JP4781332B2 - Polyphosphate compound having temperature responsiveness and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、温度に応答してゲル化し生分解性を有するポリホスフェート化合物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyphosphate compound that gels in response to temperature and has biodegradability and a method for producing the same.
一般に、加水分解や酵素分解により分解、消失する分解性プラスチックは、環境保全や医療用具の材料として用いられている。しかし、一般の分解性高分子であるポリ乳酸やポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステルは結晶性及び疎水性が高いため分解時間が非常に長く、特に医療用具として利用される場合、生体内の残存が問題となっている。そこで分解性に優れ、生体に害を与えない新しい分解性高分子が望まれていた。 In general, degradable plastics that decompose and disappear by hydrolysis and enzymatic decomposition are used as materials for environmental protection and medical devices. However, aliphatic polyesters such as polylactic acid and polyglycolic acid, which are general degradable polymers, have a very long degradation time due to their high crystallinity and hydrophobicity. Especially when used as medical devices, they remain in vivo. Is a problem. Therefore, a new degradable polymer that is excellent in degradability and does not harm the living body has been desired.
かかる問題を解決するために、種々のアルキル鎖を有する環状リン酸化合物と重合性基を有する環状リン酸化合物をアニオン開環重合により得られる、重合性基を有するポリホスフェートが優れた分解性を有することが報告されている(特許文献1)。 In order to solve this problem, a polyphosphate having a polymerizable group obtained by anionic ring-opening polymerization of a cyclic phosphate compound having various alkyl chains and a cyclic phosphate compound having a polymerizable group has excellent degradability. It has been reported to have (Patent Document 1).
ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステルを使用した生分解性ポリマーも提案されているが(例えば、非特許文献1〜3等)、分子構造の制御が困難であり、PNIPAAmほど普及していない。 Biodegradable polymers using aliphatic polyesters such as polylactic acid have also been proposed (for example, Non-Patent Documents 1 to 3), but their molecular structure is difficult to control and is not as widespread as PNIPAAm.
ところで、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)は、最も一般的な温度感受性ポリマーであり、32℃付近で下限臨界共溶温度(LCST)を示すことが知られている(非特許文献4〜5等)。しかし、PNIPAAmはアクリルアミド骨格を持つため生分解性を示さず、生体に関連した分野での利用には制限がある。また、ポリマー自身の安全性についても問題を有するとされている。
本発明は、温度応答性を有すると共に生分解性を有する新規な共重合化合物及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the novel copolymer compound which has temperature responsiveness, and has biodegradability, and its manufacturing method.
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、主鎖に生分解性のリン酸エステル結合をもち、側鎖に親水性の異なる基を有する共重合化合物が、温度応答性を有することを見出した。かかる知見に基づき、さらにこれを発展させて本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a copolymer compound having a biodegradable phosphate ester bond in the main chain and a hydrophilic group different in the side chain has a temperature response. It was found to have sex. Based on this knowledge, this has been further developed to complete the present invention.
即ち、本発明は以下のポリホスフェート化合物及びその製造方法を提供する。 That is, this invention provides the following polyphosphate compound and its manufacturing method.
項1.一般式(3): Item 1. General formula (3):
(式中、R1はC1〜3のアルキル基であり、R2はC3〜5のアルキル基であり、R1とR2は異なっている。n及びmは同一又は異なって1〜3の整数である。xとyは各ユニットのモル百分率であり、x/yは99.9/0.1〜20/80であり、重量平均分子量は1,000〜1,000,000である。x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表されるポリホスフェート。
Wherein R 1 is a C1-3 alkyl group, R 2 is a C3-5 alkyl group, and R 1 and R 2 are different. N and m are the same or different and are 1 to 3 X and y are the mole percentages of each unit, x / y is 99.9 / 0.1 to 20/80, and the weight average molecular weight is 1,000 to 1,000,000. (It is not limited to the order of arrangement.)
Polyphosphate represented by
項2.前記一般式(3)において、R1がC1〜2のアルキル基であり、R2はC3〜4のアルキル基である項1に記載のポリホスフェート。 Item 2. In Formula (3), an alkyl group of R 1 is C1-2, R 2 is as defined in claim 1 is an alkyl group of C3~4 polyphosphate.
項3.前記一般式(3)において、x/yが99.9/0.1〜80/20である項1又は2に記載のポリホスフェート。 Item 3. Item 3. The polyphosphate according to Item 1 or 2, wherein in the general formula (3), x / y is 99.9 / 0.1 to 80/20.
項4.一般式(3): Item 4. General formula (3):
(式中、R1はC1〜3のアルキル基であり、R2はC3〜5のアルキル基であり、R1とR2は異なっている。n及びmは同一又は異なって1〜3の整数である。xとyは各ユニットのモル百分率であり、x/yは99.9/0.1〜20/80であり、重量平均分子量は1,000〜1,000,000である。x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表されるポリホスフェートの製造方法であって、一般式(1):
Wherein R 1 is a C1-3 alkyl group, R 2 is a C3-5 alkyl group, and R 1 and R 2 are different. N and m are the same or different and are 1 to 3 X and y are the mole percentages of each unit, x / y is 99.9 / 0.1 to 20/80, and the weight average molecular weight is 1,000 to 1,000,000. (It is not limited to the order of arrangement.)
A process for producing a polyphosphate represented by the general formula (1):
(式中、R1及びnは前記に同じ。)
で表される化合物と、一般式(2):
(In the formula, R 1 and n are the same as above.)
A compound represented by formula (2):
(式中、R2及びmは前記に同じ。)
で表される化合物とを、重合触媒の存在下で反応させることを特徴とする製造方法。
(In the formula, R 2 and m are the same as above.)
And a compound represented by formula (1) in the presence of a polymerization catalyst.
項5.前記項1〜3のいずれかに記載のポリホスフェートを含む医療用材料。 Item 5. A medical material containing the polyphosphate according to any one of Items 1 to 3.
本発明のポリホスフェート化合物は、温度応答性を有する生分解性ポリマーである。リン酸エステル結合の主鎖をもつ該ポリマーは、酵素的及び非酵素的に分解するため、PNIPAAmでは実現し得なかった生体内での利用が可能となる。つまり、薬物単体や組織工学用材料への応用が可能となる。また、ポリホスフェート化合物の側鎖の疎水性基の組み合わせを変えることにより、温度応答性の制御も可能となる。以上より、本発明のポリホスフェート化合物は医療用材料として好適に用いられる。 The polyphosphate compound of the present invention is a biodegradable polymer having temperature responsiveness. Since the polymer having a phosphate ester bond main chain is enzymatically and non-enzymatically degraded, it can be used in vivo, which could not be realized with PNIPAAm. That is, application to a single drug or a material for tissue engineering is possible. In addition, the temperature responsiveness can be controlled by changing the combination of the hydrophobic groups in the side chains of the polyphosphate compound. From the above, the polyphosphate compound of the present invention is suitably used as a medical material.
さらに、本発明のポリホスフェート化合物は製造方法が簡便であるため、分子構造の制御が容易であり、側鎖の化学構造も改変かのうであることから、様々な性質を持つポリマーの設計が可能となる。 Furthermore, since the polyphosphate compound of the present invention has a simple production method, the molecular structure can be easily controlled, and the chemical structure of the side chain can be modified, so that polymers having various properties can be designed. Become.
1.ポリホスフェート化合物
本発明のポリホスフェート化合物は、一般式(3):
1. Polyphosphate Compound The polyphosphate compound of the present invention has the general formula (3):
(式中、R1はC1〜3のアルキル基であり、R2はC3〜5のアルキル基であり、R1とR2は異なっている。n及びmは同一又は異なって1〜3の整数である。xとyは各ユニットのモル百分率であり、x/yは99.9/0.1〜20/80であり、重量平均分子量は1,000〜1,000,000である。x及びyの各ユニットの配列は上記配列の順に限定されない。)
で表される化合物である。
Wherein R 1 is a C1-3 alkyl group, R 2 is a C3-5 alkyl group, and R 1 and R 2 are different. N and m are the same or different and are 1 to 3 X and y are the mole percentages of each unit, x / y is 99.9 / 0.1 to 20/80, and the weight average molecular weight is 1,000 to 1,000,000. (It is not limited to the order of arrangement.)
It is a compound represented by these.
R1で示されるC1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。このうち、メチル基、エチル基が好ましい。 Examples of the C1-3 alkyl group represented by R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
R2で示されるC3〜5のアルキル基としては、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基が挙げられる。このうち、n−プロピル基、イソプロピル基が好ましい。 Examples of the C3-5 alkyl group represented by R 2 include n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and isopentyl group. . Among these, n-propyl group and isopropyl group are preferable.
R1とR2は異なっていることが重要であり、R2はR1よりも疎水性が高い即ち炭素数が多いことが好ましい。 It is important that R 1 and R 2 are different, and R 2 is preferably more hydrophobic than R 1, that is, preferably has a larger number of carbon atoms.
n及びmは同一又は異なって1〜3の整数であり、好ましくは1又は2の整数、より好ましくはn及びmが共に1である。 n and m are the same or different and are an integer of 1 to 3, preferably an integer of 1 or 2, and more preferably n and m are both 1.
xとyは各ユニットのモル百分率であり、xは99.9〜20、好ましくは99.9〜30、より好ましくは99.9〜50であり、yは0.1〜80、好ましくは0.1〜70、より好ましくは0.1〜50である。x/yで表した場合は99.9/0.1〜20/80、好ましくは99.9/0.1〜30/70、より好ましくは99.1/0.1〜50/50である。かかる範囲であると、本発明のポリマーに好適な温度応答性および生分解性が付与される。 x and y are mole percentages of each unit, x is 99.9-20, preferably 99.9-30, more preferably 99.9-50, y is 0.1-80, preferably 0.1-70, more preferably 0.1- 50. When expressed in x / y, it is 99.9 / 0.1 to 20/80, preferably 99.9 / 0.1 to 30/70, more preferably 99.1 / 0.1 to 50/50. Within such a range, suitable temperature responsiveness and biodegradability are imparted to the polymer of the present invention.
特に、生体内に埋入して用いる用途に用いた場合、体温より低い温度でLCSTを有し、体温(37℃程度)付近でゲル状態を形成するポリマーが好ましく、その場合には、x/yが98/2〜20/80、好ましくは95/5〜30/70、より好ましくは90/10〜50/50である。 In particular, a polymer that has an LCST at a temperature lower than the body temperature and forms a gel state in the vicinity of the body temperature (about 37 ° C.) when used for use in a living body is preferable. y is 98/2 to 20/80, preferably 95/5 to 30/70, more preferably 90/10 to 50/50.
なお、xとyは1H-NMRから求めることができる。上記したようにx及びyの各ユニットの配列はランダムでもブロックでもよい。 X and y can be determined from 1 H-NMR. As described above, the arrangement of each unit of x and y may be random or block.
ポリホスフェート化合物の重量平均分子量(Mw)は1,000〜1,000,000、好ましくは1,000〜500,000、より好ましくは5,000〜100,000である。数平均分子量(Mn)は1,000〜1,000,000、好ましくは1,000〜500,000、より好ましくは5,000〜100,000であり、分子量分布の指標である数平均分子量に対する重量平均分子量の比(Mw/Mn)は1.0〜3.0、好ましくは、1.0〜2.0、より好ましくは1.0〜1.5である。数平均分子量及び重量平均分子量は、例えばGPC等の公知の方法を用いて測定できる。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyphosphate compound is 1,000 to 1,000,000, preferably 1,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000. The number average molecular weight (Mn) is 1,000 to 1,000,000, preferably 1,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (Mw / Mn), which is an index of molecular weight distribution, is 1.0 to 3.0. , Preferably, it is 1.0-2.0, More preferably, it is 1.0-1.5. The number average molecular weight and the weight average molecular weight can be measured using a known method such as GPC.
特に、R1がエチル基、R2がイソプロピル基であり、n及びmが共に1であり、x/yが99.9/0.1〜30/70(特に、90/10〜50/50)であり、重量平均分子量が1,000〜500,000のポリマーの場合には、LCSTが20〜40℃程度(特に20〜35℃程度)になるため、生体内に埋入するインジェクタブルポリマーとして好適である。例えば、本発明のポリホスフェート化合物は、ゲル化温度以下で貯蔵され、そして筋肉内、腹腔内、皮下又は類似の注射法により、非経口的に投与して体温付近でゲル化させて体内に滞留させることができる。
2.ポリホスフェート化合物の製造方法
本発明のポリホスフェート化合物は、例えば次のようにして製造することができる。
In particular, R 1 is an ethyl group, R 2 is an isopropyl group, n and m are both 1, x / y is 99.9 / 0.1 to 30/70 (particularly 90/10 to 50/50), In the case of a polymer having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000, since the LCST is about 20 to 40 ° C. (particularly about 20 to 35 ° C.), it is suitable as an injectable polymer to be embedded in a living body. For example, the polyphosphate compounds of the present invention are stored below the gel temperature and are administered parenterally by intramuscular, intraperitoneal, subcutaneous, or similar injection methods and gelled near body temperature and remain in the body. Can be made.
2. Production Method of Polyphosphate Compound The polyphosphate compound of the present invention can be produced, for example, as follows.
(式中、R1、R2、n、m、x及びyは前記に同じ。)
上記(1)及び(2)で表される化合物を、重合触媒の存在下に開環重合させて上記(3)で表される化合物を製造する。
(Wherein R 1 , R 2 , n, m, x and y are the same as above).
The compounds represented by the above (1) and (2) are subjected to ring-opening polymerization in the presence of a polymerization catalyst to produce the compound represented by the above (3).
上記(1)及び(2)で表される化合物は、例えば、特許文献1の記載に準じて製造することができる。 The compounds represented by the above (1) and (2) can be produced according to the description in Patent Document 1, for example.
上記(1)及び(2)で表される化合物のモル比は、上記のxとyのモル百分率となるように調製される。具体的には、例えば、x/yが99.9/0.1〜20/80、好ましくは99.9/0.1〜30/70である。 The molar ratio of the compounds represented by the above (1) and (2) is prepared so as to be the molar percentage of the above x and y. Specifically, for example, x / y is 99.9 / 0.1 to 20/80, preferably 99.9 / 0.1 to 30/70.
重合触媒としては、トリイソブチルアルミニウム、ブチルリチウム、トリメチルアルミニウム、トリイソブトキシアルミニウム、オクタン酸スズ等のアルキル金属が挙げられる。好ましくはトリイソブチルアルミニウムである。重合触媒の使用量は、上記(1)及び(2)で表される化合物の合計モルに対して、0.01〜10モル%、好ましくは0.05〜1モル%である。 Examples of the polymerization catalyst include alkyl metals such as triisobutylaluminum, butyllithium, trimethylaluminum, triisobutoxyaluminum, and tin octoate. Triisobutylaluminum is preferable. The usage-amount of a polymerization catalyst is 0.01-10 mol% with respect to the total mol of the compound represented by said (1) and (2), Preferably it is 0.05-1 mol%.
重合反応は、溶媒存在下又は無溶媒で反応させることができる。溶媒を用いる場合、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン、クロロホルム、アセトニトリル、ジエチルエーテル等が使用できる。これらの溶媒は、単独でも2種以上を混合して用いても良い。本重合反応では、無溶媒で行うことが好ましい。 The polymerization reaction can be performed in the presence of a solvent or without a solvent. When using a solvent, for example, tetrahydrofuran, dioxane, chloroform, acetonitrile, diethyl ether and the like can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. This polymerization reaction is preferably carried out without a solvent.
重合反応は、通常、密閉された反応容器内で行う。重合反応条件は特に限定はないが、通常、反応温度は−20〜100℃、好ましくは−20から0℃であり、反応圧力は100mmHg〜760mmHg、好ましくは500mmHg〜760mmHgであり、反応時間は2〜48時間程度である。 The polymerization reaction is usually carried out in a sealed reaction vessel. The polymerization reaction conditions are not particularly limited, but usually the reaction temperature is -20 to 100 ° C, preferably -20 to 0 ° C, the reaction pressure is 100 mmHg to 760 mmHg, preferably 500 mmHg to 760 mmHg, and the reaction time is 2 ~ 48 hours.
このようにして得られた式(3)で表されるポリホスフェート化合物は、そのままあるいは、一旦反応溶媒を一部または完全に留去した後、該ポリホスフェート化合物が溶解し得る溶媒(例、エタノール等のアルコール)に溶解させて、これを該ポリホスフェート化合物が溶解しない溶媒(例、ジエチルエーテル、ヘキサン等)に投入することにより、沈殿物として精製することができる。或いは、カラムクロマトグラフィーによる方法や、抽出、透析、限外ろ過、吸着処理などの方法によっても単離精製することができる。
3.ポリホスフェート化合物の性質及び用途
本発明のポリホスフェート化合物は、生分解性及び温度応答性を備えている。ここで温度応答性とは、一般に化合物の水溶液が下限臨界共溶温度(Lower Critical Solution Temperature、LCST)を境にして、可逆的なゾル−ゲル転移の相分離挙動を示す性質をいう。具体的には、LCST以上の温度に加熱すると白濁しゲル状態となり、それ以下の温度に冷却すると再び溶解して透明のゾル状態に戻るという性質をいう。
The polyphosphate compound represented by the formula (3) thus obtained is used as it is or after the reaction solvent is partially or completely distilled off, the solvent (for example, ethanol) in which the polyphosphate compound can be dissolved. It can be purified as a precipitate by adding it to a solvent (eg, diethyl ether, hexane, etc.) in which the polyphosphate compound does not dissolve. Alternatively, it can also be isolated and purified by column chromatography, extraction, dialysis, ultrafiltration, adsorption treatment, or the like.
3. Properties and Uses of Polyphosphate Compounds The polyphosphate compounds of the present invention are biodegradable and temperature responsive. Here, the temperature responsiveness generally refers to a property in which an aqueous solution of a compound exhibits a reversible sol-gel transition phase separation behavior with a lower critical solution temperature (LCST) as a boundary. Specifically, when heated to a temperature of LCST or higher, it becomes cloudy and becomes a gel state, and when cooled to a temperature lower than that, it dissolves again and returns to a transparent sol state.
本明細書では、ポリホスフェート化合物のLCSTは、JASCOソフトウェアを用いた、溶液の透過率の遷移状態の中間点の温度として定義される。 As used herein, the LCST of a polyphosphate compound is defined as the temperature at the midpoint of the solution permeability transition state using JASCO software.
本発明のポリホスフェート化合物は、通常、20〜40℃程度の範囲にLCSTが存在し、かかる範囲で容易にLCSTを調節できる。特に、一般式(3)で表される化合物の場合に上記の性質が好適に発揮される。例えば、xで示されるユニットよりも疎水性であるyで示されるユニットのモル%が増加するにつれて、ポリホスフェート化合物のLCSTは低下する傾向にある。これは、疎水性ユニットの増加に伴い、低温でもポリマーの脱水和が起こりやすくなるためであると考えられる。 In the polyphosphate compound of the present invention, LCST usually exists in a range of about 20 to 40 ° C., and LCST can be easily adjusted in such a range. In particular, the above properties are suitably exhibited in the case of the compound represented by the general formula (3). For example, the LCST of polyphosphate compounds tends to decrease as the mole percent of the unit represented by y, which is more hydrophobic than the unit represented by x, increases. This is considered to be because the dehydration of the polymer is likely to occur even at a low temperature as the number of hydrophobic units increases.
本発明のポリホスフェート化合物は、広範な用途に用いることができる。例えば、薬物と共に医療用材料として用いることができる。また、再生医療用のスカフォールド(足場)、細胞培養基材などとしての応用も可能である。 The polyphosphate compound of the present invention can be used in a wide range of applications. For example, it can be used as a medical material together with a drug. Further, it can be applied as a scaffold for regenerative medicine, a cell culture substrate and the like.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
化合物の分析、同定には、1H−NMR、31P−NMR、赤外分光スペクトル(FT−IR)ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いた。GPCはポリスチレンを標準物質として用いた。
[実施例1]グラフト共重合体の合成
For the analysis and identification of the compounds, 1H-NMR, 31P-NMR, and infrared spectroscopic spectrum (FT-IR) gel permeation chromatography (GPC) were used. GPC used polystyrene as a standard substance.
[Example 1] Synthesis of graft copolymer
2−エトキシ−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン(EP)と2−イソプロピル−2−オキソ−1,3,2−ジオキサホスホラン(IPP)を、Macromol. Biosci. 2003, 3, 238-242の記載に従い合成した。 2-Ethoxy-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorane (EP) and 2-isopropyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorane (IPP) were treated with Macromol. Biosci. 2003. , 3, 238-242.
EPとIPPとからなる共重合体(「PIyExP」と表す。EP xモル%及びIPP yモル%)を、触媒としてトリイソブチルアルミニウム(iBu3Al)を用いて開環重合反応させた。重合反応は、モノマーの総量が0.025molとなるようにEPとIPPを所定の割合で混合し、iBu3Alを15μlを用い、室温(25℃)常圧(760mmHg)下で無溶媒にて2時間均一反応で行い、共重合体(PIyExP)を製造した。 A copolymer consisting of EP and IPP (represented as “PI y E x P”, EP x mol% and IPP y mol%) is subjected to a ring-opening polymerization reaction using triisobutylaluminum (iBu 3 Al) as a catalyst. It was. In the polymerization reaction, EP and IPP are mixed at a predetermined ratio so that the total amount of monomers is 0.025 mol, and 15 μl of iBu 3 Al is used, and 2 at room temperature (25 ° C.) and normal pressure (760 mmHg) without solvent. A copolymer (PI y E x P) was produced by a time-homogeneous reaction.
得られたポリマーをエタノールに溶かし、これにジエチルエーテルを加えて析出させて精製した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)の範囲は、1.2×104〜1.5×105g/molであった。また、分子量分布(Mw/Mn)は1.3未満であった。共重合体(PIyExP)中におけるIPP(y)とEP(x)のモル百分率は、1H−NMRスペクトルから算出し、それぞれ24mol%、76mol%であった。 The obtained polymer was dissolved in ethanol and purified by precipitation by adding diethyl ether thereto. The range of the weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) was 1.2 × 10 4 to 1.5 × 10 5 g / mol. Moreover, molecular weight distribution (Mw / Mn) was less than 1.3. The molar percentages of IPP (y) and EP (x) in the copolymer (PI y E x P) were calculated from 1 H-NMR spectrum and were 24 mol% and 76 mol%, respectively.
1H NMR (270 MHz, CDCl3): δ = PIyExP: 1.21-1.47 (m; -CH3, 6H in IPP and 3H in EP), 3.95-4.20 (m; -CH2-, 2H in EP and -OCH2CH2O-, 4H in backbone), 4.58 (m; -CH(CH3)2 in IPP, 1H).
IPPとEPの重合割合(r1/r2)はFineman-Ross法により、0.48/2.23と決定した。EPはIPPよりもかなり反応性が高かった。
r1/r2は共重合反応性比であり、仕込みのy/xに対する共重合体のy/xの変化を表したものです。すなわちこの数値が大きいほど反応性が高いことを示し、EPの組成は仕込みに比べ重合体のほうが高くなります。
y/xは変数であり図2に対応しています。
[実施例2]
実施例1で製造した24mol%IPPと76mol%EPを含む共重合体(PI24E76P)の0.5wt%/L水溶液を用いて、LCSTを測定した(図1を参照)。紫外可視吸光光度計を用い500nmの可視光をポリマー溶液に照射し、透過率の変化を測定した。
1 H NMR (270 MHz, CDCl 3 ): δ = PI y E x P: 1.21-1.47 (m; -CH 3 , 6H in IPP and 3H in EP), 3.95-4.20 (m; -CH 2- , 2H in EP and -OCH 2 CH 2 O-, 4H in backbone), 4.58 (m; -CH (CH 3 ) 2 in IPP, 1H).
The polymerization ratio (r 1 / r 2 ) of IPP and EP was determined to be 0.48 / 2.23 by the Fineman-Ross method. EP was much more reactive than IPP.
r 1 / r 2 is the copolymerization reactivity ratio, and represents the change in y / x of the copolymer relative to the y / x of the feed. In other words, the larger the value, the higher the reactivity, and the EP composition is higher in the polymer than in the charged.
y / x is a variable and corresponds to Figure 2.
[Example 2]
LCST was measured using a 0.5 wt% / L aqueous solution of a copolymer (PI 24 E 76 P) containing 24 mol% IPP and 76 mol% EP produced in Example 1 (see FIG. 1). The polymer solution was irradiated with visible light of 500 nm using an ultraviolet-visible absorptiometer, and the change in transmittance was measured.
溶液は15℃では透明であり、40℃で不透明となった(濁りが生じた)。この共重合体のLCSTは、JASCOソフトウェアを用いた透過率の遷移状態の中間点の温度から31℃であった。これにより、本共重合体は生理的条件下で相分離挙動を示すことが明らかとなった。
[実施例3]
モノマー単位の含有量が共重合体のLCSTに与える影響を調べた。ポリ(EP)のLCSTは39℃であり、IPPの含有量が増加するに従い、線形に減少することを確認した(図2を参照)。IPPはEPに比べて疎水性であり、IPPは約5℃の水に対して不溶である。そのため、疎水性のIPP単位の付加によりポリマーの脱水和が生じた。つまり、組成割合を変更することにより、得られる共重合体のLCSTを容易に制御できることが分かった。
The solution was clear at 15 ° C. and became opaque at 40 ° C. (turbidity occurred). The LCST of this copolymer was 31 ° C. from the midpoint temperature of the transmission transition state using JASCO software. This revealed that the copolymer exhibited phase separation behavior under physiological conditions.
[Example 3]
The effect of the monomer unit content on the LCST of the copolymer was investigated. The LCST of poly (EP) was 39 ° C., and was confirmed to decrease linearly as the IPP content increased (see FIG. 2). IPP is more hydrophobic than EP, and IPP is insoluble in water at about 5 ° C. Therefore, addition of hydrophobic IPP units resulted in dehydration of the polymer. That is, it was found that the LCST of the obtained copolymer can be easily controlled by changing the composition ratio.
この共重合体の温度応答性は、生理的条件の温度で観測された。生理的条件下における温度応答性は、ドラッグデリバリーやティッシュエンジニアリング用途に有効である。
[実施例4]
実施例1で製造された共重合体(PI24E76P)について、繰り返し温度の変化に応じた水溶液の光の透過率の変化を観測した(図3を参照)。紫外可視吸光光度計を用い500nmの可視光をポリマー溶液に照射し、透過率の変化を測定した。
The temperature responsiveness of this copolymer was observed at physiological conditions. Temperature responsiveness under physiological conditions is effective for drug delivery and tissue engineering applications.
[Example 4]
Regarding the copolymer (PI 24 E 76 P) produced in Example 1, a change in light transmittance of the aqueous solution was observed in accordance with a change in temperature repeatedly (see FIG. 3). The polymer solution was irradiated with visible light of 500 nm using an ultraviolet-visible absorptiometer, and the change in transmittance was measured.
温度変化による透過率の変化のヒステリシスが観測され、繰り返しの回数にかかわらず温度に応じた曲線が観測された。これにより、低温では共重合体は完全に溶解していることが分かる。 Hysteresis of transmittance change due to temperature change was observed, and a curve corresponding to temperature was observed regardless of the number of repetitions. This shows that the copolymer is completely dissolved at a low temperature.
また、水溶液中の共重合体(PI24E76P)の流体力学半径(hydrodynamic radii;Rh)をマルバーン動的光散乱法(Malvern dynamic light scattering technique)を用いて測定したところ、20℃未満ではRhは6.7±0.1nmであり、50℃ではポリマーは会合してRhは6μmを越えていた。ポリマーの相分離の挙動は、容易に再現されることが分かった。 In addition, the hydrodynamic radius (R h ) of the copolymer (PI 24 E 76 P) in the aqueous solution was measured using the Malvern dynamic light scattering technique, which was less than 20 ° C. , R h was 6.7 ± 0.1 nm, and at 50 ° C. the polymer was associated and R h exceeded 6 μm. It was found that the phase separation behavior of the polymer was easily reproduced.
Claims (5)
で表されるポリホスフェート。 General formula (3):
Polyphosphate represented by
で表されるポリホスフェートの製造方法であって、一般式(1):
で表される化合物と、一般式(2):
で表される化合物とを、重合触媒の存在下で反応させることを特徴とする製造方法。 General formula (3):
A process for producing a polyphosphate represented by the general formula (1):
A compound represented by formula (2):
And a compound represented by formula (1) in the presence of a polymerization catalyst.
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