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JP4730938B2 - Graft copolymer and method for producing graft copolymer - Google Patents
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JP4730938B2 JP2005011456A JP2005011456A JP4730938B2 JP 4730938 B2 JP4730938 B2 JP 4730938B2 JP 2005011456 A JP2005011456 A JP 2005011456A JP 2005011456 A JP2005011456 A JP 2005011456A JP 4730938 B2 JP4730938 B2 JP 4730938B2
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Description

本発明は、アニオン性化合物とイオンコンプレックスを形成し得るカチオン性ブロックからなる分子鎖又は該カチオン性ブロックと非イオン性ブロックからなる分子鎖を有するポリビニルアルコール系グラフト共重合体、及びそのグラフト共重合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a polyvinyl alcohol-based graft copolymer having a molecular chain composed of a cationic block capable of forming an ion complex with an anionic compound or a molecular chain composed of the cationic block and a nonionic block, and graft copolymer The present invention relates to a method for manufacturing coalescence.

ここ数年来、カチオン性重合体であるポリ(エチレンイミン)が、アニオン性生体高分子、たとえばDNAなどとの静電気的なイオン相互作用により、イオンコンプレックスを形成できるため、遺伝子キャリアなどの用途に有用であるとして注目を集めている。   In recent years, poly (ethyleneimine), a cationic polymer, can form ion complexes by electrostatic ionic interactions with anionic biopolymers such as DNA, making it useful for gene carrier applications. It attracts attention as being.

カチオン性重合体であるポリ(エチレンイミン)は、水溶性であるが、アニオン性物質、例えばDNAのようなアニオン性生体高分子とイオンコンプレックスを形成すると水に対して不溶となってしまうため、その用途は非常に限られたものとなる。そこで、水溶性のカチオン性重合体とアニオン性生体高分子とのイオンコンプレックスに、水溶性あるいは水分散性を付与する方法としては、二重親水性共重合体を使用する方法がある。   Poly (ethyleneimine), which is a cationic polymer, is water-soluble, but when it forms an ion complex with an anionic substance such as an anionic biopolymer such as DNA, it becomes insoluble in water. Its use is very limited. Therefore, as a method for imparting water solubility or water dispersibility to an ion complex of a water-soluble cationic polymer and an anionic biopolymer, there is a method using a double hydrophilic copolymer.

二重親水性共重合体は、従来の疎水・親水両親媒性共重合体と異なり、両ブロック共に水溶性であるが、両ブロックそれぞれが異なった機能を有する。すなわち、一方のブロックは水中で基質と相互作用し、他方のブロックは水溶性に寄与する。たとえば、ともに水溶性であるカチオン性ブロックと非イオン性ブロックとからなる水溶性共重合体を使用した場合、カチオン性ブロックがアニオン性化合物とのイオンコンプレックス形成能を有し、非イオンブロックが水溶性を有する。そして水中で均一に分散してナノミセルを形成し、該ナノミセルは、DNAキャリアなどの広い用途に応用可能である。   Unlike the conventional hydrophobic / hydrophilic amphiphilic copolymer, the double hydrophilic copolymer is water-soluble in both blocks, but both blocks have different functions. That is, one block interacts with the substrate in water and the other block contributes to water solubility. For example, when a water-soluble copolymer consisting of a cationic block and a nonionic block that are both water-soluble is used, the cationic block has the ability to form an ion complex with an anionic compound, and the nonionic block is water-soluble. Have sex. Then, it is uniformly dispersed in water to form nano micelles, and the nano micelles can be applied to a wide range of uses such as DNA carriers.

カチオン性ブロックとして、ポリ(エチレンイミン)ブロックを有する二重親水性共重合体としては、たとえば、分子鎖片末端にスルホン酸エステル構造を有するポリ(エチレングリコール)を開始剤として、2−メチル−2−オキサゾリンまたは2−エチル−2−オキサゾリンをカチオン開環重合させ、ポリ(エチレングリコール)ブロックとポリ(N−アシル−エチレンイミン)ブロックからなる水溶性共重合体を合成した後、ポリ(N−アシル−エチレンイミン)ブロックを加水分解してポリ(エチレンイミン)ブロックとしたものなどが知られている(たとえば、非特許文献1、非特許文献2参照。)。   As a double hydrophilic copolymer having a poly (ethyleneimine) block as a cationic block, for example, poly (ethylene glycol) having a sulfonate structure at one end of a molecular chain is used as an initiator, and 2-methyl- 2-oxazoline or 2-ethyl-2-oxazoline is subjected to cationic ring-opening polymerization to synthesize a water-soluble copolymer comprising a poly (ethylene glycol) block and a poly (N-acyl-ethyleneimine) block, and then poly (N -Acyl-ethyleneimine) blocks are hydrolyzed to form poly (ethyleneimine) blocks, and the like is known (for example, see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

しかし、上記した二重親水性共重合体は、DNAなどのアニオン性物質とのイオンコンプレックスを形成する効率が低く、生体高分子との親和性に乏しいという問題点があった。   However, the double hydrophilic copolymer described above has a problem in that it has a low efficiency of forming an ion complex with an anionic substance such as DNA and is poor in affinity with a biopolymer.

ヨシツグ・アキヤマ(Yoshitsugu Akiyama),外3名,「マクロモレキュールズ(Macromolecules)」、2000年,第33巻,p.5841−5845Yoshitsugu Akiyama, 3 others, “Macromolecules”, 2000, Vol. 33, p. 5841-5845 ミロス・セドラック(Milos Sedlak),外2名,「マクロモレキュラー・ケミストリー・アンド・フィジクス(Macromolecular Chemistry and Physics)」,1999年,第199巻,p.247−254Milos Sedlak, two others, “Macromolecular Chemistry and Physics”, 1999, Vol. 199, p. 247-254

本発明が解決しようとする課題は、アニオン性物質とのイオンコンプレックス形成効率が高く、アニオン性物質との親和性の良い、線状のカチオン性ブロックを有する分子鎖をグラフト化したポリビニルアルコール系グラフト共重合体及びそのグラフト共重合体の製造方法を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is a polyvinyl alcohol-based graft grafted with a molecular chain having a linear cationic block, which has a high efficiency of forming an ion complex with an anionic substance and has a good affinity with the anionic substance. It is providing the manufacturing method of a copolymer and its graft copolymer.

本発明は、下記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体を提供することにより上記課題を解決した。   The present invention has solved the above problems by providing a polyvinyl alcohol graft copolymer represented by the following formula (1).

Figure 0004730938
[式(1)中、Xは下記式(2)
Figure 0004730938
[In the formula (1), X represents the following formula (2)

Figure 0004730938
(式(2)中、Rは水素原子又は炭素数が1〜18のアシル基、Rは炭素数が1〜18のアシル基を表し、p、pはそれぞれ2又は3であり、qは2〜10000、qは0〜9998の範囲であり、q+qが2〜10000の範囲である。)
又は、下記式(3)
Figure 0004730938
(In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom or an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, R 2 represents an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, and p 1 and p 2 are 2 or 3, respectively. , Q 1 is in the range of 2 to 10000, q 2 is in the range of 0 to 9998, and q 1 + q 2 is in the range of 2 to 10000.)
Or the following formula (3)

Figure 0004730938
(式(3)中、Rは水素原子又は炭素数が1〜18のアシル基を表し、p、pはそれぞれ2又は3であり、q、qはいずれも1以上でありq+qが2〜10000の範囲である。)
で表される直鎖状ポリマー鎖の少なくとも一種を表し、n/nが300/700〜999/1の範囲であり、n+nは10〜100000の範囲である。]
Figure 0004730938
(In Formula (3), R 3 represents a hydrogen atom or an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, p 3 and p 4 are each 2 or 3, and q 3 and q 4 are each 1 or more. q 3 + q 4 is in the range of 2 to 10,000.)
At least one of the linear polymer chains represented by the formula: n 1 / n 2 is in the range of 300/700 to 999/1, and n 1 + n 2 is in the range of 10 to 100,000. ]

また、本発明の下記工程からなるポリビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法により上記課題を解決した。
(a)下記式(i)
Moreover, the said subject was solved by the manufacturing method of the polyvinyl-alcohol-type graft copolymer which consists of the following process of this invention.
(A) Formula (i) below

Figure 0004730938
(式(i)中、Rは炭素数1〜18のアシル基を表し、nは10〜100000の範囲である。)
で表されるポリマー中の側鎖アシル基の一部を、金属有機アニオンを用いて金属置換反応させることによりアルコキシド化する工程、
Figure 0004730938
(In formula (i), R 4 represents an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, and n 3 is in the range of 10 to 100,000.)
A step of alkoxideizing a part of the side chain acyl group in the polymer represented by the following by metal substitution reaction using a metal organic anion:

Figure 0004730938
(b)(a)の工程によりアルコキシド化した側鎖部位を、下記式(ii)
(式(ii)中、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、Xは式(1)と同様であり、YはCl、Br、I、スルホネートオキシ基のいずれかである。)
で表される反応末端を有する直鎖状ポリマー鎖で置換する工程、
(c)残存している側鎖アシル基を加水分解する工程からなる
製造方法。
Figure 0004730938
(B) The side chain moiety alkoxideized by the step (a) is represented by the following formula (ii)
(In formula (ii), R 5 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is the same as in formula (1), and Y is any one of Cl, Br, I, and a sulfonateoxy group.)
A step of substituting with a linear polymer chain having a reaction end represented by:
(C) A production method comprising a step of hydrolyzing the remaining side chain acyl group.

本発明のポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、ポリビニルアルコールを主鎖として櫛型にグラフトされた多くのカチオン性重合体であるポリ(エチレンイミン)側鎖が、アニオン性物質、たとえばDNAのようなアニオン性生体高分子などとの静電気的なイオン相互作用により、効率的にイオンコンプレックスを形成できる。また、主鎖のポリビニルアルコールブロックは多くのヒドロキシ基と生体高分子との相互作用により優れた生体高分子との親和性を示すため遺伝子キャリアや、生体材料など、幅広い用途に有用に利用できる。   In the polyvinyl alcohol graft copolymer of the present invention, the poly (ethyleneimine) side chain, which is a cationic polymer grafted in a comb shape with polyvinyl alcohol as the main chain, has an anionic substance such as DNA. An ion complex can be formed efficiently by electrostatic ionic interaction with an anionic biopolymer. Moreover, since the polyvinyl alcohol block of the main chain exhibits an excellent affinity for biopolymers due to the interaction between many hydroxy groups and biopolymers, it can be usefully used in a wide range of applications such as gene carriers and biomaterials.

また、上記のポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、一部の側鎖アシル基のアルコキシド化工程、そのアルコキシド化された側鎖部位を直鎖状ポリマー鎖で置換する工程、残存している側鎖アシル基を加水分解する工程からなる簡便な方法で製造することができる。   In addition, the polyvinyl alcohol-based graft copolymer includes an alkoxidation step of some side chain acyl groups, a step of replacing the alkoxide side chain site with a linear polymer chain, and a remaining side chain. It can be produced by a simple method comprising a step of hydrolyzing an acyl group.

本発明のポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、下記式(1)で表されるものである。   The polyvinyl alcohol graft copolymer of the present invention is represented by the following formula (1).

Figure 0004730938
[式(1)中、Xは下記式(2)
Figure 0004730938
[In the formula (1), X represents the following formula (2)

Figure 0004730938
(式(2)中、Rは水素原子又は炭素数が1〜18のアシル基、Rは炭素数が1〜18のアシル基を表し、p、pはそれぞれ2又は3であり、qは2〜10000、qは0〜9998の範囲であり、q+qが2〜10000の範囲である。)
又は、下記式(3)
Figure 0004730938
(In Formula (2), R 1 represents a hydrogen atom or an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, R 2 represents an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, and p 1 and p 2 are 2 or 3, respectively. , Q 1 is in the range of 2 to 10000, q 2 is in the range of 0 to 9998, and q 1 + q 2 is in the range of 2 to 10000.)
Or the following formula (3)

Figure 0004730938
(式(3)中、Rは水素原子又は炭素数が1〜18のアシル基を表し、p、pはそれぞれ2又は3であり、q、qはいずれも1以上でありq+qが2〜10000の範囲である。)
で表される直鎖状ポリマー鎖の少なくとも一種を表し、n/nが300/700〜999/1の範囲であり、n+nは10〜100000の範囲である。]
Figure 0004730938
(In Formula (3), R 3 represents a hydrogen atom or an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, p 3 and p 4 are each 2 or 3, and q 3 and q 4 are each 1 or more. q 3 + q 4 is in the range of 2 to 10,000.)
At least one of the linear polymer chains represented by the formula: n 1 / n 2 is in the range of 300/700 to 999/1, and n 1 + n 2 is in the range of 10 to 100,000. ]

上記のポリビニルアルコール系グラフト共重合体におけるグラフト化された側鎖Xは上記式(2)又は(3)で表される直鎖状ポリマー鎖の少なくとも一種を表す。   The side chain X grafted in the polyvinyl alcohol-based graft copolymer represents at least one linear polymer chain represented by the above formula (2) or (3).

上記式(2)で表される直鎖状ポリマー鎖は、カチオン性の構造単位であるエチレンイミン構造単位、N−アシルエチレンイミン構造単位またはN−アシルプロピレンイミン構造単位からなるポリマー鎖であり、上記式(3)で表される直鎖状ポリマー鎖は、これらカチオン性の構造単位と非イオン性の構造単位であるエチレングリコール構造単位からなる直鎖状ポリマー鎖である。   The linear polymer chain represented by the formula (2) is a polymer chain composed of an ethyleneimine structural unit, an N-acylethyleneimine structural unit or an N-acylpropyleneimine structural unit which is a cationic structural unit, The linear polymer chain represented by the above formula (3) is a linear polymer chain composed of these cationic structural units and an ethylene glycol structural unit which is a nonionic structural unit.

具体的には、上記式(2)又は(3)で表される直鎖状ポリマー鎖はN−アシルエチレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、エチレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、N−アシルプロピレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、プロピレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、そしてエチレン又はプロピレンイミン構造単位とN−アシルエチレン又はプロピレンイミン構造単位との組み合わせからなる直鎖状ポリマー鎖、N−アシルエチレン又はプロピレンイミン構造単位とN−アシルプロピレン又はエチレンイミン構造単位との組み合わせとして、同じ又は異なるアシル基を有する構造単位を使用した直鎖状ポリマー鎖、N−アシルエチレンイミン構造単位、N−アシルプロピレンイミン構造単位、エチレンイミン構造単位又はプロピレンイミン構造単位とエチレングリコール構造単位又はプロピレングリコール構造単位との組み合わせからなる直鎖状ポリマー鎖を使用できる。   Specifically, the linear polymer chain represented by the formula (2) or (3) is a linear polymer chain composed only of an N-acylethyleneimine structural unit, or a linear chain composed solely of an ethyleneimine structural unit. A polymer chain, a linear polymer chain composed only of N-acylpropyleneimine structural units, a linear polymer chain composed solely of propyleneimine structural units, and an ethylene or propyleneimine structural unit and an N-acylethylene or propyleneimine structural unit A linear polymer chain comprising a combination of N-acylethylene or propyleneimine structural units and N-acylpropylene or ethyleneimine structural units as a combination of structural units having the same or different acyl groups Chain, N-acylethyleneimine structural unit, N-acylpropyleneimine Forming units, the linear polymer chains, which consist of a combination of ethylene imine structural units or propylene imine structural units and ethylene glycol structural units or propylene glycol structural units may be used.

上記式(2)中のR、Rはそれぞれ水素原子又は炭素数が1〜18のアシル基のものを使用でき、該アシル基は炭素数が1〜5のアシル基であることが更に好ましい。 R 1 and R 2 in the above formula (2) can be each a hydrogen atom or an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, and the acyl group is preferably an acyl group having 1 to 5 carbon atoms. preferable.

また、上記式(2)の直鎖状ポリマー鎖の重合度については、qは2〜10000で良いが、10〜1000がより望ましく、qは0〜9998で良いが、0〜1000がより望ましい。また、q+qが2〜10000の範囲で良いが、10〜2000がより望ましく、20〜200が更に望ましい範囲である。そして、q、qはいずれも1以上でありq+qが2〜10000の範囲で良いが、20〜2000がより望ましく、20〜200が更に望ましい範囲である。重合度が上記範囲のものであれば、好適にアニオン性物質とのイオンコンプレックスを形成できる。 Further, regarding the degree of polymerization of the linear polymer chain of the above formula (2), q 1 may be 2 to 10000, more preferably 10 to 1000, and q 2 may be 0 to 9998, but 0 to 1000 is preferable. More desirable. Further, q 1 + q 2 may be in the range of 2 to 10000, more preferably 10 to 2000, and further preferably 20 to 200. Q 3 and q 4 are both 1 or more and q 3 + q 4 may be in the range of 2 to 10,000, more preferably 20 to 2000, and further preferably 20 to 200. If the degree of polymerization is in the above range, an ion complex with an anionic substance can be suitably formed.

その中でも、例えば、N−アシルエチレンイミン又はN−アシルプロピレンイミン構造単位からなるポリマー鎖は親水性が高く、その塩酸塩などの塩はさらに水溶性が高い。   Among them, for example, a polymer chain composed of an N-acylethyleneimine or N-acylpropyleneimine structural unit has high hydrophilicity, and a salt such as a hydrochloride thereof has higher water solubility.

これら直鎖状ポリマー鎖のうち、二種以上の構造単位からなる直鎖状ポリマー鎖は、ランダムポリマー鎖であってもブロックポリマー鎖であってもよいが、各構造単位の有する機能を効果的に発現させるためには、各々の構造単位のブロックからなるブロックポリマー鎖であることが好ましい。   Among these linear polymer chains, the linear polymer chain composed of two or more types of structural units may be a random polymer chain or a block polymer chain, but the function of each structural unit is effective. In order to express it, it is preferable that it is a block polymer chain which consists of a block of each structural unit.

また、上記式(2)で表されるポリマー鎖のうち、二種以上の構造単位からなる直鎖状ポリマー鎖を使用する場合には、各構造単位の反応性の違いを利用して一方の構造単位を選択的にカチオン化することで二重親水性のポリマー鎖とすることができる。また、上記式(3)で表されるポリマー鎖は同様に二重親水性構造を有するものである。このような二重親水性のポリマー鎖を側鎖として使用することにより、本発明の共重合体中の親水性度合いの調節や、イオンコンプレックスの形成能を調節することが可能となる。   Moreover, when using the linear polymer chain which consists of 2 or more types of structural units among the polymer chains represented by the said Formula (2), one side is utilized using the difference in the reactivity of each structural unit. By selectively cationizing the structural unit, a double hydrophilic polymer chain can be obtained. In addition, the polymer chain represented by the above formula (3) has a double hydrophilic structure. By using such a double hydrophilic polymer chain as a side chain, the degree of hydrophilicity in the copolymer of the present invention and the ability to form an ion complex can be adjusted.

本発明のポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、その構造中にカチオン性の構造単位と非イオン性の構造単位とを有することが特徴である。本発明のポリビニルアルコール系グラフト共重合体中のカチオン性構造単位の割合としては、全構造単位の1〜50質量%の範囲であることが好ましく、3〜30質量%の範囲であることが更に好ましい。共重合体のカチオン性構造単位の割合が上記範囲のものは、特にアニオン性物質とのイオンコンプレックス形成能に優れる。   The polyvinyl alcohol-based graft copolymer of the present invention is characterized by having a cationic structural unit and a nonionic structural unit in its structure. The ratio of the cationic structural unit in the polyvinyl alcohol-based graft copolymer of the present invention is preferably in the range of 1 to 50% by mass, and more preferably in the range of 3 to 30% by mass of the total structural units. preferable. When the ratio of the cationic structural unit of the copolymer is in the above range, the ability to form an ion complex with an anionic substance is particularly excellent.

上記直鎖状ポリマー鎖のうちN−アシルエチレンイミン構造単位、及び/又はN−アシルプロピレンイミン構造単位からなる直鎖状ポリマー鎖は、一般にオキサゾリンモノマーのカチオンリビング重合により得られるポリオキサゾリンであり、エチレンイミン構造単位からなる直鎖状ポリマー鎖、プロピレンイミン構造単位からなる直鎖状ポリマー鎖は、一般に上記のカチオンリビング重合により得たポリオキサゾリンを酸又は塩基を用いて加水分解することにより得られる。   Of the above linear polymer chains, a linear polymer chain composed of an N-acylethyleneimine structural unit and / or an N-acylpropyleneimine structural unit is a polyoxazoline generally obtained by cation living polymerization of an oxazoline monomer, A linear polymer chain composed of an ethyleneimine structural unit and a linear polymer chain composed of a propyleneimine structural unit are generally obtained by hydrolyzing the polyoxazoline obtained by the above cation living polymerization using an acid or a base. .

その内、N−アシルエチレンイミン構造単位の例としては、ポリ(N−ホルミルエチレンイミン)、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)、ポリ(N−ブチリルエチレンイミン)、ポリ(N−イソブチリルエチレンイミン)、ポリ(N−ピバロイルエチレンイミン)、ポリ(N−ラウロイルエチレンイミン)、ポリ(N−ステアロイルエチレンイミン)、ポリ(N−(3−(パーフロロオクチル)プロピオニル)エチレンイミン)などの脂肪族飽和カルボン酸でアシル化されたポリエチレンイミン、ポリ(N−アクリロイルエチレンイミン)、ポリ(N−メタクリロイルエチレンイミン)、ポリ(N−オレオイルエチンイミン)などの脂肪族不飽和カルボン酸でアシル化されたエチレンイミン、ポリ(N−ベンゾイルエチレンイミン)、ポリ(N−トルイロイルエチレンイミン)、ポリ(N−ナフトイルエチレンイミン)、ポリ(N−シンナモイルエチレンイミン)、などの芳香族カルボン酸でアシル化されたポリエチレンイミンなどが挙げられる。 Among them, examples of N- acylethyleneimine structural units is poly (N- formyl ethyleneimine), poly (N- acetyl ethyleneimine), poly (N- propionylethyleneimine), poly (N- butyryl ethylenimine ), Poly (N-isobutyrylethyleneimine), poly (N-pivaloylethyleneimine), poly (N-lauroylethyleneimine), poly (N-stearoylethyleneimine), poly (N- (3- ( Polyethyleneimine acylated with aliphatic saturated carboxylic acids such as perfluorooctyl) propionyl) ethyleneimine), poly (N-acryloylethyleneimine), poly (N-methacryloylethyleneimine), poly (N-oleoylethyneimine) ) Ethyleneimine acylated with aliphatic unsaturated carboxylic acid such as Acylated with aromatic carboxylic acid such as poly (N-benzoylethyleneimine), poly (N-toluoylethyleneimine), poly (N-naphthoylethyleneimine), poly (N-cinnamoylethyleneimine) Examples include polyethyleneimine.

また、N−アシルプロピレンイミン構造単位の例としては、例えば、ポリ(N−ホルミルプロピレンイミン)、ポリ(N−アセチルプロピレンイミン)、ポリ(N−プロピオニルプロピレンイミン)、ポリ(N−ブチリルプロピレンイミン)、ポリ(N−イソブチリルプロピレンイミン)、ポリ(N−ピバロイルプロピレンイミン)、ポリ(N−ラウロイルプロピレンイミン)、ポリ(N−ステアロイルプロピレンイミン)、ポリ(N−(3−(パーフロロオクチル)プロピオニル)プロピレンイミン)などの脂肪族飽和カルボン酸でアシル化されたポリプロピレンイミン、ポリ(N−アクリロイルプロピレンイミン)、ポリ(N−メタクリロイルプロピレンイミン)、ポリ(N−オレオイルエチンイミン)などの脂肪族不飽和カルボン酸でアシル化されたプロピレンイミン、ポリ(N−ベンゾイルプロピレンイミン)、ポリ(N−トルイロイルプロピレンイミン)、ポリ(N−ナフトイルプロピレンイミン)、ポリ(N−シンナモイルプロピレンイミン)、などの芳香族カルボン酸でアシル化されたポリプロピレンイミンなどが挙げられる。 Examples of the N- acylpropyleneimine structural unit include, for example, poly (N-formylpropyleneimine), poly (N-acetylpropyleneimine), poly (N-propionylpropyleneimine), and poly (N-butyrylpropylene). Imine), poly (N-isobutyrylpropyleneimine), poly (N-pivaloylpropyleneimine), poly (N-lauroylpropyleneimine), poly (N-stearoylpropyleneimine), poly (N- (3- (Perfluorooctyl) propionyl) propyleneimine) and other aliphatic saturated carboxylic acid acylated polypropyleneimine, poly (N-acryloylpropyleneimine), poly (N-methacryloylpropyleneimine), poly (N-oleoylethyne) Imine) and other aliphatic unsaturated carboxylic acids Aromatics such as acylated propyleneimine, poly (N-benzoylpropyleneimine), poly (N-toluoylpropyleneimine), poly (N-naphthoylpropyleneimine), poly (N-cinnamoylpropyleneimine), etc. And polypropyleneimine acylated with carboxylic acid.

上記式(2)で表されるグラフト化された直鎖状ポリマー鎖であるN−アシルエチレン又はプロピレンイミン構造単位とN−アシルプロピレン又はエチレンイミン構造単位の組み合わせとして、同じ又は異なるアシル基を有する構造単位を使用した直鎖状ブロックポリマー鎖は、その内例えば、2−オキサゾリンまたは2−メチル−2−オキサゾリンをカチオン開環リビング重合した後、得られたリビングポリマーに、さらに2−エチル−2−オキサゾリンを重合させることによって得られる。同様にして、2−オキサゾリンまたは2−メチル−2−オキサゾリンの重合と、2−エチル−2−オキサゾリンの重合を交互に繰り返すことによって、多ブロックの直鎖状ポリマー鎖も得られる。   As a combination of an N-acylethylene or propyleneimine structural unit and a N-acylpropylene or ethyleneimine structural unit, which is a grafted linear polymer chain represented by the above formula (2), have the same or different acyl groups The linear block polymer chain using the structural unit includes, for example, 2-oxazoline or 2-methyl-2-oxazoline by cationic ring-opening living polymerization, and then the resulting living polymer is further converted to 2-ethyl-2. -Obtained by polymerizing oxazoline. Similarly, a multi-block linear polymer chain can be obtained by alternately repeating polymerization of 2-oxazoline or 2-methyl-2-oxazoline and polymerization of 2-ethyl-2-oxazoline.

上記式(2)で表されるグラフト化された直鎖状ポリマー鎖であるエチレン又はプロピレンイミン構造単位とN−アシルエチレン又はプロピレンイミン構造単位の組み合わせからなる直鎖状ブロックポリマー鎖は、その内例えば、ポリ(エチレンイミン)ブロックと、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)ブロックとからなる分子鎖を有するブロックは、その前駆体である、ポリ(N−ホルミルエチレンイミン)ブロックまたはポリ(N−アセチルエチレンイミン)ブロックと、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)ブロックとからなる分子鎖を有するブロックのポリ(N−ホルミルエチレンイミン)ブロックまたはポリ(N−アセチルエチレンイミン)ブロックを優先的に加水分解することによって得られる。   A linear block polymer chain comprising a combination of an ethylene or propyleneimine structural unit and an N-acylethylene or propyleneimine structural unit, which is a grafted linear polymer chain represented by the above formula (2), includes: For example, a block having a molecular chain composed of a poly (ethyleneimine) block and a poly (N-propionylethyleneimine) block is a precursor of the poly (N-formylethyleneimine) block or poly (N-acetyl). A poly (N-formylethyleneimine) block or a poly (N-acetylethyleneimine) block having a molecular chain composed of an ethyleneimine block and a poly (N-propionylethyleneimine) block is preferentially hydrolyzed. Can be obtained.

そのポリ(N−ホルミルエチレンイミン)ブロックまたは(N−アセチルエチレンイミン)ブロックの優先的な加水分解反応は、エマルジョン状態で行わなければならない。該エマルジョンは、基本的には水溶性ブロック共重合体、水、および、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)ブロックを溶解するが水と非相溶の有機溶媒からなる。該混合物を撹拌すると、水溶性ブロック共重合体のポリ(N−ホルミルエチレンイミン)ブロックまたは(N−アセチルエチレンイミン)ブロックは水相に溶解し、一方、ポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)ブロックは有機溶媒相に溶解してエマルジョンを形成する。この場合、水溶性ブロック共重合体は乳化剤として作用する。該エマルジョンは、O/W型あるいはW/O型いずれであってもよい。   The preferential hydrolysis reaction of the poly (N-formylethyleneimine) block or (N-acetylethyleneimine) block must be carried out in the emulsion state. The emulsion basically consists of a water-soluble block copolymer, water, and an organic solvent that dissolves the poly (N-propionylethyleneimine) block but is incompatible with water. When the mixture is stirred, the poly (N-formylethyleneimine) block or (N-acetylethyleneimine) block of the water-soluble block copolymer is dissolved in the aqueous phase, while the poly (N-propionylethyleneimine) block is Dissolves in the organic solvent phase to form an emulsion. In this case, the water-soluble block copolymer acts as an emulsifier. The emulsion may be either O / W type or W / O type.

上記水と非相溶の有機溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、メトキシベンゼン、トルエンなど、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。   Examples of the organic solvent incompatible with water include methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, nitrobenzene, methoxybenzene, toluene, and a mixed solvent thereof.

加水分解反応時、水相には、公知の加水分解触媒として酸またはアルカリを添加する。酸としては、塩酸、硫酸、硝酸など通常の無機酸類を、またアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなど通常の無機アルカリ類を使用することができる。   During the hydrolysis reaction, acid or alkali is added to the aqueous phase as a known hydrolysis catalyst. Usual inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid can be used as the acid, and ordinary inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia can be used as the alkali.

加水分解反応温度は100℃以下が好ましく、使用する酸またはアルカリの濃度に合わせて設定するとよい。酸またはアルカリの濃度が高い場合は、温度を低く、たとえば室温程度に設定し、酸またはアルカリの濃度が低い場合は、反応温度を高めに設定するとよい。   The hydrolysis reaction temperature is preferably 100 ° C. or lower, and may be set according to the concentration of the acid or alkali used. When the acid or alkali concentration is high, the temperature is set low, for example, about room temperature, and when the acid or alkali concentration is low, the reaction temperature is set high.

そして、上記式(3)で表されるグラフト化された直鎖状ポリマー鎖であるN−アシルエチレンイミン構造単位又はN−アシルプロピレンイミン構造単位とエチレングリコール構造単位又はプロピレングリコール構造単位の組み合わせからなる直鎖状ブロックポリマー鎖は、一般に市販のアルコキシポリエチレングリコールまたはアルコキシポリプロピレングリコールをトシル化した後、オキサゾリンモノマーを用いてカチオンリビング重合を行うことにより得られる。また、このようにして得られたアシルイミンのブロックポリマーを酸又は塩基を用いて加水分解することによりエチレンイミン構造単位又はプロピレンイミン構造単位とエチレングリコール構造単位又はプロピレングリコール構造単位の組み合わせからなる直鎖状ブロックポリマー鎖が得られる。   And from the combination of the N-acylethyleneimine structural unit or N-acylpropyleneimine structural unit and the ethylene glycol structural unit or the propylene glycol structural unit, which is a grafted linear polymer chain represented by the above formula (3) Such a linear block polymer chain is generally obtained by tosylating commercially available alkoxy polyethylene glycol or alkoxy polypropylene glycol and then performing cationic living polymerization using an oxazoline monomer. Further, the acylimine block polymer thus obtained is hydrolyzed with an acid or a base to form a linear chain comprising a combination of an ethyleneimine structural unit or a propyleneimine structural unit and an ethylene glycol structural unit or a propylene glycol structural unit. A block polymer chain is obtained.

上記カチオン開環リビング重合の開始剤としては、低分子化合物と高分子化合物を用いることができる。低分子化合物類の重合開始剤としては、分子中に塩化アルキル基、臭化アルキル基、ヨウ化アルキル基、トルエンスルホニルオキシ基、あるいはトリフルオロメチルスルホニルオキシ基などの官能基を有する化合物を用いることができる。具体的には、たとえば、塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル、トルエンスルホン酸ベンジル、トリフルオロメチルスルホン酸ベンジル、臭化メチル、ヨウ化メチル、トルエンスルホン酸メチルまたはトルエンスルホン酸無水物、トリフルオロメチルスルホン酸無水物、などが挙げられる。   As an initiator for the cationic ring-opening living polymerization, a low molecular compound and a high molecular compound can be used. As a polymerization initiator for low molecular weight compounds, a compound having a functional group such as an alkyl chloride group, an alkyl bromide group, an alkyl iodide group, a toluenesulfonyloxy group, or a trifluoromethylsulfonyloxy group in the molecule should be used. Can do. Specifically, for example, benzyl chloride, benzyl bromide, benzyl iodide, benzyl toluene sulfonate, benzyl trifluoromethyl sulfonate, methyl bromide, methyl iodide, methyl toluene sulfonate or toluene sulfonic anhydride, tri And fluoromethylsulfonic acid anhydride.

これらの中でも、臭化アルキル、ヨウ化アルキル、トルエンスルホン酸アルキル、トリフルオロメチルスルホン酸アルキルは重合開始効率が高く、特に臭化アルキル、トルエンスルホン酸アルキルを使用するのが好ましい。   Among these, alkyl bromide, alkyl iodide, alkyl toluenesulfonate, and alkyl trifluoromethylsulfonate have high polymerization initiation efficiency, and it is particularly preferable to use alkyl bromide and alkyl toluenesulfonate.

上記式(3)で表されるグラフト化された直鎖状ポリマー鎖の場合、高分子化合物の重合開始剤としては、たとえば、ポリ(エチレン又はプロピレングリコール)の末端炭素原子に臭素原子あるいはヨウ素原子が結合したもの、末端酸素原子にトルエンスルホニル基が結合したものなどを使用することができる。   In the case of the grafted linear polymer chain represented by the above formula (3), examples of the polymerization initiator for the polymer compound include a bromine atom or an iodine atom at the terminal carbon atom of poly (ethylene or propylene glycol). And those having a toluenesulfonyl group bonded to the terminal oxygen atom can be used.

カチオン開環リビング重合反応に使用する溶媒としては、非プロトン性不活性溶媒や非プロトン性極性溶媒など、公知慣用の溶媒を使用することができる。   As the solvent used in the cationic ring-opening living polymerization reaction, known and commonly used solvents such as an aprotic inert solvent and an aprotic polar solvent can be used.

本発明の上記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体のポリビニルアルコールブロックと直鎖状ブロックがグラフトされたブロックの重合度については、n/nが300/700〜999/1の範囲で良いが、600/400〜999/1の範囲がより望ましく、n+nは10〜100000の範囲で良いが、100〜10000がより望ましい範囲である。各数値を上記範囲とすることで、本発明の効果を好適に発現できる。 As for the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol block and the block obtained by grafting the linear block of the polyvinyl alcohol graft copolymer represented by the above formula (1) of the present invention, n 1 / n 2 is 300/700 to 999. Although the range of / 1 may be sufficient, the range of 600/400 to 999/1 is more desirable, and n 1 + n 2 may be in the range of 10 to 100,000, but 100 to 10,000 is more desirable. By making each numerical value within the above range, the effects of the present invention can be suitably expressed.

本発明の上記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体、線状のカチオン性ブロックを有しており、生体高分子などとの水中ナノミセル形成に用いることができる。該ナノミセルはナノ医療分野での、臨床用診断剤、治療剤として有用である。   The polyvinyl alcohol-based graft copolymer represented by the above formula (1) of the present invention has a linear cationic block, and can be used for underwater micelle formation with a biopolymer or the like. The nano micelles are useful as clinical diagnostic agents and therapeutic agents in the nanomedicine field.

本発明の上記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、
(a)下記式(i)
The polyvinyl alcohol-based graft copolymer represented by the above formula (1) of the present invention is:
(A) Formula (i) below

Figure 0004730938
(式(i)中、Rは炭素数1〜18のアシル基を表し、nは10〜100000の範囲である。)
で表されるポリマー中の側鎖アシル基の一部を、金属有機アニオンを用いて金属置換反応させることによりアルコキシド化する工程、
Figure 0004730938
(In formula (i), R 4 represents an acyl group having 1 to 18 carbon atoms, and n 3 is in the range of 10 to 100,000.)
A step of alkoxideizing a part of the side chain acyl group in the polymer represented by the following by metal substitution reaction using a metal organic anion:

Figure 0004730938
(b)(a)の工程によりアルコキシド化した側鎖部位を、下記式(ii)
(式(ii)中、Rは炭素数1〜5のアルキル基を表し、Xは式(1)と同様であり、YはCl、Br、I、スルホネートオキシ基のいずれかである。)
で表される反応末端を有する直鎖状ポリマー鎖で置換する工程、及び
(c)残存している側鎖アシル基を加水分解する工程
からなる製造方法により水溶性グラフト共重合体であるポリビニルアルコール系グラフト共重合体が容易に製造できる。
Figure 0004730938
(B) The side chain moiety alkoxideized by the step (a) is represented by the following formula (ii)
(In formula (ii), R 5 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is the same as in formula (1), and Y is any one of Cl, Br, I, and a sulfonateoxy group.)
A polyvinyl alcohol which is a water-soluble graft copolymer by a production method comprising the step of substituting with a linear polymer chain having a reaction end represented by the formula: and (c) hydrolyzing the remaining side chain acyl group A graft copolymer can be easily produced.

上記式(i)で表されるポリビニルアセテート又はポリビニルエチルエステルなどのポリビニルアルキルエステルの重合度については、nは10〜100000の範囲で良いが、100〜10000がより望ましい範囲である。 Regarding the degree of polymerization of the polyvinyl alkyl ester such as polyvinyl acetate or polyvinyl ethyl ester represented by the above formula (i), n 3 may be in the range of 10 to 100,000, more preferably 100 to 10,000.

上記(a)の工程において使用する、金属有機アニオンとしては、例えば、ナトリウム、リチウム、又はカリウムなどの金属を用いた有機金属アニオンを使用できる。 Used in said step (a), metal organic anions are, for example, sodium, lithium, or an organometallic anion used was a metal such as potassium may be used.

上記式(i)中の側鎖アシル基のうち、金属有機アニオンを用いて置換反応させる割合としては、(側鎖アシル重合度)/(側鎖アルコキシド化重合度)が300/700〜999/1の範囲で良いが、600/400〜999/1がより望ましい範囲である。   Of the side chain acyl groups in the above formula (i), the ratio of the substitution reaction using the metal organic anion is (side chain acyl polymerization degree) / (side chain alkoxide polymerization degree) of 300/700 to 999 / A range of 1 is acceptable, but 600/400 to 999/1 is a more desirable range.

上記工程(ii)においては、アルコキシド化反応させた側鎖部位を、上記式(ii)で表される反応末端を有する直鎖状ポリマー鎖で置換することにより、上記式(2)又は(3)で表される直鎖状ポリマー鎖を導入できる。   In the step (ii), the side chain site subjected to the alkoxidation reaction is replaced with a linear polymer chain having a reaction end represented by the above formula (ii), whereby the above formula (2) or (3 ) Can be introduced.

上記式(ii)中のDで表される反応末端は、塩素、臭素又はヨウ素などのハロゲン原子又は、スルホネートオキシ基であれば良い。これら反応末端は、上記式(2)又は(3)で表されるポリマー鎖を重合する際に使用する上記カチオン開環リビング重合開始剤残基をそのまま使用できる。   The reaction terminal represented by D in the above formula (ii) may be a halogen atom such as chlorine, bromine or iodine or a sulfonateoxy group. For these reaction ends, the above cationic ring-opening living polymerization initiator residue used when polymerizing the polymer chain represented by the above formula (2) or (3) can be used as it is.

次いで、上記(iii)の工程により、残存している側鎖アシル基を酸又は塩基により加水分解することで、本発明の上記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体が容易に製造できる。加水分解に使用する酸、塩基は通常の加水分解で使用する酸、塩基を使用できる。   Subsequently, the polyvinyl alcohol graft copolymer represented by the above formula (1) of the present invention is easily obtained by hydrolyzing the remaining side chain acyl group with an acid or a base in the step (iii). Can be manufactured. As the acid and base used in the hydrolysis, acids and bases used in ordinary hydrolysis can be used.

本発明の製造方法によって得られる本発明の上記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、生体高分子との親和性の良いことからDNAキャリア、あるいは、アニオン性の染料、顔料との水中ナノ分散体作製に有用であり、前記、ナノ医療分野における臨床用診断剤や治療剤、あるいは、ナノリアクター(nanoreactor)やナノ粒子型触媒などの用途以外に、各種水性塗料や水性インキ、中でも水性ジェットインキなどにも好適に使用することができる。   The polyvinyl alcohol-based graft copolymer represented by the above formula (1) of the present invention obtained by the production method of the present invention has a good affinity with biopolymers, so that it is a DNA carrier or an anionic dye, It is useful for the preparation of underwater nanodispersions with pigments. In addition to the above-mentioned clinical diagnostic agents and therapeutic agents in the nanomedicine field, nanoreactors, nanoparticle-type catalysts, etc. It can also be suitably used for inks, especially aqueous jet inks.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、特に断わりがない限り、「部」および「%」は、それぞれ「質量部」および「質量%」を表わす。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” represent “part by mass” and “% by mass”, respectively.

(合成例1)
<直鎖状ポリマー鎖の合成1>
容積100mlの反応容器内部を窒素ガスで置換した後、カチオン開環リビング重合開始剤であるp−トルエンスルホン酸メチル0.20g(1.07mmol)、N,N−ジメチルアセトアミド40ml、2−メチル−2−オキサゾリン10.0g(118mmol)を加えた後、100℃で24時間攪拌しながら2−メチル−2−オキサゾリンをカチオン開環リビング重合させた。酢酸エチル300mlに得られた反応混合物を加え、室温で強力攪拌した後、生成物の固形物を濾過した。その固形物は酢酸エチル100mlを用いて2回洗浄した後、減圧乾燥して、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)の直鎖状ポリマー鎖の固体を9.7g得た。
(Synthesis Example 1)
<Synthesis of linear polymer chain 1>
After replacing the inside of the reaction vessel having a volume of 100 ml with nitrogen gas, 0.20 g (1.07 mmol) of methyl p-toluenesulfonate as a cationic ring-opening living polymerization initiator, 40 ml of N, N-dimethylacetamide, 2-methyl- After adding 10.0 g (118 mmol) of 2-oxazoline, 2-methyl-2-oxazoline was subjected to cationic ring-opening living polymerization while stirring at 100 ° C. for 24 hours. The resulting reaction mixture was added to 300 ml of ethyl acetate, and after vigorous stirring at room temperature, the product solid was filtered. The solid was washed twice with 100 ml of ethyl acetate and then dried under reduced pressure to obtain 9.7 g of a solid polymer chain of poly (N-acetylethyleneimine).

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCl3)測定結果:
δ(ppm):7.72(d),7.18(d),3.50〜3.30(bs),2.22〜2.08(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (CDCl3) measurement results:
δ (ppm): 7.72 (d), 7.18 (d), 3.50 to 3.30 (bs), 2.22 to 2.08 (m)

(合成例2)
<直鎖状ポリマー鎖の合成2>
上記合成例1で得られた直鎖状ポリマー鎖5.0gを、5規定塩酸水24.4g中、90℃で6時間攪拌し、加水分解反応を行った。放冷後、時間とともに生成してきた白色沈殿を含む反応混合溶液をアセトン約150mlに加え、室温で約30分間攪拌した後、生成物の固形物を濾過、アセトンで2回洗浄、減圧乾燥して白色固体4.5gを得た。1H−NMRによる分析から、加水分解反応によりポリ(N−アセチルエチレンイミン)の側鎖アセチル水素(δ:2.22〜2.08ppm)]がない、ポリ(エチレンイミン)の直鎖状ポリマー鎖を得た。
(Synthesis Example 2)
<Synthesis of linear polymer chain 2>
The linear polymer chain (5.0 g) obtained in Synthesis Example 1 was stirred at 90 ° C. for 6 hours in 24.4 g of 5N hydrochloric acid water to perform a hydrolysis reaction. After standing to cool, the reaction mixture solution containing the white precipitate formed over time is added to about 150 ml of acetone and stirred at room temperature for about 30 minutes, and then the product solid is filtered, washed twice with acetone, and dried under reduced pressure. 4.5 g of white solid was obtained. From the analysis by 1H-NMR, a linear polymer chain of poly (ethyleneimine) having no side chain acetyl hydrogen (δ: 2.22 to 2.08 ppm)] of poly (N-acetylethyleneimine) by hydrolysis reaction Got.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(DMSO)測定結果:
δ(ppm):3.31〜3.19(bs)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (DMSO) measurement results:
δ (ppm): 3.31 to 3.19 (bs)

(合成例3)
<直鎖状ポリマー鎖の合成3>
容積100mlの反応容器内部を窒素ガスで置換した後、カチオン開環リビング重合開始剤であるp−トルエンスルホン酸メチル0.20g(1.07mmol)、N,N−ジメチルアセトアミド40ml、2−メチル−2−オキサゾリン4.26g(50mmol)を加えた後、100℃で24時間攪拌しながら2−メチル−2−オキサゾリンをカチオン開環リビング重合させた。反応液温度を60℃に下げた後、2−エチル−2−オキサゾリン4.95g(50mmol)を加えた後、100℃に加熱し24時間攪拌した。反応混合液の温度を室温に下げ、メタノール10mlを加えた後、反応混合液を減圧濃縮した。この濃縮液をジエチルエーテル100ml中に注いで、重合体を沈殿させた。
(Synthesis Example 3)
<Synthesis of linear polymer chain 3>
After replacing the inside of the reaction vessel having a volume of 100 ml with nitrogen gas, 0.20 g (1.07 mmol) of methyl p-toluenesulfonate as a cationic ring-opening living polymerization initiator, 40 ml of N, N-dimethylacetamide, 2-methyl- After adding 2.26 g (50 mmol) of 2-oxazoline, 2-methyl-2-oxazoline was subjected to cationic ring-opening living polymerization while stirring at 100 ° C. for 24 hours. After the reaction solution temperature was lowered to 60 ° C., 4.95 g (50 mmol) of 2-ethyl-2-oxazoline was added, followed by heating to 100 ° C. and stirring for 24 hours. The temperature of the reaction mixture was lowered to room temperature, 10 ml of methanol was added, and the reaction mixture was concentrated under reduced pressure. This concentrated solution was poured into 100 ml of diethyl ether to precipitate a polymer.

得られた重合体のメタノール溶液を、ジエチルエーテル中に注いで再沈殿させ、吸引濾過後、濾過物を真空乾燥し、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)ブロックとポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)ブロックとからなる直鎖状ブロックポリマー鎖の固体8.95gを得た。   The methanol solution of the obtained polymer is poured into diethyl ether and reprecipitated. After suction filtration, the filtrate is vacuum-dried to obtain a poly (N-acetylethyleneimine) block and a poly (N-propionylethyleneimine) block. 8.95 g of a linear block polymer chain solid consisting of

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(D2O)測定結果:
δ(ppm):7.70(d),7.18(d),3.70〜3.40(m),2.50〜2.30(m),2.24〜1.97(m),1.19〜1.00(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (D2O) measurement results:
δ (ppm): 7.70 (d), 7.18 (d), 3.70 to 3.40 (m), 2.50 to 2.30 (m), 2.24 to 1.97 (m) ), 1.19 to 1.00 (m)

(合成例4)
<直鎖状ポリマー鎖の合成4>
上記合成例3で得た直鎖状ブロックポリマー鎖0.5gを、5mol/l塩酸20mlに溶解し、これにクロロホルム3mlを加えて30分間撹拌してエマルジョンを得た。該エマルジョンを50℃に加熱し、10時間攪拌した。反応液にアセトン50mlを加えて重合体を沈殿させた後、吸引濾過し、アセトンで洗浄した。得られた固体を乾燥し、0.45gを得た。1H−NMRによる分析から、加水分解反応によりポリ(N−アセチルエチレンイミン)ブロックの側鎖アセチル水素(δ:2.24〜1.97ppm)]がない、ポリ(エチレンイミン)ブロックとポリ(N−プロピオニルエチレンイミン)ブロックとからなる直鎖状ブロックポリマー鎖を得た。
(Synthesis Example 4)
<Synthesis of linear polymer chain 4>
0.5 g of the linear block polymer chain obtained in Synthesis Example 3 was dissolved in 20 ml of 5 mol / l hydrochloric acid, and 3 ml of chloroform was added thereto and stirred for 30 minutes to obtain an emulsion. The emulsion was heated to 50 ° C. and stirred for 10 hours. After adding 50 ml of acetone to the reaction solution to precipitate a polymer, the solution was suction filtered and washed with acetone. The obtained solid was dried to obtain 0.45 g. From the analysis by 1H-NMR, the poly (N-acetylethyleneimine) block has no side chain acetyl hydrogen (δ: 2.24 to 1.97 ppm)] due to hydrolysis reaction, and the poly (ethyleneimine) block and poly (N A linear block polymer chain composed of a -propionylethyleneimine) block was obtained.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(DMSO)測定結果:
δ(ppm):3.70〜3.40(m),2.50〜2.30(m),1.19〜1.00(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (DMSO) measurement results:
δ (ppm): 3.70 to 3.40 (m), 2.50 to 2.30 (m), 1.19 to 1.00 (m)

(合成例5)
<直鎖状ポリマー鎖の合成5>
窒素雰囲気下、メトキシポリエチレングリコール[Mn=2,000]15.0g(7.5mmol)、ピリジン6.0g(75.0mmol)、クロロフォルム20mlの混合溶液に、p−トルエンスルフォン酸クロライド7.15g(37.5mmol)を含むクロロフォルム(20ml)溶液を、氷冷撹拌しながら30分間滴下した。滴下終了後、浴槽温度40℃でさらに4時間攪拌した。反応終了後、クロロフォルム40mlを加えて反応液を希釈した。引き続き、5%塩酸水溶液50ml、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、そして飽和食塩水溶液で順次に洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過、減圧濃縮した。得られた固形物をヘキサンで数回洗浄した後、濾過、80℃で減圧乾燥して、トシル化された生成物15.1gを得た。
(Synthesis Example 5)
<Synthesis of linear polymer chain 5>
Under a nitrogen atmosphere, 7.15 g of p-toluenesulfonic acid chloride was added to a mixed solution of 15.0 g (7.5 mmol) of methoxypolyethylene glycol [Mn = 2,000], 6.0 g (75.0 mmol) of pyridine, and 20 ml of chloroform ( A solution of 37.5 mmol) in chloroform (20 ml) was added dropwise for 30 minutes with ice-cooling and stirring. After completion of dropping, the mixture was further stirred at a bath temperature of 40 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, 40 ml of chloroform was added to dilute the reaction solution. Subsequently, after sequentially washing with 50 ml of 5% aqueous hydrochloric acid solution, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated aqueous sodium chloride solution, it was dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated under reduced pressure. The obtained solid was washed several times with hexane, filtered, and dried under reduced pressure at 80 ° C. to obtain 15.1 g of a tosylated product.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCl3)測定結果:
δ(ppm):7.82(d),7.28(d),3.74〜3.54(bs),3.41(s),2.40(s)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (CDCl3) measurement results:
δ (ppm): 7.82 (d), 7.28 (d), 3.74-3.54 (bs), 3.41 (s), 2.40 (s)

上記で合成した末端にp−トルエンスルホニルオキシ基を有するメトキシポリエチレングリコール化合物3.0g(1.6mmol)、2−メチルオキサゾリン6.8g(80.0mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド40mlを、窒素雰囲気下、100℃で24時間攪拌した。得られた反応混合物を酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)300mlを加え、室温で強力攪拌した後、生成物の固形物を濾過した。その固形物は酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)100mlを用いて2回洗浄した後、減圧乾燥してポリエチレングリコールとポリメチルオキサゾリンのブロックポリマーの固体を8.7g得た。   3.0 g (1.6 mmol) of a methoxypolyethylene glycol compound having a p-toluenesulfonyloxy group at the terminal synthesized above, 6.8 g (80.0 mmol) of 2-methyloxazoline and 40 ml of N, N-dimethylacetamide were added to nitrogen. The mixture was stirred at 100 ° C. for 24 hours under an atmosphere. To the obtained reaction mixture, 300 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) was added, and after vigorous stirring at room temperature, the product solid was filtered. The solid was washed twice with 100 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) and then dried under reduced pressure to obtain 8.7 g of a block polymer solid of polyethylene glycol and polymethyloxazoline. It was.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(CDCl3)測定結果:
δ(ppm):7.71(d),7.18(d),3.50〜3.30(bs),3.45(s),2.36(s),2.22〜2.08(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (CDCl3) measurement results:
δ (ppm): 7.71 (d), 7.18 (d), 3.50 to 3.30 (bs), 3.45 (s), 2.36 (s), 2.22 to 2. 08 (m)

(合成例6)
<直鎖状ポリマー鎖の合成6>
上記合成例5で得られたポリエチレングリコールとポリメチルオキサゾリンのブロックポリマー4.3g(0.69mmol)を、5規定塩酸水14.0g中、90℃で6時間攪拌し、加水分解反応を行った。放冷後、時間とともに生成してきた白色沈殿を含む反応混合溶液をアセトン約150mlに加え、室温で約30分間攪拌した後、生成物の固形物を濾過、アセトンで2回洗浄、減圧乾燥して白色固体3.9gを得た。1H−NMRによる分析から、加水分解反応によりポリ(N−アセチルエチレンイミン)を側鎖アセチル水素(δ:2.22〜2.08ppm)]がなく、得られた上記固体は、ポリエチレングリコールとポリエチレンイミンからなる二重親水性ブロックポリマーであると認められる。
(Synthesis Example 6)
<Synthesis of linear polymer chain 6>
A block polymer 4.3 g (0.69 mmol) of polyethylene glycol and polymethyloxazoline obtained in Synthesis Example 5 above was stirred in 90 ° C. for 6 hours in 14.0 g of 5N aqueous hydrochloric acid to conduct a hydrolysis reaction. . After standing to cool, the reaction mixture solution containing the white precipitate formed over time is added to about 150 ml of acetone and stirred at room temperature for about 30 minutes, and then the product solid is filtered, washed twice with acetone, and dried under reduced pressure. 3.9 g of a white solid was obtained. From the analysis by 1H-NMR, poly (N-acetylethyleneimine) has no side chain acetyl hydrogen (δ: 2.22 to 2.08 ppm)] by hydrolysis reaction, and the obtained solid is obtained from polyethylene glycol and polyethylene. It is recognized as a double hydrophilic block polymer composed of imine.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(D2O)測定結果:
δ(ppm):3.49(s),3.31〜3.19(bs)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (D2O) measurement results:
δ (ppm): 3.49 (s), 3.31 to 3.19 (bs)

(実施例1)
<ポリビニルアセテートのアルコキシ化反応1>
窒素雰囲気下、アドリチ(Aldrich)製のポリビニルアセテート(Mwt:83,000)16.7gのN,N−ジメチルアセトアミド40ml溶液に、0〜5℃でソジウムメトキシド(25wt%)2.08gを攪拌しながら20分間滴下した。滴下終了後、室温でさらに2時間反応させ、ポリビニルアセテートの部分アルコキシ体を得た。
(Example 1)
<Alkoxylation reaction 1 of polyvinyl acetate>
In a nitrogen atmosphere, 2.08 g of sodium methoxide (25 wt%) was added to a solution of 16.7 g of polyvinyl acetate (Mwt: 83,000) made by Aldrich in 40 ml of N, N-dimethylacetamide at 0 to 5 ° C. The solution was added dropwise for 20 minutes with stirring. After completion of the dropping, the reaction was further continued at room temperature for 2 hours to obtain a partially alkoxy body of polyvinyl acetate.

<部分アルコキシ体への直鎖状ポリマー鎖の置換反応1>
上記に引き続き、窒素雰囲気下、得られたポリビニルアセテートの部分アルコキシ体の反応混合物に上記合成例1で得られた直鎖状ポリマー鎖の反応混合物の溶液20.9mlを室温下、攪拌しながら約30分間で徐々に滴下した。滴下終了後、50℃に反応温度上げてさらに8時間攪拌しながら反応を行った。反応終了後、得られた反応混合物を酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)300mlを加え、室温で強力攪拌した後、生成物の固形物を濾過した。その固形物は酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)100mlを用いて2回洗浄した後、減圧乾燥して固体を17.7g得た。得られた上記固体は、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)側鎖を有するポリビニルアルコール系グラフト共重合体であると認められる。
<Substitution reaction 1 of linear polymer chain to partial alkoxy compound>
Subsequent to the above, in a nitrogen atmosphere, a reaction mixture of the resulting polyvinyl acetate partially alkoxy compound was mixed with 20.9 ml of the linear polymer chain reaction mixture obtained in Synthesis Example 1 at room temperature with stirring. The solution was gradually added dropwise over 30 minutes. After completion of the dropping, the reaction temperature was raised to 50 ° C., and the reaction was carried out while stirring for another 8 hours. After completion of the reaction, 300 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) was added to the obtained reaction mixture, and after vigorous stirring at room temperature, the product solid was filtered. The solid was washed twice with 100 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) and then dried under reduced pressure to obtain 17.7 g of a solid. The obtained solid is recognized as a polyvinyl alcohol graft copolymer having a poly (N-acetylethyleneimine) side chain.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(DMSO)測定結果:
δ(ppm):5.20〜4.40(m),3.50〜3.25(m),2.05〜1.90(m),1.90〜1.40(m)
(実施例2)
<側鎖アシル基の加水分解反応1>
実施例1で得られた共重合体17.7gを、5規定塩酸水100.0g中、90℃で6時間攪拌し、加水分解反応を行った。放冷後、時間とともに生成してきた白色沈殿を含む反応混合溶液をアセトン約300mlに加え、室温で約30分間攪拌した後、生成物の固形物を濾過、アセトンで2回洗浄、減圧乾燥して固体13.5gを得た。1H−NMRによる分析から、加水分解反応によりポリビニルアセテート及びポリ(N−アセチルエチレンイミン)の側鎖アセチル水素(δ:2.05〜1.90ppm)]がなく、得られた上記固体は、ポリ(エチレンイミン)側鎖を有するポリビニルアルコール系グラフト共重合体であると認められる。
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (DMSO) measurement results:
δ (ppm): 5.20 to 4.40 (m), 3.50 to 3.25 (m), 2.05 to 1.90 (m), 1.90 to 1.40 (m)
(Example 2)
<Hydrolysis reaction of side chain acyl group 1>
17.7 g of the copolymer obtained in Example 1 was stirred at 90 ° C. for 6 hours in 100.0 g of 5N hydrochloric acid water to carry out a hydrolysis reaction. After standing to cool, the reaction mixture containing the white precipitate that has formed over time is added to about 300 ml of acetone and stirred at room temperature for about 30 minutes, and then the solid product is filtered, washed twice with acetone, and dried under reduced pressure. 13.5 g of solid was obtained. From the analysis by 1H-NMR, there was no side chain acetyl hydrogen (δ: 2.05-1.90 ppm)] of polyvinyl acetate and poly (N-acetylethyleneimine) by hydrolysis reaction, and the obtained solid was It is recognized as a polyvinyl alcohol graft copolymer having an (ethyleneimine) side chain.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(D2O)測定結果:
δ(ppm):3.85〜3.75(m),3.55〜2.95(m),1.55〜1.25(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (D2O) measurement results:
δ (ppm): 3.85 to 3.75 (m), 3.55 to 2.95 (m), 1.55 to 1.25 (m)

(実施例3)
<ポリビニルアセテートのアルコキシ化反応2>
窒素雰囲気下、アドリチ(Aldrich)製のポリビニルアセテート(Mwt:12、800)15.8gのN,N−ジメチルアセトアミド50ml溶液に、0〜5℃でソジウムメトキシド(25wt%)1.97gを攪拌しながら20分間滴下した。滴下終了後、室温でさらに2時間反応させ、ポリビニルアセテートの部分アルコキシ体を得た。
(Example 3)
<Polyvinyl acetate alkoxylation reaction 2>
In a nitrogen atmosphere, 1.97 g of sodium methoxide (25 wt%) was added to a solution of 15.8 g of polyvinyl acetate (Mwt: 12, 800) from Aldrich in 50 ml of N, N-dimethylacetamide at 0 to 5 ° C. The solution was added dropwise for 20 minutes with stirring. After completion of the dropping, the reaction was further continued at room temperature for 2 hours to obtain a partially alkoxy body of polyvinyl acetate.

<部分アルコキシ体に直鎖状ポリマー鎖の置換反応2>
上記に引き続き、窒素雰囲気下、得られたポリビニルアセテートの部分アルコキシ体の反応混合物に上記合成例1で得られた直鎖状ポリマー鎖の反応混合物の溶液19.8mlを室温下、攪拌しながら約30分間で徐々に滴下した。滴下終了後、50℃に反応温度上げてさらに8時間攪拌しながら反応を行った。反応終了後、得られた反応混合物を酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)300mlを加え、室温で強力攪拌した後、生成物の固形物を濾過した。その固形物は酢酸エチルとヘキサンの混合溶液(V/V=1/2)100mlを用いて2回洗浄した後、減圧乾燥して固体を16.2g得た。得られた上記固体は、ポリ(N−アセチルエチレンイミン)側鎖を有するポリビニルアルコール系グラフト共重合体であると認められる。
<Substitution reaction of linear polymer chain to partial alkoxy compound 2>
Subsequent to the above, in a nitrogen atmosphere, the reaction mixture of the resulting polyvinyl acetate partially alkoxy compound was mixed with about 19.8 ml of the solution of the linear polymer chain reaction mixture obtained in Synthesis Example 1 at room temperature with stirring. The solution was gradually added dropwise over 30 minutes. After completion of the dropping, the reaction temperature was raised to 50 ° C., and the reaction was carried out while stirring for another 8 hours. After completion of the reaction, 300 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) was added to the obtained reaction mixture, and after vigorous stirring at room temperature, the product solid was filtered. The solid was washed twice with 100 ml of a mixed solution of ethyl acetate and hexane (V / V = 1/2) and then dried under reduced pressure to obtain 16.2 g of a solid. The obtained solid is recognized as a polyvinyl alcohol graft copolymer having a poly (N-acetylethyleneimine) side chain.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(DMSO)測定結果:
δ(ppm):5.20〜4.40(m),3.50〜3.25(m),2.05〜1.90(m),1.90〜1.40(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (DMSO) measurement results:
δ (ppm): 5.20 to 4.40 (m), 3.50 to 3.25 (m), 2.05 to 1.90 (m), 1.90 to 1.40 (m)

(実施例4)
<側鎖アシル基の加水分解反応2>
上記実施例で得られた直鎖状ポリマー鎖の置換体のポリマー8.1gを、5規定塩酸水46.0g中、90℃で6時間攪拌し、加水分解反応を行った。放冷後、時間とともに生成してきた白色沈殿を含む反応混合溶液をアセトン約300mlに加え、室温で約30分間攪拌した後、生成物の固形物を濾過、アセトンで2回洗浄、減圧乾燥して固体5.5gを得た。1H−NMRによる分析から、加水分解反応によりポリビニルアセテート及びポリ(N−アセチルエチレンイミン)の側鎖アセチル水素(δ:2.05〜1.90ppm)]がなく、得られた上記固体は、ポリ(エチレンイミン)側鎖を有するポリビニルアルコール系グラフト共重合体であると認められる。
Example 4
<Hydrolysis reaction of side chain acyl group 2>
The linear polymer chain-substituted polymer 8.1 g obtained in Example 3 above was stirred in 46.0 g of 5 N aqueous hydrochloric acid at 90 ° C. for 6 hours to conduct a hydrolysis reaction. After standing to cool, the reaction mixture containing the white precipitate that has formed over time is added to about 300 ml of acetone and stirred at room temperature for about 30 minutes, and then the solid product is filtered, washed twice with acetone, and dried under reduced pressure. 5.5 g of solid was obtained. From the analysis by 1H-NMR, there was no side chain acetyl hydrogen (δ: 2.05-1.90 ppm)] of polyvinyl acetate and poly (N-acetylethyleneimine) by hydrolysis reaction, and the obtained solid was It is recognized as a polyvinyl alcohol graft copolymer having an (ethyleneimine) side chain.

1H−NMR(日本電子株式会社製、AL300、300MHz)測定結果を以下に示す。
1H−NMR(D2O)測定結果:
δ(ppm):3.85〜3.75(m),3.55〜2.95(m),1.55〜1.25(m)
1H-NMR (manufactured by JEOL Ltd., AL300, 300 MHz) measurement results are shown below.
1H-NMR (D2O) measurement results:
δ (ppm): 3.85 to 3.75 (m), 3.55 to 2.95 (m), 1.55 to 1.25 (m)

(応用例1)
上記の実施例2又は4で得られたポリビニルアルコール系グラフト共重合体は純水を加えて攪拌し溶解させ、その溶液でのポリビニルアルコール系グラフト共重合体の粒径分布を測るために散乱強度分布を測定したところ、平均粒径数十から数百nmが得られ、水中で良好にミセルを形成していることが示された。
(Application 1)
In order to measure the particle size distribution of the polyvinyl alcohol-based graft copolymer in the solution, the polyvinyl alcohol-based graft copolymer obtained in Example 2 or 4 was dissolved by adding pure water and stirring. When the distribution was measured, an average particle diameter of several tens to several hundreds nm was obtained, and it was shown that micelles were well formed in water.

(応用例2)
上記の実施例2又は4で得られたポリビニルアルコール系グラフト共重合体100mgを1mlの蒸留水に溶解し、この溶液を、サケの精子から抽出したDNAを含む濃度2.2mg/mlの水溶液4ml中に滴下し、1時間攪拌した。該分散液について、動的光散乱法によって、ポリビニルアルコール系グラフト共重合体とDNAとの会合粒子の形成を確認したところ、単分散状態のナノ粒子が観測された。
(Application example 2)
100 mg of the polyvinyl alcohol graft copolymer obtained in Example 2 or 4 above was dissolved in 1 ml of distilled water, and this solution was dissolved in 4 ml of a 2.2 mg / ml aqueous solution containing DNA extracted from salmon sperm. The solution was added dropwise and stirred for 1 hour. With respect to the dispersion, formation of associated particles of the polyvinyl alcohol-based graft copolymer and DNA was confirmed by a dynamic light scattering method. As a result, monodispersed nanoparticles were observed.

上記実施例及び応用例より明らかなように、本発明の上記式(1)で表されるポリビニルアルコール系グラフト共重合体は、主鎖構造であるポリビニルアルコールが生体高分子と良好な親和性を有し、また、グラフトされた直鎖状ポリマー鎖の有するカチオン性構造単位を有することから、アニオン性の生体高分子であるDNAとイオンコンプレックスを形成し、ナノ粒子となって水相に分散させることができる。
As is clear from the above examples and application examples, the polyvinyl alcohol-based graft copolymer represented by the above formula (1) of the present invention has a good affinity for biopolymers with polyvinyl alcohol as the main chain structure. In addition, since it has a cationic structural unit having a grafted linear polymer chain, it forms an ion complex with DNA, which is an anionic biopolymer, and is dispersed into an aqueous phase as nanoparticles. be able to.

Claims (4)

(a)重合度が100〜10000のポリビニルアセテートの側鎖アシル基を、ナトリウム、リチウム又はカリウムの有機アニオンを用いて、(側鎖アシル重合度)/(側鎖アルコキシド化重合度)が600/400〜999/1の範囲になるように、アルコキシド化する工程、(A) The side chain acyl group of polyvinyl acetate having a polymerization degree of 100 to 10000 is obtained by using an organic anion of sodium, lithium or potassium, and (side chain acyl polymerization degree) / (side chain alkoxide polymerization degree) is 600 / A step of alkoxideizing to a range of 400 to 999/1,
(b)(a)の工程によりアルコキシド化した側鎖部位を、(B) the side chain moiety alkoxideized by the step (a),
Cl、Br、I又はスルホネートオキシ基を反応末端に有し、重合度が20〜200のCl, Br, I or sulfonateoxy group at the reaction end, and the degree of polymerization is 20 to 200
N−アシルエチレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、A linear polymer chain consisting only of N-acylethyleneimine structural units;
エチレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、A linear polymer chain consisting only of ethyleneimine structural units,
N−アシルプロピレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、A linear polymer chain consisting only of N-acylpropylimine structural units,
プロピレンイミン構造単位のみからなる直鎖状ポリマー鎖、A linear polymer chain consisting only of propyleneimine structural units,
エチレン又はプロピレンイミン構造単位とN−アシルエチレン又はプロピレンイミン構造単位との組み合わせからなる直鎖状ポリマー鎖、A linear polymer chain comprising a combination of ethylene or propyleneimine structural units and N-acylethylene or propyleneimine structural units;
N−アシルエチレン又はプロピレンイミン構造単位とN−アシルプロピレン又はエチレンイミン構造単位との組み合わせとして、同じ又は異なるアシル基を有する構造単位を使用した直鎖状ポリマー鎖、又はA linear polymer chain using structural units having the same or different acyl groups as a combination of an N-acylethylene or propyleneimine structural unit and an N-acylpropylene or ethyleneimine structural unit, or
N−アシルエチレンイミン構造単位、N−アシルプロピレンイミン構造単位、エチレンイミン構造単位又はプロピレンイミン構造単位とエチレングリコール構造単位又はプロピレングリコール構造単位との組み合わせからなる直鎖状ポリマー鎖N-acylethyleneimine structural unit, N-acylpropyleneimine structural unit, ethyleneimine structural unit or propyleneimine structural unit and a combination of ethylene glycol structural unit or propylene glycol structural unit
(但し、ここで言う直鎖状ポリマー鎖中の「N−アシル」は炭素数が1〜5のアシル基である。)(However, “N-acyl” in the linear polymer chain referred to here is an acyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
で置換する工程、Replacing with
(c)残存している側鎖アシル基を加水分解する工程、(C) hydrolyzing the remaining side chain acyl group,
からなるポリビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法。A process for producing a polyvinyl alcohol-based graft copolymer comprising:
ポリビニルアルコール系グラフト共重合体中の、エチレンイミン構造単位、N−アシルエチレンイミン構造単位またはN−アシルプロピレンイミン構造単位からなるポリマー鎖であるカチオン性構造単位の割合が、全構造単位の3〜30質量%の範囲である請求項1記載のポリビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法。In the polyvinyl alcohol-based graft copolymer, the proportion of the cationic structural unit that is a polymer chain composed of an ethyleneimine structural unit, an N-acylethyleneimine structural unit, or an N-acylpropyleneimine structural unit is 3 to 3% of all structural units. The method for producing a polyvinyl alcohol-based graft copolymer according to claim 1, which is in a range of 30% by mass. 前記直鎖状ポリマー鎖中の、N−アシルエチレンイミン構造単位及び/又はN−アシルプロピレンイミン構造単位が、オキサゾリンモノマーのカチオンリビング重合により得られるポリオキサゾリンであり、In the linear polymer chain, the N-acylethyleneimine structural unit and / or the N-acylpropyleneimine structural unit is a polyoxazoline obtained by cation living polymerization of an oxazoline monomer,
エチレンイミン構造単位及び/又はプロピレンイミン構造単位が、オキサゾリンモノマーのカチオンリビング重合により得たポリオキサゾリンを酸又は塩基を用いて加水分解したものである請求項1又は2記載のポリビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法。The polyvinyl alcohol graft copolymer according to claim 1 or 2, wherein the ethyleneimine structural unit and / or the propyleneimine structural unit is obtained by hydrolyzing a polyoxazoline obtained by cation living polymerization of an oxazoline monomer using an acid or a base. Manufacturing method of coalescence.
前記N−アシルエチレンイミン構造単位又はN−アシルプロピレンイミン構造単位とエチレングリコール構造単位又はプロピレングリコール構造単位の組み合わせからなる直鎖状ブロックポリマー鎖が、アルコキシポリエチレングリコールまたはアルコキシポリプロピレングリコールをトシル化した後、オキサゾリンモノマーを用いてカチオンリビング重合を行うことにより得られるポリマー鎖であり、After the linear block polymer chain comprising the N-acylethyleneimine structural unit or the combination of the N-acylpropyleneimine structural unit and the ethylene glycol structural unit or the propylene glycol structural unit tosylates alkoxy polyethylene glycol or alkoxy polypropylene glycol , A polymer chain obtained by performing cation living polymerization using an oxazoline monomer,
エチレンイミン構造単位又はプロピレンイミン構造単位とエチレングリコール構造単位又はプロピレングリコール構造単位の組み合わせからなる直鎖状ブロックポリマー鎖が、アルコキシポリエチレングリコールまたはアルコキシポリプロピレングリコールをトシル化した後、オキサゾリンモノマーを用いてカチオンリビング重合を行うことにより得られるアシルイミンのブロックポリマーを酸又は塩基を用いて加水分解することにより得られるものである請求項1又は2記載のポリビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法。A linear block polymer chain composed of a combination of an ethyleneimine structural unit or a propyleneimine structural unit and an ethylene glycol structural unit or a propylene glycol structural unit tosylates alkoxypolyethylene glycol or alkoxypolypropylene glycol, and then cation using an oxazoline monomer The method for producing a polyvinyl alcohol-based graft copolymer according to claim 1 or 2, which is obtained by hydrolyzing an acylimine block polymer obtained by performing living polymerization using an acid or a base.
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