JP2013527280A5 - ペンタフルオロフェニルエステルペンダント基を有するポリマー並びにその合成及び機能付与の方法 - Google Patents
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Description
前駆化合物は一般式(3)(化6)の構造を有する。
各Xはそれぞれ、OH、NHR´´、NH2、又はSHである。nは0から6までの整数である。nが0の場合、1及び3でラベルされ、それぞれX基に結合している炭素は、一重結合により互いに結合している。各R´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のエステル基、アミド基、炭素数が1から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又はこれらの上述したR´基をカルボキシ基で置換したものである。各R´´基はそれぞれ、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のアリール基、又はこれらの上述したR´´基をカルボキシ基で置換したものである。R´及びR´´基はそれぞれ、脂環、芳香環、又は酸素原子、硫黄原子、若しくは窒素原子等のヘテロ原子をさらに含むものであってもよい。R´又はR´´基のうちの少なくとも一方は、カルボキシ基を独立して含む。
第1の混合液は、第1の環状モノマーを含む第2の混合液を形成するのに適切な温度において、攪拌される。第1の環状モノマーは、二つのX基に由来する環状カーボネート、環状カルバメート、環状ウレア、環状チオカーボネート、環状チオカルバメート、環状ジチオカーボメート、又はこれらの組み合わせを含む。第1の環状モノマーは、前駆化合物のカルボキシ基に由来する反応性のペンタフルオロフェニルエステルをさらに含む。第1の環状モノマーは、一般式(4)(化7)で示される。
各Yはそれぞれ、O、S、NH、又はNQ´´を示す。そして、nは0から6までの整数である。nが0の場合、4及び6でラベルされている炭素は一重結合により互いに結合している。各Q´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基(すなわち、CO2C6F5の部分)、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のエステル基であってペンタフルオロフェニルエステル基以外のもの、炭素数が1から20のアミド基、炭素数が1から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又は上述したQ´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものである。各Q´´基はそれぞれ、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のアリール基、又は上述したQ´´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものである。Q´又はQ´´基のうちの少なくとも一つは、ペンタフルオロフェニルエステル基を含む。一つの実施形態においては、この化合物は単一のペンタフルオロフェニルエステル基により構成される。
より具体的な前駆化合物の構成は、一般式(5)(化8)で示される。
各X´はそれぞれ、OH、NHT´´、NH2、又はSHである。各T´はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基(すなわち、−COOHの部分)、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のエステル基、アミド基、炭素数が1から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又は上述したT´基をカルボキシ基で置換したものを示し得る。各T´´はそれぞれ、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のアリール基、又は上述したT´´基をカルボキシ基で置換したものを示している。T´及びT´´基はそれぞれ、脂環、芳香環、又は酸素原子、硫黄原子、若しくは窒素原子等のヘテロ原子をさらに含むものであってもよい。一つの実施形態においては、T´又はT´´基のいずれもカルボキシ基を含んでいない。一つの実施形態においては、化学式(5)(化8)において2でラベルされている炭素に結合しているT´基はエチル基又はメチル基であり、そしてその他の全てのT´基は水素原子である。一つの実施形態においては、化学式(5)(化8)において2でラベルされている炭素に結合しているT´基はエチル基又はメチル基であり、化学式(5)(化8)において2でラベルされている炭素は不斉中心であり、そして(R)及び(S)異性体を含む前駆化合物は、その鏡像体過剰率が80%よりも大きい。
化学式(5)(化8)の前駆化合物より形成される対応する環状モノマーは、一般式(6)(化9)に示される構造を有する。
各Y´はそれぞれ、O、S、NH、又はNU´´である。各U´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のエステル基、炭素数が1から20のアミド基、炭素数が1から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又は上述したU´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものを示している。各U´´基はそれぞれ、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のアリール基、又は上述したU´´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものを示している。一つの実施形態においては、U´又はU´´基のいずれもがペンタフルオロフェニルエステル基を含んでいない。他の実施形態においては、化学式(6)(化9)において5でラベルされている炭素に結合しているU´基はエチル基又はメチル基であり、そしてその他の全てのU´基は水素原子である。一つの実施形態においては、化学式(6)(化9)において5でラベルされている炭素に結合しているU´基はエチル基又はメチル基であり、化学式(6)(化9)において5でラベルされている炭素は不斉中心であり、そして(R)及び(S)異性体を含む環状カルボニル化合物は、その鏡像体過剰率が80%よりも大きい。
第2部,方法1:第1の環状モノマー
第1の環状カルボニルモノマーの前駆化合物は、一般式(23)(化29)で示される構造を有するものとすることができる。
2つのX基は、一緒になって環状カルボニルを形成する求核置換基である。各X基はそれぞれ、−OH、−SH、−NH2、及び−NHR´´から成る群の中から選択される一価の基を示すものである。ここで、各R´´基はそれぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び前述のR´´基をペンタフルオロフェニルエステルで置換したものでカルボン酸基を形成するものから成る群の中から選択される一価の基を示すものである。
n´は0又は1から10までの整数であり、n´が0の場合、各X基が結合していて1及び3でラベルされている、2つの炭素は、一重結合により互いに結合している。
各R´基はそれぞれ、水素原子、カルボン酸基を形成するペンタフルオロフェニルエステル、ハロゲン原子、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のR´基をペンタフルオロフェニルエステルで置換したものでカルボン酸基を形成するものから成る群の中から選択される一価の基を示すものである。
前述のR´及び/又はR´´基の少なくとも1つは、ペンタフルオロフェニルエステルを有し、カルボン酸基を形成している。
第1の環状カルボニルモノマーの前駆化合物は、一般式(23)(化29)で示される構造を有するものとすることができる。
n´は0又は1から10までの整数であり、n´が0の場合、各X基が結合していて1及び3でラベルされている、2つの炭素は、一重結合により互いに結合している。
各R´基はそれぞれ、水素原子、カルボン酸基を形成するペンタフルオロフェニルエステル、ハロゲン原子、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のR´基をペンタフルオロフェニルエステルで置換したものでカルボン酸基を形成するものから成る群の中から選択される一価の基を示すものである。
前述のR´及び/又はR´´基の少なくとも1つは、ペンタフルオロフェニルエステルを有し、カルボン酸基を形成している。
第1の環状カルボニル化合物は次の一般式(24)(化30)で表すことができる。
各Yは2価の基であり、それぞれ−O−、−S−、−N(H)−、又は−N(Q´´)−から成る群の中から選択される。各Q´´基は1価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び前述のQ´´基をペンタフルオロフェニルエステル基(すなわち、CO2C6F5)で置換したものから成る群の中から選択される。
n´は0又は1から10までの整数であり、n´が0の場合、4及び6でラベルされた炭素は一重結合により互いに結合している。
各Q´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のQ´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択される。ここで、1つまたはそれ以上のQ´及び/又はQ´´基は、ペンタフルオロフェニルエステル基を含んでいる。
n´は0又は1から10までの整数であり、n´が0の場合、4及び6でラベルされた炭素は一重結合により互いに結合している。
各Q´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のQ´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択される。ここで、1つまたはそれ以上のQ´及び/又はQ´´基は、ペンタフルオロフェニルエステル基を含んでいる。
他の前駆化合物は一般式(25)(化31)で表される。
X´基は共に環状カルボニルを形成する求核基である。
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であるが、mとnとが共に0であることはない。そして、m+nは11以下の整数である。
各X´は一価の基であり、それぞれ、−OH、−SH、−NH2、及び−NHT´´から成る群の中から選択される。各T´´は一価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び前述のT´´基をペンタフルオロフェニルエステルを形成するカルボキシル酸基で置換したものから成る群の中から選択される。
各T´は一価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステルを形成するカルボキシル酸基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のT´基をペンタフルオロフェニルエステルを形成するカルボキシル酸基で置換したものから成る群の中から選択される。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であるが、mとnとが共に0であることはない。そして、m+nは11以下の整数である。
各X´は一価の基であり、それぞれ、−OH、−SH、−NH2、及び−NHT´´から成る群の中から選択される。各T´´は一価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び前述のT´´基をペンタフルオロフェニルエステルを形成するカルボキシル酸基で置換したものから成る群の中から選択される。
各T´は一価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステルを形成するカルボキシル酸基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のT´基をペンタフルオロフェニルエステルを形成するカルボキシル酸基で置換したものから成る群の中から選択される。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
化学式(25)(化31)で示される前駆化合物により形成される対応する第1の環状カルボニル化合物は、一般式(26)(化32)で示される構造を有する。
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であるが、mとnとが共に0である場合はない。そしてm+nは11以下の整数である。
各Y´は2価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(V´´)−から成る群の中から選択される。ここで、各V´´基は、1価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアリール基、及び前述のV´´基をペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)で置換したものから成る群の中から選択される。
各V´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のV´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択される。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
各Y´は2価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(V´´)−から成る群の中から選択される。ここで、各V´´基は、1価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアリール基、及び前述のV´´基をペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)で置換したものから成る群の中から選択される。
各V´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のV´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択される。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
さらにより具体的な第1の環状カルボニル化合物としては、一般式(27)(化33)で示される構造を有する環状カーボネートが挙げられる。
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であるが、m及びnが共に0であることはない。また、m+nは11以下である。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数が1から30のアルキル基から成る群の中から選択される1価の基である。
各V´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のV´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択される1価の基である。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数が1から30のアルキル基から成る群の中から選択される1価の基である。
各V´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び前述のV´基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択される1価の基である。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
さらにより具体的な第1の環状カーボネートモノマーの構造は一般式(28)(化34)で表される。
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であるが、m及びnが共に0となることはない。そしてm+nは11以下である。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数が1から30のアルキル基から成る群の中から選択される1価の基である。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
R1は、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数が1から30のアルキル基から成る群の中から選択される1価の基である。
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される。
第2の環状カルボニル化合物は一般式(29)(化40)で示される構造を有する。
n´は0又は1から10までの整数であり、n´が0の場合、4及び6でラベルされた炭素原子は一重結合で互いに結合している。
各W´は一価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、又は−N(W´´)から成る群の中から選択される。各W´´基はそれぞれ、一価の基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアリール基、並びに前述したW´´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群の中から選択される第2の官能基で置換したものから成る群から選択される。
各Z´基は、それぞれ、水素原子、第2の官能基、ハロゲン原子、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、並びに前述したZ´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群から選択される第2の官能基で置換したものから成る群の中から選択される一価の基を示している。そして、第2の環状カルボニル化合物にはペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2PFP)が含まれておらず、ペンタフルオロフェニルカーボネート基(−OCO2PFP)も含まれていない。
各W´は一価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、又は−N(W´´)から成る群の中から選択される。各W´´基はそれぞれ、一価の基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアリール基、並びに前述したW´´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群の中から選択される第2の官能基で置換したものから成る群から選択される。
各Z´基は、それぞれ、水素原子、第2の官能基、ハロゲン原子、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、並びに前述したZ´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群から選択される第2の官能基で置換したものから成る群の中から選択される一価の基を示している。そして、第2の環状カルボニル化合物にはペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2PFP)が含まれておらず、ペンタフルオロフェニルカーボネート基(−OCO2PFP)も含まれていない。
より具体的な第2の環状カルボニル化合物は、一般式(30)(化41)で示される構造を有する。
m及びnはそれぞれ、0又は1から11までの整数であるが、mとnとが共に0となることはない。そして、m+nは1から11までの整数である。
各W´はそれぞれ、O、S、NH、又はNW´´から成る群の中から選択される二価の基を示している。各W´´基はそれぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアリール基、並びに前述のW´´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群の中から選択される第2の官能基で置換したものから成る群の中から選択される一価の基を示している。
L´は一重結合、又は、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される二価の結合基である。
各Q´基はそれぞれ、水素原子、第2の官能基、ハロゲン原子、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、並びに前述のQ´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群の中から選択される第2の官能基で置換したものから成る群の中から選択される一価の基を示している。
各X´´は二価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(R3)−から成る群の中から選択される。
各R2及びR3はそれぞれ、炭素数が1から10000の一価の基である。
第2の環状カルボニル化合物には、ペンタフルオロフェニルエステル基は含まれず、また、ペンタフルオロフェニルカーボネート基も含まれない。
各W´はそれぞれ、O、S、NH、又はNW´´から成る群の中から選択される二価の基を示している。各W´´基はそれぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアリール基、並びに前述のW´´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群の中から選択される第2の官能基で置換したものから成る群の中から選択される一価の基を示している。
L´は一重結合、又は、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される二価の結合基である。
各Q´基はそれぞれ、水素原子、第2の官能基、ハロゲン原子、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、並びに前述のQ´基をペンタフルオロフェニルエステル以外のアルコールをベースとしたエステル、アミド、及びチオエステルから成る群の中から選択される第2の官能基で置換したものから成る群の中から選択される一価の基を示している。
各X´´は二価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(R3)−から成る群の中から選択される。
各R2及びR3はそれぞれ、炭素数が1から10000の一価の基である。
第2の環状カルボニル化合物には、ペンタフルオロフェニルエステル基は含まれず、また、ペンタフルオロフェニルカーボネート基も含まれない。
第1の環状カルボニルモノマーに由来するより具体的な第2の環状カルボニル化合物は、一般式(31)(化42)で示される環状カーボネートである。
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であるが、m及びnが同時に0となることはない。そして、m+nは1から11までの整数である。
L´は一重結合、又は、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される二価の結合基である。
R1は一価の基であり、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数が1から30のアルキル基から成る群の中から選択される。
各X´´は二価の基であり、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(R3)−から成る群の中から選択される。
各R2及びR3はそれぞれ、炭素数が1から10000の一価の基である。
そして、第2の環状カルボニル化合物には、ペンタフルオロフェニルエステル基が含まれておらず、またペンタフルオロフェニルカーボネート基も含まれていない。
L´は一重結合、又は、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択される二価の結合基である。
R1は一価の基であり、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数が1から30のアルキル基から成る群の中から選択される。
各X´´は二価の基であり、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(R3)−から成る群の中から選択される。
各R2及びR3はそれぞれ、炭素数が1から10000の一価の基である。
そして、第2の環状カルボニル化合物には、ペンタフルオロフェニルエステル基が含まれておらず、またペンタフルオロフェニルカーボネート基も含まれていない。
他の一つの無金属ROP触媒には、少なくとも一つの1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−オール−2−イル(HFP)基が含まれる。水素が一つ結合している触媒は、次の化学式(27)(化60)で示される構造を有する。
R2は、水素原子又は炭素数が1から20の一価のラジカルである。R2は、例えば、アルキル基、置換アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、置換ヘテロシクロアルキル基、アリール基、置換アリール基、又はこれらの組み合わせである。典型的な水素が一つ結合している触媒を、表7において列挙してある。
ROP重合の開始剤
上の第1部において、開環重合の開始剤について説明した。これらは一般的にアルコール、アミン、及びチオールから成る群の中から選択される一つ又はそれ以上の求核基を有する材料を含む。より特定的には、ペンタフルオロフェニルエステルペンダント基を有する第1の環状モノマーの開環重合の開始剤は、アルコールである。アルコール開始剤は、あらゆる適切なアルコールとすることができ、これにはモノ−アルコール、ジオール、トリオール、又はその他の多価アルコールが含まれる。但し、アルコールの選択は、重合収率、ポリマーの分子量、及び/又は結果物であるROPポリマーの望ましい機械的な及び物理的な特性に悪影響を与えるものではない。アルコールは多機能性のものとすることができ、一つ又はそれ以上のヒドロキシル基に加えて、ハロゲン原子、エーテル基、エステル基、アミド基、又はその他の官能基を有するものとすることができる。追加の典型的なアルコールには、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、アミルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリールアルコール、ノナデシルアルコール、その他の脂肪族飽和アルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、その他の脂肪族環状アルコール、フェノール、置換フェノール、ベンジルアルコール、置換ベンジルアルコール、ベンゼンジメタノール、トリメチロールプロパン、単糖類、ポリ(エチレングリコール)、プロピレングリコール、オリゴマーアルコールに由来するアルコールに機能付与したブロック共重合体、分岐アルコールに由来するアルコールに機能付与した分岐ポリマー、又はこれらの組み合わせが含まれる。単量体ジオール開始剤には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヒドロキノン、及びレゾルシノールが含まれる。ジオール開始剤の例としては、2,2−ジメチロールプロピオン酸に由来するBnMPAが挙げられる。これは、環状カーボネートモノマーの調製に際して使用される前駆物質である。
BnMPAは、下記の化学式(化62)で示される。
上の第1部において、開環重合の開始剤について説明した。これらは一般的にアルコール、アミン、及びチオールから成る群の中から選択される一つ又はそれ以上の求核基を有する材料を含む。より特定的には、ペンタフルオロフェニルエステルペンダント基を有する第1の環状モノマーの開環重合の開始剤は、アルコールである。アルコール開始剤は、あらゆる適切なアルコールとすることができ、これにはモノ−アルコール、ジオール、トリオール、又はその他の多価アルコールが含まれる。但し、アルコールの選択は、重合収率、ポリマーの分子量、及び/又は結果物であるROPポリマーの望ましい機械的な及び物理的な特性に悪影響を与えるものではない。アルコールは多機能性のものとすることができ、一つ又はそれ以上のヒドロキシル基に加えて、ハロゲン原子、エーテル基、エステル基、アミド基、又はその他の官能基を有するものとすることができる。追加の典型的なアルコールには、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、アミルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリールアルコール、ノナデシルアルコール、その他の脂肪族飽和アルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、その他の脂肪族環状アルコール、フェノール、置換フェノール、ベンジルアルコール、置換ベンジルアルコール、ベンゼンジメタノール、トリメチロールプロパン、単糖類、ポリ(エチレングリコール)、プロピレングリコール、オリゴマーアルコールに由来するアルコールに機能付与したブロック共重合体、分岐アルコールに由来するアルコールに機能付与した分岐ポリマー、又はこれらの組み合わせが含まれる。単量体ジオール開始剤には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヒドロキノン、及びレゾルシノールが含まれる。ジオール開始剤の例としては、2,2−ジメチロールプロピオン酸に由来するBnMPAが挙げられる。これは、環状カーボネートモノマーの調製に際して使用される前駆物質である。
BnMPAは、下記の化学式(化62)で示される。
モノエンドキャップポリ(アルキレングリコール)は、次の一般式(34)(化65)で示されるように、より複雑な化学的末端基を含むものとしてもよい。
Z´は末端繰り返し単位の骨格炭素及び酸素を含む一価のラジカルであり、その炭素数を2から100までとすることができる。以下の限定的でない例では、ポリ(エチレングリコール)(PEG)のモノエンド−誘導体を説明する。上で説明したように、PEGの一端の末端繰り返しユニットは、炭素数が1から20の一価の炭化水素基でキャップすることができる。このような例としては、モノメチルPEG(MPEG)があり、その場合Z´はMeOCH2CH2O−である。MeOCH2CH2O−の端のダッシュ記号は、ポリエーテル鎖への連結の点を示している。他の一つの例においては、Z´にはHSCH2CH2O−のようなチオール基、又は、MeSCH2CH2O−のようなチオエーテル基が含まれる。他の一つの例においては、PEGの一つの末端部分はアルデヒドであり、Z´はOCHCH2CH2O−とすることができる。アルデヒドを第1級アミンで処理するとイミンが生産され、その場合Z´はR9N=CHCH2CH2O−である。R9は、水素原子、炭素数が1から30のアルキル基、又は炭素数が6から100のアリール基の中から選択される一価のラジカルである。さらに、イミンはアミンへと減ずることができ、その場合Z´はR9NHCH2CH2CH2O−である。他の一つの例においては、PEGの繰り返し部分の一端は酸化させてカルボン酸とすることができ、その場合Z´はHOOCCH2O−である。公知の方法を用いることにより、カルボン酸をエステルに変換することができ、その場合Z´はR9OOCCH2O−となる。これに代えて、カルボン酸をアミドに変換することもでき、その場合Z´はR9NHOCCH2O−となる。その他にも多くの派生が可能である。特定の実施形態においては、Z´は特定の細胞型と相互作用する生物学的活性部分を含む基である。例えば、Z´基にはガラクトース部分が含まれるものとすることができ、当該ガラクトース部分は肝細胞を特定的に認識する。この例においては、Z´は次の化学式(c)(化66)で示される構造を有する。
ここで、L´は二価の結合基であり、炭素数が2から50である。L´の右側のハイフンは、ポリエーテル鎖への連結点を示している。Z´は、例えばマンノース部分のような、他の生物学的活性部分を含むものとすることもできる。
Claims (7)
- 鎖断片と、
第1のポリマー鎖と、を有する生分解性のポリマーであって、
i)前記鎖断片は第1の骨格へテロ原子を含み、当該第1の骨格へテロ原子は前記第1のポリマー鎖の第1の末端部に結合され、前記第1の骨格へテロ原子は、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から成る群の中から選択され、
ii)前記第1のポリマー鎖はヒドロキシ基、第1級アミン基、第2級アミン基、及びチオール基から成る群の中から選択される求核基を含む第2の末端部を有し、
iii)前記第1のポリマー鎖は第1の繰り返し単位を含み、
当該第1の繰り返し単位には、
a)カーボネート、ウレア、カルバメート、チオカルバメート、チオカーボネート、及びジチオカーボネートから成る群の中から選択される主鎖官能基と、
b)4面体骨格炭素と、が含まれ、
当該4面体骨格炭素は、ペンタフルオロフェニルエステル基を含む第1の側鎖に結合されており、
前記第1の繰り返し単位は、以下の化学式で示されるものであり、
各Y´は2価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(V´´)−から成る群の中から選択され、各V´´基は、1価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び、当該V´´基となり得る前述したアルキル基又はアリール基をペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)で置換したものから成る群の中から選択されるものであり、
各V´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び、当該V´基となり得る前述したアルキル基、アルケン基、アルキン基、アリール基、エステル基、アミド基、チオエステル基、ウレア基、カルバメート基、エーテル基、又はアルコキシ基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択されるものであり、
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択されるものであり、
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であり、mとnとが共に0である場合はなく、m+nは11以下の整数であるものとした、生分解性のポリマー。 - i)化学式(5)で示される前駆化合物、
ii)ビス(ペンタフルオロフェニル)カーボネート、並びに
iii)触媒
を含む第1の混合物を攪拌する過程を含み、
前記前駆化合物において、各X´はそれぞれ、OH、NHT´´、NH2、又はSHであり、
各T´はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシ基、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のエステル基、アミド基、炭素数が6から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又は、当該T´基となり得る前述したアルキル基、エステル基、アミド基、アリール基、若しくはアルコキシ基をカルボキシ基で置換したものであり、
各T´´はそれぞれ、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が6から20のアリール基、又は、当該T´´基となり得る前述したアルキル基若しくはアリール基をカルボキシ基で置換したものであり、
前記第1の混合物を攪拌することにより、ペンタフルオロフェニルエステルペンダント基を有する第1の環状カーボネート化合物を形成する、環状カルボニルモノマーの形成方法。 - 触媒、アルコール、アミン、及びチオールから成る群の中から選択される求核基を含む開始剤、任意の促進因子、任意の溶媒、並びにペンタフルオロフェニルエステル基を有する第1の環状カルボニル化合物を含む第1の混合液を形成する過程と、
前記第1の混合液を攪拌して、第1の環状カルボニル化合物の開環重合により第1のROPポリマーを形成する過程と、を含む方法であって、
前記第1の環状カルボニル化合物は、化学式(26)で示されるものであり、
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であり、mとnとが共に0である場合はなく、m+nは11以下の整数であり、
各Y´は2価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(V´´)−から成る群の中から選択され、各V´´基は、1価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び、当該V´´基となり得る前述したアルキル基又はアリール基をペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)で置換したものから成る群の中から選択され、
各V´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び、当該V´基となり得る前述したアルキル基、アルケン基、アルキン基、アリール基、エステル基、アミド基、チオエステル基、ウレア基、カルバメート基、エーテル基、又はアルコキシ基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択され、
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択されるものであり、
第1のポリマー鎖を含む前記第1のROPポリマーは前記開始剤に由来する鎖断片に結合し、
i)前記鎖断片は前記求核基に由来する第1の骨格へテロ原子を含み、当該第1の骨格へテロ原子は前記第1のポリマー鎖の第1の末端部に結合しており、前記第1の骨格へテロ原子は、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から成る群の中から選択され、
ii)前記第1のポリマー鎖は、ヒドロキシ基、第1級アミン基、第2級アミン基、及びチオール基から成る群から選択される求核基を有する第2の末端部を含み、
iii)前記第1のポリマー鎖は第1の繰り返し単位を含み、
当該第1の繰り返し単位は、
a)カーボネート、ウレア、カルバメート、チオカルバメート、チオカーボネート、及びジチオカーボネートから成る群の中から選択される主鎖官能基、並びに、
b)4面体骨格炭素を含み、当該4面体骨格炭素はペンタフルオロフェニルエステル基を有する第1の側鎖に結合され、
前記第1の繰り返し単位は、以下の化学式で示されるものであり、
各Y´は2価の基であり、それぞれ、−O−、−S−、−N(H)−、及び−N(V´´)−から成る群の中から選択され、各V´´基は、1価の基であり、それぞれ、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が6から30のアリール基、及び、当該V´´基となり得る前述したアルキル基又はアリール基をペンタフルオロフェニルエステル基(−CO2C6F5)で置換したものから成る群の中から選択されるものであり、
各V´基は1価の基であり、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、炭素数が1から30のエーテル基、炭素数が1から30のアルコキシ基、及び、当該V´基となり得る前述したアルキル基、アルケン基、アルキン基、アリール基、エステル基、アミド基、チオエステル基、ウレア基、カルバメート基、エーテル基、又はアルコキシ基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものから成る群の中から選択されるものであり、
L´は一重結合又は2価の結合基であり、炭素数が1から30のアルキル基、炭素数が1から30のアルケン基、炭素数が1から30のアルキン基、炭素数が6から30のアリール基、炭素数が1から30のエステル基、炭素数が1から30のアミド基、炭素数が1から30のチオエステル基、炭素数が1から30のウレア基、炭素数が1から30のカルバメート基、及び炭素数が1から30のエーテル基から成る群の中から選択されるものであり、
m及びnはそれぞれ0又は1から11までの整数であり、mとnとが共に0である場合はなく、m+nは11以下の整数であるものとした、
方法。 - 請求項10に記載の方法であって、前記第1の環状カルボニルモノマーは一般式(4)で表され、
この一般式(4)において、各YはそれぞれO、S、NH、又はNQ´´を表し、各Q´´基はそれぞれ炭素数が1から20のアルキル基又は炭素数が6から20のアリール基、又は、当該Q´´基となり得る前述したアルキル基若しくはアリール基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものを表し、
nは0から6までの整数であり、nが0の場合は、4及び6でラベルされた炭素原子は一重結合により互いに結合しており、
各Q´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のペンタフルオロフェニルエステル基以外のエステル基、炭素数が1から20のアミド基、炭素数が6から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又は、当該Q´基となり得る前述したアルキル基、エステル基、アミド基、アリール基、若しくはアルコキシ基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものであり、
Q´又はQ´´基の少なくとも一つにはペンタフルオロフェニルエステル基が含まれる、方法。 - 請求項10に記載の方法であって、前記第1の環状カルボニルモノマーは一般式(6)で表され、
この一般式(6)において、各Y´はそれぞれO、S、NH、又はNU´´を表し、各U´´基はそれぞれ炭素数が1から20のアルキル基又は炭素数が6から20のアリール基、又は、当該U´´基となり得る前述したアルキル基若しくはアリール基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものであり、
各U´基はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、ペンタフルオロフェニルエステル基、炭素数が1から20のアルキル基、炭素数が1から20のエステル基、炭素数が1から20のアミド基、炭素数が6から20のアリール基、炭素数が1から20のアルコキシ基、又は、当該U´基となり得る前述したアルキル基、エステル基、アミド基、アリール基、若しくはアルコキシ基をペンタフルオロフェニルエステル基で置換したものである、方法。
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