(57)【要約】様々な実施形態において、本発明は、３Ｄ印刷用途のためのＰＰＦベースのコポリマー、ならびにその製造および使用のための方法に関する。これらのコポリマーは、印刷可能な粘度範囲の粘度を持ち、硬化波長での光透過率を可能にする。様々な実施形態において、無水マレイン酸の一部を無水コハク酸で置換し、次いで、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２触媒による開環共重合（ＲＯＣＯＰ）を介した無水マレイン酸および無水コハク酸と酸化プロピレンとの共重合によってポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを形成することにより、より低い粘度のコポリマーが得られる。これらのコポリマーは粘度が低いため、３Ｄ印刷樹脂を調製するために必要なフマル酸ジエチル（ＤＥＦ）があったとしても少なくて済む上に、無水コハク酸なしで調製したＰＰＦポリマーと同様に機械的特性を調整できる。【選択図】図１
2021530583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無水マレイン酸モノマーの１つまたは複数の異性化残基と、無水コハク酸モノマーの１つまたは複数の残基と、酸化プロピレンモノマーの１つまたは複数の残基と、を含むポリマー組成物。
【請求項２】
約１〜約３０モルパーセント、好ましくは約１〜約２０モルパーセント、より好ましくは約１〜約１０モルパーセントの無水コハク酸残基を含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項３】
約５０モルパーセントの酸化プロピレン残基を含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項４】
約５〜約１００、好ましくは約５〜約５０、より好ましくは約５〜約１０の重合度（ＤＰ）を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項５】
サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定された場合に、約０．５ｋＤａ〜約１００ｋＤａ、好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、より好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５ｋＤａの数平均分子量（Ｍｎ）を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項６】
約１〜約２、好ましくは約１〜約１．５、より好ましくは約１〜約１．２の質量分布（Ｄｍ）を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項７】
レオメーターで測定した場合に、約５００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約７０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約５０００Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項８】
３０重量パーセントのＤＥＦで希釈したときにレオメーターで測定した場合に、約１．５Ｐａ・ｓ〜約２．５Ｐａ・ｓ、好ましくは約１．７Ｐａ・ｓ〜約２．４Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１．８Ｐａ・ｓ〜約２．２Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項９】
紫外可視分光計によって測定された場合に、約３０５ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長で約０．００１〜約０．３、好ましくは約０．００１〜約０．２、より好ましくは約０．００１〜約０．１の吸光度を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項１０】
Ｒがアルキル、アルケン、アルキンまたは芳香族基であり、ｎが約０．５０〜約０．９９のモル分率であり、ｍが約０．０１〜約０．５０のモル分率である式：
【化６】
2021530583.tif 000040
を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項１１】
無水マレイン酸、無水コハク酸、および酸化プロピレンの前記異性化反応生成物を含む、３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１２】
約１〜約３０モルパーセント、好ましくは約１〜約２０モルパーセント、より好ましくは約１〜約１０モルパーセントの無水コハク酸残基を含む、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１３】
約５〜約１００、好ましくは約５〜約５０、より好ましくは約５〜約１０の重合度（ＤＰ）を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１４】
サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した場合に、約０．５ｋＤａ〜約１００ｋＤａ、好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、より好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５ｋＤａの数平均分子量（Ｍｎ）を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１５】
約１〜約２、好ましくは約１〜約１．５、より好ましくは約１〜約１．２の質量分布（Ｄｍ）を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１６】
レオメーターで測定した場合に、約５００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約７０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約５０００Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１７】
３０重量パーセントのＤＥＦで希釈したときにレオメーターで測定した場合に、約１．５Ｐａ・ｓ〜約２．５Ｐａ・ｓ、好ましくは約１．７Ｐａ・ｓ〜約２．４Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１．８Ｐａ・ｓ〜約２．２Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１８】
紫外可視分光計によって測定された場合に、約３０５ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長で約０．００１〜約０．３、好ましくは約０．００１〜約０．２、より好ましくは約０．００１〜約０．１の吸光度を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項１９】
Ｒがアルキル、アルケン、アルキンまたは芳香族基であり、ｎが約０．５０〜約０．９９のモル分率であり、ｍが約０．０１〜約０．５０のモル分率である式：
【化７】
2021530583.tif 000041
を有する、請求項１１に記載の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマー。
【請求項２０】
３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法であって、
Ａ）マグネシウム触媒の存在下で無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンおよび開始アルコールを反応させて、シス二重結合を含む無水マレイン酸残基を有するポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を形成するステップと、
Ｂ）ポリ（無水マレイン酸−無水ココハク酸−酸化コプロピレン）ポリマー中間体を反応させてポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを形成することにより、前記無水マレイン酸残基のシス二重結合を異性化するステップと、を含む、方法。
【請求項２１】
Ｃ）ステップ（Ｂ）の溶液を緩衝液で洗浄して残留アミンを除去するステップと、
Ｄ）ステップ（Ｃ）の生成物を乾燥させて、ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを回収するステップと、をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記開始アルコールが、ベンジルアルコール、プロパルギルアルコール、４−ヒドロキシブタン−２−オン、５−ノルボネン−２−オール、ブタノン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ターシャリーブチルアルコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記マグネシウム触媒がＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記反応させるステップ（ステップＡ）が、
ａ）開始アルコールとＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２とを適切な密閉反応容器に入れ、次いで酸化プロピレン、無水マレイン酸、無水コハク酸、および適切な溶媒を加えるステップと、
ｂ）実質的にすべての前記無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンが反応してポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を形成するまで、ステップ（ａ）の組み合わせを加熱するステップと、
ｃ）前記ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を、前記ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体の過剰の非溶媒に沈殿させるステップと、
ｄ）ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を乾燥させて、残っている溶媒を除去するステップと、を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記コーミングのステップ（ステップａ）における前記適切な溶媒が、トルエン、ヘキサン、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記組み合わせるステップ（ステップａ）における無水マレイン酸対無水コハク酸のモル比が、約１００：１〜約１：１、好ましくは約５０：１〜約１：１、より好ましくは約２：１〜約１：１である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記加熱するステップ（ステップｂ）が、ステップ（ａ）の組み合わせを、約４０℃〜約８０℃の温度に、約１時間〜約４８時間、または実質的にすべての無水マレイン酸、無水コハク酸、および酸化プロピレンモノマーが反応するまで加熱することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記沈殿させるステップ（ステップｃ）が、ステップ（ｂ）の生成物を過剰のジエチルエーテルと組み合わせて、前記ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を溶液から沈殿させることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記乾燥させるステップ（ステップｄ）が真空蒸発によって実行される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記異性化させるステップ（ステップＢ）が、
１．前記ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を適切な溶媒に溶解するステップと、
２．ステップ（１）の前記溶液にジエチルアミンを添加し、不活性雰囲気下で還流温度に加熱して、前記ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを生成するステップと、を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
ステップ（１）における前記ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体の前記適切な溶媒が、クロロホルム、ジクロロメタン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
ステップ（２）の前記溶液を、不活性雰囲気下で約１〜約４８時間、または実質的にすべてのポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体が異性化するまで、還流温度に加熱する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記洗浄するステップ（ステップＤ）における前記緩衝液がリン酸緩衝液である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記乾燥させるステップ（ステップＤ）が真空蒸発によって実行される、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２０１９年７月１３日に出願され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「３Ｄ印刷用途のためのポリ（プロピレンフマレート）ベースのコポリマー」と題する米国仮特許出願シリアル番号６２／６９７，６１３の利点を主張する。
【０００２】
（共同研究契約の当事者の名前）
本出願は、オハイオ州アクロンのアクロン大学とオハイオ州アクロンの３Ｄ  ＢｉｏＡｃｔｉｖｅｓ、ＬＬＣとの間の共同研究契約に従って行われた作業に由来する。
【０００３】
本発明の１つまたは複数の実施形態は、医療機器および用途で使用するための３Ｄ印刷可能および分解性ポリマーに関する。特定の実施形態において、本発明は、３Ｄ印刷可能な粘度範囲の粘度を有し、光化学的に硬化する波長で光の透過を可能にする医療機器または組織足場として使用するためのポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）ベースのポリマーおよびコポリマーに関する。
【背景技術】
【０００４】
３Ｄ印刷としても知られる積層造形は、患者や欠陥に固有のデバイスを正確に製造できるため、再生医療の新たなフロンティアを可能にした。特に、連続デジタル光処理（ｃＤＬＰ）光化学印刷は、１つのレイヤーのすべてのピクセルを同時に構築するため、構築時間は他の積層造形法よりもはるかに高速である。フォトポリマーに加えて、ナノ粒子やセラミックなどのフィラーを含むスラリー樹脂は、フォトステレオリソグラフィーによって処理できるため、ｃＤＬＰは応力負荷用途の有望な技術になる。
【０００５】
ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）は、生体内で分解した後にフマル酸とプロピレングリコールを形成する吸収性ポリエステルであり、これらは体から容易に排泄される。ＰＰＦは、ドラッグデリバリー、血管工学、神経移植、軟骨、骨組織の足場などの医療機器の用途で広く研究されている。ＰＰＦは、ポリマーのバックボーンに、光化学反応で重合後に架橋することができる不飽和二重結合を持っている。オリゴマーポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）は、ステレオリソグラフィープロセスを通じて３Ｄ印刷可能であり、ｃＤＬＰ（連続デジタル光処理）または液晶ディスプレイベースの印刷などのステレオリソグラフィー手法を使用した骨再生用途の医療機器および３Ｄ足場の構築に有望な材料であることがわかっている。
【０００６】
１９９４年に最初に導入されたとき、ＰＰＦはフマル酸ジエチルとプロピレングリコールを用いた段階的成長重合によって合成された。ただし、段階的成長重合の本質的な制限により、ＰＰＦの分子量をこれらの方法を使用して制御することは困難である。標的オリゴマー（重合度（ＤＰ）＜２０）は、比較的低い転化率、出発材料の汚染および広い分子量分布（Ｄｍ）をもたらした。より最近では、無水マレイン酸と酸化プロピレンの開環共重合（ＲＯＣＯＰ）によるＰＰＦの製造技術が報告されている。当初、これらの方法では、狭いＤｍのＰＰＦが生成されたが、酸化プロピレンの転化率と単独重合性が低く、体内で容易に分解されない副生成物が生成されていた。２０１１年頃までに、ＰＰＦの製造方法は、明確に定義されたＲＯＣＯＰ法が最初のステップでポリ（マレイン酸プロピレン）（ＰＰＭ）中間体を生成し、次に第２の反応でＰＰＭ中間体が異性化されてＰＰＦを生成する２ステッププロセスを使用した。これらの方法では、狭いＤｍで高い転化率のＰＰＦポリマーが生成されたが、コバルト触媒を使用したため、細胞適合性の懸念が生じた。最近では、ＰＰＦは、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を触媒として使用してＲＯＣＯＰを介して合成することに成功している。この方法は、高い転化率で狭いＤｍ及び高い末端基忠実度を有する、明確に定義された分子量ＰＰＦもたらした。
【０００７】
鎖長が長くなると溶解度が低下するため、ＰＰＦは分子量が４０００Ｄａを超えると固体になる。ＰＰＦの粘度は鎖長と直接相関しており、重合度（ＤＰ）の増加とともに増加する。４０℃での純粋なＰＰＦ（〜４００Ｄａ）の粘度は２４，０００ｃＰを超えており、２ｃＰ〜２００ｃＰのｃＤＬＰの理想的な粘度よりもはるかに高くなっている。一般に、ｃＤＬＰを使用して２００μｍの支柱と４００μｍの細孔を持つフィーチャを印刷するには、樹脂の粘度を５Ｐａ秒未満にする必要がある。その結果、低分子量（＜３０００Ｄａ）のオリゴマーのみがｃＤＬＰに適しており、ＰＰＦの粘度が高いため、ほとんどの３Ｄ印刷用途で純粋なポリマー形態を使用できない。
【０００８】
ｃＤＬＰを利用するために、３Ｄ印刷材料は、通常、感光性オリゴマー、希釈剤、および光開始剤で構成される低粘度樹脂として配合されている。ＰＰＦを使用する光化学ベースの３Ｄ印刷樹脂では、通常、フマル酸ジエチル（ＤＥＦ）または別の溶媒を希釈剤としてＰＰＦオリゴマーに添加して、粘度を下げ、架橋を促進する。歴史的に、ＰＰＦ樹脂は、印刷可能な粘度に達するには、反応性希釈剤として最大５０ｗｔ％のＤＥＦを含んでいた。ＤＥＦは溶媒として機能するだけでなく、二重結合を介して３Ｄ印刷反応に組み込まれ、使用量によっては、ＤＥＦが網状組織に組み込まれ、３Ｄ印刷された足場の機械的特性に影響を与える可能性がある。また、ＤＥＦは有毒で未反応である可能性があるため、医療機器や医療用途で使用する前に、硬化した足場から残留ＤＥＦを除去する必要がある。ＰＰＦの粘度を下げることにより、３Ｄ印刷可能樹脂を作るために必要なＤＥＦの量も減る。
【０００９】
ＰＰＦの粘度は重合度と密接に関係しているため、ＰＰＦの重合度と分散度を制御することが重要である。開環重合（ＲＯＰ）および開環共重合（ＲＯＲＯＰ）は、正確な分子量と狭い分子量分布を持つポリマーを合成するための適切な方法であることが知られている。ＲＯＰとＲＯＣＯＰには触媒が必要であり、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２は高い活性（分散度１．５未満で９５％以上の転化）を提供するため、優れた触媒であることがわかっている。しかし、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２触媒で重合されたＰＰＦは、３Ｄ印刷が行われる波長で高い吸光度を示す場合があり、３Ｄ印刷時間が長くなる可能性がある。これらのＰＰＦポリマーの高い吸光度は、製造時間の延長、製造量の制限、製造中の３Ｄ印刷の失敗の可能性の作成、より高い光源の必要性の作成、エネルギー消費の増加など、多くの問題を引き起こす可能性がある。さらに、３Ｄ印刷に使用される光の波長は、３Ｄ印刷機の製造元に依存するため、可能な波長範囲全体で吸光度が低いＰＰＦポリマーの製造が強く望まれている。
【００１０】
当技術分野で必要とされるのは、３Ｄ印刷で使用するための、印刷可能な粘度範囲の粘度および硬化波長での低い吸光度を有するＰＰＦポリマーである。
【発明の概要】
【００１１】
様々な実施形態において、本発明は、３Ｄ印刷可能な粘度範囲の粘度および硬化波長での低い吸光度値を有する３Ｄ印刷用途のためのＰＰＦベースのポリマーおよびコポリマー（および製造および使用のための方法）に関する。上記のように、ＰＰＦの粘度はその重合度と密接に関連しているため、ＰＰＦの重合度と分散度は注意深く制御される。本発明の様々な実施形態において、これは、無水マレイン酸の一部を無水コハク酸で置換することによってＰＰＦのより低い粘度を得、次いでＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２触媒によるＲＯＰおよびＲＯＣＯＰを使用した無水マレイン酸と無水コハク酸および酸化プロピレンの共重合によってＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマーを形成することによって達成される。さらに、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２触媒によるＲＯＰおよびＲＯＣＯＰ反応の反応種の添加順序を変更することにより、硬化波長での吸光度値が低いＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマーを製造できることがわかっている。本発明のコポリマーは、３Ｄ印刷適性を維持しながら、既知のＰＰＭおよびＰＰＦポリマーよりも低い粘度および低い吸光度を有する。さらに、本発明のＰＰＦベースのポリマーおよびコポリマーは粘度が低いため、３Ｄ印刷樹脂を調製するために必要なフマル酸ジエチル（ＤＥＦ）が少なくて済み、機械的特性は、無水コハク酸を含まないＲＯＰまたはＲＯＣＯＰによって調製されたＰＰＦポリマーと同じ方法で調整することができる。さらに、これらのＰＦＦベースのポリマーの３Ｄ印刷の硬化時間は、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を触媒として使用して無水コハク酸なしで調製されたＰＰＦと比較して短縮される。
【００１２】
第１の態様において、本発明は、無水マレイン酸モノマーの１つまたは複数の異性化残基と、無水コハク酸モノマーの１つまたは複数の残基と、酸化プロピレンモノマーの１つまたは複数の残基と、を含むポリマー組成物に関する。１つまたは複数の実施形態では、ポリマー組成物は、約１〜約３０モルパーセント、好ましくは約１〜約２０モルパーセント、より好ましくは約１〜約１０モルパーセントの無水コハク酸残基を含む。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、約５０モルパーセントの酸化プロピレン残基を含むであろう。
【００１３】
１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、約５〜約１００、好ましくは約５〜約５０、より好ましくは約５〜約１０の重合度（ＤＰ）である。１つまたは複数の実施形態において、本発明のポリマー組成物は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される場合、約０．５ｋＤａ〜約１００ｋＤａ好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、より好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５ｋＤａの数平均分子量（Ｍｎ）を有する本発明の第１の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、約１〜約２、好ましくは１〜約１．５、より好ましくは約１〜約１．２の質量分布（Ｄｍ）を有する本発明の第１の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００１４】
１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、レオメーターで測定した場合、約５００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約７０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約５０００Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、本発明の第１の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、３０重量パーセントのＤＥＦで希釈されたときにレオメーターによって測定される場合、約１．５Ｐａ・ｓ〜約２．５Ｐａ・ｓ、好ましくは約１．７Ｐａ・ｓ〜約２．４Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１．８Ｐａ・ｓ〜約２．２Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、本発明の第１の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、紫外可視分光計で測定した場合、約３０５ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長で約０．００１〜約０．３、好ましくは約０．００１〜約０．２、より好ましくは約０．００１〜約０．１の吸光度を有する、本発明の第１の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００１５】
１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、式
【化１】
2021530583.tif 000003
を有する本発明の第１の態様の上記で参照した実施形態のいずれか１つまたは複数を含み、Ｒはアルキル、アルケン、アルキンまたは芳香族基であり、ｎは約０．５０〜約０．９９のモル分率であり、ｍは約０．０１〜約０．５０のモル分率である。
【００１６】
第２の態様では、本発明は、無水マレイン酸、無水コハク酸、および酸化プロピレンの異性化反応生成物を含む３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーに関する。１つまたは複数の実施形態では、３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、約１〜約３０モルパーセント、好ましくは約１〜約２０モルパーセント、より好ましくは約１〜約１０モルパーセントの無水コハク酸残基を含む。いくつかの実施形態では、３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、約５０モルパーセントの酸化プロピレン残基を含む。
【００１７】
１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、約５〜約１００、好ましくは約５〜約５０、より好ましくは約５〜約１０の重合度（ＤＰ）を有する本発明の第２の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態において、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される場合、約０．５ｋＤａ〜約１００ｋＤａ好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、より好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５ｋＤａの数平均分子量（Ｍｎ）を有する本発明の第２の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、約１〜約２、好ましくは約１〜約１．５、より好ましくは約１〜約１．２の質量分布（Ｄｍ）を有する本発明の第２の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００１８】
１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、レオメーターで測定した場合、約５００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約７０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１０００Ｐａ・ｓ〜約５０００Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、本発明の第２の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、３０重量パーセントのＤＥＦで希釈されたときにレオメーターによって測定される場合、約１．５Ｐａ・ｓ〜約２．５Ｐａ・ｓ、好ましくは約１．７Ｐａ・ｓ〜約２．４Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１．８Ｐａ・ｓ〜約２．２Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する、本発明の第２の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、紫外可視分光計で測定した場合、約３０５ｎｍ〜約４０５ｎｍの波長で約０．００１〜約０．３、好ましくは約０．００１〜約０．２、より好ましくは約０．００１〜約０．１の吸光度を有する、本発明の第２の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００１９】
１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーは、式
【化２】
2021530583.tif 000004
を有する本発明の第１の態様の上記で参照した実施形態のいずれか１つまたは複数を含み、Ｒはアルキル、アルケン、アルキンまたは芳香族基であり、ｎは約０．５０〜約０．９９のモル分率であり、ｍは約０．０１〜約０．５０のモル分率である。
【００２０】
第３の態様では、本発明は、３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法であって、マグネシウム触媒の存在下で無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンおよび開始アルコールを反応させて、シス二重結合を含む無水マレイン酸残基を有するポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を形成するステップと、ポリ（無水マレイン酸−無水ココハク酸−酸化コプロピレン）ポリマー中間体を反応させてポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを形成することにより、無水マレイン酸残基のシス二重結合を異性化するステップと、を含む、方法を対象としている。これらの実施形態の１つまたは複数において、この方法は、溶液を緩衝液で洗浄して残留アミンを除去し、生成物を乾燥させてポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを回収することをさらに含む。
【００２１】
１つまたは複数の実施形態において、開始アルコールは、ベンジルアルコール、プロパルギルアルコール、４−ヒドロキシブタン−２−オン、５−ノルボネン−２−オール、ブタノン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ターシャリーブチルアルコール、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。様々な実施形態において、マグネシウム触媒は、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２である。
【００２２】
１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含み、反応させるステップは、開始アルコールとＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２とを適切な密閉反応容器に入れ、次いで酸化プロピレン、無水マレイン酸、無水コハク酸、および適切な溶媒を加えるステップと、実質的にすべての無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンが反応してポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸）コポリマー中間体を形成するまで、上記組み合わせを加熱するステップと、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体の過剰の非溶媒に沈殿させるステップと、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸）コポリマー中間体を乾燥させて、残っている溶媒を除去するステップと、を含む。１つまたは複数の実施形態では、コーミングのステップにおける適切な溶媒は、トルエン、ヘキサン、およびそれらの組み合わせから選択される。
【００２３】
１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、組み合わせる段階では、無水マレイン酸対無水コハク酸のモル比が約１００：１〜約１：１、好ましくは約５０：１〜約１：１、より好ましくは約２：１〜約１：１である本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、加熱のステップが、組み合わせを、約４０℃〜約８０℃の温度に、約１時間〜約４８時間、または実質的にすべての無水マレイン酸、無水コハク酸、および酸化プロピレンモノマーが反応するまで加熱することを含む本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００２４】
１つまたは複数の実施形態において、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造するための方法は、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含み、沈殿のステップは、生成物を過剰のジエチルエーテルと組み合わせて、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を溶液から沈殿させることを含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、乾燥のステップが真空蒸発によって行われる、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００２５】
１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、異性化のステップが、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を適切な溶媒に溶解するステップと、溶液にジエチルアミンを添加し、不活性雰囲気下で還流温度に加熱して、ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを生成するステップと、を含む、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態において、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造するための方法は、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体の適切な溶媒が、クロロホルム、ジクロロメタン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、溶液を、不活性雰囲気下で約１〜約４８時間、または実質的にすべてのポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体が異性化するまで、還流温度に加熱する、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００２６】
１つまたは複数の実施形態において、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを作製するための方法は、洗浄のステップにおける緩衝液がリン酸緩衝液である、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。１つまたは複数の実施形態では、本発明の３Ｄ印刷可能樹脂で使用するためのポリマーを製造する方法は、乾燥のステップが真空蒸発によって行われる、本発明の第３の態様の上記参照実施形態のいずれか１つまたは複数を含む。
【００２７】
本発明の特徴および利点をより完全に理解するために、本発明の詳細な説明を、以下の添付の図とともに参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】反応性種に対して異なる添加順序で作製されたポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを示す画像および関連する説明である。
【００２９】
【図２Ａ】１０ｍｏｌ％のコハク酸塩とプロパルギルアルコール（３００ＭＨｚ、３０３Ｋ、ＣＨＣｌ３）で開始された１０の重合度（ＤＰ）を含むポリ（マレイン酸プロピレン−コ−コハク酸プロピレン）の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【図２Ｂ】異性化に従って、対応するポリ（コ−プロピレンコハクｆｕｍａｒａｔｅ−プロピレン）の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【図２Ｃ】ポリ（マレイン酸プロピレン−コ−プロピレンスクシナート）の拡散秩序分光法（ＤＯＳＹ）ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、３０３Ｋ、ＣＨＣｌ３）スペクトルは、ホモポリマー汚染のない単一の拡散種を示す。
【００３０】
【図３】約１７００Ｄａが両者１５６Ｄａの観察された質量を約１４５０Ｄａから面積を大きくインサートを有するポリマー中間体シス−コポリマー用のＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ  ＭＳスペクトル（ポリ（マレイン酸プロピレン−コ−コハク酸プロピレン）の表示されており、主要な繰り返し単位がマレイン酸プロピレンであり、最初のモノアイソトピック質量から２Ｄａであることが明らかになった隣接するピークであり、コハク酸プロピレン単位に対応する繰り返し単位１５８Ｄａがポリマー鎖に存在することを示している。
【００３１】
【図４】１０モル％のコハク酸塩を含むＤＰ１０のプロパルギルアルコール開始ポリ（マレイン酸プロピレン−コハク酸コプロピレン）のマトリックス支援レーザー脱離／イオン化飛行時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ  ＭＳ）プロットである。
【００３２】
【図５Ａ】無水マレイン酸、無水コハク酸、および酸化プロピレンの共重合の速度論的プロットであり、トルエン中で８０℃で［ＭＡｎ］０：［ＳＡｎ］０：［ＰＯ］０：［ＰＡ］０：［Ｃａｔ］０＝８０：２０：１００：１０：１、総モノマー濃度＝７Ｍと同じ共重合モノマー転化率を増加させるオーバー数平均分子量の変化を示すグラフ（Ｍｎ）である。
【図５Ｂ】ポリ（スチレン）標準に対してＳＥＣによって決定された同じ共重合モノマー転化率を増加させるオーバー数平均分子量の変化を示すＤＭである。
【００３３】
【図６】ＤＰ１０  ２０％コポリマーの定量的１３Ｃ  ＮＭＲである。
【００３４】
【図７】トランスコポリマーのＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ  ＭＳである。
【００３５】
【図８Ａ】コハク酸塩（四角）を含まず、それぞれ約１０（円）および２０モル（ひし形）パーセントのコハク酸塩を取り込んだ、１０（白抜きの記号）および２０（黒塗りの記号）の繰り返し単位の重合度を有するポリ（プロピレンフマレート）樹脂（５０ｗｔ％ＤＥＦ）の複素粘度データを示すプロットである。
【図８Ｂ】２５℃で異なるポリマー／ＤＥＦ重量比を有する非架橋樹脂配合物の粘度を示すプロットである。
【００３６】
【図９】異なる温度でのコハク酸塩（四角）および２０モル（ダイヤモンド）パーセントのコハク酸塩を含まないポリ（プロピレンフマレート）樹脂の８０ｗｔ％および１００ｗｔ％の複素粘度データを示すグラフである。
【００３７】
【図１０Ａ】ＤＰ１０の５０ｗｔ％、６０ｗｔ％および７０ｗｔ％のコポリマー樹脂、２０％コポリマーを有する３Ｄ印刷引張棒の応力／ひずみ曲線を示すグラフである。
【図１０Ｂ】重合度が１０の１０モル％（白抜きの記号）および２０モル％（黒塗りの記号）のコハク酸コポリマー用の５０ｗｔ％、６０ｗｔ％、および７０ｗｔ％のコポリマー樹脂を含む３Ｄ印刷引張棒の引張特性測定を示すプロットである。
【００３８】
【図１１】印刷樹脂中に５０ｗｔ％、６０ｗｔ％および７０ｗｔ％のコポリマーを含む１０モル％および２０モル％のコハク酸コポリマーについての３Ｄ印刷引張棒の膨潤試験結果を示すグラフである。
【００３９】
【図１２】ＤＰ１０ＰＰＭの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４０】
【図１３】ＤＰ２０ＰＰＭの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４１】
【図１４】ＤＰ２０、５モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４２】
【図１５】ＤＰ２０、１０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４３】
【図１６】ＤＰ２０、２０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４４】
【図１７】ＤＰ２０、３０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４５】
【図１８】ＤＰ２０、５０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４６】
【図１９】ＤＰ２０、１００モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４７】
【図２０】ＤＰ１０、１０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４８】
【図２１】ＤＰ１０、２０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００４９】
【図２２】ＤＰ１０、ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５０】
【図２３】ＤＰ２０、ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５１】
【図２４】異性化後のＤＰ１０および１０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５２】
【図２５】異性化後のＤＰ１０および２０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５３】
【図２６】ＤＰ１０、２０％無水コハク酸フィードコポリマー用のＳＥＣクロマトグラフである。
【００５４】
【図２７】異性化後のＤＰ２０および１０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５５】
【図２８】異性化後のＤＰ２０および２０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５６】
【図２９】周波数掃引モードの直径２５ｍｍのＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して、５０％溶液（重量）ＤＥＦ溶液中のＤＰ１０およびＤＰ２０ならびに０、１０または２０モル％コハク酸塩単位を有する異性化コポリマーについて得られた複素粘度データを示すグラフである。
【００５７】
【図３０】本発明の様々な実施形態による、異なる濃度の異性化コポリマーを含むＤＥＦ溶液の粘度データを示すグラフである。
【００５８】
【図３１】異性化後のＤＰ１３および１１モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００５９】
【図３２】異性化後のＤＰ１９および９モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルである。
【００６０】
【図３３Ａ】図３３Ａから図３３Ｄは、［ＭＡｎ］０：［ＰＯ］０：［ＰｒＯＨ］０：［Ｃａｔ．］０＝２０：２０：１：０．２を使用して、トルエン中８０℃で実施した無水マレイン酸と酸化プロピレンの共重合の速度論的プロットであり、反応種の添加の２つの異なる添加順序を伴う７Ｍの総初期モノマー濃度。図３３Ａは、時間とともにｌｎ（［Ｍ０］／［Ｍｔ］）の変化を示すグラフである（三角形：触媒＋マンおよび円：触媒＋アルコール）。
【図３３Ｂ】時間とともに転化の進展を示すグラフである（三角形：触媒＋人および円：触媒＋アルコール）。
【図３３Ｃ】Ｃａｔａｒｔ＋Ｍａｎシステムの転化に伴うモル質量および分散度の変化を示すグラフである。
【図３３Ｄ】触媒＋アルコール系の転化に伴うモル質量および分散度の変化を示すグラフである。計算はＣＤＣｌ３中の１Ｈ  ＮＭＲに基づき、分散値はＤＭＦ（ポリスチレンキャリブレーション）のＳＥＣによって決定される。
【００６１】
【図３４Ａ】反応種、すなわち、開始アルコールの前に無水マレイン酸が添加される暗色のＰＰＦに対して２つの異なる添加順序で使用して作製されたＰＰＦ：ＤＥＦ樹脂の角周波数による複素粘度の変化を示すグラフである。
【図３４Ｂ】無水マレイン酸および／または無水コハク酸の前に開始アルコールが添加される軽質ＰＰＦである。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
様々な実施形態において、本発明は、３Ｄ印刷用途のためのＰＰＦベースのコポリマー、ならびにその製造および使用のための方法に関する。これらのコポリマーは、印刷可能な粘度範囲の粘度を持ち、硬化波長での光透過率を可能にする。粘度はモノマーの重合度と化学量論に密接に関連しているため、ＰＰＦまたはＰＰＦベースのコポリマーの重合度と分子量分布を注意深く制御する必要がある。本発明の様々な実施形態において、無水マレイン酸の一部を無水コハク酸で置換し、次いで、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２触媒による開環共重合（ＲＯＣＯＰ）を介した無水マレイン酸および無水コハク酸と酸化プロピレンとの共重合によってポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを形成することにより、より低い粘度のＰＰＦが得られる。理論に縛られることを望まないが、無水コハク酸の添加は、化学量論または鎖構造を変更することによってポリマーの鎖−鎖相互作用を変えるので、ＰＰＦの粘度を低下させると考えられている。さらに、これらのＰＰＦベースのコポリマーは粘度が低いため、３Ｄ印刷樹脂を調製するために必要なフマル酸ジエチル（ＤＥＦ）が少なくて済むが、機械的特性は無水コハク酸なしで調製したＰＰＦポリマーと同じ方法で調整できる。
【００６３】
さらに、上記のように、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２触媒ＲＯＰおよびＲＯＣＯＰ反応の反応種の添加順序を変更することにより、硬化波長での吸光度値が低いＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマーを製造できる。アルコールを開始する前に無水マレイン酸および／または無水コハク酸を添加すると、比較的高い吸光度（一般に０．５より大きい）を有するポリマーが生成されることが見出された。ただし、無水マレイン酸と無水コハク酸の前に開始アルコールを添加すると、硬化波長での吸光度がはるかに低い（通常、０．３未満）ＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマーが生成される場合がある。さらに、これらのＰＦＦベースのポリマーの３Ｄ印刷の硬化時間は、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を触媒として使用して無水コハク酸なしで調製されたＰＰＦと比較して短縮される。
【００６４】
以下の用語は、特に明記されていない限り、以下に記載されている意味を持つ場合がある。本明細書で使用される場合、「含む」「含む」などの用語は、特許請求の範囲に記載されたものに加えて、さらなる要素またはステップの存在を排除するものではない。同様に、要素または特徴の前の「ａ」、「ａｎ」または「ｔｈｅ」という用語は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、これらの要素または特徴の複数の存在を排除するものではない。
【００６５】
本明細書で使用されるように、具体的に述べられていないか、文脈から明らかでない限り、「約」という用語は、当技術分野における通常の許容範囲内、例えば平均の２標準偏差内であると理解される。「約」は、記載された値の１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、または０．０１％以内と理解できる。文脈から別段の明確でない限り、本明細書および特許請求の範囲で本明細書に提供されるすべての数値は、「約」という用語によって変更することができる。
【００６６】
本明細書で提供される範囲は、範囲内のすべての値の省略形であり、さらに、本明細書で提示される個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成できることも理解されたい。例えば、１〜５０の範囲は、任意の数、数の組み合わせ、または１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、または５０からなる群からの部分範囲を含むと理解される。
【００６７】
第１の態様では、本発明は、ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを含むＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマー組成物に関する。１つまたは複数の実施形態では、本発明のＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマー組成物は、異性化残基、無水マレイン酸モノマー、無水コハク酸モノマーの残基、および酸化プロピレンの残基を含む。本明細書で使用される場合、「残基」という用語は、一般に、ポリマーまたは他の大きな分子に組み込まれたモノマーまたは他の化学単位の部分を指すために使用される。以下のように、「無水コハク酸モノマーの残基」、「無水コハク酸の残基」および「無水コハク酸コハク酸残基」という用語はすべて、本明細書では、無水コハク酸モノマーの部分および「酸化プロピレンモノマー」、「酸化プロピレンの残基」および「酸化プロピレン残基」はすべて、ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーに組み込まれた酸化プロピレンモノマーの部分を指すために本明細書で使用される。同様に、「無水マレイン酸モノマーの異性化残基」、「無水マレイン酸モノマーの異性化残基」、「無水マレイン酸の異性化残基」、「無水マレイン酸の異性化残基」、および「無水マレイン酸異性化残基」という用語本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーに組み込まれた無水マレイン酸モノマーの残基を指すために交換可能に使用され、その後、二重結合は、シス（マレイン酸塩）配置から以下に記載されるように、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体からのポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーの形成中のトランス（フマル酸塩）配置。
【００６８】
明らかなように、無水コハク酸分子は無水マレイン酸に非常に似ているが、光重合可能な二重結合を欠いている。無水コハク酸は、無水マレイン酸とほとんど同じ方法で酸化プロピレンと重合するが、無水マレイン酸で作られた同等のポリマーよりも低い粘度と吸収を有するコポリマーを生成することが見出された。ただし、無水コハク酸モノマーの主鎖に二重結合がないため、架橋されておらず、異性化も必要ない。
【００６９】
しかしながら、ＲＯＣＯＰによるＰＰＦの合成に使用される無水マレイン酸の一部を無水コハク酸で置き換えることにより、純粋なＰＰＦの優れた機械的特性を維持しながら、粘度と吸着を低減することを含むＰＰＦベースのポリマー（ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩））を製造することが可能であることが見出された。これらの実施形態のいくつかにおいて、本発明のコポリマー組成物は、約１〜約３０モルパーセント、好ましくは約１〜約２０モルパーセント、より好ましくは約１〜約１０モルパーセントの無水コハク酸残基を含む。いくつかの実施形態では、本発明のコポリマー組成物は、約１〜約２５モルパーセント、他の実施形態では約１〜約１５モルパーセント、他の実施形態では約１〜約５モルパーセント、その他では実施形態、約５〜約３０モルパーセント、他の実施形態では、約１０〜約３０モルパーセント、他の実施形態では、約１５〜約３０モルパーセント、他の実施形態では、約２０〜約３０モルパーセント、他の実施形態では、約２５〜約３０モルパーセントを含むであろう。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。明らかなように、酸化プロピレン残基は、これらのコポリマーの約５０モルパーセントを構成し、残りは、無水マレイン酸の異性化残基および開始アルコールの残基である。
【００７０】
上記のように、ＰＰＦの重合度および分散度は、所望の粘度を有するポリマーを得るために注意深く制御されなければならない。１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、約５〜約１００、好ましくは約５〜約５０、より好ましくは約５〜約１０の重合度（ＤＰ）を有するであろう。いくつかの実施形態では、本発明のポリマー組成物は、約１〜約２００、他の実施形態では約１〜約１００、他の実施形態では約１〜約７５の重合度（ＤＰ）を有するであろう。他の実施形態では、約１〜約５０、他の実施形態では、約１〜約２５、および他の実施形態では、約１〜約１０である。いくつかの実施形態では、本発明のポリマー組成物は、約５〜約２００、他の実施形態では約１０〜約２００、他の実施形態では約２０〜約２００の重合度（ＤＰ）を有するであろう。他の実施形態では、約５０〜約２００、他の実施形態では、約１００〜約２００、および他の実施形態では、約１５０〜約２００である。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００７１】
１つまたは複数の実施形態において、本発明のポリマー組成物は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）またはＭＡＬＤＩ質量分析またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した場合、約０．５ｋＤａ〜約１００ｋＤａ、好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、より好ましくは約０．５ｋＤａ〜約５ｋＤａの数平均分子重量（Ｍｎ）を有するであろう。いくつかの実施形態では、本発明のポリマー組成物は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）またはＭＡＬＤＩ質量分析またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される場合、約１ｋＤａ〜約１００ｋＤａ、他の実施形態では約１ｋＤａ〜約７５ｋＤａ、他の実施形態では約１ｋＤａ〜約５０ｋＤａ、他の実施形態では、約１ｋＤａ〜約２５ｋＤａ、他の実施形態では、約１ｋＤａ〜約１５ｋＤａ、他の実施形態では、約１０ｋＤａ〜約１００ｋＤａ、他の実施形態では、約４０ｋＤａ〜約１００ｋＤａ、および他の実施形態では、約６０ｋＤａ〜約１００ｋＤａの数平均分子量（Ｍｎ）を有する。いくつかの実施形態において、本発明のポリマー組成物は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）、ＭＡＬＤＩ質量分析またはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定された場合、約０．５ｋＤａ〜約１０ｋＤａの数平均分子量（Ｍｎ）を有するであろう。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００７２】
これらの実施形態の１つまたは複数において、本発明のポリマー組成物は、約１〜約２、好ましくは約１〜約１．５、より好ましくは約１〜約１．２の質量分布（Ｄｍ）を有するであろう。いくつかの実施形態では、本発明のポリマー組成物は、約１〜約２、他の実施形態では約１．０〜約１．８、他の実施形態では約１．０〜約１．６、他の実施形態では、約１．０〜約１．４、他の実施形態では、約１．０〜約１．２、他の実施形態では、約１．１〜約２．０、他の実施形態では、約１．３〜約２．０、他の実施形態では、約１．５〜約２．０、他の実施形態では、約１．７〜約２．０、他の実施形態では、約１．９〜約２．０の質量分布（Ｄｍ）を有するであろう。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００７３】
１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、レオメーターで測定した場合、約５００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、好ましくは約１，０００Ｐａ・ｓ〜約７，０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１，０００Ｐａ・ｓ〜約５，０００Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有するであろう。いくつかの実施形態では、本発明のポリマー組成物は、レオメーターで測定した場合、約５００Ｐａ・ｓ〜約９，０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約５００Ｐａ・ｓ〜約７０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約５００Ｐａ・ｓ〜約５０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約５００Ｐａ・ｓ〜約３０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約１０００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約３０００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約６０００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約８０００Ｐａ・ｓ〜約１０，０００Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する。
【００７４】
１つまたは複数の実施形態では、５０重量％ＤＥＦ溶液中の本発明のポリマー組成物は、レオメーターで測定した場合、約０．１Ｐａ・ｓ〜約１．２Ｐａ・ｓ、好ましくは約０．１Ｐａ・ｓ〜約１．０Ｐａ・ｓより好ましくは約０．１Ｐａ・ｓ〜約０．５Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有するであろう。いくつかの実施形態では、５０重量％ＤＥＦ溶液中の本発明のポリマー組成物は、レオメーターで測定した場合、約０．２Ｐａ・ｓ〜約１．２Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．４Ｐａ・ｓ〜約１．２Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．６Ｐａ・ｓ〜約２．０Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．８Ｐａ・ｓ〜約２．０Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約１．０Ｐａ・ｓ約２．０Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．１Ｐａ・ｓ〜約１．１Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．１Ｐａ・ｓ〜約０．９Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．１Ｐａ・ｓ〜約０．７Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．１Ｐａ・ｓ〜約０．５Ｐａ・ｓ、他の実施形態では、約０．１Ｐａ・ｓ〜約０．３Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有するであろう。１つまたは複数の実施形態において、７０重量％ポリマー／３０重量％ＤＥＦ溶液中の本発明のポリマー組成物は、レオメーターで測定した場合、約１．５Ｐａ・ｓ〜約２．５Ｐａ・ｓ、好ましくは約１．８Ｐａ・ｓ〜約２．４Ｐａ・ｓ、より好ましくは約１．９Ｐａ・ｓ〜約２．２Ｐａ・ｓのゼロシアー粘度を有する。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００７５】
さらに、上記のように、本発明のポリマー組成物への無水コハク酸残基の添加は、３Ｄ印刷に使用される波長でのそれらの吸光度を低下させる。当業者には明らかであるように、吸光度は、以下の式を使用して、測定された透過率に基づいて計算される。
Ａ＝−ｌｏｇ（％Ｔ／１００％）（式１）
ここで、透過率（Ｔ）はサンプルを通過する光の比率であり、吸光度（Ａ）は参照標準に対する透過されない（つまり吸収される）光の量である。光開始剤によってラジカルが生成される波長での高い吸光度は、架橋に利用可能なラジカルの数を減らし、その結果、ポリマーが架橋またはうまく印刷されない。
【００７６】
様々な実施形態において、本発明のポリマー組成物は、紫外可視分光計で測定すると、約３０５ｎｍ〜約４０５ｎｍの３Ｄ印刷可能波長において、約０．００１〜約０．３、好ましくは約０．００１〜約０．２、より好ましくは約０．００１〜約０．１の吸光度を有し得る。いくつかの実施形態では、本発明のポリマー組成物は、紫外可視分光計によって測定される場合、約３０５ｎｍ〜約４０５ｎｍの３Ｄ印刷可能波長で、約０．００３〜約０．３、他の実施形態では約０．０５〜約０．３、他の実施形態では約０．１〜約０．３、他の実施形態では、約０．１５〜約０．３、他の実施形態では、約０．２〜約０．３、他の実施形態では、約０．００１〜約０．２５、他の実施形態では、約０．００１〜約０．２他の実施形態では、約０．００１〜約０．１、他の実施形態では、約０．００１〜約０．０１である吸収を有し得る。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００７７】
１つまたは複数の実施形態では、本発明のポリマー組成物は、以下の式
【化３】
2021530583.tif 000005
を有する本発明の第１の態様の上記で参照した実施形態のいずれか１つまたは複数を含み、Ｒはアルキル、アルケン、アルキンまたは芳香族基であり、ｎは約０．５０〜約０．９９のモル分率であり、ｍは約０．０１〜約０．５０のモル分率である。いくつかの実施形態では、ｎは、約０．５０〜約０．９５、他の実施形態では、約０．５０〜約０．８５、他の実施形態では、約０．５０〜約０．７５、他の実施形態では、約０．５０〜約０．６５、他の実施形態では、約０．５０〜約０．５５、他の実施形態では、約０．６０〜約０．９９、他の実施形態では、約０．７０〜約０．９９、他の実施形態では、約０．８０〜約０．９９、他の実施形態では、約０．９０〜約０．９９、および他の実施形態では、約０．９５〜約０．９９のモル分率であり得る。いくつかの実施形態では、ｍは、約０．０１〜約０．５０、他の実施形態では約０．０１〜約０．４０、他の実施形態では約０．０１〜約０．３０、他の実施形態では約０．０１〜約０．２０、他の実施形態では、約０．０１〜約０．１０、他の実施形態では、約０．０１〜約０．０５、他の実施形態では、約０．０５〜約０．５０、他の実施形態では、約０．１０〜約０．５０、他の実施形態では、約０．１５〜約０．５０、他の実施形態では、約０．２５〜約０．５０、他の実施形態では、約０．３５〜約０．５０、および他の実施形態では、約０．４５〜約０．５０のモル分率であり得る。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
１つまたは複数の実施形態において、Ｒは、アルキン基、プロパルギル基、アリル基、アルケン基、４−ジベンゾシクロオクチン基、シクロオクチン基、ケトン基、アルデヒド基、第三級ハロゲン基、またはそれらの組み合わせからなる基から選択される官能基であり得る。
【００７８】
第２の態様では、本発明は、無水マレイン酸、無水コハク酸、酸化プロピレン、および開始アルコールをマグネシウムまたは他の有機金属触媒の存在下で反応させて、シス二重結合を含む無水マレイン酸残基を有するポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）ポリマー中間体を形成し、次いでポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸）コポリマーを形成するためにポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸）ポリマー中間体を反応させることによりシス二重結合を異性化して、上記のＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマー組成物を製造する方法に関する。
【００７９】
開始アルコールは、利用可能なヒドロキシル官能基を有し、マグネシウム触媒の存在下で無水マレイン酸モノマー、無水コハク酸モノマーおよびポリ酸化プロピレンモノマーの開環共重合を開始することができるという条件で、特に限定されない。適切な開始アルコールには、ベンジルアルコール、プロパルギルアルコール、４−ヒドロキシブタン−２−オン、５−ノルボネン−２−オール、ブタノン、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ターシャリーブチルアルコール、またはそれらの組み合わせが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、開始アルコールは第一級アルコールである。１つまたは複数の実施形態において、開始アルコールは、生物活性化合物または他の有用な部分の添加を可能にするための官能基を含み得る。適切な官能基には、アルキン基、プロパルギル基、アリル基、アルケン基、４−ジベンゾシクロオクチン基、シクロオクチン基、ケトン基、アルデヒド基、第三級ハロゲン基、またはそれらの組み合わせが含まれ得るが、これらに限定されない。本明細書で使用される場合、「生物活性分子」および「生物活性材料」という用語は、細胞機能に影響を与える物質を指すために交換可能に使用され、ペプチド、炭水化物、タンパク質、オリゴヌクレオチドおよび小分子薬物を含むがこれらに限定されない。「他の有用な部分」という用語は、蛍光および他のマーカー、小分子色素、および／またはハロゲン化物原子などの、追加の利益を提供する生物活性材料以外の物質を指す。これらの実施形態のいくつかにおいて、開始アルコールは、これらに限定されないが、プロパルギルアルコール、アリルアルコール、４−ジベンゾシクロオクチノール、４−ヒドロキシブタン−２−オン、３−ヒドロキシプロパン−２−オン、５−ヒドロキシペンタン−２−オン、６であり得る−ヒドロキシヘキサン−２−オン、７−ヒドロキシヘプタン−２−オン、８−ヒドロキシオクタン−２−オン、５−ノルボルネン−２−オール、α−ブロモイソブチリル４−メタノールベンジルメタノエート、またはそれらの組み合わせ。様々な実施形態において、マグネシウム触媒は、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２またはＭｇＥｔ２であり得るが、好ましくは、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２である。
【００８０】
これらの実施形態のうちの１つまたは複数において、無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンは、適切な密閉反応容器内で、開始アルコール、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２、および適切な溶媒と組み合わされる。当業者は、過度の実験なしに、適切な反応容器を選択、構成、または作成することができるであろう。これらの実施形態のうちの１つまたは複数において、無水マレイン酸および無水コハク酸は、無水マレイン酸対無水コハク酸のモル比が約１００：１〜約１：１、好ましくは約５０：１〜約１：１であり、より好ましくは、約２：１〜約１：１である。いくつかの実施形態では、無水マレイン酸と無水コハク酸とのモル比は、約２５：１〜約１：１であり、他の実施形態では約１０：１〜約１：１であり、他の実施形態では約８：１〜約１：１であり、他の実施形態では、約６：１〜約１：１、他の実施形態では、約４：１〜約１：１、および他の実施形態では、約３：１〜約１：１。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００８１】
上記のように、開始アルコール、無水マレイン酸、無水コハク酸、酸化プロピレン、およびマグネシウム触媒が組み合わされる順序は、ＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマー組成物の色、およびそれとともに吸光度に影響を与えることが見出された。本発明。（図１を参照）開始アルコールを添加する前に、触媒を無水物試薬（無水マレイン酸および無水コハク酸）のいずれかと接触させると、触媒の配位化学に悪影響を与える可能性があることが見出された。、それによって生成されたＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマーの黒ずみを引き起こす。したがって、これらの実施形態では、アルコールが最初に反応容器に加えられ、次に触媒が加えられ、次に他の試薬が加えられる。いくつかの他の実施形態では、触媒が最初に反応容器に加えられ、次にアルコールが加えられ、次に他の試薬が加えられる。ただし、酸化プロピレンを添加する順序は、ポリマーの吸光度に影響を与えないようである。
【００８２】
これらの実施形態において、組み合わせは、実質的にすべての無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンが反応して、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体を形成するまで加熱される。１つまたは複数の実施形態では、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体は、以下の式を有し得る。
【化４】
2021530583.tif 000006
を有する本発明の第１の態様の上記で参照した実施形態のいずれか１つまたは複数を含み、Ｒはアルキル、アルケン、アルキンまたは芳香族基であり、ｎは約０．５０〜約０．９９のモル分率であり、ｍは約０．０１〜約０．５０のモル分率である。様々な実施形態において、ｎおよびｍは、上記のモル分率またはモル分率の範囲のいずれかであり得る。明らかなように、Ｒは、開始アルコールの残基であるか、またはそれを含む。いくつかの実施形態において、Ｒは、アルキン基、プロパルギル基、アリル基、アルケン基、４−ジベンゾシクロオクチン基、シクロオクチン基、ケトン基、アルデヒド基、第三級ハロゲン基、および組み合わせからなる基から選択される官能基であり得るか、またはそれらを含み得る。その。
【００８３】
この目的に適した溶媒は、反応が進行するという条件で特に限定されず、トルエン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ＴＨＦ、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない。当業者には明らかであるように、重合度は、開始剤の利用可能なモルおよび／または重合反応の時間および温度を制御することによって制御することができる。重合反応を完了させることができる（実質的にすべてのモノマーが反応した）実施形態では、重合度は、利用可能なモノマーの総モル数の関数として開始アルコールの利用可能なモル数を制御することによって制御することができる。いくつかの他の実施形態において、重合度は、酸化プロピレンのモルまたはコポリマーを形成するために使用される無水マレイン酸および無水コハク酸の総モルのいずれかに対する開始アルコールのモルの比を制御することによって制御され得る。
【００８４】
次に、これらの実施形態の１つまたは複数において、密封された反応容器は、約４０℃〜約８０℃の温度に約１時間〜約４８時間（または本質的にすべてのモノマーが消費されるまで）加熱される。本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー組成物のシス異性体ポリ（マレイン酸プロピレン塩−ココハク酸塩）中間体を生成する。いくつかの実施形態では、密封された反応容器は、約４０℃〜約７５℃、他の実施形態では、約４０℃〜約７０℃、他の実施形態では、約４０℃〜約６５℃、他の実施形態では、約４０℃〜約６０℃、他の実施形態では、約５０℃〜約８０℃、他の実施形態では、約５５℃〜約８０℃、他の実施形態では、約６０℃〜約８０℃の温度に加熱される。いくつかの実施形態では、密封された反応容器は、約１時間〜約５０時間、他の実施形態では、約１時間〜約３６時間、他の実施形態では、約１時間〜約３０時間、他の実施形態では、約１時間〜約２４時間、他の実施形態では、約６時間〜約４８時間、他の実施形態では、約１２時間〜約４８時間、および他の実施形態では、約２４時間〜約４８時間加熱される。ここでは、明細書および特許請求の範囲の他の場所と同様に、個々の範囲値を組み合わせて、追加の非開示範囲を形成することができる。
【００８５】
次に、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体は、その目的のために当技術分野で知られている任意の適切な方法によって回収することができる。いくつかの実施形態において、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体は、ジエチルエーテル、イソプロピルアルコールなどのポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体の過剰の非溶媒への沈殿によって回収され得る。、エチルアルコール、ヘキサン、またはそれらの組み合わせ。
【００８６】
次に、回収されたポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸）コポリマー中間体を乾燥させて、残っている溶媒を除去する。ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体は、真空蒸発、空気乾燥、回転蒸発、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、当技術分野で知られている任意の適切な方法を使用して乾燥することができる。
【００８７】
上記のように、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸）コポリマー中間体の無水マレイン酸残基のシス二重結合は、次に異性化されて、上記のＰＰＦベースのコポリマー組成物に到達する。本明細書で使用される場合、「異性化」および「異性化」という用語は、シス異性体（ＰＰＭ）のそのトランス異性体（ＰＰＦ）形態への転化、または化学反応またはプロセスの文脈では（「異性化」）を広く指す。反応」）を、シス異性体（ＰＰＭ）をそのトランス異性体（ＰＰＦ）の形に転化する反応またはプロセスに転化する。そして、上記のように、「無水マレイン酸モノマーの異性化残基」、「無水マレイン酸モノマーの異性化残基」、「無水マレイン酸の異性化残基」および「無水マレイン酸の異性化残基」という用語は、具体的には、本発明のＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマー組成物を形成するために使用される無水マレイン酸モノマーの１つまたは複数の残基を指し、以下に記載されるように、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体からポリ（プロピレンフマレートーココハク酸塩）コポリマーを形成中に二重結合がシス（マレイン酸塩）配置からトランス（フマル酸塩）配置に異性化されている。ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体の異性化は、ポリマーに他のいくつかの変化をもたらすが、本発明のＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマー組成物の最も一般的な特性、例えば、おおよそＭｎは、ＤｍおよびＴｇの範囲、初期ＲＯＣＯＰ反応で決定され、異性化反応中に変化しない。
【００８８】
これらの実施形態のうちの１つまたは複数において、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体は、最初に適切な有機溶媒に溶解される。この目的に適した溶媒は、反応が進行するという条件で特に限定されず、クロロホルム、ジクロロメタン、またはそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない。１つまたは複数の実施形態において、ポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体は、クロロホルムに溶解される。次に、ジエチルアミン、トリメチルアミン、またはピリジンなどのある量の有機塩基を溶液に添加し、それを不活性雰囲気下で還流温度に加熱して、本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを生成する。
【００８９】
これらの実施形態のいくつかでは、溶液を不活性雰囲気下で約１〜約４８時間（または実質的にすべてのポリ（マレイン酸プロピレン−ココハク酸塩）コポリマー中間体が異性化するまで）還流温度に加熱して、本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを生成する。いくつかの実施形態では、溶液は、約１時間〜約３６時間、他の実施形態では、約１時間〜約３０時間、他の実施形態では、約１時間〜約２４時間、他の実施形態では、６時間〜約４８時間、他の実施形態では、約１２時間〜約４８時間、他の実施形態では、約１８時間〜約４８時間、他の実施形態では、約２４時間〜約４８時間、および他の実施形態では、、本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを製造するための約３６時間〜約４８時間。
【００９０】
最後に、本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー組成物を、リン酸緩衝液などの緩衝液で洗浄して残留モノマーおよびアミンを除去し、次いで乾燥させて本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを回収する。１つまたは複数の実施形態において、本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー組成物は、リン酸緩衝液で洗浄され、次いで真空蒸発によって乾燥され得る。ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーは、その目的のために当技術分野で知られている任意の適切な方法によって精製することができる。これらの実施形態のいくつかでは、ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーは、過剰のリン酸緩衝食塩水または適切な酸溶液で繰り返し洗浄し、有機層を組み合わせ、得られたポリマーを真空中で乾燥させて生成することによって精製される。精製されたポリマー。
【００９１】
実験的
それらを評価し、さらに実際に還元するために、本発明のポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマーを合成し、以下のように特徴付けた。
【００９２】
材料
すべての材料はＭｉｌｌｉｐｏｒｅ−Ｓｉｇｍａから購入し、以下に記載されていない限り、使用したものを受け取る。Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２は、変更された準備を使用して合成された。（例えば、ＷＯ２０１８／１４２３８４およびＷＯ２０１８／１４４８４９を参照され、その開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。すべての溶媒は、フィッシャーから購入し、Ｐｕｒｅ  Ｓｏｌｖ  ＭＤ−３溶媒精製システム（革新的）を使用して乾燥させた。Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．）を使用し、使用前に脱気する。ベンジルアルコールとプロパルギルアルコールを水素化カルシウムで蒸留し、脱気した。無水マレイン酸は、一週間のためにＰ２Ｏ５上で真空中で昇華し、乾燥させた。無水コハク酸を１週間Ｐ２Ｏ５上で真空乾燥させた。
【００９３】
機器による方法
プロトン１Ｈ核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルは、バリアンマーキュリー３００分光計を用いて記録した。炭素１３ＣＮＭＲスペクトルは、Ｖａｒｉａｎ  ＮＭＲＳ５００分光計を用いて記録した。全ての化学シフトは、それぞれ、δ＝７．２６、１時間７７．１６ｐｐｍの１３Ｃスペクトル、でクロロホルム溶媒の基準ピークに対する百万分率（ｐｐｍ）で記録した。分子量は、屈折率（ＲＩ）検出器と直列のＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅＨＺ−ＭカラムでＴｏｓｈｏ  ＥｃｏＳｅｃ  ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣを使用したサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって決定された。分子量は、１．０ｍＬ・ｍｉｎ−１および１０．０ｍｇ・ｍＬ−１のサンプル濃度で流れる溶離液としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を使用してポリ（スチレン）標準から決定された検量線を使用して計算された。
【００９４】
ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ質量スペクトルは、３５５ｎｍで発光するＮｄ：ＹＡＧレーザーを備えたＢｒｕｋｅｒ  Ｕｌｔｒａ−Ｆｌｅｘ  ＩＩＩ  ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ／ＴｏＦ質量分析計で記録された。機器は陽イオンモードで操作された。すべてのサンプルを最終濃度１０ｍｇ・ｍＬ−１でＴＨＦに溶解した。トランス−２−［３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−メチル−２−プロペニリデン］マロノニトリル（ＤＣＴＢ）（２０ｍｇ・ｍＬ−１）は、マトリックスおよびトリフルオロ酢酸ナトリウム（ＮａＴＦＡ）（１０ｍｇ・ｍＬ−１）として機能した）。カチオン化剤として調製し、１０：１の比率で混合した。マトリックスおよびサンプル溶液は、サンドイッチ法によってＭＡＬＤＩ−ＴｏＦターゲットプレートに適用された。ＦｌｅｘＡｎａｌｙｓｉｓソフトウェアを使用してＭＡＬＤＩ−ＴｏＦデータを分析した。
【００９５】
シス共重合体［ポリ（マレイン酸プロピレン−コハク酸プロピレン）］の一般的な合成。
グローブボックス内で、無水マレイン酸２．５２４ｇ（２５．７ミリモル）、無水コハク酸０．２８６ｇ（２．８６ミリモル）、酸化プロピレン２．００ｍＬ（２８．６ミリモル）、開始剤としてプロパルギルアルコール３３０μＬ（２．８６ミリモル）、０．１７５ｇ（触媒として０．２８６ミリモル）のＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２および８．２ｍＬのトルエンをシュレンク管に入れた。シュレンク管をＰＴＦＥプラグで密封し、グローブボックスから取り外し、予熱したアルミニウムブロック内で２４時間８０℃に加熱した。指定された反応時間の後、混合物を４ｍＬのクロロホルムでクエンチし、過剰量のジエチルエーテルで沈殿させた。コポリマー（３．６０ｇ；８０．５％）は、真空乾燥後に回収された。１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：δ＝６．４０−６．１６（ｍ、２５．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３４−５．０５（ｍ、１２．５Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．７４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．３７−３．８９（ｍ、２７．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７７−２．５４（ｍ、３．５Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５４−２．４９（ｍ、０．８Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−１．０８（ｍ、４２．９、ＣＨＣＨ３）ｐｐｍ。
【００９６】
トランスコポリマー［ポリ（コ−プロピレンコハクｆｕｍａｒａｔｅ−プロピレン）］シス−ｃｏｐｏｌｙｍｅｒの一般的な異性化手順。
２０ｍＬのクロロホルムに溶解した３．００ｇのポリ（マレイン酸プロピレン−コハク酸コプロピレン）の溶液に、３００μＬ（２．９ミリモル）のジエチルアミンを加え、窒素雰囲気下で１８時間還流した。有機層を１Ｍリン酸カリウム水溶液（ｐＨ６）で洗浄し、真空乾燥によりポリマーを回収した。１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：δ＝６．９７−６．７８（ｍ、１９．６Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝０）、５．３９−５．０５（ｍ、１１．６Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８２（ｄ、２．０Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４５−４．００（ｍ、２４．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５８−２．４９（ｓ、１．２Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−１．０３（ｍ、４０．０、ＣＨＣＨ３）ｐｐｍ。
【００９７】
３Ｄ印刷製作
引張試験用の試験片は、ＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ（Ｄｅａｒｂｏｒｎ、ＭＩ）Ｐｅｒｆａｃｔｏｒｙ３プリンタ（λ＝４０５ｎｍ）を使用して製造された。設計ファイルは、ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓソフトウェア（Ｄａｓｓａｕｌｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓＣｏｒｐ．、マサチューセッツ州ウォルサム）を使用して作成された。引張測定のために、ＡＳＴＭ  Ｄ３６０タイプＶ引張バーは、半分のサイズのｘ、ｙ、ｚ寸法で印刷された。３Ｄ印刷樹脂は、コポリマーとＤＥＦの混合比を変更して、以前に報告された光開始剤および光散乱剤（４．１ｗｔ％）の式に従って製造された。（Ｌｕｏ、Ｙ．；Ｄｏｌｄｅｒ、ＣＫ；Ｗａｌｋｅｒ、Ｊ．Ｍ．；Ｍｉｓｈｒａ、Ｒ．；Ｄｅａｎ、Ｄ．；Ｂｅｃｋｅｒ、Ｍ．Ｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｅｌｌ−Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｐｏｌｙ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｆｕｍａｒａｔｅ）Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  ３Ｄ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｓｃａｆｆｏｌｄｓを参照されたい。生体高分子２０１６、１７（２）、６９０〜６９７まで、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。３Ｄ印刷した後は、引張棒は簡単には、イソプロピルアルコール、５０ｗｔ％のアセトン及び脱イオン水及びアセトンの混合物で順次洗浄し、空気中で３０分間乾燥させた後、ＵＶオーブン（λ＝３９０−４２０ｎｍ）で１時間後硬化させた。
【００９８】
樹脂配合物の粘度は、ＡＥＲＳ−Ｇ２レオメーターを使用してフマル酸ジエチル（ＤＥＦ）溶液中の５０−７０ｗｔ％ポリマーで測定された。予混合樹脂は、１ミリメートルギャップとデータを用いて（直径２５ｍｍ）を、２５℃の温度を維持しながら、０．０５ラジアンｓ−１から１００ラジアンｓ−１の範囲において、１０％歪みでの周波数掃引を介して収集された平行なプレート上に置いた。低周波数のデータの変動に起因して、３．１５ラジアンｓ−１から１００ラジアンｓ−１のデータを収集し、回帰曲線の切片は、樹脂配合物の代表的な粘度として選択した。
【００９９】
機械的特性の測定は、Ｉｎｓｔｒｏｎ５５６７シリーズユニバーサルテストシステムを使用して実施された。力は、室温で５ｍｍ・ｍｉｎ−１クロスヘッド速度で１０ｋＮロードセルを使用して測定された。弾性率は、初期線形領域の勾配から決定された。報告された値は、３回の測定の平均から得られたものである。
【０１００】
３Ｄ印刷製品の膨潤率は、以前の方法の修正された方法を使用して測定された。（Ｆｉｓｈｅｒ、Ｊ．Ｐ．；Ｄｅａｎ、Ｄ．；Ｍｉｋｏｓ、Ａ．Ｇ．、フマル酸ジエチル／ポリ（プロピレンフマレート）生体材料の光架橋特性と機械的特性を参照されたい。生体材料２００２、２３（２２）、４３３３〜４３４３まで、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる）。引張試験片を２０ｍＬシンチレーションバイアルに入れ、トルエン１５ｍＬに浸漬した。４８時間後、表面のトルエンを拭き取った後、サンプルの重量を測定した（Ｗｓ）。乾燥したサンプルの重量（Ｗｄ）は、真空下で７２時間乾燥した後に測定される。膨潤率は次の式で計算した。
【数１】
2021530583.tif 000007
【０１０１】
結果と考察
無水マレイン酸、無水コハク酸、および酸化プロピレンのＲＯＣＯＰを、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を触媒として、ベンジルアルコールまたはプロパルギルアルコールを開始剤としてトルエン中７Ｍ濃度で８０℃で調査した。２４時間後、反応混合物をジエチルエーテル中に沈殿させ、得られたシス−ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ（ポリ（マレイン酸プロピレンコ−コハク酸プロピレン））（ＰＰＭＰＳ）はクロロホルム中ジエチルアミンの触媒量を用いて異性化した（スキーム１参照）。無水物と酸化プロピレンの独立したＲＯＣＯＰは以前に報告されている。ただし、これはワンポット反応で２つの異なる無水物を使用する最初の試みである。ＰＰＭＰＳの１Ｈ  ＮＭＲ分光分析は、それぞれ、シスコハク部のマレイン酸単位及びメチレンプロトンのアルケンプロトンに対応し、δ＝６．２７および２．６４ｐｐｍのプロトン共鳴ピークを示した。δ＝４．７８および２．５３の共鳴ピークは、それぞれ開始剤プロパルギルアルコールのメチレンおよびアルキンプロトンに対応する（図２Ａ）。無水物と酸化プロピレンの交互共重合の優先性は、以前の研究で指摘された酸化プロピレンの単独重合（δ＝３．３−３．５）に対応する有意な数のプロトン共鳴の欠如によって確認された。（例えば、Ｗｉｌｓｏｎ、Ｊ．Ａ．；Ｌｕｏｎｇ、Ｄ．；Ｋｌｅｉｎｆｅｈｎ、Ａ．Ｐ．；Ｓａｌｌａｍ、Ｓ．；Ｗｅｓｄｅｍｉｏｔｉｓ、Ｃ。；Ｂｅｃｋｅｒ、Ｍ．Ｌ．マグネシウム触媒による３Ｄ用末端官能化ポリ（マレイン酸プロピレン）およびポリ（プロピレンフマレート）の重合を参照）生物活性足場の印刷。Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１８、１４０（１）、２７７−２８４、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。
スキーム１
無水マレイン酸、無水コハク酸および酸化プロピレンの開環重合によるポリ（マレイン酸プロピレン−コハク酸コプロピレン）の形成および得られたシスポリマーの異性化
【化５】
2021530583.tif 000008
【０１０２】
マトリックス支援レーザー脱離／イオン化飛行時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ  ＭＳ）を実行して、ポリマーの末端基と構造を確認した。２つの隣接するピーク間で観測された１５６Ｄａの質量は、主要な繰り返し単位がマレイン酸プロピレンであることを明らかにした。これらの強度の１つの拡大は、最初のモノアイソトピック質量から次のモノアイソトピック質量への２Ｄａの付加を示し、これは、ポリマー鎖におけるコハク酸ユニットの特異な取り込みを示している（図３）。完全なポリマー繰り返し単位または半分のポリマー繰り返し単位（すなわち、鎖末端に組み込まれた１つの余分な無水マレイン酸または酸化プロピレン）に起因する交互共重合システムの期待と一致するポリマー鎖にいくつかの分布があった。末端基分析は、ポリマー鎖がアルコール開始剤で開始されたことを示した（図４）。図５は、モル％コハク１０とＤＰ１０のプロパルギルアルコール開始ポリ（マレイン酸プロピレンコ−コハク酸プロピレン）のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ  ＭＳのプロットである。これらの分析結果は、意図されたコポリマーが首尾よく合成されたことを裏付けた。
【０１０３】
モノマー転化率は、粗反応混合物中のモノマー無水物共鳴の積分による１Ｈ  ＮＭＲ分光法を使用して決定された。無水マレイン酸の転化率は無水コハク酸の転化率よりも高く、これは精製後のポリマーの１Ｈ  ＮＭＲ分光分析と一致しており、マレイン酸と比較してコハク酸の割合が低いことが示された。１Ｈ  ＮＭＲスペクトルに基づいて計算されたポリマーの分子量は、無水物のモル比に関係なく目標値に近く、重合に対する高度な制御を示している（表１）。
【表１】
2021530583.tif 000009
【０１０４】
得られたコポリマーの構造をさらに理解するために、無水マレイン酸と無水コハク酸の組成の４：１の比率の速度論的研究を、１０の目標重合度（ＤＰ）で実施した。無水物の転化は疑似一次であり、共重合の制御された特性を示している。無水マレイン酸の時間に対する一次モノマー転化の傾きは、無水コハク酸のそれよりも高く、ポリマー鎖への無水マレイン酸の取り込みが無水コハク酸のそれよりも速かったことを示している（図５Ａ）。したがって、ポリマー鎖中のマレイン酸繰り返し単位の組成は、コハク酸組成よりも高かった（表２）。これらの結果は、得られたコポリマーの配列決定が、ランダムコポリマーではなく本質的にグラジエントコポリマーであり、ポリマー鎖が反応の開始時にマレイン酸塩含有量が高く、コハク酸塩含有量が反応の終わりに向かって増加したことを示唆した。モノマー変換に対する分子量の増加は疑似線形であり、低いＤＭが維持され、以前の研究と一致する制御された共重合の能力がさらに強化された（図５Ｂ）。
【表２】
2021530583.tif 000010
【０１０５】
拡散秩序ＮＭＲ分光法（ＤＯＳＹ−ＮＭＲ）は、１つの優勢な分布を示し、重合した各無水物からの個々のポリマー鎖とは対照的に、１つのポリマー種を示す（図２Ｃ）。１３ＣＮＭＲスペクトルは、無水物のカルボニル単位に対応する共鳴ピークが、ブロックまたは分離鎖コポリマーの場合の２つのピークではなく、いくつかのピークに分割されることを示し、両方の無水物がポリマーに組み込まれていることを確認する（図６）。
【０１０６】
マレイン酸リピートユニットのシス−アルケンプロトン環境に起因するδ＝６．２７ｐｐｍのプロトン共鳴ピークが消失し、フマル酸ユニットのトランス−アルケンプロトン環境に対応するδ＝６．８５ｐｐｍの新しいプロトン共鳴ピークが現れた。シスコポリマーのトランスコポリマーへの異性化（図２Ｂ）。ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ  ＭＳデータは、コポリマーの配列および末端基の忠実度が異性化反応後に維持されることを示した（図７）。すべてのデータを考慮すると、無水マレイン酸と無水コハク酸の単位が１つのポリマー種に組み込まれ、ポリマーのシーケンスは、プロピレンフマレート繰り返し単位とそれに続く末端基の忠実度が保持されたコハク酸プロピレン繰り返し単位で構成されるグラジエントコポリマーである。
【０１０７】
コポリマーのレオロジー特性に共重合の効果を調べるために、複素粘度測定は、２５℃で様々なポリ（プロピレンフマレート）とポリ（プロピレンｆｕｍａｒａｔｅ−コ−ｓｕｃｃｉｎａｔｅ）樹脂配合物（５０ｗｔ％ＤＥＦ）だった。以前の研究では、５０ｗｔ％ＤＥＦ溶液に１０００〜２５００Ｄａ  ＰＰＦを含む樹脂配合物が、光化学３Ｄ印刷に使用されていた。（例えば、Ｌｕｏ、Ｙ．；Ｄｏｌｄｅｒ、Ｃ．Ｋ．；Ｗａｌｋｅｒ、Ｊ．Ｍ．；Ｍｉｓｈｒａ、Ｒ．；Ｄｅａｎ、Ｄ．；Ｂｅｃｋｅｒ、Ｍ．Ｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｅｌｌ−Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｐｏｌｙ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｆｕｍａｒａｔｅ）Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  ３Ｄ印刷された足場。生体高分子２０１６、１７（２）、６９０〜６９７、ウィルソン、Ｊ．Ａ．；ルオン、Ｄ．；Ｋｌｅｉｎｆｅｈｎ、Ａ．Ｐ．；Ｓａｌｌａｍ、Ｓ．；Ｗｅｓｄｅｍｉｏｔｉｓ、Ｃ．；Ｂｅｃｋｅｒ、Ｍ．Ｌ．マグネシウム触媒による、生物活性足場の３Ｄ印刷用の末端官能化ポリ（マレイン酸プロピレン）およびポリ（プロピレンフマレート）の重合。Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０１８、１４０（１）、２７７−２８４．ウォーカー、Ｊ．Ｍ．；Ｂｏｄａｍｅｒ、Ｅ．；クレブス、Ｏ．；羅、Ｙ．；Ｋｌｅｉｎｆｅｈｎ、Ａ．；ベッカー、ＭＬ；ディーン、Ｄ．３Ｄ印刷された高解像度ポリ（プロピレンフマレート）足場のｉｎｖｉｔｒｏ分解に対する化学的および物理的特性の影響。生体高分子２０１７、１８（４）、１４１９〜１４２５、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。したがって、ＤＰ１０（１５００ＤＡ）およびＤＰ２０（３０００Ｄａ）でコポリマー各１０のコハク内容と所有を含有樹脂２０モル％を５０ｗｔ％のＤＥＦ溶液で調製した。これらの樹脂を、純粋なポリ（プロピレンフマレート）、ＤＰ１０およびＤＰ２０をそれぞれ含む配合物（５０ｗｔ％ＤＥＦ）と比較した。周波数掃引データは、複素粘度の両方ＤＰ１０およびＤＰ２０共重合樹脂に、０％〜２０％コハク酸ポリ含量（プロピレンｆｕｍａｒａｔｅ−コ−ｓｕｃｃｉｎａｔｅ）コポリマーの増加に伴って減少することを示した。コハク酸塩含有量が１０％〜２０％に増加した場合、粘度低下は、１０％コハク酸塩含有量からの０％の差と比較してより有意であった（図８Ａ〜Ｂ）。コポリマー樹脂の複素粘度は、ポリマー濃度を増加させながら、ＤＰ１０、２０％コハク酸コポリマーで測定した。樹脂配合物中のポリマー濃度が増加するにつれて、粘度が増加することが観察された。光化学３Ｄ印刷の粘度制限は、プリンタと印刷ジオメトリに大きく依存するが、文献値の調査によると、ｃＤＬＰの粘度制限は約２Ｐａ・ｓであり、それを超えると印刷の失敗が大幅に増加する。樹脂の粘度は、樹脂中の７０ｗｔ％ポリマーで１．６Ｐａ・ｓであると決定され、純粋なＤＰ１０  ＰＰＦを含む樹脂と比較してポリマー含有量が２０％増加した。樹脂の粘度は、０％および２０％のコハク酸コポリマーについて８０ｗｔ％および１００ｗｔ％の樹脂を使用して高温で測定された。（図９参照）コハク酸コポリマーの粘度はＰＰＦより低く、温度が上昇するにつ��て粘度が低下した。ただし、粘度の低下は、５５℃を超えて温度を上げずにＤＬＰで樹脂を印刷するのに十分なほど重要ではなかった。これは、３Ｄ印刷プロセスで、光開始剤の粘度や安定性など、樹脂の特性を変更するという潜在的な問題を提示する。
【０１０８】
一連の樹脂配合物（５０、６０、および７０ｗｔ％ポリマー）の３Ｄ印刷を実行して、ＡＳＴＭ  Ｄ３６０タイプＶに従って、ｃＤＬＰを介して樹脂を引張棒に３Ｄ印刷できることを示した。ｘ、ｙ、および３Ｄプリンタのビルドプレートのサイズ制限により、テンションバーのｚ方向が半分に減少した。これらの樹脂配合物の引張棒への３Ｄ印刷の成功は、コポリマーの３Ｄ印刷性が保持されていることを示した。
【表３】
2021530583.tif 000011
【０１０９】
３Ｄ印刷製品の機械的特性をテストするために、ＵＶオーブンでの１時間後硬化後に引張弾性率測定を行い、５０ｗｔ％の純粋なＰＰＦポリマー樹脂を使用した３Ｄ印刷引張棒の測定と比較した。以前の研究では（例えば、Ｆｉｓｈｅｒ、Ｊ．Ｐ．；Ｄｅａｎ、Ｄ．；Ｍｉｋｏｓ、Ａ．Ｇ．、フマル酸ジエチル／ポリ（プロピレンフマレート）生体材料の光架橋特性と機械的特性を参照されたい。生体材料２００２、２３（２２）、４３３３〜４３４３までの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）弾性率（Ｅ０）が１００〜２００ＭＰａでの範囲であり、最終的な強さ（ＵＴＳ）が１０〜ある１３ＭＰａ、極限ひずみは約９％である。この研究では、これらの引張棒の弾性率は、５０ｗｔ％ポリマー樹脂配合の１０％コハク酸塩および２０％コハク酸塩含有量のコポリマーでそれぞれ２１３ＭＰａおよび１８８ＭＰａであり、その値は純粋なＰＰＦ（２２４ＭＰａ）の値に匹敵する。これらのバーの破断点伸び（εブレーク）は、５０ｗｔ％ポリマー樹脂配合の１０％コハク酸塩および２０％コハク酸塩含有量のコポリマーでそれぞれ１２．４±５．２％および１５．６±４．５％であり、純粋なＰＰＦ樹脂のそれよりも高い（８．６％±１．４）（図１０Ａ−Ｂ、表３）。以前のデータと比較すると、Ｅ０とＵＴＳは、同様の範囲にあり、εブレークが高い値である、骨組織工学用途のためのＰＰＦＳの約束を示している。１０％コハク酸コポリマーにおいて、Ｅ０は２１３、１７７および１３２であり、εブレークは、樹脂中に５０ｗｔ％、６０ｗｔ％、７０ｗｔ％のポリマー含量それぞれに１２．４、１４．６及び２１．５である。同様の傾向は、２０％コハク酸コポリマーにも見られる。樹脂中のポリマー含有量を増加させるように、Ｅ０が減少しているとＵＴＳが同様のままεブレークが増加していることをこれは示している。これらの傾向は、３Ｄ印刷樹脂のポリマー含有量を変更することにより、弾性率と破断点ひずみを調整できることを示している（図１０Ｂ）。
【０１１０】
この傾向の原因を理解するために、３Ｄ印刷された引張棒を使用して膨潤試験を実施し、前の研究を修正して膨潤率を計算した。（Ｆｉｓｈｅｒ、Ｊ．Ｐ．；Ｄｅａｎ、Ｄ．；Ｍｉｋｏｓ、Ａ．Ｇ．、フマル酸ジエチル／ポリ（プロピレンフマレート）生体材料の光架橋特性と機械的特性を参照されたい。生体材料２００２、２３（２２）、４３３３〜４３４３まで、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。膨潤率は、架橋密度に関連して、架橋密度が高いときには、膨潤率が低いである（図１１）。引張棒の膨潤率は１１〜１３％であり、コポリマーのコハク酸塩含有量や樹脂配合のポリマー含有量に関係なく一貫している。つまり、架橋密度はすべての３Ｄ印刷引張棒でほぼ一定である。これは、３Ｄ印刷製品の機械的特性が、架橋密度の違いではなく、主にコハク酸ユニットの固有の特性に起因していることを示している。フマル酸塩ユニットの剛直な二重結合と比較して、コハク酸塩は柔軟な飽和結合を持っているため、樹脂処方のコハク酸塩含有量が増えると、弾性率が低くなり、破断点伸びが増加する。
【０１１１】
結論
ここでは、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を使用した酸化プロピレン、ＭＡｎ、およびＳＡｎのＲＯＣＯＰにより、モル質量分布が狭いコポリマーが生成されることが示されている。さまざまな組成、分子量、開始剤を含む再生可能なモノマー原料からの一連のコポリマーを合成、異性化、特性評価した。ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ  ＭＳ、１３Ｃ  ＮＭＲ分析および速度論的研究により、得られたコポリマーが勾配配列決定を有することが明らかになった。コハク酸ユニットをポリ（プロピレンフマレート）鎖に組み込むと、コポリマーの粘度が低下することも実証されている。次に、この削減により、ステレオリソグラフィー法を使用して樹脂を３Ｄ印刷するために必要なＤＥＦの量が減少し、コポリマーは光化学的印刷適性を維持する。３Ｄ印刷製品の機械的特性は、ポリマー中のコハク酸単位の量と樹脂配合中のポリマーの含有量によって調整される。開始アルコールの官能性の保持は、追加の生物活性のためのコポリマーの後官能化の可能性を示している。
【０１１２】
例
以下の実施例は、本発明をより完全に説明するために提供されているが、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、いくつかの例は、本発明が機能する方法についての結論を含み得るが、発明者は、それらの結論に拘束されることを意図せず、可能な説明としてのみそれらを提示する。さらに、過去形を使用して注記されていない限り、例の提示は、実験または手順が実行されたか、実行されなかったか、または結果が実際に取得されたか、または取得されなかったことを意味しない。使用される数値（例えば、量、温度）に関して正確さを保証するための努力がなされてきたが、いくつかの実験誤差および偏差が存在する可能性がある。特に明記されていない限り、部品は重量部、分子量は重量平均分子量、温度は摂氏温度、圧力は大気圧またはそれに近い温度である。
【０１１３】
材料
すべての材料はＭｉｌｌｉｐｏｒｅ−Ｓｉｇｍａから購入した。Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２は、以前に報告された方法の修正を使用して合成された。（Ｗｉｌｓｏｎ、Ｊ．Ａ．、Ｈｏｐｋｉｎｓ、Ｓ．Ａ．、Ｗｒｉｇｈｔ、Ｐ．Ｍ．、Ｄｏｖｅ、Ａ．Ｐ．、Ｐｏｌｙｍを参照されたい。Ｃｈｅｍ．、２０１４、５、２６９１−２６９４、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。すべての溶媒はフィッシャーから購入し、Ｐｕｒｅ  Ｓｏｌｖ  ＭＤ−３溶媒精製システム（Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．）および使用前に脱気されたい。ベンジルアルコールとプロパルギルアルコールを水素化カルシウムで蒸留し、脱気した。無水マレイン酸は、一週間のためにＰ２Ｏ５上で真空中で昇華し、乾燥させた。無水コハク酸を１週間Ｐ２Ｏ５上で真空乾燥させた。他のすべての材料は受け取ったままの状態で使用された。
【０１１４】
機器による方法
プロトン（１Ｈ）ＮＭＲスペクトルは、Ｖａｒｉａｎ  Ｍｅｒｃｕｒｙ３００分光計を使用して記録した。すべての化学シフトは、δ＝７．２６でのクロロホルム溶媒の参照ピークに対する１００万分の１（ｐｐｍ）で記録された。分子量は、屈折率（ＲＩ）検出器と直列のＴＳＫｇｅｌ  ＧＭＨＨＲ−ＭカラムでＴｏｓｈｏ  ＥｃｏＳｅｃ  ＨＬＣ−８３２０  ＧＰＣを使用したサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって決定された。分子量は、１．０ｍＬ・ｍｉｎ−１および１０．０ｍｇ・ｍＬ−１のサンプル濃度で流れる溶離液としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を使用してポリ（スチレン）標準から決定された検量線を使用して計算された。ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ質量スペクトルは、３５５ｎｍで発光するＮｄ：ＹＡＧレーザーを備えたＢｒｕｋｅｒ  Ｕｌｔｒａ−Ｆｌｅｘ  ＩＩＩ  ＭＡＬＤＩ−ＴｏＦ／ＴｏＦ質量分析計で記録された。機器は陽イオンモードで操作された。すべてのサンプルを最終濃度１０ｍｇ／ｍＬでＴＨＦに溶解した。トランス−２−［３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−メチル−２−プロペニリデン］マロノニトリル（ＤＣＴＢ）（２０ｍｇ・ｍＬ−１）がマトリックスとして機能し、トリフルオロ酢酸ナトリウム（ＮａＴＦＡ）（１０ｍｇ・ｍＬ−１）カチオン化剤として調製し、１０：１の比率で混合した。マトリックスおよびサンプル溶液は、サンドイッチ法によってＭＡＬＤＩ−ＴｏＦターゲットプレートに適用された。ＦｌｅｘＡｎａｌｙｓｉｓソフトウェアを使用してＭＡＬＤＩ−ＴｏＦデータを分析した。複素粘度データは、周波数掃引モードで直径２５ｍｍのプレートを備えたＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して取得した。複素粘度は、室温で１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定される。ゼロシアー粘度は、３〜１００ｒａｄ／ｓの範囲のデータを使用して回帰曲線の切片によって計算される。ＵＶ−Ｖｉｓデータは、ＢｉｏＴｅｋ  Ｓｙｎｅｒｇｙ  Ｍｘマイクロプレートリーダー（ＵＶ可視分光計）を使用して、ＴＨＦ溶液中１％の濃度で収集された。
【０１１５】
ＰＰＭコポリマーの一般的な合成
グローブボックス内で、無水マレイン酸２８．６ミリモル、酸化プロピレン２８．６ミリモル、開始剤として専用量のアルコール（２．８６〜１．４３ミリモルの範囲）、触媒として０．２８６ミリモルのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２、および８．２ｍＬのトルエンを真空シュレンク管に入れた。シュレンク管をＰＴＦＥプラグで密封し、グローブボックスから取り出し、予熱した加熱ブロックで２４時間８０℃に加熱した。設計された反応時間の後、混合物を過剰量のジエチルエーテルで沈殿させ、沈殿した固体を真空下で乾燥させた。
【０１１６】
比較例１
ＤＰ１０ポリ（マレイン酸プロピレン）（ＰＰＭ）の重合
グローブボックス内、無水マレイン酸（２．８０ｇ、２８．５ミリモル）、酸化プロピレン（２．００ｍＬ、２８．５ミリモル）、プロパルギルアルコール（１６４．８μＬ、２．８５ミリモル）、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２（３４８ｍｇ、０．５７３ミリモル））、および８．２ｍＬのトルエンをシュレンク管に加えた。シュレンクチューブをキャップで密閉し、８０℃で２４時間加熱した。得られたコポリマーを２００ｍＬのジエチルエーテルに沈殿させた。溶媒を除去し、真空下で乾燥させた後、４．０６ｇ（９１．０％）のＰＰＭが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．３６−６．１８（ｍ、２２．７５Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝０）、５．３５−５．１４（ｍ、１１．４Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８２（ｄ、２．０Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．３７−４．００（ｍ、２４．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５８−２．４９（ｓ、０．９Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０〜１．０８（Ｍ、７７．９、ＣＨＣＨ３））ＤＰ１０ＰＰＭポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図１２として示す。重合の程度は、核磁気共鳴画像（ＮＭＲ）及び数平均分子量（Ｍｎ）およびコポリマーについての質量分布（Ｄｍ）によって確認し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１１７】
比較例２
ＤＰ２０ポリ（マレイン酸プロピレン）（ＰＰＭ）の重合
比較例１に記載の方法を使用して、ＤＰ２０ポリ（マレイン酸プロピレン）（ＰＰＭ）を合成したが、１４８．２μＬのベンジルアルコール（すなわち、２．８０ｇの無水マレイン酸、２ｍＬの酸化プロピレン、１４８．６μＬのベンジル）を加えた。アルコール、１７４ｍｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を使用）および４．０２ｇ（９０．０％）のＰＰＭコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３６（ｓ、５Ｈ、Ａｒ）、６．３６−６．１８（ｍ、４７．５Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３５−５．１４（ｍ、２６．４Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．３７−４．００（ｍ、４９．４Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、１．４０−１．０８（ｍ、７５．９、ＣＨＣＨ３））。ＤＰ２０ＰＰＭコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図１３として示す。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１１８】
例１
無水コハク酸の供給比が５ｍｏｌ％のＤＰ２０ポリマーのコポリマー合成
２．８０ｇの無水マレイン酸（すなわち、２．６６４ｇ）の代わりに２．６６４ｇの無水マレイン酸および１４３．２ｍｇの無水コハク酸を添加したことを除いて、比較例１に示したのと同じ手順に従って、５モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ２０ポリマーを合成した。無水マレイン酸０．１４３ｇ、無水コハク酸０．１４３ｇ、酸化プロピレン２ｍＬ、ベンジルアルコール１４８．６μＬ、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２）１７４ｍｇ、コポリマー４．４２ｇ（９９．０％）が回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３６（ｓ、５．０Ｈ、Ａｒ）、６．３６−６．１８（ｍ、４９．０Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）によって特徴付けられた。、５．３５−５．１４（ｍ、２６．９Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．３７−４．００（ｍ、５２．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．６７−２．５５（ｍ、２．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨ２ＣＨ２Ｃ＝Ｏ）、１．４０−１．０８（ｍ、７７．９、ＣＨＣＨ３））。５モル％の無水コハク酸とのＤＰ２０のコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルが図１４として示されている。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１１９】
例２
ＤＰ２０および１０ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示される手順に従って、１０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ２０コポリマーを合成したが、無水マレイン酸２．８０ｇ（すなわち、２．５２４ｇ）の代わりに無水マレイン酸２．５２４ｇおよび無水コハク酸２８６ｍｇを使用した。無水マレイン酸０．２８６ｇ、無水コハク酸０．２８６ｇ、酸化プロピレン２ｍＬ、ベンジルアルコール１４８．６μＬ、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２１７４ｍｇを使用した。４．４６ｇ（９９．８％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３６（ｓ、５．０Ｈ、Ａｒ）、６．３６−６．１８（ｍ、４３．０Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝０）、５．３５によって特徴付けられた。−５．１４（ｍ、２５．０Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．３７−４．００（ｍ、４８．２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．６７−２．５５（ｍ、５．８Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨ２ＣＨ２Ｃ＝Ｏ）、１．４０−１．０８（ｍ、７２．０、ＣＨＣＨ３））。ＤＰ２０、１０モル％の無水コハク酸コポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルが図１５のように添付されている。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１２０】
例３
ＤＰ２０および２０ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示したのと同じ手順に従って、２０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ２０ポリマーを合成したが、２．８０ｇの無水マレイン酸の代わりに２．２４４ｇの無水マレイン酸および５７２ｍｇの無水コハク酸を加えた（すなわち、２．２４４ｇの無水マレイン酸、０．５７２ｇの無水コハク酸、２ｍＬの酸化プロピレン、１４８．６μＬのベンジルアルコール、１７４ｍｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を使用した）。４．４１ｇ（９８．６％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３６（ｓ、５．０Ｈ、Ａｒ）、６．３６−６．１８（ｍ、４１．４Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）によって特徴付けられた。、５．３５−５．１４（ｍ、２５．０Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．３７−４．００（ｍ、４８．９Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．６７−２．５５（ｍ、１０．０Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨ２ＣＨ２Ｃ＝Ｏ）、１．４０−１．０８（ｍ、７２．１、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ２０の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルは、２０モル％の無水コハク酸供給コポリマーは、図１６に示されている。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１２１】
例４
ＤＰ２０および３０ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示したのと同じ手順に従って、３０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ２０ポリマーを合成したが、２．８０ｇの無水マレイン酸の代わりに１．９６４ｇの無水マレイン酸および８５８ｍｇの無水コハク酸を加えた（すなわち、１．９６４ｇの無水マレイン酸、０．８５８ｇの無水コハク酸、２ｍＬの酸化プロピレン、１４８．６μＬのベンジルアルコール、１７４ｍｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を使用した）。４．４０ｇ（９８．２％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３６（ｓ、５．０Ｈ、Ａｒ）、６．３６−６．１８（ｍ、３４．２Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）によって特徴付けられた。、５．３５−５．１４（ｍ、２４．５Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ、ＡｒＣＨ２Ｏ）、４．３７−４．００（ｍ、４７．１Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．６７−２．５５（ｍ、２０．５Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨ２ＣＨ２Ｃ＝Ｏ）、１．４０−１．０８（ｍ、７１．９、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ２０、３０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図１７に示す。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１２２】
例５
ＤＰ２０および５０ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示したのと同じ手順に従って、５０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ２０ポリマーを合成したが、２．８０ｇの無水マレイン酸および８２．５μＬのプロパルギルの代わりに、１．４０ｇの無水マレイン酸および１．４３ｇの無水コハク酸を加えた。ベンジルアルコールの代わりにアルコールを添加した（すなわち、１．４０ｇの無水マレイン酸、１．４３ｇの無水コハク酸、２ｍＬの酸化プロピレン、１４８．６μＬのベンジルアルコール、１７４ｍｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を使用した）。４．１５ｇ（９２．４％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．４０−６．１６（ｍ、３０．９Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝０）、５．３４−５．０５（ｍ、２５．６Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．７４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．３７−３．８９（ｍ、５６．６Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７７−２．５４（ｍ、４４．９Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５４−２．４９（ｍ、１．３Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−１．０８（ｍ、７７．９、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ２０、５０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図１８に示す。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１２３】
例６
ＤＰ２０および１００ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示したのと同じ手順に従って、１００モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ２０ポリマーを合成したが、無水マレイン酸２．８０ｇの代わりに無水コハク酸２．８６ｇを加え、ベンジルの代わりにプロパルギルアルコール８２．５μＬを加えた。アルコール（すなわち、２．８６ｇの無水コハク酸、２ｍＬの酸化プロピレン、８２．５μＬのプロパルギルアルコール、１７４ｍｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２を使用した）。４．１５ｇ（９２．４％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．４０−６．１６（ｍ、６．４Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３４−５．０５（ｍ、２６．８Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．６７（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．３７−３．８９（ｍ、５９．１Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７７−２．４９（ｍ、１０９．２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３、ＣＨＣ）、１．４０−１．０８（ｍ、９０．７、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ２０、１００モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図１９に示す。
【０１２４】
例７
ＤＰ１０および１０ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示したのと同じ手順に従って、１０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ１０ポリマーを合成したが、２．８０ｇの無水マレイン酸および１６５μＬのプロパルギルの代わりに２．５２４ｇの無水マレイン酸および２８６ｍｇの無水コハク酸を加えたベンジルアルコールの代わりにアルコールを加えた（すなわち、無水マレイン酸２．５２４ｇ、無水コハク酸０．２８６ｇ、酸化プロピレン２ｍＬ、プロパルギルアルコール３３０μＬ、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２１７４ｍｇを使用した）。３．６０ｇ（８０．５％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．４０−６．１６（ｍ、２５．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３４−５．０５（ｍ、１２．５Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．７４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．３７−３．８９（ｍ、２７．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７７−２．５４（ｍ、３．５Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５４−２．４９（ｍ、０．８Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−１．０８（ｍ、４２．９、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ１０、１Ｈ  ＮＭＲスペクトルは、１０モル％の無水コハク酸供給コポリマーは、図２０に示されている。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【０１２５】
例８
ＤＰ１０および２０ｍｏｌ％無水コハク酸供給比の重合
比較例１に示したのと同じ手順に従って、２０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ１０ポリマーを合成したが、２．８０ｇの無水マレイン酸および１６５μＬのプロパルギルの代わりに、２．２４４ｇの無水マレイン酸および５７２ｍｇの無水コハク酸を加えた。ベンジルアルコールの代わりにアルコールを加えた（すなわち、無水マレイン酸２．２４４ｇ、無水コハク酸０．５７２ｇ、酸化プロピレン２ｍＬ、プロパルギルアルコール１６５μＬ、Ｍｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２１７４ｍｇを使用した）。４．３５ｇ（９７．２％）のコポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．４０−６．１６（ｍ、２２．３Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３４−５．０５（ｍ、１１．９Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．７４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．３７−３．８９（ｍ、２５．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７７−２．５４（ｍ、７．１Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５４−２．４９（ｍ、０．９Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−１．０８（ｍ、３８．９、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ１０、２０モル％の無水コハク酸フィードコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図２１として示されている。重合度はＮＭＲにより確認したコポリマーのための数平均分子量（Ｍｎ）および質量分布（Ｄｍ）はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。結果は以下の表４に報告されている。
【表４】
2021530583.tif 000012
【０１２６】
コポリマーの異性化の一般的な手順
２０ｍＬのクロロホルムに溶解した３ｇのコポリマーの溶液に、３００μＬのジエチルアミンを添加し、窒素雰囲気下で１８時間還流した。有機層を１Ｍリン酸ナトリウム水溶液で洗浄し、真空下での蒸発によりポリマーを回収した。
【０１２７】
比較例３
ＰＰＦ合成（比較例１のポリマーの異性化）
比較例１から回収したポリマー３ｇをクロロホルム２０ｍＬに溶解し、ジエチルアミン０．３０ｍＬを加えた。溶液を窒素流下で１２時間加熱還流した。次に、有機溶液をリン酸緩衝液で洗浄し、異性化したポリマーを真空蒸発によって回収した。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９７−６．７８（ｍ、１９．６Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３９−５．０５（ｍ、１１．６Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８２（ｄ、２．０Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４５−４．００（ｍ、２４．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５８〜２．４９（ｓ、１．２Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−１．０３（ｍ、４０．０、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ１０ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図２２のように添付されている。重合度はＮＭＲ、数平均分子量（Ｍｎ）およびコポリマーについての質量分布（Ｄｍ）によって確認し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、５０％ＤＥＦ溶液中のポリマーの複素粘度（で測定した重量）は、ＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して直径２５ｍｍのプレートを使用し、周波数掃引モードで室温、１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定し、ゼロシアー粘度は次のｙ切片を見つけることによって計算した。上記のように、３ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの範囲の周波数掃引データの回帰曲線。結果は以下の表５に報告されている。
【０１２８】
比較例４
ＰＰＦ合成（比較例２のポリマーの異性化）
ＤＰ２０  ＰＰＦポリマーは、（比較例１から回収されたポリマーではなく）比較例２から回収されたポリマーが使用され、異性化ポリマーが回収されたことを除いて、比較例３に示されるのと同じ手順に従って合成された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３６（ｓ、５Ｈ、Ａｒ）、７．０２−６．７８（ｍ、３９．４Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３７−５．０７（ｍ、２５．１Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．４７−４．００（ｍ、４７．０Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、１．４０−０．９８（ｍ、７４．５、ＣＨＣＨ３）。ＤＰ２０ポリ（プロピレンフマレート）（ＰＰＦ）ポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図２３に示されている。重合度はＮＭＲ、数平均分子量（Ｍｎ）およびコポリマーについての質量分布（Ｄｍ）によって確認し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、および５０％ＤＥＦ溶液中のポリマーの複素粘度（で測定した重量）は、ＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して直径２５ｍｍのプレートを使用し、周波数掃引モードで室温、１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定し、ゼロシアー粘度はｙ切片を見つけることによって計算した。上記のように、３ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの範囲の周波数掃引データの回帰曲線の結果。結果は表５に報告されている。
【０１２９】
例９
１０％、ＤＰ＝１０コポリマー異性化
実施例７から回収されたポリマーは、上記の比較例３で使用された手順に従って異性化され、異性化されたポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、２２．１Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、１３．２Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．７４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、２９．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、５．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．０Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、４８．８、ＣＨＣＨ３）。異性化後の１０モル％の無水コハク酸供給比コポリマーとＤＰ１０の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図２４に示す。また、重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、および５０％におけるポリマーの複素粘度で測定したＮＭＲ、数平均分子量（Ｍｎ）およびコポリマーについての質量分布（Ｄｍ）によって確認した。ＤＥＦ溶液（重量）は、直径２５ｍｍのプレートを備えたＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して、周波数掃引モード、室温、１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定し、ゼロシアー粘度は次の式で計算した。上記のように、３ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの範囲の周波数掃引データの回帰曲線のｙ切片。結果は以下の表５に報告されている。
【０１３０】
例１０
２０％、ＤＰ＝１０コポリマー異性化
実施例８から回収されたポリマーは、上記の比較例３で使用された手順に従って異性化され、異性化されたポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、１９．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、１２．７Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．７４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、２７．９Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、９．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．１Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、４３．１、ＣＨＣＨ３）。異性化後の２０モル％の無水コハク酸供給比コポリマーとＤＰ１０の１Ｈ  ＮＭＲスペクトルを図２５に示す。ポリマーの分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によってさらに特徴づけられた。２０％の無水コハク酸供給速度を有するＤＰ１０コポリマーのＳＥＣクロマトグラフが図２６に示されている。また、重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、および５０中のポリマーの複素粘度により測定したコポリマーのＮＭＲ、数平均分子量（Ｍｎ）および分子量分布（Ｄｍ）によって確認した。％ＤＥＦ溶液は、直径２５ｍｍのプレートを備えたＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して、周波数掃引モード、室温、１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定し、ゼロシアー粘度はｙ切片を見つけることによって計算した。上記のように、３ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの範囲の周波数掃引データの回帰曲線の結果。結果は以下の表５に報告されている。
【０１３１】
例１１
１０％、ＤＰ＝２０コポリマー異性化
実施例２から回収されたポリマーは、上記の比較例３で使用された手順に従って異性化され、異性化されたポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３７（ｓ、５．０Ｈ、Ａｒ）、６．９９−６．８０（ｍ、３５．４Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）によって特徴付けられた。、５．３９−５．１０（ｍ、２４．８Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．４３−４．００（ｍ、４６．５Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７２−２．５４（ｍ、７．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨ２ＣＨ２Ｃ＝Ｏ）、１．４０−１．０８（ｍ、７３．２、ＣＨＣＨ３）。異性化後の１０モル％の無水コハク酸飼料供給とＤＰ２０のコポリマーの１Ｈ  ＮＭＲスペクトルが図２７に示されている。また、重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、および５０％におけるポリマーの複素粘度で測定したＮＭＲ、数平均分子量（Ｍｎ）およびコポリマーについての質量分布（Ｄｍ）によって確認した。ＤＥＦ溶液（重量）は、直径２５ｍｍのプレートを備えたＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して、周波数掃引モード、室温、１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定し、ゼロシアー粘度は次の式で計算した。上記のように、３ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの範囲の周波数掃引データの回帰曲線のｙ切片。結果は以下の表５に報告されている。
【０１３２】
例１２
２０％、ＤＰ２０コポリマー異性化
実施例３から回収されたポリマーは、上記の比較例３で使用された手順に従って異性化され、異性化されたポリマーが回収された。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：７．３７（ｓ、５．０Ｈ、Ａｒ）、６．９９−６．８０（ｍ、３２．４Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）によって特徴付けられた。、５．３９−５．１０（ｍ、２１．６Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．４３−４．００（ｍ、４０．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７２−２．５４（ｍ、１１．２Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨ２ＣＨ２Ｃ＝Ｏ）、１．４０−１．０８（ｍ、６５．７、ＣＨＣＨ３）。異性化後％無水コハク酸フィードコポリマーを図として示されているモルＤＰ２０および２０の１Ｈ  ＮＭＲスペクトル。２８。重合度はＮＭＲ、数平均分子量（Ｍｎ）およびコポリマーについての質量分布（Ｄｍの）によって確認し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）、および５０％ＤＥＦ溶液中のポリマーの複素粘度（で測定した重量）は、ＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して直径２５ｍｍのプレートを使用し、周波数掃引モードで室温、１０％ひずみ、０．５〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数範囲で測定し、ゼロシアー粘度はｙ切片を見つけることによって計算した。上記のように、３ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの範囲の周波数掃引データの回帰曲線の結果。結果は以下の表５に報告されている。
【表５】
2021530583.tif 000013
【０１３３】
例１３
比較例３および４と例９−１２のＰＰＦコポリマーの複素粘度
比較例３および４ならびに実施例９〜１２で生成された１ｇのトランスポリマーを１ｇのＤＥＦと混合し、４５℃に５時間加熱して、均質な溶液を作製した。室温まで冷却した後、溶液の複素粘度を、直径２５ｍｍのプレートを備えたＴＡ機器ＡＲＥＳ−Ｒ２レオメーターを使用して、１０％のひずみで０．５ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの角周波数の周波数掃引モードで測定した。ゼロシアー粘度は、３．０ｒａｄ／ｓ〜１００ｒａｄ／ｓの複素粘度データ周波数範囲の回帰曲線の切片によって計算され、大きく変動するデータ（不安定なデータ）は除外された。
【０１３４】
ＤＰが１０または２０であり、コハク酸単位が０、１０、または２０モル％である異性化コポリマー溶液の周波数掃引データを、以下の表６および図２９に示す。見てわかるように、コポリマー中のコハク酸塩単位の含有量が増加するにつれて、コポリマー／ＤＥＦ溶液の粘度は低下する。コハク酸含有量が２０％のＤＰまたは１０のコポリマー溶液の粘度は、０．１Ｐａ・ｓと低くなっている。
【表６】
2021530583.tif 000014
【０１３５】
例１４
２４％、ＤＰ  ６ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー合成
無水マレイン酸１１２ｇ、無水コハク酸２９ｇ、酸化プロピレン１００ｍＬおよびプロパルギルアルコール１６．６ｍＬを追加したことを除いて、２０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ６ポリマーは、比較例１に示すものと同じ手順に従って合成した。８．７ｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２と４１０ｍＬのトルエンを使用し、１６０ｇのポリマーを回収した。得られたポリマー１４０ｇを、上記の比較例３で使用した手順に従って異性化し、トランスポリマーを回収した。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、９．０Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、６．１Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．５４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、１３．７Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、５．４Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．１Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、２１．３、ＣＨＣＨ３）。ＮＭＲで計算したＤＰは６、コハク酸塩含有量は２４％である。
【０１３６】
例１５
１６％、ＤＰ１０ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー合成
無水マレイン酸１１２ｇ、無水コハク酸２９ｇ、酸化プロピレン１００ｍＬおよびプロパルギルアルコール８．３ｍＬを追加したことを除いて、２０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ１０ポリマーは、比較例１に示すものと同じ手順に従って合成した。８．７ｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２と４１０ｍＬのトルエンを使用し、１５０ｇのポリマーを回収した。得られたポリマー１３０ｇを、上記の比較例３で使用した手順に従って異性化し、トランスポリマーを回収した。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、１５．２Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、１０．２Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．５４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、２３．２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、５．９Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．０Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、３６．２、ＣＨＣＨ３）。ＮＭＲで計算したＤＰは１０、コハク酸塩含有量は１６％である。
【０１３７】
例１６
２６％、ＤＰ１０ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー合成
無水マレイン酸１１２ｇ、無水コハク酸２９ｇ、酸化プロピレン１００ｍＬおよびプロパルギルアルコール８．３ｍＬを追加したことを除いて、２０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ１０ポリマーは、比較例１に示すものと同じ手順に従って合成した。８．７ｇのＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２と４１０ｍＬのトルエンを使用し、２３０ｇのポリマーを回収した。得られたポリマー２２０ｇを、上記の比較例３で使用した手順に従って異性化し、トランスポリマーを回収した。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、１４．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、１０．８Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．５４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、２６．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、１０．５Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．１Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、４０．７、ＣＨＣＨ３）。ＮＭＲで計算したＤＰは１１、コハク酸塩含有量は２６％である。
【０１３８】
例１７
ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸）コポリマーの複素粘度
実施例１４、１５、および１６のＰＰＦ（トランス）コポリマーをＤＥＦと共に含む溶液は、実施例１４、１５、および１６のトランスコポリマーを、ポリマー対ＤＥＦの異なる重量比で４５℃でＤＥＦに溶解することによって調製された。ポリマー含有量が５０重量％、７０重量％、８０重量％、および９０重量％である複合粘度トランスコポリマー／ＤＥＦ溶液を、上記のレオメーターによって測定し、それらのゼロシアー粘度を、上記の手順に従ってそれらの複合粘度から計算した。例１３。結果を以下の表７に示す。
【表７】
2021530583.tif 000015
【０１３９】
見てわかるように、コポリマー／ＤＥＦ溶液のゼロシアー粘度は、溶液のポリマー含有量の増加とともに増加した。（表７；図３０を参照）７０％ポリマー溶液のゼロシアー粘度は、約２Ｐａ・ｓの３Ｄ印刷可能な範囲にあることがわかりた。（付録Ａの表７Ａ〜７Ｒも参照されたい）
【０１４０】
比較例５
１０％、ＤＰ１０ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー合成無水マレイン酸と無水コハク酸を開始アルコールの前に添加
１０モル％の無水コハク酸供給比を有するＤＰ１０ポリマーは、無水マレイン酸２．５２４グラム、無水コハク酸０．２８６グラムとＭｇ（ＢＨＴ）２（ＴＨＦ）２３４８ミリグラムを最初に混合し、次に８．２ｍＬのトルエン、１６５μＬのプロパルギルアルコール、および２ｍＬの酸化プロピレンを添加したことを除いて、比較例１に示したのと同じ手順に従って合成した。精製プロセス後、３．８ｇのポリマーを収集した。得られたポリマー１ｇを、上記比較例３で用いた手順に従って異性化し、トランスポリマーを回収した。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、１９．９Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、１３．０Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．５４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、３０．８Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、５．１Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．０Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、４９．５、ＣＨＣＨ３）。（図３１参照）ＮＭＲで計算したＤＰは１３、コハク酸塩含有量は１１％である。
【０１４１】
比較例６
１０％、ＤＰ２０ポリ（プロピレンフマレート−ココハク酸塩）コポリマー合成無水マレイン酸と無水コハク酸を開始アルコールの前に添加
無水コハク酸供給比が１０モル％のＤＰ２０ポリマーを、８３μＬのプロパルギルアルコールを添加したことを除いて、実施例１８に示したのと同じ手順に従って合成した。精製プロセス後、３．９ｇのポリマーを収集した。得られたポリマー１ｇを、上記比較例３で用いた手順に従って異性化し、トランスポリマーを回収した。得られたコポリマーは、１Ｈ  ＮＭＲ（（３００ＭＨｚ、２９８Ｋ、ＣＤＣｌ３）：６．９９−６．７６（ｍ、３０．７Ｈ、Ｃ＝ＯＣＨＣＨＣ＝Ｏ）、５．３６−５．０５（ｍ、１９．４Ｈ、ＣＨ２ＣＨＣＨ３Ｏ）、４．８０−４．５４（ｍ、２Ｈ、ＣＣＨ２Ｏ）、４．４０−３．９８（ｍ、４４．１２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．７３−２．５６（ｍ、５．９Ｈ、ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）、２．５６−２．４９（ｍ、１．０Ｈ、ＣＨＣ）、１．４０−０．９８（ｍ、７３．０、ＣＨＣＨ３）。（図３２参照）ＮＭＲで計算したＤＰは１９、コハク酸塩含有量は９％である。
【０１４２】
例２０
トランスコポリマーの吸光度の比較
比較例３〜６、および実施例９〜１２および１４〜１６で生成されたＰＰＦ（トランス）コポリマーの吸光度を、上記のように、ＢｉｏＴｅｋ  Ｓｙｎｅｒｇｙ  Ｍｘマイクロプレートリーダーを使用して１％ＴＨＦ溶液中で測定した。３６０および４０５ｎｍでの吸光度は、以下の表８にまとめられている。
【表８】
2021530583.tif 000016
【０１４３】
見てわかるように、開始アルコールの前に無水マレイン酸と無水コハク酸を添加して作られたポリマー（比較例５と６）は両方とも、他のポリマー（比較例）よりも、光開始剤の３６０ｎｍと４０５ｎｍの波長ではるかに高い吸光度を持っている図３および４ならびに実施例９〜１２、１４〜１６）において、開始アルコールは、無水マレイン酸または無水コハク酸の前に添加された。さらに、これらのポリマーのすべて（比較例３および４および例９−１２、１４−１６）は、光開始剤の波長範囲（約３６０ｎｍおよび約４０５ｎｍ）での吸光度が十分に低く、それらの吸光度がない３Ｄ印刷プロセスを大幅に妨害する。これは、比較例３および４のポリマーの吸光度を比較５および６のポリマーの吸光度と比較することによって見られるように、ポリマー中の無水コハク酸の存在に関係なく当てはまる。
【０１４４】
例２１
ポリマーの吸光度に対する添加順序の影響の特性評価と分析
特性評価手法
プロトン（１Ｈ）ＮＭＲ実験をバリアンマーキュリー３００分光計を用いて２５℃でＣＤＣｌ３中で実施した。すべての化学シフトは、参照ピーク溶媒であるδ＝７．２６のクロロホルムに対する１００万分の１（ｐｐｍ）で記録された。
【０１４５】
ポリマーの分散度（Ｄ）は、ＴＳＫｇｅｌ  ＧＭＨＨＲ−Ｍカラムを直列に接続した東ソーＥｃｏＳＥＣ  ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣでのサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって決定された。この決定に使用される検出器は、屈折率検出器である。ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を、ＬｉＢｒ（１ｇＬ−１）の存在下、４０℃で溶離液（０．２ｍＬ・ｍｉｎ−１）として使用した。分子量は、ポリスチレン標準から決定された検量線を介して計算された。サンプル濃度は１０ｍｇ・ｍＬ−１である。
【０１４６】
レオロジー情報は、ＡＲＥＳ−Ｇ２レオメーターを使用して、環境条件を２５℃に設定し、形状ギャップが０．３ｍｍの直径５０ｍｍの平行平板フローセルを使用して取得した。温度はペルチェシステムで制御された。振動せん断測定は、線形応答レジームで行われた。試料をレオメーターにロードし、そしてそれは、システムがモジュラス貯蔵（Ｇ’）、損失（Ｇ”）およびゼロせん断粘度μ０の周波数依存性の前に安定であることを確認した（付録Ｂの表１２−１３を参照されたい）。
【０１４７】
速度論的研究
開始剤としてプロパルギルアルコール（ＰｒＯＨ）を使用した無水マレイン酸（ＭＡｎ）と酸化プロピレン（ＰＯ）の開環共重合（ＲＯＣＯＰ）の速度論的研究を実施して、反応種の添加順序の影響を調査した。どちらの場合も、総目標ＤＰは２０であり、モル比は［ＭＡｎ］０：［ＰＯ］０：［ＰｒＯＨ］０：［Ｃａｔ．］０＝２０：２０：１：０．２であり、５ｇのＭＡｎ（５．１０ｘ１０−２ｍｏｌ）、３．６ｍＬのＰＯ（５．１０ｘ１０−２ｍｏｌ）、０．１４７ｍＬのＰｒＯＨ（２．５５ｘ１０−３ｍｏｌ）、および０．３０８ｍｇの触媒（５．１０ｘ１０−４ｍｏｌ）。総モノマー濃度は７Ｍだった。（付録Ｂの表９〜１１を参照）
【０１４８】
速度論的研究のために、混合物をいくつかのバイアルに分割し、８０℃に予熱した浴に浸し（反応の時間ゼロに対応）、重合を撹拌下で行い、周囲温度に冷却し、過剰のクロロホルムを加えることによって停止させた。モノマー転化はｒｅａｃｔｉｏｎａｌボリュームとジエチルエーテルおよび乾燥における沈殿後ＤＭＦ  ＧＰＣによって分散からの粗試料のＣＤＣｌ３中で１Ｈ  ＮＭＲによって測定した。（付録Ｂの表９〜１１を参照）
【０１４９】
討論
得られる最終ポリマーの色に対する反応性種の添加順序の大きな影響のために、調査された重合プロセスならびに重合の速度論に影響を与える可能性がある。粗生成物の種々のアリコートをマンモノマーの転化率を計算するために、異なる重合時間で１Ｈ  ＮＭＲによって分析し、ＬＮ（［Ｍ０］／［ＭＴ］）の値およびＤＭＦでＳＥＣは、経時的分散を提供した。（付録Ｂの表９を参照）
【０１５０】
図３３Ａ〜Ｃは、それぞれ、ｌｎ（［Ｍ０］／［Ｍｔ］）値の変化およびＭＡｎの時間による転化を示している。一次添加（黒い三角形、最初にマンと触媒の添加に対応）の場合、反応速度プロットは、遅い開始ステップとそれに続く２２時間後に劇的な減速を受けるより速い重合ステップを示し、転化のわずか８１％に相当する。５０時間の重合にもかかわらず、転化の最大値は８５％だった。また、図３３Ｃは、重合にわたる線形モル質量成長を示し、分散度値は、転化の５８％での２．１〜８５％での１．４５までの範囲であり、成長する鎖の様々な集団につながるゆっくりとした不均一な開始ステップの考えを支持する。
【０１５１】
反対に、カップル触媒＋アルコールに対応する速度論的プロット（図３３Ａ上の円）は、重合中に一定濃度の伝播種の特徴である重合ステップと同じ速さの開始ステップを伴う線形疑似一次挙動を明らかにした。
【０１５２】
疑似一次反応速度式の結果として、活性鎖の数が維持され、重合全体を通して停止副反応が起こらないと想定することができる。線形モル質量成長および分散度は、重合の間、低いままであり（図３３Ｄ）、制御されたＲＯＣＯＰのさらなる証拠を提供する。さらに、５２時間の重合後に到達した最終転化率は９５％であり、以前より１０％高かった。
【０１５３】
トレースは、非常に異なる重合速度を示している。実際に、結合触媒＋ＭＡｎ（無水マレイン酸プロパルギルアルコールの前に添加）と触媒＋アルコール（プロパルギルアルコールが無水マレイン酸の前に添加）に対応する、計算された伝搬定数ｋＣａｔ＋ＭａｎとｋＣａｔ＋ＰｒＯＨは、それぞれ５．８８ｘ１０−５Ｌ・ｍｏｌ−１・ｓ−１及び２．３４ｘ１０−５Ｌ・ｍｏｌ−１・ｓ−１である。（図３３Ａ−Ｂのグラフの直線部分参照）。結果として、重合は、より多分散性が低く、より高い転化率、およびより明るい色（より低い吸光度）を有するが、ほぼ２倍の時間がかかるポリマーの形成をもたらす。
【０１５４】
この情報は、一方では制御されたモル質量のポリマーを再現可能な方法で合成するために、他方ではスケールアッププロトコルを開発するために最も重要である。
【０１５５】
印刷可能な樹脂の複素粘度を測定し、明確かつ暗ポリプロピレンフマレート（ＰＰＦ、Ｍｎ＝３のＫＤａの、ＤＰ２０）との間の差を調べるために、ポリマーは５０：５０および６０：４０（ＰＰＦ：ＤＥＦ）の重量比に達するように、ジエチルフマレート（ＤＥＦ）と混合した。（付録Ｂの表１２〜表１３を参照）
【０１５６】
図３４Ａ〜図３４Ｂは、それぞれ、暗色および透明のＰＰＦに基づく樹脂の角周波数による複素粘度の変化を示している。暗いＰＰＦに関しては、複素粘度の値は、ＰＰＦ：ＤＥＦ比が６０：４０と５０：５０の場合はそれぞれ２．４と０．５Ｐａ・ｓであるが、透明なＰＰＦの場合は１．６０と０．５Ｐａ・ｓに等しくなる。これらの結果は、明るいＰＰＦベースの樹脂（６０：４０）が暗い対応物よりもわずかに粘度が低いように見えても、両方の配合物が非常に類似したレオロジー特性を持っていることを示唆している。
【０１５７】
上述したものに照らして、本発明は、構造的および機能的にいくつかの方法で改善される、ＰＰＦベースの３Ｄ印刷可能ポリマーを提供することによって、当該技術を大きく進歩させることを理解されたい。本発明の特定の形態を本明細書で詳細に開示したが、本明細書の本発明に対する変形例が当業者によって容易に認識されるので、本発明は、当該形態に、または当該形態によって限定されるものではないことを理解されたい。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲から認識されるものとする。
【表９】
2021530583.tif 000017
【表１０】
2021530583.tif 000018
【表１１】
2021530583.tif 000019
【表１２】
2021530583.tif 000020
【表１３】
2021530583.tif 000021
【表１４】
2021530583.tif 000022
【表１５】
2021530583.tif 000023
【表１６】
2021530583.tif 000024
【表１７】
2021530583.tif 000025
【表１８】
2021530583.tif 000026
【表１９】
2021530583.tif 000027
【表２０】
2021530583.tif 000028
【表２１】
2021530583.tif 000029
【表２２】
2021530583.tif 000030
【表２３】
2021530583.tif 000031
【表２４】
2021530583.tif 000032
【表２５】
2021530583.tif 000033
【表２６】
2021530583.tif 000034
【表２７】
2021530583.tif 000035
【表２８】
2021530583.tif 000036
【表２９】
2021530583.tif 000037
【表３０】
2021530583.tif 000038
【表３１】
2021530583.tif 000039
【図１】
2021530583.tif 000042
【図２Ａ】
2021530583.tif 000043
【図２Ｂ】
2021530583.tif 000044
【図２Ｃ】
2021530583.tif 000045
【図３】
2021530583.tif 000046
【図４】
2021530583.tif 000047
【図５Ａ】
2021530583.tif 000048
【図５Ｂ】
2021530583.tif 000049
【図６】
2021530583.tif 000050
【図７】
2021530583.tif 000051
【図８Ａ】
2021530583.tif 000052
【図８Ｂ】
2021530583.tif 000053
【図９】
2021530583.tif 000054
【図１０Ａ】
2021530583.tif 000055
【図１０Ｂ】
2021530583.tif 000056
【図１１】
2021530583.tif 000057
【図１２】
2021530583.tif 000058
【図１３】
2021530583.tif 000059
【図１４】
2021530583.tif 000060
【図１５】
2021530583.tif 000061
【図１６】
2021530583.tif 000062
【図１７】
2021530583.tif 000063
【図１８】
2021530583.tif 000064
【図１９】
2021530583.tif 000065
【図２０】
2021530583.tif 000066
【図２１】
2021530583.tif 000067
【図２２】
2021530583.tif 000068
【図２３】
2021530583.tif 000069
【図２４】
2021530583.tif 000070
【図２５】
2021530583.tif 000071
【図２６】
2021530583.tif 000072
【図２７】
2021530583.tif 000073
【図２８】
2021530583.tif 000074
【図２９】
2021530583.tif 000075
【図３０】
2021530583.tif 000076
【図３１】
2021530583.tif 000077
【図３２】
2021530583.tif 000078
【図３３Ａ】
2021530583.tif 000079
【図３３Ｂ】
2021530583.tif 000080
【図３３Ｃ】
2021530583.tif 000081
【図３３Ｄ】
2021530583.tif 000082
【図３４Ａ】
2021530583.tif 000083
【図３４Ｂ】
2021530583.tif 000084
【国際調査報告】
2021530583.tif 000085
2021530583.tif 000086
2021530583.tif 000087