Stereoisomeric Effect on Reverse Thermal Gelation of Poly(ethylene glycol)-Poly(lactide) Multiblock Copolymer

Abstract

고분자의 물리 화학적인 성질을 결정하는데 입체화학은 중요한 역할을 한다. 이소탁틱(isotactic)한 폴리아크릴릭산이 항바이러스의 성질을 가지는 반면에 아탁틱(atactic)한 폴리아크릴릭산은 그러한 성질이 없다. 폴리에틸렌글리콜과 폴리(L-락타이드)로 이루어진 수화젤이 폴리에틸렌글리콜과 폴리(DL-락타이드)으로 이루어진 수화젤보다 10배 증가한 젤 강도를 가지는데 이는 X-ray회절을 통해서 밝혀진 결정성 때문이라고 한다. 하지만, 폴리(L-락타이드)는 이소탁틱한 메틸기들을 가지고 있고, 폴리(DL-락타이드)는 아탁틱한 메틸기를 가진다. 여기서 소수성성질을 가지는 메틸기들이 응집성이 아탁틱 배열보다는 이소탁틱 배열이 더 강하다. 이것은 이소탁틱한 메틸기들이 물에서 더 협력적인 군집을 이루기 때문이다. 이번 연구에서는 젤 강도를 결정하는 입체이성질체 성질이 결정성인지 이소탁틱한 메틸기들의 더 높은 응집력인지 알아보기 위해 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산과 폴리에틸렌글리콜/L-폴리락틱산 온도민감성 고분자를 도입하여 실험하였다. 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산과 폴리에틸렌글리콜/L-폴리락틱산으로 이루어진 다중블록 공중합체는 둘 다 온도가 증가함에 따라 졸-젤 전이를 보였다. 이성질체 효과가 미치는 영향을 보기 위해서는 비슷한 블록 길이와 비슷한 분자량을 가지는 다중블록 공중합체를 선택하였다. 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산 다중블록 공중합체에 비해서 폴리에틸렌글리콜/L-폴리락틱산 다중블록 공중합체는 낮은 임계 젤 형성농도, 낮은 졸-젤 전이 온도와 더 넓은 젤 창을 보였다. 또한 폴리에틸렌글리콜/L-폴리락틱산 다중블록 공중합체는 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산 다중블록 공중합체에 비해 강도가 2배 증가하였다. X-ray회절 실험에서는 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산 다중블록 공중합체와 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산 다중블록 공중합체가 둘 다 비결정성을 나타냈다. 13C-NMR 분광, UV-VIS 분광과 원편광 이색성 분광분석 (Circular Dichroism, CD)을 통해 젤 특성의 차이는 DL-폴리락틱산의 더 활발한 동적 움직임과 L-폴리락틱산의 높은 군집 경향성이으로부터 비롯되었다는 것을 알 수 있었다. 다시 말해, 폴리에틸렌글리콜/DL-폴리락틱산과 폴리에틸렌글리콜/L-폴리락틱산으로 이루어진 다중블록 공중합체들이 보여주는 젤의 상변화의 차이는 L-폴리락틱산의 결정성 보다는 이소탁틱한 소수성의 메틸기들의 응집성에서 비롯되었다는 것이다.