End Group Effects of Polymers on Thermosensitive Transition of the Polymer aqueous Solutions

Abstract

We are reporting that end group modification is a good way to design new thermosensitive polymers. In chapter 2, we are reporting that end-capping of the PA-PLX-PA by alkyl groups not only changes the sol-to-gel transition temperature but also induces changes in secondary structure and self-assembly pattern of the polymer in water. . In chapter 3, we are reporting a temperature-sensitive poly(ethylene gylcol) end-capped by pentafluorophenyl group, and the transition temperature could be modulated from 65 oC to 23 oC by a simple topological variation at a fixed composition. We compared the solution behaviour of monomethoxypoly(ethylene glycol)-pentafluorophenylurethane (mPEG-FP; CH₃O-(CH₂CH₂O)_(11.8)-CONH-C_(6)F_(5)) and pentafluorophenylurethane-poly(ethylene glycol)-pentafluorophenylurethane (FP-PEG-FP; C_(6)F_(5)-CONH-O(CH₂CH₂O)_(22.7)-CONH-C_(6)F_(5)).;자극 감응성 고분자는 온도, 자기장, pH, 이온 등의 화학적 요소 등에의해서 물리적 혹은 화학적인 변화를 보이는 고분자를 말한다. 이러한 자극에 의해서 자극 감응성 고분자는, 모양, 표면의 성질, 용해도, 분자의 조립, 졸-겔 전이 등과 같은 변화를 보인다. 그 중에서도 온도 민감성 고분자는 생체 재료로서 활발한 연구가 이루어져 왔다. 온도 민감성고분자는 하한임계용액 거동을 조절하거나 양친매성의 성질을 갖도록 친수성과 소수성의 미세한 균형을 맞추어 주어 미셸을 형성하게 하여 온도 감응성의 성질을 갖도록 고안할 수 있다. 본 연구에서는 말단기의 도입을 통하여 온도 민감성 고분자를 고안하여 그 응용이 가능하도록 하였다. 첫 번째 연구에서는 폴리(프로필렌 글리콜)-폴리(에틸렌 글리콜)-폴리(프로필렌 글리콜))에 폴리(알라닌)과 알킬기의 도입을 통하여 가역적 온도겔화와 폴리펩티드의 이차구조의 변화에 대한 연구를 보고하고자 한다. 원평광 이색성 분광(分光) 분석, 적외선 분광기를 통하여 알킬기의 도입이 폴리펩티드가 무작정 코일에서 β-병풍 구조로 변하는 것을 밝혀내었다. 또한 유량계를 통하여 알킬기의 도입이 가역적 온도 겔화의 성질을 보여주었다. 또한 13C-NMR 스펙트럼은 폴리(프로필렌 글리콜)-폴리(에틸렌 글리콜)-폴리(프로필렌 글리콜))의 블록이 수화되면서 겔화가 진행됨을 뒷받침해준다. 알킬기의 소수성이 증가할수록 소수성 상호작용에 의해 낮은 임계 겔 온도를 보일 뿐 아니라 폴리펩티드의 이차구조를 변화시킴으로써 겔의 높은 강도를 이끌어낸다. 알킬기의 도입이 외과적 수술 없이 약물 전달 저장고나 조직 공학 지지체 등의 생체 재료로서 유망하다는 것을 제시한다. 두 번째 연구에서는 폴리(에틸렌 글리콜)과 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메틸에테르의 말단에 펜타플루오로페닐 이소시아네이트를 도입시킴으로써 다른 하한임계용액 거동을 보이는 고분자에 대한 연구를 보고하고자 한다. 같은 구성과 조성을 가지는 고분자지만 그 위상에 따라서 다른 하한임계용액 거동을 보였다. 이러한 특성을 자외선-가시광선 분광계, 미세-시차주사 열량계 ¹H-NMR 스펙트럼 등을 통하여 폴리(에틸렌 글리콜)모노메틸에테르와 폴리(에틸렌글리콜)말단에 펜타플루오로페닐 이소시아네이트를 도입시킨 고분자는 각각 23 ℃ , 65℃에서 하한임계용액 거동을 보였다. 또한 입도분석기를 통하여 각각의 고분자의 크기도 연구하였다. 온도 민감성 고분자를 설계하는데 있어서 친수성과 소수성의 미세한 균형 뿐만 아니라 고분자의 위상을 조절하는 역시 중요한 요소라는 것을 본 연구를 통하여 제시한다.