiments of the present invention for implementation, ROP of ε CL and subsequent ROCOP of equimolar mixtures of MAn and PO were investigated. Homopolymerization of ε CL using Mg (BHT) 2 (THF) 2 as catalyst and benzyl alcohol (BnOH) as primary alcohol initiator was performed at 80 ° C. in a sealed, N 2 atmosphere at a concentration of 2M in toluene. . Homopolymerization was continued for 1 hour before the 2M solutions of MAn and PO in toluene were added to the reaction. Both the preparation of the MAn and PO solutions and their subsequent injection into the PCL solution were performed in anhydrous N 2 environment to maintain the atmosphere of the initial reaction. After the polymerization was continued for 5 days after injection, the polymer was recovered by precipitation in cold hexane. Monomer conversion of ε CL and MAn was measured using 1 H NMR spectroscopy of the crude reaction solution taken immediately after polymerization termination. The low vapor pressure and boiling point of PO creates an unreliable integration of resonance peaks at the reaction temperature, so PO conversion is not recorded. 1 H NMR spectroscopy analysis of the recovered material showed proton resonance corresponding to PCL, PPM, and BnOH initiators. No resonance was observed corresponding to the methylene proton of the single polymerized PO ( δ = 3.3-3.5 ppm), demonstrating that the preference for alternating copolymerization of MAn and PO provided Mg (BHT) 2 (THF) 2 (Reference: FIGS. 2-4).

회수된 중합체의 구조 및 레지오규칙성(regioregularity)을 정량적 13C NMR 분광법 및 확산 정렬된 NMR 분광법(DOSY)을 사용하여 추가로 조사하였다. 13C NMR 스펙트럼은 다른 εCL 반복 단위에 인접한 εCL 카보닐(εCL*- εCL, 여기서 *는 관찰된 카보닐을 나타낸다)에 상응하는, δ = 173.4 ppm에서의 우세한 카보닐 디아드 공명, 및 MAn*-PO에 상응하는, δ = 164.57 ppm 및 δ = 164.19 ppm에서 2개의 우세한 디아드 공명 피크를 나타내었다. 2개의 매우 작은 공명은 또한 δ = 173.2 ppm 및 δ = 164.9 ppm에서 나타나며, 이는 각각 εCL*-MAn 및 MAn*-εCL에 상응한다. 카보닐 디아드 공명 피크의 통합은 순서와 유사한 블록을 나타내며, 여기서 하나의 블록은 PCL 단독중합체이고 다른 블록은 폴리(프로필렌 말레에이트)(PPM)이다(참고: 도 3). DOSY NMR 분광법은 단지 하나의 중합체 종을 나타내었으며, 개개의 PCL 및 PPM 쇄와 대치되는 것으로서 폴리(ε-카프로락톤-블록-프로필렌 말레에이트)(P(CL-b-PM))의 순서와 같은 블록을 입증한다(참고: 도 5 및 6).The structure and regioregularity of the recovered polymer was further investigated using quantitative 13 C NMR spectroscopy and diffusion aligned NMR spectroscopy (DOSY). 13 C NMR spectrum is different ε CL εCL carbonyl adjacent to the repeating unit - dominant carbonyl Dia de resonance in corresponding to CL * ε CL, where * indicates the observed carbonyl), δ = 173.4 ppm, And two predominant diad resonance peaks at δ = 164.57 ppm and δ = 164.19 ppm, corresponding to MAn * -PO. Two very small resonance also occurs at δ = 173.2 ppm, and δ = 164.9 ppm, which ε * CL * -MAn MAn and respectively correspond to ε CL. The integration of the carbonyl diad resonance peak represents a block similar to the sequence, where one block is the PCL homopolymer and the other block is poly (propylene maleate) (PPM) (see FIG. 3). DOSY NMR spectroscopy showed only one polymer species, the same sequence of poly ( ε -caprolactone-block-propylene maleate) (P (CL- b- PM)) as opposed to individual PCL and PPM chains. Prove the block (see Figures 5 and 6).

스테레오리소그래피 프린팅(stereolithographic printing)을 위한 PPF 블록 속에 존재하는 알켄 작용성을 이용하기 위하여, 절단 또는 부반응없이 P(CL-b-PM)의 폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 푸마레이트)(P(CL-b-PF))로의 이성체화가 일어나야만 한다. 따라서, 디에틸아민(알켄당 0.15 몰 당량)이 들어있는 CHCl3 중 P(CL-b-PM)의 0.5 M 용액을 환류에서 앞서 보고한 바와 같이, 밤새 가열하였다(참고: Luo, Y.; Dolder, C. K.; Walker, J. M.; Mishra, R.; Dean, D.; Becker, M. L., Synthesis and Biological Evaluation of Well-Defined Poly(propylene fumarate) Oligomers and Their Use in 3D Printed Scaffolds. Biomacromolecules 2016, 17 (2), 690-697, 이의 개시내용은 본원에 이의 전문이 참고로 포함됨). 디에틸아민은 용매 제거 전에 회전 증발을 통해 0.5 M 인산나트륨 완충액 용액으로 세척함으로써 제거하였다. 시스-알켄 공명(δ = 6.2 ppm) 및 트랜스-알켄 양성자에 상응하는 새로운 공명(δ = 6.7 ppm)의 완전한 환원이 1H NMR 분광법을 사용하여 나타났다(참고: 도 1).To utilize the alkene functionality present in the PPF block for stereolithographic printing, poly ( ε -caprolactone- b -propylene fumarate) of P (CL- b- PM) without cleavage or side reactions (P Isomerization to (CL- b -PF)) must occur. Thus, a 0.5 M solution of P (CL- b- PM) in CHCl 3 containing diethylamine (0.15 molar equivalents per alkene) was heated at reflux overnight, as previously reported (ref. Luo, Y .; Dolder, CK; Walker, JM; . Mishra, R .; Dean, D .; Becker, ML, Synthesis and Biological Evaluation of Well-Defined Poly (propylene fumarate) Oligomers and Their Use in 3D Printed Scaffolds Biomacromolecules 2016, 17 (2 ), 690-697, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety). Diethylamine was removed by washing with 0.5 M sodium phosphate buffer solution via rotary evaporation prior to solvent removal. Complete reduction of the cis -alkene resonance ( δ = 6.2 ppm) and the new resonance ( δ = 6.7 ppm) corresponding to the trans -alkene proton was shown using 1 H NMR spectroscopy (see Figure 1).

MAn 및 PO의 ROCOP의 εCL 블록으로의 역학을 PCL 및 PPM 블록 둘 다에 대한 50회 반복 단위의 표적화된 중합도(DP)를 사용하여 동일한 조건 하에서 연구하였다. 분취량은 프로필렌 옥사이드 및 말레산 무수물을 중합 용액내로 주입한 후 6일의 기간에 걸쳐 24시간 마다 회수하였다. 조 혼합물의 1H NMR 분광 분석을 사용하여 MAn 전환을 측정하였다. 회수된 물질의 SEC를 사용하여 분자량 및 분자량 분포(Ð M)를 측정하였다. 1급 알코올 개시제로부터 MAn 및 PO의 ROCOP와 유사하게, 중합은 또한 슈도-제1차 역학(pseudo-first order kinetics)에 따른다. 단량체의 전환율은 ROCOP이 증식과 경쟁하는 락톤 거대개시인자와의 촉매 친화성의 결과로서 현저하게 방해된다. 이는 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2를 사용하는 앞서의 보고에서 락톤 및 마크로락톤의 공중합에서 관찰된 중합 역학과 유사하다(참고: Wilson, J. A.; Hopkins, S. A.; Wright, P. M.; Dove, A. P., 'Immortal' ring-opening polymerization of ω-pentadecalactone by Mg(BHT)2(THF)2. Polym. Chem. 2014, 5 (8), 2691-2694, 이의 개시내용은 본원에 이의 전문이 참고로 포함된다.) 주입 직 후 Ð M 값은 εCL 단독 중합동안 에스테르교환반응의 지표이지만, ROCOP 동안 Ð M 및 선형의 분자량 증식은 추가의 에스테르교환 부 반응에 대치되는 것으로서 MAn 및 PO의 ROCOP에 대한 조절된 중합 및 선호도의 증거를 제공한다(참고: 하기 반응식 9).The kinetics of MAn and PO to ROCOP ε CL blocks were studied under the same conditions using a targeted degree of polymerization (DP) of 50 repeat units for both PCL and PPM blocks. Aliquots were collected every 24 hours over a period of 6 days after propylene oxide and maleic anhydride were injected into the polymerization solution. MAn conversion was measured using 1 H NMR spectroscopy of the crude mixture. The molecular weight and molecular weight distribution ( Ð M ) were measured using SEC of the recovered material. Class 1 In analogy to ROCOP of MAn and PO from the alcohol initiator, the polymerization is also pseudo-specified in the first dynamics (pseudo -first order kinetics). The conversion of monomers is significantly impeded as a result of the catalytic affinity of the lactone macroinitiator, where ROCOP competes with proliferation. This is similar to the polymerization kinetics observed in the copolymerization of lactones and macrolactones in the previous report using Mg (BHT) 2 (THF) 2 as catalyst (see Wilson, JA; Hopkins, SA; Wright, PM; Dove, AP, 'Immortal' ring-opening polymerization of ω-pentadecalactone by Mg (BHT) 2 (THF) 2 .Polym.Chem . 2014, 5 (8), 2691-2694, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Immediately after injection, the Ð M value is an indicator of the transesterification during ε CL homopolymerisation, but the molecular weight proliferation of Ð M and linear during ROCOP is counter to the further transesterification side reactions for MAn and PO to the ROCOP. Provides evidence of controlled polymerization and preference (see Scheme 9 below).

반응식 9Scheme 9

개환 블록 순차적 공중합에 관여하는 중합 주기Polymerization cycle involved in sequential copolymerization of ring-opening blocks

Figure pct00023
Figure pct00023

동일한 촉매, 1급 알코올 개시제, 및 앞서 기술된 온도를 사용하여, εCL, MAn, 및 PO의 중합을 또한 단일 단계 합성을 사용하여 시험하고, MAn 및 PO의 ROCOP에 이어 후속적으로 εCL을 주입하였다. 등몰 비의 εCL, MAn, 및 PO를 반응 둘 다에서 사용하였다. 회수된 물질의 1H NMR 분광 분석은 이들 반응 중 어느 것에서 생산된 중합체내로 εCL 혼입을 나타내지 않았다. 본 발명자들은 이것이 개환 MAn의 카복실산 쇄-말단 또는 εCL의 개환을 개시할 수 있는 개환된 PO의 2차 알코올 쇄-말단의 결과가 아닌 것으로 예측한다. 순차적인 락톤 ROP 및 MAn 및 PO ROCOP에 의해 생산된 공중합체는 블록 사이에 등급 영역(gradation region)을 함유하지 않는다. 이는 또한 Mg(BHT)2(THF)2에 의해 촉매된 MAn과 PO의 공중합에 있어서의 고도의 레지오규칙성을 시사한다.Using the same catalyst, primary alcohol initiator, and the temperature described above, polymerization of ε CL, MAn, and PO was also tested using single step synthesis, followed by ROCOP of MAn and PO followed by ε CL It was injected. Equimolar ratios of ε CL, MAn, and PO were used in both reactions. 1 H NMR spectroscopy analysis of the recovered material did not show ε CL incorporation into the polymer produced in any of these reactions. We predict that this is not the result of the carboxylic acid chain-terminus of ring-opening MAn or the secondary alcohol chain-terminus of ring-opened PO that can initiate ring opening of ε CL. The copolymer produced by sequential lactone ROP and MAn and PO ROCOP does not contain a grading region between blocks. It also suggests a high degree of reggioregularity in the copolymerization of MAn and PO catalyzed by Mg (BHT) 2 (THF) 2 .

MAn 및 PO와 폴리에스테르의 ROP "스위치" ROCOP를 위한 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2의 실행가능성을 추가로 시험하기 위하여, 보다 작은 락톤(δ-발레로락톤 (δVL)), 알킬-치환된 락톤(γ-메틸-ε-카프로락톤(γmεCL), ε-헵타락톤(εHL) 및 ε-데카락톤(εDL)), 마크로락톤(PDL), 및 작용성 락톤(θ-프로파르길-ε-노나락톤 (θpεNL) 및 α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL)의 이성체 혼합물)을 사용한 합성을 조사하였다(참고: 하기 반응식 10).Smaller lactones ( δ -valerolactone ( δ VL)), to further test the feasibility of Mg (BHT) 2 (THF) 2 as a catalyst for ROP “switch” ROCOP of MAn and PO and polyester, Alkyl-substituted lactones ( γ -methyl- ε -caprolactone ( γ m ε CL), ε -heptalactone ( ε HL) and ε -decaractone ( ε DL)), macrolactone (PDL), and functionality Synthesis was investigated using lactones (an isomer mixture of θ-propargyl- ε -nonaralactone (θp ε NL) and α -propargyl- ε -caprolactone ( α p ε CL)) 10).

반응식 10. Scheme 10 .

폴리(프로필렌 푸마레이트)와의 공중합에 사용된 락톤 단량체Lactone monomer used for copolymerization with poly (propylene fumarate)

Figure pct00024
Figure pct00024

δVL, γmεCL 및 PDL을 제외하고, 모든 락톤을 밀봉된 N2 대기 속에서 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2 및 1차 알코올로서 BnOH를 이용하여, 톨루엔 중 2M 농도에서 80℃에서 24시간 동안 단독중합시켰다. δVL, γmεCL, 및 PDL을 동일한 조건을 사용하여 각각 1시간, 1시간, 및 8시간 동안 단독중합시켰다. 단독중합 후, 건조시키고, 톨루엔 중 MAn 및 PO의 2M 용액을 각각의 반응물에 주입하였다. 1H NMR 분광법을 조 반응 혼합물에서 PO 및 MAn의 주입 후 5일 째에 수행하여 헥산 속에 수득되는 중합체의 침전 전 단량체 전환을 측정하였다. 이들 실험의 결과는 하기 표 1에 요약한다.Except for δ VL, γ m ε CL and PDL, all lactones were sealed in a sealed N 2 atmosphere using Mg (BHT) 2 (THF) 2 as catalyst and BnOH as primary alcohol, 80 at 2M concentration in toluene. Homopolymerization was carried out at 24C for 24 hours. δ VL, γ m ε CL, and PDL were homopolymerized for 1 hour, 1 hour, and 8 hours, respectively, using the same conditions. After homopolymerization, it was dried and 2M solutions of MAn and PO in toluene were injected into each reaction. 1 H NMR spectroscopy was performed 5 days after injection of PO and MAn in the crude reaction mixture to measure monomer conversion before precipitation of the polymer obtained in hexane. The results of these experiments are summarized in Table 1 below.

변화된 락톤 단량체 공급물 및 표적화된 DP와 함께 촉매로서 Mg(BHT)Mg (BHT) as catalyst with changed lactone monomer feed and targeted DP 22 (THF)(THF) 22 를 사용하여 생산된 PPF 계 블록 공중합체의 특성Characteristics of PPF-based block copolymers produced using 락톤 단량체 (L)Lactone monomer (L) 표적 [L]:[PM]Target [L]: [PM] 시간 (h) Time (h) 락톤 전환률 (%)Lactone conversion rate (%) aa MAn 전환률 (%)MAn conversion rate (%) aa 실제 [L]:[PM]Actual [L]: [PM] bb MM nn (kDa) (kDa) bb NMR   NMR MM nn (kDa) (kDa) cc SEC SEC MM ww (kDa) (kDa) cc SEC SEC ÐÐ MM cc SEC SEC TT mm
(℃)(℃) dd DSCDSC
TT cc
(℃)(℃) dd DSCDSC
TT gg
(℃)(℃) dd DSC DSC
δVL δ VL [50]:[50][50]: [50] 1One 9494 8484 [42]:[33][42]: [33] 9.49.4 6.56.5 8.38.3 1.851.85 4747 44 -- εCL ε CL [50]:[50][50]: [50] 1One 8585 9090 [46]:[41][46]: [41] 11.611.6 7.07.0 15.015.0 2.142.14 5858 1818 -- εHL ε HL [50]:[50][50]: [50] 2424 9595 9090 [48]:[42][48]: [42] 12.712.7 4.54.5 9.89.8 1.801.80 1515 -12-12 -- γmεCL γ m ε CL [50]:[50][50]: [50] 1One 9494 8181 [46]:[47][46]: [47] 13.213.2 4.54.5 9.29.2 2.022.02 -- -- -18-18 ΘpεNL Θ p ε NL [50]:[50][50]: [50] 2424 8989 8484 [35]:[38][35]: [38] 11.311.3 7.47.4 14.614.6 1.971.97 -- -- -11-11 εDL ε DL [50]:[50][50]: [50] 88 9090 8181 [40]:[29][40]: [29] 11.311.3 2.62.6 4.04.0 1.561.56 -- -- 1111 ωPDLωPDL [50]:[50][50]: [50] 2424 8282 7878 [30]:[25][30]: [25] 11.111.1 5.55.5 7.87.8 1.411.41 9393 7575 -- δVL/εCL δ VL / ε CL [50]:[50][50]: [50] 2424 9292 7272 [50]:[29][50]: [29] 9.99.9 1.61.6 3.23.2 1.971.97 1616 -10-10 --

a 조 반응 혼합물의 1H NMR 분광 분석 및 상응하는 중합체 양성자 공명(δ = 6.26 ppm)에 대한 단량체 양성자 공명의 비교에 의해 측정됨. b 조 반응 혼합물의 1H NMR 분광 분석에 의한 말단-그룹 분석으로 측정됨. c 폴리(스티렌) 표준물에 대한 THF중 SEC로 측정됨. d 차등 주사 열량계에 의해 측정됨. 13C 및 DOSY NMR 분광법은 모든 회수된 생성물 속에서 폴리락톤 블록 및 PPM 블록의 존재를 입증한다(참고: 도 3, 4 및 7-20). 1H NMR 분광법은 PPM 블록이 표적 DP에 이르지 못했음을 나타내었으며, 이는 불완전한 단량체 전환을 생성하는 락톤-계 마크로개시제 상으로의 장애된 역학의 결과인 듯 하다. 그러나, 말레산 무수물의 70% 미만의 전환에 이르는 중합은 관찰되지 않았다. a Measurement by 1 H NMR spectroscopy of the crude reaction mixture and comparison of monomeric proton resonance to the corresponding polymer proton resonance ( δ = 6.26 ppm). b Measured by end-group analysis by 1 H NMR spectroscopy of the reaction mixture. c Measured in SEC in THF for poly (styrene) standards. d Measured by differential scanning calorimeter. 13 C and DOSY NMR spectroscopy demonstrate the presence of polylactone blocks and PPM blocks in all recovered products (see Figures 3, 4 and 7-20). 1 H NMR spectroscopy showed that the PPM block did not reach the target DP, which appears to be the result of impaired dynamics onto the lactone-based macroinitiator, which produces incomplete monomer conversion. However, polymerization leading to conversion of less than 70% of maleic anhydride was not observed.

흥미롭게도, θpεNL을 함유하는 중합체의 정량적 13C NMR 스펙트럼에서 카보닐 디아드 공명 피크의 통합은 별도의 PM 블록 외에, ωpεNL, αpεCL, 및 단량체 합성 동안 생산된 소량의 εCL의 순서와 같은 블록을 나타내었다. 이러한 효과를 확인하기 위하여, 25 프로파르길 치환된 락톤 단위, 25 εCL 단위, 및 50 PM 단위를 표적화하는 중합체를 θpεNL 및 αpεCL과 εCL의 이성체 혼합물을 중합시키고 후속적으로 앞서의 중합과 동일한 조건을 사용하여 MAn 및 PO를 주입함으로써 합성하였다. 1H NMR 분광법은 각각의 단량체 종의 존재를 입증하였으며, 정량적 13C NMR 분광법은 다시 한번 MAn 및 PO의 교호하는 블록 외에도, θpεNL, αpεCL, 및 εCL의 블록 순서를 시사하였다. 당해 순서 이면의 정확한 메카니즘은 본 개시내용의 범위를 벗어나고 본 발명을 이해하여 실시하는데 필수적이지 않지만, εCL과 다른 ε-치환된 ε-락톤(εSεL)의 앞서의 모든 중합이 무작위 순서를 갖는 것으로 보고되었기 때문에 이러한 중합에서 이들 단량체와 함께 보여지는 입체선택성 및 이성체 선택성은 주목할 가치가 있다. 이것은 εCL과 비교하여 우선적인 중합을 가져오는 촉매와 용이하게 배위되고 다른 락톤과 1-단계 εCL 블록 공중합체의 제1 예를 궁극적으로 생산하는 프로파르길 그룹의 결과일 수 있다.Interestingly, incorporation of carbonyl diad resonance peaks in the quantitative 13 C NMR spectrum of polymers containing θp ε NL, in addition to separate PM blocks, ωp ε NL, α p ε CL, and a small amount of ε produced during monomer synthesis The same block as the order of CL is shown. To confirm this effect, polymers targeting 25 propargyl substituted lactone units, 25 ε CL units, and 50 PM units were polymerized with an isomer mixture of θp ε NL and α p ε CL and ε CL and subsequently It was synthesized by injecting MAn and PO using the same conditions as the previous polymerization. 1 H NMR spectroscopy demonstrated the presence of each monomeric species, and quantitative 13 C NMR spectroscopy once again suggested a block sequence of θp ε NL, α p ε CL, and ε CL, in addition to alternating blocks of MAn and PO. . The exact mechanism behind this sequence is outside the scope of the present disclosure and is not essential to understanding and practicing the present invention, but all prior polymerizations of ε CL and other ε -substituted ε -lactones ( ε S ε L) are in random order. It is worth noting that the stereoselectivity and isomer selectivity seen with these monomers in these polymerizations have been reported to have. This may be the result of a propargyl group that is easily coordinated with a catalyst that results in preferential polymerization as compared to ε CL and a first example of a one-step ε CL block copolymer with other lactones.

δVL 및 εCL의 ROCOP 합성에 이어서 MAn 및 PO의 ROCOP를 또한 시험하였다. 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2 및 개시제로서 BnOH를 다시 한번 이용하여, δVL 및 εCL을 톨루엔 속에서 2M 농도에서 80℃에서 24시간 동안 공중합시켰다. 1H NMR 분광법은 MAn 및 PO의 혼입 외에 중합체 쇄내로 δVL 및 εCL의 동등한 혼입을 나타내었다. 13C NMR 분광법에 의한 카보닐 디아드 공명 피크의 분석은 δVL 및 εCL의 하나의 블록 내로의 무작위적 혼입 및 제2 블록 내로의 교호하는 MAn 및 PO 혼입을 갖는 순서와 같은 블록을 나타내었다. DOSY NMR 분광법은 단일의 확산하는 중합체 종의 존재를 입증하였다.ROCOP synthesis of δ VL and ε CL followed by ROCOP of MAn and PO was also tested. Δ VL and ε CL were copolymerized in toluene at 80 ° C. for 24 hours at 2 M concentration using Mg (BHT) 2 (THF) 2 as the catalyst and BnOH as the initiator once again. 1 H NMR spectroscopy showed equivalent incorporation of δ VL and ε CL into the polymer chain in addition to the incorporation of MAn and PO. Analysis of carbonyl diad resonance peaks by 13 C NMR spectroscopy revealed blocks such as the order of random incorporation of δ VL and ε CL into one block and alternating MAn and PO incorporation into the second block. . DOSY NMR spectroscopy demonstrated the presence of a single diffusing polymer species.

차등 주사 열량계(SSC)를 사용한 열 분석은 광범위한 특성을 나타내었다(참고: 도 21-28). 예측한 바와 같이, 지방족 락톤 블록을 함유하는 중합체는 실온을 초과하는 용융 온도 및 0℃를 초과하는 결정화 온도를 가졌으며, 이들 둘 다는 골격내 쇄 길이가 증가하면서 증가하였다. 이에 대한 예외는 융점(T m )이 실온 미만이고 결정화 온도(T C )가 0℃ 미만인 P(δVL-co-εCL-b-PM)이다. 이러한 제어는 폴리(δ-발레로락톤)(PVL) 또는 PCL 쇄에서 관찰된 규칙적인 패킹 구조(regular packing structure)를 파괴하는 골격을 따라 에스테르의 무작위 분포의 결과이다. 이는 대부분의 랜덤 락톤 공중합체가 몰 비를 기준으로 하여, 상응하는 락톤 단독중합체의 것들 사이에 T ms 및 T cs를 생한하는 것으로 관측되었으므로 예측하지 못한 결과이다. P(εHL-b-PM)은 실온 바로 아래의 용융 온도 및 0℃ 미만의 결정화 온도를 지닌, 지방족 락톤 블록을 함유하는 것들과 치환된 락톤 블록을 함유하는 것들 사이에 열적 특성을 가졌다.Thermal analysis using differential scanning calorimetry (SSC) showed a wide range of properties (cf. FIGS. 21-28). As expected, the polymer containing aliphatic lactone blocks had a melting temperature above room temperature and a crystallization temperature above 0 ° C., both of which increased with increasing intra-skeletal chain length. The exception to this is P ( δ VL- co - ε CL- b -PM), where the melting point ( T m ) is below room temperature and the crystallization temperature ( T C ) is below 0 ° C. This control is the result of a random distribution of esters along the backbone that disrupts the regular packing structure observed in poly ( δ -valerolactone) (PVL) or PCL chains. This is an unexpected result since most random lactone copolymers were observed to produce T m s and T c s between those of the corresponding lactone homopolymers, based on the molar ratio. P ( ε HL- b -PM) had a thermal property between those containing aliphatic lactone blocks and those containing substituted lactone blocks, with a melting temperature just below room temperature and a crystallization temperature below 0 ° C.

예측한 바와 같이, P(γmεCL-b-PM), P(ωpεNL-b-αpεCL-b-εCL-b-PM), 및 P(εDL-b-PM)은 주쇄의 어떠한 결정화도 파괴하는 펜던트 측쇄의 결과로서, 결정성 거동을 나타내지 않으며 실온에서 모두 점성 액체였다(참고: 도 24, 25, 26). 흥미롭게도, γmεCL 및 εHL은 이성체성 εSεL이며, 메틸-치환의 대체는 모든 결정화가 γmεCL에서는 파괴되지만 εHL에서는 파괴되지 않는 정도로 공중합체의 결정화에 큰 영향을 미친다. 치환의 크기는 또한 증가된 T g를 나타내는 보다 긴 쇄 길이와 함께, 무정형 공중합체의 T g에 영향을 미치는 것으로 관찰되었다. 이는 네트워크에서 불량한 패킹의 포켓을 생성하는 γmεCL의 짧은 경직성 메틸 치환보다는 오히려 보다 우수한 쇄 패킹을 허용하는 εDL의 보다 긴 쇄에서의 증가된 굴곡성의 결과인 듯 하다.As predicted, P ( γ m ε CL- b -PM), P (ωp ε NL -b-α p ε CL -b-ε CL -b -PM), and P ( ε DL- b -PM) As a result of the pendant side chain breaking any crystallization of the silver backbone, it showed no crystalline behavior and was all viscous liquid at room temperature (cf. Figs. 24, 25, 26). Interestingly, γ m ε CL and ε HL are isomers ε S ε L, and the substitution of methyl-substitution has a significant effect on the crystallization of the copolymer to the extent that all crystallization is destroyed in γ m ε CL but not in ε HL. Crazy The size of the substitution was also observed to affect the T g of the amorphous copolymer, with longer chain lengths indicating increased T g . This seems to be the result of the increased flexibility in the longer chain of ε DL which allows for better chain packing rather than the short stiffness methyl substitution of γ m ε CL which creates pockets of poor packing in the network.

Mg(BHT)2(THF)2를 사용한 ROBOCOP는 잘-정의된, 디블록 공중합체의 생산을 허용하였으며, ABA 형 트리블록 공중합체의 합성이 간단히 조사되었다. 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2 및 개시제로서 1,3-벤젠디메탄올(BDM)을 사용한 εDL의 단독중합을 밀봉된, N2 대기 속에서 80℃에서 톨루엔중 2M의 총 단량체 농도에서 수행하였다. 단독중합은 톨루엔 중 등몰량의 MAn 및 PO를 반응물에 주입하기 전 24시간 동안 지속하였다. 이러한 단량체 첨가는 단독 개시 종의 이작용성의 결과로서 트리블록 공중합체의 성장을 초래하였다. 회수된 물질의 1H NMR 분광 분석은 PDL(δ = 4.86, 2.27, 0.88 ppm), PPM, (δ = 6.27, 5.27, 4.26 ppm) 및 BDM (5.10 ppm)에 상응하는 개개 양성자 공명을 나타내었다(참고: 도 29). 블록 순서는 정량적 13C NMR 분광법으로부터 카보닐 디아드 공명 피크의 분석에 의해 확인하였다(참고: 도 30).ROBOCOP with Mg (BHT) 2 (THF) 2 allowed the production of well-defined, diblock copolymers, and the synthesis of ABA type triblock copolymers was briefly investigated. Homopolymerization of εDL with Mg (BHT) 2 (THF) 2 as catalyst and 1,3-benzenedimethanol (BDM) as initiator, at a total monomer concentration of 2M in toluene at 80 ° C. in a sealed, N 2 atmosphere. Was performed. Homopolymerization was continued for 24 hours before injecting equimolar amounts of MAn and PO into the reaction. This monomer addition resulted in the growth of the triblock copolymer as a result of the bifunctionality of the single starting species. 1 H NMR spectroscopy analysis of the recovered material showed individual proton resonances corresponding to PDL ( δ = 4.86, 2.27, 0.88 ppm), PPM, ( δ = 6.27, 5.27, 4.26 ppm) and BDM (5.10 ppm) ( Note: Figure 29). Block order was confirmed by analysis of carbonyl diad resonance peaks from quantitative 13 C NMR spectroscopy (Ref. 30).

마지막으로, P(ωpεNL-b-αpεCL-b-εCL-b-PM) 중합체를 수지로 제조하여 이들 중합체의 잠재적인 적용 중 일부를 도입하였다(참고: 도 13, 14, 25, 31 및 32). 수지를 제조하기 위하여, 11.3 kDA 중합체를 광개시제와 광 분산제의 앞서 보고된 혼합물(4.1 wt. %)을 지닌 동일한 중량 퍼센트의 디에틸 푸마레이트 속에 용해하였다. 스탬프를 구리-매개된 아지드-알킨 사이클로첨가(CuAAC)를 통한 Chromeo® 546-아지드 염료의 부착 전에 EnvisionTEC Micro 연속 디지탈 광 프로세싱(cDLP) 프린터를 사용하여 프린트하였다. 당해 수지 조성물을 사용한 PPF의 cDLP 프린팅은 3.2 kDA 미만인 M n에 대해서만 보고되었음에 주목하여야 한다. 염료를 부착시키기 위하여, 스탬프를 이소프로필 알코올 및 물 혼합물 중 Chromeo® 546-아지드 염료, 황산구리, 및 나트륨 아스코르베이트를 함유하는 용액 내로 1시간 동안 스탬프하였다. 필름을 스탬프에 대한 Chromeo® 546-아지드 염료의 부착을 확인하는 형광 현미경을 사용한 영상화 전에 탈이온수로 3회 세척하였다.Finally, P (ωp ε NL -b - α p ε CL -b-ε CL -b- PM) polymers were prepared from resins to introduce some of the potential applications of these polymers (see FIGS. 13, 14, 25, 31 and 32). To prepare the resin, the 11.3 kDA polymer was dissolved in the same weight percent diethyl fumarate with the previously reported mixture of photoinitiator and light dispersant (4.1 wt.%). The stamp was printed using an EnvisionTEC Micro continuous digital light processing (cDLP) printer prior to the attachment of the Chromeo® 546-azide dye through copper-mediated azide-alkyne cycloaddition (CuAAC). It should be noted that cDLP printing of PPF using this resin composition was reported only for M n below 3.2 kDA. To attach the dye, the stamp was stamped for 1 hour into a solution containing Chromeo® 546-azide dye, copper sulfate, and sodium ascorbate in an isopropyl alcohol and water mixture. The film was washed three times with deionized water before imaging with a fluorescence microscope confirming the attachment of the Chromeo® 546-azide dye to the stamp.

화학적으로 복잡한, 순서 정의된 폴리에스테르의 합성은 보다 희망하는 적용에 필요한 특성을 다양화하는데 필수적이지만, 산업적 다양성을 감소시키지 않고 당해 선택성을 제공하는 이용가능한 기술은 거의 없다. 따라서, 본 발명자들은 MAn 및 PO와 락톤의 라이브러리의 ROBOCOP에 대한 저렴한 촉매로서 Mg(BHT)2(THF)2를 도입한다. 본 발명자들의 지식으로는, 이것이 마그네슘계 촉매를 사용한 "스위치" 시스템의 첫번째 예이다. 상기 기술의 편재성은 상이한 크기, 치환, 및 작용성의 다양한 락톤을 사용한 중합을 통해 입증되었다. 추가의 시험이 이들 중합체의 조율성(tunability)을 측정하기 위해 필요하지만, 중합을 트리-블록 공중합으로 확장시키는 능력은 스테레오리쏘그래피 방법 및 후-중합을 통해 프린트하며 작용성 그룹을 사용한 프린트-후 변형은 광범위한 적용에서 상기 물질의 활용도를 입증한다.Synthesis of chemically complex, orderly defined polyesters is essential to diversify the properties needed for more desired applications, but few technologies are available that provide this selectivity without reducing industrial diversity. Therefore, we introduce Mg (BHT) 2 (THF) 2 as an inexpensive catalyst for ROBOCOP of the library of MAn and PO and lactones. To our knowledge, this is the first example of a "switch" system using a magnesium-based catalyst. The ubiquity of this technique has been demonstrated through polymerization with various lactones of different sizes, substitutions, and functionality. Although additional testing is needed to measure the tunability of these polymers, the ability to extend polymerization to tri-block copolymers is printed via stereolithography methods and post-polymerization and post-print using functional groups. Modifications demonstrate the utility of these materials in a wide range of applications.

실시예Example

다음 실시예는 본 발명을 보다 완전히 설명하기 위해 제공되나, 이의 영역을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 실시예 중 일부가 본 발명이 작용할 수 있는 방법에 대한 결론을 포함할 수 있지만, 본 발명자들은 이들 결론에 결부되는 것으로 의도하지 않을 뿐 아니라, 이들은 가능한 설명으로서만 나타낸다. 더욱이, 과거 시제를 사용하여 나타내지 않는 한, 실시예의 현재형은 실험 또는 과정이 수행되었거나 수행되지 않았거나 결과가 실제로 수득되었거나 수득되지 않았음을 내포하지 않는다. 사용된 숫자(예컨대, 양, 온도)와 관련하여 정밀성을 보장하기 위한 노력이 이루어져 왔지만, 일부 실험 오차 및 편차가 존재할 수 있다. 달리 나타내지 않는 한, 부는 중량부이고, 분자량은 중량 평균 분자량이며, 온도는 섭씨 도이고, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다.The following examples are provided to more fully illustrate the present invention, but should not be construed as limiting its scope. Also, although some of the examples may include conclusions as to how the present invention may work, the inventors are not intended to be bound by these conclusions, but they are presented as possible explanations only. Moreover, unless indicated using the past tense, the present form of the examples does not imply that the experiments or procedures have been or have not been performed or that the results have actually been obtained or not obtained. Efforts have been made to ensure precision with respect to the numbers used (eg, quantity, temperature), but some experimental errors and deviations may exist. Unless otherwise indicated, parts are parts by weight, molecular weight is weight average molecular weight, temperature is in degrees Celsius, and pressure is at or near atmospheric pressure.

약어Abbreviation

ROP, 개환 중합; ROCOP, 개환 공중합; CHO, 사이클로헥센 옥사이드; εCL, ε-카프로락톤; βBL, β-부티로락톤; PCL, 폴리(ε-카프로락톤); PLLA, 폴리(l-락트산); PPF, 폴리(프로필렌 푸마레이트); ROBOCOP, 개환 블록-순서 공중합; Mg(BHT)2-(THF)2, 2,6--3급-부틸-4-메틸페녹사이드; MAn, 말레산 무수물; PO, 프로필렌 옥사이드; BnOH, 벤질 알코올; DOSY, 확산-순서 NMR 분광법; PPM, 폴리(프로필렌 말레에이트); δVL, δ-발레로락톤; γmεCL, γ-메틸-ε- 카프로락톤; εHL, ε-헵타락톤; εDL, ε-데카락톤; θpεNL, θ-프로파르길-ε-노나락톤; αpεCL, α-프로파르길-ε-카프로락톤; εSεLs, ε-치환된 ε-락톤; DSC, 차등 주사 열량계; BDM, 1,4-벤젠디메탄올; CuAAC, 구리-매개된 아지드-알킨 사이클로첨가, cDLP, 연속적인 디지탈 광 프로세싱.ROP, ring-opening polymerization; ROCOP, ring-opening copolymerization; CHO, cyclohexene oxide; ε CL, ε -caprolactone; βBL, β-butyrolactone; PCL, poly ( ε -caprolactone); PLLA, poly ( l -lactic acid); PPF, poly (propylene fumarate); ROBOCOP, ring-opening block-order copolymerization; Mg (BHT) 2- (THF) 2 , 2,6- di - tert -butyl-4-methylphenoxide; MAn, maleic anhydride; PO, propylene oxide; BnOH, benzyl alcohol; DOSY, diffusion-order NMR spectroscopy; PPM, poly (propylene maleate); δ VL, δ -valerolactone; γ m ε CL, γ -methyl- ε -caprolactone; ε HL, ε -heptalactone; ε DL, ε -decaractone; θ p ε NL, θ -propargyl- ε -nonaralactone; α p ε CL, α -propargyl- ε -caprolactone; ε S ε Ls, ε -substituted ε -lactone; DSC, differential scanning calorimeter; BDM, 1,4-benzenedimethanol; CuAAC, copper-mediated azide-alkyne cycloaddition, cDLP, continuous digital light processing.

물질matter

모든 시약은 Sigma-Aldrich로부터 구입하였으며, 2,6-디-3급-4-메틸페놀만 예외적으로 Acros로부터 구입하였다. Mg(BHT)2(THF)2은 앞서 보고된 과정에 따라 합성하였다. 참고: Calabrese, J.; Cushing, M. A.; Ittel, S. D.; Sterically hindered magnesium aryloxides. Inorg. Chem. 1988, 27, 867- 870, 이의 개시내용은 본원에 이의 전문이 참고로 포함된다. ε-헵타락톤, γmεCL, 및 θ-프로파르길-ε-노나락톤은 앞서 보고된 과정의 변형된 버젼에 따라 바이어-빌리저(Baeyer-Villager) 산화 반응을 사용하여 합성하였다. 참고: van der Mee, L.; Helmich, F.; de Bruijn, R.; Vekemans, J. A. J. M., Palmans, A. R. A.; Meijer, E. W.; Investigation of Lipase-Catalyzed Ring-Opening Polymerizations of Lactones with Various Ring Sizes: Kinetic Evaluation. Macromolecules 2006, 39, 5021-5027; Jazkewitsch, O.; Mondrzyk, A.; Staffel, R.; Ritter, H.; Cyclodextrin-Modified Polyesters from Lactones and from Bacteria: An Approach to New Drug Carrier Systems. Macromolecules 2011, 44 (6), 1365-1371; 및 Wegener, M.; Huber, F.; Bolli, C.; Jenne, C.; Kirsch, S. F.; Silver-Free Activation of Ligated Gold(I) Chlorides: The Use of [Me3NB12Cl11]- as a Weakly Coordinating Anion in Homogeneous Gold Catalysis. Chem. Eur. J. 2015, 21, 1328-1336, 이의 개시내용은 본원에 이의 전문이 참고로 포함된다. 모든 용매는 Fisher로부터 구입하여 Innovative Technology Inc. Pure Solv MD-3 용매 정제 시스템을 사용하여 건조시켰다. 벤질 알코올, 프로필렌 옥사이드, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, 및 ε-데카락톤을 진공 증류 전에 밤새 수소화칼슘 위에서 건조시켰다. ω-펜타데카락톤을 75 wt.% 톨루엔 속에 용해시키고 3Å 분자 체(molecular sieve) 위에서 건조시켰다. 말레산 무수물을 승화시킨 후 진공하(in vacuo)에 P2O5 위에서 5일 동안 건조시켰다. 모든 다른 시약은 수령된 상태로 사용하였다.All reagents were purchased from Sigma-Aldrich and only 2,6-di-tert-4-methylphenol was purchased from Acros. Mg (BHT) 2 (THF) 2 was synthesized according to the previously reported procedure. Note: Calabrese, J .; Cushing, MA; Ittel, SD; Sterically hindered magnesium aryloxides. Inorg. Chem. 1988 , 27 , 867-870, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety. ε -heptalactone, γ m ε CL, and θ-propargyl- ε -nonaralactone were synthesized using a Bayer-Villager oxidation reaction according to a modified version of the previously reported process. . Note: van der Mee, L .; Helmich, F .; de Bruijn, R .; Vekemans, JAJM, Palmans, ARA; Meijer, EW; Investigation of Lipase-Catalyzed Ring-Opening Polymerizations of Lactones with Various Ring Sizes: Kinetic Evaluation. Macromolecules 2006, 39, 5021-5027; Jazkewitsch, O .; Mondrzyk, A .; Staffel, R .; Ritter, H .; Cyclodextrin-Modified Polyesters from Lactones and from Bacteria: An Approach to New Drug Carrier Systems. Macromolecules 2011, 44 (6), 1365-1371; And Wegener, M .; Huber, F .; Bolli, C .; Jenne, C .; Kirsch, SF; Silver-Free Activation of Ligated Gold ( I) Chlorides: The Use of [Me 3 NB 12 Cl 11] - as a Weakly Coordinating Anion in Homogeneous Gold Catalysis. Chem. Eur. J. 2015 , 21 , 1328-1336, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. All solvents were purchased from Fisher to Innovative Technology Inc. Dry using a Pure Solv MD-3 solvent purification system. Benzyl alcohol, propylene oxide, δ -valerolactone, ε -caprolactone, and ε -dekalactone were dried over calcium hydride overnight before vacuum distillation. ω-pentadecaractone was dissolved in 75 wt.% toluene and dried on a 3 Å molecular sieve. After sublimation of maleic anhydride, it was dried in vacuo on P 2 O 5 for 5 days. All other reagents were used as received.

기기적 방법(Instrumental Method)Instrumental Method

양성자(1H) NMR 스펙트럼을 Varian Mercury 300 분광계를 사용하여 기록하였다. 탄소(13C) NMR 스펙트럼을 Varian NMRS 500 분광계를 사용하여 기록하였다. 모든 화학적 이동(chemical shift)은 δ = 7.26 및 77.16 ppm에서 1H 및 13C NMR 스펙트럼 각각에 대해 클로로포름 용매의 참고 피크에 대해 백만부당 부(ppm)로 기록하였다. 분자량은 굴절률(RI) 검출과 함께 일련의 TSKgel GMHHR-M 컬럼 위에서 Tosoh EcoSEC HLC-8320GPC를 사용하여 크기 배제 크로마토그래피(SEC)를 통해 측정하였다. 분자량은 1.0 mL min-1에서 유동하는 용출제로서 테트라하이드로푸란(THF)을 사용한 폴리스티렌 표준물 및 10 mg mL-1의 샘플 농도로부터 측정한 보정 곡선을 사용하여 계산하였다. DSC 가열 및 냉각 곡선은 TA Instruments DSC 2910을 사용하여 수득하였다. 가열 및 냉각 곡선을 질소 대기하에 분당 ±10℃의 가열 속도로 40 μL 들이 알루미늄 도가니 속에서 3회 연속으로 수행하였다. 스탬프를 EnvisiontecTM Micro Plus Advantage® 연속 디지탈 광 프로세싱(cDLP) 프린터를 사용하여 프린트하였다.Proton ( 1 H) NMR spectra were recorded using a Varian Mercury 300 spectrometer. Carbon ( 13 C) NMR spectra were recorded using a Varian NMRS 500 spectrometer. All chemical shifts were reported in parts per million (ppm) relative to the reference peak of the chloroform solvent for 1 H and 13 C NMR spectra, respectively at δ = 7.26 and 77.16 ppm. Molecular weight was determined by size exclusion chromatography (SEC) using Tosoh EcoSEC HLC-8320GPC on a series of TSKgel GMH HR- M columns with refractive index (RI) detection. The molecular weight was calculated using a polystyrene standard using tetrahydrofuran (THF) as an eluent flowing at 1.0 mL min -1 and a calibration curve measured from a sample concentration of 10 mg mL -1 . DSC heating and cooling curves were obtained using TA Instruments DSC 2910. The heating and cooling curves were performed three times in a 40 μL aluminum crucible at a heating rate of ± 10 ° C. per minute under a nitrogen atmosphere. The stamp was printed using an Envisiontec Micro Plus Advantage® continuous digital light processing (cDLP) printer.

실시예 1Example 1

ε-헵타락톤 및 γ-메틸-ε-카프로락톤의 합성Synthesis of ε-heptalactone and γ-methyl-ε-caprolactone

250 mL의 염화메틸렌을 함유하는 1구 환저 플라스크를 223 mmol의 2-메틸사이클로헥사논 또는 4-메틸사이클로헥사논 및 275 mmol의 m-클로로퍼옥시벤조산의 첨가 전에 빙욕(ice bath) 속에서 냉각시켰다. 3일 동안 환류시킨 후, 반응 혼합물을 빙욕 속에서 냉각시키고 셀라이트(Celite) 위에서 여과하고, 10% Na2S2O3 용액, 포화된 Na2CO3 용액 및 염수로 세척하였다. 이후에, 유기 층을 MgSO4로 건조시키고 회전 증발을 통해 용매를 제거하기 전에 여과하였다. 생성물 둘 다를 수소화칼슘 위에서 밤새 건조시키고 사용 전에 진공하에서 증류시켰다.Cool the one-neck round bottom flask containing 250 mL of methylene chloride in an ice bath before adding 223 mmol of 2-methylcyclohexanone or 4-methylcyclohexanone and 275 mmol of m -chloroperoxybenzoic acid Ordered. After refluxing for 3 days, the reaction mixture was cooled in an ice bath, filtered over Celite, 10% Na 2 S 2 O 3 solution, saturated Na 2 CO 3 solution and brine. Then, the organic layer was dried over MgSO 4 and filtered before removing the solvent through rotary evaporation. Both products were dried over calcium hydride overnight and distilled under vacuum before use.

ε-헵타락톤ε-heptalactone ::

ε-헵타락톤의 존재는 1H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3)으로 확인하였다: δ = 4.44 (m, CH 2 (CH3)O), 2.64 (m, C(=O)CH 2), 1.73 (m, CH 2CH(CH3)), 1.42 (m, CH 2 CH2CH(CH3)).The presence of ε -heptalactone was confirmed by 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 4.44 (m, C H 2 (CH 3 ) O), 2.64 (m, C (= O) C H 2 ), 1.73 (m, C H 2 CH (CH 3 )), 1.42 (m, C H 2 CH 2 CH (CH 3 )).

γ-메틸-ε-카프로락톤γ-methyl-ε-caprolactone : :

γ-메틸-ε-카프로락톤의 존재는 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3)로 확인하였다: δ = 4.23 (m, CH 2O), 2.75 (m, C(=O)CH 2), 1.73 (m, CH 2CH(CH3)), 1.40 (m, CH2CH(CH3)), 0.96 (m, CH2CH(CH 3)). The presence of γ-methyl - ε-caprolactone was confirmed by 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 4.23 (m, C H 2 O), 2.75 (m, C (= O) C H 2 ), 1.73 (m, C H 2 CH (CH 3 )), 1.40 (m, CH 2 C H (CH 3 )), 0.96 (m, CH 2 CH (C H 3 )).

실시예 2Example 2

θ-프로파르길-ε-노나락톤의 합성Synthesis of θ-propargyl-ε-nonaralactone

30.0 mL의 사이클로헥사논(28.4 g, 289 mmol), 28.5 mL 피롤리딘(24.7 g, 347 mmol), 및 55.0 mg의 p-톨루엔설폰산 일수화물(0.289 mmol)을 60 mL의 톨루엔 속에 딘-스탁 장치(Dean-Stark apparatus) 및 환류 응축기가 장착된 환저 플라스크 속에 용해하였다. 용액을 150℃에서 16시간 동안 교반하였다. 수득되는 용액을 실온으로 냉각시키고 MgSO4를 사용한 건조 및 감압 하에서 용매 제거 전에 물 및 염수로 세척하였다. 생성물은 진공(31.4 g, b.p. 107-114℃) 하에 분별 증류로 정제하여 담황색 오일을 수득하였다. 이를 26.8 mL의 프로파르길 브로마이드(톨루엔 중 80%, 37.0 g, 249 mmol)를 적가하기 전에 환류 응축기가 장착된 2구 환저 플라스크 속에서 무수 MeCN 속에 용해한 다음, 용앵게 적가하였다. 반응물을 환류하에 밤새 교반한 다음 용매를 감압하에 제거하기 전에 실온으로 냉각하였다. 220 mL의 탈이온수를 잔기에 가하고 용액을 환류하에 1시간 동안 교반하였다. 생성물을 Et2O로 추출한 후 염수로 세척하고 MgSO4 위에서 건조시켰다. 진공하의 분별 증류로 θ-프로파르길-ε-노나락톤 및 α-프로파르길-ε-카프로락톤을 무색 오일(12.9 g, 94.7 mmol, b.p. 93-95℃ / 16mbar)로서 수득하였다. 160 mL의 염화메틸렌을 θ-프로파르길-ε-노나락톤 및 α-프로파르길-ε-카프로락톤 혼합물(12.9 g, 94.7 mmol) 및 m-클로로퍼옥시벤조산(24.5 g, 142.1 mmol)을 첨가하기 전에 빙욕 속에서 냉각시켰다. 반응 혼합물을 48시간 동안 환류시키고 실온으로 냉각 후 여과하였다. 생성물을 농축된 수성 아황산나트륨 용액으로 세척하고 용매를 회전 증발기를 사용하여 제거하기 전에 MgSO4 위에서 건조시켰다. 최종 생성물을 수소화칼슘 위에서 밤새 건조시키고 사용 전에 진공 하에 증류하였다(참고; 도 33).30.0 mL of cyclohexanone (28.4 g, 289 mmol), 28.5 mL pyrrolidine (24.7 g, 347 mmol), and 55.0 mg of p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.289 mmol) were added to 60 mL of toluene- It was dissolved in a round bottom flask equipped with a Star-Stark apparatus and a reflux condenser. The solution was stirred at 150 ° C. for 16 hours. The resulting solution was cooled to room temperature and dried with MgSO 4 and washed with water and brine before solvent removal under reduced pressure. The product was purified by fractional distillation under vacuum (31.4 g, bp 107-114 ° C) to give a pale yellow oil. This was dissolved in anhydrous MeCN in a two-neck round bottom flask equipped with a reflux condenser before adding 26.8 mL of propargyl bromide (80% in toluene, 37.0 g, 249 mmol) dropwise, then dropwise. The reaction was stirred under reflux overnight and then cooled to room temperature before removing the solvent under reduced pressure. 220 mL of deionized water was added to the residue and the solution was stirred under reflux for 1 hour. The product was extracted with Et 2 O, washed with brine and dried over MgSO 4 . Fractional distillation under vacuum gave θ-propargyl- ε -nonaralactone and α -propargyl- ε -caprolactone as colorless oils (12.9 g, 94.7 mmol, bp 93-95 ° C./16 mbar). 160 mL of methylene chloride were mixed with θ-propargyl- ε -nonaralactone and α -propargyl- ε -caprolactone mixture (12.9 g, 94.7 mmol) and m -chloroperoxybenzoic acid (24.5 g, 142.1 mmol) It was cooled in an ice bath before adding. The reaction mixture was refluxed for 48 hours, cooled to room temperature and filtered. The product was washed with concentrated aqueous sodium sulfite solution and the solvent was dried over MgSO 4 before removal using a rotary evaporator. The final product was dried over calcium hydride overnight and distilled under vacuum before use (reference; FIG. 33).

실시예 3Example 3

마그네슘 2,6--3급-부틸-4-메틸페녹사이드(Mg(BHT)2(THF)2의 합성Synthesis of magnesium 2,6- di -tert-butyl-4-methylphenoxide (Mg (BHT) 2 (THF) 2

표준 슐렌크 라인 기술(Schlenk line technique)을 사용하여, 슐렌크에 2,6--3급-부틸-4-메틸페놀(BHT)(6.66 g, 30 mmol)을 충전하고 캐뉼러 전달(cannular transfer)에 의해 첨가된 무수 톨루엔(30 ml)에 용해하였다. -n-부틸마그네슘(헥산 중 1M, 15 ml, 15 mmol)을 교반하면서 반응물에 적가하였다. 반응물을 추가로 2시간 동안 교반한 후 용매를 제거하였다. 헥산(12.5 ml)을 반응 용기에 가한 후 테트라하이드로푸란(THF)(2.5 ml)을 첨가하였다. N2 하에 2시간 동안 교반한 후, 용매를 제거할 수 있으며, 최종 생성물을 고체로서 수득하였다(참고: 반응식 11).Using standard Schlenk line technique, Schlenk was charged with 2,6- di - tert -butyl-4-methylphenol (BHT) (6.66 g, 30 mmol) and cannular delivery transfer) to anhydrous toluene (30 ml). Di - n -butylmagnesium (1M in hexane, 15 ml, 15 mmol) was added dropwise to the reaction with stirring. After the reaction was stirred for an additional 2 hours, the solvent was removed. Hexane (12.5 ml) was added to the reaction vessel followed by tetrahydrofuran (THF) (2.5 ml). After stirring for 2 hours under N 2 , the solvent can be removed, and the final product is obtained as a solid (Ref: Scheme 11).

반응식 11Scheme 11

마그네슘 2,6-디-3급-부틸-4-메틸페녹사이드(Mg(BHT) 2 (THF) 2 )의 합성Synthesis of magnesium 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxide (Mg (BHT) 2 (THF) 2 )

Figure pct00025
Figure pct00025

실시예 4Example 4

순차적인 중합을 위한 일반적인 과정General procedure for sequential polymerization

표준 슐렌크 라인 기술을 사용하여, 앰플을 Mg(BHT)2(THF)2와 같은 마그네슘 촉매, 벤질 알코올과 같은 개시 알코올 및 ε-카프로락톤과 같은 락톤으로 충전시켰다. 시약을 톨루엔 내로 2 M의 총 단량체 농도로 용해하였다. 앰플을 밀봉하고 약 24시간 또는 모든 락톤이 반응할 때까지 약 80℃에서 가열하였다. 다음 톨루엔 속에 용해된 프로필렌 옥사이드 및 말레산 무수물의 2 M 용액을 캐뉼라를 통해 중합에 첨가하고 가열을 약 80℃에서 추가로 120 시간 동안 지속한다. 이후에, 수득되는 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트)중합체를 과량의 디에틸 에테르 속에 침전시켜 회수한다.Using standard Schlenk line technology, the ampoules were filled with a magnesium catalyst such as Mg (BHT) 2 (THF) 2 , a starting alcohol such as benzyl alcohol, and a lactone such as ε-caprolactone. The reagent was dissolved into toluene at a total monomer concentration of 2 M. The ampoule was sealed and heated at about 80 ° C. for about 24 hours or until all lactones reacted. Then a 2 M solution of propylene oxide and maleic anhydride dissolved in toluene is added to the polymerization via cannula and heating is continued at about 80 ° C. for an additional 120 hours. Thereafter, the obtained poly (lactone-b-propylene maleate) polymer is recovered by precipitating it in an excess of diethyl ether.

실시예 5Example 5

폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 공중합체의 일반적인 합성General synthesis of poly (lactone-b-propylene maleate) copolymers

표준 글로브박스 기술(standard glovebox technique)을 사용하여, 앰플을 톨루엔 중 Mg(BHT)2(THF)2, 벤질 알코올, 및 락톤 단량체의 2 M 용액으로 충전하였다. 밀봉된 앰플을 80℃에서 가열하였다. 정의된 시간 후, 톨루엔 중 프로필렌 옥사이드 및 말레산 무수물의 2 M 용액을 N2 환경 속에서 반응 앰플에 가하였다. 재밀봉된 앰플을 다시 80℃로 5일 동안 가열하였다. 수득되는 중합체는 헥산 속에서 침전시켜 회수하였다. 합성된 다양한 폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트) 공중합체에 대한 구체적인 반응 조건은 하기 표 2에 설정되어 있다.Using a standard glovebox technique, the ampoules were filled with a 2 M solution of Mg (BHT) 2 (THF) 2 in toluene, benzyl alcohol, and lactone monomer. The sealed ampoule was heated at 80 ° C. After a defined time, a 2 M solution of propylene oxide and maleic anhydride in toluene was added to the reaction ampoule in an N 2 environment. The resealed ampoule was again heated to 80 ° C. for 5 days. The obtained polymer was recovered by precipitating in hexane. Specific reaction conditions for various synthesized poly (lactone-b-propylene maleate) copolymers are set forth in Table 2 below.

락톤 단량체 (L)Lactone monomer (L) 시간(h) Time (h) 개시제의 몰Molar of initiator 개시제의 용적(mL)Volume of initiator (mL) 촉매의 몰Mole of catalyst 촉매의 질량(g) Catalyst mass (g) 락톤의 몰Lacton Mall 락톤의 용적 (mL)Volume of lactone (mL) MAn의 몰Mall of MAn MAn의 질량 (g)Mass of MAn (g) PO의 몰PO Mall PO의 용적 (mL)Volume of PO (mL) 몰 농도Molar concentration δVL δ VL 1One 0.970.97 0.1 0.1 0.970.97 0.590.59 0.0480.048 4.4964.496 0.0480.048 4.744.74 0.0480.048 3.3943.394 22 εCL ε CL 1One 5.3755.375 εHL ε HL 2424 6.2166.216 γmεCL γ m ε CL 1One 6.2166.216 ΘpεNL Θ p ε NL 2424 6.7656.765 εDL ε DL 88 8.4608.460 ωPDLωPDL 2424 24.25*24.25 * δVL/εCL δ VL / ε CL 2424 2.248/2.7682.248 / 2.768 * ωPDL은 사용 전에 톨루엔 중 2 M 용액으로 제조하였다. 나타낸 용적은 중합에 사용된 당해 용액의 용적이다.* ωPDL was prepared as a 2 M solution in toluene prior to use. The volume shown is the volume of the solution used for polymerization.

P(δVL-b-PM)P (δVL-b-PM) ::

P(δVL-b-PM) 중합체를 상기 설정된 바와 같이 생산하였으며 다음과 같이 특성화되었다: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.33 (m, Ar), 6.24 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.24 (m, CH2CH(CH3)O), 5.10 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.23 (m, PO CH 2 OC=O), 4.06 (m, δVL CH 2 OC=O), 2.31 (s, δVL CH 2 C=OO), 1.30 (m, PO CH2CH(CH 3 )O), 1.66 (모든 나머지 수소) ppm (참고; 도 34); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.32 (δVL*-δVL, OCOCH2), 173.12 (δVL*-PO, OCOCH2), 165.15 (MAn*-δVL, OCOCH2), 164.77 및 164.49 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.54 및 130.00 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.40 및 129.13 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 128.33 및 128.31 (εCL-MAn*, O(O)CCH=CH), 69.26 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.56 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 64.01 (δVL*- δVL, OCH2), 33.81 (δVL*-δVL, OCOCH2), 28.22 (δVL, OCH2 CH2), 21.55 (δVL, OCOCH2 CH2) 및 16.34 (PO, CH2CH(CH3)O) ppm (참고: 도 7); 및 SEC (THF): M n = 6.5 kDa, M w = 8.3 kDa, Ð M = 1.85. 수율: 89% (참고: 도 35).P (δVL-b-PM) polymer was produced as set out above and characterized as follows: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.33 (m, Ar), 6.24 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.24 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.10 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.23 (m, PO C H 2 OC = O), 4.06 (m, δVL C H 2 OC = O), 2.31 (s, δVL C H 2 C = OO), 1.30 (m, PO CH 2 CH (C H 3 ) O), 1.66 ( All remaining hydrogen) ppm (reference; FIG. 34); 13 C NMR (125 MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.32 (δVL * -δVL, O C OCH 2 ), 173.12 (δVL * -PO, O C OCH 2 ), 165.15 (MAn * -δVL, O C OCH 2 ), 164.77 and 164.49 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 130.54 and 130.00 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.40 and 129.13 (MAn * -PO, O ( O) C * CH = C H), 128.33 and 128.31 (εCL-MAn *, O (O) C C H = CH), 69.26 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.56 ( MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 64.01 (δVL *-δVL, O C H 2 ), 33.81 (δVL * -δVL, OCO C H 2 ), 28.22 (δVL, OCH 2 C H 2 ), 21.55 (δVL, OCOCH 2 C H 2 ) and 16.34 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O) ppm (reference: FIG. 7); And SEC (THF): M n = 6.5 kDa, M w = 8.3 kDa, Ð M = 1.85. Yield: 89% (reference: Figure 35).

P(εHL-b-PM)P (εHL-b-PM) ::

P(εHL-b-PM) 중합체를 상기 설정한 바와 같이 생산하고 다음으로 특징화하였다: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.32 (m, Ar), 6.23 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.22 (m, CH2CH(CH3)O), 5.07 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.85 (m, εHL CH 2OC=O), 4.23 (m, PO CH 2 OC=O), 2.23 (s, CH 2 C=OO), 1.16 (m, εHL CH 3), 1.63-1.22 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 36); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.10 (εHL*-εHL, OCOCH2), 165.02 (MAn*-εHL, OCOCH2), 164.63 및 164.39 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.40 및 129.91 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.77 및 129.24 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 125.43 (εHL-MAn*, O()OCCH=CH), 77.53, 70.37 (εHL*-εHL, OCH2), 69.12 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.33 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 35.51 (εHL*-εHL, CH2CH2COO), 34.44 (εHL, CH2 CH2CH(CH3)), 16.17 (PO, CH2CH(CH3)O), 19.89 (εHL, CH3CH(CH2)2), 30.29 및 24.89 (모든 나머지 탄소) ppm (참고: 도 9); 및 SEC (THF): M n = 4.5 kDa, M w = 9.8 kDa, Ð M = 1.80. 수율: 92% (참고: 도 37). The P (εHL-b-PM) polymer was produced as described above and characterized by: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.32 (m, Ar), 6.23 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.22 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.07 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.85 (m, εHL C H 2 OC = O), 4.23 (m, PO C H 2 OC = O), 2.23 (s, C H 2 C = OO), 1.16 (m, εHL C H 3 ), 1.63-1.22 (all remaining hydrogen) ppm (reference: Figure 36); 13 C NMR (125 MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.10 (εHL * -εHL, OCOCH 2 ), 165.02 (MAn * -εHL, O C OCH 2 ), 164.63 and 164.39 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 130.40 and 129.91 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.77 and 129.24 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 125.43 (εHL-MAn *, O () OC C H = CH), 77.53, 70.37 (εHL * -εHL, O C H 2 ), 69.12 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.33 (MAn *- PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 35.51 (εHL * -εHL, C H 2 CH 2 COO), 34.44 (εHL, CH 2 C H 2 CH (CH 3 )), 16.17 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O), 19.89 (εHL, C H 3 CH (CH 2 ) 2 ), 30.29 and 24.89 (all remaining carbon) ppm (see Figure 9); And SEC (THF): M n = 4.5 kDa, M w = 9.8 kDa, Ð M = 1.80. Yield: 92% (reference: Figure 37).

P(γmεCL-b-PM)P (γmεCL-b-PM) : :

P(γmεCL-b-PM) 중합체를 상기 설정된 바와 같이 생산하고 다음과 같이 특성화하였다: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.32 (m, Ar), 6.26 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.26 (m, CH2CH(CH3)O), 5.11 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.26 (m, PO CH 2 OC=O), 4.10 (m, γmεCL CH 2OC(=O)), 2.29 (s, CH 2 C=OO), 1.16 (m, γmεCL CH(CH 3)), 1.63-1.22 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 38); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.53 (γmεCHL*- γmεCHL, OCOCH2), 164.44 (MAn*- γmεCHL, OCOCH2), 164.19 및 163.82 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.29 및 129.94 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.04 및 128.77 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 125.24 (γmεCHL -MAn*, O()OCCH=CH), 77.34, 69.12 (γmεCHL *- γmεCHL, OCH2), 68.10 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.36 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 35.02 (γmεCHL *-γmεCHL, CH2CH2COO), 34.56 (γmεCHL, CH2 CH2CH(CH3)), 16.13 (PO, CH2CH(CH3)O), 18.87 (γmεCHL, CH3CH), 31.66 및 29.36 (모든 나머지 탄소) ppm (참고: 도 11); 및 SEC (THF): M n = 7.4 kDa, M w = 9.2 kDa, Ð M = 2.02. 수율: 87% (참고: 도 39).P (γmεCL-b-PM) polymer was produced as set out above and characterized as follows: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.32 (m, Ar), 6.26 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.26 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.11 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.26 (m, PO C H 2 OC = O), 4.10 (m, γmεCL C H 2 OC (= O)), 2.29 (s, C H 2 C = OO), 1.16 (m, γmεCL CH (C H 3 )), 1.63-1.22 ( All remaining hydrogen) ppm (reference: Figure 38); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.53 (γmεCHL *-γmεCHL, OCOCH 2 ), 164.44 (MAn *-γmεCHL, O C OCH 2 ), 164.19 and 163.82 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 130.29 and 129.94 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.04 and 128.77 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 125.24 (γmεCHL -MAn *, O () OC C H = CH), 77.34, 69.12 (γmεCHL *-γmεCHL, O C H 2 ), 68.10 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.36 (MAn *- PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 35.02 (γmεCHL * -γmεCHL, C H 2 CH 2 COO), 34.56 (γmεCHL, CH 2 C H 2 CH (CH 3 )), 16.13 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O), 18.87 (γmεCHL, C H 3 CH), 31.66 and 29.36 (all remaining carbon) ppm (see Figure 11); And SEC (THF): M n = 7.4 kDa, M w = 9.2 kDa, Ð M = 2.02. Yield: 87% (reference: Figure 39).

P(θpεNL-b-PM)P (θpεNL-b-PM) : :

P(θpεNL-b-PM) 중합체를 위에 설정된 바와 같이 생산하고 다음과 같이 특성화하였다: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.34 (m, Ar), 6.85 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.29 (m, CH2CH(CH3)O), 5.10 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.92 (m, CH(CH2CCH)) 4.34 (m, PO CH 2 OC=O), 4.05 (m, αpεCL, CH 2OC(=O)), 2.45 (m, CH 2CCH), 2.34 (s, CH 2 C=OO), 2.01 (s, CCH), 1.65-1.39 (모든 나머지 수소) ppm; 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 174.12 (αpεCL*- αpεCL, OCOCH2), 173.42 (εCL*-εCL, OCOCH2), 172.87 (θpεNL*-θpεNL), 164.36 및 163.98 (MAn*-PO, OCOCH2), 133.99 및 133.75 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 133.50 및 133.26 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 81.21 (αpεCL 및 θpεNL, CH(CH2CCH3)), 78.57 (θpεNL, CH(CH2CCH3)), 71.25 (αpεCL, OC(=O)C), 70.53 (εCL, OC(=O)C), 70.07 (αpεCL 및 εCL, COC(=O)), 69.22 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 67.89 (αpεCL 및 θpεNL, CH(CH2CCH3)), 66.57 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 16.33 (PO, CH2CH(CH3)O), 36.42-21.08 (모든 나머지 탄소) ppm; 및 SEC (THF): M n = 7.4 kDa, M w = 14.6 kDa, Ð M = 1.97. 수율: 86%.P ( θ pεNL-b-PM) polymer was produced as set out above and characterized as follows: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.34 (m, Ar), 6.85 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.29 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.10 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.92 (m, C H (CH 2 CCH)) 4.34 (m, PO C H 2 OC = O), 4.05 (m, αpεCL, C H 2 OC (= O)), 2.45 (m, C H 2 CCH), 2.34 (s, C H 2 C = OO), 2.01 (s, CC H ), 1.65-1.39 (all remaining hydrogen) ppm; 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 174.12 (αpεCL *-αpεCL, OCOCH 2 ), 173.42 (εCL * -εCL, OCOCH2), 172.87 ( θ pεNL * pεNL), 164.36 and 163.98 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 133.99 and 133.75 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 133.50 and 133.26 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H ), 81.21 (αpεCL and θ pεNL, CH ( C H 2 CCH 3 )), 78.57 ( θ pεNL, C H (CH 2 CCH 3 )), 71.25 (αpεCL, OC (= O) C ), 70.53 (εCL, OC (= O) C ), 70.07 (αpεCL and εCL, C OC (= O)), 69.22 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 67.89 (αpεCL and θ pεNL, CH (CH 2 C C H 3 )), 66.57 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 16.33 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O), 36.42-21.08 (all remaining carbon) ppm ; And SEC (THF): M n = 7.4 kDa, M w = 14.6 kDa, Ð M = 1.97. Yield: 86%.

P(εDL-b-PM): P (εDL-b-PM):

P(εDL-b-PM) 중합체를 위에 설정된 바와 같이 생산하고 다음과 같이 특성화하였다: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.33 (m, Ar), 6.25 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.25 (m, CH2CH(CH3)O), 5.09 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.84 (m, εDL CH 2OC=O), 4.24 (m, PO CH 2 OC=O), 2.26 (s, CH 2 C=OO), 0.87 (m, εDL CH 3(CH 2 )3), 1.65-1.20 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 40); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.41 (εDL*-εDL, OCOCH2), 164.81 및 164.53 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.59 및 130.11 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.96 및 129.47 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 125.65 (εDL-MAn*, O()OCCH=CH), 74.04 (εDL*-εDL, OCH2), 69.30 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.58 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 34.64 (εDL*-εDL, OCOCH2), 33.93 (εDL, CH2 CH2CH(Bu)), 16.37 (PO, CH2CH(CH3)O), 14.12 (εDL, CH3(CH2)3), 30.48, 27.60, 25.13 및 22.71 (모든 나머지 탄소) ppm (참고: 도 15); 및 SEC (THF): M n = 2.6 kDa, M w = 4.0 kDa, Ð M = 1.56. 수율: 85% (참고: 도 41).The P (εDL-b-PM) polymer was produced as set out above and characterized as follows: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.33 (m, Ar), 6.25 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.25 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.09 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.84 (m, εDL C H 2 OC = O), 4.24 (m, PO C H 2 OC = O), 2.26 (s, C H 2 C = OO), 0.87 (m, εDL C H 3 (C H 2 ) 3 ), 1.65-1.20 (All remaining hydrogen) ppm (reference: FIG. 40); 13 C NMR (125 MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.41 (εDL * -εDL, OCOCH 2 ), 164.81 and 164.53 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 130.59 and 130.11 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.96 and 129.47 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 125.65 (εDL-MAn *, O () OC C H = CH), 74.04 (εDL * -εDL, O C H 2 ), 69.30 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.58 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 34.64 ( εDL * -εDL, OCO C H 2 ), 33.93 (εDL, CH 2 C H 2 CH (Bu)), 16.37 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O), 14.12 (εDL, C H 3 (CH 2 ) 3 ), 30.48, 27.60, 25.13 and 22.71 (all remaining carbon) ppm (reference: FIG. 15); And SEC (THF): M n = 2.6 kDa, M w = 4.0 kDa, Ð M = 1.56. Yield: 85% (reference: Figure 41).

P(PDL-b-PM): P (PDL-b-PM):

P(PDL-b-PM) 중합체를 위에 설정된 바와 같이 생산하고 다음과 같이 특성화하였다:1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.32 (m, Ar), 6.24 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.23 (m, CH2CH(CH3)O), 5.08 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.23 (m, PO CH 2 OC=O), 4.02 (m, PDL CH- 2 OC=O), 2.25 (s, PDL CH 2 C=OO), 1.60-1.23 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 42); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.93 (PDL*- PDL, OCOCH2), 173.63 (PDL*-PO, OCOCH2), 165.12 (MAn*- PDL, OCOCH2), 164.69 및 164.41 (MAn*-PO, OCOCH2), 129.97 및 129.82 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.35 및 129.27 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 128.55 및 128.18 (PDL-MAn*, O(O)CCH=CH), 69.18 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.45 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 64.13 (PDL*- PDL, OCH2), 34.12 (PDL*- PDL, OCOCH2), 30.34 (PDL, OCH2 CH2), 및 16.22 (PO, CH2CH(CH3)O) ppm (참고: 도 17); 및 SEC (THF): M n = 5.5 kDa, M w = 7.8 kDa, Ð M = 1.41. 수율: 84% (참고: 도 43).The P (PDL-b-PM) polymer was produced as set out above and characterized as follows: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.32 (m, Ar), 6.24 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.23 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.08 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.23 (m, PO C H 2 OC = O), 4.02 (m, PDL C H- 2 OC = O), 2.25 (s, PDL C H 2 C = OO), 1.60-1.23 (all remaining hydrogen) ppm (reference: FIG. 42); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.93 (PDL *-PDL, O C OCH 2 ), 173.63 (PDL * -PO, O C OCH 2 ), 165.12 (MAn *-PDL, O C OCH 2 ), 164.69 and 164.41 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 129.97 and 129.82 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.35 and 129.27 (MAn * -PO, O ( O) C * CH = C H), 128.55 and 128.18 (PDL-MAn *, O (O) C C H = CH), 69.18 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.45 ( MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 64.13 (PDL *-PDL, O C H 2 ), 34.12 (PDL *-PDL, OCO C H 2 ), 30.34 (PDL, OCH 2 C H 2 ), and 16.22 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O) ppm (reference: FIG. 17); And SEC (THF): M n = 5.5 kDa, M w = 7.8 kDa, Ð M = 1.41. Yield: 84% (reference: Figure 43).

P(δVL-co-εCL-b-PM)P (δVL-co-εCL-b-PM) : :

P(δVL-co-εCL-b-PM) 중합체를 위에 설정된 바와 같이 생산하고 다음과 같이 특성화하였다: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3): δ = 7.32 (m, Ar), 6.24 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.21 (m, CH2CH(CH3)O), 5.08 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.26 (m, PO CH 2 OC=O), 4.03 (m, CH 2 OC=O), 2.28 (s, CH 2 C=OO), 1.65-1.28 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 44); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.49 (εCL*-εCL, OCOCH2), 173.46 (εCL*-δVL, OCOCH2), 173.25 (δVL*-εCL, OCOCH2), 173.23 (δVL*-δVL, OCOCH2), 173.01 (δVL*-PO 또는 εCL*-PO, OCOCH2), 165.06 (MAn*-δVL 또는 MAn*-εCL, OCOCH2), 164.68 및 164.40 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.54 및 130.00 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.40 및 129.13 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 128.33 및 128.31 (εCL-MAn* 또는 δVL-MAn*, O(O)CCH=CH), 69.26 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.56 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 64.01 (δVL 또는 εCL, OCH2), 33.81 (δVL 또는 εCL, OCOCH2), 28.22 (δVL 또는 εCL, OCH2 CH2), 21.55 (δVL 또는 εCL, OCOCH2 CH2) 및 16.34 (PO, CH2CH(CH3)O) ppm (참고: 도 19); 및 SEC (DMF): M n = 1.6 kDa, M w = 3.2 kDa, Ð M = 1.97. 수율: 82% (참고: 도 45).P (δVL-co-εCL-b-PM) polymer was produced as set out above and characterized as follows: 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.32 (m, Ar), 6.24 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.21 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.08 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.26 (m , PO C H 2 OC = O), 4.03 (m, C H 2 OC = O), 2.28 (s, C H 2 C = OO), 1.65-1.28 (all remaining hydrogen) ppm (see Figure 44); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.49 (εCL * -εCL, O C OCH 2 ), 173.46 (εCL * -δVL, O C OCH 2 ), 173.25 (δVL * -εCL, O C OCH 2 ), 173.23 (δVL * -δVL, O C OCH 2 ), 173.01 (δVL * -PO or εCL * -PO, O C OCH 2 ), 165.06 (MAn * -δVL or MAn * -εCL, O C OCH 2 ), 164.68 and 164.40 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 130.54 and 130.00 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.40 and 129.13 (MAn * -PO, O (O ) C * CH = C H), 128.33 and 128.31 (εCL-MAn * or δVL-MAn *, O (O) C C H = CH), 69.26 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.56 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 64.01 (δVL or εCL, O C H 2 ), 33.81 (δVL or εCL, OCO C H 2 ), 28.22 (δVL or εCL, OCH 2 C H 2 ), 21.55 (δVL or εCL, OCOCH 2 C H 2 ) and 16.34 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O) ppm (reference: FIG. 19); And SEC (DMF): M n = 1.6 kDa, M w = 3.2 kDa, Ð M = 1.97. Yield: 82% (reference: Figure 45).

실시예 6 Example 6

폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 합성Synthesis of poly (δ-valerolactone-b-propylene maleate)

폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트)를 하기 반응식 12에 나타낸 바와 같이 δ-발레로락톤을 사용하고 하기 표 3에 나타낸 반응 매개변수를 사용하여 실시예 4에 설정된 일반적인 방법을 사용하여 합성하였다.Poly (δ-valerolactone-b-propylene maleate) was used using the general method set forth in Example 4 using δ-valerolactone as shown in Scheme 12 below and using the reaction parameters shown in Table 3 below. Was synthesized.

반응식 12Scheme 12

δ-발레로락톤에 이은 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 공중합의 순차적인 중합.Sequential polymerization of copolymerization of δ-valerolactone followed by maleic anhydride and propylene oxide.

Figure pct00026
Figure pct00026

개시제Initiator 몰 당량 δVLMolar equivalent δVL 몰 당량 POMolar equivalent PO 모 당량 MAParent Equivalent MA TT (℃) (℃) 1 시간 (h)1 hour (h) 2 시간 (h)2 hours (h) MM n, NMRn, NMR (kDa) (kDa) MM n, GPC n, GPC (kDa)(kDa) ÐÐ MM BnOHBnOH 5050 5050 5050 8080 2424 120120 8.58.5 6.56.5 1.901.90

폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트) 생성물의 존재는 1H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3)로 확인하였다: δ = 7.33 (m, Ar), 6.24 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.24 (m, CH2CH(CH3)O), 5.10 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.23 (m, PO CH 2 OC=O), 4.06 (m, δVL CH 2 OC=O), 2.31 (s, δVL CH 2 C=OO), 1.30 (m, PO CH2CH(CH 3 )O), 1.66 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 34); 13C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.32 (δVL*-δVL, OCOCH2), 173.12 (δVL*-PO, OCOCH2), 165.15 (MAn*-δVL, OCOCH2), 164.77 (MAn*-PO, OCOCH2), 164.49 (MAn*-εCL, OCOCH2), 130.54 및 130.00 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.40 및 129.13 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 128.33 및 128.31 (εCL-MAn*, O(O)CCH=CH), 69.26 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.56 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 64.01 (δVL*-δVL, OCH2), 33.81 (δVL*-δVL, OCOCH2), 28.22 (δVL, OCH2 CH2), 21.55 (δVL, OCOCH2 CH2) 및 16.34 (PO, CH2CH(CH3)O) ppm (참고: 도 7); 및 SEC (DMF): M n = 6.5 kDa, M w = 12.5 kDa, Ð M = 1.90. 폴리(δ-발레로락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 DOSY NMR 스펙트럼(500 MHz, 303 K, CDCl3)은 도 8로서 첨부한다.The presence of poly (δ-valerolactone-b-propylene maleate) product was confirmed by 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.33 (m, Ar), 6.24 (m, OC ( = O) H = C H (= O) O), 5.24 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.10 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.23 (m, PO C H 2 OC = O), 4.06 (m, δVL C H 2 OC = O), 2.31 (s, δVL C H 2 C = OO), 1.30 (m, PO CH 2 CH (C H 3 ) O), 1.66 (all Remaining hydrogen) ppm (see Figure 34); 13 C NMR (125 MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.32 (δVL * -δVL, O C OCH 2 ), 173.12 (δVL * -PO, O C OCH 2 ), 165.15 (MAn * -δVL, O C OCH 2 ), 164.77 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 164.49 (MAn * -εCL, O C OCH 2 ), 130.54 and 130.00 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.40 and 129.13 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 128.33 and 128.31 (εCL-MAn *, O (O) C C H = CH), 69.26 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.56 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 64.01 (δVL * -δVL, O C H 2 ), 33.81 (δVL * -δVL, OCO C H 2 ), 28.22 (δVL, OCH 2 C H 2 ), 21.55 (δVL, OCOCH 2 C H 2 ) and 16.34 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O) ppm (reference: FIG. 7); And SEC (DMF): M n = 6.5 kDa, M w = 12.5 kDa, Ð M = 1.90. The DOSY NMR spectrum (500 MHz, 303 K, CDCl 3 ) of poly ( δ -valerolactone- b -propylene maleate) is attached as FIG. 8.

실시예 7 Example 7

폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 합성Synthesis of poly (ε-caprolactone-b-propylene maleate)

폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)를 하기 반응식 13에 나타낸 바와 같이 ε-카프로락톤을 사용하고 하기 표 4에 나타낸 반응 매개변수를 사용하여 합성하였다.Poly (ε-caprolactone-b-propylene maleate) was synthesized using ε-caprolactone as shown in Scheme 13 below and using the reaction parameters shown in Table 4 below.

반응식 13Scheme 13

ε-카프로락톤에 이은 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 공중합의 순차적 중합.Sequential polymerization of copolymerization of ε-caprolactone followed by maleic anhydride and propylene oxide.

Figure pct00027
Figure pct00027

개시제Initiator 몰 당량 εCLMolar equivalent εCL 몰 당량 POMolar equivalent PO 몰 당량 MAMolar equivalent MA TT (℃) (℃) 1 시간 (h)1 hour (h) 2 시간 (h)2 hours (h) MM n, NMRn, NMR (kDa) (kDa) MM n, GPC n, GPC (kDa)(kDa) ÐÐ MM BnOHBnOH 2525 2525 2525 8080 2424 120120 8.88.8 12.512.5 1.241.24

폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트) 생성물의 존재는 1H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3)로 확인하였다: δ = 7.29 (m, Ar), 6.22 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.19 (m, CH2CH(CH3)O), 5.06 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.20 (m, CH 2 OC=O), 2.25 (s, εCL CH 2 C=OO), 1.26 (m, CH2CH(CH 3 )O), 1.60 및 1.33 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 2); 13C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.35 (εCL*-εCL, OCOCH2), 173.11 (εCL*-PO, OCOCH2), 164.97 (MAn*-εCL, OCOCH2), 164.57 (MAn*-PO, OCOCH2), 164.29 (MAn*-εCL, OCOCH2), 130.33 및 129.72 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.86 및 129.20 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 128.42 및 128.03 (εCL-MAn*, O(O)CCH=CH), 69.03 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.29 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 65.98 (MAn*-εCL, OCH2), 63.99 (εCL*-εCL, OCH2), 33.99 (εCL*-εCL, OCOCH2), 28.23 (εCL, OCH2 CH2), 25.41 (εCL, OCOCH2 CH2), 24.46 (εCL, OCOCH2CH2 CH2) 및 16.10 (PO, CH2CH(CH3)O) ppm (참고: 도 3); 및 SEC (DMF): M n = 12.5 kDa, M w = 15.5 kDa, Ð M = 1.24 (참고: 도 46).The presence of poly (ε-caprolactone-b-propylene maleate) product was confirmed by 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.29 (m, Ar), 6.22 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.19 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.06 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.20 (m, C H 2 OC = O), 2.25 (s, εCL C H 2 C = OO), 1.26 (m, CH 2 CH (C H 3 ) O), 1.60 and 1.33 (all remaining hydrogen) ppm (reference: FIG. 2); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.35 (εCL * -εCL, OCOCH 2 ), 173.11 (εCL * -PO, O C OCH 2 ), 164.97 (MAn * -εCL, O C OCH 2 ) , 164.57 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 164.29 (MAn * -εCL, O C OCH 2 ), 130.33 and 129.72 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.86 and 129.20 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 128.42 and 128.03 (εCL-MAn *, O (O) C C H = CH), 69.03 (MAn * -PO, O C H ( CH 3 ) CH 2 ), 66.29 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 65.98 (MAn * -εCL, O C H 2 ), 63.99 (εCL * -εCL, O C H 2 ) , 33.99 (εCL * -εCL, OCO C H 2 ), 28.23 (εCL, OCH 2 C H 2 ), 25.41 (εCL, OCOCH 2 C H 2 ), 24.46 (εCL, OCOCH 2 CH 2 C H 2 ) and 16.10 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O) ppm (Reference: Figure 3); And SEC (DMF): M n = 12.5 kDa, M w = 15.5 kDa, Ð M = 1.24 (see Figure 46).

실시예 8Example 8

폴리(ε-카프로락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 합성Synthesis of poly (ε-caprolactone-b-propylene maleate)

표준 슐렌크 라인 기술을 사용하여, 앰플을 Mg(BHT)2(THF)2 (586.8 mg, 0.97 mmol), 벤질 알코올(0.1 mL, 0.97 mmol) 및 ε-카프로락톤 (5.35 mL, 48.3 mmol)으로 충전시켰다. 시약을 톨루엔 속에 2 M의 총 단량체 농도로 용해하였다. 앰플을 밀봉하고 80℃에서 24시간 동안 가열하였다. 톨루엔 중 프로필렌 옥사이드 (3.38 mL, 48.3 mmol) 및 말레산 무수물 (4.74 g, 48.3 mmol)의 2 M 용액을 캐뉼라를 통해 중합체에 첨가하고 80℃에서 추가로 120시간 동안 가열하였다. 수득되는 중합체는 과량의 디에틸 에테르 속에서 침전시켜 회수하였다.Using standard Schlenk line technology, the ampoules were Mg (BHT) 2 (THF) 2 (586.8 mg, 0.97 mmol), benzyl alcohol (0.1 mL, 0.97 mmol) and ε-caprolactone (5.35 mL, 48.3 mmol). Charged. The reagent was dissolved in toluene to a total monomer concentration of 2M. The ampoule was sealed and heated at 80 ° C. for 24 hours. A 2 M solution of propylene oxide (3.38 mL, 48.3 mmol) and maleic anhydride (4.74 g, 48.3 mmol) in toluene was added to the polymer via cannula and heated at 80 ° C. for an additional 120 hours. The resulting polymer was recovered by precipitation in excess diethyl ether.

실시예 9 Example 9

폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 합성Synthesis of poly (ε-heptalactone-b-propylene maleate)

폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트)는 반응식 14에 나타낸 바와 같이 ε-헵타락톤을 사용하고 하기 표 5에 나타낸 반응 매개변수를 사용하여 실시예 4에 설정된 방법을 사용하여 합성하였다.Poly (ε-heptalactone-b-propylene maleate) was synthesized using the method set forth in Example 4 using ε-heptalactone as shown in Scheme 14 and using the reaction parameters shown in Table 5 below. Did.

반응식 14Scheme 14

ε-헵타락톤에 이은 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 공중합의 순차적인 중합Sequential polymerization of copolymerization of ε-heptalactone followed by maleic anhydride and propylene oxide

Figure pct00028
Figure pct00028

개시제Initiator 몰 당량 εHLMolar equivalent εHL 몰 당량 POMolar equivalent PO 몰 당량 MAMolar equivalent MA TT (℃) (℃) 1 시간 (h)1 hour (h) 2 시간 (h)2 hours (h) MM n, NMRn, NMR (kDa) (kDa) MM n, GPC n, GPC (kDa)(kDa) ÐÐ MM BnOHBnOH 5050 5050 5050 8080 2424 120120 9.69.6 13.513.5 1.271.27

폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트) 생성물의 존재는 1H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3)로 확인하였다: δ = 7.32 (m, Ar), 6.23 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.22 (m, CH2CH(CH3)O), 5.07 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.85 (m, εHL CH 2OC=O), 4.23 (m, PO CH 2 OC=O), 2.23 (s, CH 2 C=OO), 1.16 (m, εHL CH 3), 1.63-1.22 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 36); 13C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.13 (εHL*-εHL, OCOCH2), 164.83 (MAn*-εHL, OCOCH2), 164.66 및 164.39 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.43 및 129.94 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.80 및 129.20 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 125.46 (εDL-MAn*, O()OCCH=CH), 77.36, 70.56 (εHL*-εHL, OCH2), 69.13 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.39 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 35.54 (εHL*-εHL, CH2CH2COO), 34.47 (εHL, CH2 CH2CH(CH3)), 16.20 (PO, CH2CH(CH3)O), 19.92 (εHL, CH3CH(CH2)2), 30.32 및 24.87 (모든 나머지 탄소) ppm(참고: 도 9); 및 SEC (DMF): M n = 13.5 kDa, M w = 17.1 kDa, Ð M = 1.27. 폴리(ε-헵타락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 303 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼은 도 37로서 첨부된다.The presence of poly (ε-heptalactone-b-propylene maleate) product was confirmed by 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.32 (m, Ar), 6.23 (m, OC ( = O) H = C H (= O) O), 5.22 (m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.07 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.85 (m, εHL C H 2 OC = O), 4.23 (m, PO C H 2 OC = O), 2.23 (s, C H 2 C = OO), 1.16 (m, εHL C H 3 ), 1.63-1.22 (all remaining hydrogen) ppm ( Note: Figure 36); 13 C NMR (125 MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.13 (εHL * -εHL, OCOCH 2 ), 164.83 (MAn * -εHL, O C OCH 2 ), 164.66 and 164.39 (MAn * -PO, O C OCH 2 ), 130.43 and 129.94 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.80 and 129.20 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 125.46 (εDL-MAn *, O () OC C H = CH), 77.36, 70.56 (εHL * -εHL, O C H 2 ), 69.13 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.39 (MAn *- PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 35.54 (εHL * -εHL, C H 2 CH 2 COO), 34.47 (εHL, CH 2 C H 2 CH (CH 3 )), 16.20 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O), 19.92 (εHL, C H 3 CH (CH 2 ) 2 ), 30.32 and 24.87 (all remaining carbon) ppm (see Figure 9); And SEC (DMF): M n = 13.5 kDa, M w = 17.1 kDa, Ð M = 1.27. The DOSY NMR spectrum of poly ( ε -heptalactone- b -propylene maleate) (500 MHz, 303 K, CDCl 3 ) is appended as Figure 37.

실시예 10Example 10

폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 합성Synthesis of poly (ε-decaractone-b-propylene maleate)

폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트)는 하기 반응식 15에 나타낸 바와 같이 ε-데카락톤을 사용하고 하기 표 6에 나타낸 반응 매개변수를 사용하여 실시예 4에 설정된 방법을 사용하여 합성하였다.Poly (ε-decaractone-b-propylene maleate) was synthesized using the method set forth in Example 4 using ε-decaractone as shown in Scheme 15 below and using the reaction parameters shown in Table 6 below. .

반응식 15Scheme 15

ε-데카락톤에 이은 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드의 공중합의 순차적인 중합.Sequential polymerization of copolymerization of ε-decaractone followed by maleic anhydride and propylene oxide.

Figure pct00029
Figure pct00029

개시제Initiator 몰 당량 εDLMolar equivalent εDL 몰 당량 POMolar equivalent PO 몰 당량 MAMolar equivalent MA TT (℃) (℃) 1 시간 (h)1 hour (h) 2 시간 (h)2 hours (h) MM n, NMRn, NMR (kDa) (kDa) MM n, GPC n, GPC (kDa)(kDa) ÐÐ MM BnOHBnOH 5050 5050 5050 8080 2424 120120 10.710.7 10.810.8 2.102.10

폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) 생성물은 1H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl3)로 확인하였다: δ = 7.33 (m, Ar), 6.25 (m, OC(=O)H=CH(=O)O), 5.25 (m, CH2CH(CH3)O), 5.09 (s, C=OOCH 2- Ar), 4.84 (m, εDL CH 2OC=O), 4.24 (m, PO CH 2 OC=O), 2.26 (s, CH 2 C=OO), 0.87 (m, εDL CH 3(CH 2 )3), 1.65-1.20 (모든 나머지 수소) ppm (참고: 도 40); 13C NMR (125MHz, 303K, CDCl3): δ = 173.41 (εDL*-εDL, OCOCH2), 164.81 (MAn*-εDL, OCOCH2), 164.53 (MAn*-PO, OCOCH2), 130.59 및 130.11 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 129.96 및 129.47 (MAn*-PO, O(O)C*CH=CH), 125.65 (εDL-MAn*, O()OCCH=CH), 74.04 (εDL*-εDL, OCH2), 69.30 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 66.58 (MAn*-PO, OCH(CH3)CH2), 34.64 (εDL*-εDL, OCOCH2), 33.93 (εDL, CH2 CH2CH(Bu)), 16.37 (PO, CH2CH(CH3)O), 14.12 (εDL, CH3(CH2)3), 30.48, 27.60, 25.13 및 22.71 (모든 나머지 탄소) ppm (참고: 도 15); 및 SEC (DMF): M n = 10.8 kDa, M w = 22.3 kDa, Ð M = 2.10 (참고: 도 41). 폴리(ε-데카락톤-b-프로필렌 말레에이트) (500 MHz, 303 K, CDCl3)의 DOSY NMR 스펙트럼은 도 16으로 첨부한다.Poly (ε-decaractone-b-propylene maleate) The product was confirmed by 1 H NMR (300 MHz, 303 K, CDCl 3 ): δ = 7.33 (m, Ar), 6.25 (m, OC (= O) H = C H (= O) O), 5.25 ( m, CH 2 C H (CH 3 ) O), 5.09 (s, C = OOC H 2- Ar), 4.84 (m, εDL C H 2 OC = O), 4.24 (m, PO C H 2 OC = O ), 2.26 (s, C H 2 C = OO), 0.87 (m, εDL C H 3 (C H 2 ) 3 ), 1.65-1.20 (all remaining hydrogen) ppm (reference: FIG. 40); 13 C NMR (125MHz, 303K, CDCl 3 ): δ = 173.41 (εDL * -εDL, OCOCH 2 ), 164.81 (MAn * -εDL, O C OCH 2 ), 164.53 (MAn * -PO, O C OCH 2 ) , 130.59 and 130.11 (MAn * -PO, O (O) C * C H = CH), 129.96 and 129.47 (MAn * -PO, O (O) C * CH = C H), 125.65 (εDL-MAn *, O () OC C H = CH), 74.04 (εDL * -εDL, O C H 2 ), 69.30 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 66.58 (MAn * -PO, O C H (CH 3 ) CH 2 ), 34.64 (εDL * -εDL, OCO C H 2 ), 33.93 (εDL, CH 2 C H 2 CH (Bu)), 16.37 (PO, CH 2 CH ( C H 3 ) O ), 14.12 (εDL, C H 3 (CH 2 ) 3 ), 30.48, 27.60, 25.13 and 22.71 (all remaining carbon) ppm (see Figure 15); And SEC (DMF): M n = 10.8 kDa, M w = 22.3 kDa, Ð M = 2.10 (see Figure 41). The DOSY NMR spectrum of poly ( ε -decaractone- b -propylene maleate) (500 MHz, 303 K, CDCl 3 ) is attached to FIG. 16.

실시예 11Example 11

폴리(락톤-b-프로필렌 말레에이트)의 이성체화의 일반적인 공정General process for isomerization of poly (lactone-b-propylene maleate)

폴리(ε-카프로락톤)-b-(프로필렌 말레에이트) (1.0 g, 12 mol. eq. 올레핀)을 클로로포름(50 mL)에 용해하고 디에틸아민(0.01 mL, 0.15 mol. eq. 올레핀)을 가하였다. 용액을 질소 대기 하에서 24시간 동안 환류시켰다. 실온으로 냉각한 후, 유기 용액을 용매를 회전 증발을 통해 제거하기 전 0.5 M 인산염 완충액 용액(150 mL, pH = 6)으로 세척하였다.Poly (ε-caprolactone) -b- (propylene maleate) (1.0 g, 12 mol. Eq. Olefin) was dissolved in chloroform (50 mL) and diethylamine (0.01 mL, 0.15 mol. Eq. Olefin) was added. Added. The solution was refluxed for 24 hours under a nitrogen atmosphere. After cooling to room temperature, the organic solution was washed with 0.5 M phosphate buffer solution (150 mL, pH = 6) before removing the solvent through rotary evaporation.

상기의 측면에서, 본 발명은 다수의 방식으로 구조적으로 및 작용적으로 개선된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 블록 공중합체를 제공함으로서 당해 기술을 유의적으로 개선시킨다. 본 발명의 특수한 구현예가 본원에 상세히 개재되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않거나 본원에 대한 변형은 당해 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 인식될 것임을 인식하여야 한다. 본 발명의 영역은 다음의 청구범위로부터 인식될 것이다.In view of the above, the present invention significantly improves the technology by providing a structurally and functionally improved poly (lactone-b-propylene fumarate) block copolymer in a number of ways. While specific embodiments of the invention are described in detail herein, it should be appreciated that the invention is not so limited or that modifications to the invention will be readily appreciated by those skilled in the art. The scope of the invention will be recognized from the following claims.

Claims (30)

폴리(락톤) 분절 및 폴리(프로필렌 푸마레이트) 분절을 포함하는 블록 공-중합체.Block co-polymers comprising poly (lactone) segments and poly (propylene fumarate) segments. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리(락톤) 분절이 δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤(멘티드), 2,5-옥세판디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, 알킬-치환된 락톤, γ-메틸-ε-카프로락톤, ε-헵타락톤, ε-데카락톤 마크로락톤, ω-펜타데카락톤(PDL), 작용성 락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(ωpεNL), α-프로파르길-ε-카프로락톤 (αpεCL), 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 락톤의 잔기를 추가로 포함하는 블록 공-중합체.The method according to claim 1, wherein the poly (lactone) segment is δ-valerolactone, ε-caprolactone, α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl- ε-caprolactone (mented), 2,5-oxepandione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxephanone (dihydrocarbide), 7- (prop -2-ynyl) oxepan-2-one, alkyl-substituted lactones, γ -methyl- ε -caprolactone, ε -heptalactone, ε -decalactone macrolactone, ω-pentadecaractone (PDL), action Add a residue of lactone selected from the group consisting of sex lactone, θ-propargyl- ε -nonaractone (ωp ε NL), α -propargyl- ε -caprolactone ( α p ε CL), and combinations thereof Block copolymer comprising a. 청구항 1에 있어서, 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 작용성 말단 그룹을 추가로 포함하는 블록 공-중합체.The method according to claim 1, Benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group and poly (ethylene glycol) Block co-polymers further comprising functional end groups selected from the group consisting of groups, and combinations thereof. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리(프로필렌 푸마레이트) 분절이 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 상기 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함하는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 1, wherein the poly (propylene fumarate) segment comprises from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent of the terminal functionalized block co-polymer. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리(락톤) 분절이 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 상기 말단 작용화된 블록 공-중합체를 포함하는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 1, wherein the poly (lactone) segment comprises from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent of the terminal functionalized block co-polymer. 청구항 1에 있어서, NMR로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 1, having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa as measured by NMR. 청구항 1에 있어서, GPC로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 블록 공-중합체.The block copolymer of claim 1 having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa as measured by GPC. 청구항 1에 있어서, 약 1.1 내지 약 2.3의 다분산성 지수(Ð m )를 갖는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 1, having a polydispersity index ( Ð m ) of about 1.1 to about 2.3. 청구항 1에 있어서, 다음 구조식을 갖는 블록 공-중합체:
Figure pct00030

상기식에서,
n은 약 1 내지 약 1000의 정수이고; m은 약 1 내지 약 1000의 정수이며; x는 약 1 내지 약 20의 정수이고; R은 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹, 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 말단 작용성 그룹이고; R1은 수소 원자, 프로파르길 그룹, 또는 C1-C10 알킬 그룹이며; R2는 수소 원자, 메틸 그룹, 부틸 그룹, 프로파르길 그룹 또는 C1-C10 알킬 그룹이다.
The method according to claim 1, block co-polymer having the following structural formula:
Figure pct00030

In the above formula,
n is an integer from about 1 to about 1000; m is an integer from about 1 to about 1000; x is an integer from about 1 to about 20; R is a benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, tertiary halogen group, poly (ethylene glycol) group, and A terminal functional group selected from the group consisting of combinations thereof; R 1 is a hydrogen atom, a propargyl group, or a C 1 -C 10 alkyl group; R 2 is a hydrogen atom, a methyl group, a butyl group, a propargyl group or a C 1 -C 10 alkyl group.
청구항 1에 있어서, 다음 구조식을 갖는 블록 공-중합체:
Figure pct00031
,
Figure pct00032
,
Figure pct00033
,
Figure pct00034
,
Figure pct00035
, 또는
Figure pct00036

상기식에서,
n은 약 1 내지 약 500의 정수이고; m은 약 1 내지 약 500의 정수이고; k는 약 1 내지 약 500의 정수이고; R은 말단 작용성 그룹이다.
The method according to claim 1, block co-polymer having the following structural formula:
Figure pct00031
,
Figure pct00032
,
Figure pct00033
,
Figure pct00034
,
Figure pct00035
, or
Figure pct00036

In the above formula,
n is an integer from about 1 to about 500; m is an integer from about 1 to about 500; k is an integer from about 1 to about 500; R is a terminal functional group.
폴리(락톤), 말레산 무수물, 및 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함하는 블록 공-중합체.A block co-polymer comprising reaction products of poly (lactone), maleic anhydride, and propylene oxide. 청구항 11에 있어서, 상기 폴리(락톤)이 말단 작용화된 폴리(락톤)인 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 11, wherein the poly (lactone) is a terminal functionalized poly (lactone). 청구항 12에 있어서, 상기 말단 작용화된 폴리(락톤)이 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 말단 작용성 그룹을 포함하는 블록 공-중합체.The method according to claim 12, wherein the terminal functionalized poly (lactone) is a benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group, ketone group, aldehyde group, A block co-polymer comprising tertiary functional groups selected from the group consisting of tertiary halogen groups and poly (ethylene glycol) groups, and combinations thereof. 청구항 11에 있어서, 상기 폴리(락톤)이 δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤(멘티드), 2,5-옥세파네디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, 알킬-치환된 락톤, γ-메틸-ε-카프로락톤, ε-헵타락톤, ε-데카락톤 마크로락톤, ω-펜타데카락톤(PDL), 작용성 락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(θpεNL), α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL), 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 블록 공-중합체.The method according to claim 11, wherein the poly (lactone) is δ-valerolactone, ε-caprolactone, α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl-ε -Caprolactone (mented), 2,5-oxepanedione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxephanone (dihydrocarbide), 7- (prop- 2-Inyl) oxepan-2-one, alkyl-substituted lactones, γ -methyl- ε -caprolactone, ε -heptalactone, ε -decalactone macrolactone, ω-pentadecaractone (PDL), functional A block co-polymer selected from the group consisting of lactone, θ-propargyl- ε -nonaralactone (θp ε NL), α -propargyl- ε -caprolactone ( α p ε CL), and combinations thereof. 청구항 11에 있어서, 약 0.1 몰 퍼센트 내지 약 99 몰 퍼센트의 말단 작용화된 폴리(락톤)의 잔기를 포함하는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 11, comprising from about 0.1 mole percent to about 99 mole percent of a residue functionalized poly (lactone) residue. 청구항 11에 있어서, NMR로 측정하는 경우 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 11, having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa as measured by NMR. 청구항 11에 있어서, GPC에 의해 측정된 것으로서 약 0.5 kDa 내지 약 500 kDa의 수 평균 분자량(M n )을 갖는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 11, having a number average molecular weight ( M n ) of about 0.5 kDa to about 500 kDa, as measured by GPC. 청구항 11에 있어서, 약 1.1 내지 약 2.3의 다분산성 지수(Ð m )를 갖는 블록 공-중합체.The block co-polymer of claim 11, having a polydispersity index ( Ð m ) of about 1.1 to about 2.3. A. 개시 알코올을 제조하는 단계;
B. 개시 알코올, 마그네슘 촉매, 및 락톤을 적합한 반응 용기 속에서 배합하는 단계;
C. 반응 용기의 내용물을 적합한 용매로 용해시키는 단계;
D. 단계 C의 용액을 밀봉한 후가열하여, 개시 알코올에 의해 개시된, 락톤의 개환 중합을 유발하거나 유지시킴으로써, 폴리(락톤) 중합체를 형성시키는 단계;
E. 말레산 무수물 및 프로필렌 옥사이드를 적합한 용매에 용해하고 이들을 반응 용기에 가하는 단계;
F. 단계 E의 용액을 가열하여 폴리(락톤) 분절 및 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절을 포함하는 블록 공-중합체를 형성시키는 단계; 및
G. 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절을 이성체화시켜 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체를 형성시키는 단계를 포함하는, 청구항 1 또는 청구항 11에 따른 블록 공-중합체를 제조하는 방법.
A. preparing the starting alcohol;
B. combining the starting alcohol, magnesium catalyst, and lactone in a suitable reaction vessel;
C. dissolving the contents of the reaction vessel with a suitable solvent;
D. Sealing the solution of step C, followed by heating to induce or maintain ring-opening polymerization of lactones, initiated by the starting alcohol, thereby forming a poly (lactone) polymer;
E. Dissolving maleic anhydride and propylene oxide in a suitable solvent and adding them to the reaction vessel;
F. heating the solution of step E to form a block co-polymer comprising poly (lactone) segments and poly (propylene maleate) segments; And
G. A method of making a block co-polymer according to claim 1 or 11 comprising isomerizing the poly (propylene maleate) segment to form a poly (lactone-b-propylene fumarate) polymer.
청구항 19에 있어서, 상기 개시 알코올이 벤질 알코올, 프로파르길 알코올, 알릴 알코올, 4-디벤질사이클로옥티놀, 4-하이드록시부탄-2-온, 3-하이드룩시프로판-2-온, 5-하이드록시펜탄-2-온, 6-하이드록시헥산-2-온, 7-하이드록시헵탄-2-온, 8-하이드록시옥탄-2-온, 5-노르보르넨-2-올, PEG 디올, α-브로모이소부티릴 4-메탄올 벤질메타노에이트, 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.The method according to claim 19, wherein the starting alcohol is benzyl alcohol, propargyl alcohol, allyl alcohol, 4-dibenzylcyclooctinol, 4-hydroxybutan-2-one, 3-hydroxypropan-2-one, 5 -Hydroxypentan-2-one, 6-hydroxyhexan-2-one, 7-hydroxyheptan-2-one, 8-hydroxyoctan-2-one, 5-norbornene-2-ol, PEG A method selected from the group consisting of diols, α-bromoisobutyryl 4-methanol benzylmethanoate, and combinations thereof. 청구항 19에 있어서, 상기 단계 A의 개시 알코올이 말단 작용화되고, 단계 D에서 형성된 폴리(락톤) 중합체가 말단 작용화된 락톤 중합체이며, 상기 단계 F의 폴리(락톤) 분절 및 폴리(프로필렌 말레에이트) 분절을 포함하는 블록 공-중합체가 말단 작용화되고, 상기 단계 G에서 생산된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체가 말단 작용화된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체인 방법.20. The poly (lactone) segment of step F and poly (propylene maleate) according to claim 19, wherein the starting alcohol of step A is terminal functionalized, and the poly (lactone) polymer formed in step D is terminal functionalized. ) The block co-polymer comprising segments is end functionalized, and the poly (lactone-b-propylene fumarate) polymer produced in step G is a terminal functionalized poly (lactone-b-propylene fumarate) polymer . 청구항 21에 있어서, 상기 말단 작용화된 폴리(락톤-b-프로필렌 푸마레이트) 중합체가 벤질 그룹, 알킨 그룹, 프로파르길 그룹, 알릴 그룹, 알켄 그룹, 4-디벤조사이클로옥틴 그룹, 사이클로옥틴 그룹, 케톤 그룹, 알데하이드 그룹, 3차 할로겐 그룹 및 폴리(에틸렌 글리콜) 그룹 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 말단 작용성 그룹을 포함하는 방법.The method according to claim 21, wherein the terminal functionalized poly (lactone-b-propylene fumarate) polymer is a benzyl group, alkyne group, propargyl group, allyl group, alkene group, 4-dibenzocyclooctin group, cyclooctin group , A method comprising a terminal functional group selected from the group consisting of ketone groups, aldehyde groups, tertiary halogen groups and poly (ethylene glycol) groups and combinations thereof. 청구항 19에 있어서, 상기 락톤이 δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, α-클로로-ε-카프로락톤, 4-클로로-ε-카프로락톤, 4-메틸-7-이소프로필-ε-카프로락톤 (멘티드), 2,5-옥세판디온(OPD), 7-메틸-4-(1-메틸에테닐)-2-옥세파논(디하이드로카바이드), 7-(프로프-2-이닐)옥세판-2-온, 알킬-치환된 락톤, γ-메틸-ε-카프로락톤, ε-헵타락톤, ε-데카락톤 마크로락톤, ω-펜타데카락톤(PDL), 작용성 락톤, θ-프로파르길-ε-노나락톤(θpεNL), α-프로파르길-ε-카프로락톤(αpεCL), 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.The method according to claim 19, wherein the lactone is δ-valerolactone, ε-caprolactone, α-chloro-ε-caprolactone, 4-chloro-ε-caprolactone, 4-methyl-7-isopropyl-ε-caprolactone (Mented), 2,5-oxepandione (OPD), 7-methyl-4- (1-methylethenyl) -2-oxepanone (dihydrocarbide), 7- (prop-2-ynyl) ) Oxepan-2-one, alkyl-substituted lactone, γ -methyl- ε -caprolactone, ε -heptalactone, ε -decaractone macrolactone, ω-pentadecaractone (PDL), functional lactone, θ - propargyl - ε - no hell tone θp NL), α-propargyl-ε-caprolactone (CL ε α p), and is selected from the group consisting of a combination thereof. 청구항 19에 있어서, 상기 마그네슘 촉매가 Mg(BHT)2(THF)2인 방법.The method of claim 19, wherein the magnesium catalyst is Mg (BHT) 2 (THF) 2 . 청구항 19에 있어서, 상기 단계 C의 용액 속의 상기 락톤의 농도가 약 0.5M 내지 약 10M인 방법.The method of claim 19, wherein the concentration of the lactone in the solution of step C is from about 0.5M to about 10M. 청구항 19에 있어서, 상기 단계 E의 용액 속의 말레산 무수물과 프로필렌 옥사이드의 총 농도가 약 0.5M 내지 약 10M인 방법.The method of claim 19, wherein the total concentration of maleic anhydride and propylene oxide in the solution of step E is from about 0.5M to about 10M. 청구항 19에 있어서, 상기 단계 C의 락톤 용액이 약 40℃ 내지 약 100℃의 온도로 가열(단계 D)되는 방법.The method of claim 19, wherein the lactone solution of step C is heated to a temperature of about 40 ° C. to about 100 ° C. (step D). 청구항 19에 있어서, 상기 단계 C의 용액이 약 1 시간 내지 약 96 시간 동안 가열(단계 D)되는 방법.The method of claim 19, wherein the solution of step C is heated (step D) for about 1 hour to about 96 hours. 청구항 19에 있어서, 상기 단계 E의 용액이 약 40℃ 내지 약 100℃의 온도로 가열(단계 F)되는 방법.The method of claim 19, wherein the solution of step E is heated to a temperature of about 40 ° C. to about 100 ° C. (step F). 청구항 19에 있어서, 상기 단계 E의 용액이 약 1 시간 내지 약 96 시간 동안 가열(단계 F)되는 방법.The method of claim 19, wherein the solution of step E is heated (step F) for about 1 hour to about 96 hours.
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